[发明专利]一种弹簧操动机构用单向离合器的保护电路和保护方法

说明书

本发明公开一种断路器弹簧操动机构用单向离合器的保护电路及保护方法，通过对控制电路的设计，减小电动机运转传递到储能轴的转速与储能轴反转前的转速相对差值，减轻离合器的滚子对内外圈的磨损，实现对单向离合器的保护，延长机构的使用寿命，提高弹簧操动机构的可靠度，保障电力系统的可靠运行。

【技术领域】

本发明涉及断路器弹簧操动机构技术领域，特别涉及一种断路器弹簧操动机构用单向离合器的保护电路和保护方法。

【背景技术】

弹簧操动机构作为断路器用驱动机构之一，结构主要包括储能传动系统、合闸动力及传动系统、储能保持合闸脱扣系统、合闸保持分闸脱扣系统、分闸动力系统和辅助系统等六大系统，其动作原理是电机通过储能传动系统给合闸弹簧储能，储能结束时经离合装置实现储能轴与传动系统的可靠分离，并通过储能保持合闸脱扣系统进行合闸弹簧能量保持；当断路器需要进行合闸动作时，储能保持合闸脱扣系统在外力或电磁力的作用下，进行脱扣动作，储能的合闸弹簧能量释放，一方面实现断路器的合闸操作，另一方面给分闸弹簧进行储能，并通过合闸保持分闸脱扣系统对断路器的合闸位置进行保持，同时对储能的分闸弹簧进行能量保持；当断路器需要进行分闸动作时，合闸保持分闸脱扣系统在外力或电磁力的作用下，进行脱扣动作，储能的分闸弹簧能量释放，实现断路器的分闸操作。

弹簧操动机构在实现上述储能、合闸及分闸动作时，均需要相应的控制保护电路对实现上述动作的零部件进行控制和保护。储能控制及保护电路包括以下元器件：接触器、热继电器、时间继电器、辅助继电器、行程开关及电阻等，接线图一般如图1所示，其动作原理为控制电路所有触点闭合，在接通电源后，接触器线圈通电，接触器常开触点闭合，电动机开始动作，通过传动系统带动合闸弹簧进行储能，储能结束后通过离合装置实现储能轴与传动系统的离合，并且行程开关触点动作实现储能控制电路的开断，继而电动机回路断电，停止动作。在此过程中，如果电动机回路出现电流过大或者回路通电时间过长(即储能时间过长)，热继电器或时间继电器动作，实现电动机回路开断，对电动机进行保护；合闸回路包括以下元器件：电磁铁、行程开关、辅助开关等，接线图一般如图1所示，其动作原理为控制电路所有开触点闭合，在接通电源后，电磁铁线圈通电，电磁铁触发杆动作带动储能保持合闸脱扣系统脱扣，合闸弹簧能量释放；分闸回路包括以下元器件：电磁铁、辅助开关等，接线图一般如图1所示，其动作原理为控制电路所有开触点闭合，在接通电源后，电磁铁线圈通电，电磁铁触发杆动作带动合闸保持分闸脱扣系统脱扣，分闸弹簧能量释放。

合闸操作完成后，弹簧操动机构随即进行储能操作，给合闸弹簧压缩储能为下次合闸操作做准备，在此过程中希望储能轴在合闸弹簧及电动机的带动下始终进行单向旋转，为了防止合闸弹簧能量释放时储能轴因高速旋转所产生的冲击传递到储能传动系统及至电动机，对传动系统及电动机造成损坏，需要在储能轴或在其前一级传动轴上安装一个单向离合器，当合闸弹簧能量释放时，实现储能轴与储能传动系统及电动机脱离，保护储能传动系统和电动机免受冲击损坏；同时为了防止断路器进行合闸操作，电动机回路断电的情况下，合闸弹簧释能末段储能轴由于合闸弹簧预压力的作用，会向旋转方向的反方向运动(如图6虚线箭头方向所示)，使储能轴在平衡位置发生振荡，需要在储能轴或在其前一级传动轴上再安装一个防反转的单向离合器，实现储能轴反向旋转的抱紧定位，合闸弹簧每释放一次能量，防反转单向离合器都会起作用。所述的合闸弹簧释能后立即进行储能操作过程，如果电动机通电较晚启动过慢，储能轴可能会出现反转，此时电动机运转传递到储能轴的转速与储能轴反转的转速相对差值会很大，单向离合器的滚子就会对内外圈产生较大的冲击磨损。一般来说，弹簧操动机构的操作寿命要求在一万次以上，这种冲击磨损累积效应在六七千次之后就会变得严重，单向离合器可能会失效，从而对弹簧操动机构的可靠度大大降低，满足不了弹簧操动机构的操作寿命要求。为了解决上述问题，一般现行的技术方法是增大单向离合器的扭矩，势必会增大单向离合器的尺寸，进而增加了机构成本。

【发明内容】