本實(shí)用新型涉及隔離開(kāi)關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種隔離開(kāi)關(guān)的操作機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

在各種開(kāi)關(guān)設(shè)備中，使用量及頻次最大的就是隔離開(kāi)關(guān)，其結(jié)構(gòu)比斷路器簡(jiǎn)單，但它的用量通常是斷路器的2-3倍。隔離開(kāi)關(guān)在變電站中的應(yīng)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?yàn)楦綦x開(kāi)關(guān)平時(shí)大多數(shù)時(shí)間是暴露在空氣當(dāng)中，總是經(jīng)受風(fēng)雨環(huán)鏡的侵蝕，也隨著近年來(lái)電力系統(tǒng)的機(jī)制由定期檢修制向狀態(tài)檢修制的過(guò)渡，導(dǎo)致大多數(shù)隔離開(kāi)關(guān)的使用周期越來(lái)越長(zhǎng)。而且因?yàn)樵O(shè)備的大負(fù)荷，導(dǎo)致很多隔離開(kāi)關(guān)一經(jīng)投入便要終身使用，除非出現(xiàn)重大事故才要更換。

現(xiàn)有的隔離開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)主要為彈簧操作機(jī)構(gòu)和壓力式傳感機(jī)構(gòu)，彈簧操作機(jī)構(gòu)需要復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)，壓力式操作機(jī)構(gòu)需要復(fù)雜的激勵(lì)源。并且容易發(fā)生以下故障：操作機(jī)構(gòu)拒分、拒合、無(wú)響應(yīng)、分合閘距離不到位以及操作失靈、零件老化失靈等，據(jù)統(tǒng)計(jì)，45％-80％的故障原因都是出自于此。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種隔離開(kāi)關(guān)的操作機(jī)構(gòu)，使隔離開(kāi)關(guān)精確分合閘。

本實(shí)用新型具體采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種隔離開(kāi)關(guān)的操作機(jī)構(gòu)，包括電機(jī)控制模塊、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及觸頭彈簧，所述電機(jī)控制模塊與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，通過(guò)改變電機(jī)的輸入電流來(lái)改變電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速及力矩，所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括三組曲柄連桿機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)主軸，三組所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)包括拐臂、傳動(dòng)連桿和絕緣拉桿，所述傳動(dòng)主軸與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸連接，三個(gè)所述拐臂等距離固定在所述傳動(dòng)主軸上，所述傳動(dòng)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(kāi)關(guān)的動(dòng)觸頭連接。

作為優(yōu)選，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸與法蘭盤(pán)連接，所述法蘭盤(pán)與所述傳動(dòng)主軸連接。

作為優(yōu)選，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為三相交流異步電機(jī)。

作為優(yōu)選，所述電機(jī)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(diào)節(jié)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(qū)動(dòng)電機(jī)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(diào)節(jié)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(qū)動(dòng)電機(jī)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(shí)用新型提供的一種隔離開(kāi)關(guān)的操作機(jī)構(gòu)，其有益效果在于：電機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)過(guò)的角度則對(duì)應(yīng)隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭側(cè)的位移，電機(jī)轉(zhuǎn)軸側(cè)連接連桿機(jī)構(gòu)，在機(jī)構(gòu)的末端帶著一個(gè)只能延直線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)觸頭，而電機(jī)轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)過(guò)的角度則對(duì)應(yīng)著觸頭側(cè)的位移，從而只需對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)軸側(cè)的角位移進(jìn)行控制便能控制動(dòng)觸頭側(cè)的直線位移。通過(guò)控制電機(jī)轉(zhuǎn)軸側(cè)的轉(zhuǎn)速，帶動(dòng)作為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的連桿機(jī)構(gòu)使隔離開(kāi)關(guān)的動(dòng)觸頭精確分合閘，通過(guò)一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)便可帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行三級(jí)機(jī)械聯(lián)動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有彈簧操作機(jī)構(gòu)中復(fù)雜的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及儲(chǔ)能結(jié)構(gòu)，也避免了壓力式操作機(jī)構(gòu)中復(fù)雜的激勵(lì)源。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型操作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的原理圖；

圖3是電機(jī)控制模塊的原理圖。

圖中，1-電機(jī)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(diào)節(jié)器；16-電流控制器；17-PWM逆變器；18-積分器；2-驅(qū)動(dòng)電機(jī)；3-傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；31-傳動(dòng)主軸；32-拐臂；33-傳動(dòng)連桿；34-絕緣拉桿；4-觸頭彈簧；5-法蘭盤(pán)。

具體實(shí)施方式

為進(jìn)一步說(shuō)明各實(shí)施例，本實(shí)用新型提供有附圖。這些附圖為本實(shí)用新型揭露內(nèi)容的一部分，其主要用以說(shuō)明實(shí)施例，并可配合說(shuō)明書(shū)的相關(guān)描述來(lái)解釋實(shí)施例的運(yùn)作原理。配合參考這些內(nèi)容，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)能理解其他可能的實(shí)施方式以及本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。圖中的組件并未按比例繪制，而類似的組件符號(hào)通常用來(lái)表示類似的組件。

