專利名稱：自脫離式斷路器的電動操縱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種遠程操縱斷路器的方法和設(shè)備。 技術(shù)背景電動操縱器(電動蓄能機構(gòu))可對電氣斷路器進行電助動操縱。電 動操縱器通常固定在斷路器殼體的頂部。電動操縱器內(nèi)的聯(lián)動系統(tǒng)可 與從斷路器殼體上延伸出的斷路器操縱桿機械地相互配合。該聯(lián)動系 統(tǒng)可操作地連接在電動操縱器內(nèi)的電動機上。電動機驅(qū)動聯(lián)動系統(tǒng)， 而該聯(lián)動系統(tǒng)又推動操縱桿，以操縱斷路器。操縱桿在"on"(接通)、 "off"(斷開)及"reset"(復位)位置之間運動，具體位置取決于電動 機的旋轉(zhuǎn)方向。當操縱桿移動到0N位置時，斷路器內(nèi)的電接觸器相互接觸，使電 流流過斷路器。當操縱桿移動到OFF位置時，電接觸器是分離的，電 流不再流過斷路器。當操縱桿移動到"reset"位置時，斷路器內(nèi)的操 縱機構(gòu)按照需要，在響應(yīng)由斷路器保護的電路處于過電流狀態(tài)而跳閘 運動之后復位。電動操縱器必須在將斷路器操縱桿移動到這些不同位置時能防止 斷路器及本身受到損壞。特別地，所設(shè)計的電動操縱器和斷路器必須 保證在操縱桿通過復位位置而發(fā)生"超程"時不會損壞該斷路器操縱機構(gòu)。這通常通過加強電動操縱器和斷路器，以使它們能經(jīng)受由超程 引起的應(yīng)力，或通過在操縱桿達到所述位置后使用限位開關(guān)和螺線管 來脫開電動機而實現(xiàn)。盡管上述方式是有效的，但利用限位開關(guān)和螺線管來使電動機脫 離需要使用許多部件，從而會增加電動操縱器的成本和造成潛在的故 障。發(fā)明內(nèi)容一種斷路器的電動操縱器，該電動操縱器包括一個電動驅(qū)動組件， 該組件連接在機械式聯(lián)動系統(tǒng)上，它驅(qū)動貯能機構(gòu)從多個狀態(tài)中的第 一狀態(tài)運動到多個狀態(tài)的第二狀態(tài)，每一個狀態(tài)具有貯存于貯能機構(gòu) 中的規(guī)定量的能量，該貯能機構(gòu)向機械式聯(lián)動系統(tǒng)提供推動力，該機 械式聯(lián)動系統(tǒng)連接在一個滑架組件。電動驅(qū)動組件連接在機械式聯(lián)動 系統(tǒng)上，以驅(qū)動貯能機構(gòu)從所述多個狀態(tài)的第一狀態(tài)運動到所述多個 狀態(tài)的第二狀態(tài)，并且當貯能機構(gòu)從所述多個狀態(tài)的第一狀態(tài)被驅(qū)動 到所述多個狀態(tài)的第二狀態(tài)時， 一個釋放機構(gòu)使電機驅(qū)動組件脫離該 機械式聯(lián)動系統(tǒng)，并使一個釋能機構(gòu)連接到機械式聯(lián)動系統(tǒng)上，以釋放5!i存在貯能機構(gòu)中的能量。當能量從貯能機構(gòu)中釋放后該釋放機構(gòu) 使電機驅(qū)動組件重結(jié)合機械式聯(lián)動系統(tǒng)。具體地，提出一種用于操縱斷路機構(gòu)的操縱桿的機械系統(tǒng)，它包 括機械式聯(lián)動系統(tǒng)，它與貯能機構(gòu)相連，所述貯能機構(gòu)采用多個狀 態(tài)，各狀態(tài)都有規(guī)定的儲存在所述貯能機構(gòu)中的能量值，所述貯能機 構(gòu)向所述機械式聯(lián)動系統(tǒng)提供一個推力，所述機械式聯(lián)動系統(tǒng)連接在 一個滑架組件上；電機驅(qū)動組件，它連接在所述機械式聯(lián)動系統(tǒng)上， 用于驅(qū)動所述貯能機構(gòu)，使其從所述多個狀態(tài)中的第一狀態(tài)運動到所 述多個狀態(tài)中的第二狀態(tài)；釋放機構(gòu)，用于在所述貯能機構(gòu)從所述多 個狀態(tài)中的第一狀態(tài)被驅(qū)動到第二狀態(tài)時，使所述電機驅(qū)動組件與所 述機械式聯(lián)動系統(tǒng)脫開；以及釋能機構(gòu)，它連接在所述機械式聯(lián)動系 統(tǒng)上，用于釋放儲存在所述貯能機構(gòu)中的能量；所述電機驅(qū)動組件還 包括電機；齒輪系，該齒輪系與所述電機嚙合；以及棘輪系統(tǒng)，它 連接在所述齒輪系上并與凸輪軸上的凸輪相連，用于可旋轉(zhuǎn)地使所述 凸輪軸上的凸輪響應(yīng)所述電機的動作進行棘輪傳動。