переключатель ответвлений обмоток с устройством для контроля коммутации

Формула изобретения

1. Переключатель ответвлений обмоток с устройством для контроля коммутации, содержащий верхнюю передаточную ступень, приводимую в действие приводным валом, причем верхняя передаточная ступень, в свою очередь, выполнена с возможностью приведения в действие мальтийской передачи, при этом мальтийское колесо мальтийской передачи механически соединено с расположенным по центру в переключателе, несущим контакты коммутирующим валом, причем устройство (1) для контроля коммутации расположено над верхней передаточной ступенью в корпусе и содержит два кулачковых выключателя и горизонтально расположенный кулачковый диск (5), механически соединенный с мальтийским колесом и, тем самым, непосредственно с коммутирующим валом и имеющий на своей торцевой поверхности огибающий верхний торцевой контур (7), по которому прокатывается первый кулачковый выключатель (9), отличающийся тем, что предусмотрен нижний торцевой контур (8), по которому прокатывается второй кулачковый выключатель (10), при этом верхний торцевой контур (7) и нижний торцевой контур (8) проходят горизонтально и параллельно друг другу, а число направленных внутрь кулачков на верхнем торцевом контуре (7) соответствует числу n возможных коммутационных положений переключателя, при этом число направленных внутрь кулачков на нижнем торцевом контуре (8) соответствует половине числа возможных коммутационных положений переключателя.

2. Переключатель по п.1, отличающийся тем, что верхний торцевой контур (7) выполнен геометрически с возможностью оттеснения наружу прокатывающегося по нему верхнего кулачкового выключателя (9) в начале вращательного движения кулачкового диска (5) и западания обратно в новый кулачок по окончании вращательного движения, при этом нижний торцевой контур (8) выполнен геометрически с возможностью также оттеснения наружу прокатывающегося по нему нижнего кулачкового выключателя (10) в начале вращательного движения кулачкового диска (5) и с возможностью пребывания в этом положении по окончании вращательного движения и западания обратно в новый кулачок только при следующем вращательном движении.

3. Переключатель по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что оба кулачковых переключателя (9, 10) расположены вертикально друг над другом, в одной плоскости перпендикулярно кулачковому диску (5).

4. Переключатель по п.1, отличающийся тем, что на верхней стороне кулачкового диска (5) расположены цифры, соответствующие возможным положениям переключателя, в верхней части корпуса (2) расположено смотровое стекло (14), при этом смотровое стекло (14) расположено так, что сверху каждый раз видна цифра, соответствующая данному положению переключателя.

5. Переключатель по п.4, отличающийся тем, что цифры расположены на отдельном циферблате (11), закрепленном на кулачковом диске (5).

6. Переключатель по п.1, отличающийся тем, что кулачковый диск (5) расположен непосредственно на коммутирующем валу над мальтийским колесом.

7. Переключатель по п.6, отличающийся тем, что кулачковый диск (5) и мальтийское колесо соединены между собой с геометрическим замыканием.

8. Переключатель по п.1, отличающийся тем, что устройство (1) для контроля коммутации расположено над головкой переключателя по центру в корпусе (2).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к переключателю ответвлений обмоток с устройством для контроля коммутации для ступенчатого трансформатора.

Такой переключатель служит для переключения без мощности между различными ответвлениями обмоток ступенчатого трансформатора. В противоположность ступенчатому переключателю, у которого переключение происходит без разрыва цепи под нагрузкой, в случае предусмотренного для переключения переключателя соответствующий трансформатор должен быть полностью отключен до начала каждого переключения и может быть снова подключен только после полного окончания переключения.

Такой переключатель известен из руководства по эксплуатации «Umsteller DEETAP®U, Betriebsanleitung ВА249» заявителя, дата издания октябрь 2003 г. Известный переключатель может приводиться в действие с помощью ручного привода или электропривода, действующего на верхнюю передаточную ступень, а также с помощью непосредственного штурвального привода или же коммутационного ключа.

В самом распространенном случае приведения в действие с помощью ручного привода или электропривода на головке переключателя предусмотрена верхняя передаточная ступень. В нее ведет приводимый в действие ручным приводом или электроприводом приводной вал; из нее ведет совершающий при каждом переключении один оборот мальтийский кривошип, входящий в мальтийское колесо, которое, в свою очередь, связано с расположенным по центру, вращаемым коммутирующим валом переключателя. Вращаемый коммутирующий вал несет подвижные коммутирующие контакты переключателя. Этой коммутирующий вал расположен, как уже сказано, по центру внутри диэлектрического каркаса или цилиндра, на периферии которого в нескольких горизонтальных плоскостях расположены неподвижные контакты переключателя, выборочно коммутируемые вращаемыми подвижными коммутирующими контактами.

