專利名稱：真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用真空閥并用真空閥將3相變壓器線圈或3相電抗線圈的分接頭在負(fù)載狀態(tài)下進(jìn)行轉(zhuǎn)換的分接頭切轉(zhuǎn)換裝置，尤其涉及零件數(shù)少的低成本分接頭轉(zhuǎn)換裝置。
圖5是表示具有傳統(tǒng)真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置的星形連接3相變壓器結(jié)構(gòu)的接線圖。在U相、V相和W相的各主線圈S上分別連接著分接頭線圈T。按繞線順序從分接頭線圈T交替拉出奇數(shù)號(hào)分接頭1、3、5、7和偶數(shù)號(hào)分接頭2、4、6。在圖5中，未在V相及W相的主線圈、分接頭線圈和分接頭上標(biāo)注符號(hào)，因這些符號(hào)完全與U相的符號(hào)對(duì)應(yīng)。負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置是在負(fù)載狀態(tài)下改變1次側(cè)線圈的圈數(shù)并對(duì)2次側(cè)的輸出電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)。各相均設(shè)有臂Ⅰ和臂Ⅱ，該臂Ⅰ和臂Ⅱ上設(shè)有分別與奇數(shù)號(hào)分接頭1、3、5、7和偶數(shù)號(hào)分接頭2、4、6作導(dǎo)電接觸的可動(dòng)觸頭40，用未圖示的分接頭選擇器使臂Ⅰ和臂Ⅱ的可動(dòng)觸頭交替移動(dòng)以選擇所需的分接頭。各相的臂Ⅰ和臂Ⅱ分別與由3個(gè)真空閥和1個(gè)限流電阻R構(gòu)成的轉(zhuǎn)換開閉器10接線。這里，U相的真空閥用符號(hào)U1、U2、U3表示，V相的真空閥用符號(hào)V1、V2、V3表示，W相的真空閥用符號(hào)W1、W2、W3表示。而真空閥的接點(diǎn)用標(biāo)有剖面線的2個(gè)長(zhǎng)方形的框表示，并分別將上側(cè)的方框作為固定接點(diǎn)，下側(cè)的方框作為可動(dòng)接點(diǎn)。用2個(gè)方框相互接觸來表示真空閥閉合，用2個(gè)方框相互脫離來表示真空閥打開。在以下的其他附圖中，真空閥的符號(hào)以及對(duì)固定接點(diǎn)和可動(dòng)接點(diǎn)的表示都與圖5相同。各相真空閥的可動(dòng)接點(diǎn)相互連接并與中性點(diǎn)0接線。另外，真空閥U1、V1、W1的固定接點(diǎn)分別與各相的臂Ⅰ連接，真空閥U2、V2、W2的固定接點(diǎn)分別與各相的臂Ⅱ連接。而真空閥U3、V3、W3的固定接點(diǎn)則通過限流電阻R分別與各相的臂Ⅱ連接。
在圖5中，真空閥U1、V1、W1全部閉合，其他真空閥則全部打開。而各相的臂Ⅰ的可動(dòng)觸頭40分別與分接頭3作導(dǎo)電接觸，各相的臂Ⅱ的可動(dòng)觸頭40分別與分接頭2作導(dǎo)電接觸。從而在這種狀態(tài)下，各相的分接頭線圈T的分接頭3與中性點(diǎn)0接線。分接頭2則因與中性點(diǎn)0連接的真空閥全部打開而未被使用。通過分接頭轉(zhuǎn)換裝置的操作而在負(fù)載狀態(tài)下從分接頭3轉(zhuǎn)換到分接頭4時(shí)的動(dòng)作機(jī)構(gòu)將在后面說明，在各相的3個(gè)真空閥跟隨因蓄能彈簧的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪軸對(duì)流入線圈S的電流及在分接頭之間流動(dòng)的電流進(jìn)行開閉的同時(shí)，使臂Ⅰ、Ⅱ的可動(dòng)觸頭40在無電流狀態(tài)下與下一個(gè)分接頭作導(dǎo)電接觸。
圖6是表示圖5變壓器結(jié)構(gòu)的局部切除俯視圖，該圖是將容器41的頂板局部切除以露出其內(nèi)部。在容器41的內(nèi)部，星形連接的U相、V相和W相的各主線圈S以及各分接頭線圈T與絕緣媒體一起垂直排列，在容器41的左側(cè)裝有分接頭轉(zhuǎn)換裝置50。從各相的分接頭線圈T的分接頭分別拉出未圖示的分接頭引線并布線至分接頭轉(zhuǎn)換裝置50。在容器41的左外側(cè)設(shè)有電動(dòng)操作器8，來自電動(dòng)操作器8的傳動(dòng)軸8C與分接頭轉(zhuǎn)換裝置50連接。一旦向電動(dòng)操作器8發(fā)出分接頭轉(zhuǎn)換的指令，傳動(dòng)軸8C立刻轉(zhuǎn)動(dòng)并驅(qū)動(dòng)分接頭轉(zhuǎn)換裝置50，將各相的分接頭線圈T的分接頭一齊轉(zhuǎn)換。
圖7是沿圖6中X-X線的主要部分剖視圖，表示分接頭轉(zhuǎn)換裝置50的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。分接頭轉(zhuǎn)換裝置50由其上部用點(diǎn)劃線圍住的蓄能機(jī)構(gòu)9和轉(zhuǎn)換開閉器10以及下部用實(shí)線圍住并省略內(nèi)部機(jī)構(gòu)的分接頭選擇驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11和分接頭選擇器12組成。蓄能機(jī)構(gòu)9用于使轉(zhuǎn)換開閉器10的凸輪軸10A高速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)換開閉器10具有前述的3相真空閥和限流電阻R，分接頭選擇驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11用于使分接頭選擇器12作分接頭選擇動(dòng)作，分接頭選擇器12則具有前述臂Ⅰ和臂Ⅱ的可動(dòng)觸頭40(見圖5)，來自分接頭線圈T的未圖示的分接頭引線被拉入其中。蓄能機(jī)構(gòu)9和轉(zhuǎn)換開閉器10裝在絕緣筒13內(nèi)，并與容器線41內(nèi)安裝主線圈S等的空間隔開。這樣，只要打開絕緣筒13的頂蓋13A就能夠?qū)D(zhuǎn)換開閉器10進(jìn)行檢查維修，而不必將容器41內(nèi)的絕緣媒體去除。
另外，在圖7中，電動(dòng)操作器8與垂直的傳動(dòng)軸8A、錐齒輪8B、水平的傳動(dòng)軸8C、錐齒輪8D及垂直的絕緣傳動(dòng)軸8E連接。傳動(dòng)軸8E與上側(cè)的曲軸9A連成一體。該曲軸9A通過連接桿9B與輸入桿9C連接，再如下所述，通過蓄能彈簧9D與輸出桿9E連接。該輸出桿9E與轉(zhuǎn)換開閉器10的凸輪軸10A形成一體，同時(shí)與3塊凸輪板23也都形成一體。如下所述，該凸輪板23的圓周部使各相真空閥的可動(dòng)接點(diǎn)動(dòng)作。在凸輪軸10A的下部，設(shè)有盡量使凸輪軸10A的旋轉(zhuǎn)速度保持穩(wěn)定用的油壓緩沖器51。關(guān)于該油壓緩沖器51將在后面詳細(xì)說明。另外在圖7中只示出了圖5真空閥中的U2、V1和W3，而實(shí)際上如下所述，U相的真空閥U1、U2、U3、V相的真空閥V1、V2、V3以及W相的真空閥W1、W2、W3分別以上層、中層、下層排列在相同的水平面上。另一方面，蓄能機(jī)構(gòu)9內(nèi)下側(cè)的曲軸9A與分接頭選擇驅(qū)動(dòng)軸11A形成一體，該分接頭選擇驅(qū)動(dòng)軸11A向驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11延伸。