所述棘輪系統(tǒng)還包括中心旋轉(zhuǎn)的圓盤，連接在所述齒輪系上； 單向離合器軸承，可旋轉(zhuǎn)地連接在所述凸輪軸上；桿，連接在所述圓 盤上并與所述單向離合器軸承相連，所述齒輪系響應(yīng)所述電機的驅(qū)動 旋轉(zhuǎn),所述齒輪系帶動所述凸輪軸旋轉(zhuǎn)規(guī)定的角位移，以響應(yīng)所述齒 輪系的運動。還包括手動棘輪桿，連接在所述單向離合器軸承上，用于通過 手動使所述凸輪軸以棘輪方式運動到所述規(guī)定的角位移。 所述貯能機構(gòu)是能被壓縮的彈簧。也提出一種操縱斷路器的操縱桿的方法，包括驅(qū)動再蓄能凸輪， 所述再蓄能凸輪連接在旋轉(zhuǎn)安裝的傳動板上，當所述傳動板由所述再 蓄能凸輪帶動旋轉(zhuǎn)時，所述傳動板壓縮彈簧；當所述彈簧被壓縮到預(yù) 定值時，使所述再蓄能凸輪與所述傳動板脫離；將所述傳動板鎖定在 與所述被壓縮的彈簧對應(yīng)的某一位置上；驅(qū)動釋放機構(gòu)，所述釋放機 構(gòu)將所述壓縮彈簧釋放預(yù)定值，以操縱所述操縱桿。所述再蓄能凸輪由電機驅(qū)動。還包括在被壓縮的所述彈簧釋放后， 重新連接再蓄能凸輪。利用連接到所述電機上的減速齒輪系和單向離 合器軸承組件驅(qū)動所述再蓄能凸輪繞它的軸旋轉(zhuǎn)。還包括當所述彈簧被壓縮時，使所述電機與所述再蓄能凸輪脫 離。利用與所述再蓄能凸輪相連的操縱桿手動地驅(qū)動所述所述再蓄能 凸輪。還提出一個電機驅(qū)動系統(tǒng)，用于操縱一個斷路機構(gòu)的操縱桿，包 括再蓄能凸輪，由電機驅(qū)動；傳動板，可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述系統(tǒng)上， 當利用所述再蓄能凸輪被所述電機驅(qū)動時，所述再蓄能凸輪帶動所述 傳動板旋轉(zhuǎn)；貯能機構(gòu)，當所述傳動板由所述再蓄能凸輪帶動旋轉(zhuǎn)時， 該貯能機構(gòu)被所述傳動板壓縮；以及線性滑架，它連接在所述傳動板 上，當所述貯能機構(gòu)從其被壓縮狀態(tài)釋放時，所述線性滑架操縱所述 斷路機構(gòu)的所述操縱桿。當所述貯能機構(gòu)被壓縮時，所述再蓄能凸輪與所述傳動板脫離。所述傳動板鎖定在與所述貯能機構(gòu)的蓄能狀態(tài)對應(yīng)的位置，所述 傳動板由錟板和鎖桿鎖定。所述電機包括凸輪組件，以便使電機與再 蓄能凸輪斷開和再連接。所述凸輪組件包括控制凸輪；傳動桿；以及蓄能桿。當所述系統(tǒng)完成一個蓄能周期后，控制凸輪使所述傳動桿繞它的 軸旋轉(zhuǎn),而該傳動桿又推動蓄能板離開由所述電機操縱的齒輪。 所述蓄能周期是所述貯能機構(gòu)的壓縮過程。所述傳動桿由彈簧偏壓，以在所述貯能機構(gòu)的壓縮被釋放時，推 動所述蓄能板與由所述電機操縱的所述齒輪相連。還包括開關(guān)，用于在所述電機與所述再蓄能凸輪機械式斷開時， 切斷通向所述電機的電 流o也提出一個電機驅(qū)動系統(tǒng)，用于操縱斷路機構(gòu)的一個操縱桿，包括再蓄能凸輪，由電機驅(qū)動；傳動板，可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述系統(tǒng)上， 當所述再蓄能凸輪被所述電機驅(qū)動時，所述再蓄能凸輪帶動所述傳動 板旋轉(zhuǎn);彈簧，當所述傳動板被所述再蓄能凸輪帶動旋轉(zhuǎn)到鎖定位置 中時，該彈簧被所述傳動板壓縮；線性滑架，它連接在所述傳動板上， 所述線性滑架可運動地安裝在所述系統(tǒng)上，并操縱所述斷路機構(gòu)的所 述操縱桿；在所述傳動板處于所述鎖定位置時用于使所述再蓄能凸輪 脫離的裝置；以及用于將所述傳動板從所述鎖定位置釋放的裝置。當所述傳動板從所述鎖定位置釋放時，所述斷路機構(gòu)的所述操縱 桿受到操縱。還包括用于在所述傳動板從所述鎖定位置釋放并且所 述彈簧解壓縮后再與所述再蓄能凸輪接合的裝置。用于將所述傳動板 從所述鎖定位置釋放的所述裝置由螺線管遠程啟動。用于將所述傳動 板從所述鎖定位置釋放的所述裝置用開關(guān)手動啟動。