現(xiàn)結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，本實(shí)施提供的一種隔離開(kāi)關(guān)的操作機(jī)構(gòu)，包括電機(jī)控制模塊1、驅(qū)動(dòng)電機(jī)2、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3及觸頭彈簧4，電機(jī)控制模塊1與驅(qū)動(dòng)電機(jī)2連接，通過(guò)改變電機(jī)2的輸入電流來(lái)改變電機(jī)2的輸出轉(zhuǎn)速及力矩，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3包括三組曲柄連桿機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)主軸31，三組所述曲柄連桿機(jī)構(gòu)包括拐臂32、傳動(dòng)連桿33和絕緣拉桿34，傳動(dòng)主軸31與驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的輸出軸利用法蘭盤(pán)5連接，三個(gè)拐臂32等距離固定在傳動(dòng)主軸31上，傳動(dòng)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(qū)動(dòng)電機(jī)主轉(zhuǎn)軸，ON為分閘狀態(tài)下的拐臂，NM為分閘狀態(tài)下的傳動(dòng)連桿。當(dāng)操作機(jī)構(gòu)需要進(jìn)行合閘操作時(shí)，電機(jī)主轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)使O逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)拐臂和傳動(dòng)連桿由ON位置向OB緩慢移動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)α角度，這時(shí)傳動(dòng)連桿在BA的位置，而絕緣拉桿則由位置D移動(dòng)到位置A，水平位移為x。如果使OB繼續(xù)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)OB、BA到達(dá)其死點(diǎn)位置即OE位置時(shí)，其完成合閘操作。

在隔離開(kāi)關(guān)操作機(jī)構(gòu)的特性要求中，分合閘時(shí)間為70ms，將合閘過(guò)程分為兩個(gè)部分：開(kāi)矩階段(動(dòng)觸頭還未與靜觸頭接觸階段)和超程階段(動(dòng)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(guò)程的開(kāi)距階段。在開(kāi)距階段中，前40mm為電機(jī)的快速啟動(dòng)過(guò)程，所對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)角位移和時(shí)間段分別為40°和0-24ms。后20mm為電機(jī)的制動(dòng)過(guò)程，對(duì)應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)角位移和時(shí)間段為20°和24-30ms段，總行程的后24mm為電機(jī)的超程階段，所對(duì)應(yīng)的電機(jī)旋轉(zhuǎn)角位移和時(shí)間段為24°和30ms-70ms段。這時(shí)候電機(jī)的動(dòng)觸頭與靜觸頭相接觸，彈簧所固有的預(yù)壓力使電機(jī)的轉(zhuǎn)速大大下降，提供一個(gè)比較大的制動(dòng)力。然后隨著動(dòng)觸頭的繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，制動(dòng)力越來(lái)越大，使動(dòng)觸頭緩慢停下。

分閘過(guò)程分為超程階段和開(kāi)距階段以及緩沖階段，和合閘過(guò)程相反。分閘過(guò)程先是經(jīng)過(guò)超程階段，在這個(gè)階段，彈簧提供的是助力來(lái)幫助電機(jī)啟動(dòng)，這個(gè)階段動(dòng)觸頭側(cè)的直線位移為24mm，電機(jī)角位移側(cè)的所旋轉(zhuǎn)過(guò)的角度為28°，所耗費(fèi)的時(shí)間為9ms。之后的開(kāi)距階段則是靠電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)使電機(jī)制動(dòng)停下，其經(jīng)過(guò)的直線距離為45mm，對(duì)應(yīng)的電機(jī)角位移為28°，時(shí)間損耗為12.2ms。最后的電機(jī)緩沖階段直線位移為15mm，對(duì)應(yīng)的電機(jī)角位移為10°，時(shí)間損耗為19.8ms。

如圖3所示，本實(shí)施例對(duì)三相交流異步電機(jī)的控制采用對(duì)其定子電壓的幅值和相位進(jìn)行控制，從而進(jìn)行變頻調(diào)速的原理。位置傳感器11與交流異步電機(jī)2連接，位置傳感器11輸出的信號(hào)經(jīng)過(guò)處理之后可以得到交流異步電機(jī)2轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)θ，位置信號(hào)θ經(jīng)過(guò)微分器12進(jìn)行微分之后得到電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速ω。然后將位置傳感器11中獲得的電機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速ω與電機(jī)所要達(dá)到的速度ω*經(jīng)過(guò)比較器13比較之后，將差值輸入速度控制器14，經(jīng)過(guò)處理之后其輸出轉(zhuǎn)矩指令值。然后通過(guò)比例積分調(diào)節(jié)器15，該轉(zhuǎn)矩指令值可以得到輸入電流控制器16的q相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的電流i_q*，再加上通過(guò)磁通量而產(chǎn)生的d相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)電流i_d*，共同通入電流控制器16。電流控制器16實(shí)際上是一個(gè)反clarke和反park變換的設(shè)備，通過(guò)其變化可以得到想要的靜止坐標(biāo)三相電流和控制PWM逆變器17的導(dǎo)通和關(guān)斷信號(hào)，PWM逆變器17的三相輸出再通過(guò)積分器18作為反饋信號(hào)，輸入至電流控制器16，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電機(jī)2的電樞電流進(jìn)行獨(dú)立精確的控制。

盡管結(jié)合優(yōu)選實(shí)施方案具體展示和介紹了本實(shí)用新型，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對(duì)本實(shí)用新型做出各種變化，均為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。