АККУМУЛЯТОР ЭНЕРГИИ Российский патент 2010 года по МПК H01H3/30 H01H25/06 H01F29/04 

Изобретение относится к аккумулятору энергии для переключателей ступеней обмоток трансформатора под нагрузкой.

Переключатели ступеней обмоток трансформатора под нагрузкой служат для непрерывного переключения между разными ответвлениями обмоток трансформатора со ступенчатым регулированием напряжения под нагрузкой. Так как это переключение осуществляется обычно скачкообразно, то переключатели ступеней обмоток трансформатора имеют, как правило, аккумулятор энергии.

Такой аккумулятор энергии уже известен из публикации DE-PS 19 56 369, а также DE-PS 28 06 282. Он заводится, то есть обретает натяжение от его приводного вала перед каждым приведением в действие переключателя ступеней обмоток трансформатора под нагрузкой. Известный аккумулятор энергии состоит по существу из заводных салазок и скачковых салазок, между которыми закреплены энергоаккумулирующие пружины как аккумулятор энергии.

В известном аккумуляторе энергии предусмотрены две направляющие штанги, на которых расположены с возможностью продольного перемещения независимо друг от друга как заводные салазки, так и скачковые салазки. Одновременно направляющие штанги дают направление энергоаккумулирующим пружинам, так что каждая энергоаккумулирующая пружина охватывает одну направляющую штангу.

Заводные салазки перемещаются линейно относительно скачковых салазок при помощи соединенного с приводным валом эксцентрика, вследствие чего находящиеся между ними энергоаккумулирующие пружины натягиваются. Как только заводные салазки достигают своего нового конечного положения, освобождается блокировка скачковых салазок. Так как они находятся под действием силы натяжения энергоаккумулирующих пружин, то повторяют также линейно, но уже скачкообразно, предыдущее линейное движение заводных салазок. Это скачкообразное движение скачковых салазок преобразуется во вращательное движение выходного вала. В свою очередь этот вал служит для приведения в действие переключателя ступеней обмоток трансформатора под нагрузкой, то есть для переключения на новое ответвление обмотки под нагрузкой.

В известном аккумуляторе энергии заводные салазки, как и скачковые салазки, имеют открытый опорный узел на четырех точках, если смотреть в направлении движения, на верхнем и нижнем концах они установлены соответственно на двух параллельных направляющих штангах и направляются ими.

Известный аккумулятор энергии предъявляет высокие требования к параллельности направляющих штанг и точности движущихся элементов в целом, так как должны безусловно предотвращаться заклинивание или даже затрудненность в движении заводных или скачковых салазок. Затрудненность в движении заводных салазок повлекла бы за собой недопустимо большое усилие при приведении в действие переключателя; затрудненность в движении скачковых салазок могла бы привести к тому, что они не достигли бы своего конечного положения и, значит, переключение переключателя ступеней обмоток трансформатора под нагрузкой не могло бы завершиться должным образом, так как аккумулятор энергии не фиксировался бы в своем новом конечном положении.

Задача изобретения заключается в создании аккумулятора энергии вышеназванного типа, отличающегося простой конструкцией и особенно высокой эксплуатационной надежностью.

Эта задача решается за счет аккумулятора энергии с признаками первого пункта формулы изобретения. Зависимые пункты касаются особенно преимущественных вариантов усовершенствования изобретения.

Конструкция согласно изобретению из трех параллельных направляющих штанг, а также предусмотренный изобретением охватываемый опорный узел на трех точках как заводных салазок, так и скачковых салазок обеспечивает оптимальное направление этих конструктивных элементов без дополнительного механического базирования. Это создает особенно высокую функциональную безопасность по сравнению с уровнем техники даже в случае возникновения поперечных усилий, например, в соединении с поджимающими приспособлениями.

Ниже изобретение поясняется более детально на примере реализации со ссылкой на чертежи. Показаны:

фиг.1 - аккумулятор энергии согласно изобретению в изображении сбоку,

фиг.2 - этот же аккумулятор энергии в перспективном изображении,

фиг.3 - этот же аккумулятор энергии в другом перспективном изображении с другой стороны, то есть повернутый горизонтально на 180°, и

фиг.4 - схематичное изображение принципа трех параллельных направляющих штанг и охватываемого трехточечного опорного узла заводных салазок и скачковых салазок.