圖1是本發(fā)明的貯能機構(gòu)的三維分解視圖； 圖2是圖1的J^能機構(gòu)的輔助彈簧導向件的視圖； 圖3是圖1的貯能機構(gòu)的主彈簧導向件的視圖； 圖4是圖1的裝配好的貯能機構(gòu)的視圖；閨5是圖1的裝配好的貯能機構(gòu)的視圖，該圖表示出輔助彈簧導向 件相對主彈簧導向件的運動及裝配好的貯能機構(gòu)與一個側(cè)板銷的接合。圖6是圖5的裝配好的貯能機構(gòu)的一部分的更詳細的視圖，該圖 表示出裝配好的貯能機構(gòu)接合到傳動板銷上的情況。國7是圖1的貯能機構(gòu)的三維視圖，該機構(gòu)包括與圖1的主彈簧 同軸的第二彈簧。圖8是圖1的貯能機構(gòu)的鎖定部件的視圖；閨9是處于"閉合"位置的本發(fā)明的斷路器電機操縱器的側(cè)視圖； 圖IO是圖9的斷路器電動操縱器的側(cè)視圖，該操縱器從圖9的閉合位置移動到0PEN位置；圖ll是圖9的斷路器電動操縱器的側(cè)視圖，該操縱器從圖9的閉合位置移動到0PEN位置；圖12是圖9的斷路器電動操縱器的側(cè)視圖，該操縱器從圖9的閉合位置移動到0PEN位置；圖13是圖9的斷路器電機操縱器的側(cè)視圖；圖14是圖9的斷路器電機操縱器的第一三維視圖；圖15是圖9的斷路器電機操縱器的第二三維視圖；圖16是圖9的斷路器電機操縱器的第三三維視圖；圖17是圖9的斷路器電機操縱器的凸輪的視圖；圖18是圖9的斷路器電機操縱器的傳動板的視圖；圖19是圖9的斷路器電機操縱器的閂鎖板的視圖；圖20是圖9的斷路器電機操縱器的第一閂鎖連桿的視圖；圖21是圖9的斷路器電機操縱器的第二閂鎖連桿的視圖；圖22是圖9的斷路器電機操縱器的第一和第二閂鎖連桿連接時的視圖;圖23是圖9的斷路器電機操縱器的三維視圖，該操縱器包括電機 驅(qū)動組件；圖24是未裝側(cè)板的圖9的斷路器電機操縱器的三維視圖；圖25是圖9的斷路器電機操縱器的電機驅(qū)動組件的棘輪機構(gòu)的視26是圖9的斷路器電機操縱器的力和力矩圖。
具體實施方式
參照圖1，貯能機構(gòu)都用附圖標記300表示。貯能機構(gòu)300包括一 個主彈簧導向件304 (也參見圖3),它是一個具有第一封閉槽3H和第 二封閉槽314的大致平的桿狀裝置。主彈簧導向件304包括位于其一 端的一個半圓插孔320及位于相對端的開口槽316。主彈簧導向件3(M 包括一對突塊318,它從包含開口槽316的主彈簧導向件304的端部的一對叉狀部件338向外延伸距離"h"(圖3)。該對叉狀部件338大致 處在主彈簧導向件304的平面上。貯能機構(gòu)300還包括一個輔助彈簧導向件308。輔助導向件308 (也 參見圖2)是一個具有大致相互平行并利用基件336連接的第一框架部 件330和第二框架部件332的大致平的結(jié)構(gòu)。梁式部件326從處于輔 助彈簧導向件308的平面上的第一框架部件330大致垂直地延伸到靠 近第二框架部件332，這樣就在梁式部件326 —端和第二框架部件332 之間形成間隙340 (如圖2所示)。間隙340 (參見圖2)使梁式部件326 從而使輔助彈簧導向件308在第二封閉槽314處與主彈簧導向件304 接合。梁式部件326、第一框架部件330、第二框架部件332和基件336 插在孔334內(nèi)。舌形件328從基件336延伸入孔334,并用于接收彈簧 系數(shù)為h的輔助彈簧306，從而使輔助彈簧306保持在孔334內(nèi)。保 持在孔334內(nèi)的輔助彈簧306與輔助彈簧導向件308的組件以下述方 式連接在主彈簧導向件304上梁式部件326與第二封閉槽314接合 并可沿第二封閉槽的長度運動。因而，通過向輔助彈簧導向件308的 基件336施加一個力，可使輔助彈簧導向件308相對主彈簧導向件304 運動。這樣，利用叉形部件338使輔助彈簧306保持在開口槽316內(nèi)， 同時利用第一框架部件330和第二框架部件332使該輔助彈簧306保 持在孔334內(nèi)。貯能機構(gòu)300還包括一個彈簧系數(shù)為L的主彈簧302。沿輔助彈 簧導向件308延伸并與輔助彈簧306接合的主彈簧導向件304位于主 彈簧302的內(nèi)部，從而使主彈簧302的一端緊靠著突塊318。鎖定銷 310(圖7)穿過第一封閉槽312,使主彈簧302的相對端緊靠著鎖定銷 310，以便將主彈簧302卡在并鎖定在鎖定銷310和突塊318之間。如 圖4所示，裝配好的主彈簧302、主彈簧導向件304、輔助彈簧306、 輔助彈簧導向件308和鎖定銷310等結(jié)構(gòu)構(gòu)成一個共同作用的機械裝 置。為了更清楚地描述圖1和4中的貯能機構(gòu)，分別參照表示出輔助 彈簧導向件308和主彈簧導向件304的圖2和3?，F(xiàn)在參照圖5和6。圖5表示出裝配好的貯能機構(gòu)300。固定到側(cè) 板(圖中未示出)上的側(cè)板銷418保持在插孔320內(nèi)，從而可使貯能機 構(gòu)300繞彈簧裝配軸線322旋轉(zhuǎn)。在圖6中，固定到傳動板(圖中未示出)的傳動板銷406緊靠著輔助彈簧導向件308并保持在包含有開口槽 316的主彈簧導向件304端部的叉形部件338之間。傳動板銷406這樣 保持在開口槽316內(nèi)它可相對于突塊318具有初始位移"D"。