Силовий ступеневий перемикач
Номер патенту: 110959
Опубліковано: 10.03.2016
Автори: Вреде Сільке, Хьопфль Клаус, Альбрехт Вольфганг
Формула / Реферат
1. Силовий ступеневий перемикач для безрозривного перемикання відводів обмотки (n, n+1) ступеневого трансформатора, що містить окремий селектор (20) для електроенергонезалежного попереднього вибору відводу обмотки (n, n+1), на який має бути здійснене перемикання, окремий силовий перемикач (18) для перемикання навантаження з попереднього на попередньо вибраний новий відвід обмотки (n, n+1), енергоакумулятор (8), який містить принаймні одну пружину (9) енергоакумулятора, встановлену з можливістю при кожному перемиканні створення напруження обертовим привідним валом (1) і стрибкоподібного приведення в дію силового перемикача (18) шляхом її спускання, зубчате колесо (3), з яким активно зв'язаний привідний вал (1), і яке виконане із можливістю напружування енергоакумулятора (8), причому між зубчатим колесом (3) та енергоакумулятором (8) передбачений перший виконаний з можливістю розв'язки у часі енергоакумулятора (8) від обертового руху привідного вала (1) механізм (16) вільного ходу, встановлений з можливістю напружування енергоакумулятора (8) із затримкою в часі відносно початку обертання привідного вала (1), який відрізняється тим, що містить другий виконаний з можливістю розв'язки у часі силового перемикача (18) від обертового руху привідного вала (1) механізм (17) вільного ходу, причому принаймні одна пружина (9) енергоакумулятора (8) встановлена з можливістю приведення в дію другого механізму (17) вільного ходу при її спусканні, причому другий механізм (17) вільного ходу виконаний з можливістю входження в зачеплення з кроковим редуктором (13, 14) і приведення в дію силового перемикача (18) із затримкою в часі після закінчення приведення в дію селектора (20), причому обидва механізми (16, 17) виконані і встановлені з можливістю безперервного приведення в дію привідного вала (1) під час процесу перемикання, переведення селектора (20) привідним валом (1) на цільовий відвід (n, n+1) обмотки з наступним приведенням у дію привідним валом (1) силового перемикача (18) і подальшим переведенням привідного вала (1) на певний кут після закінчення процесу перемикання силовим перемикачем (18).
2. Силовий ступеневий перемикач за пунктом 1, який відрізняється тим, що на зубчатому колесі (3) розміщений упор (4), виконаний з можливістю взаємодії з додатковим упором (5а) на проміжному валу (6), встановленому з можливістю обертання незалежно від привідного вала (1), причому упор (4) та додатковий упор (5а) утворюють перший механізм (16) вільного ходу, а також тим, що пружина (9) енергоакумулятора встановлена з можливістю приведення в дію проміжного вала (6) при її спусканні, а також тим, що на проміжному валу (6) крім цього, розміщений додатковий упор (10), виконаний з можливістю взаємодії з контрупором (11) на встановленому з можливістю незалежного обертання веденому колесі (12), причому додатковий упор (10) і контрупор (11) утворюють другий механізм (17) вільного ходу, а також тим, що ведене колесо (12) встановлене з можливістю приведення в дію силового перемикача (18) за допомогою крокового редуктора.
3. Силовий ступеневий перемикач за пунктом 2, який відрізняється тим, що ведене колесо (12) містить ролик (13), виконаний з можливістю входження в зачеплення з диском (14) мальтійського механізму, причому ролик (13) і диск (14) мальтійського механізму утворюють кроковий редуктор.
4. Силовий ступеневий перемикач за будь-яким із пунктів 1-3, який відрізняється тим, що один кінець принаймні однієї пружини (9) енергоакумулятора зафіксований, а її інший, вільний кінець механічно з'єднаний з упором (5а) на проміжному валу (6), а також тим, що принаймні одна пружина (9) енергоакумулятора встановлена з можливістю її напружування при обертанні проміжного вала.
