BR112023003818B1 - Sistema de comutação para um comutador de derivação em carga,comutador de derivação em carga e método para comutar uma conexão de derivação de um comutador de derivação em carga - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE COMUTAÇÃO PARA UM COMUTADOR DE DERIVAÇÃO EM CARGA, COMUTADOR DE DERIVAÇÃO EM CARGA E MÉTODO PARA COMUTAR UMA CONEXÃO DE DERIVAÇÃO DE UM COMUTADOR DE DERIVAÇÃO EM CARGA. Sistema de comutação para um comutador de derivação em carga, comutador de derivação em carga e método para comutar uma conexão de derivação de um comutador de derivação em carga. Um sistema de comutação para um comutador de derivação em carga compreende: - um mecanismo de Genebra (120, 150), em que o mecanismo de Genebra (120, 150) compreende: - um anel giratório (122, 152) com um rebaixo (123, 153), - um conector (124, 154), o conector (124, 154) sendo giratório juntamente com o anel giratório (122, 152) para se conectar eletricamente com uma derivação (102, 103, 104, 105) do comutador de derivação (100), - uma roda motriz giratória (125, 155), em que a roda motriz (125, 155) compreende um disco de retenção (201) e uma alavanca (202), o disco de retenção (201) sendo giratório em volta de um eixo geométrico longitudinal (203) e em que a alavanca (202) é deslizável radial ao eixo geométrico longitudinal (203) em relação ao disco de retenção (201), e em que a alavanca (202) é acoplável com o rebaixo (123, 153) para girar o anel giratório (122, 152).

Description

[0001] Sistema de comutação para um comutador de derivação em carga, comutador de derivação em carga e método para comutar uma conexão de derivação de um comutador de derivação em carga.

[0002] A presente descrição diz respeito a um sistema de comutação para um comutador de derivação em carga, por exemplo, um sistema de comutação para comutar uma conexão de derivação do comutador de derivação em carga. A presente descrição diz respeito adicionalmente a um comutador de derivação em carga compreendendo tal sistema de comutação e um método para comutar uma conexão de derivação em particular ao usar um sistema de comutação descrito neste documento.

[0003] Comutadores de derivação em carga, por exemplo, são incorporados em transformadores de potência e regulam sua tensão em carga, isto é, sem interromper o fornecimento de energia para consumidores.

[0004] É desejável fornecer um sistema de comutação para um comutador de derivação em carga que seja confiável e que permita uma comutação fácil assim como um comutador de derivação em carga correspondente e um método correspondente para comutar uma conexão de derivação de um comutador de derivação em carga.

[0005] De acordo com uma modalidade um sistema de comutação para um comutador de derivação em carga compreende: - um mecanismo de Genebra, em que o mecanismo de Genebra compreende: - um anel giratório com um rebaixo, o anel giratório, - um conector, o conector sendo giratório juntamente com o anel giratório para se conectar eletricamente com uma derivação do comutador de derivação, - uma roda motriz giratória, em que a roda motriz compreende um disco de retenção e uma alavanca, o disco de retenção sendo giratório em volta de um eixo geométrico longitudinal e em que a alavanca é deslizável radial ao eixo geométrico longitudinal em relação ao disco de retenção, e em que a alavanca é acoplável com o rebaixo para girar o anel giratório.

[0006] O sistema de comutação permite uma aplicação de um mecanismo de Genebra em um comutador de derivação em carga. A alavanca que é deslizável em relação ao disco de retenção possibilita uma área ocupada pequena do mecanismo. Quando não necessário, por exemplo, quando a roda motriz funciona inativa e a alavanca está desa- coplada do rebaixo, a alavanca pode ser disposta para ser retraída de tal maneira que ela não se projeta, ou se projeta apenas ligeiramente, além do disco de retenção. Imediatamente antes de a alavanca acoplar com o rebaixo, a alavanca pode ser puxada para fora do disco de retenção de tal maneira que ela se projeta adicionalmente em comparação com a posição retraída. Durante rotação e enquanto acoplada ao rebaixo, a alavanca também desliza em relação ao disco de retenção para compensar as distâncias diferentes entre o disco de retenção e o rebaixo. A alavanca deslizável aumenta a liberdade para fornecer números diferentes de rebaixos. Por exemplo, números pequenos tais como três, quatro ou cinco rebaixos também são possíveis, os quais são espaçados comparavelmente afastados ao longo do anel giratório, por exemplo, por 72° ou menos. A alavanca estendida que se projeta do disco de retenção faz um acoplamento com um possível rebaixo espaçado ao lado.