因此， 如圖5和6所示，裝配好的^能機構(gòu)300限定在側(cè)板銷418(圖5)、傳 動板銷406 (圖6)、插孔320和開口槽316之間。由于作用在輔助彈簧 導向件308上、傳動板銷406上、主彈簧導向件304上和側(cè)板銷418 上的的輔助彈簧306力，使貯能機構(gòu)300牢固地保持在它們之間。如圖5所示，通過應(yīng)用圖6所示的沿直線342的作用力，使輔助 彈簧導向件308不受主彈簧302制約而運動，并相對于主彈簧導向件 304移動距離"L"。當輔助彈簧導向件308橫向移動距離"L"時，側(cè) 板銷418避開了插孔320,并且Ji&能機構(gòu)300可與側(cè)板銷418和傳動板 銷406脫離。從圖5、 6中可清楚地理解到，輔助彈簧306的彈簧系數(shù)ka足以使 裝配好的l&能機構(gòu)300牢固地保持側(cè)板銷418和傳動板銷406之間， 但只需要使用最小的力來壓縮輔助彈簧306并使輔助彈簧導向件308 移動距離"L"。這樣很容易用手將貯能機構(gòu)300從側(cè)板銷418和傳動 板銷406之間取下。參照圖7，圖中示出了彈簧系數(shù)為k。并與主彈簧同軸對齊的同軸 彈簧324。同軸彈簧324可以按與圖4中主彈簧302相同的方式接合在 突塊318與鎖定銷310(圖中未示出)之間的主彈簧導向件304上，從而 提供了總彈簧系數(shù)為kt= kra+ b的貯能機構(gòu)300。突塊318延伸距離 "h"，該距離足以調(diào)節(jié)主彈簧302和同軸彈簧324。因此，該貯能機構(gòu)300是一個在現(xiàn)場或在工廠很容易去除或用一 個新的或備用的主彈簧302替換的模塊化裝置。這樣，不需要專門的 或輔助工具就能改變貯存在貯能機構(gòu)300內(nèi)的能量大小。參照圖9-16，圖中所示的模制外殼斷路器(MCCB)都用100表示。 模制外殼斷路器100包括一個從該斷路器上延伸斷路器操縱桿102，它 連接在一組斷路器接觸器(圖中未示出)上。圖9-16中所示的本發(fā)明的 斷路器電機操縱器的組件都用200表示。電機操縱器200 —般包括一 個保持器，如連接在斷路器操縱桿102上的滑架202、 一個如上所述的 貯能機構(gòu)300及一個機械式聯(lián)動系統(tǒng)400。機械式聯(lián)動系統(tǒng)400與貯能 機構(gòu)300、滑架202和電機驅(qū)動組件500相連(圖20和21)。為了采用多種組合，滑架202、貯能機構(gòu)300和機械式聯(lián)動系統(tǒng)400作為一個協(xié) 同機械裝置響應(yīng)電機驅(qū)動組件500和斷路器操縱桿102的動作而動作。 特別地，電機操縱器200可操作地與連接在斷路器操縱桿102上的一 組斷路器接觸器脫離或再接合。眾所周知，這組斷路器接觸器的脫離 (即斷開)會切斷通過模制外殼斷路器100的電流。斷路器接觸器的再 接合(即閉合)使電流流過模制外殼斷路器100。在圖9及圖14、 15和16中更具體地顯示出的機械式聯(lián)動系統(tǒng)400 包括一對利用一組支柱602， 604而使之相互大致平行的側(cè)板416,該對 側(cè)板連接在外殼斷路器100上。 一對傳動板402 (圖19)設(shè)置在內(nèi)部并 大體上與一對側(cè)板416平行。傳動板402相互連接并繞傳動板軸408 旋轉(zhuǎn)。傳動板軸408與一對側(cè)板416相連。該對傳動板402包括一個 連接其間并與貯能機構(gòu)300在主彈簧導向件304的開口槽316處接合 的傳動板銷406。連桿414與一對傳動板402相連并可旋轉(zhuǎn)地連接在處于軸210上 的滑架202上?？稍谕馆嗇S422上旋轉(zhuǎn)的凸輪420 (如圖17所示)包括 第一凸輪表面424和第二凸輪表面426 (圖18)。凸輪420通常是鸚鵡 螺形，其中第二凸輪表面426是凹弧形表面，第一凸輪表面424是凸 弧形表面。凸輪軸422穿過各對傳動板402上的槽404,并由一對側(cè)板 416支承。凸輪422還與電機驅(qū)動組件500相連(圖24和25)，凸輪420 由凸輪軸驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。一對第一鎖桿442 (圖21)連接在一對第二鎖桿450 (圖22)上，它 們可繞桿412轉(zhuǎn)動(圖19)。第二鎖桿450也可繞凸輪軸422轉(zhuǎn)動。第 一鎖桿442和第二鎖桿450在傳動板402里面并與傳動板402平行。 