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課題・解決手段

本発明は、負荷タップ切換器(1)であって、この負荷時タップ切換器が、切換管(15)と、切換管(15)の切換位置を調節するための動力貯蔵機構(13)と、負荷時タップ切換器(1)の切換位置を検出するための検出器(200)と、負荷時タップ切換器伝動装置(100)を備えている。切換管(15)も検出器(200)も、負荷時タップ切換器伝動装置(100)を介して動力貯蔵機構と機械的に連結されている。

概要

背景

負荷タップ切換器英語では“on−load tap−changers”で、短縮してOLTCと呼ばれる)は、従来技術において公知でありかつ一般的に用いられている。負荷時タップ切換器は、タップ付き変圧器の異なる巻線タップの間の連続した切換に使用される。負荷時タップ切換器は負荷セレクタとセレクタを備えた負荷切換器に分割される。

負荷時タップ切換器の両方式は、切り換えの際にモータ駆動機構(好ましくは電動モータ)により操作される。モータ駆動機構により、負荷時タップ切換器の駆動要素巻上げ駆動出力シャフトあるいは駆動入力シャフトは動かされる。この駆動要素により、例えば負荷時タップ切換器の切換管動き、この駆動要素は普通一般に動力貯蔵機構(あるいはエネルギー貯蔵システム)と呼ばれる。動力貯蔵機構が完全に巻上げられ、すなわち圧力を加えられていると、動力貯蔵機構は固定状態を解かれ、そのエネルギーを急激に解放し、そしてミリセカンド(ms)の間隔で負荷時タップ切換の間に特定の切換シークエンスを行う切換管を作動させる。その際に、異なる切換接点抵抗接点は、特定の時間シークエンスで操作される。その際、切換接点は各巻線タップを負荷伝達部と直接接続するために使用され、抵抗接点は短時間の電気接続のために、すなわち一つあるいは複数の切換抵抗を用いたブリッジのために使用される。真空切換管は負荷切換のための切換要素として使用されるのが好ましい。このことは、例えば特許文献1と2、ならびに3と4に記載されているように、負荷切換のための真空切換管の使用がオイル中のアーク形成を阻止し、従って負荷切換オイルのオイルの汚染を阻止することに基づいている。

特許文献5はタップ切換器、無負荷時タップ切換器あるいはプランジャーコイルのためのモータ駆動機構を開示している。モータ駆動機構は特に、タップ切換器を各々の所望の切換位置に調節するために使用される。モータ駆動機構において、タップ切換器を駆動するために必要な機械的および電気的のアッセンブリはすべて一つにまとめられている。

特許文献6には、これに基づいてリアクタ切換器のタイプのタップ切換器が記載されている。これは同様にして、作業下流側の伝動装置、特にゼネバ伝動装置あるいはレバー式方向転換伝動装置を備えたモータ駆動機構を備えている。

特許文献7は異なる負荷時タップ切換位置の間で中断なく切換を行うための負荷時タップ切換器用の負荷時タップ切換器ヘッドを開示している。負荷時タップ切換器ヘッドは負荷時タップ切換器伝動装置と機械的の負荷時タップ切換位置表示器を備えている。この目的で、負荷時タップ切換位置表示器の表示器シャフトは、負荷時タップ切換器伝動装置の伝動シャフトに直接連結している。負荷時タップ切換器ヘッドは覗き窓を有する蓋を備えており、この覗き窓を通して負荷時タップ切換位置表示器が読取り可能である。特に最終位置機構が設けられており、従って負荷時タップ切換器は開始位置あるいは最終位置を越えて切換えられることはできない。

特許文献8は負荷時タップ切換器の切換位置表示器のための表示機構を備えた負荷時タップ切換器伝動装置を開示している。負荷時タップ切換器伝動装置は伝動シャフトを備えており、この伝動シャフトには負荷時タップ切換器の切換管を駆動するモータ連結可能である。ウオームギアを介して、伝動シャフトは駆動入力シャフトを駆動する。駆動入力シャフトのモータとは反対側の端部の下側に、連結要素が形成されており、この連結要素を介して駆動入力シャフトは負荷時タップ切換器の切換管と連結されている。切換位置を表示するために、表示器シャフトの一方の端部は負荷時タップ切換器のハウジングから突出しており、かつ切換位置マークを備えた表示器ディスクに対して回転可能であるポインタを備えている。読取り易さを改善するために、ポインタは光学的に拡大されることができる。

