Привод электрического выключателя Советский патент 1993 года по МПК H01H33/36 H01H33/42 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам высоковольтных выключателей.

Цель изобретения - повышение уровня надежности и унификации и увеличение момента на валу аппарата в момент касания его контактов.

На фиг.1 изображена кинематическая схема привода, включающая операционный блок (выключенное положение), смонтированный на общей раме; на фиг.2 - кинематическая схема привода, включающая и операционный блок (включенное положение), линейный цилиндрический электродвигатель, рычажная передача и подвижный шток смонтированы на кронштейне; на фиг.З - разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 - разрез В-Б на фиг.2; на фиг.5 - вариант кинематической схемы привода; на фиг.6 - разрез В-В на фиг.5.

Привод электрического выключателя содержит линейный цилиндрический электродвигатель 1, подвижный шток 2, рычажную передачу 3 и операционный блок 4.

Рычажная передача 3 выполнена в виде фигурного рычага, один конец которого связан через проушину 5 с вторичным элементом 6 линейного цилиндрического электродвигателя 1, а другой при помощи поворотной оси 7 закреплен на узлах жесткости привода. Рычаг 3 через роликовый контакт 8 взаимодействует с подвижным штоком 2, установленным в направляющей 9. Индуктор 10 линейного цилиндрического электродвигателя 1 установлен на шарнирной опоре 11, которая обеспечивает прово- рот электродвигателя вокруг его поперечной оси. При этом целесообразно, чтобы поперечная ось подвески шарнирной опоры 11 пересекала продольную ось вторичного элемента 6. Это обеспечит совпадение поперечной оси подвески шарнирной опоры 11с центром движущихся масс линейного цилиндрического электродвигате00

о о ь. о

ля, что исключает затирание вторичного элемента 6 в подшипниках скольжения индуктора 10 при оперировании приводом высоковольтного выключателя.

В варианте пофиг.1,3 шарнирная опора 11 индуктора 10, поворотная ось 7 рычага 3 (при помощи серьги 12) и направляющая 9 подвижного штока 2 смонтированы на общей с операционным блоком 4 раме 13. Рычажная передача 3 передает движение и усилие от линейного цилиндрического электродвигателя 1 на выходной вал 14 привода через операционный блок 4 посредством подвижного штока 2, т.е. предопределяет форму тяговой характеристики привода, формируемой на его выходном валу 14. Подвижный шток 2 имеет возможность воздействовать на рычаг 15 выходного вала привода через промежуточное звено 16 и ролик 17. Ролик 17 установлен на оси 18 шарнирного соединения звена 16 с звеном 19 механизма свободного расцепления. Звено 19, в свою очередь, связано с подпружиненным рычагом 20, который в месте соединения со звеном 19 содержит ролик 21. Один из торцов подпружиненного рычага 20 взаимодействует с упорным болтом 22. Механизм свободного расцепления включает также подпружиненную запирающую защелку 23, предназначенную для фиксации оси 18 ролика 17 в положении привода Включено.

В ролик 21 рычага 20 механизма свободного расцепления упирается подпружиненная защелка 24 отключающего механизма, связанная С тягой 25 электромагнита оперативного отключения 26.

В вариантах по фиг. 1-4 рычаг 3 в месте его контакта с подвижным штоком 2 выполнен в виде сочлененной пары криволиней- ных профилей 27. На приведенных фигурах показан вариант, когда криволинейные профили 27 выполнены по радиусу и обращены вогнутой стороной к штоку 2. Подбирая конфигурацию профилей 27, возможно задать практически любой закон перемещения подвижного штока 2. Указанный шток 2 снабжен парой симметрично расположенных роликов 28 с ребордами 29, смонтированных на направляющих, в качестве которых использованы криволинейные профили 27 рычага 3.

В варианте по фиг.1 непосредственно на рычаге 3 сформирован упор 30, который в крайнем нижнем положении контактирует с серьгой 12.

Для повышения уровня унификации привода на основе линейного цилиндрического электродвигателя, т.е. для обеспечения возможности его привязки к

операционным механизмам 4 существующих и эксплуатируемых в настоящее время приводов, указанный привод может быть снабжен кронштейном 31 (фиг.2, 4, 5, 6). Кронштейн 31 целесообразно выполнить в виде двух сочлененных между собой элементов 32, например швеллеров, которые при монтаже кронштейна 31 примыкают к корпусу 33 операционного механизма 4. При этом поворотная ось 7 рычага 3 и шарнирная опора 11 индуктора 10 укреплены на элементах 32 кронштейна 31, а подвижный шток 2 установлен в направляющей 9, размещенной в перемычке 34 кронштейна 31.

