ступенчатый переключатель ответвлений обмоток трансформатора под нагрузкой с аккумулятором энергии

Формула изобретения

1. Ступенчатый переключатель с аккумулятором энергии для переключения без прерывания ответвлений обмоток ступенчатого трансформатора под нагрузкой, при этом ступенчатый переключатель содержит цилиндр из диэлектрика, в стенке которого расположены неподвижные подключаемые ступенчатые контакты, при этом по центру внутри цилиндра из диэлектрика расположен поворотный переключающий стержень, приводимый в движение кривошипом привода и несущий по меньшей мере один переключающий элемент, который контактирует с соответствующим неподвижным ступенчатым контактом, при этом кривошип привода механически соединен с двумя энергоаккумулирующими пружинами, так что в начале каждого переключения кривошип привода поворачивается, и обе энергоаккумулирующие пружины переходят в напряженное состояние, отличающийся тем, что обе энергоаккумулирующие пружины представляют собой пружины сжатия (17, 18), упирающиеся соответственно одним своим концом в общую неподвижную пружинную контропору (19), причем на кривошипе (8) привода расположена тяга (10), а вокруг тяги (10) предусмотрена амортизационная труба (14), расположенная на опорном блоке (15), причем на амортизационной трубе (14) закреплена неподвижная пружинная контропора (19), при этом одна пружина сжатия (17) расположена внутри амортизационной трубы (14), а другая пружина сжатия (18) расположена концентрично снаружи амортизационной трубы (14) и охватывает ее, причем на тяге (10) расположены внутренняя подвижная пружинная контропора (20), а также наружная подвижная пружинная контропора (21), в которые упираются соответственно другие концы пружин сжатия (17, 18), причем внутренняя пружинная контропора (20) закреплена непосредственно внутри амортизационной трубы (14) на тяге (10), а наружная пружинная контропора (21) посредством крепежного болта (23), который через продольные вырезы (22) в амортизационной трубе (14) выступает наружу, соединена с тягой (10).

2. Ступенчатый переключатель по п.1, отличающийся тем, что тяга (10) посредством резьбы (27) соединена с подвижной внутренней пружинной контропорой (20).

3. Ступенчатый переключатель по п.1 или 2, отличающийся тем, что тяга (10) посредством другой резьбы (28) соединена с головкой (9) тяги, расположенной с возможностью вращения на кривошипе (8) привода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к ступенчатому переключателю с аккумулятором энергии для переключения без прерывания между различными ответвлениями обмоток ступенчатого трансформатора под нагрузкой.

Такой ступенчатый переключатель ответвлений обмоток трансформатора под нагрузкой с соответствующим аккумулятором энергии известен из публикации настоящего Заявителя Laststufenschalter VACUTAP® VV-Betriebsanleitung Impressum BA164/03de. Этот ступенчатый переключатель ответвлений обмоток трансформатора под нагрузкой объединяет при этом в себе функцию селектора для предварительного, без возбуждения, выбора ответвления, на которое необходимо переключить, и переключателя нагрузки для, собственно, переключения.

Аккумулятор энергии этого известного ступенчатого переключателя ответвлений обмоток трансформатора под нагрузкой имеет пружинный щиток, на котором соответственно закреплены одним концом несколько пружин растяжения, которые другим концом соответственно соединены шарнирно с местом опоры. В свою очередь, пружинный щиток своим свободным концом связан с кривошипом привода с возможностью вращения. Кривошип привода, закрепленный на контактной оси, через муфту свободного хода приводится в движение приводным элементом, расположенным по центру на контактной оси с возможностью независимого от нее вращения. Контактная ось на своей нижней стороне несет кривошип делительного устройства с мальтийским механизмом. Наконец, зубчатый сектор этого делительного устройства связан с расположенным по центру внутри трубы из диэлектрика, выполненным с возможностью вращения переключающим стержнем, который на консольном кронштейне имеет переключающие элементы.

В стенке трубы из диэлектрика в нескольких горизонтальных плоскостях предусмотрены неподвижные ступенчатые контакты, которые в каждой плоскости выборочно подключаются к одному из переключающих элементов на переключающем стержне.

Способ функционирования этого известного аккумулятора энергии следующий. Вначале предусмотренного переключения ответвлений под нагрузкой, то есть переключения с одного ответвления обмотки на другое соседнее ответвление обмотки, приводимый в движение, как правило, приводным двигателем приводной элемент начинает медленно и непрерывно вращаться. При помощи упора он сообщает движение кривошипу привода и вместе с ним скрепленному с ним концом пружинному щитку, вследствие чего пружины растяжения смещаются и натягиваются. После поворота на угол 180°, когда пружины растяжения достигли максимального отклонения, приводной элемент за счет муфты свободного хода выходит из зацепления с кривошипом привода. После прохождения мертвой точки происходит дальнейшее вращение кривошипа привода скачкообразно, так как в этот момент пружины растяжения еще остаются натянутыми.