輥444連接在使第一鎖桿442與傳動板402相連的輥軸410上。輥444 可繞輥軸410旋轉(zhuǎn)。輥軸410與傳動板402相連，并且輥444靠近凸 輪420的第二凸輪表面426并與該表面426緊密接觸。支柱456連接 一對第二鎖桿450。釋能機構(gòu)，如鎖板430 (圖16)可繞傳動板軸408旋 轉(zhuǎn)，并與可繞連桿軸412旋轉(zhuǎn)的輥銷446緊密接觸。輥銷446沿鎖板 430的第一凹表面434和第二凹表面436 (見圖20))運動。鎖板430的 第一凹表面434和第二凹表面436是弧形的沿鎖板430的周邊凹下的 部分，當鎖板430繞傳動板軸408旋轉(zhuǎn)時，用于接收輥銷446并使輥 銷446座落在其內(nèi)。鎖板430包括一個釋放桿458，可將力施加到該釋放桿上，以驅(qū)動鎖板430繞傳動板軸408旋轉(zhuǎn)。在圖8中，鎖板430 還與支柱604接觸。利用軸210的連桿414將滑架202連接在傳動板402上并可繞軸 210旋轉(zhuǎn)?；?02包括一組止動彈簧204、第一保持桿206和第二保 持桿208。位于滑架202內(nèi)的止動彈簧204的作用是頂住第一保持桿 206,它使斷路器操縱桿102牢固地保持在笫一保持桿206和第二保持 桿208之間。利用連接在各側(cè)板416內(nèi)的槽214上的第一保持桿206 可使滑架202相對于側(cè)板416橫向運動?；?02沿槽214來回運動， 從而使斷路器操縱桿102在圖8的位置和圖12的位置之間來回作肘桿 式運動。參照圖9，模制外殼斷路器IOO處于閉合位置(即電接觸器閉合)， 并且主彈簧302內(nèi)沒有存儲能量。電機操縱器200操縱斷路器操縱桿 102,使其在圖9的閉合位置和圖12的斷開位置(即電接觸器斷開)運 動。此外，當模制外殼斷路器100由于例如相關(guān)電氣系統(tǒng)處在過電流 狀態(tài)而跳閘時，電機操縱器200動作，以通過推動操縱桿至圖13的斷 開位置來重置斷路器100內(nèi)的操作機構(gòu)(圖中未示出)。為了將操縱桿從圖9的閉合位置運動到圖13的斷開位置，電機驅(qū) 動組件500驅(qū)動凸輪420以從凸輪軸422的方向看去的順時針方向旋 轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動機械式聯(lián)動系統(tǒng)400順次地并連續(xù)地通過圖10， 11和12 所示的相對位置。參照圖10,凸輪420繞凸輪軸422順時針旋轉(zhuǎn)。由 于在傳動板402中有槽404,所以能使傳動板402運動。在輥軸410上 的輥子444沿凸輪420的第一凸輪表面424運動。傳動板402的逆時 針方向的旋轉(zhuǎn)帶動傳動板銷406沿開口槽316運動，從而壓縮主彈簧 302并使能量儲存在該彈簧中。貯能機構(gòu)300繞彈簧組件軸322和側(cè)板 銷418順時針方向旋轉(zhuǎn)。緊靠支柱604的鎖板430相對于側(cè)板416保 持回定。參照圖11，傳動板402進一步沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)使傳動板406進 一步壓縮主彈簧302。凸輪420繼續(xù)沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。輥銷446從鎖 板430的第二凹表面436(圖20)部分地運動到第一凹表面"4(圖20)， 而鎖板430沿順時針朝離開支柱604的方向旋轉(zhuǎn)。傳動板銷406進一 步沿開口槽316壓縮主彈簧302。參照 圖12和13，鎖板430沿順時針旋轉(zhuǎn)，直到輥銷4"完全靠在第一凹表面434 (圖20)內(nèi)時為止。當凸輪420繼續(xù)以順時針方向轉(zhuǎn)動 時，輥444與第一凸輪表面424 (圖18)緊密接觸。凸輪420完成它的 順時針方向旋轉(zhuǎn)后，輥444從凸輪420上脫離。輥銷446與鎖板430 的第一凹表面434 (圖20)保持接觸。因此，機械式聯(lián)動系統(tǒng)400停止在圖13所示的相對位置上。在從 圖9的位置到圖13位置的過程中，由于傳動板402繞傳動板軸408逆 時針旋轉(zhuǎn)，使主彈簧302被傳動板銷406壓縮了一段距離"x"。因而， 主彈簧302的壓縮使能量按照公式E=l/2 k乂儲存其內(nèi)，其中x是主 彈簧302的位移。利用第一鎖桿442、第二鎖桿450和鎖板430使電機 操縱器200、貯能機構(gòu)300和機械式聯(lián)動系統(tǒng)400保持在圖13的穩(wěn)定 位置上。