在圖7中，一旦向電動(dòng)操作器8發(fā)出分接頭轉(zhuǎn)換的指令，電動(dòng)操作器8內(nèi)的電動(dòng)機(jī)就開始運(yùn)轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)力通過未圖示的減速機(jī)并通過傳動(dòng)軸8A、錐齒輪8B、傳動(dòng)軸8C、錐齒輪8D、絕緣傳動(dòng)軸8E而傳遞到上側(cè)的曲軸9A。該上側(cè)的曲軸9A通過絕緣傳動(dòng)軸8E的旋轉(zhuǎn)將連接桿9B變成直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使輸入桿9C以其旋轉(zhuǎn)軸9F為中心順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣一來，如下所述，當(dāng)蓄能彈簧9D被拉伸、輸入桿9C的轉(zhuǎn)動(dòng)角度越過規(guī)定值時(shí)，阻止輸出桿9E轉(zhuǎn)動(dòng)的未圖示的止動(dòng)銷就脫開，輸出桿9E以旋轉(zhuǎn)軸9F為中心而以遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于輸出桿9C的速度順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。該輸出桿9E的旋轉(zhuǎn)力傳遞到凸輪軸10A，以高速對(duì)9個(gè)真空閥進(jìn)行開閉驅(qū)動(dòng)。另一方面，分接頭選擇驅(qū)動(dòng)軸11A使分接頭選擇驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11動(dòng)作，使分接頭選擇器12進(jìn)行分接頭的選擇。
圖8是表示設(shè)在圖7的轉(zhuǎn)換開閉器10上層的U相真空閥結(jié)構(gòu)的俯視圖。真空閥U1、U2、U3呈三角形排列，凸輪軸10A在其中心與紙面正交，同時(shí)在該凸輪軸10A上固定著凸輪板23。各真空閥U1、U2、U3的安裝結(jié)構(gòu)相同。譬如以真空閥U1的結(jié)構(gòu)為例，真空閥U1的下端19是固定接點(diǎn)，如圖5所示，與U相的臂Ⅰ連接。真空閥U1的上端18是可動(dòng)接點(diǎn)，該上端18通過未圖示的可撓性引線而如圖5那樣與中性點(diǎn)0連接。上端18還通過其上方的絕緣桿16固定在摩擦接觸配件17上。摩擦接觸配件17通過銷子15B與轉(zhuǎn)換桿15的右端連接。轉(zhuǎn)換桿15可以固定銷15C為支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)換桿15的左端可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝著滾子狀的凸輪從動(dòng)件21。凸輪板23的圓周部與該凸輪從動(dòng)件21相接。即，Λ狀的扭簧14以多圈卷繞在固定銷15C上的狀態(tài)設(shè)置在固定于轉(zhuǎn)換桿15右端的銷子15D與可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝于凸輪軸10A外周的軸承10B之間。該扭簧14平時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)換桿15向逆時(shí)針方向加力，使凸輪從動(dòng)件21始終壓在凸輪板23的圓周部。如下所述，真空閥U1跟隨轉(zhuǎn)換桿15的轉(zhuǎn)動(dòng)而實(shí)行開閉。其他的真空閥U2和U3也是同樣的結(jié)構(gòu)，真空閥U2的固定接點(diǎn)9與U相的臂Ⅱ連接。而且限流電阻R夾裝在真空閥U2的固定接點(diǎn)9與真空閥U3的固定接點(diǎn)90之間。在圖8的右側(cè)，分接頭選擇驅(qū)動(dòng)軸11A與紙面正交。
圖9是表示設(shè)置在圖7中轉(zhuǎn)換開閉器10中層的V相真空閥結(jié)構(gòu)的俯視圖。真空閥V1、V2、V3呈三角形設(shè)置，真空閥V3設(shè)置在圖中右側(cè)。真空閥V1、V2的固定接點(diǎn)91和92分別與V相的臂Ⅰ和Ⅱ連接。而且限流電阻R夾裝在真空閥V2的固定接點(diǎn)92與真空閥V3的固定接點(diǎn)93之間。此外，凡與圖8中相同結(jié)構(gòu)的部分均以相同符號(hào)表示并省略詳細(xì)說明。


圖10是表示設(shè)置在圖7中轉(zhuǎn)換開閉器10下層的W相真空閥結(jié)構(gòu)的俯視圖。真空閥W1、W2、W3呈三角形設(shè)置，真空閥W2設(shè)置在圖中右側(cè)。真空閥W1、W2的固定接點(diǎn)101和102分別與W相的臂Ⅰ和Ⅱ連接。限流電阻R夾裝在真空閥W2的固定接點(diǎn)102與真空閥W3的固定接點(diǎn)103之間。此外，均與圖8的結(jié)構(gòu)相同。
圖11是圖7真空閥的動(dòng)作機(jī)構(gòu)的說明圖。由于所有真空閥的安裝結(jié)構(gòu)完全相同，故這里以真空閥U1為例說明。真空閥U1在絕緣性的真空容器43的內(nèi)部裝有固定接點(diǎn)19和可動(dòng)接點(diǎn)18，形成開閉接點(diǎn)。固定接點(diǎn)19固定在真空容器43的蓋體43A上，可動(dòng)接點(diǎn)18通過左右伸縮自由的波紋管20固定在真空容器43的另一蓋體43B上?？蓜?dòng)接點(diǎn)18可向左右方向自由移動(dòng)。而且在可動(dòng)接點(diǎn)18的右端固定有摩擦接觸配件17，在該摩擦接觸配件17內(nèi)裝有壓縮性的螺旋彈簧44。該螺旋彈簧44以轉(zhuǎn)換桿15的銷子15B為起點(diǎn)始終推壓可動(dòng)接點(diǎn)18，使固定接點(diǎn)19與可動(dòng)接點(diǎn)18間的開閉接點(diǎn)保持良好的接觸狀態(tài)。轉(zhuǎn)換桿15在圖中呈線狀，實(shí)際形狀則是圖8所示的板狀。如前所述，轉(zhuǎn)換桿15可以圍繞固定銷15C轉(zhuǎn)動(dòng)，上端裝有凸輪從動(dòng)件21。扭簧14始終將轉(zhuǎn)換桿15的下側(cè)向逆時(shí)針方向拉伸，故凸輪從動(dòng)件21推壓凸輪板24的圓周部。在固定于凸輪軸10A上的凸輪板23的圓周部形成凸部22A和凹部22B，凸輪從動(dòng)件21在凸輪軸10A轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)沿著凸部22A和凹部22B而向左右移動(dòng)。
以下說明圖11真空閥U1的動(dòng)作機(jī)構(gòu)。圖11的實(shí)線表示真空閥U1的閉合狀態(tài)，凸輪從動(dòng)件21依靠凸輪板23的凸部22A向右側(cè)推壓。使轉(zhuǎn)換桿15向順時(shí)針方向加力，通過摩擦接觸配件17將可動(dòng)接點(diǎn)18向左側(cè)推壓。在這一狀態(tài)下，凸輪板23如虛線箭頭45所示，向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，一旦移動(dòng)到虛線23A的位置，凸輪從動(dòng)件21就從與凸部22A接觸變成與凹部22B接觸，移動(dòng)到虛線21A的位置。這樣就使轉(zhuǎn)換桿15向逆時(shí)針方向加力并到達(dá)位置15A，同時(shí)摩擦接觸配件17也移動(dòng)到位置17A?？蓜?dòng)接點(diǎn)18也被向右拉出而移動(dòng)到位置18A，使真空閥U1成為打開狀態(tài)。另一方面，要使真空閥U1閉合時(shí)，只要使凸輪板23沿實(shí)線箭頭46的方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，就如實(shí)線所示，凸輪從動(dòng)件21從與凹部22B接觸變成與凸部22A接觸，經(jīng)過與前述相反的動(dòng)作，真空閥U1即成為閉合狀態(tài)。在凸輪板23的圓周部，形成3對(duì)凸部22A和凹部22B，各凸輪從動(dòng)件21分別與它們接觸。從而，用1塊凸輪板23就可使3個(gè)真空閥U1、U2、U3作開閉操作。通過不斷改變?cè)谕馆啺?3的圓周部形成的凸部22A和凹部22B的位置，可與凸輪板23的旋轉(zhuǎn)同步地任意設(shè)置真空閥U1、U2、U3的開閉狀態(tài)。譬如，圖5的狀態(tài)是真空閥U1為閉合狀態(tài)，真空閥U2、U3為打開狀態(tài)。如果在這個(gè)狀態(tài)下使凸輪板23旋轉(zhuǎn)，則不但可使真空閥U1、U2、U3進(jìn)行開閉，而且其開閉時(shí)期也要受凸輪板23的凸部22A和凹部22B的控制。
