Лінійний селектор

Реферат: Винахід стосується лінійного селектора (1) для електроенергонезалежного попереднього вибору ступеневих контактів ступеневого трансформатора (100). Відповідний винаходові лінійний селектор (1) має економічну, просту і компактну конструкцію. Таким чином, у ньому оптимально поєднані функції селектора і реверсора. Лінійний селектор (1) містить селектор (2) ступенів для точного регулювання і реверсор (3). Селектор ступенів для точного регулювання (2) і реверсор (3) приводять у дію безпосередньо за допомогою спільного редуктора (6). UA 115349 C2 (12) UA 115349 C2 UA 115349 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід стосується лінійного селектора для електроенергонезалежного попереднього вибору ступеневих контактів ступеневого трансформатора. Із публікації DE 913 933 В відомий ступеневий регулювальний пристрій для трансформаторів. Він містить моторний привід для приведення в дію силового перемикача і двох ступеневих селекторів. Один із ступеневих селекторів призначений для попереднього вибору непарних ступенів трансформатора, інший - для попереднього вибору парних ступенів. Фактичне перемикання під навантаженням здійснюють за допомогою силового перемикача. Кожен із ступеневих селекторів містить переміщуваний вздовж напрямної повзунок, який приводять у дію натяжним органом, переміщуваним по напрямних роликах, за допомогою повідця, встановленого на цьому органі. На кожному повзунку передбачені перемикальні контакти для забезпечення можливості встановлення електропровідного з'єднання між контактною шиною і ступенями трансформатора. За допомогою редуктора, що працює в повторно-короткочасному режимі, поперемінно приводять у дію окремі селектори і перемикають ступені трансформатора. При досягненні певного ступеня ролик важеля, закріпленого на натяжному органі, входить із зачепленням у виїмку диска, сполученого з реверсором, і приводить його в дію. Недоліком описаного вище ступеневого регулювального пристрою є застосування двох окремих селекторів. Вони потребують не лише великого конструктивного простору, але й дотримання високих вимог щодо з'єднання з редуктором, працюючим у повторнокороткочасному режимі. Кожен із обох селекторів має бути оснащений окремою напрямною, окремими повзунком, а також окремим натяжним органом, включаючи опори. Крім цього, з'єднання реверсора із селекторами, а також його приведення в дію є складним і може призвести до несправностей. Реалізоване в цьому пристрої рішення за допомогою важеля з роликами, який до того ж встановлений на лише одному натяжному органі, внаслідок великої кількості рухомих деталей потребує високих витрат на технічне обслуговування. При такий кількості окремих деталей вже під час монтажу можливі численні помилки. Задачею винаходу є розроблення лінійного селектора для електроенерго-незалежного попереднього вибору ступеневих контактів ступеневого трансформатора, що має економічну, просту і компактну конструкцію. Цю задачу вирішено в лінійному селекторі для електроенергонезалежного попереднього вибору ступеневих контактів ступеневого трансформатора згідно з ознаками першого пункту формули винаходу. При цьому залежні пункти формули винаходу стосуються переважних вдосконалених форм виконання винаходу. Загальна винахідницька ідея полягає у створенні лінійного селектора, що містить селектор точного регулювання і реверсивний перемикач (реверсор), які приводять у дію спільним редуктором. При цьому на лінійному селекторі встановлений редуктор, який за допомогою однієї єдиної контактної каретки забезпечує контакт із непарними і парними ступеневими контактами селектора ступенів для точного регулювання і безпосередньо приводить у дію встановлені на валу перший і другий віялоподібно розміщені (віялові) контакти реверсора. Згідно з однією відповідною винаходові формою виконання редуктор містить мальтійське колесо, перше і друге конічні колеса, причому мальтійське колесо через з'єднувальний вал нерухомо з'єднане з першим конічним колесом, а друге конічне колесо встановлене на валу