特許文献8の表示器機構を備えた負荷時タップ切換器伝動装置の短所は、表示器機構が動力貯蔵部を巻上げるための駆動入力シャフトの運動を記録することである。駆動入力シャフトと動力貯蔵部の間の偶発的に発生するスリップは検出されないので、駆動入力シャフトでの作用は故障し易く、従って切換位置の表示は不正確である。

概要

本発明は、負荷時タップ切換器(1)であって、この負荷時タップ切換器が、切換管(15)と、切換管(15)の切換位置を調節するための動力貯蔵機構(13)と、負荷時タップ切換器(1)の切換位置を検出するための検出器(200)と、負荷時タップ切換器伝動装置(100)を備えている。切換管(15)も検出器(200)も、負荷時タップ切換器伝動装置(100)を介して動力貯蔵機構と機械的に連結されている。

目的

特許文献8の表示器機構を備えた負荷時タップ切換器伝動装置の短所は、表示器機構が動力貯蔵部を巻上げるための駆動入力シャフトの運動を記録することである

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請求項1

負荷タップ切換器(1)であって、この負荷時タップ切換器が、切換管(15)と、切換管(15)の切換位置を調節するための動力貯蔵機構(13)と、負荷時タップ切換器(1)の切換位置を検出するための検出器(200)と、負荷時タップ切換器伝動装置(100)を備え、この負荷時タップ切換器伝動装置を介して、動力貯蔵機構(13)と切換管(15)が機械的に連結されている負荷時タップ切換器(1)において、検出器(200)が負荷時タップ切換器伝動装置(100)を介して動力貯蔵機構(13)と機械的に連結されていることを特徴とする負荷時タップ切換器(1)。

請求項2

負荷時タップ切換器(1)のプリセレクタ(37)が、負荷時タップ切換器伝動装置(100)を介して、プリセレクタ(37)の切換位置を調節するための動力貯蔵機構(13)とおよびその切換位置を検出するための検出器(200)と機械的に連結されていることを特徴とする請求項1に記載の負荷時タップ切換器(1)。

請求項3

検出器(200)により、負荷時タップ切換器(1)の切換位置を検出するための電子信号出力可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の負荷時タップ切換器(1)。

請求項4

検出器(200)がカム換機構(210)および/またはエンコーダシステム(250)を備えていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の負荷時タップ切換器(1)。

請求項5

検出器(200)カムの切換機構(210)が、複数の切換位置(201、202、203)を備えた少なくとも一つのカムディスク(211)と少なくとも一つのカム(212)から成り、少なくとも一つのカム(212)が各切換位置(201、202、203)において取り外し可能に接続可能であることを特徴とする請求項4に記載の負荷時タップ切換器(1)。

請求項6

少なくとも一つのカムディスク(211)に、負荷時タップ切換器(1)の終端位置(201)を検出するための少なくとも一つずつのスイッチ(220)が、各スイッチ(220)が少なくとも一つのカム(212)により操作可能であるように割当てられていることを特徴とする請求項5に記載の負荷時タップ切換器(1)。

請求項7

検出器(200)のエンコーダシステム(250)が、複数の摺動接点(214)と一つの摺動体(215)を備えており、少なくとも一つのカムディスク(210)の各切換位置(201、202、203)には、摺動体(215)と電気式に結合可能である少なくとも一つの摺動接点(214)が形成されていることを特徴とする請求項5または6に記載の負荷時タップ切換器(1)。

請求項8

検出器(200)を収容するための検出器ハウジング(240)が、負荷時タップ切換器(1)の蓋(19)上に配置されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載の負荷時タップ切換器(1)。

請求項9

動力貯蔵機構(13)を巻上げるための負荷時タップ切換器伝動装置(100)の駆動入力シャフト(9)に、その回転運動を検出するための運動検出器(300)が割当てられており、従って駆動入力シャフト(9)の回転運動が電子信号として出力可能であることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一つに記載の負荷時タップ切換器(1)。

請求項10

検出器(200)、あるいは検出器(200)と運動検出器(300)が、負荷時タップ切換器(1)を制御あるいは調整するための制御ユニット(400)と電気的に接続されていてもよいことを特徴とする請求項10に記載の負荷時タップ切換器(1)。

技術分野

0001

本発明は負荷タップ切換器に関する。本発明による負荷時タップ切換器は、切換管と、切換管の切換位置を調節するための動力貯蔵機構と、負荷時タップ切換器の切換位置を検出するための検出器と、負荷時タップ切換器伝動装置を備えている。負荷時タップ切換器伝動装置は、動力貯蔵機構を切換管と機械的に連結する。