圖12是表示圖7中蓄能裝置9的結(jié)構(gòu)的主要部分俯視圖，其中(A)表示臂的觸頭與奇數(shù)號(hào)分接頭作導(dǎo)電接觸后運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，(B)表示臂的觸頭向偶數(shù)號(hào)分接頭轉(zhuǎn)換過程中的狀態(tài)，(C)表示臂的觸頭與偶數(shù)號(hào)分接頭作導(dǎo)電接觸后運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。在圖12(A)中，未圖示的連接桿(圖7的9B)與輸入桿9C的銷子30連接。輸入桿9C與輸出桿9E以旋轉(zhuǎn)軸9F為中心自由轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)拉伸性的蓄能彈簧9D的兩端掛在固定于輸入桿9C端部的銷子48和固定于輸出桿9E的銷子47上。由于輸入桿9C的轉(zhuǎn)動(dòng)而在蓄能彈簧9D上蓄積能量后，其能量一下子釋放出來，輸出桿9E高速轉(zhuǎn)動(dòng)，臂Ⅱ的觸頭40向圖5所示的偶數(shù)號(hào)分接頭轉(zhuǎn)換。輸入桿9C從角度θ1=0度起轉(zhuǎn)動(dòng)約90度，輸出桿9E從角度θ2=0度起轉(zhuǎn)動(dòng)75度，通過使輸入桿9C的轉(zhuǎn)動(dòng)角度大于輸出桿9E，使輸出桿9E在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中毫無障礙地可靠轉(zhuǎn)動(dòng)。另外，2個(gè)止動(dòng)桿24A和24B的一端分別用固定銷27轉(zhuǎn)動(dòng)自如地支承，同時(shí)另一端分別凸設(shè)有銷子26,2個(gè)銷子26與輸出桿9E的端部側(cè)面抵接。另外，止動(dòng)桿24A和24B被拉伸彈簧25以相互拉伸的狀態(tài)加力，銷子26夾持輸出桿9E的兩側(cè)面。在輸出桿9E的兩側(cè)面形成爪部28，銷子26嵌入該爪部28中。輸出桿9E與圖7的凸輪軸10A形成一體，凸輪板23跟隨輸出桿9E的轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。
以下用圖12說明輸入桿9C和輸出桿9E的動(dòng)作。在圖12(A)中，一旦發(fā)出分接頭轉(zhuǎn)換的指令，前述的電動(dòng)操作器就使輸入桿9C逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。然而，由于輸出桿9E右側(cè)的爪部28嵌入了銷子26，故輸出桿9E的旋轉(zhuǎn)被阻止。因此，如圖12(B)所示，只有輸入桿9C旋轉(zhuǎn)，蓄能彈簧9D被拉伸而在蓄能彈簧9D上積蓄能量。一旦越過圖12(B)的狀態(tài)，由于輸入桿9C的下端部推壓止動(dòng)桿24A，就使銷子26從右側(cè)的爪部28脫出。在這一瞬間，由于蓄能彈簧9D拉著輸出桿9E，就使輸出桿9E高速地向逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，將蓄積在蓄能彈簧9D上的能量一下子釋放出來。輸入桿9C在圖12(C)的狀態(tài)下停住，使銷子26嵌入輸出桿9E左側(cè)的爪部28而阻止輸出桿9E的轉(zhuǎn)動(dòng)，成為等待下一個(gè)分接頭轉(zhuǎn)換的指令的狀態(tài)。當(dāng)臂的觸頭向奇數(shù)號(hào)分接頭轉(zhuǎn)換時(shí)，就成為與上述相反的動(dòng)作，從圖12(C)的狀態(tài)經(jīng)過圖12(B)向圖12(A)的狀態(tài)變化。從而，在進(jìn)行分接頭轉(zhuǎn)換時(shí)，無論在何種場(chǎng)合，轉(zhuǎn)換動(dòng)作都是從輸入桿9C開始的。輸入桿9C從角度θ1=0度起用5秒鐘時(shí)間轉(zhuǎn)動(dòng)大約90度，而輸出桿9E則從角度θ2=0度起用0.5秒的時(shí)間高速轉(zhuǎn)動(dòng)75度。
圖13是說明圖5所示的真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置動(dòng)作的主要部分接線圖，以U相為例表示在用奇數(shù)號(hào)分接頭3運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中向偶數(shù)號(hào)分接頭4轉(zhuǎn)換時(shí)臂Ⅰ和臂Ⅱ的可動(dòng)觸頭40的動(dòng)作、以及真空閥U1、U2、U3的各接點(diǎn)開閉狀態(tài)從(A)向(E)變化的動(dòng)作順序。通過圖7的分接頭選擇驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11驅(qū)動(dòng)可動(dòng)觸頭40，并通過圖7的凸輪軸10A的轉(zhuǎn)動(dòng)使真空閥U1、U2、U3的各接點(diǎn)順序開閉。還有，在圖13的(B)到(E)中，未特別注明各真空閥和分接頭的符號(hào)，實(shí)際上其符號(hào)與圖13(A)中相同位置上的真空閥或分接頭的符號(hào)對(duì)應(yīng)。另外，在V相、W相的場(chǎng)合，分接頭轉(zhuǎn)換裝置也是同樣地動(dòng)作。
在圖13(A)中，真空閥U1閉合，真空閥U2和U3打開，同時(shí)臂Ⅰ的可動(dòng)觸頭40與奇數(shù)號(hào)分接頭3接觸，臂Ⅱ的可動(dòng)觸頭40與偶數(shù)號(hào)分接頭2接觸。這樣，星形連接的3相變壓器的中性點(diǎn)0就與奇數(shù)號(hào)分接頭3連接，在負(fù)載電流流過分接頭線圈T的奇數(shù)號(hào)分接頭3的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。在圖13(B)中，真空閥U1、U2、U3的開閉保持原狀，臂Ⅱ的可動(dòng)觸頭40從偶數(shù)號(hào)分接頭2向偶數(shù)號(hào)分接頭4移動(dòng)。由于真空閥U2、U3是打開的，故臂Ⅱ的可動(dòng)觸頭40是在無電流的狀態(tài)下向偶數(shù)號(hào)分接頭4移動(dòng)。在圖13(C)中，真空閥U3閉合。在這種場(chǎng)合，虛線所示的環(huán)狀電流31加上未圖示的負(fù)載電流而從偶數(shù)號(hào)分接頭4流向分接頭線圈T、奇數(shù)號(hào)分接頭3、真空閥U1、真空閥U3及限流電阻R。在圖13的(D)中，真空閥U1打開，環(huán)狀電流31被切斷。這樣，負(fù)載電流就通過真空閥U3和限流電阻R流向分接頭線圈T。在圖13的(E)中，真空閥U2閉合，中性點(diǎn)0與偶數(shù)號(hào)分接頭4連接，向臂Ⅱ的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)變化。
圖中省略了當(dāng)分接頭轉(zhuǎn)換裝置在用偶數(shù)號(hào)分接頭4運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中向奇數(shù)號(hào)分接頭5轉(zhuǎn)換時(shí)、即從臂Ⅱ向臂Ⅰ的轉(zhuǎn)換過程，其實(shí)這時(shí)真空閥U1、U2、U3的開閉狀態(tài)是經(jīng)過了從圖13(E)到(A)這一相反的過程。以下用圖13說明從臂Ⅱ到臂Ⅰ的轉(zhuǎn)換過程。如圖13(D)所示，臂Ⅰ的可動(dòng)觸頭40是在無電流的狀態(tài)下向偶數(shù)號(hào)分接頭5移動(dòng)。因此，一旦真空閥U1閉合，就如圖13(C)所示，環(huán)狀電流31(要通過分接頭5)就會(huì)加上未圖示的負(fù)載電流一起流動(dòng)。在圖13(B)中一旦真空閥U3打開，該環(huán)狀電流31即被切斷，并如圖13(A)所示，中性點(diǎn)0與奇數(shù)號(hào)分接頭5連接，向臂Ⅰ的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)變化。
圖14是表示具有傳統(tǒng)的又一真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置的三角連接3相變壓器結(jié)構(gòu)的接線圖。U相的主線圈S通過引線36與W相的主線圈S接線，同時(shí)U相的分接頭線圈T通過U相與V相之間的轉(zhuǎn)換開閉器10與V相的分接頭線圈T接線。另外，V相的主線圈S通過引線35和W相的轉(zhuǎn)換開閉器10與W相的分接頭線圈T接線。即，圖14除了各相的主線圈S和分接頭線圈T作三角連接外，其余均與圖5的結(jié)構(gòu)完全相同。