натяжного засобу і виконане з можливістю приведення в дію за допомогою першого конічного колеса. Мальтійське колесо містить також мальтійський хрест, який нерухомо встановлений на диску, на відверненій від мальтійського стороні якого по периметру встановлений кулачок, що взаємодіє з виїмкою у вилці вала першого віялового контакту і другого віялового контакту реверсора. Введення кулачка із зачепленням у виїмку вилки вала першого віялового контакту і другого віялового контакту реверсора спричиняє обертальний рух вала. Згідно з іншою відповідною винаходові формою виконання на привідному елементі, який безперервно обертається, передбачено множину роликів, які взаємодіють із мальтійським хрестом мальтійського колеса із можливістю покрокового переміщення мальтійського колеса. Покрокове переміщення мальтійського колеса через з'єднувальний вал передається на перше конічне колесо і друге конічне колесо, завдяки чому за допомогою вала натяжного засобу контактної каретки забезпечується її покрокове і лінійне переміщення. Натяжний засіб оснащений повідковим пальцем, який механічно жорстко з'єднаний із контактною кареткою із можливістю переміщення контактної каретки за допомогою натяжного засобу у вертикальному напрямку. 1 UA 115349 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Контактна каретка містить першу контактну щітку і другу контактну щітку, кожна з яких оснащена відповідною парою ковзних контактів, причому за допомогою першої контактної щітки і розміщеної на ній пари ковзних контактів може бути утворене електропровідне з'єднання між розміщеними в ряд по вертикалі непарними ступеневими контактами і першим відвідним контактом, а за допомогою другої контактної щітки і розміщеної на ній пари ковзних контактів електропровідне з'єднання між розміщеними в ряд по вертикалі парними ступеневими контактами і другим відвідним контактом. При покроковому вертикальному переміщенні контактної каретки за допомогою натяжного засобу утворюється електропровідне з'єднання між одним із непарних ступеневих контактів і першим відвідним контактом і/або між одним із парних ступеневих контактів і другим відвідним контактом. При цьому перший віяловий контакт і другий віяловий контакт реверсора розміщені на валу з аксіальним зміщенням. Перший віяловий контакт і другий віяловий контакт містять по парі ковзних контактів, причому перший віяловий контакт взаємодіє з трьома контактами реверсора, які розміщені в горизонтальній площині першої дуги кругового сегмента, а другий віяловий контакт взаємодіє з трьома контактами реверсора, які розміщені в горизонтальній площині другої дуги кругового сегмента. Особливо переважно у відповідному винаходові лінійному селекторі є перетворення приведення в дію реверсора за допомогою того самого редуктора, який використовують для приведення в дію селектора ступенів для точного регулювання. Завдяки цьому зменшуються витрати при виробництві і технічному обслуговуванні лінійного селектора. Досі конструкції реверсорів з постійним потенціальним з'єднанням завжди потребували застосування складного редуктора зі зміною напрямку передачі зусилля в селекторі ступенів для точного регулювання. Тому перевагу надавали простим реверсорам із додатковими полюсними резисторами, які також потребували великого конструктивного простору. Оскільки конструкція реверсора в лінійному селекторі є дуже простою, його завжди можна застосовувати замість простого реверсора з підключеними до полюсів резисторами. Крім цього, завдяки лінійному розміщенню селектора ступенів для точного регулювання в лінійному селекторі заощаджується особливо великий конструктивний простір в корпусі трансформатора. Особливо компактна конструкція реверсора також посилює цю перевагу. В цілому відповідний винаходові лінійний селектор може бути встановлений ближче до обмоток трансформатора. Завдяки застосуванню компактного лінійного селектора зменшується також необхідна кількість ізоляційного масла для охолодження трансформатора. Ці та інші ознаки і переваги різних описаних форм виконання винаходу