Это быстрое вращательное движение кривошипа привода передается на кривошип делительного устройства мальтийского механизма и вместе с ним на переключающий стержень; закрепленные на нем переключающие элементы переключаются скачкообразно соответственно на соседние неподвижные ступенчатые контакты. Регулируемое переключение ответвлений завершено.

Этот аккумулятор энергии уже в течение многих лет хорошо зарекомендовал себя в самых различных ступенчатых переключателях. Впрочем, у используемых пружин растяжения механическая прочность на усталость не безгранична, по истечении определенного срока службы или числа переключений по соображениям безопасности они нуждаются в замене. До настоящего времени это не вызывало осложнений, так как после такого числа переключений, как правило, всегда проводилась проверка ступенчатого переключателя ответвлений обмоток под нагрузкой. Однако благодаря высокой надежности появившихся в последнее время и используемых вакуумных переключающих ячеек, а также преимуществам вакуумной схемотехники в целом, интервалы техобслуживания ступенчатых переключателей могут быть повышены, так что ограниченная механическая усталостная прочность используемых пружин растяжения у известных аккумуляторов энергии все больше дает о себе знать как недостаток.

Поэтому задача изобретения состоит в том, чтобы предложить ступенчатый переключатель ответвлений обмоток трансформатора под нагрузкой с аккумулятором энергии, в качестве которого используются энергоаккумулирующие пружины, который отличается более высокой механической усталостной прочностью.

Эта задача решается за счет ступенчатого переключателя ответвлений обмоток трансформатора под нагрузкой с аккумулятором энергии с признаками по пункту 1 формулы изобретения. Зависимые пункты относятся, в частности, к преимущественным вариантам усовершенствования изобретения.

Наряду с заявляемой, почти неограниченной механической прочностью используемых пружин сжатия разрушение которых практически исключается, преимущество изобретения, согласно особенно предпочтительному варианту исполнения изобретения, состоит также в том, что применение подвижной тяги с резьбой позволяет постоянно регулировать мощность аккумулятора энергии. Таким образом, можно простым способом заранее отрегулировать аккумулятор энергии на самые различные типы переключателей ответвлений обмоток и в зависимости от накопленной энергии фиксировать срабатывание. Аккумулятор энергии, согласно изобретению, может быть использован для самых различных ступенчатых переключателей ответвлений под нагрузкой; он подходит как для масляных устройств переключения с механическими переключающими контактами, так и для устройств с вакуумными переключающими ячейками.

Ниже изобретение поясняется еще более детально на основании примера исполнения со ссылкой на чертежи, на которых показаны:

фиг.1 - верхняя часть ступенчатого переключателя ответвлений под нагрузкой с аккумулятором энергии в перспективном изображении;

фиг.2 - схематическое изображение сбоку в разрезе такого ступенчатого переключателя ответвлений под нагрузкой с аккумулятором энергии.

Вначале более детально поясняется фиг.1. Показана монтажная плита 1, на которой расположены полностью аккумулятор энергии и приводной механизм для управления ступенчатым переключателем ответвлений под нагрузкой. Монтажная плита 1 содержит крепежный уголок 2. Далее показано зубчатое колесо 3, которое соединено с не представленным валом электропривода. Зубчатое колесо 3 посредством соответствующей зубчатой передачи 5 передает движение приводному элементу 4. В свою очередь, приводной элемент 4 имеет два симметричных упора 6, 7, которые взаимодействуют с кривошипом 8 привода. В дальнейшем это поясняется более детально. Сверху на кривошипе 8 привода крепится с возможностью вращения головка 9 тяги 10. Тяга 10 связана с другими, ниже более подробно поясняемыми конструктивными элементами аккумулятора энергии согласно изобретению. Кривошип 8 привода закреплен на контактной оси 11, которая проходит вертикально вниз сквозь монтажную плиту и на своем нижнем конце имеет не показанный здесь кривошип мальтийского механизма. Этот кривошип показан на фиг.2 и обозначен там позицией 12. Этот кривошип 12 мальтийского механизма входит в зубчатый сектор 13, который, в свою очередь, соединен с не показанным переключающим стержнем.

