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分接开关电动机构的改进 |
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| 分接开关电动机构的改进 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-26 14:35:35  |
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腾龙公司采用2项国家专利技术成功开发出了无励磁圆型电动分接开关。与同类老结构方形电动分接开关相比，圆型电动分接开关存在以下不足：①变压器安装开孔大，受力不均匀。由于其电动机构结构较复杂，结构件较多，必需布置在一个方形体积内，因此其在变压器箱盖上的方形安装法兰也要求开孔呈方形。方形开孔面积较大，四个角应力集中，箱盖受力不均衡，也增加了密封圈的周长，因此密封性不如圆形开孔的好。②有传动噪音。由于其电动机构中直齿轮付的存在，且转速较高，又无充分润滑，因此磨损间隙较大，常有噪声伴随，污染操作环境。③档位精准度低。其电动机构中采用外接式平面传动槽轮机构，由于结构的局限性，槽轮轴不在机构中心轴线上，因此必须用一对齿轮付引导传动到开关主轴。齿轮付啮合间隙的存在，势必使开关动、定触头接触档位偏差增大，往往造成档位偏角超差。④变换档位少。分接开关的传动档位取决于其电动机构的外接槽轮，由于方形电动分接开关直径很小，在其周围安排的槽口数不可能很多，也就限制了分接开关变换档位的数量（最多不超过13档）。使要求变换档位较多的精细调、正反调等方式在方形电动分接开关上难以实现。⑤外形尺寸大，不够美观。方形电动机构传动环节多，结构体积大，外形不够美观，质量也较重，加大了材料成本和运输成本。圆型电动分接开关克服了以上方型电动机构的不足，具有可靠性能高、精度到位和结构优秀等优点，它是方形电动分接开关的更新换代产品。
1 圆型电动机构基本结构
圆型电动机构基本结构如图1所示。
图1中，减速装置3固定在箱体外罩6的上方，处于碗形槽轮4之中，而碗形槽轮4固联在中心主轴2的上端，其碗状侧壁上口间隔开有若干组开口槽，开口槽的数量应与分接开关档位数相对应；减速机构3输出轴端联接拨槽件5，拨槽件5与碗形槽轮4组成槽轮机构。在碗形槽轮4侧壁外圆上制有开关档位显示标志，箱体6侧壁开设档位观察窗8，箱体6另处侧壁开手柄操作孔，旋下其上拧装的丝堵7，插入手柄可以摇转拨槽件5，实现手动操作分接开关调档换位。其碗形槽轮4下端是档位控制装置1，可以操控电动机构的动作，实现电动开关的档位变换调整。研制并实现圆型电动机构的关键结构是碗形槽轮。
1—档位控制装置；2—中心主轴；3—减速装置；
4—碗形槽轮；5—拨槽件；6—箱体；
7—丝堵；8—档位观察窗
图1 圆型电动机构基本结构
2 碗形槽轮
2.1 碗形槽轮的基本结构
碗形槽轮在圆型电动分接开关结构里位置居中，直接带动主轴传递动作。碗形槽轮的机构传动原理见图2。
1—拨槽件；1 - 1—减速装置的主动轴；
1 - 2—定位半弧；1 - 3—旋转摇臂；
1 - 4—拨叉轴；1 - 5—轴套；2—碗形槽轮
图2 碗形槽轮的机构传动原理图
图2中，机构中的拨槽件1由减速装置的主动轴1 - 1、定位半弧1 - 2、旋转摇臂1 - 3、拨叉轴1 - 4和轴套1 - 5构成，其中主动轴1 - 1、定位半弧1 - 2和旋转摇臂1 - 3固接在一起，拨叉轴1 - 4和旋转摇臂1 - 3也固接在一起。槽轮2呈圆桶状（或部分球面）碗形，其拨转槽U和定位半弧凹槽间隔分布在碗形侧壁的圆周端口上。
2.2 工作过程
当拨槽件1以角速度ω1匀速转动时就拨转圆桶状（或部分球面）碗形槽轮以ω2变角速度转动，而当拨叉即将脱开拨转槽U时，拨槽件1的定位半弧R2已定位性切入碗形槽轮2下一档的定位圆半弧R′ 2，并起定档作用。往复转动，周而复始，满足变压器分接开关的间停式周期性换档调压的需要。
3 圆型电动分接开关的特点
圆型电动分接开关不但完全消除了方型电动开关的不足，而且还具有以下突出特点：
(1) 结构紧凑，圆整精致。主要体现在其减速机构可以布置在碗形槽轮的碗中，巧妙利用了有效空间，故使其圆整精致。新、老产品的外形尺寸对比见表1。
(2) 减少多余构件，提高可靠性。新、老电动分接开关电动机构零部件数量的对比见表2。
表1 新、老产品的外形尺寸对比
外部尺寸
电动机构
外罩/mm
安装法兰
孔位/mm
机构的最大外形
尺寸/mm
方形电动机构
370×370×218
410×410
440×440×243
圆形电动机构
300×200
330
366×216
外形缩小尺寸
径向小70， 高度低18
径向小80
径向小74， 高度低27 表2 新、老电动分接开关电动机构零部件数量的对比
零部件数量
主要部件数量 /个
零件数量 /个
零部件总数 /个
方型电动机构
35
294
329
圆型电动机构
17
172
189
数量差
18
122
140 从表2中不难发现，新、老产品零部件数量构成差距较大，主要构件圆型电动机构数量降低1倍多，零件数量和零部件总数则降低接近1倍。从而将使整体机构故障概率大幅度降低，可靠性更高。
(3) 圆型电动开关调压级数可达30档以上。其之所以能够在将开关做的这么小的情况下将调压级数增多，根本原因是发明的碗形槽轮机构。因为碗形槽轮直径可以设计得尽可能接近电动机构的最大外径尺寸，这就保证了碗形槽轮周长足够长，而开关各档的分接定位槽口恰恰是分布在其圆周上，故而调档级数可超30档以上。
(4) 圆型电动开关档位偏差可减少10倍。由于啮合轮系的间隙是按照齿轮之间半径比的倍率传递的，在圆型电动开关中，碗形槽轮半径远远大于外接槽轮半径，且取消了传动中的中间齿轮付。方型电动开关的间隙是圆型电动开关间隙的10倍，即Xfp/Xyp=10倍，故圆型电动开关的档位偏差可比方型电动开关小10倍。
(5) 圆型电动开关消除噪声源。圆型电动开关机构中已无方型电动开关机构中的直齿轮付的结构。消除了产生机构噪声之源。当开关工作时圆型电动机构中拨槽件的拨叉轴及其轴套以匀角速度ω1切入碗形槽轮U形槽口的接触瞬间，因为其旋转半径R1与U垂直槽壁垂直，即其旋转圆与U形槽壁相切，可知二者接触的切向相对初始速度为0，证明其拨槽件与碗形槽轮接触即刻无碰击，也使其平稳工作无震动噪音，而方型电动机构外接槽轮机构中，其拨槽件与槽轮U形槽口接触和脱离时都不相切，故相对速度不为0，必有碰击，发出噪音。
4 结束语
圆型电动开关电动机构采用了碗形槽轮，传动力臂长，所以还具有转矩大；同型号开关可以采用较小功率电机，在一定意义上达到节能的效果；加之其小巧精致也具有节材的社会效益。
又因其变换档位多，适用范围广，腾龙公司已将圆型电动开关扩展成立式笼型、卧式笼型、管型、条型等系列，并可进行线性调、单桥跨接、双桥跨接、D，y转换、串并联转换、正反调等型式。
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