Текст
Реферат: Винахід стосується силового ступеневого перемикача для безрозривного перемикання відводів обмотки ступеневого трансформатора, що містить окремий селектор для електроенергонезалежного попереднього відводу обмотки, на який має бути здійснене перемикання, а також силовий перемикач для перемикання з попереднього на новий, попередньо вибраний відвід обмотки. Крім цього, передбачений енергоакумулятор, що містить принаймні одну пружину енергоакумулятора, яка при кожному перемиканні навантаження спочатку напружується привідним валом, що обертається, а після її спускання стрибкоподібно приводить у дію силовий перемикач. Згідно з винаходом передбачене зубчате колесо, виконане з можливістю напружування енергоакумулятора. Між зубчатим колесом та енергоакумулятором передбачений перший механізм вільного ходу, причому енергоакумулятор виконаний з можливістю напружування із затримкою в часі, а між енергоакумулятором і кроковим редуктором, який приводить у дію силовий перемикач, передбачений додатковий механізм вільного ходу. UA 110959 C2 (12) UA 110959 C2 UA 110959 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується силового ступеневого перемикача з окремим селектором і силовим перемикачем для безрозривного перемикання різних відводів обмотки ступеневого трансформатора під навантаженням. Ступеневі перемикачі описаного вище типу містять окремий селектор для електроенергонезалежного попереднього вибору відводу обмотки, на яку має бути здійснене перемикання, а також силового перемикача для перемикання з попереднього відводу обмотки на наступний. Оскільки це перемикання є стрибкоподібним, подібні силові ступеневі перемикачі не містять енергоакумулятора. Такий енергоакумулятор для силового перемикача вже відомий із публікацій DE-PS 19 56 369, а також DE-PS 28 06 282. На початку кожного приведення в дію силового ступеневого перемикача він напружується привідним валом перемикача. Відомий енергоакумулятор в основному містить звідну каретку і спускову каретку, між якими розміщені пружини енергоакумулятора. У цих відомих енергоакумуляторах передбачені напрямні штанги, на які з можливістю переміщення обпираються звідна і спускова каретки незалежно одна від іншої. Одночасно напрямні штанги утворюють напрямну для пружин енергоакумулятора. Звідна каретка за допомогою сполученого з привідним валом ексцентрика лінійно переміщується в напрямку спускової каретки; внаслідок цього напружуються розміщені між каретками пружини енергоакумулятора. Коли звідна каретка досягає свого нового кінцевого положення, відбувається розблокування досі зафіксованої спускової каретки. Після стрибкоподібного деблокування, оскільки воно відбувається під дією сили натягу пружин енергоакумулятора, ця спускова каретка також переміщується лінійно услід за попереднім лінійним переміщенням звідної каретки. Це стрибкоподібне переміщення спускової каретки перетворюється на обертальний рух веденого вала, який, у свою чергу, приводить у дію силовий перемикач. Отже, у цьому енергоакумуляторі реалізоване поперемінне перемикання в двох напрямках між двома положеннями. Із публікації WO89/08924 відомий інший енергоакумулятор, називаний у даному випадку швидкодіючим пружинним приводом, пружинний енергоакумулятор якого виконаний із можливістю напруження за допомогою привода. При цьому ведений елемент сполучений зі спеціальним сполучним елементом, який виконаний із можливістю спрацьовування лише в одному напрямку незалежно від напрямку обертання вала приводу. У публікації WO2006/004527 А1 описаний інший подібний пристрій, в якому за допомогою особливого механічного редуктора тривало замкнуті головні контакти силового ступеневого перемикача приводять у дію завжди в одному і тому самому напрямку незалежно від напрямку обертання привідного вала. Аналогічний пристрій відомий із публікації WO2007/067144 A1 В цій публікації описаний пристрій для передачі обертального руху в силовому перемикачі, причому обертальний рух привідного вала, виконаного з можливістю обертання в обох напрямках, перетворюють