По варианту на фиг.2, 4 кронштейн 31 выполнен в виде двух сочлененных Г-образ- ных элементов 32, а поворотная ось 7 рычага 3 укреплена на кронштейне 31 за подвижным штоком 2 по отношению к вторичному элементу 6 линейного цилиндрического электродвигателя. Ограничение перемещения рычага 3 в крайнем нижнем положении осуществляется за счет упора 35, укрепленного на элементах 32 кронштейна 31.

В варианте по фиг.5. 6 кронштейн 31 сформирован в виде двух сочлененных стоек 32, содержащих площадку 36, примыкающую к корпусу 32 операционного блока 4. Рычаг 3 выполнен двуплечим. Конец рычага 3 со стороны подвижного штока 2 содержит ролик 37, который контактирует с площадкой 38, выполненной на упомянутом штоке 2. Поворотная ось 7 рычага 3 укреплена на элементах 32 кронштейна 31 между подвижным штоком 2 и вторичным элементом б линейного цилиндрического электродвигателя. Для возврата вторичного элемента 6 в исходное положение после включения выключателя между шарнирной опорой 11 индуктора 10 и свободным концом вторичного элемента 6 размещена пружина 39.

Во всех вариантах конец рычага 3 со стороны вторичного элемента 6 линейного цилиндрического электродвигателя содержит наплыв 40, выступающий за проушину 5 вторичного элемента 6. Это обеспечивает местное неоперативное включение путем ручного воздействия на наплыв 40, используя домкрат в виде рычага (на рисунках не показано).

Вариант на фиг. 1-4 более компактен по сравнению с вариантом на фиг.5, 6, может обеспечить практически любой закон перемещения подвижного штока 2, однако при этом варианте при включении выключателя требуется подъем вторичного элемента 6. В варианте на фиг.5, 6, по сравнению с вариантом на фиг.1-4, более эргономично решено неоперативное включение выключателя путем ручного воздействия на наплыв 40,

при включении выключателя масса вторичного элемента 6 действует в направлении силы тяги линейного цилиндрического электродвигателя.

Вариант на фиг.5, 6 предназначен в ка- честве встроенного привода выключателя, но может быть использован как выносной. Вариант по фиг.1-4 предназначен в основном для выносных приводов, но может быть как и вариант по фиг.5, 6 использован во встроенных приводах.

Для включения выключателя подают трехфазное напряжение на обмотку индуктора 10 линейного цилиндрического электродвигателя 1, вторичный элемент 6 перемещается в направлении, указанном стрелкой, воздействуя через проушину 5 на рычаг 3. В варианте на фиг.5 вторичный элемент 6 растягивает при этом пружину 39. Рычаг3,воздействуя посредством профилей 27 на ролики 28 подвижного штока 2 (фиг.1, 2),приводит последний в движение. В варианте по фиг.5 перемещение подвижного штока 2 обеспечивается за счет воздействия ролика 37 рычага 3 на площадку 38 по- движного штока 2. Подвижный шток 2 перемещаясь в направляющей 9;входит своим торцом в зацепление с роликом 17 и посредством промежуточного звена 16 поворачивает рычаг 15 выходного вала 14 при- вода в положение Включено. При этом центр ролика 17 описывает дугу, а выступы оси 18 скользят по криволинейной поверхности запирающей защелки 23, отклоняют защелку 23 влево и при дальнейшем пере- мещении выходят из соприкосновения. При выполнении вышеописанной операции рычаг 20 не может поворачиваться, так как ролик 21 упирается в защелку 24. Как только выступы оси 18 поднимаются выше торца защелки 23, последняя под действием пружины возвращается в первоначальное положение. К этому времени прекращается подача питания в обмотку индуктора 10 линейного цилиндрического электродвигате- ля 1 и его вторичный элемент 6 под собственным весом (фиг.1, 2) или под воздействием пружины 39 (фиг.5) возвращается в первоначальное положение. Под действием момента, создаваемого отключа- ющими пружинами выключателя (на рисунках не показаны), выходной вал 1 привода поворачивается в обратном направлении, пока выступы оси 18 не опустятся на торец защелки 23. На этом заканчивается опера- ция включения. Привод заперт в положении Включено (фиг.2), выступы оси 18 лежат на торце защелки 23, а ролик 21 упирается в торец защелки 24.

Отключение выключателя осуществляется подачей напряжения на катушку отключающего электромагнита 26 или кнопку 41. При этом тяга 25 сердечника отключающего электромагнита 26 или кнопка 41 выводят отключающую защелку 24 из зацепления с роликом 21. При этом ролик 21 теряет точку опоры и рычаг 20 поворачивается по часовой стрелке, увлекая за собой звенья 16 и 19, а также ролик 17. Выступы оси 18 в начале своего движения скользят по торцу защелки 23, а затем соскакивают с него, давая возможность рычагу 15 повернуться на требуемый угол. Звенья 16 и 19 вместе с роликом 17 опускаются, приближаясь к подвижному штоку 2. В начале поворота выходного вала 14 привода при отключении размыкается цепь отключающего электромагнита 26 и его тяга 25 возвращается в исходное положение. Как только тяга 25 отключающего электромагнита возвращается в крайнее нижнее положение, защелка 24 западает за ролик 21 и привод вновь готов к включению.