圖15是表示圖14的變壓器結(jié)構(gòu)的局部切除俯視圖，是將容器42的頂板局部切除后看其內(nèi)部的圖。在容器42的內(nèi)部作三角連接的U相、V相、W相各自的主線圈S以及分接頭線圈T垂直地排列，容器42的左側(cè)裝有2個(gè)分接頭轉(zhuǎn)換裝置32和33。從各相的分接頭線圈T的分接頭分別拉出未圖示的分接頭引線，接在分接頭轉(zhuǎn)換裝置32和33上。在容器42的左外側(cè)設(shè)有電動(dòng)操作器8，來自電動(dòng)操作器8的傳動(dòng)軸8E通過分支齒輪8F分支成兩側(cè)的傳動(dòng)軸8C和8D，這些傳動(dòng)軸8C和8D通過傳動(dòng)軸8G和8H分別與分接頭轉(zhuǎn)換裝置32、33連接。一旦向電動(dòng)操作器8發(fā)出分接頭轉(zhuǎn)換的指令，傳動(dòng)軸8G和8H就旋轉(zhuǎn)，分別驅(qū)動(dòng)分接頭轉(zhuǎn)換裝置32、33。分接頭轉(zhuǎn)換裝置32是將U相和V相的分接頭線圈T的分接頭一齊進(jìn)行轉(zhuǎn)換，分接頭轉(zhuǎn)換裝置33則是將W相的分接頭線圈T的分接頭單獨(dú)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
圖15中的分接頭轉(zhuǎn)換裝置32和33的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與圖7的分接頭轉(zhuǎn)移裝置50相同，故省略圖示。不過，分接頭轉(zhuǎn)換裝置32在凸輪軸10A上只安裝2塊U相用和V相用的凸輪板23，與圖8和圖9同樣接線的真空閥和限流電阻R分別設(shè)置在2層。另一方面，分接頭轉(zhuǎn)換裝置33在凸輪軸10A上只安裝1塊W相用的凸輪板23，與圖10同樣接線的真空閥和限流電阻R設(shè)置在1層。之所以分別構(gòu)成分接頭轉(zhuǎn)換裝置32和33，是因?yàn)樵谌沁B接的主線圈S上設(shè)置了分接頭轉(zhuǎn)換裝置32和33后，就需要將U相和V相的場(chǎng)合與W相的場(chǎng)合絕緣。然而，通過采用上述結(jié)構(gòu)，可用一個(gè)電動(dòng)操作器8將U相、V相和W相的分接頭同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。還有，圖14變壓器的分接頭轉(zhuǎn)換動(dòng)作與前述星形連接的場(chǎng)合完全相同，故省略對(duì)其說明。
然而，前述的傳統(tǒng)裝置存在著構(gòu)成轉(zhuǎn)換開閉器的零件數(shù)量過多的問題。
即，如圖7所示，傳統(tǒng)的裝置是在轉(zhuǎn)換開閉器10的凸輪軸23的下部設(shè)置油壓緩沖器51，盡量穩(wěn)定軸10A的旋轉(zhuǎn)速度。
圖16是表示圖7的油壓緩沖器51詳細(xì)結(jié)構(gòu)的主要部分剖視圖，圖17沿圖16的Y-Y線剖視圖。在圖16中，在與凸輪軸10A一體轉(zhuǎn)動(dòng)的桿70的端部通過銷子69安裝著轉(zhuǎn)動(dòng)自如的滾子68。該滾子68如圖17所示，被安裝在中空的活塞65上的卡合片65A所夾持?；钊?5裝在油缸64內(nèi)，該油缸64內(nèi)裝有油。即，活塞65的中空部67C及活塞左右的空間67A、67B相互連通，共同充填著油，與油缸64的外部構(gòu)成油密性。油缸64通過支承件13A(見圖16)而固定在絕緣筒13上。
另外，在圖17中，在活塞65的中空部67C形成在薄板上開有小孔的節(jié)流孔66。一旦使凸輪軸10A轉(zhuǎn)動(dòng)，就通過桿70使活塞65左右移動(dòng)。這樣，空間67A和空間67B就交替展寬或是變窄。這時(shí)，由于節(jié)流孔66的孔對(duì)油的流動(dòng)形成阻力，故即使凸輪軸10A的轉(zhuǎn)動(dòng)忽快忽慢，活塞65的動(dòng)作也不會(huì)隨其變化。從而，通過夾裝油壓緩沖器51，可使凸輪軸10A的旋轉(zhuǎn)速度只能緩慢變化。
在分接頭的轉(zhuǎn)換過程中，如圖11所示，由于凸輪從動(dòng)件21邊沿著凸部22A和凹部22B移動(dòng)邊推壓凸輪板23的圓周部，故對(duì)凸輪軸10A的轉(zhuǎn)動(dòng)有時(shí)突然施加制動(dòng)，有時(shí)突然使之加速。如圖13所示，在從臂Ⅰ向Ⅱ轉(zhuǎn)換的過程和從臂Ⅱ向Ⅰ轉(zhuǎn)換的過程中，真空閥U1、U2、U3的開閉過程是相反的。從而，如果沒有前述的油壓緩沖器51，則凸輪軸10A從臂Ⅰ向Ⅱ轉(zhuǎn)換的時(shí)間就會(huì)與從臂Ⅱ向Ⅰ轉(zhuǎn)換的時(shí)間不同，而且如果通過對(duì)蓄能彈簧9D(見圖12)的調(diào)節(jié)而將其中一方調(diào)節(jié)到適宜的轉(zhuǎn)換時(shí)間，則另一個(gè)真空閥就不能得到充分的消弧時(shí)間。如果真空閥的消弧不能確保至少電流零點(diǎn)3次通過所需的30ms，就談不上可靠地打開接點(diǎn)。如果只是1次或2次的電流零點(diǎn)通過，則存在接點(diǎn)再次點(diǎn)弧的可能性。而采用油壓緩沖器51就可對(duì)凸輪軸10A進(jìn)行速度控制，以可靠地開閉真空閥U1、U2、U3。
圖18是表示圖5的裝置(星形連接)中不設(shè)油壓緩沖器時(shí)在凸輪軸上施加的轉(zhuǎn)矩的特性曲線圖。橫軸θ2表示凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角度，θ2=0度是輸出桿9E位于圖12(A)的位置、即臂Ⅰ一側(cè)的場(chǎng)合。而θ2=75度則是輸出桿9E位于圖12(C)的位置、即臂Ⅱ一側(cè)的場(chǎng)合。縱軸是施加在凸輪軸上的轉(zhuǎn)矩(轉(zhuǎn)動(dòng)力矩)，以圖12的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正極性。實(shí)線的特性60A表示凸輪軸從臂Ⅰ向臂Ⅱ轉(zhuǎn)動(dòng)的場(chǎng)合(以下稱為“去”)，實(shí)線的特性60B表示凸輪軸從臂Ⅱ向臂Ⅰ轉(zhuǎn)動(dòng)的場(chǎng)合(以下稱為“來”)。點(diǎn)劃線的特性52A、52B都表示只用圖12的蓄能彈簧9D在凸輪軸上發(fā)生的轉(zhuǎn)矩(即，凸輪從動(dòng)件21未沿圖11的凸輪板23移動(dòng)的無負(fù)載狀態(tài))，特性52A表示去的場(chǎng)合，特性52B表示來的場(chǎng)合。
在圖18中，在去的場(chǎng)合，如特性60A所示，當(dāng)蓄能彈簧9D能量蓄積到角度θ2=0度、施加在凸輪軸上的轉(zhuǎn)矩為+100kgf·cm時(shí)止動(dòng)銷脫開。如果有隨著逆時(shí)針方向的轉(zhuǎn)動(dòng)而沿凸輪板23的凸部22A(見圖11)開始上升的凸輪從動(dòng)件21，就會(huì)突然在凸輪軸10A上施加制動(dòng)力，減少轉(zhuǎn)矩。如果有沿凸輪板23的凹部22B開始下降的凸輪從動(dòng)件21，則使凸輪軸10A突然加速，增加轉(zhuǎn)矩。因此，施加在凸輪軸10A的轉(zhuǎn)矩特性上下變化。另一方面，即使是在特性60B的來的場(chǎng)合，也與特性60A同樣，當(dāng)蓄能彈簧9D能量蓄積到角度θ2=75度、施加在凸輪軸上的轉(zhuǎn)矩為一100kgf·cm時(shí)止動(dòng)銷脫開。以后，隨著θ2減小，對(duì)凸輪軸10A突然制動(dòng)或是加速。如果施加制動(dòng)力使轉(zhuǎn)矩相對(duì)初始值而成為反向極性，凸輪軸10A的轉(zhuǎn)動(dòng)就容易停止。在圖18中，從特性60和特性60B中可以看到轉(zhuǎn)矩相對(duì)初始值而成為反向極性的一瞬間。然而，實(shí)際上由于存在慣性，凸輪軸10A不會(huì)停止或倒轉(zhuǎn)。另外，如果加速后凸輪軸10A轉(zhuǎn)動(dòng)過快，真空閥就會(huì)如前所述，可能發(fā)生再點(diǎn)弧且在分接頭之間形成短路。譬如在圖13的分接頭轉(zhuǎn)換動(dòng)作過程中，在從圖13(C)向(D)變化之際，真空閥U1應(yīng)該是打開的，但萬一真空閥U1發(fā)生再點(diǎn)弧而保持閉合狀態(tài)，則在圖13(E)中真空閥U2閉合時(shí)，就會(huì)不通過限流電阻R而使分接頭3和分接頭4發(fā)生短路。因此，如前所示，在真空閥打開后，至少要確保30ms。從而，凸輪軸10A的轉(zhuǎn)矩特性越接近蓄能彈簧9D無負(fù)載時(shí)的特性52A或52B，就越能可靠地進(jìn)行分接頭的轉(zhuǎn)換。