На фиг.1-3 показан аккумулятор энергии согласно изобретению в различных изображениях, причем не на каждом из изображений видны все описанные в дальнейшем более подробно отдельные детали и, следовательно, обозначены также не все позиции. Кроме того, на фиг.2 в интересах лучшего изображения не показаны энергоаккумулирующие пружины и держатель аккумулятора энергии.

Как известно из вышеуказанного уровня техники, в описанном здесь аккумуляторе энергии также предусмотрен находящийся в соединении с приводным валом 1 эксцентриковый диск 2, приводящий в действие заводные салазки 3 за счет того, что он воздействует на расположенные вверху и внизу в направлении движения заводных салазок 3 поводковые колодки 4 и 5. Аккумулятор энергии согласно изобретению включает три проходящие вдоль направления движения заводных салазок 3 параллельные между собой направляющие штанги 6, 7 и 8, при этом две из них, в показанном примере это направляющие штанги 6 и 7, окружены энергоаккумулирующими пружинами 12, 13. В отличие от них третья направляющая штанга, обозначенная также как несущая штанга, не охвачена энергоаккумулирующей пружиной. Заводные салазки 3 имеют на одном из концов два линейных подшипника 9 и 10. Линейный подшипник 9 охватывает направляющую штангу 6, а линейный подшипник 10 охватывает направляющую штангу 8. На своем другом конце заводные салазки 3 имеют лишь один единственный линейный подшипник 11, который охватывает направляющую штангу 7. Эти три линейных подшипника в описанной конструкции обеспечивают стабильную опору заводных салазок 3 и определенно направляют их движение.

Уже было сказано, что энергоаккумулирующие пружины 12 и 13 проходят вокруг двух направляющих штанг 6 и соответственно 7. Одним из своих концов они зафиксированы в направлении движения вверху и соответственно внизу в соответствующей подвижной перемычке 14 или 15 и опираются там. Функционирование пружинных перемычек 14, 15 поясняется в дальнейшем более детально.

Ниже заводных салазок 3 в том же продольном направлении, что и они, перемещаются скачковые салазки 16. Эти скачковые салазки 16 имеют на стороне, на которой заводные салазки 3 имеют два линейных подшипника 9, 10, лишь один единственный продольный подшипник 18, который охватывает направляющую штангу 7. На другой стороне, на которой заводные салазки 3 имеют лишь один единственный линейный подшипник 11, у скачковых салазок, наоборот, предусмотрено два таких отдельных линейных подшипника 19, 20. При этом линейный подшипник 19 охватывает направляющую штангу 6, а линейный подшипник 20 охватывает направляющую штангу 8. Таким образом, скачковые салазки 16 также установлены стабильно и также определенно направляются в своем движении. На фиг.4 схематично представлен этот охватываемый опорный узел на трех точках заводных салазок 3 и скачковых салазок 18. Можно видеть, что речь идет практически о зеркальной конструкции отдельных опорных участков обоих подвижных конструктивных элементов.

Три описанные направляющие штанги 6, 7, 8 закреплены с обоих своих концов на держателе 17 аккумулятора энергии, на котором закреплены также другие неподвижные конструктивные элементы аккумулятора энергии согласно изобретению.