далі пояснюються докладніше на прикладах із посиланням на креслення, причому однакові елементи мають однакові позиційні позначення. На кресленнях наведені: Фіг. 1 Відповідний винаходові лінійний селектор; Фіг. 2 Збільшене зображення контактної каретки лінійного селектора у розрізі; Фіг. З Деталізоване зображення редуктора для перемикання контактів лінійного селектора; Фіг. 4а - 4с Пояснення процесу перемикання реверсора; Фіг. 5 Схема ступеневого трансформатора з лінійним селектором. На фіг. 1 зображений відповідний винаходові лінійний селектор 1, що містить селектор 2 ступенів для точного регулювання і реверсор 3. У селекторі 2 ступенів для точного регулювання 2 передбачено два ряди розміщених по вертикалі ступеневих контактів 41; 43, 45…; 50, 52, 54… Перший ряд 40 утворений непарними ступеневими контактами 41; 43, 45…, а другий ряд 50 парними ступеневими контактами 50, 52, 54,…, причому всі вони встановлені в стінці 37 лінійного селектора 1. Ця стінка 37 виконана в формі сегмента циліндра, проте, може бути також утворена множиною стрижнів, розміщених у формі півкола. Непарні ступеневі контакти 41; 43, 45,… сполучені з непарними відводами Ν0, Ν3, Ν5… обмотки ступеневого трансформатора 100. Парні ступеневі контакти 50, 52, 54,… сполучені з парними відводами No, N2, N4, … обмотки ступеневого трансформатора 100 (див. фіг. 5). Над селектором 2 ступенів для точного регулювання встановлений редуктор 6. Як зображено на кресленні, редуктор 6 містить мальтійське колесо 7 із встановленим на диску 35 і нерухомо з'єднаним із ним мальтійським хрестом 8. Для приведення в дію мальтійського хреста 8 передбачений привідний елемент 9. Привідний елемент 9 приводять у дію електродвигуном (на кресленні не зображеним), наприклад трифазовим електродвигуном. Лінійний селектор 1 містить також перший відвідний контакт 10 і другий відвідний контакт 11. Відвідні контакти 10, 11 орієнтовані паралельно один одному і з'єднані з силовим перемикачем, який на цьому кресленні не зображений. 2 UA 115349 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Іншим компонентом селектора 2 ступенів для точного регулювання є натяжний засіб 12, який механічно з'єднаний із контактною кареткою 13. Натяжний засіб 12 може бути виконаний у формі ланцюга, зубчатого ременя тощо. Деталізоване зображення контактної каретки 13 в розрізі наведене на фіг. 2. Як зображено на фіг. 1 і 2, на контактній каретці 13 встановлена перша контактна щітка 14 і друга контактна щітка 15. Кожна контактна щітка 14, 15 оснащена парою ковзних контактів 16. Контактна каретка 13 виконана з можливістю переміщення вгору і вниз у вертикальному напрямку V в лінійному селекторі 1 за допомогою натяжного засобу 12. При переміщенні контактної каретки 13 перша контактна щітка 14 через пару ковзних контактів 16 контактує з непарними ступеневими контактами 41, 43, 45,…, а друга контактна щітка 15 через пару ковзних контактів 16 контактує з парними ступеневими контактами 50, 52, 54,… лінійного селектора 1. Як зображено на фіг. 2, на натяжному засобі 12 закріплений повідковий палець 18 для переміщення чи ведення контактної каретки 13. Додатково селектор 2 ступенів для точного регулювання містить напрямну 19, за допомогою якої забезпечується напрямлення контактної каретки 13 при її переміщенні у вертикальному напрямку V. Як зображено на фіг. 1, лінійний селектор 1 містить також реверсор 3, який взаємодіє з редуктором 6 через вал 20. На валу 20 розміщені перший віяловий контакт 21 і другий віяловий контакт 22. Перший і другий віялові контакти 21, 22 встановлені із певною відстанню між ними в аксіальному напрямку один над одним на валу 20. Перший віяловий контакт 21 і другий віяловий контакт 22 містять по парі ковзних контактів 24. Перший віяловий контакт 21 і другий віяловий контакт 22 виконані в формі кругових сегментів, причому на кожній з дуг сегмента передбачено по парі ковзних контактів 24. Перший віяловий контакт 21 взаємодіє з трьома контактами реверсора А, В, D, розміщеними вздовж дуги KB,A,D кругового сегмента таким