背景技術

0002

負荷時タップ切換器(英語では“on−load tap−changers”で、短縮してOLTCと呼ばれる)は、従来技術において公知でありかつ一般的に用いられている。負荷時タップ切換器は、タップ付き変圧器の異なる巻線タップの間の連続した切換に使用される。負荷時タップ切換器は負荷セレクタとセレクタを備えた負荷切換器に分割される。

0003

負荷時タップ切換器の両方式は、切り換えの際にモータ駆動機構(好ましくは電動モータ)により操作される。モータ駆動機構により、負荷時タップ切換器の駆動要素巻上げ駆動出力シャフトあるいは駆動入力シャフトは動かされる。この駆動要素により、例えば負荷時タップ切換器の切換管は動き、この駆動要素は普通一般に動力貯蔵機構(あるいはエネルギー貯蔵システム)と呼ばれる。動力貯蔵機構が完全に巻上げられ、すなわち圧力を加えられていると、動力貯蔵機構は固定状態を解かれ、そのエネルギーを急激に解放し、そしてミリセカンド(ms)の間隔で負荷時タップ切換の間に特定の切換シークエンスを行う切換管を作動させる。その際に、異なる切換接点抵抗接点は、特定の時間シークエンスで操作される。その際、切換接点は各巻線タップを負荷伝達部と直接接続するために使用され、抵抗接点は短時間の電気接続のために、すなわち一つあるいは複数の切換抵抗を用いたブリッジのために使用される。真空切換管は負荷切換のための切換要素として使用されるのが好ましい。このことは、例えば特許文献1と2、ならびに3と4に記載されているように、負荷切換のための真空切換管の使用がオイル中のアーク形成を阻止し、従って負荷切換オイルのオイルの汚染を阻止することに基づいている。

0004

特許文献5はタップ切換器、無負荷時タップ切換器あるいはプランジャーコイルのためのモータ駆動機構を開示している。モータ駆動機構は特に、タップ切換器を各々の所望の切換位置に調節するために使用される。モータ駆動機構において、タップ切換器を駆動するために必要な機械的および電気的のアッセンブリはすべて一つにまとめられている。

0005

特許文献6には、これに基づいてリアクタ切換器のタイプのタップ切換器が記載されている。これは同様にして、作業下流側の伝動装置、特にゼネバ伝動装置あるいはレバー式方向転換伝動装置を備えたモータ駆動機構を備えている。

0006

特許文献7は異なる負荷時タップ切換位置の間で中断なく切換を行うための負荷時タップ切換器用の負荷時タップ切換器ヘッドを開示している。負荷時タップ切換器ヘッドは負荷時タップ切換器伝動装置と機械的の負荷時タップ切換位置表示器を備えている。この目的で、負荷時タップ切換位置表示器の表示器シャフトは、負荷時タップ切換器伝動装置の伝動シャフトに直接連結している。負荷時タップ切換器ヘッドは覗き窓を有する蓋を備えており、この覗き窓を通して負荷時タップ切換位置表示器が読取り可能である。特に最終位置機構が設けられており、従って負荷時タップ切換器は開始位置あるいは最終位置を越えて切換えられることはできない。

0007

特許文献8は負荷時タップ切換器の切換位置表示器のための表示機構を備えた負荷時タップ切換器伝動装置を開示している。負荷時タップ切換器伝動装置は伝動シャフトを備えており、この伝動シャフトには負荷時タップ切換器の切換管を駆動するモータ連結可能である。ウオームギアを介して、伝動シャフトは駆動入力シャフトを駆動する。駆動入力シャフトのモータとは反対側の端部の下側に、連結要素が形成されており、この連結要素を介して駆動入力シャフトは負荷時タップ切換器の切換管と連結されている。切換位置を表示するために、表示器シャフトの一方の端部は負荷時タップ切換器のハウジングから突出しており、かつ切換位置マークを備えた表示器ディスクに対して回転可能であるポインタを備えている。読取り易さを改善するために、ポインタは光学的に拡大されることができる。

0008

特許文献8の表示器機構を備えた負荷時タップ切換器伝動装置の短所は、表示器機構が動力貯蔵部を巻上げるための駆動入力シャフトの運動を記録することである。駆動入力シャフトと動力貯蔵部の間の偶発的に発生するスリップは検出されないので、駆動入力シャフトでの作用は故障し易く、従って切換位置の表示は不正確である。

先行技術

0009

独国特許第19510809号明細書
独国特許第4011019号明細書
独国特許出願公開第4231353号明細書
独国特許出願公開第102007004530号明細書
国際特許出願公開第98/38661号明細書
国際特許出願公開第2004/088693号明細書
中国特許第201242930号明細書
中国特許第201167023号明細書