圖19是在圖14的分接頭轉(zhuǎn)換裝置中，在用一個(gè)凸輪軸使U相和V相動(dòng)作的裝置中除去油壓緩沖器后在凸輪軸上施加的轉(zhuǎn)矩的特性曲線圖。即，該特性曲線圖表示對(duì)圖15中僅用U相和V相構(gòu)成的分接頭轉(zhuǎn)換裝置32的凸輪軸施加的轉(zhuǎn)矩。橫軸和縱軸的定義以及無負(fù)載狀態(tài)時(shí)的特性52A、特性52B與圖18的場(chǎng)合相同。另外，實(shí)線的特性61A表示去的場(chǎng)合，實(shí)線的特性61B表示來的場(chǎng)合。無論去或來的場(chǎng)合，都是隨著θ2的變化而對(duì)凸輪軸10A突然施加制動(dòng)或加速，這一點(diǎn)與圖18相同。
在圖18和圖19中，真空閥不是各相同時(shí)動(dòng)作，而是通過在凸輪板上形成的凸部與凹部的位置調(diào)節(jié)使角度θ2相互錯(cuò)開3度。盡管如此，施加在凸輪軸上的轉(zhuǎn)矩特性變化仍然很大。
還有，油壓緩沖器也叫緩沖筒，結(jié)構(gòu)不一定要與圖16相同。只要是能夠防止在凸輪軸10A上突然施加制動(dòng)或加速即可，也可以是氣壓緩沖器。在分接頭轉(zhuǎn)換裝置上設(shè)置油壓緩沖器是公知技術(shù)，譬如在日本發(fā)明專利公開1975-109432號(hào)公報(bào)和下述論文中就公開過。
該論文名稱是“真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置的開發(fā)利用”，作者是池田、熊谷(1977年電氣學(xué)會(huì)東京支部大會(huì)No.110)。
然而，在分接頭轉(zhuǎn)換裝置上設(shè)置油壓緩沖器會(huì)導(dǎo)致零件數(shù)量增加，且在轉(zhuǎn)換開閉器內(nèi)要留出設(shè)置油壓緩沖器的空間，導(dǎo)致制造成本上升。
本發(fā)明的目的就在于提供一種可不設(shè)油壓緩沖器的真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是一種真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置，是在負(fù)載狀態(tài)下對(duì)3相的靜止感應(yīng)電器線圈的分接頭進(jìn)行轉(zhuǎn)換的負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置，在各相的線圈上分別設(shè)置分接頭線圈，同時(shí)從該分接頭線圈按卷繞順序交替拉出奇數(shù)號(hào)分接頭和偶數(shù)號(hào)分接頭，并設(shè)置2個(gè)臂，這2個(gè)臂上具有分別與該奇數(shù)號(hào)分接頭和偶數(shù)號(hào)分接頭作導(dǎo)電接觸的可動(dòng)觸頭，分接頭選擇器使奇數(shù)號(hào)分接頭一側(cè)的臂和偶數(shù)號(hào)分接頭一側(cè)的臂的可動(dòng)觸頭交替移動(dòng)以選擇所需的分接頭，轉(zhuǎn)換開閉器在各相設(shè)有3個(gè)真空閥和1個(gè)限流器，前述3個(gè)真空閥的可動(dòng)接點(diǎn)相互接線并與其他相的線圈接線，同時(shí)2個(gè)真空閥的固定接點(diǎn)分別與前述2個(gè)臂接線，剩下的1個(gè)真空閥的固定接點(diǎn)通過限流電阻而與前述2個(gè)臂中的任一個(gè)接線，這3個(gè)真空閥跟隨因蓄能彈簧的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪軸，對(duì)流入線圈的負(fù)載電流以及在分接頭間流動(dòng)的電流進(jìn)行開閉，同時(shí)在無電流狀態(tài)下使前述臂與分接頭作導(dǎo)電接觸，其特點(diǎn)是，前述轉(zhuǎn)換開閉器的1相限流電阻只要與不同于另外2相限流電阻的那個(gè)臂接線即可。這樣，限流電阻與不同于另外2相的臂接線的那一相真空閥就不會(huì)與另外2相真空閥同時(shí)開閉。從而，施加在凸輪軸上的轉(zhuǎn)矩的突變比例就少于3相同時(shí)開閉的場(chǎng)合，凸輪軸上無需設(shè)置傳統(tǒng)的油壓緩沖器。
另外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是一種真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置，是在負(fù)載狀態(tài)下對(duì)2相的靜止感應(yīng)電器線圈的分接頭進(jìn)行轉(zhuǎn)換的負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置，在各相的線圈上分別設(shè)置分接頭線圈，同時(shí)從該分接頭線圈按卷繞順序交替拉出奇數(shù)號(hào)分接頭和偶數(shù)號(hào)分接頭，并設(shè)置2個(gè)臂，這2個(gè)臂上具有分別與該奇數(shù)號(hào)分接頭和偶數(shù)號(hào)分接頭作導(dǎo)電接觸的可動(dòng)觸頭，分接頭選擇器使奇數(shù)號(hào)分接頭一側(cè)的臂和偶數(shù)號(hào)分接頭一側(cè)的臂的可動(dòng)觸頭交替移動(dòng)以選擇所需的分接頭，轉(zhuǎn)換開閉器在各相設(shè)有3個(gè)真空閥和1個(gè)限流電阻，前述3個(gè)真空閥的可動(dòng)接點(diǎn)相互接線并與其他相的線圈接線，同時(shí)2個(gè)真空閥的固定接點(diǎn)分別與前述2個(gè)臂接線，剩下的1個(gè)真空閥的固定接點(diǎn)通過限流電阻而與前述2個(gè)臂中的任何一個(gè)接線，這3個(gè)真空閥跟隨因蓄能彈簧的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪軸，對(duì)流入線圈的負(fù)載電流以及在分接頭間流動(dòng)的電流進(jìn)行開閉，同時(shí)在無電流狀態(tài)下使前述臂與分接頭作導(dǎo)電接觸，其特點(diǎn)是，前述轉(zhuǎn)換開閉器的各相限流電阻也可以與相互不同的那個(gè)臂接線。這樣，各相的真空閥就不會(huì)同時(shí)開閉。從而，施加在凸輪軸上的轉(zhuǎn)矩的突變比例少于2相同時(shí)開閉的場(chǎng)合，凸輪軸上無需設(shè)置傳統(tǒng)的油壓緩沖器。
對(duì)附圖的簡(jiǎn)單說明圖1是表示具有本發(fā)明實(shí)施例的真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置的星形連接3相變壓器結(jié)構(gòu)的接線圖。
圖2是設(shè)置在圖1中轉(zhuǎn)換開閉器中層的V相真空閥結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖3是說明圖1的真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作的主要部分接線圖。
圖4是表示具有本發(fā)明又一實(shí)施例的真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置的三角連接3相變壓器結(jié)構(gòu)的接線圖。
圖5是表示具有傳統(tǒng)真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置的星形連接3相變壓器結(jié)構(gòu)的接線圖。
圖6是表示圖5的變壓器結(jié)構(gòu)的局部切除俯視圖。
圖7是沿圖6的X-X線的主要部分剖視圖。
圖8是表示設(shè)置在圖7中轉(zhuǎn)換開閉器上層的U相真空閥結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖9是表示設(shè)置在圖7中轉(zhuǎn)換開閉器中層的V相真空閥結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖10是表示設(shè)置在圖7中轉(zhuǎn)換開閉器下層的W相真空閥結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖11是圖7中真空閥的動(dòng)作機(jī)構(gòu)說明圖。