чином, що з ними контактує пара ковзних контактів 24 першого віялового контакту 21 при його обертанні. Другий віяловий контакт 22 також взаємодіє з трьома контактами реверсора В, С, D, які розміщені вздовж дуги KD,C,B кругового сегмента таким чином, що з ними контактує пара ковзних контактів 24 другого віялового контакту 22 при його обертанні. В процесі роботи лінійного селектора 1 завжди принаймні два з контактів В, A, D реверсора і два з контактів D, С, В реверсора електропровідно з'єднані між собою за допомогою пари ковзних контактів 24 першого віялового контакту 21 чи другого віялового контакту 22. Контакти А, В, С, D реверсора також встановлені в стінці 37. На фіг. З наведене деталізоване зображення редуктора 6 лінійного селектора 1. Редуктор 6 в основному складається з мальтійського колеса 7, першого конічного колеса 30 і другого конічного колеса 31. Мальтійське колесо 7 через з'єднувальний вал 29 нерухомо з'єднане з першим конічним колесом 30. Друге конічне колесо 31 механічно з'єднане шляхом зчеплення з першим конічним колесом 30, причому друге конічне колесо 31 встановлене на валу 32 натяжного засобу. Мальтійське колесо 7 містить мальтійський хрест 8, який нерухомо встановлений на диску 35. На відверненій від мальтійського хреста 8 стороні диска 35 по периметру встановлений кулачок 25. Кулачок 25 взаємодіє з виїмкою 26 вилки 27 вала 20 першого віялового контакту 21 і другого віялового контакту 22 реверсора 3. Залежно від обертального руху мальтійського колеса 7 кулачок 25 тимчасово входить із зачепленням у виїмку 26 вилки 27. Це відбувається, коли мальтійське колесо 7 досягає певного положення при обертанні. При цьому вилка 27 здійснює обертальний рух, що спричиняє обертальний рух з'єднаного з нею вала 20, обертальний рух якого, в свою чергу, спричиняє обертальний рух першого віялового контакту 21 і другого віялового контакту 22. Як було зазначено вище, привідний елемент 9 приводять у дію безперервно. Внаслідок безперервного обертального руху привідного елемента 9 закріплені на ньому ролики 28 поперемінно входять із зачепленням у виїмки 38 мальтійського хреста 8. Внаслідок поперемінного входження із зачепленням у виїмки 38 мальтійського хреста 8 відбувається покрокове обертання мальтійського колеса 7. Мальтійське колесо 7 за допомогою з'єднувального вала 29 нерухомо з'єднане з першим конічним колесом 30, тому покрокове переміщення мальтійського колеса 7 передається на перше конічне колесо 30. Перше конічне колесо 30 передає покрокове переміщення на друге конічне колесо 31. Друге конічне колесо 31 механічно з'єднане з валом 32 натяжного засобу. Завдяки з'єднанню із геометричним замиканням між натяжним засобом 12 і валом 32 натяжного засобу покрокове переміщення мальтійського колеса 7 передається на контактну каретку 13. У процесі попереднього вибору один непарний ступеневий контакт 41, 43, 45,… або один парний ступеневий контакт 50, 52, 54,… за допомогою контактної каретки 13 постійно з'єднаний із одним із відвідних контактів 10 або 11. При цьому контактна каретка 13 переміщується у 3 UA 115349 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вертикальному напрямку V згори вниз або знизу вгору залежно від напрямку обертання привідного елемента 9 і при цьому з'єднує різні непарні ступеневі контакти 41, 43, 45… і/або парні ступеневі контакти 50, 52, 54,… із відповідними відвідними контактами 10 або 11. При цьому електропровідне з'єднання в кожному випадку утворюється парою ковзних контактів 16 першої контактної щітки 14 або другої контактної щітки 15, які з однієї сторони дотикаються непарних ступеневих контактів 41, 43, 45… чи парних ступеневих контактів 50, 52, 54…… а з іншої сторони відвідних контактів 10, 11 і контактують із ними. У цій формі виконання винаходу забезпечується утворення принаймні одного електропровідного з'єднання або між одним непарним ступеневим контактом 41, 43, 45, … і першим відвідним контактом 10, або між одним парним ступеневим контактом 50, 52, 54,… і другим відвідним контактом 11. При переміщенні непарних