発明が解決しようとする課題

0010

本発明の課題は、確実に不正操作ができずかつ故障が生じにくい方法で、負荷時タップ切換器の切換位置が検出されることができる負荷時タップ切換器を提供することである。さらに負荷時タップ切換器は整備することが容易でなければならない。

課題を解決するための手段

0011

この課題は、請求項1の特徴を有する負荷時タップ切換器により解決される。

0012

本発明は負荷時タップ切換器に関する。本発明による負荷時タップ切換器は、切換管と切換管の切換位置を調節するための動力貯蔵機構を備えている。さらに負荷時タップ切換器は、負荷時タップ切換器の切換位置を検出するための検出器と負荷時タップ切換器伝動装置を備えている。切換管も検出器も、負荷時タップ切換器伝動装置を介して、動力貯蔵機構と機械的に連結されている

0013

同様に負荷時タップ切換器のプリセレクタ、場合によってファインセレクタは各々、負荷時タップ切換器伝動装置を介して、プリセレクタの切換位置を調節するための動力貯蔵機構とおよびその切換位置を検出するための検出器と機械的に連結されていてもよい。負荷時タップ切換器の切換位置は、この実施形態においては切換管、プリセレクタ、および場合によってはファインセレクタの位置の組合せから生じる。負荷時タップ切換器伝動装置は、例えば切換管、プリセレクタ、および場合によってはファインセレクタの運動の重ね合せを検出器内に連結する。

0014

特に検出器は、負荷時タップ切換器伝動装置を介して連結される機械的の入力信号を検出し、かつ負荷時タップ切換器の切換位置の電子信号に変換しかつこの電子信号を出力する。例えば電子回路基板は検出器内に設けられていてもよく、この電子回路基板は電子信号を処理する、例えば増幅しおよび/またはデジタル化する。

0015

検出器はカム換機構および/またはエンコーダシステムを含んでもよい。特殊な実施形態において、検出器はカム切換機構を備えており、このカム切換機構は複数の切換位置を備えた少なくとも一つのカムディスクと少なくとも一つのカムから成る。少なくとも一つのカムは、各切換位置に取外し可能に接続可能である。検出器のカムディスクは、例えば負荷時タップ切換器の最終切換位置の検出に使用される。特に負荷時タップ切換器の切換誤りはこのようにして防止されることができる。この目的で、少なくとも一つのカムディスクには、負荷時タップ切換器の最終切換位置を検出するための少なくとも一つずつのスイッチが、各スイッチが少なくとも一つのカムにより操作可能であるように割当てられていてもよい。

0016

負荷時タップ切換器の切換位置の実際の検出は、一部がカムディスク上で一体化されているエンコーダシステムを介して行われる。エンコーダシステムは例えばホール効果エンコーダ光学式エンコーダあるいはポテンショメータとして形成されていてもよい。本発明の特殊な実施形態において、エンコーダシステムは複数の摺動接点と一つの摺動体を備えている。少なくとも一つのカムディスクの各切換位置には、摺動接点と電気的に結合可能である少なくとも一つの摺動接点が形成されている。

0017

確かに本発明によるカムディスクは、負荷時タップ切換器の最終位置と切換位置を完全に検出するのに十分である。しかし信頼性の理由から、検出器は余分にこのような複数のカムディスクにより構成されることができる。その際に、摺動体は同時に二つのカムディスクの摺動接点を電気的に結合する。

0018

このようなモジュール式組立てられたカムディスクの長所は、カムをカムディスク上で1回で移動させることにより、検出器が異なる数の切換位置を備えた負荷時タップ切換器に合わせられることができることである。従ってさらに検出器のモジュール部材標準化されてもよい。これは交換部品生産コスト供給コストを削減する。

0019

さらに検出器を収容するための検出器ハウジングは負荷時タップ切換器の蓋上に配置されていてもよい。特にハウジングカバーは取り外し可能に取付けられることができ、従って負荷時タップ切換器の蓋を取外すかあるいは負荷時タップ切換器伝動装置を取外す必要なしに、検出器を簡単な方法で手入れするかあるいは交換することができる。

0020

負荷時タップ切換器の切換位置を検出するための検出器に加えて、運動検出器が設けられてもよい。運動検出器は本発明によれば負荷時タップ切換器伝動装置の駆動入力シャフトに割当てられており、この駆動入力シャフトを介して動力貯蔵機構は巻上げられることができる。運動検出器は駆動入力シャフトの回転運動を検出し、電子信号として変換しかつ出力することができる。駆動入力シャフトは場合により、モータ伝動装置を介して、電動モータあるいは手動による非常時の作動手段に連結する。駆動入力シャフトの回転運動の検出により、どのようにして動力貯蔵機構が電動モータあるいは非常時の作動手段を介して巻上げられるのかを監視することが可能になる。