Этапы движения для завода аккумулятора энергии согласно изобретению выглядят следующим образом. Приводной вал 1 начинает вращаться, а вместе с ним и эксцентриковый диск 2, который скользит на соответствующей поводковой колодке 2 и таким образом перемещает заводные салазки 3 в продольном направлении. В результате энергоаккумулирующие пружины 12, 13 натягиваются. При достижении заводными салазками 3 приблизительно своего конечного положения эти энергоаккумулирующие пружины 12, 13 достигают максимального предварительного натяжения. Вплоть до этой временной точки скачковые салазки 16 еще заблокированы расположенными в направлении движения сбоку вверху и внизу рычагами 21, 22 с защелкой, так что они не могут, в свою очередь, последовать в направлении движения заводных салазок 3. Однако в новом конечном положении заводных салазок 3 не показанный на чертеже соответствующий исполнительный элемент в зависимости от направления движения отжимает внутрь верхний или нижний ролик 23, 24 на верхнем или нижнем рычаге 21, 22 с собачкой. В результате соответствующий рычаг 21 или 22 с собачкой преодолевает усилие пружины 25 защелки, освобождает блокировку и скачковые салазки 9 повторяют теперь скачкообразно, под действием силы натянутых энергоаккумулирующих пружин 12 и 13, движение заводных салазок 3. Как только они достигают своего нового конечного положения, вновь происходит блокировка, то есть рычаг 21, 22 с собачкой вновь блокирует скачковые салазки 16 в новом положении. При очередном приведении в действие аккумулятора энергии описанный путь движения заводных салазок 3 и скачковых салазок 16 совершается в другом направлении. Направление движения отдельных конструктивных элементов обозначено на чертеже стрелками; аккумулятор энергии имеет левое и правое конечные положения, которые поочередно меняются при каждом переключении.

Соответствующим исполнительным элементом для роликов 23 или 24 может быть, например, вертикальная, расположенная сбоку на заводных салазках 3, проходящая вниз управляющая пластина, изображение которой из соображений лучшей обзорности на чертеже опущено, так как она закрыла бы многие другие важные конструктивные элементы. Такая управляющая пластина может быть закреплена на показанном на фиг.1 болтовом соединении 33.

Выше уже были кратко описаны пружинные перемычки 14 и 15, расположенные с возможностью перемещения на направляющих штангах 6 и 7 и образующие соответственно верхнюю или нижнюю контропоры для энергоаккумулирующих пружин 12 и 13. Пружинные перемычки 14, 15, с одной стороны, а также заводные салазки 3 и скачковые салазки 16, с другой стороны, выполнены таким образом, что пружинные перемычки 14, 15 примыкают как к верхней, так и к нижней в направлении движения ограничительной поверхности и заводных салазок 3 и скачковых салазок 16 и ведомые этими двумя конструктивными элементами могут перемещаться в обоих направлениях движения. Благодаря такой конструкции технически реализовано уже описанное натяжение энергоаккумулирующих пружин 12, 13 при заводе заводных салазок 3, а также последующее скачкообразное снятие напряжения при разблокировке скачковых салазок 16 в обоих направлениях движения.

Скачкообразное линейное движение скачковых салазок 16 посредством известных технических средств, например находящейся в зацеплении с зубчатым колесом продольной зубчатой передачи, как это известно из публикации WO 02/31847, или также посредством кулисного камня и кривошипа, как это известно из публикации DE-PS 19 56 369, преобразуется во вращательное движение приводного элемента 26. Для этого в показанном здесь примере предусмотрены один или два ролика 31, закрепленные на скачковых салазках 16 и направляемые в пазу 32 приводного элемента 26. Этот приводной элемент 26 находится в соединении с не показанным здесь выходным валом, который в конечном счете скачкообразно приводит в движение переключатель ступеней обмоток трансформатора под нагрузкой, то есть осуществляет скачкообразное переключение между двумя ответвлениями обмотки под нагрузкой. Ролики 31 закреплены посредством кронштейна 34 на скачковых салазках 16.