圖12是表示圖7中蓄能彈簧9的結(jié)構(gòu)的主要部分俯視圖，其中(A)表示臂的觸頭與奇數(shù)號(hào)分接頭作導(dǎo)電接觸后運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)，(B)表示臂的觸頭向偶數(shù)號(hào)分接頭轉(zhuǎn)換過程中的狀態(tài)，(C)表示臂的觸頭與奇數(shù)號(hào)分接頭作導(dǎo)電接觸后運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)。
圖13是說明圖5所示的真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置的動(dòng)作的主要部分接線圖。
圖14是表示具有傳統(tǒng)的又一例真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置的三角連接3相變壓器結(jié)構(gòu)的接線圖。
圖15是表示圖14的變壓器結(jié)構(gòu)的局部切除俯視圖。
圖16是表示圖7的油壓緩沖器詳細(xì)結(jié)構(gòu)的主要部分剖視圖。
圖17是沿圖16中Y-Y線的剖視圖。
圖18是表示圖5的裝置中不設(shè)油壓緩沖器時(shí)在凸輪軸上施加的轉(zhuǎn)矩的特性曲線圖。
圖19是表示在圖14的分接頭轉(zhuǎn)換裝置中除去用一個(gè)凸輪軸使U相和V相動(dòng)作的那一個(gè)裝置的油壓緩沖器后在凸輪軸上施加的轉(zhuǎn)矩的特性曲線圖。
圖20是表示圖1的分接頭轉(zhuǎn)換裝置在凸輪軸上施加的轉(zhuǎn)矩的特性曲線圖。
圖21是表示在圖4的分接頭轉(zhuǎn)換裝置上用一個(gè)凸輪軸使U相和V相動(dòng)作的那一個(gè)裝置的在凸輪軸上施加的轉(zhuǎn)矩的特性曲線圖。
圖22是表示圖1所示的真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置中凸輪板形狀的俯視圖，其中(a)表示U相凸輪板的形狀，(b)表示V相凸輪板的形狀，(c)表示W(wǎng)相凸輪板的形狀。
圖23說明圖22(b)所示的V相凸輪板的形狀與圖1裝置中V相真空閥接點(diǎn)的開閉程序之間的關(guān)系。
圖24是表示圖5所示的傳統(tǒng)真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置中的凸輪板形狀的俯視圖，其中(a)表示U相凸輪板的形狀，(b)表示V相凸輪板的形狀，(c)表示W(wǎng)相凸輪板的形狀。
圖25說明圖24(b)所示的V相凸輪板的形狀與圖5傳統(tǒng)裝置中的V相真空閥接點(diǎn)的開閉程序之間的關(guān)系。
以下說明本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是表示具有本發(fā)明實(shí)施例的真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置的星形連接3相變壓器結(jié)構(gòu)的接線圖。與圖5傳統(tǒng)裝置的不同之處僅在于V相的限流電阻R與臂Ⅰ接線以及V相真空閥V3的開閉狀態(tài)。圖1的其他結(jié)構(gòu)與圖5的傳統(tǒng)線圈相同，凡與傳統(tǒng)的裝置相同的部分都標(biāo)上相同的符號(hào)并省略詳細(xì)的說明。另外，圖1的3相變壓器的剖面結(jié)構(gòu)與圖7的去掉了轉(zhuǎn)換開閉器10內(nèi)的油壓緩沖器51后的剖面圖對(duì)應(yīng)，故也省略圖示。
圖2是表示設(shè)置在圖1中轉(zhuǎn)換開閉器10中層的V相真空閥結(jié)構(gòu)的俯視圖，與圖9的傳統(tǒng)裝置對(duì)應(yīng)。真空閥V1設(shè)置在圖的上側(cè)，真空閥V2設(shè)置在圖的左側(cè)，另外，限流電阻R除了夾裝在真空閥V1的固定接點(diǎn)91與V3的固定接點(diǎn)93之間以外與圖9相同。還有，設(shè)置在圖1的轉(zhuǎn)換開閉器10上層以及下層的U相和W相真空閥的與圖2相當(dāng)?shù)母┮晥D分別與圖8和圖10的傳統(tǒng)裝置完全相同。
圖3是說明圖1所示的真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置動(dòng)作的主要部分接線圖。表示在用奇數(shù)號(hào)分接頭3運(yùn)轉(zhuǎn)過程中向偶數(shù)號(hào)分接頭4轉(zhuǎn)移時(shí)臂Ⅰ和臂Ⅱ的可動(dòng)觸頭40的動(dòng)作、以及真空閥U1、U2、U3和真空閥V1、V2、V3的各接點(diǎn)開閉狀態(tài)從(A)向(E)動(dòng)作的順序。表示圖3的上層為U相的場(chǎng)合，下層為V相的場(chǎng)合。而W相場(chǎng)合的動(dòng)作與上層的U相場(chǎng)合完全相同，故省略圖示。分別通過凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而順序開閉真空閥U1、U2、U3以及真空閥V1、V2、V3的各接點(diǎn)。另外，在圖3的(B)到(E)中，各真空閥和分接頭的符號(hào)雖未特別注明，但其符號(hào)與圖3(A)中處于相同位置的真空閥和分接頭的符號(hào)對(duì)應(yīng)。
以下比較圖3的上層和下層說明真空閥的開閉動(dòng)作。在圖3的(A)中，真空閥U1、V1、V3閉合，真空閥U2、U3、V2打開，同時(shí)U相和V相的臂Ⅰ的可動(dòng)觸頭40都與奇數(shù)號(hào)分接頭3接觸，U相和V相的臂Ⅱ的可動(dòng)觸頭40都與偶數(shù)號(hào)分接頭2接觸。這樣，星形連接的3相變壓器的中性點(diǎn)0便與奇數(shù)號(hào)分接頭3接線，在負(fù)載電流流到各相分接頭線圈T的奇數(shù)號(hào)分接頭3的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。在圖3的(B)中，真空閥U1、U2、U3的開閉保持原狀，只有真空閥V1打開，U相和V相的臂Ⅱ的可動(dòng)觸頭40都從偶數(shù)號(hào)分接頭2向偶數(shù)號(hào)分接頭4移動(dòng)。由于真空閥U2、U3、V2是打開的，故臂Ⅱ的可動(dòng)觸頭40在無電流的狀態(tài)下向偶數(shù)號(hào)分接頭4移動(dòng)。在圖3的(C)中，真空閥U3、V2閉合。在這種場(chǎng)合，在上層的U相，虛線所示的環(huán)狀電流31與未圖示的負(fù)載電流一起從偶數(shù)號(hào)分接頭4向分接頭線圈T、奇數(shù)號(hào)分接頭3、真空閥U1、真空閥U3、限流電阻R流動(dòng)。另一方面，在下層的V相，虛線所示的環(huán)狀電流38與未圖示的負(fù)載電流一起從偶數(shù)號(hào)分接頭4向分接頭線圈T、奇數(shù)號(hào)分接頭3、限流電阻R、真空閥V3、真空閥V2流動(dòng)。在圖3(D)中，真空閥U1、V3打開，環(huán)狀電流31和38都被切斷。這樣，U相的負(fù)載電流就通過真空閥U3和限流電阻R向分接頭線圈T流動(dòng)。另一方面，V相的負(fù)載電流通過真空閥V2向分接頭線圈T流動(dòng)。在圖3(E)中，下層的真空閥V1、V2、V3的開閉保持原狀，上層的真空閥U2閉合，中性點(diǎn)0與偶數(shù)號(hào)分接頭4接線，所有的相都向臂Ⅱ的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)變化。
