一種隔離開關的操作機構的制作方法

本實用新型涉及隔離開關技術領域，尤其是一種隔離開關的操作機構。

背景技術：

在各種開關設備中，使用量及頻次最大的就是隔離開關，其結構比斷路器簡單，但它的用量通常是斷路器的2-3倍。隔離開關在變電站中的應用非常廣泛，具有倒閘操作、隔離電壓和分合小電流的作用。

因為隔離開關平時大多數時間是暴露在空氣當中，總是經受風雨環鏡的侵蝕，也隨著近年來電力系統的機制由定期檢修制向狀態檢修制的過渡，導致大多數隔離開關的使用周期越來越長。而且因為設備的大負荷，導致很多隔離開關一經投入便要終身使用，除非出現重大事故才要更換。

現有的隔離開關操作機構主要為彈簧操作機構和壓力式傳感機構，彈簧操作機構需要復雜的傳動機構及儲能結構，壓力式操作機構需要復雜的激勵源。并且容易發生以下故障：操作機構拒分、拒合、無響應、分合閘距離不到位以及操作失靈、零件老化失靈等，據統計，45％-80％的故障原因都是出自于此。

技術實現要素：

本實用新型提供一種隔離開關的操作機構，使隔離開關精確分合閘。

本實用新型具體采用如下技術方案實現：

一種隔離開關的操作機構，包括電機控制模塊、驅動電機、傳動機構及觸頭彈簧，所述電機控制模塊與所述驅動電機連接，通過改變電機的輸入電流來改變電機的輸出轉速及力矩，所述傳動機構包括三組曲柄連桿機構和傳動主軸，三組所述曲柄連桿機構包括拐臂、傳動連桿和絕緣拉桿，所述傳動主軸與所述驅動電機的輸出軸連接，三個所述拐臂等距離固定在所述傳動主軸上，所述傳動連桿一端與所述拐臂連接，另一端與所述絕緣拉桿連接，所述絕緣拉桿的另一端與所述觸頭彈簧連接，所述觸頭彈簧與隔離開關的動觸頭連接。

作為優選，所述驅動電機的輸出軸與法蘭盤連接，所述法蘭盤與所述傳動主軸連接。

作為優選，所述驅動電機為三相交流異步電機。

作為優選，所述電機控制模塊包括位置傳感器、微分器、比較器、速度控制器、比例積分調節器、電流控制器、積分器及PWM逆變器，所述位置傳感器與所述驅動電機連接，所述位置傳感器的輸出端分別與所述微分器和積分器連接，所述微分器比較器、速度控制器、比例積分調節器、電流控制器及PWM逆變器依次連接，所述PWM逆變器輸出端分別與所述驅動電機和積分器連接，所述積分器的輸出端與所述電流控制器連接。

本實用新型提供的一種隔離開關的操作機構，其有益效果在于：電機轉軸旋轉過的角度則對應隔離開關動觸頭側的位移，電機轉軸側連接連桿機構，在機構的末端帶著一個只能延直線運動的動觸頭，而電機轉軸旋轉過的角度則對應著觸頭側的位移，從而只需對電機轉軸側的角位移進行控制便能控制動觸頭側的直線位移。通過控制電機轉軸側的轉速，帶動作為傳動機構的連桿機構使隔離開關的動觸頭精確分合閘，通過一臺電機驅動便可帶動傳動機構進行三級機械聯動，結構簡單，沒有彈簧操作機構中復雜的傳動機構及儲能結構，也避免了壓力式操作機構中復雜的激勵源。

附圖說明

圖1是本實用新型操作機構的結構示意圖；

圖2是傳動機構的原理圖；

圖3是電機控制模塊的原理圖。

圖中，1-電機控制模塊；11-位置傳感器；12-微分器；13-比較器；14-速度控制器；15-比例積分調節器；16-電流控制器；17-PWM逆變器；18-積分器；2-驅動電機；3-傳動機構；31-傳動主軸；32-拐臂；33-傳動連桿；34-絕緣拉桿；4-觸頭彈簧；5-法蘭盤。

具體實施方式

為進一步說明各實施例，本實用新型提供有附圖。這些附圖為本實用新型揭露內容的一部分，其主要用以說明實施例，并可配合說明書的相關描述來解釋實施例的運作原理。配合參考這些內容，本領域普通技術人員應能理解其他可能的實施方式以及本實用新型的優點。圖中的組件并未按比例繪制，而類似的組件符號通常用來表示類似的組件。