Согласно особенно предпочтительному варианту усовершенствования изобретения вместе с аккумулятором энергии согласно изобретению установлено также дополнительно поджимающее приспособление. Такое поджимающее приспособление призвано обеспечить то, что даже и в затруднительных эксплуатационных условиях, например при низких температурах и вследствие этого при окружающем аккумулятор энергии очень вязком масле, будет наверняка достигнуто новое конечное положение, и в этом новом положении аккумулятор энергии вновь будет заблокирован. Оно состоит из расположенных в направлении движения вверху и внизу на скачковых салазках 16 поводков 27 или 28, взаимодействующих с осью 29 роликов на эксцентриковом диске 2. При этом ось 29 роликов расположена таким образом, что незадолго до окончания движения скачковых салазок 16, то есть незадолго до достижения ими нового конечного положения и в зависимости от местонахождения скачковых салазок 16, она прилегает либо к поводку 27, либо к поводку 28 и тем самым при помощи все еще вращающегося эксцентрикового диска 2 дополнительно поджимает скачковые салазки 16 в новое конечное положение, отсюда и само название - поджимающее приспособление.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к аккумулятору энергии для переключателя ступеней обмоток трансформатора под нагрузкой для быстродействующего и непрерывного переключения между разными ответвлениями обмотки. Технический результат состоит в упрощении конструкции и повышении надежности. Предусмотрены заводные салазки и скачкообразно повторяющие их движение после разблокировки скачковые салазки. Они направляются тремя параллельными направляющими штангами. Как заводные салазки, так и скачковые салазки имеют по три линейных подшипника. Каждый из этих линейных подшипников охватывает соответственно одну из трех направляющих штанг. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Аккумулятор энергии для переключателя ступеней обмоток трансформатора под нагрузкой, причем предусмотрены установленные с возможностью продольного перемещения и соединенные с приводным валом заводные салазки и установленные с возможностью продольного перемещения и также соединенные с приводным валом скачковые салазки, причем заводные салазки и скачковые салазки направляются проходящими в направлении движения параллельными направляющими штангами,
причем между заводными салазками и скачковыми салазками предусмотрены энергоаккумулирующие пружины,
причем при каждом переключении переключателя ступеней обмоток трансформатора под нагрузкой заводные салазки линейно перемещаются вращающимся приводным валом попеременно в одном из двух противоположных направлений, так что энергоаккумулирующие пружины приводятся в натяжение,
и причем незадолго до достижения заводными салазками нового конечного положения заблокированные до тех пор скачковые салазки освобождаются, так что скачкообразно повторяют движение заводных салазок,
отличающийся тем, что предусмотрены всего три параллельные направляющие штанги (6, 7, 8), из которых две соседние направляющие штанги (6, 7) окружены каждая одной энергоаккумулирующей пружиной (12, 13), заводные салазки (3) имеют три линейных подшипника (9, 10, 11) и каждый из этих линейных подшипников (9, 10, 11) охватывает соответственно одну из направляющих штанг (6, или 7, или 8), и скачковые салазки (16) имеют три других линейных подшипника (18, 19, 20) и каждый из этих других линейных подшипников (18, 19, 20) соответственно охватывает, в свою очередь, одну из направляющих штанг (6, или 7, или 8).

2. Аккумулятор энергии по п.1, отличающийся тем, что как на заводных салазках (3), так и на скачковых салазках (16) на одной стороне установлены по два линейных подшипника (9, 10 или 19, 20), приблизительно перпендикулярно направлению движения, и соответственно на другой стороне установлены соответственно по одному другому линейному подшипнику (11 или 18).

3. Аккумулятор энергии по п.1 или 2, отличающийся тем, что энергоаккумулирующие пружины (12, 13) опираются с обеих сторон соответственно на пружинную перемычку (14, 15), причем каждая пружинная перемычка (14, 15) независимо от другой перемещается на направляющей штанге (6, 7, 8), и пружинные перемычки (14, 15), с одной стороны, а также заводные салазки (3) и скачковые салазки (16), с другой стороны, выполнены таким образом, что пружинные перемычки (14, 15) примыкают к ограничительной поверхности как заводных салазок (3), так и скачковых салазок (16) и перемещаются этими двумя конструктивными элементами в обоих направлениях движения.

4. Аккумулятор энергии по п.1, отличающийся тем, что дополнительно на скачковых салазках (16) предусмотрены поводки (27, 28), которые взаимодействуют с осью (29) роликов на эксцентриковом диске (2), и ось (29) роликов расположена таким образом, что незадолго до окончания движения скачковых салазок (16) перед достижением ими нового конечного положения она прилегает к одному из поводков (27, 28), так что при помощи вращающегося эксцентрикового диска (2) скачковые салазки (16) дополнительно поджимаются в новое конечное положение.