[0007] De acordo com uma modalidade adicional o sistema de comutação compreende um eixo de acionamento. O eixo de acionamento é giratório em volta do eixo geométrico longitudinal para girar a roda motriz. O eixo de acionamento é disposto excentricamente em relação ao anel giratório. A alavanca é deslizável radial ao eixo geométrico longitudinal em relação ao eixo de acionamento. O movimento de deslocamento e movimento de deslizamento da alavanca igualam a disposição excêntrico da roda motriz no eixo de acionamento e o anel giratório. Isso capacita uma disposição economizador de espaço do eixo de acionamento com a roda motriz e a alavanca dentro do anel giratório.

[0008] De acordo com uma modalidade adicional o sistema de comutação compreende uma disposição de rolamentos para guiar o deslizamento da alavanca em relação ao disco de retenção. A disposição de rolamentos é configurada para guiar o movimento de deslocamento da alavanca em relação ao disco de retenção. Assim, o atrito entre a alavanca e o disco de retenção pode ser reduzido e desse modo as forças necessárias para deslocar a alavanca podem ser reduzidas.

[0009] De acordo com uma modalidade adicional, a disposição de rolamentos compreende uma pluralidade de rolamentos. Os rolamentos são dispostos na alavanca. Os rolamentos são acoplados à alavanca. Por exemplo, os rolamentos compreendem rolamentos de esferas que são dispostos para suportar a alavanca em relação ao disco de retenção e para guiar o movimento de deslocamento da alavanca.

[00010] De acordo com uma modalidade adicional, o sistema compreende um dispositivo de tensionamento. O dispositivo de tensiona- mento exerce uma força sobre a alavanca na direção para longe do eixo geométrico longitudinal. O dispositivo de tensionamento é disposto para empurrar a alavanca para sua posição estendida. A alavanca pode ser deslocada para sua posição retraída contra a força do dispositivo de tensionamento. Por exemplo, o dispositivo de tensionamento compreende uma mola helicoidal ou uma pluralidade de molas helicoidais. A mola helicoidal é fixada em uma extremidade à alavanca e na outra extremidade ao disco de retenção. Quando a mola contrai para sua posição neutra a alavanca é empurrada em uma direção para fora em relação ao disco de retenção. Quando a alavanca é empurrada em uma direção para dentro do disco de retenção, a mola helicoidal é estendida.

[00011] Alternativamente ou em adição ao dispositivo de tensiona- mento o sistema de comutação compreende, de acordo com uma modalidade adicional, uma disposição de guiamento. A disposição de gui- amento é configurada para guiar um movimento da alavanca para um estado no qual a alavanca fica desacoplada do rebaixo. Com a ajuda da disposição de guiamento é possível controlar a posição da alavanca em relação ao disco de retenção mesmo quando a alavanca não está acoplada com o rebaixo. Assim, por exemplo, é possível manter a alavanca na posição retraída quando a alavanca não é usada. Isso ajuda a fornecer o mecanismo com baixas exigências de espaço e de instalação. A disposição de guiamento é configurada para puxar a alavanca para sua posição estendida imediatamente antes de a alavanca acoplar com o rebaixo. Assim é possível acoplar a alavanca com o rebaixo em uma posição favorável em termos das forças que são necessárias para girar o anel giratório. Por exemplo, isso torna possível uma quantidade pequena de rebaixos, tal como cinco rebaixos ou menos.

[00012] Por exemplo, a disposição de guiamento compreende uma ranhura de guiamento e um pino. A ranhura de guiamento é instalada de tal maneira que a roda motriz é giratória em relação à ranhura de guiamento. Por exemplo, o anel giratório é também giratório em relação à ranhura de guiamento. O pino é fixado à alavanca e guiado na ranhura no estado no qual a alavanca está desacoplada do rebaixo. Desse modo o deslizamento da alavanca é guiado. Por exemplo, a ranhura de guia- mento se estende com uma distância maior a partir do eixo geométrico longitudinal em ambas as extremidades do que em uma parte intermediária. A parte intermediária da ranhura de guiamento é disposta mais perto do disco de retenção do que nas extremidades abertas da ranhura de guiamento. As extremidades abertas da ranhura de guiamento ficam espaçadas ao lado do disco de retenção e dispostas perto do anel giratório para habilitar um acoplamento e desacoplamento confiáveis da alavanca entre o rebaixo e a ranhura de guiamento.