Вокруг описанной выше тяги 10 предусмотрена, согласно изобретению, амортизационная труба 14. Амортизационная труба 14 на одной стороне шарнирно связана с опорным блоком 15; посредством вертикального опорного пальца 16 она совершает горизонтальные поворотные движения. Между тягой 10 и амортизационной трубой 14 предусмотрена внутренняя пружина сжатия 17, снаружи амортизационной трубы 14 концентрично расположена наружная пружина сжатия 18. В показанном здесь примере исполнения выбрана конструкция с внутренней пружиной сжатия 17 и наружной пружиной сжатия 18, что создает большие усилия. Тем не менее, в рамках изобретения может быть предусмотрена только пружина сжатия, расположенная по усмотрению с внутренней или с наружной стороны амортизационной трубы 14. Могут быть предусмотрены также больше двух таких пружин сжатия. В показанном на фиг.1 варианте исполнения изобретения внутренняя пружина 17 и наружная пружина 18 упираются на одной стороне в неподвижную пружинную контропору 19, соединенную с амортизационной трубой 14. На другой стороне внутренняя пружина сжатия 17 упирается в подвижную внутреннюю пружинную контропору 20, представленную лишь на фиг.2, а наружная пружина сжатия 18 упирается в подвижную наружную пружинную контропору 21. Внутренняя и наружная пружинные контропоры 20 и 21 находятся в соединении со свободным концом тяги 10. При этом внутренняя пружинная контропора 20 скреплена непосредственно с тягой 10. Для крепления наружной пружинной контропоры 21, которая охватывает амортизационную трубу 14, на тяге 10 в амортизационной трубе 14 предусмотрены с обеих сторон продольные вырезы 22. Через эти продольные вырезы 22 выступает наружу крепежный болт 23, который соединяет между собой тягу 10 и наружную пружинную контропору 21. На фиг.1 показан также ролик 24, который взаимодействует с другим зубчатым сектором 25 мальтийского механизма, который известным способом управляет указателем положения, а также известным способом управляет селектором для предварительного выбора ответвления.

Способ функционирования изображенного на фиг.1 устройства, согласно изобретению, следующий:

вначале каждого переключения, то есть каждого срабатывания переключателя ответвлений обмоток трансформатора под нагрузкой, электропривод посредством не показанного приводного вала сообщает вращательное движение зубчатому колесу 3. Это вращательное движение посредством соответствующей зубчатой передачи 5 передается на приводной элемент 4. В зависимости от направления вращения, которое обусловлено тем, «выше» или «ниже» должно быть следующее переключение ответвления обмоток трансформатора под нагрузкой, один из двух упоров 6 или 7 приводного элемента 4 входит в геометрическое замыкание с кривошипом 8 привода и поворачивается вместе с ним. При этом в движение увлекается закрепленная на кривошипе 8 привода головка 9 тяги; тяга 10 отклоняется и пружины сжатия 17, 18 переходят в напряженное состояние. После поворота кривошипа 8 привода на 180° тяга 10 достигает своего нового конечного положения; пружины сжатия 17, 18 находятся в максимально напряженном состоянии, то есть сжаты. После прохождения мертвой точки находившийся прежде в геометрическом замыкании упор 6 или 7 выходит из зацепления, и вращательное движение кривошипа 8 привода и вместе с ним контактной оси 11 быстро заканчивается, так как пружины сжатия 17, 18 скачкообразно выходят из состояния сжатия. Это быстрое движение вращения посредством кривошипа 12 мальтийского механизма и зубчатого сектора 13 передается на не показанный переключающий стержень ступенчатого переключателя ответвлений обмоток трансформатора под нагрузкой. Происходит быстрое переключение между соседними неподвижными ступенчатыми контактами в цилиндре из диэлектрика.

На фиг.2 в изображении сбоку в разрезе вновь показано описанное устройство согласно изобретению. При этом другие известные из уровня техники конструктивные элементы, которые представлены для полноты изображения, детально не поясняются.

Здесь можно видеть, что, согласно особенно предпочтительному варианту усовершенствования изобретения, тяга 10 на одном конце посредством резьбы 27 соединена с внутренней контропорой 20. Благодаря этой резьбе 27, выполненной предпочтительно как мелкая резьба, получается регулируемая тяга 10, у которой эффективная длина может быть изменена простым способом между неподвижной пружинной контропорой 19 и подвижными пружинными контропорами 20, 21. Это позволяет простым способом осуществлять постоянное регулирование длины пружин сжатия 17, 18 и, следовательно, эффективных сил натяжения пружин. Аккумулятор энергии в этом варианте исполнения может быть легко адаптирован к специфическим требованиям, касающимся энергии высвобожденных энергоаккумулирующих пружин, которая может варьировать в зависимости от типа переключателя и последовательности переключений.

В рамках изобретения может быть реализована также возможность регулирования тяги 10 за счет другой резьбы 28 на головке 9 тяги.