在此省略了分接頭轉(zhuǎn)換裝置在用偶數(shù)號(hào)分接頭4運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中向奇數(shù)號(hào)分接頭5轉(zhuǎn)換時(shí)、即從臂Ⅱ向臂Ⅰ轉(zhuǎn)換的過程，其實(shí)真空閥U1、U2、U3以及真空閥V1、V2、V3的開閉狀態(tài)是經(jīng)過從圖3(E)向(A)這一相反的過程。以下用圖3來說明從臂Ⅱ到臂Ⅰ的轉(zhuǎn)換過程，如圖3(D)所示，U相和V相的臂Ⅰ的可動(dòng)觸頭40在無電流的狀態(tài)下都向偶數(shù)號(hào)分接頭5移動(dòng)。于是，在將真空閥U2打開后，一旦真空閥U1、V3閉合，則如圖3(C)所示，環(huán)狀電流31和38(不過要通過分接頭5)加上未圖示的負(fù)載電流一起流動(dòng)。在圖3(B)中，一旦真空閥U3和V2分別打開，其環(huán)狀電流31和38就被切斷，且如圖3(A)所示，中性點(diǎn)0與奇數(shù)號(hào)分接頭5接線，所有的相都向臂Ⅰ的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)變化。
圖20是表示圖1的分接頭轉(zhuǎn)換裝置施加在凸輪軸上的轉(zhuǎn)矩的特性圖。圖的橫軸及縱軸的定義以及特性52A、52B與圖18相同。實(shí)線的特性62A表示凸輪軸從臂Ⅰ向臂Ⅱ轉(zhuǎn)動(dòng)過去的場(chǎng)合，實(shí)線的特性62B表示凸輪軸從臂Ⅱ向臂Ⅰ轉(zhuǎn)動(dòng)過來的場(chǎng)合。特性62A、62B的凹凸雖不能完全消失，但與圖18的場(chǎng)合相比，上下偏離無負(fù)載時(shí)的蓄能彈簧特性52A、52B的程度減少大約一半。這是因?yàn)?，V相的真空閥不會(huì)與U相或W相的真空閥同時(shí)做打開動(dòng)作或閉合動(dòng)作，凸輪軸上不會(huì)同時(shí)施加3相的轉(zhuǎn)矩。因此，凸輪軸的旋轉(zhuǎn)速度變化也小于傳統(tǒng)的裝置。從而，即使不設(shè)油壓緩沖器也能充分保證真空閥的消弧時(shí)間，可減少零件數(shù)量。
圖4是表示具有本發(fā)明又一實(shí)施例的真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置的三角連接的3相變壓器結(jié)構(gòu)。與圖14傳統(tǒng)裝置的不同之處僅在于V相的限流電阻R是與臂Ⅰ一側(cè)接線以及V相真空閥V3的開閉狀態(tài)。圖4的其他結(jié)構(gòu)均與圖14的傳統(tǒng)線圈相同。從而在圖4中，U相和V相部分與傳統(tǒng)裝置一樣，裝入圖15的分接頭轉(zhuǎn)換裝置32內(nèi)，W相部分裝入轉(zhuǎn)換裝置33內(nèi)。
圖21是表示圖4的分接頭轉(zhuǎn)換裝置內(nèi)用一個(gè)凸輪軸使U相和V相動(dòng)作的那一個(gè)裝置在凸輪軸上施加的轉(zhuǎn)矩的特性曲線圖。圖中橫軸以及縱軸的定義以及特性52A、52B與圖20的相同。實(shí)線的特性63A表示凸輪軸從臂Ⅰ向臂Ⅱ轉(zhuǎn)動(dòng)過去的場(chǎng)合，實(shí)線的特性63B表示凸輪軸從臂Ⅱ向臂Ⅰ轉(zhuǎn)動(dòng)過來的場(chǎng)合。特性63A、63B的凹凸雖不能完全消失，但與圖19的場(chǎng)合相比，上下偏離無負(fù)載時(shí)蓄能彈簧的特性52A、52B的程度減少大約一半。其原因與圖18的場(chǎng)合一樣，是因?yàn)閂相的真空閥不會(huì)與U相的真空閥同時(shí)做打開動(dòng)作或閉合動(dòng)作，凸輪軸上不會(huì)同時(shí)施加2相的轉(zhuǎn)矩。因此，即使不設(shè)油壓緩沖器也能充分保證真空閥的消弧時(shí)間，在這種場(chǎng)合也可減少零件數(shù)量。
在上述圖1所示的本發(fā)明實(shí)施例的真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置上，為了使各相真空閥的接點(diǎn)按照?qǐng)D3(A)～(E)所示的開閉程序做開閉動(dòng)作，把各相凸輪板23的形狀、即在凸輪板23的圓周部形成的凸部22A和凹部22B的位置做成規(guī)定的結(jié)構(gòu)。以下對(duì)比圖5的傳統(tǒng)裝置說明圖1裝置中的凸輪形狀以及凸輪形狀與真空閥接點(diǎn)開閉程序之間的關(guān)系。
圖22是表示圖1所示的真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置中凸輪板形狀的俯視圖，(a)是U相的凸輪板，(b)是V相的凸輪板，(c)是W相的凸輪板，圖23說明圖22(b)所示的V相凸輪板形狀與圖1裝置中V相真空閥接點(diǎn)開閉程序之間的關(guān)系。另外，圖24是表示圖5所示的傳統(tǒng)真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置中凸輪板形狀的俯視圖，(a)是U相的凸輪板，(b)是V相的凸輪板，(c)是W相的凸輪板，圖25說明圖24(b)所示的V相凸輪板形狀與圖5的傳統(tǒng)裝置中V相真空閥接點(diǎn)開閉程序之間的關(guān)系。
圖22的(a)～(c)以及圖24的(a)～(c)與說明真空閥動(dòng)作機(jī)構(gòu)的圖11同樣，表示凸輪板23的形狀以及凸輪板23與凸輪從動(dòng)件21之間的卡合關(guān)系。這些圖中各凸輪從動(dòng)件21部分標(biāo)注的U1、U2、U3、V1、V2、V3以及W1、W2、W3各符號(hào)表示該凸輪從動(dòng)件21分別對(duì)應(yīng)哪個(gè)真空閥。另外，圖22及圖24中凸輪板23上的圓弧狀虛線畫出了半徑與凹部22B的外徑大致對(duì)應(yīng)的圓，是用于明確區(qū)分凸部22A與凹部22B，而不是表示凸輪板23的結(jié)構(gòu)。
如圖22和圖24所示，圖1的裝置只有V相的凸輪板23與圖5傳統(tǒng)裝置的凸輪板23形狀不同，其他的U、W相凸輪板23的形狀則與圖5傳統(tǒng)裝置的凸輪板23相同。另外，圖1的裝置中與V相的真空閥V1及V2對(duì)應(yīng)的凸輪從動(dòng)件21的位置與圖5傳統(tǒng)裝置中凸輪從動(dòng)件21的位置左右相反。因此，圖1的裝置只有V相真空閥的開閉狀態(tài)與圖5傳統(tǒng)裝置不同。即，比較圖22和圖24所示的凸輪板23板與凸輪從動(dòng)件21間的卡合狀態(tài)，圖5的傳統(tǒng)裝置如圖24所示，V3的凸輪從動(dòng)件21與凸輪板23的凹部22B接觸，故真空閥V3成為打開狀態(tài)，而圖1的裝置如圖22所示，V3的凸輪從動(dòng)件21與凸輪板23的凸部22A接觸，故真空閥V3成為閉合狀態(tài)。
以下用圖23及圖25將圖1裝置中V相凸輪板23的形狀與V相真空閥V1、V2、V3的接點(diǎn)開閉程序之間的關(guān)系與圖5的傳統(tǒng)裝置作對(duì)比說明。
圖25是以時(shí)間圖表示圖5的傳統(tǒng)裝置中V相真空閥V1、V2、V3的開閉程序，該時(shí)間圖的橫軸與時(shí)間對(duì)應(yīng)，同時(shí)也與凸輪板23的旋轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)，表示凸輪板23沿圖中箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí)各真空閥的開閉動(dòng)作。其上方表示凸輪板23與凸輪從動(dòng)件21之間在該時(shí)間圖左端時(shí)刻的卡合狀態(tài)，該卡合狀態(tài)與圖24(b)所示的相同。處在該左端的時(shí)刻，V1的凸輪從動(dòng)件21與凸輪板23的凸部22A接觸，真空閥V1為閉合狀態(tài)，同時(shí)V2、V3的凸輪從動(dòng)件21與凸輪板23的凹部22B接觸，真空閥V2、V3為打開狀態(tài)，奇數(shù)號(hào)分接頭3被選中。從該左端的時(shí)刻開始，隨著凸輪板23向圖中箭頭方向的旋轉(zhuǎn)，真空閥V1、V2、V3的接點(diǎn)開閉程序繼續(xù)進(jìn)行，形成時(shí)間圖右端的狀態(tài)。其上方表示凸輪板23與凸輪從動(dòng)件21之間在該時(shí)間圖右端時(shí)刻的卡合狀態(tài)，V1的凸輪從動(dòng)件21與凸輪板23的凹部22B接觸，真空閥V1為打開狀態(tài)，同時(shí)V2、V3的凸輪從動(dòng)件21與凸輪板23的凸部22A接觸，真空閥V2、V3為閉合狀態(tài)，偶數(shù)號(hào)分接頭4被選中。這樣，圖5傳統(tǒng)裝置中V相真空閥V1、V2、V3的接點(diǎn)開閉狀態(tài)就與U相、W相同樣，是隨著凸輪板23沿箭頭方向的旋轉(zhuǎn)而一一轉(zhuǎn)換成圖13的(A)及(B)(C)(D)(E)所示的各個(gè)狀態(tài)。