ступеневих контактів 41, 43, 45,… і парних ступеневих контактів 50, 52, 54,… із крайнього верхнього положення в крайнє нижнє положення, тобто від редуктора 6 до реверсора 3, залежно від схеми з'єднання відбувається підключення чи відключення ступенів (обмоток) ступеневого трансформатора 100. При досягненні нижньої точки 33 зміни напрямку сполучений із редуктором 6 вал 20 приводить у дію реверсор З, внаслідок чого, перед тим як контактна каретка 13 продовжуватиме своє переміщення вгору, тобто в протилежному напрямку, реверсор 3 здійснює перемикання, і відбувається наступне підключення або відключення ступенів ступеневого трансформатора 100. На відміну від простого реверсора, який підключає регулювальну обмотку ступеневого трансформатора зустрічно або послідовно до регулювальної обмотки і при цьому гальванічно відокремлює її від основної обмотки, реверсор 3 за допомогою першого віялового контакту 21 і другого віялового контакту 22 забезпечує постійне потенціальне з'єднання з регулювальною обмоткою, завдяки чому вона в жоден момент часу не відокремлена від основної обмотки. Подібні реверсори 3, контакти яких розміщені в двох площинах, називають також реверсивними контролерами. Як зображено на фіг. 4а - 4с, перший віяловий контакт 21 і другий віяловий контакт 22 обертаються і переміщуються із вихідного положення, в якому перший віяловий контакт 21 електрично з'єднує між собою перші контакти реверсора А і D, а другий віяловий контакт 22 електрично з'єднує між собою перші контакти реверсора В і С. В процесі обертання, як зображено на фіг. 4b, перший віяловий контакт 21 і другий віяловий контакт 22 спочатку контактують із усіма контактами реверсора В, A, D першої дуги KB,A,D кругового сегмента і усіма контактами реверсора D, С, В другої дуги КD,C,B кругового сегмента, утворюючи електропровідне з'єднання, і з'єднують їх між собою. Після цього перший віяловий контакт 21 і другий віяловий контакт 22 продовжують обертання до того моменту, коли перший віяловий контакт 21 утворить електропровідне з'єднання між контактами реверсора А і В, а другий віяловий контакт 22 - між контактами реверсора С і D, як зображено на фіг. 4с. Позиційні позначення 1 Лінійний селектор 2 Селектор ступенів для точного регулювання 3 Реверсор 41, 43, 45, … Непарні ступеневі контакти 50, 52, 54… Парні ступеневі контакти 6 Редуктор 7 Мальтійське колесо 8 Мальтійський хрест 9 Привідний елемент 10 Перший відвідний контакт 11 Другий відвідний контакт 12 Натяжний засіб 13 Контактна каретка 14 Перша контактна щітка 15 Друга контактна щітка 16 Пара ковзних контактів 18 Повідковий палець 19 Напрямна 20 Вал 21 Перший віяловий контакт 22 Другий віяловий контакт 24 Пара ковзних контактів 25 Кулачок 4 UA 115349 C2 5 10 15 20 26 Виїмка 27 Вилка 28 Ролик 29 З'єднувальний вал 30 Перше конічне колесо 31 Друге конічне колесо 32 Вал тягового засобу 33 Точка зміни напрямку 35 Диск 37 Стінка 38 Виїмки мальтійського хреста 40 Перший ряд 50 Другий ряд 100 Ступеневий трансформатор А, В, С, D Контакти реверсора No, N2, N4 Парні відводи обмотки N1 N3 N5 Непарні відводи обмотки V Вертикальний напрямок KB,A,D Дуга першого кругового сегмента KD,C,B Дуга другого кругового сегмента ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Лінійний селектор (1) для електроенергонезалежного попереднього вибору ступеневих контактів (4, 5) ступеневого трансформатора (100), що містить селектор (2) ступенів для точного регулювання і реверсор (3), причому селектор (2) ступенів для точного регулювання містить непарні ступеневі контакти (41, 43, 45, ...), які розміщені у першому ряду (40), і парні ступеневі контакти (50, 52, 54, ...), які розміщені у другому ряду (50), який відрізняється тим, що на лінійному селекторі (1) встановлений редуктор (6), виконаний з можливістю безпосереднього приведення в дію непарних ступеневих контактів (41, 43, 45, ...) і парних ступеневих контактів (50, 52, 54, ...) селектора (2) ступенів для точного регулювання і встановленого на валу (20) першого віялового контакту (21) і другого віялового контакту (22) реверсора (3) за допомогою єдиної контактної каретки (13). 