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CN111917040A - 移开式开关柜外挂电动操作模块 - Google Patents

移开式开关柜外挂电动操作模块 Download PDF

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CN111917040A
CN111917040A CN202010748505.1A CN202010748505A CN111917040A CN 111917040 A CN111917040 A CN 111917040A CN 202010748505 A CN202010748505 A CN 202010748505A CN 111917040 A CN111917040 A CN 111917040A
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CN
China
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switch
electrically connected
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motor
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CN202010748505.1A
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郭佳庆
沈豪华
蔡永智
张永挺
李耀辉
韩彦微
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Guangdong Power Grid Co Ltd
Zhongshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
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Guangdong Power Grid Co Ltd
Zhongshan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02B3/00Apparatus specially adapted for the manufacture, assembly, or maintenance of boards or switchgear

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Abstract

本发明公开了移开式开关柜外挂电动操作模块,包括模块本体,模块本体内部设置有控制电路、电机和减速器;模块本体外部底端设置有操作面板;模块本体一侧设置有I/O接口;模块本体外部顶端设置有固定装置和联轴器;其中:控制电路信号输入端通过I/O接口与航空插排电连接;操作面板信号输出端与控制电路信号输入端电连接;控制电路信号输出端与电机的控制器电连接;电机输出转轴通过套环与减速器输入轴孔连接;减速器输出转轴通过联轴器与开关小车中心转轴连接。本发明通过电动模块实现开关小车智能控制,能有效防止手动操作不规范造成开关小车底盘机构变形或进入“中间态”;还可实现电气闭锁功能,降低操作风险;还能外挂开关小车底盘,扩展性强。