0021

運動検出器はエンコーダシステムとして、例えばカム切換機構として構成されていてもよい。エンコーダシステムは絶対値エンコーダとして構成されていてもよい。絶対値エンコーダは、測定すべき装置の長さ情報あるいは角度情報をたいていはデジタル化された絶対数値の形で出力する。基準への関連付けは必要ないので、絶対値エンコーダは、スイッチを入れた直後に測定作業を開始し、このことは本発明による負荷時タップ切換器の単純で信頼性の有る運転にとっては長所である。

0022

検出器、あるいは検出器と運動検出器は、負荷時タップ切換器を制御あるいは調整するための制御ユニットと電気的に接続されていてもよい。特に検出器、場合によっては運動検出器の電気信号に基づいて、つまりは負荷時タップ切換器の電気接続部を駆動する、負荷時タップ切換器の電動モータは調整されることができる。

0023

本発明による思想は、本負荷時タップ切換器において実現されているが、動力貯蔵機構の突然の駆動運動の作用に基づいており、この駆動運動は、駆動入力シャフトの連続運動の代わりに、実際は切換管、場合によってはプリセレクタに作用する。この駆動入力シャフトは動力貯蔵機構を巻上げ、他方では切換管と動作接続しない。動力貯蔵機構が例えば動かなくなるか、あるいは動力貯蔵機構が誤って完全に巻上げられないと、従って動力貯蔵機構が作動しないと、従来技術の負荷時タップ切換器では、表示された切換位置は実際の切換位置から離れるであろう。これまで、切換位置の検出は駆動入力シャフトの回転運動に基づいていた。駆動入力シャフトと動力貯蔵機構は互いに独立して運動することができる。それに対して本発明によれば、動力貯蔵機構が実際に動くと、切換位置の変化だけが検出されることができる。特にこのことは、負荷時タップ切換器伝動装置の回転変換器の特別な実施形態より保証される。回転変換器は帯同体と動力貯蔵機構の運動を各々検出器と切換管に連結するためのカム駆動機構を備えている。帯同体とカム駆動機構は互いに不動に連結されている。これにより、動力貯蔵機構がいつも同時に検出器と切換管に作用することが保証されている。動力貯蔵機構の運動は、負荷時タップ切換器伝動装置の各々一つの機械的伝達機構により検出器と切換管に伝達される。これらの伝達機構の部材は、安定して、コンパクトにかつスリップしないように構成されていてもよい。さらにこれらの部材は負荷時タップ切換器の内部で環境の影響から保護された状態にある。これにより負荷時タップ切換器伝動装置全体が、同じ温度範囲に曝されており、従って熱的に誘発される機械的遊びあるいは歪みは防止される。

0024

本発明の本質をなす長所は、特に負荷時タップ切換器伝動装置内に一体化された、負荷時タップ切換器の切換位置を検出するための検出器の簡単な連結にある。それとは逆に従来技術の現存する解決手段は、負荷時タップ切換器伝動装置を介して、それと一緒に連結された、電動モータのモータ伝動装置内でシミュレーションされる。その際に、一緒に接続される連結工程および電動モータと負荷時タップ切換器の同期はきわめて複雑でかつ故障が起こりやすい。表示された切換位置と実際の切換位置が分離した場合、誤った連結工程と切換工程により最終位置の限定は失敗する。このことは本発明によればなくなる。本発明による単純化は、この連結工程に必要な制御伝達装置により置換えられる。制御伝達装置内でリンク機構あるいはシャフトが壊れると、これはさらに直接認識されない恐れがある。その理由は表示された切換位置と実際の切換位置が分離することにある。さらに多くの場合、構造的な理由から、運動は長い区間にわたり行われねばならない。区間が長いほど、傾向から見て、切換位置を誤らせる機械的遊びはますます大きくなる。さらにこのような間接的な制御伝動装置は、本発明によれば無くなる追加費用結びつく

0025

本発明の別の長所は、負荷時タップ切換器の検出器と切換管の間の機械的の連結に介入必要なしに、電動モータは例えば通常の保守作業ために取外されることができることである。これにより、タップ切換器の表示された切換位置と実際の切換位置は一致しない恐れがなくなる。電動モータの取付けの際に、表示された切換位置と実際の切換位置の複雑な新たな補正は必要ない。