на обертальний рух веденого вала, який постійно обертається в одному і тому самому напрямку. У публікації DE 2 339 937 А1 розкритий силовий ступеневий перемикач типу силового селектора з механізмами вільного ходу і двома дисковими мальтійськими механізмами. Пружина енергоакумулятора приводить в дію лише один диск мальтійського механізму. Інший диск мальтійського механізму діє лише при спусканні силового перемикача. У публікаціях US 3,572,143 А і GB 798 740 А описані інші типи силових ступеневих перемикачів. Таким чином, відомі з рівня техніки енергоакумулятори для силового ступеневого перемикача описаного вище виду дозволяють здійснювати або поперемінне перемикання в двох протилежних напрямках, або послідовне перемикання завжди в одному і тому самому напрямку. Задачею винаходу є розроблення ступеневого перемикача описаного вище виду, оснащеного енергоакумулятором, який забезпечує можливість багаторазового перемикання в одному напрямку або альтернативно також перемикання в двох протилежних напрямках залежно від напрямку обертання веденого вала. Конструкція відповідного винаходові енергоакумулятора має бути простою, не потребувати дорогих механічних засобів для перемикання напрямку руху і забезпечувати можливість його приведення в дію безпосередньо навіть при здійсненні кількох послідовно виконуваних перемикань - при будь-якому напрямку обертання привідного вала. Щоправда, з публікації WO2007/095978 А1 вже відомий енергоакумулятор, який виконаний із можливістю напруження безпосередньо за допомогою привідного вала, що обертається в будь-якому напрямку, і після спрацьовування слідує за цим обертальним рухом. Проте, цей відомий енергоакумулятор є придатним лише для силового ступеневого перемикача типу навантажувального селектора, в якому засоби для попереднього вибору відводу обмотки і перемикання навантаження об'єднані конструктивно. Він не є придатним для силового ступеневого перемикача описаного вище виду з окремим селектором і 1 UA 110959 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 силовим перемикачем. Причиною цього є зокрема те, що у відомому енергоакумуляторі кут спрацьовування є сталим і відповідає відстані між сусідніми - в кожному випадку сусідніми контактами навантажувального селектора в масляному резервуарі. Задачу винаходу вирішено у силовому ступеневому перемикачі з енергоакумулятором згідно з пунктом 1 формули винаходу. Залежні пункти формули винаходу стосуються особливо переважних вдосконалених форм виконання винаходу. Особливо переважним аспектом винаходу є те, що привідний вал може бути приведений у дію в будь-якому напрямку обертання залежно від того, чи має бути здійснене перемикання на вищий чи нижчий ступінь, причому водночас енергоакумулятор також виконаний з можливістю напруження і наступного спускання в будь-якому напрямку. Іншими словами: енергоакумулятор згідно з винаходом рівною мірою є придатним як для привідного вала, який кожного разу обертається в одному і тому самому напрямку, так і для привідного вала, який обертається поперемінно у протилежних напрямках, без потреби у застосуванні складних механічних засобів (як у рівні техніки) для перемикання напрямку обертання чи уніфікації. Далі винахід пояснюється докладніше на прикладах за допомогою креслень. На кресленнях наведено: Фіг. 1 Схематичне зображення відповідного винаходові силового ступеневого перемикача, точніше кажучи - його приводу без контактів силового перемикача і селектора в положенні спокою Фіг. 2 Цей силовий ступеневий перемикач після приведення в дію Фіг. З Цей силовий ступеневий перемикач в процесі роботи, тобто напруження енергоакумулятора Фіг. 4 Цей силовий ступеневий перемикач при повністю напруженому енергоакумуляторі в момент його спрацьовування Фіг. 5 Цей силовий ступеневий перемикач після спрацьовування енергоакумулятора і таким чином приведення в дію не зображених на кресленні контактів силового перемикача Фіг. 6 Повна схема відповідного винаходові силового ступеневого перемикача Фіг. 7 Послідовність перемикання