Description

移开式开关柜外挂电动操作模块
技术领域
本发明涉及开关柜停送电领域,更具体地,涉及移开式开关柜外挂电动操作模块。
背景技术
随着用电客户对供电质量的不断提高,10kV开关柜在电力系统中的地位越来越重要。主要地,10kV开关柜的停送电由其内的开关小车实现。常用10kV开关小车的停送电操作主要是:送电时,操作人员将其手动摇至“工作”位置,后使用远程遥控将开关闭合;停电时,操作人员使用远程遥控将开关断开,再将其手动摇至“试验”位置。如果操作人员操作不当,会造成传动部件变形,影响开关小车机械性能。假若开关柜五防及机械闭锁存在内部隐患,而操作人员无法预知的话,操作人员会面临严重的安全问题。另外,现有的开关小车电动底盘无法适用所有型号的开关柜,且改造成本高,工序繁琐,维护麻烦。
在现有技术中,公开号为CN107732746A的发明专利,公开了一种小车式开关柜用断路器手推车,包括承载平台、升降底座、宽度可调的转运导轨、用于调整断路器水平位置的横向移动装置以及用于调整断路器竖直位置的升降装置,所述断路器安装于所述承载平台上,两组转运导轨设于所述承载平台的两侧;两组转运导轨之间穿设有丝杆,丝杆上设有两段螺旋方向相反的外螺纹,转运导轨与横向移动装置滑动连接。虽然该发明优化了手车调整位置的方式,解决了手车的推拉问题,但是并未考虑到因手动操作不规范、用力不均匀导致的机械损耗,从而引起手车底盘机构变形、进入“中间态”等问题,因此,用户急需一种更优选的电动操作模块。
发明内容
本发明为克服手动操作不规范而导致手车底盘变形或进入“中间态”等问题,提供了移开式开关柜外挂电动操作模块。
本发明的首要目的是为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:
移开式开关柜外挂电动操作模块,包括模块本体,所述模块本体的内部设置有控制电路、电机和减速器;所述模块本体的外部底端设置有操作面板;所述模块本体的一侧设置有I/O接口;所述模块本体的外部顶端设置有固定装置和联轴器;其中:所述控制电路信号输入端通过所述I/O接口与航空插排电连接;所述操作面板信号输出端与控制电路信号输入端电连接;所述控制电路信号输出端与电机的控制器电连接;所述电机输出转轴通过套环与减速器输入轴孔连接;所述减速器输出转轴通过联轴器与开关小车中心转轴连接。
上述方案中,航空插排将开关小车的位置信号和摇入摇出信号经过I/O接口传输至控制电路,控制电路先判断开关小车是否处于闭锁状态,若处于闭锁状态,则逻辑判断开关小车不能运动;若未处于闭锁状态,则启动电机进行传动,并经过减速器和联轴器将转矩传递至开关小车的中心转轴,带动开关小车摇入摇出,当开关小车准确到位时,控制电路切断电机回路并进行电气闭锁,有效防止开关小车底盘变形;当开关小车在过程段、插入段及摇出段受到卡滞时,控制电路控制电机进行反转回到初始位置,有效解决“中间态”问题;操作面板上的功能按钮,可以对开关小车的状态进行有效控制;固定装置能辅助模块本体外挂在开关小车的底盘。
优选地,所述控制电路包括微处理器、操作控制子电路和驱动控制子电路;其中:所述操作面板信号输出端与操作控制子电路信号输入端电连接;所述操作控制子电路信号输出端与微处理器信号输入端电连接;所述微处理器信号输出端与驱动控制子电路信号输入端电连接;所述驱动控制子电路信号输出端与电机的内置驱动器电连接。
上述方案中,操作控制子电路负责将操作面板的控制信号传输至微处理器进行相关识别;驱动控制子电路负责将微处理器的控制信号传输至电机进行相关控制。
优选地,所述微处理器采用STM32F103。
上述方案中,STM32F103的定时器能够输出PWM信号,根据阻力对电机进行调速,防止开关小车卡滞时因受到过大力量而造成损伤。
优选地,所述操作面板设置有分闸按钮、合闸按钮、急停按钮和电源按钮,均电连接至操作控制子电路信号输入端。
上述方案中,分闸按钮和合闸按钮可控制开关小车运动至分闸和合闸对应的准备位置;急停按钮根据现场情况对开关小车进行紧急制动;电源按钮对模块本体的电源进行通、断控制,防止长时间带电造成不良损耗。
优选地,所述电机为无刷直流电机。
上述方案中,采用内置驱动的无刷直流电机,不仅噪音极低,转速稳定,而且更方便控制。
优选地,所述减速器为行星齿轮减速机。
上述方案中,采用行星齿轮减速机,不仅体积小,传动效率高,而且精度较高,能够进行有效控制。
优选地,所述固定装置对称设置于模块本体的外部顶端两侧。
上述方案中,固定装置数量为二且对称设置,有利于增加模块本体外挂时的稳定性和平衡性。
优选地,所述固定装置设置有开关式磁力座,并通过开关式磁力座与开关小车底盘吸紧。
上述方案中,开关式磁力座的吸力强,能起到很好的固定作用。
优选地,所述固定装置设置有螺栓,并通过螺栓与开关小车底盘锁紧。
上述方案中,螺栓不仅结构简单、拆卸方便,而且能承受较大振动,不易脱落。
优选地,所述联轴器为梅花联轴器。
上述方案中,梅花联轴器能够补偿减速器输出转轴和开关小车中心转轴之间的相对偏移,并且能够起到减震缓冲的作用。
与现有技术相比,本发明技术方案的有益效果是:
本发明通过电动模块实现开关小车的智能控制,能有效防止手动操作不规范造成开关小车底盘机构变形或者进入“中间态”;其次,控制电路可以实现电气闭锁功能,降低操作风险;最后,模块本体通过固定装置外挂在开关小车底盘,扩展性强,避免开关小车进行大幅度改造,且方便携带。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明中所述控制电路的模块图。
其中,图中标号分别表示:1控制电路;2电机;3减速器;4操作面板;5I/O接口;6固定装置;7联轴器;11微处理器;12操作控制子电路;13驱动控制子电路;41分闸按钮;42合闸按钮;43急停按钮;44电源按钮。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