За счет срабатывания ручного привода или электропривода переключение происходит следующим образом. Ведущий в верхнюю передаточную ступень приводной вал вращается; это вращение передается на мальтийский ведущий элемент, который входит в связанное с коммутирующим валом мальтийское колесо и поворачивает его на один коммутирующий шаг. В результате коммутирующий вал поворачивается на тот же угол, расположенные на нем подвижные контакты покидают ранее контактировавшие с ними неподвижные контакты и создают затем новый электрический контакт с другими соседними неподвижными контактами. Этим переключение завершено, и трансформатор может быть снова подключен.

В известном переключателе над описанной верхней передаточной ступенью предусмотрено устройство для контроля коммутации. Оно содержит два механически срабатывающих микровыключателя, выполненных в виде кулачковых выключателей S80, S90.

Первый кулачковый выключатель S80 срабатывает в каждом рабочем положении, то есть после перемещения переключателя из одного рабочего положения в следующее выключатель изменяет свое коммутационное состояние. После перемещения в следующее рабочее положение он возвращается в первоначальное коммутационное положение. Для этого приводным валом через небольшую промежуточную передачу приводится в действие контур, на который находит первый кулачковый выключатель.

Второй кулачковый выключатель S90 срабатывает при каждом коммутирующем шаге переключателя, то есть после перемещения переключателя на один коммутирующий шаг он снова возвращается в первоначальное коммутационное положение. Для этого над мальтийским колесом закреплен кулачковый диск, имеющий на своей периферии контур в виде кулачка. Число кулачков соответствует числу n возможных коммутационных положений. На этот торцевой контур находит второй кулачковый выключатель. При переключении мальтийское колесо вращает коммутирующий вал и, тем самым, также кулачковый диск на угол 360°/n.

Оба описанных кулачковых выключателя включены электрически так, что выключение силовых выключателей трансформаторов происходит тогда, когда

- вращается вал переключателя, то есть размыкается второй кулачковый выключатель S90;

- срабатывает привод переключателя, то есть размыкается первый кулачковый выключатель S80.

Напротив, повторное включение силовых выключателей трансформаторов возможно только тогда, когда

- переключатель находится в определенном рабочем положении;

- привод переключателя также находится в определенном рабочем положении.

Это известное устройство для контроля коммутации имеет различные недостатки. Оно может только определить поломку или разобщение приводного рычажного механизма, но не поломку или сбой состоящей из мальтийского ведущего элемента и мальтийского колеса мальтийской передачи для привода коммутирующего вала переключателя. При такой поломке, которую устройство для контроля коммутации не обнаруживает, могут возникнуть серьезные повреждения за счет того, что переключатель не находится в определенном рабочем положении. Другой недостаток известного устройства состоит в том, что из-за пространственно раздельного положения и разных видов срабатывания обоих кулачковых выключателей настройка и юстировка оказываются сложными и затруднительными.

Задачей изобретения является создание переключателя с устройством для контроля коммутации, который определял бы сбой мальтийского привода, имел бы простую конструкцию, был бы прост в юстировке и к тому легко доступен.

Эта задача решается посредством переключателя с признаками п.1 формулы. Зависимые пункты относятся к предпочтительным вариантам осуществления изобретения.

Преимущества предложенного в изобретении переключателя и его устройства для контроля коммутации можно резюмировать следующим образом:

- непосредственное соединение с коммутирующим валом, а за счет этого надежное обнаружение его любого недопустимого положения, то есть любого отклонения от допустимого рабочего положения;

- простые монтаж и проводка за счет отдельного корпуса с крышкой;

- простые общие настройка и юстировка за счет совместного расположения обоих кулачковых выключателей.

Как уже указано, основное преимущество заключается в том, что можно надежно обнаружить как поломку приводного рычажного механизма, так и, что является новизной, поломку мальтийской передачи.

Согласно одному особенно предпочтительному варианту осуществления изобретения дополнительно предусмотрен указатель положения, показание которого хорошо видно сверху через смотровое стекло или подобное.

Изобретение более подробно поясняется ниже на примере с помощью чертежей, на которых изображают:

- фиг.1: схематичный вид сбоку в разрезе устройства для контроля коммутации переключателя;

- фиг.2: закрытое устройство для контроля коммутации в перспективном виде сверху;

- фиг.3: внутренние детали устройства для контроля коммутации в том же перспективном виде;

- фиг.4: контактную диаграмму обоих кулачковых выключателей устройства для контроля коммутации.

Прежде всего при помощи фиг.1-3 следует пояснить конструкцию устройства для контроля коммутации.

