Электрический привод для коммутационных устройств, выполненный с возможностью аккумулирования электрической энергии

Изобретение касается коммутационного устройства для выключателей или разъединителей (S) закрытого и модульного типа, выполненного с возможностью аккумулирования электрической энергии и содержащего по меньшей мере один маломощный источник (AL) питания небольших размеров, который используется только для зарядки аккумуляторной емкости (С), служащей в качестве накопителя электрической энергии. Аккумулированная электрическая энергия передается в двигатель (М) в виде постоянного тока при размыкании, замыкании и возврате в исходное положение выключателей или разъединителей (S). Источник (AL) питания соединен с электронной схемой (СС) управления, которая принимает на вход команду (АР) на размыкание и команду (СН) на замыкание. Электронная схема (СС) управления соединена с аккумулирующей емкостной цепью (С) и транзисторным мостом (РТ), который, в свою очередь, задает направление вращения указанного двигателя (М) с помощью постоянного тока в зависимости от указанной команды (АР) на размыкание и команды (СН) на замыкание и состояния замыкания, размыкания и расцепления или возврата в исходное положение соответственно выключателей или разъединителей (S). Технический результат - возможность быстро и эффективно и безопасно осуществлять операции замыкания, размыкания и возврата в исходное состояние электрических линий с помощью коммутационного устройства, имеющего очень компактную конструкцию. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Настоящее изобретение относится к коммутационному устройству (для замыкания, размыкания электрической цепи и возврата в исходное положение) для выключателей или разъединителей, выполненному с возможностью аккумулирования электрической энергии.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к коммутационному устройству или исполнительному механизму для выключателей или разъединителей закрытого и модульного типа, которое может использоваться для любого количества прерываемых фаз.

Отличительной чертой коммутационного устройства согласно настоящему изобретению является наличие двигателя, который питается от системы аккумулирования электрической энергии.

Выключатели являются электрическими устройствами, выполненными с возможностью прерывания электрической цепи, при этом простейшие выключатели состоят из двух металлических контактов, которые могут перемещаться для вхождения в контакт друг с другом или разведения.

Более сложные устройства могут действовать одновременно в нескольких цепях, например для одновременного прерывания трех линий трехфазной системы. Кроме того, некоторые выключатели имеют сложную конструкцию контактов, такую что, когда контакт, например, разомкнут, соответствующая электрическая линия соединена с другой электрической цепью (в этом случае они являются переключателями).

Также существуют выключатели, называемые коммутаторами, в которых электрическая линия может соединяться с несколькими выходными зажимами, тогда как в других моделях (нажимных кнопках) возврат в исходное положение, предшествующее вмешательству оператора, осуществляется за счет пружины.

Разъединитель, в свою очередь, представляет собой выключатель, предназначенный для коммутации только в определенных условиях электрической цепи и не предназначенный для коммутации при сверхтоках, вызванных повреждением или перегрузкой. В этом случае разъединитель представляет собой электромеханический коммутационный аппарат, установленный в электрической цепи и предназначенный для разъединения, то есть размыкания, цепи или линии с целью обеспечения безопасности установки и персонала, так как его замкнутое и разомкнутое положения четко видны.

В автоматических выключателях (таких как термомагнитные выключатели и дифференциальные выключатели) коммутация осуществляется автоматически при наступлении определенных заданных условий. Автоматическое прерывание, как правило, осуществляется только в одном направлении, например в направлении размыкания контакта, а обратная операция (возврат в исходное положение) осуществляется оператором вручную.

Наконец, разъединители, в частности высоковольтные, по соображениям безопасности должны иметь возможность коммутироваться полностью автоматически и дистанционно.

В любом случае известно, что чем больше крутящий момент, необходимый для замыкания, размыкания или возврата в исходное положение выключателя и/или разъединителя, тем больший ток потребляется двигателем, осуществляющим такую коммутацию.

Поэтому в условиях, в которых указанные крутящие моменты достаточно велики, предпочтительно, чтобы источник питания был выполнен с возможностью обеспечения требуемой пусковой мощности.

В альтернативном варианте используется механическая аккумулирующая система, такая как, например, маломощный двигатель для сжатия пружины.

Однако такие способы имеют несколько существенных недостатков, вызванных, в частности, существенными затратами на электрические и/или механические узлы и низкой надежностью из-за наличия большого количества подвижных частей и/или использования больших токов.

С учетом указанных выше требований целью настоящего изобретения является, в частности, создание коммутационного устройства для выключателей или разъединителей закрытого или модульного типа, выполненного с возможностью аккумулирования электрической энергии для любого количества прерываемых фаз, которое позволяет пользователю быстро, эффективно и безопасно осуществлять операции замыкания, размыкания и возврата в исходное состояние электрических линий.

Еще одной целью настоящего изобретения является создание коммутационного устройства для выключателей или разъединителей, выполненного с возможностью аккумулирования электрической энергии, которое одновременно имеет очень компактную конструкцию.

Другой целью настоящего изобретения является создание коммутационного устройства для выключателей или разъединителей, выполненного с возможностью аккумулирования электрической энергии, которое легко устанавливать и использовать и которое также является эффективным, функциональным, экономичным и надежным.

Эти и другие цели настоящего изобретения достигнуты путем создания коммутационного устройства для выключателей или разъединителей, выполненного с возможностью аккумулирования электрической энергии, согласно п.1 прилагаемой формулы изобретения.

Другие признаки подробно изложены в последующих пунктах формулы изобретения.

Коммутационное устройство, которое является объектом настоящего изобретения, использует источник питания только для зарядки емкости, которая служит в качестве накопителя электрической энергии.