如图1所示,移开式开关柜外挂电动操作模块,包括模块本体,所述模块本体的内部设置有控制电路1、电机2和减速器3;所述模块本体的外部底端设置有操作面板4;所述模块本体的一侧设置有I/O接口5;所述模块本体的外部顶端设置有固定装置6和联轴器7;其中:所述控制电路1信号输入端通过所述I/O接口5与航空插排电连接;所述操作面板4信号输出端与控制电路1信号输入端电连接;所述控制电路1信号输出端与电机2的控制器电连接;所述电机2输出转轴通过套环与减速器3输入轴孔连接;所述减速器3输出转轴通过联轴器7与开关小车中心转轴连接。
上述方案中,航空插排将开关小车的位置信号和摇入摇出信号经过I/O接口5传输至控制电路1,控制电路1先判断开关小车是否处于闭锁状态,若处于闭锁状态,则逻辑判断开关小车不能运动;若未处于闭锁状态,则启动电机2进行传动,并经过减速器3和联轴器7将转矩传递至开关小车的中心转轴,带动开关小车摇入摇出,当开关小车准确到位时,控制电路1切断电机2回路并进行电气闭锁,有效防止开关小车底盘变形;当开关小车在过程段、插入段及摇出段受到卡滞时,控制电路1控制电机2进行反转回到初始位置,有效解决“中间态”问题;操作面板4上的功能按钮,可以对开关小车的状态进行有效控制;固定装置6能辅助模块本体外挂在开关小车的底盘。
如图2所示,具体地,所述控制电路1包括微处理器11、操作控制子电路12和驱动控制子电路13;其中:所述操作面板4信号输出端与操作控制子电路12信号输入端电连接;所述操作控制子电路12信号输出端与微处理器11信号输入端电连接;所述微处理器11信号输出端与驱动控制子电路13信号输入端电连接;所述驱动控制子电路13信号输出端与电机2的内置驱动器电连接。
上述方案中,操作控制子电路12负责将操作面板4的控制信号传输至微处理器11进行相关识别;驱动控制子电路13负责将微处理器的11控制信号传输至电机2进行相关控制。
具体地,所述微处理器11采用STM32F103。
上述方案中,STM32F103的定时器能够输出PWM信号,根据阻力对电机进行调速,防止开关小车卡滞时因受到过大力量而造成损伤。
具体地,所述操作面板4设置有分闸按钮41、合闸按钮42、急停按钮43和电源按钮44,均电连接至操作控制子电路12信号输入端。
上述方案中,分闸按钮41和合闸按钮42可控制开关小车运动至分闸和合闸对应的准备位置;急停按钮43根据现场情况对开关小车进行紧急制动;电源按钮44对模块本体的电源进行通、断控制,防止长时间带电造成不良损耗。
具体地,所述电机2为无刷直流电机。
上述方案中,采用内置驱动的无刷直流电机,不仅噪音极低,转速稳定,而且更方便控制。
具体地,所述减速器3为行星齿轮减速机。
上述方案中,采用行星齿轮减速机,不仅体积小,传动效率高,而且精度较高,能够进行有效控制。
具体地,所述固定装置6对称设置于模块本体的外部顶端两侧。
上述方案中,固定装置6数量为二且对称设置,有利于增加模块本体外挂时的稳定性和平衡性。
具体地,所述固定装置6设置有开关式磁力座,并通过开关式磁力座与开关小车底盘吸紧。
上述方案中,开关式磁力座的吸力强,能起到很好的固定作用。
具体地,所述固定装置6设置有螺栓,并通过螺栓与开关小车底盘锁紧。
上述方案中,螺栓不仅结构简单、拆卸方便,而且能承受较大振动,不易脱落。
具体地,所述联轴器7为梅花联轴器。
上述方案中,梅花联轴器能够补偿减速器3输出转轴和开关小车中心转轴之间的相对偏移,并且能够起到减震缓冲的作用。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件;
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本专利的限制;
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.移开式开关柜外挂电动操作模块,其特征在于,包括模块本体,所述模块本体的内部设置有控制电路(1)、电机(2)和减速器(3);所述模块本体的外部底端设置有操作面板(4);所述模块本体的一侧设置有I/O接口(5);所述模块本体的外部顶端设置有固定装置(6)和联轴器(7);其中:
所述控制电路(1)信号输入端通过所述I/O接口(5)与航空插排电连接;
所述操作面板(4)信号输出端与控制电路(1)信号输入端电连接;
所述控制电路(1)信号输出端与电机(2)内置驱动器电连接;
所述电机(2)输出转轴通过套环与减速器(3)输入轴孔连接;
所述减速器(3)输出转轴通过联轴器(7)与开关小车中心转轴连接。
2.根据权利要求1所述的移开式开关柜外挂电动操作模块,其特征在于,所述控制电路(1)包括微处理器(11)、操作控制子电路(12)和驱动控制子电路(13);其中:
所述操作面板(4)信号输出端与操作控制子电路(12)信号输入端电连接;
所述操作控制子电路(12)信号输出端与微处理器(11)信号输入端电连接;
所述微处理器(11)信号输出端与驱动控制子电路(13)信号输入端电连接;
所述驱动控制子电路(13)信号输出端与电机(2)内置驱动器电连接。
3.根据权利要求2所述的移开式开关柜外挂电动操作模块,其特征在于,所述微处理器(11)采用STM32F103。
4.根据权利要求1所述的移开式开关柜外挂电动操作模块,其特征在于,所述操作面板(4)设置有分闸按钮(41)、合闸按钮(42)、急停按钮(43)和电源按钮(44),均电连接至操作控制子电路(12)信号输入端。
5.根据权利要求1所述的移开式开关柜外挂电动操作模块,其特征在于,所述电机(2)为无刷直流电机。
6.根据权利要求1所述的移开式开关柜外挂电动操作模块,其特征在于,所述减速器(3)为行星齿轮减速机。
7.根据权利要求1所述的移开式开关柜外挂电动操作模块,其特征在于,所述固定装置(6)对称设置于模块本体的外部顶端两侧。
8.根据权利要求1所述的移开式开关柜外挂电动操作模块,其特征在于,所述固定装置(6)设置有开关式磁力座,并通过开关式磁力座与开关小车底盘吸紧。
9.根据权利要求1所述的移开式开关柜外挂电动操作模块,其特征在于,所述固定装置(6)设置有螺栓,并通过螺栓与开关小车底盘锁紧。
10.根据权利要求1所述的移开式开关柜外挂电动操作模块,其特征在于,所述联轴器(7)为梅花联轴器。
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