0026

以下に本発明とその長所を、添付された図を参照して詳しく説明する。

図面の簡単な説明

0027

プレセレクタを備えた3つの相の負荷セレクタの実施形態における本発明による負荷時タップ切換器の斜視図を示す。
本発明による負荷時タップ切換器の伝動装置の斜視図を示す。
本発明による負荷時タップ切換器の伝動装置の別の斜視図を示す。
本発明による負荷時タップ切換器の伝動装置を下から見た斜視図を示す。
負荷時タップ切換器の上側部分の別の斜視図を示しており、取付けられた動力貯蔵部は目に見える。
図1の本発明による負荷時タップ切換器の蓋の斜視図を示しており、制御ユニットが示されている。
負荷時タップ切換器の切換位置を検出するための検出器の実施形態の斜視図を示す。
負荷時タップ切換器の切換位置を検出するための検出器の、図7に示された実施形態の一部を切り欠かれた斜視図を示す。

実施例

0028

本発明の同じあるいは同じ作用をする要素には、同じ符号が使用される。全体を見通す目的で、各図の説明に必要である符号だけが示される。本発明による負荷時タップ切換器の模範的に示された実施形態は、本発明のための特許請求の範囲により定義される保護範囲の限定を示すものではない。

0029

図1は3つの相の負荷セレクタ1の形態の本発明による負荷時タップ切換器の斜視図を示す。負荷セレクタ1はここでは駆動装置として伝動装置5を備えた電動モータ3を備えており、この電動モータは図示されていない動力貯蔵機構を巻上げる。動力貯蔵機構が完全に巻上げられていると、すなわち圧力をかけられていると、動力貯蔵機構が固定状態を解かれると、そのエネルギーを急激に解放し、そして切換管15を作動させる。その際に、回転する切換管15はオイルタンク18内で回転可能に配置されており、従って異なる切換位置が設定されることができる。オイルタンク18は上方に向かって蓋19により閉鎖されており、さらに底部21を担持している。

0030

本発明による負荷セレクタ1は3つの相L1,L2,L3を備えており、これらはオイルタンク18内に配置されている。3つの相L1,L2,L3の上方にはプリセレクタ37が切換管に取付けられている。電気接点要素39はその際に、オイルタンク18の壁17を通過するように負荷セレクタ1に配置されている。

0031

図2は本発明による負荷時タップ切換器1の負荷時タップ切換器伝動装置100の斜視図を示す。負荷時タップ切換器伝動装置100は、取付板101上に配置されており、この取付板は負荷時タップ切換器1の切り欠かれて示されている蓋19と着脱可能に接続されている。駆動入力シャフト9はモータ伝動装置5を介して電動モータ3と連結されている。回転変換器110と連結された動力貯蔵機構13(図5参照)を巻上げるために、駆動入力シャフト9は回転変換器110を駆動する。その際に駆動入力シャフト9は典型的に半回転を行う。同様に駆動入力シャフト9が全回転することも考えられる。動力貯蔵機構13が完全に巻上げられているのと同時に、動力貯蔵機構は固定状態を解かれ、動力貯蔵機構により回転変換器110は回転運動を行う。回転変換器110は一方ではゼネバホイール(ディスク)120を駆動し、このゼネバホイールにより切換管15はプリセレクタ駆動機構140を介してプリセレクタ37と接続されている。その際に適切な機械的伝動装置により、切換管15は例えば一回の切換工程につき30°の角度だけ回転する。プリセレクタは例えば“プラス位置”から“ゼロ位置”を介して“マイナス位置”に切換えられる。他方では、回転変換器110は回転ピックアップ130を駆動し、この回転ピックアップは表示計器駆動装置150を駆動する。表示計器駆動装置150により、例えば切換管15の30°の回転毎に1/20回転の切換位置検出器200内での回転運動が生じる。さらにプリセレクタ駆動機構140は、プリセレクタ37の切換運動を回転ピックアップ130結合し、この切換運動は表示計器駆動装置150を介して同様に検出器200に作用する。この作用は、例えば切換管15によりもたらされる1/20回転の回転方向が検出器200内で逆転されることにあってもよい。プリセレクタ37が接続可能である前に、伝動装置の構成に応じて、切換管15を定義された切換位置201,202あるいは203に切換えることが必要であってもよい。これは切換管15の付加的な“ゼロ位置”であってもよい。従って、負荷時タップ切換器伝動装置100を介して、切換管15とプリセレクタ37の切換運動は、同時に検出器200内で接続されかつ検出されることができる。負荷時タップ切換器のこのように検出可能な切換位置へは、切換管15の位置もプリセレクタ37の位置も入っている。切換管15が例えば八つの切換位置とゼロ位置を備え、プリセレクタ37が一つの“プラス位置”と一つの“マイナス位置”を備えていると、負荷時タップ切換器1全体のために、全部で19の切換位置が生じ、これらの切換位置は検出器200上では例えば“−8,…,−1,0,+1,…,+8”として表されることができる。その際に例えば、プリセレクタ37が“マイナス位置”にあり、切換管が八つの切換位置の3番目にあることを、切換位置“−3”が表す。プリセレクタ37に似て、(図示されていない)ファインセレクタも負荷時タップ切換器伝動装置100を介して切換位置検出部に含まれることができる。