Для неоперативного включения выключателя используют рычаг ручного включения (на рисунках не показано) непосредственно воздействуя им на наплыв 40 рычага 3.

Для обоих вариантов характерна развязка подвижного штока и рычага, т.е. осуществление их взаимодействия через роликовый контакт, что, наряду с установкой линейного цилиндрического электродвигателя на шарнирной опоре, исключает влияние перекосов, возникающих в линейном цилиндрическом электродвигателе и рычажной передаче, на работу подвижного штока и, как следствие, на надежную работу операционного механизма.

Установка линейного цилиндрического электродвигателя на шарнирной опоре, которая обеспечивает проворот электродвигателя вокруг его продольной оси, и наличие роликового контакта в месте взаимодействия рычага с подвижным штоком позволяют создавать тяговую характеристику, хорошо согласующуюся со статической характеристикой коммутационного аппарата, т.е. характеристику, которая обеспечивает достижение значения, близкого к максимуму усилия, создаваемого приводом на валу выключателя в момент касания его контактов. Достигается это за счет увеличения плеча между продольными осями подвижного штока и вторичного элемента, поскольку угол в момент касания контактов, образованный продольными осями рычага и вторичного элемента, близок к 90°.

Благодаря наличию кронштейна, возможно оснащение приводами на основе линейного цилиндрического электродвигателя как уже эксплуатируемых аппаратов, так и вновь выпускаемых, что повышаетуро- вень унификации предлагаемого привода.

Формула изобретения

1. Привод электрического выключателя, работающий на оперативном переменном токе, содержащий линейный цилиндрический электродвигатель, вторичный элемент которого взаимодействует с валом выключателя через операционный блок, включающий в себя механизм свободного расцепления, посредством подвижного штока, связанного с рычагом, один конец которого соединен с вторичным элементом электродвигателя, а другой закреплен на узлах жесткости привода, отличающий- с я тем, что. с целью повышения уровня надежности и унификации и увеличения момента на валу аппарата в момент касания его контактов, подвижный шток взаимодействует с указанным рычагом через дополни- тельно введенный роликовый контакт, а индуктор линейного цилиндрического электродвигателя установлен на дополнительно введенной шарнирной опоре, предназначенной для поворота линейного цилиндри- ческого электродвигателя вокруг его поперечной оси.

2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен кронштейном, примыкающим к корпусу операционного блока и выполненным в виде двух сочлененных между собой элементов, при этом подвижный шток установлен в перемычке кронштейна, а поворотная ось рычага и шарнирная опора индуктора укреплены на элементах кронштейна.

3. Привод по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что рычаг в месте контакта с подвижным штоком выполнен в виде сочлененной пары криволинейных профилей, а подвижный шток снабжен парой симметрично расположенных роликов, смонтированных на направляющих, в качестве которых использованы криволинейные профили рычага.

4. Привод по пп.1 и 2, отличающий- с я тем, что кронштейн выполнен в виде двух сочлененных стоек, рычаг выполнен двуплечим, причем конец плеча рычага со стороны подвижного штока снабжен роликом, который контактирует с площадкой, выполненной на упомянутом штоке, а поворотная ось рычага укреплена на указанном кронштейне между подвижным штоком и вторичным элементом.

5. Привод по пп.1-3, отличающий- с я тем, что кронштейн выполнен в виде двух сочлененных Г-образных элементов, а поворотная ось рычага укреплена на кронштейне за подвижным штоком по отношению к вторичному элементу линейного цилиндрического электродвигателя.

6. Привод по пп.1, 3 и 4, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что конец рычага со стороны вторичного элемента линейного цилиндрического электродвигателя выполнен с наплывом, выступающим за проушину вторичного элемента, линейного цилиндрического электродвигателя и предназначенным для ручного оперирования.

А А

6-5

Фи г. 6

Существо: привод работает на оперативном переменном токе и содержит линейный цилиндрический электродвигатель, вторичный элемент которого взаимодействует с валом выключателя через операционный блок посредством подвижного 1итока, связанного с рычагом, с которым шток взаимодействует через роликовый контакт. Индуктор электродвигателя установлен на шарнирной опоре, предназначенной для поворота электродвигателя вокруг его поперечной оси. 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

Редактор Т.Мельникова

Составитель В.Григоренко

Техред М.МоргенталКорректор И.Шмакова