現結合附圖和具體實施方式對本實用新型進一步說明。

如圖1所示，本實施提供的一種隔離開關的操作機構，包括電機控制模塊1、驅動電機2、傳動機構3及觸頭彈簧4，電機控制模塊1與驅動電機2連接，通過改變電機2的輸入電流來改變電機2的輸出轉速及力矩，傳動機構3包括三組曲柄連桿機構和傳動主軸31，三組所述曲柄連桿機構包括拐臂32、傳動連桿33和絕緣拉桿34，傳動主軸31與驅動電機2的輸出軸利用法蘭盤5連接，三個拐臂32等距離固定在傳動主軸31上，傳動連桿33一端與拐臂32連接，另一端與絕緣拉桿34連接，絕緣拉桿34的另一端與觸頭彈簧4連接。

如圖2所示，O為驅動電機主轉軸，ON為分閘狀態下的拐臂，NM為分閘狀態下的傳動連桿。當操作機構需要進行合閘操作時，電機主轉軸轉動使O逆時針轉動，帶動拐臂和傳動連桿由ON位置向OB緩慢移動轉過α角度，這時傳動連桿在BA的位置，而絕緣拉桿則由位置D移動到位置A，水平位移為x。如果使OB繼續逆時針轉動，當OB、BA到達其死點位置即OE位置時，其完成合閘操作。

在隔離開關操作機構的特性要求中，分合閘時間為70ms，將合閘過程分為兩個部分：開矩階段(動觸頭還未與靜觸頭接觸階段)和超程階段(動靜觸頭接觸階段)。絕緣拉桿的直線位移總行程為84mm，前60mm為合閘過程的開距階段。在開距階段中，前40mm為電機的快速啟動過程，所對應的電機轉角位移和時間段分別為40°和0-24ms。后20mm為電機的制動過程，對應電機轉角位移和時間段為20°和24-30ms段，總行程的后24mm為電機的超程階段，所對應的電機旋轉角位移和時間段為24°和30ms-70ms段。這時候電機的動觸頭與靜觸頭相接觸，彈簧所固有的預壓力使電機的轉速大大下降，提供一個比較大的制動力。然后隨著動觸頭的繼續運動，制動力越來越大，使動觸頭緩慢停下。

分閘過程分為超程階段和開距階段以及緩沖階段，和合閘過程相反。分閘過程先是經過超程階段，在這個階段，彈簧提供的是助力來幫助電機啟動，這個階段動觸頭側的直線位移為24mm，電機角位移側的所旋轉過的角度為28°，所耗費的時間為9ms。之后的開距階段則是靠電機的調速系統使電機制動停下，其經過的直線距離為45mm，對應的電機角位移為28°，時間損耗為12.2ms。最后的電機緩沖階段直線位移為15mm，對應的電機角位移為10°，時間損耗為19.8ms。

如圖3所示，本實施例對三相交流異步電機的控制采用對其定子電壓的幅值和相位進行控制，從而進行變頻調速的原理。位置傳感器11與交流異步電機2連接，位置傳感器11輸出的信號經過處理之后可以得到交流異步電機2轉子的位置信號θ，位置信號θ經過微分器12進行微分之后得到電機轉子的轉速ω。然后將位置傳感器11中獲得的電機實際轉速ω與電機所要達到的速度ω*經過比較器13比較之后，將差值輸入速度控制器14，經過處理之后其輸出轉矩指令值。然后通過比例積分調節器15，該轉矩指令值可以得到輸入電流控制器16的q相旋轉坐標系的電流i_q*，再加上通過磁通量而產生的d相旋轉坐標電流i_d*，共同通入電流控制器16。電流控制器16實際上是一個反clarke和反park變換的設備，通過其變化可以得到想要的靜止坐標三相電流和控制PWM逆變器17的導通和關斷信號，PWM逆變器17的三相輸出再通過積分器18作為反饋信號，輸入至電流控制器16，進而實現對異步電機2的電樞電流進行獨立精確的控制。

盡管結合優選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍內，在形式上和細節上可以對本實用新型做出各種變化，均為本實用新型的保護范圍。