[00013] De acordo com uma modalidade adicional, o disco de retenção compreende uma abertura de guiamento. A alavanca é suportada de modo deslizável na abertura de guiamento. Por exemplo, a disposição de rolamentos é posicionado para guiar o movimento da alavanca na abertura de guiamento. A abertura de guiamento habilita uma fixação segura da alavanca no disco de retenção e desse modo permite o movimento de deslocamento da alavanca em relação ao disco de retenção.

[00014] De acordo com uma modalidade adicional, o sistema de comutação compreende um mecanismo de Genebra adicional. Por exemplo, o mecanismo de Genebra adicional é configurado e projetado tal como o primeiro mecanismo de Genebra descrito neste documento. O mecanismo de Genebra e o mecanismo de Genebra adicional correspondem um ao outro em um modo em que cada mecanismo de Genebra compreende uma roda motriz giratória com um disco de retenção e uma alavanca deslizável. Por exemplo, o primeiro mecanismo de Genebra é disposto para conectar o respectivo conector a uma derivação em posições ímpares. O mecanismo de Genebra adicional, por exemplo, é disposto para conectar o respectivo conector às derivações em posições pares. Por exemplo, os respectivos anéis giratórios do mecanismo de Genebra e do mecanismo de Genebra adicional são girados alternadamente. O mecanismo de Genebra e o mecanismo de Genebra adicional, por exemplo, são dispostos deslocados axialmente um do outro. Por exemplo, o eixo de acionamento é disposto para girar as rodas motrizes de ambos os mecanismos de Genebra e o mecanismo de Genebra e o mecanismo de Genebra adicional são dispostos opostos axialmente um ao outro ao longo do eixo geométrico longitudinal do eixo de acionamento.

[00015] De acordo com uma modalidade, um comutador de derivação em carga compreende um sistema de comutação de acordo com pelo menos uma modalidade descrita neste documento. O comutador de derivação em carga compreende um alojamento. O sistema de comutação é disposto dentro do alojamento. O alojamento circunda o anel giratório coaxialmente. O comutador de derivação compreende a derivação e a derivação é fixada ao alojamento. Por exemplo, o comutador de derivação em carga compreende uma pluralidade de derivações, em particular quatro, cinco, seis, sete, oito, dez, onze, doze, treze, quatorze ou mais derivações. Por exemplo, o número de derivações é dividido igualmente em dois ou mais níveis e um mecanismo de Genebra é for-necido para cada nível de derivações. As derivações, por exemplo, são dispostas em disposições em forma de anéis que são deslocados axialmente uns dos outros.

[00016] De acordo com uma modalidade, um método para comutar uma conexão de derivação de um comutador de derivação em carga compreende: - girar uma roda motriz em volta de um eixo geométrico lon-gitudinal, a roda motriz compreendendo uma alavanca, - acoplar a alavanca a um rebaixo de um anel giratório, - girar o anel giratório acionado pela alavanca, e desse modo - girar um conector em relação a uma derivação do comutador de derivação em carga, e - deslizar a alavanca radial ao eixo geométrico longitudinal enquanto a alavanca é acoplada ao rebaixo.

[00017] De acordo com uma modalidade adicional, método compreende desacoplar a alavanca do rebaixo. Por exemplo, a alavanca é acoplada com uma ranhura de guiamento. A alavanca é deslizada radial ao eixo geométrico longitudinal enquanto a alavanca é desacoplada do rebaixo. A alavanca é guiada por causa de seu acoplamento com o rebaixo enquanto a alavanca é acoplada com o rebaixo. Por exemplo, a alavanca é guiada por causa de seu acoplamento com a ranhura de guiamento enquanto a alavanca é desacoplada do rebaixo. Alternativamente ou em adição, o dispositivo de tensionamento afeta a posição da alavanca em relação ao disco de retenção enquanto a alavanca é desa- coplada do rebaixo. Assim, um posicionamento definido da alavanca em relação ao disco de retenção é possível no estado estendido da alavanca assim como no estado retraído da alavanca.