0032

動力貯蔵機構13は駆動入力シャフト9を介して電動モータ3により巻上げられる。動力貯蔵機構が完全に巻上げられていると、動力貯蔵機構は固定状態を解かれ、従って動力貯蔵機構はその停止位置にはね返る。その際に、負荷時タップ切換器伝動装置100は動力貯蔵機構13を、その運動エネルギーの少なくとも一部が切換管15の回転運動に変換されるように、切換管15に連結する。同時に負荷時タップ切換器伝動装置100は動力貯蔵機構13を、検出器200が運動を記録するように検出器200に連結する。検出器200により記録される運動は、負荷時タップ切換器伝動装置100を介して切換管15の回転運動と相関関係にあり、従って切換管15の回転運動のための基準である。例えば、切換管が30°だけ回転すると、検出器200と接続されている表示計器シャフト151は5°の角度だけ回転する。固定状態を解かれた際に、駆動入力シャフト9は動力貯蔵機構13から連結を解かれ、かつ動力貯蔵機構13の停止位置に達した際には再度連結されるのが好ましく、従って駆動入力シャフト9は緊張が緩んでいる動力貯蔵機構13とは逆方向の運動を行わない。代替え的に、動力貯蔵機構13とその駆動入力シャフト9の間の連結も存続したままであり、単に電動モータ3が無電流に切換えられてもよく、従って電動モータは動力貯蔵機構13によりわずかなエネルギー消費でもって共同回転されることができる。

0033

図3,4および5は、負荷時タップ切換器1の負荷時タップ切換器伝動装置100の異なる斜視図を示す。見通しを良くするために、動力貯蔵機構13は図5にだけ示されている。

0034

負荷時タップ切換器伝動装置100の駆動入力シャフト9は、モータハウジング5を介して電動モータ3により駆動される。駆動入力シャフト9の駆動入力シャフト歯車115は、回転変換器110の回転ピックアップ歯車116を介して回転変換器110のクランク113を駆動する。クランク113は動力貯蔵機構13に圧力を与える。クランク113が動力貯蔵機構13を完全に巻上げたのと同時に、クランクは駆動入力シャフト9のクランクは駆動入力シャフト歯車115により固定状態を解かれ、かつ動力貯蔵機構13により駆動される。固定状態を解かれたクランク113は回転変換器110を駆動する。回転変換器110は、一方では第一の帯同体輪112を備えた第一の帯同体を介して回転ピックアップ130の第一のカムホイール131を駆動し、他方ではゼネバ駆動機構114を介してゼネバディスク120を駆動する。ゼネバディスク120は、一方では負荷時タップ切換器1の切換管15を駆動し、他方では負荷時タップ切換器1のプリセクタ37を駆動するためのプリセクタ駆動機構150を駆動する。プリセクタ駆動機構150は第二の帯同体輪142を備えた第二の帯同体141を介して回転ピックアップ130の第二のカムホイール132を駆動する。回転ピックアップ130の回転ピックアップ歯車145は、直接あるいは中間歯車146を介して、軸方向にかつ不動に接続されて表示計器シャフト151に据えられた表示計器シャフト歯車152を駆動する。表示計器シャフト151は検出器200と機械的に連結されている。表示計器シャフト151の回転運動は検出器200により検出され、かつ電気信号に変換され、電気信号として出力される。さらに駆動入力シャフト9には運動検出器300が配置されている。運動検出器は例えばエンコーダシステムあるいはカム切換機構として構成されており、かつ駆動入力シャフト9の回転運動を検出し、従って間接的にモータ伝動装置5を介して電動モータ3の運動を検出する。