第一鎖桿442、第二鎖桿450之間的相對定位及相對鎖板430 和凸輪420的定位可防止被壓縮的主彈簧302膨脹，從而可防止儲存 在該彈簧內(nèi)的能量釋放。如圖26所示，這種作用是靠下面的因素完成 的雖然有一個由壓縮的主彈簧302引起的沿直線462 (如圖26所示) 的作用力，并且該作用力趨向于使傳動板402和第一鎖桿442繞驅(qū)動 板軸408順時針旋轉(zhuǎn)，但凸輪軸422是相對于側(cè)板416固定的，這又 固定在模制外殼斷路器100。因此，在圖13的相對位置上，第一鎖桿 442和第二鎖桿450形成剛性聯(lián)動。第一鎖桿442和第二鎖桿450具有繞桿軸412旋轉(zhuǎn)和折疊的聯(lián)動 的趨勢。但是，該趨勢可利用沿直線470 (圖26)的作用力來防止，而 該作用力是與沿直線468 (圖23)的作用力相逆的。在凸輪軸上的沿直 線472的反作用力抵消沿直線462 (圖26)的彈簧作用力的力矩。因此， 在圖13的相對位置下，這些作用在電機操縱器200上的力和力矩是平 衡的，并且不會使機械式聯(lián)動系統(tǒng)400旋轉(zhuǎn)。參照圖13，圖中示出處于斷開位置的模制外殼斷路器100。為了 從圖13的相對位置返回到圖9的相對位置(即電接觸器閉合)，向鎖板 桿458上的鎖板430施加一個于460處表示的力。施加該力是為了使 鎖板430沿逆時針方向繞傳動板軸408旋轉(zhuǎn)并使輥銷446從第一凹表 面434運動到第二凹表面436，分別參見圖9和20。該動作釋放了儲 存在主彈簧302內(nèi)的能量，并且作用在傳動板銷406上的力使傳動板 402沿順時針方向繞傳動板軸408旋轉(zhuǎn)。傳動板402的順時針旋轉(zhuǎn)在第 二保持桿208處向斷路器操縱桿102施加了一個力，將該斷路器操縱桿102向左推，這時主彈簧302、鎖板430和機械式聯(lián)動系統(tǒng)400停止 在圖9的位置上。參照圖23，圖中示出了與電機操縱器200、 ji&能機構(gòu)300和機械 式聯(lián)動系統(tǒng)400接合的電機驅(qū)動組件500。電機驅(qū)動組件500包括一個 與齒輪系504 (圖20)嚙合的電機502 (圖24)。齒輪系504 (圖24)包括 多個齒輪506， 508， 510， 512， 514。齒輪系504的一個齒輪514可繞軸 526旋轉(zhuǎn)并連接在軸526上的圓盤516上。圓盤516可繞軸526旋轉(zhuǎn)。 但是，軸526偏離圓盤516的中心。因此，當圓盤516由于電機和齒 輪系504的作用而旋轉(zhuǎn)時，圓盤516起凸輪的作用，使圓盤516偏心 地繞軸526旋轉(zhuǎn)。電機驅(qū)動組件500還包括連接在凸輪軸422上的一個單向離合器 軸承522和一個連接在棘輪柄518上的蓄能板520。輥530連接在棘輪 柄518的一端并靠在圓盤516上(圖25)。因此，當圓盤516繞軸526 旋轉(zhuǎn)時，棘輪柄518如圖25中的528那樣來回j故肘桿式運動。這種來 回運動的動作使單向離合器軸承522繞凸輪軸422以規(guī)定的角位移由 棘輪推動運動，該運動又使凸輪420 (圖17)由棘輪推動運動相同的角 位移。參照圖23,電機驅(qū)動組件500還包括一個連接在單向離合器軸承 422上的手動操縱桿524 (圖24),這樣，可通過手動不斷重復地下推手 動操縱桿524 (圖23)，使單向離合器軸422，從而使凸輪420 (圖17) 作棘輪式運動。一個典型實施例的方法和系統(tǒng)將能量存儲在一個或多個彈簧302 內(nèi)，在安裝在一根公共軸422上的至少一個再蓄能凸輪420的旋轉(zhuǎn)過 程中，該彈簧被至少一個傳動板402驅(qū)動而使其壓縮。傳動板鉸接在 貯能機構(gòu)的兩個側(cè)板416之間，并至少有一個安裝在傳動板上的輥子 隨動器444，在蓄能周期過程中，傳動板與再蓄能凸輪相互配合運動。 斷路器操縱桿由貯能系統(tǒng)通過連接在傳動板上的線性滑架202致動。 傳動板也連接在至少一個儲存了能量的壓縮彈簧302上。貯能機構(gòu)安 裝在斷路器的前部并用螺釘固定在蓋上。再蓄能凸輪420被驅(qū)動而繞其軸旋轉(zhuǎn)是通過下述方式進行的通 過連接在軸一端上的電機502及一個減速齒輪系504和一個單向離合 器軸承組件522以自動模式驅(qū)動，以及通過連接在相同的蓄能板520上的手動操縱桿524以手動模式驅(qū)動。在蓄能周期結(jié)束時，再蓄能凸輪420完全從傳動板402上脫離， 并利用鎖板430和鎖桿將傳動板402鎖定在蓄能后的狀態(tài)。