відповідного винаходові силового ступеневого перемикача, а також відповідна діаграма переміщення/час при повному перемиканні навантаження з n на n+1 Фіг. 8 Послідовність перемикання відповідного винаходові силового ступеневого перемикача при наступному перемиканні навантаження з n+1 назад на n у напрямку, позначеному стрілкою. На фіг. 1 схематично зображений привід відповідного винаходові силового ступеневого перемикача. Він містить привідний вал 1, який приводять у дію не зображеним на кресленні приводом. На привідному валу 1 розміщене зубчате колесо 2, яке взаємодіє з додатковим зубчатим колесом 3, опора якого не зображена на кресленні. На зубчатому колесі 3 розміщений упор 4. Цей упор 4 взаємодіє з додатковим упором 5а, який розміщений на проміжному валу 6, встановленому по центру всередині зубчатого колеса 3 і виконаному з можливістю обертання незалежно від нього. На упорі 5а розміщений палець 5, який, в свою чергу, сполучений з привідною штангою 7 енергоакумулятора 8; він виконаний з можливістю напруження пружини 9 енергоакумулятора. В нижній частині проміжного вала 6 передбачений додатковий упор 10, який взаємодіє з контрупором 11 на веденому колесі 12. Ведене колесо 12, в свою чергу, виконане з можливістю обертання незалежно від вже описаних конструктивних елементів. Воно містить ролик 13, який взаємодіє з диском мальтійського механізму 14, тобто може входити в зачеплення із ним. Диск мальтійського механізму 14, в свою чергу, сполучений з лише схематично позначеним на кресленні приводом 15 силового перемикача, який, зі своєї сторони, приводить у дію не зображений на кресленні силовий перемикач 18 (див. фіг. 6-8). Зображений мальтійський механізм є лише однією з можливих форм виконання крокового редуктора в рамках винаходу. Таким чином, відповідний винаходові силовий ступеневий перемикач містить два окремих механізми вільного ходу: перший механізм вільного ходу, що складається з упору 4 і взаємодіючого з ним контрупору 5а, а також другий механізм вільного ходу, що складається з упору 10 і контрупору 11. На фіг. 1 зображений цей силовий ступеневий перемикач на початку приведення в дію. Привідний вал 1 починає обертатися, а разом із ним також зубчаті колеса 2 і 3. Оскільки упор 4 на зубчатому колесі 3 поки що обертається вільно, інші конструктивні елементи ще перебувають у положенні спокою. На фіг. 2 зображений цей силовий ступеневий перемикач в процесі обертання привідного вала 1. Тепер упор 4 наштовхується на упор 5а проміжного вала 6, обертає його і водночас напружує енергоакумулятор 8, точніше кажучи, пружину 9 цього енергоакумулятора. 2 UA 110959 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 На фіг. 3 зображений відповідний винаходові силовий ступеневий перемикач в триваючому процесі напружування енергоакумулятора 8. Упор 10 тепер наштовхується на контрупор 11, ведене колесо 12 починає обертатися. На фіг. 4 зображене положення при повному напруженні енергоакумулятора 8. Палець 5 і разом із ним привідна штанга 7 енергоакумулятора 8 досягли мертвої точки на зубчатому колесі 3; продовження обертання спричиняє стрибкоподібне спускання пружини 9 енергоакумулятора. У цьому положенні упор 10 на нижній частині проміжного вала 6 незмінно наштовхується на контрупор 11 веденого колеса 12, яке до цього моменту перебувало в стані спокою, і, продовжуючи обертання, захоплює його з собою. Ролик 13 при цьому ще переміщується вільно. На фіг. 5 зображено, як потім відхилений в сторону енергоакумулятор 8 швидко обертає ведене колесо 12. Внаслідок обертання веденого колеса 12 ролик 13 входить із зачепленням у диск 14 мальтійського механізму і обертає його. При цьому обертається також привід 15 силового перемикача, який, в свою чергу, стрибкоподібно приводить у дію силовий перемикач 18, тобто його контакти. Проте, одночасно привідний вал 1 все ще продовжує обертатися на певний кут. Якщо з будь-яких причини, наприклад внаслідок руйнування пружини 9 енергоакумулятора, енергоакумулятор 8 не може спрацьовувати і тому диск 14 мальтійського механізму