Устройство 1 расположено в отдельном корпусе 2 над верхней передаточной ступенью переключателя. Корпус 2 закреплен на верхней передаточной ступени крепежными винтами 3. Между ними предусмотрен огибающий уплотнитель 4. Внутри устройства расположен горизонтальный кулачковый диск 5, соединенный посредством резьбового соединения 6 с мальтийской передачей (не показана) и, тем самым, непосредственно с коммутирующим валом переключателя. Торцевая поверхность кулачкового диска 5 имеет верхний 7 и нижний 8 торцевые контуры, причем оба контура 7, 8 проходят горизонтально и параллельно друг другу. Верхний торцевой контур 7 взаимодействует с верхним кулачковым выключателем 9, которым по функции является кулачковый выключатель S90 из уровня техники. Нижний торцевой контур 8 взаимодействует с нижним кулачковым выключателем 10, который функционально соответствует кулачковому выключателю S80 из уровня техники.

В одном особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения на кулачковом диске 5 закреплен, например заклепками 12, циферблат 11. Он имеет на своей верхней стороне цифры, соответствующие возможным положениям переключателя. Конечно, в рамках изобретения возможно также предусмотреть эти цифры на верхней стороне самого кулачкового диска 5. В верхней части корпуса 2 находится крышка 13, которая привинчена. Внутри нее расположено смотровое стекло 14. На фиг.1 показаны еще соответствующие уплотнители 15, 16. На верхнем конце крышки 13 над смотровым стеклом 14 в качестве защиты предусмотрен колпачок 17. Смотровое стекло 14 расположено так, что сверху каждый раз видна одна из цифр на циферблате 11. Сбоку под крышкой 13 находятся присоединительные клеммы 18 для подключения электрических проводов к кулачковым выключателям 9, 10. Сбоку показано еще резьбовое соединение 19 для вывода электрических проводов.

Устройство для контроля коммутации функционирует следующим образом.

При каждом перемещении переключателя, имеющего n коммутационных положений, мальтийское колесо (не показано) вращается на угол 360°/n. На тот же угол вращается соединенный с ним кулачковый диск 5. Верхний торцевой контур 7 выполнен так, что в начале вращательного движения соответствующий верхний кулачковый выключатель 9 оттесняется наружу, а по окончании вращательного движения, когда переключатель достигает нового рабочего положения, снова западает в новый кулачок. Нижний торцевой контур 8, напротив, выполнен так, что в начале вращательного движения соответствующий нижний кулачковый выключатель 10 также оттесняется наружу, а по окончании вращательного движения, когда переключатель достигает нового рабочего положения, остается, однако, в этом положении. Только по окончании следующего переключения он западет в следующий кулачок. Из этого следует, что число направленных внутрь кулачков, то есть насечек на верхнем торцевом контуре 7, соответствует числу n возможных коммутационных положений переключателя. Число же направленных внутрь кулачков, то есть насечек на нижнем торцевом контуре 8, вполовину меньше, то есть только под каждым вторым кулачком верхнего торцевого контура 7 находится один кулачок нижнего торцевого контура 8.

На фиг.4 показана контактная диаграмма обоих кулачковых выключателей 9, 10. Верхний кулачковый выключатель 9 срабатывает при каждом коммутационном шаге, то есть при каждом перемещении переключателя; после перемещения переключателя на один коммутационный шаг он снова возвращается в свое первоначальное коммутационное положение. Нижний же кулачковый выключатель 10 срабатывает в каждом рабочем положении, то есть после перемещения переключателя из одного рабочего положения в следующее выключатель изменяет свое коммутационное состояние. Только после следующего перемещения переключателя в следующее рабочее положение он возвращается в свое первоначальное коммутационное положение.

Устройство 1 в своем отдельном корпусе 2 обладает рядом преимуществ. Прежде всего возможны простые монтаж и проводка, для чего необходимо лишь открыть крышку 13; вмешательств в само устройство больше не требуется. В описанном особенно предпочтительном варианте простым образом интегрирован оптический указатель положения. Соответствующие цифры расположены на циферблате 11 или на верхней стороне самого кулачкового диска 5 так, что через смотровое стекло 14 сверху каждый раз видно данное коммутационное положение переключателя. Оба кулачковых выключателя 9, 10 могут быть простым образом расположены и настроены, например, на общей плите.

Особое преимущество предложенного в изобретении устройства состоит в том, что не только, как в уровне техники, осуществляется контроль того, сломан ли приводной рычажный механизм, но и дополнительно обнаруживается также поломка или сбой мальтийского привода. Последнее происходит благодаря тому, что кулачковый диск 5 соединен непосредственно с мальтийским приводом. Таким образом, имеется непосредственное соединение с коммутирующим валом. Другими словами, контроль происходит, согласно изобретению, непосредственно на коммутирующем валу без промежуточных приводных или передаточных элементов, которые могли бы вызвать дополнительные, не обнаруживаемые дефекты.

Особенно предпочтительным образом оба кулачковых выключателя 9, 10 расположены вертикально друг над другом и выполнены так, что потребителю не придется проводить никакого монтажа или демонтажа.