另一方面，圖23是用時(shí)間圖表示圖1裝置中V相真空閥V1、V2、V3的開閉程序，該時(shí)間圖的橫軸與圖25相同，是與時(shí)間對(duì)應(yīng)，同時(shí)也與凸輪板23的旋轉(zhuǎn)角度對(duì)應(yīng)，表示凸輪板23沿圖中箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí)各真空閥的開閉動(dòng)作。其上方表示凸輪板23與凸輪從動(dòng)件21間在該時(shí)間圖左端時(shí)刻的卡合狀態(tài)，該卡合狀態(tài)與圖22(b)所示的相同。處在該左端的時(shí)刻，V1、V3的凸輪從動(dòng)件21與凸輪板23的凸部22A接觸，真空閥V1、V3為閉合狀態(tài)，同時(shí)V2的凸輪從動(dòng)件21與凸輪板23的凹部22B接觸，真空閥V2為打開狀態(tài)，奇數(shù)號(hào)分接頭3被選中。從該左端的時(shí)刻開始，隨著凸輪板23向圖中箭頭方向的旋轉(zhuǎn)，真空閥V1、V2、V3的接點(diǎn)開閉程序繼續(xù)進(jìn)行，形成時(shí)間圖右端的狀態(tài)。其上方表示凸輪板23與凸輪從動(dòng)件21之間在該時(shí)間圖右端時(shí)刻的卡合狀態(tài)，V1、V3的凸輪從動(dòng)件21與凸輪板23的凹部22B接觸，真空閥V1、V3為打開狀態(tài)，同時(shí)V2的凸輪從動(dòng)件21與凸輪板23的凸部22A接觸，真空閥V2為閉合狀態(tài)，偶數(shù)號(hào)分接頭4被選中。這樣，圖1裝置中V相的真空閥V1、V2、V3的接點(diǎn)開閉狀態(tài)就隨著凸輪板23沿箭頭方向的旋轉(zhuǎn)而一一轉(zhuǎn)換成圖3的(A)、(B)(C)(D)及(E)所示的各個(gè)狀態(tài)。
還有，在圖1的裝置上，U、W相的凸輪板23的形狀及與凸輪從動(dòng)件21之間的卡合關(guān)系與圖5的傳統(tǒng)裝置相同，故U、W相真空閥的接點(diǎn)開閉程序與圖5的傳統(tǒng)裝置相同。
如上所述，圖1的真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置是通過用圖22所示的結(jié)構(gòu)構(gòu)成各相的凸輪板23來實(shí)現(xiàn)圖3所示的各相真空閥的開閉動(dòng)作。
另外，適用于圖1裝置的凸輪板23的形狀并不限于圖22所示的結(jié)構(gòu)，只要是能夠?qū)崿F(xiàn)圖3所示的各相真空閥的開閉動(dòng)作，也可以是不同于圖22的結(jié)構(gòu)。
另外，圖4所示的真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置中凸輪板的形狀以及凸輪板的形狀與真空閥接點(diǎn)開閉程序之間的關(guān)系也與說明圖1裝置的上述圖22和圖23相同。
本發(fā)明如前所述，通過使3相轉(zhuǎn)換開閉器中1相的限流電阻與不同于另外2相的限流電阻的那個(gè)臂接線，凸輪軸上不需要設(shè)置傳統(tǒng)的油壓緩沖器，可減少零件數(shù)量，省略油壓緩沖器所需的空間，降低成本。
另外，通過使2相轉(zhuǎn)換開閉器的各相限流電阻與相互不同那個(gè)臂接線，凸輪軸上也不需要設(shè)置傳統(tǒng)的油壓緩沖器，可降低成本。
權(quán)利要求
1．一種真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置，是在負(fù)載狀態(tài)下對(duì)3相的靜止感應(yīng)電器線圈的分接頭進(jìn)行轉(zhuǎn)換的負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置，在各相的線圈上分別設(shè)置分接頭線圈，同時(shí)從該分接頭線圈按卷繞順序交替拉出奇數(shù)號(hào)分接頭和偶數(shù)號(hào)分接頭，并設(shè)置2個(gè)臂，這2個(gè)臂上具有分別與該奇數(shù)號(hào)分接頭和偶數(shù)號(hào)分接頭作導(dǎo)電接觸的可動(dòng)觸頭，分接頭選擇器使奇數(shù)號(hào)分接頭一側(cè)的臂和偶數(shù)號(hào)分接頭一側(cè)的臂的可動(dòng)觸頭交替移動(dòng)以選擇所需的分接頭，轉(zhuǎn)換開閉器在各相設(shè)有3個(gè)真空閥和1個(gè)限流器，所述3個(gè)真空閥的可動(dòng)接點(diǎn)相互接線并與其他相的線圈接線，同時(shí)2個(gè)真空閥的固定接點(diǎn)分別與所述2個(gè)臂接線，剩下的1個(gè)真空閥的固定接點(diǎn)通過限流電阻而與所述2個(gè)臂中的任一個(gè)接線，這3個(gè)真空閥跟隨因蓄能彈簧的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪軸，對(duì)流入線圈的負(fù)載電流以及在分接頭間流動(dòng)的電流進(jìn)行開閉，同時(shí)在無電流狀態(tài)下使所述臂與分接頭作導(dǎo)電接觸，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換開閉器的1相限流電阻與不同于另外2相限流電阻的那個(gè)臂接線。
2．一種真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置，是在負(fù)載狀態(tài)下對(duì)2相的靜止感應(yīng)電器線圈的分接頭進(jìn)行轉(zhuǎn)換的負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置，在各相的線圈上分別設(shè)置分接頭線圈，同時(shí)從該分接頭線圈按卷繞順序交替拉出奇數(shù)號(hào)分接頭和偶數(shù)號(hào)分接頭，并設(shè)置2個(gè)臂，這2個(gè)臂上具有分別與該奇數(shù)號(hào)分接頭和偶數(shù)號(hào)分接頭作導(dǎo)電接觸的可動(dòng)觸頭，分接頭選擇器使奇數(shù)號(hào)分接頭一側(cè)的臂和偶數(shù)號(hào)分接頭一側(cè)的臂的可動(dòng)觸頭交替移動(dòng)以選擇所需的分接頭，轉(zhuǎn)換開閉器在各相設(shè)有3個(gè)真空閥和1個(gè)限流，所述3個(gè)真空閥的可動(dòng)接點(diǎn)相互接線并與其他相的線圈接線，同時(shí)2個(gè)真空閥的固定接點(diǎn)分別與所述2個(gè)臂接線，剩下的1個(gè)真空閥的固定接點(diǎn)通過限流電阻而與所述2個(gè)臂中的任何一個(gè)接線，這3個(gè)真空閥跟隨因蓄能彈簧的作用而轉(zhuǎn)動(dòng)的凸輪軸，對(duì)流入線圈的負(fù)載電流以及在分接頭間流動(dòng)的電流進(jìn)行開閉，同時(shí)在無電流狀態(tài)下使所述臂與分接頭作導(dǎo)電接觸，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換開閉器的各相限流電阻與相互不同的那個(gè)臂接線。
全文摘要
一種真空閥式負(fù)載時(shí)分接頭轉(zhuǎn)換裝置,其3相的分接頭選擇器使奇數(shù)號(hào)分接頭一側(cè)的臂Ⅰ和偶數(shù)號(hào)分接頭一側(cè)的臂Ⅱ的可動(dòng)觸頭40交替移動(dòng)以選擇所需的分接頭,轉(zhuǎn)換開閉器在各相分別具有3個(gè)U相的真空閥U1、U2、U3和V相真空閥V1、V2、V3及W相真空閥W1、W2、W3及1個(gè)限流電阻R,V相的限流電阻R與不同于其他2相限流電阻R的那個(gè)臂Ⅰ接線。本發(fā)明不用設(shè)置傳統(tǒng)的油壓緩沖器,可減少零件數(shù)量,降低制造成本。
文檔編號(hào)H01F29/04GK1232276SQ9910080
公開日1999年10月20日 申請(qǐng)日期1999年2月14日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月17日
發(fā)明者高萩隆司, 福士彰, 山口富男 申請(qǐng)人:富士電機(jī)株式會(huì)社