2. Лінійний селектор (1) за п. 1, який відрізняється тим, що редуктор (6) містить мальтійське колесо (7), перше конічне колесо (30) і друге конічне колесо (31), причому мальтійське колесо (7) з'єднувальним валом (29) нерухомо з'єднане з першим конічним колесом (30), а друге конічне колесо (31) встановлене на валу (32) натяжного засобу і виконане з можливістю приведення в дію першим конічним колесом (30). 3. Лінійний селектор (1) за п. 2, який відрізняється тим, що мальтійське колесо (7) містить мальтійський хрест (8), нерухомо закріплений на диску (35), на відверненій від мальтійського хреста (8) стороні якого по периметру встановлений кулачок (25), який взаємодіє з виїмкою (26) вилки (27) вала (20) першого віялового контакту (21) і другого віялового контакту (22) реверсора (3). 4. Лінійний селектор (1) за п. 3, який відрізняється тим, що кулачок (25) виконаний з можливістю входження із зачепленням у виїмку (26) вилки (27) вала (20) першого віялового контакту (21) і другого віялового контакту (22) реверсора (3) і приведення вала (20) в обертання. 5. Лінійний селектор (1) за будь-яким із пп. 1-4, який відрізняється тим, що на виконаному з можливістю безперервного обертання привідному елементі (9) встановлено множину роликів (28), які взаємодіють із мальтійським хрестом (8) із можливістю покрокового переміщення мальтійського колеса (7). 6. Лінійний селектор (1) за п. 5, який відрізняється тим, що мальтійське колесо (7) виконане з можливістю передачі покрокового переміщення через з'єднувальний вал (29) на перше конічне колесо (30) і друге конічне колесо (31) і покрокового приведення в дію натяжного засобу (12) контактної каретки (13) за допомогою вала (32) натяжного засобу та її лінійного переміщення. 7. Лінійний селектор (1) за п. 6, який відрізняється тим, що натяжний засіб (12) містить повідковий палець (18), який механічно жорстко з'єднаний з контактною кареткою (13), із можливістю переміщення контактної каретки (13) за допомогою натяжного засобу (12) у вертикальному напрямку. 8. Лінійний селектор (1) за будь-яким із пп. 1-7, причому контактна каретка (13) містить першу контактну щітку (14), оснащену парою ковзних контактів (16), і другу контактну щітку (15), 5 UA 115349 C2 5 10 15 20 оснащену парою ковзних контактів (16), причому перша контактна щітка (14) із встановленою на ній парою ковзних контактів (16) виконана з можливістю утворення електропровідного з'єднання між розміщеними по вертикалі непарними ступеневими контактами (4 1, 43, 45, ...) і першим відвідним контактом (10), а друга контактна щітка (15) виконана з можливістю утворення електропровідного з'єднання між розміщеними по вертикалі парними ступеневими контактами (50, 52, 54, ...) і другим відвідним контактом (11) за допомогою встановленої на ній пари ковзних контактів (16). 9. Лінійний селектор (1) за п. 8, який відрізняється тим, що контактна каретка (13) виконана з можливістю вертикального переміщення за допомогою натяжного засобу (12) і утворення електропровідного з'єднання між одним із непарних ступеневих контактів (4 1, 43, 45, ...) і першим відвідним контактом (10) і/або між одним із парних ступеневих контактів (5 0, 52, 54, ...) і другим відвідним контактом (11). 10. Лінійний селектор (1) за будь-яким із пп. 1-9, який відрізняється тим, що перший віяловий контакт (21) і другий віяловий контакт (22) реверсора (3) встановлені з аксіальним зміщенням на валу (20), причому перший віяловий контакт (21) і другий віяловий контакт (22) містять по парі ковзних контактів (24) кожен, і причому перший віяловий контакт (21) взаємодіє з трьома контактами реверсора (В, A, D), які розміщені в горизонтальній площині вздовж першої дуги (KB,A,D) кругового сегмента, а другий віяловий контакт (22) взаємодіє з трьома контактами реверсора (D, С, В), які розміщені в горизонтальній площині вздовж другої дуги (K D,C,B) кругового сегмента. 6 UA 115349 C2 7 UA 115349 C2 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8