利用一個 通過螺線管的激勵的自動模式的閉合螺線管跳閘線圉的動作；以及利 用一個鎖板上的手動模式的0N按鈕，通過按該按鈕使鎖板繞其自由設(shè) 定的軸旋轉(zhuǎn)，從而使傳動板繞樞軸旋轉(zhuǎn)到它的初始位置等方式來使能 量釋放。這種系統(tǒng)的優(yōu)點是由于再蓄能凸輪和傳動板的完全脫離， 所以當傳動板通過對鎖板解鎖而釋放時，沒有蓄能系統(tǒng)形成的阻力。 這樣就確保在閉合斷路器時所需的存儲能量浪費最小，對再蓄能凸輪 和輥子隨動器的磨損也較小。斷路器的閉合時間也大大減少。因此， 需閉合斷路器來保持存儲的能量的傳動板與再蓄能凸輪和用于蓄能的 軸脫離，從而使用最小的信號功能就使斷路器迅速閉合，而且可靠性 較高。該系統(tǒng)最大程度地減小了閉合斷路器機構(gòu)時所需的存儲能量， 并減少了閉合的時間，從而使機構(gòu)的規(guī)模和成本最優(yōu)化。在蓄能周期結(jié)束時，安裝在公共軸上的控制凸輪推動傳動桿繞其 軸旋轉(zhuǎn)，而該傳動桿又推動蓄能板離開偏心的蓄能齒輪，從而使電機 與運動桿斷開，并使電機自由旋轉(zhuǎn)。在主彈簧釋放過程中，控制凸輪 通過一個偏心彈簧使傳動桿返回到其正常位置，因而使蓄能板再次連 接到偏心蓄能齒輪上，以使運動桿完成一個新的蓄能周期。在電機操縱器中，通過直接凸輪動作來使電機功率與蓄能機構(gòu)脫 離，從而消除了蓄能機構(gòu)上的過應(yīng)力并使電機避免了過負荷。凸輪組 件是利用幾個機械部件實現(xiàn)上述功能的，從而降低了電機操縱器的成 本并延長了它的使用壽命。雖然上文根據(jù)優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人 員可理解到，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下可進行各種變換，并且 呵用等同物來替換上述部件。此外，在不背離本發(fā)明的基本保護范圍 的情況下，可按照本發(fā)明的教導，為適應(yīng)特定場合或材料，可做許多 改型。因此，本發(fā)明不限于上述作為實施本發(fā)明的最佳模式的特定實 施例，而是包括落入所附權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)的所有實施例。
權(quán)利要求
1.一種操縱斷路器的操縱桿的方法，包括驅(qū)動再蓄能凸輪，所述再蓄能凸輪連接在旋轉(zhuǎn)安裝的傳動板上，當所述傳動板由所述再蓄能凸輪帶動旋轉(zhuǎn)時，所述傳動板壓縮彈簧；當所述彈簧被壓縮到預(yù)定值時，使所述再蓄能凸輪與所述傳動板脫離；將所述傳動板鎖定在與所述被壓縮的彈簧對應(yīng)的某一位置上；驅(qū)動釋放機構(gòu)，所述釋放機構(gòu)將所述壓縮彈簧釋放預(yù)定值，以操縱所述操縱桿。
2. 按照權(quán)利要求l的方法，其中所述再蓄能凸輪由電機驅(qū)動。
3. 按照權(quán)利要求2的方法，還包括在被壓縮的所述彈簧釋放后， 重新連接再蓄能凸輪。
4. 按照權(quán)利要求3的方法，其中利用連接到所述電機上的減速 齒輪系和單向離合器軸承組件驅(qū)動所述再蓄能凸輪繞它的軸旋轉(zhuǎn)。
5. 按照權(quán)利要求2的方法，還包括當所迷彈簧被壓縮時，使所述電機與所述再蓄能凸輪脫離。
6. 按照權(quán)利要求1的方法，其中利用與所述再蓄能凸輪相連的 操縱桿手動地驅(qū)動所述所述再蓄能凸輪。
7. —個電機驅(qū)動系統(tǒng)，用于操縱一個斷路機構(gòu)的操縱桿，包括 再蓄能凸輪，由電機驅(qū)動；傳動板，可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述系統(tǒng)上，當利用所述再蓄能凸輪被 所述電機驅(qū)動時，所述再蓄能凸輪帶動所述傳動板旋轉(zhuǎn)；貯能機構(gòu)，當所述傳動板由所述再蓄能凸輪帶動旋轉(zhuǎn)時，該貯能 機構(gòu)^皮所述傳動板壓縮；以及線性滑架，它連接在所述傳動板上，當所述貯能機構(gòu)從其被壓縮 狀態(tài)釋放時，所述線性滑架操縱所述斷路機構(gòu)的所述操縱桿。
8. 按照權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中當所述貯能機構(gòu)被壓縮時，所述 再蓄能凸輪與所述傳動板脫離。
9. 按照權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中所述傳動板鎖定在與所述貯能機 構(gòu)的蓄能狀態(tài)對應(yīng)的位置，所述傳動板由鎖板和鎖桿鎖定。