не може бути приведений у дію енергоакумулятором, що спрацював, як, власне, передбачено, попри це силовий перемикач 18 примусово досягає нового кінцевого положення. Це відбувається завдяки тому, що привідний вал 1, який ще продовжує обертатися, зі своєї сторони, за допомогою зубчатих коліс 2 і 3, проміжного вала 6 і веденого колеса 12 напрямляє ролик 13 у диск мальтійського механізму 14. Проте, на відміну від швидкого приведення в дію внаслідок спрацьовування енергоакумулятора 8, як у звичайному випадку, цей процес відбувається повільно та безперервно. В усіх випадках згідно з винаходом забезпечується примусове досягнення нового положення силовим перемикачем 18, також і в описаному випадку несправності, і він не може застигати в невизначеному проміжному положенні. На фіг. 6 наведене схематичне зображення всієї конструкції відповідного винаходові силового ступеневого перемикача. Зображено, що між шестірнею 3 і енергоакумулятором 8 передбачений перший механізм вільного ходу 16. Цей механізм вільного ходу 16 утворений зображеним на фіг. 1-5 упором 4 і взаємодіючим із ним упором 5а. Окрім цього, зображено, що енергоакумулятор 8 діє на додатковий механізм вільного ходу 17, який складається із зображеного на фіг. 1-5 упору 10 і взаємодіючого з ним контрупору 11. За допомогою цього механізму вільного ходу 17 забезпечується уповільнене входження із зачепленням у диск 14 мальтійського механізму, а саме введення в нього зображеного на фіг. 15 ролика 13. Таким чином, привід 15 силового перемикача для приведення в дію силового перемикача 18 обертається в одному напрямку з привідним валом 1. Зображений також оточуючий силовий перемикач корпус 19 силового перемикача 18 і розміщений під ним селектор 20, який безперервно приводиться в дію привідним валом 1 для попереднього, без навантаження, вибору нового відводу обмотки, на який має бути здійснене наступне перемикання. На фіг. 7 відображений процес перемикання відповідного винаходові силового ступеневого перемикача. У верхній частині зображена послідовність перемикання з відводу обмотки n на сусідній новий відвід обмотки n+1. Показано, що на початку процесу перемикання привідний вал 1 обертається безперервно і після обертання на певний кут починає переміщувати селектор 20 із попереднього на новий відвід обмотки. Після закінчення цього процесу і досягнення селектором 20 його нового положення відбувається стрибкоподібне приведення в дію силового перемикача 18 - це відбувається внаслідок спрацьовування енергоакумулятора. Насамкінець, як вже було описано вище, привідний вал 1 ще продовжує обертання і обертається на певний кут, перед тим як процес перемикання буде завершений остаточно. При наступному перемиканні в тому самому напрямку описаний процес повторюється. У нижній частині фіг. 7 зображена відповідна характеристика кута повороту залежно від часу. Видно, що привідний вал, який обертається безперервно, спочатку приводить у дію селектор 20. Лише після того як селектор досягне відповідного положення, спрацьовує силовий перемикач 18. На фіг. 8 відображений процес перемикання в протилежному напрямку обертання привідний вал, тобто з відводу n+1 назад на відвід n. Відповідні напрямки обертання привідного вала 1 на фіг. 7 і 8 в кожному випадку зображені стрілкою. В цілому винахід дозволяє простим чином приводити в дію окремий силовий перемикач як кілька разів поспіль при одному і тому самому напрямку обертання привідного вала, так і альтернативно при зміні напрямку обертання привідного вала. 60 3 UA 110959 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 1. Силовий ступеневий перемикач для безрозривного перемикання відводів обмотки (n, n+1) ступеневого трансформатора, що містить окремий селектор (20) для електроенергонезалежного попереднього вибору відводу обмотки (n, n+1), на який має бути здійснене перемикання, окремий силовий перемикач (18) для перемикання навантаження з попереднього на попередньо вибраний новий відвід обмотки (n, n+1), енергоакумулятор (8), який містить принаймні одну пружину (9) енергоакумулятора, встановлену з можливістю при кожному перемиканні створення напруження обертовим привідним валом (1) і стрибкоподібного приведення в дію силового перемикача (18) шляхом її спускання, зубчате колесо (3), з яким активно зв'язаний привідний вал (1), і яке виконане із можливістю напружування енергоакумулятора (8), причому між зубчатим колесом (3) та енергоакумулятором (8) передбачений перший виконаний з можливістю розв'язки у часі енергоакумулятора (8) від обертового руху привідного вала (1) механізм (16) вільного ходу, встановлений з можливістю напружування енергоакумулятора (8) із затримкою в часі відносно початку обертання привідного вала (1), який відрізняється тим, що містить другий виконаний з можливістю розв'язки у часі силового перемикача (18) від обертового руху привідного вала (1) механізм (17) вільного ходу, причому принаймні одна пружина (9) енергоакумулятора (8) встановлена з можливістю приведення в дію другого механізму (17) вільного ходу при її спусканні, причому другий механізм (17) вільного ходу виконаний з можливістю входження в зачеплення з кроковим редуктором (13, 14) і приведення в дію силового перемикача (18) із затримкою в часі після закінчення приведення в дію селектора (20), причому обидва механізми (16, 17) виконані і встановлені з можливістю безперервного приведення в дію привідного вала (1) під час процесу перемикання, переведення селектора (20) привідним валом (1) на цільовий відвід (n, n+1) обмотки з наступним приведенням у дію привідним валом (1) силового перемикача (18) і подальшим переведенням привідного вала (1) на певний кут після закінчення процесу перемикання силовим перемикачем (18). 2. Силовий ступеневий перемикач за пунктом 1, який відрізняється тим, що на зубчатому колесі (3) розміщений упор (4), виконаний з можливістю взаємодії з додатковим упором (5а) на проміжному валу (6), встановленому з можливістю обертання незалежно від привідного вала (1), причому упор (4) та додатковий упор (5а) утворюють перший механізм (16) вільного ходу, а також тим, що пружина (9) енергоакумулятора встановлена з можливістю приведення в дію проміжного вала (6) при її спусканні, а також тим, що на проміжному валу (6) крім цього, розміщений додатковий упор (10), виконаний з можливістю взаємодії з контрупором (11) на встановленому з можливістю незалежного обертання веденому колесі (12), причому додатковий упор (10) і контрупор (11) утворюють другий механізм (17) вільного ходу, а також тим, що ведене колесо (12) встановлене з можливістю приведення в дію силового перемикача (18) за допомогою крокового редуктора. 3. Силовий ступеневий перемикач за пунктом 2, який відрізняється тим, що ведене колесо (12) містить ролик (13), виконаний з можливістю входження в зачеплення з диском (14) мальтійського механізму, причому ролик (13) і диск (14) мальтійського механізму утворюють кроковий редуктор. 4. Силовий ступеневий перемикач за будь-яким із пунктів 1-3, який відрізняється тим, що один кінець принаймні однієї пружини (9) енергоакумулятора зафіксований, а її інший, вільний кінець механічно з'єднаний з упором (5а) на проміжному валу (6), а також тим, що принаймні одна пружина (9) енергоакумулятора встановлена з можливістю її напружування при обертанні проміжного вала. 4 UA 110959 C2 5 UA 110959 C2 6 UA 110959 C2 7 UA 110959 C2 8 UA 110959 C2 9 UA 110959 C2 10 UA 110959 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюOn-load tap changer
Автори англійськоюAlbrecht, Wolfgang, Hoepfl, Klaus, Wrede, Silke
Автори російськоюАльбрехт Вольфганг, Хёпфль Клаус, Вреде Сильке
МПК / Мітки
Мітки: силовий, перемикач, ступеневий
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/13-110959-silovijj-stupenevijj-peremikach.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Силовий ступеневий перемикач</a>
Попередній патент: Волоконно-оптичний з’єднувальний пристрій
Наступний патент: Спосіб регулювання теплоти згорання відхідних газів з установок для одержання чавуну або синтез-газу
Випадковий патент: Виріб для носіння на тілі