0035

図6は負荷時タップ切換器の蓋19の斜視図と、制御ユニット400への蓋の接続を示す。表示計器シャフト151は蓋19の(図示していない)開口部を通って案内され、従って検出器200は蓋19上に配置されることができる。蓋19上には、検出器200を収容するための検出器ハウジング240が形成されている。検出器ハウジング240は検出器ハウジングカバー241(図1参照)により開閉可能であり、従って蓋19を取外す必要なしに、検出器200は容易に手が届きやすく、場合によっては交換されることができる。同様に、運動検出器300は中間ハウジング14内に収容されている。制御線401を介して、検出器200、運動検出器300、電動モータ3は直接、あるいは電動モータ3のモータ制御部430および/またはモータ伝動装置5の伝動装置制御部450を介して、負荷時タップ切換器1を制御および/または調整するための制御ユニット400と接続されている。調整回路において、制御ユニット400は例えば電動モータ430を検出器200と運動検出器300の信号に基づいて調整する。

0036

図7と8は、本発明による負荷時タップ切換器1の切換位置を検出するための検出器200の実施形態の斜視図を示す。図7においてカムディスク211は切断された状態で示されている。検出器200は回路基板接点231を備えた電子回路基板230から成る。電子回路基板230はカム切換機構210を担持する。このカム切換機構210は複数の切換位置201、202、203を備えた少なくとも一つのカムディスク211と少なくとも一つのカム212から成る。少なくとも一つのカム212は、各切換位置201、202、203において取外し可能に接続可能である。回路基板230の上側232と(この斜視図では図示可能ではない)下側には、各々カムディスク211が一つずつ回転可能に支承されており、かつ負荷時タップ切換器伝動装置100の表示計器シャフト151と連結されている。切換管15の切換処理毎に、このカムディスク211は例えば1/20回転を行う。この回転の回転方向は、負荷時タップ切換器伝動装置100を用いてプリセレクタ37の位置から決定される。少なくとも一つのカムディスク211には、負荷時タップ切換器1の切換位置201を検出するための各々少なくとも一つのスイッチ220がこのようにして割当てられうる。このようにして各スイッチ220は少なくとも一つのカム212により作動可能である。

0037

さらに検出器はエンコーダシステム250を備えている。エンコーダシステム250は複数の摺動接点214と、回路基板230と不動に接続されている摺動体215とを備えている。少なくとも一つのカムディスク211の各切換位置201、202、203には、少なくとも一つの摺動接点214が形成されており、この摺動接点は摺動体215と電気的に連結可能である。負荷時タップ切換器1の切換位置を検出するには、本発明によるカムディスク211が検出器200内にあれば原理的に十分である。しかし検出器200は、信頼性の理由から第二のおよび場合によっては別のカムディスク211を余分に備えている。摺動体215は二つの隣接したカムディスク211に割当てられていることができる。
電子回路基板230は、例えば検出器2200により検出される切換位置201、202、203を一つの電子信号にさらに処理することができ、例えば増幅しおよび/またはデジタル化することができる。

0038

先に説明した実施形態の装置の特徴が、特許請求の範囲請求の範囲により定義される保護範囲を逸脱することなく、個別にかつ互いに組合されて、後に続く特許請求の範囲に記載された本発明による負荷時タップ切換器において使用されることができることは当業者には自明である。

0039

1負荷時タップ切換器、負荷セレクタ
2電動モータ
3モータ伝動装置
9駆動入力シャフト
12バネ機構
13動力貯蔵機構、エネルギー貯蔵機構
14中間ハウジング
15切換管
17 壁
18オイルタンク
19 蓋
21 底部
37プリセレクタ
39電気接点要素
100 負荷時タップ切換器伝動装置
101取付板
110回転変換器
111 第一の帯同体
112 第一の帯同体輪
113クランク
114ゼネバ駆動機構
115 駆動入力シャフト歯車
116回転ピックアップ歯車
120 ゼネバディスク
130 回転ピックアップ
131 第一のカムホイール
132 第二のカムホイール
140 プリセレクタ駆動機構
141 第二の帯同体
142 第二の帯同体輪
142 第二の帯同体輪
143 第三の帯同体
144 第三の帯同体輪
145 回転ピックアップ歯車
146中間歯車
150表示計器駆動装置
151 表示計器シャフト
200 切換位置検出器
201 切換位置
202 切換位置
210カムディスク
211 ディスク
212カム
213 突出部
214摺動接点
215摺動体
216アダプタ
217カウンタアプタ
220 スイッチ
221レバ
222電気接点
230回路基板
231 回路基板接点
240検出器ハウジング
241 検出器ハウジングカバー
250エンコーダシステム
300運動検出器
400制御ユニット
401電気制御線
430モータ制御部
450 伝動装置制御部
L1 相
L2 相
L3 相

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