Аккумулированная электрическая энергия передается двигателю в виде постоянного тока (что позволяет обеспечивать большие крутящие моменты) при осуществлении операций замыкания, размыкания или возврата в исходное положение.

Таким образом, большие токи передаются напрямую от аккумулирующей емкости, а не от источника питания, который является маломощным.

К преимуществам предлагаемой конструкции в том числе относятся уменьшенные размеры, простота схемы и простота регулировки уровней аккумулируемой электрической энергии.

Другие признаки и преимущества коммутационного устройства для выключателей или разъединителей, выполненного с возможностью аккумулирования электрической энергии, согласно настоящему изобретению станут более очевидными из последующего описания со ссылкой на предпочтительный иллюстративный и неограничительный вариант выполнения, и фиг.1, на которой показана функциональная схема коммутационного устройства для выключателей или разъединителей, выполненного с возможностью аккумулирования электрической энергии, согласно настоящему изобретению.

Следует сразу отметить, что объект настоящего изобретения может быть использован в выключателях или разъединителях любого типа, таких как переключатели низкого, среднего и высокого напряжения, коммутаторы, инверторы, разъединители с заземлением и т.д.

На фиг.1 показан источник AL питания, выполненный с возможностью работы при входном напряжении V величиной от 24 до 230 В как постоянного, так и переменного тока и соединенный с аккумулирующей емкостью С и электронной схемой СС управления.

Схема СС управления принимает на вход команду АР на размыкание и команду СН на замыкание и, как и аккумулирующая емкость С, соединена с транзисторным мостом РТ, который, в свою очередь, задает направление вращения двигателя М, который является двигателем постоянного тока.

Наконец, шлюз PC связи позволяет осуществлять связь с устройствами контроля для дистанционной передачи информации о состоянии выключателя или разъединителя S и командах АР, СН на размыкание и замыкание.

Функционирование коммутационного устройства для выключателей или разъединителей, выполненного с возможностью аккумулирования электрической энергии, согласно настоящему изобретению по существу описано ниже.

Схема СС управления осуществляет регулирование напряжения заряда емкости С и управление транзисторным мостом РТ.

Транзисторный мост РТ, в свою очередь, используется для управления направлением вращения двигателя М постоянного тока в зависимости от команд АР, СН на размыкание и замыкание, поданных на соответствующую входную линию схемы СС управления с помощью нажимных кнопок, и состояния (разомкнут, замкнут, расцеплен) выключателя или разъединителя S. Это состояние (разомкнут, замкнут, расцеплен) выключателя или разъединителя S также представляется сигналом SR обратной связи, подаваемым, как указано выше, в схему СС управления.

Признаки, а также преимущества коммутационного устройства для выключателей или разъединителей, выполненного с возможностью аккумулирования электрической энергии, которое является объектом настоящего изобретения, очевидны из приведенного выше описания.

В частности, к ним относятся:

- уменьшенные размеры по сравнению с известными аналогами;

- простота схемы;

- простота регулирования уровней аккумулированной электрической энергии;

- полная электрическая защита персонала;

- полная модульность и комплементарность;

- компактность конструкции;

- простота и дешевизна производства.

Очевидно, что существуют множество вариантов выполнения предлагаемого коммутационного устройства, входящих в объем идеи настоящего изобретения. Также очевидно, что при практической реализации изобретения материалы, а также формы и размеры описанных элементов могут изменяться в зависимости от требований и заменяться другими технически эквивалентными элементами.

1. Коммутационное устройство для выключателей или разъединителей (S) закрытого и модульного типа, выполненное с возможностью аккумулирования электрической энергии, содержащее по меньшей мере один маломощный источник (AL) питания, выполненный с возможностью работы как на постоянном, так и на переменном токе и с возможностью обеспечения электрического тока для зарядки по меньшей мере одной аккумулирующей емкостной цепи (С), которая служит в качестве накопителя энергии, причем аккумулированная электрическая энергия передается по меньшей мере в один двигатель (М) в виде постоянного тока при замыкании, размыкании или возврате в исходное положение выключателя или разъединителя (S), отличающееся тем, что указанный источник (AL) питания соединен с электронной схемой (СС) управления, которая принимает на вход команду (АР) на размыкание и команду (СН) на замыкание, причем электронная схема (СС) управления соединена с аккумулирующей емкостной цепью (С) и транзисторным мостом (РТ), который, в свою очередь, задает направление вращения указанного двигателя (М) с помощью постоянного тока в зависимости от указанной команды (АР) на размыкание и команды (СН) на замыкание и состояния замыкания, размыкания и расцепления или возврата в исходное положение соответственно выключателей или разъединителей (S).

2. Коммутационное устройство по п.1, отличающееся тем, что указанный источник (AL) питания выполнен с возможностью работы при входном напряжении (V) от 24 до 230 В как постоянного, так и переменного тока.

3. Коммутационное устройство по п.1, отличающееся тем, что указанная схема (СС) управления выполнена с возможностью регулирования напряжения заряда аккумулирующей емкостной цепи (С) и управления транзисторным мостом (РТ).

4. Коммутационное устройство по п.1, отличающееся тем, что указанная схема (СС) управления соединена по меньшей мере с одним шлюзом (PC) связи, который позволяет осуществлять связь с устройствами контроля, для дистанционной передачи информации о состоянии выключателя или разъединителя (S) и указанных командах (АР), (СН) на размыкание и замыкание.

5. Коммутационное устройство по п.1, отличающееся тем, что указанные команды (АР), (СН) на размыкание и замыкание подаются на соответствующие входные линии схемы (СС) управления с помощью простых нажимных кнопок.

6. Коммутационное устройство по п.1, отличающееся тем, что состояние выключателя или разъединителя (S) передается в схему (СС) управления с помощью сигнала (SR) обратной связи.