10. 按照權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中所述電機包括凸輪組件，以便 使電機與再蓄能凸輪斷開和再連接。
11. 按照權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中所述凸輪組件包括 控制凸輪；傳動桿；以及 蓄能桿。
12. 按照權(quán)利要求ll的系統(tǒng)，其中當所述系統(tǒng)完成一個蓄能周期 后，控制凸輪使所述傳動桿繞它的軸旋轉(zhuǎn)，而該傳動桿又推動蓄能板 離開由所述電機操縱的齒輪。
13. 按照權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中所述蓄能周期是所述貯能機構(gòu) 的壓縮過程。
14. 按照權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中所述傳動桿由彈簧偏壓，以在 所述貯能機構(gòu)的壓縮被釋放時，推動所述蓄能板與由所述電機操縱的 所述齒輪相連。
15. 按照權(quán)利要求7的系統(tǒng)，還包括開關(guān)，用于在所述電機與所述再蓄能凸輪機械式斷開時，切斷通 向所述電機的電 流。
16. —個電機驅(qū)動系統(tǒng)，用于操縱斷路機構(gòu)的一個操縱桿，包括 再蓄能凸輪，由電機驅(qū)動；傳動板，可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述系統(tǒng)上，當所述再蓄能凸輪被所述 電機驅(qū)動時，所述再蓄能凸輪帶動所述傳動板旋轉(zhuǎn)；彈簧，當所述傳動板被所述再蓄能凸輪帶動旋轉(zhuǎn)到鎖定位置中時， 該彈簧被所述傳動板壓縮；線性滑架，它連接在所述傳動板上，所述線性滑架可運動地安裝 在所述系統(tǒng)上，并操縱所述斷路機構(gòu)的所述操縱桿；在所述傳動板處于所述鎖定位置時用于使所述再蓄能凸輪脫離的 裝置；以及用于將所述傳動板從所述鎖定位置釋放的裝置。
17. 按照權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中當所述傳動板從所述鎖定位置 釋放時，所述斷路機構(gòu)的所述操縱桿受到操縱。
18. 按照權(quán)利要求16的系統(tǒng)，還包括用于在所述傳動板從所述鎖定位置釋放并且所述彈簧解壓縮后再 與所述再蓄能凸輪接合的裝置。
19. 按照權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中用于將所述傳動板從所述鎖定位置釋放的所述裝置由螺線管遠程啟動。
20.按照權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中用于將所述傳動板從所述鎖定 位置釋放的所述裝置用開關(guān)手動啟動。
全文摘要
本發(fā)明公開了自脫離式斷路器的電動操縱器，特別是一種用于斷路器的電機操縱器，該電機操縱器包括一個電機驅(qū)動組件，它連接在一個機械式聯(lián)動系統(tǒng)上，用于驅(qū)動一個貯能機構(gòu)，使其從多個狀態(tài)中的第一狀態(tài)運動到多個狀態(tài)中的第二狀態(tài)；電機操縱器還包括一個釋放機構(gòu)，用于在貯能機構(gòu)從多個狀態(tài)中的第一狀態(tài)被驅(qū)動到多個狀態(tài)中的第二狀態(tài)時，使電機驅(qū)動組件與機械式聯(lián)動系統(tǒng)脫開。機械式聯(lián)運系統(tǒng)包括一個由電機驅(qū)動組件驅(qū)動的再蓄能凸輪。再蓄能凸輪帶動一個可旋轉(zhuǎn)地安裝在該系統(tǒng)上的傳動板旋轉(zhuǎn)。線性滑架連接在傳動板上并且操縱斷路器的操縱桿。當貯能機構(gòu)被壓縮到貯能狀態(tài)，并且傳動板鎖定在與貯能狀態(tài)對應(yīng)的位置時，再蓄能凸輪與傳動板脫離。利用釋能機構(gòu)使傳動板從鎖定位置釋放并將貯能機構(gòu)所儲存的能量釋放，以操縱斷路器的操縱桿。當貯能機構(gòu)的能量釋放后，使再蓄能凸輪重新連接。
文檔編號H01H3/30GK101252062SQ200810088358
公開日2008年8月27日 申請日期2001年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月20日
發(fā)明者B·N·薩胡, D·瓦馬, J·M·納拉亞南, M·J·拉尼, M·R·瓦努庫里, R·P·阿南德 申請人:通用電氣公司