[00018] Por exemplo, o método para comutar a conexão de derivação é executado com a ajuda do sistema de comutação descrito neste documento. Recursos e vantagens descritos com o sistema de comutação também se aplicam para o método e ao contrário.

[00019] A presente invenção será descrita adicionalmente com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[00020] A Figura 1 é uma vista esquemática de um comutador de derivação em carga de acordo com uma modalidade;

[00021] A Figura 2 é uma vista esquemática do comutador de derivação em carga de acordo com uma modalidade;

[00022] A Figura 3 é uma vista esquemática de uma parte de um sistema de comutação de acordo com uma modalidade; e

[00023] A Figura 4 é um fluxograma de um método para comutar uma conexão de derivação de acordo com uma modalidade.

[00024] Por todos os desenhos, componentes idênticos e componentes do mesmo tipo e efeito podem estar representados pelos mesmos números de referência.

[00025] A Figura 1 mostra uma modalidade exemplar de um comutador de derivação em carga 100 pelo menos em partes.

[00026] O comutador de derivação em carga é configurado para regulação da tensão de saída de um transformador de potência para níveis exigidos. Com a ajuda do comutador de derivação em carga as relações entre espiras do transformador podem ser alteradas. Um alojamento cilíndrico 101 circunda um sistema de comutação 110. As derivações 102 a 108 são dispostas em formas circulares no alojamento. Por exemplo, as derivações 102 a 108 são dispostas em dois círculos que são deslocados um do outro em relação a um eixo geométrico longitudinal do alojamento 101.

[00027] Um eixo de acionamento 140 é disposto dentro do alojamento 101. O eixo de acionamento 140 pode ser acionado por um motor ou outro acionador para girar em volta de seu eixo geométrico longitudinal. O eixo de acionamento 140 aciona um primeiro mecanismo de Genebra 120 e um mecanismo de Genebra adicional 150. O mecanismo de Genebra adicional 150 também pode ser referido como o segundo mecanismo de Genebra 150. O primeiro mecanismo de Genebra 120 e o mecanismo de Genebra adicional 150 são construídos no mesmo modo. Portanto, recursos e vantagens descritos em conexão com um dos mecanismos de Genebra 120, 150 se aplicam para o outro dos mecanismos de Genebra 120, 150.

[00028] O mecanismo de Genebra 120 compreende um suporte 121. O suporte 121 é imóvel em relação ao alojamento 101. O suporte é um elemento em forma de anel que é configurado e projetado para reter elementos adicionais do mecanismo de Genebra 120 quem pode girar em relação ao alojamento 101 e ao suporte 121.

[00029] O mecanismo de Genebra 120 compreende um anel giratório 122. O anel giratório 122 é acoplado ao suporte 121. O anel giratório 122 é suportado pelo suporte 121 de tal maneira que o anel giratório 122 é giratório em relação ao suporte 121. Desse modo, o anel giratório 122 é giratório em relação ao alojamento 101 e às derivações 102 a 106 igualmente. O alojamento 101, o suporte 121 e o anel giratório 122 são dispostos coaxialmente. O eixo de acionamento 140 é disposto excentricamente dentro do alojamento 101 deslocado para o eixo geométrico longitudinal em volta do qual o anel giratório 122 gira.

[00030] O anel giratório 122 compreende um anel condutor de corrente 129. O anel condutor de corrente 129 é feito de um material con- dutivo eletricamente e é configurado para conduzir corrente elétrica.

[00031] O anel giratório 122 compreende um anel de acionamento 130. O anel de acionamento 130 compreende uma pluralidade dos rebaixos 123. Por exemplo, o anel de acionamento 130 compreende tantos rebaixos 123 quanto as derivações 102 a 106 que são dispostas na linha correspondente no alojamento 101. Por exemplo, o anel de acionamento 130 compreende cinco rebaixos 123 e as cinco derivações 102 a 106 são dispostas na circunferência do anel de acionamento 130 no alojamento 101 (ver também a Figura 2). Por exemplo, os rebaixos 123 são formados em um anel de Genebra 132 que é parte do anel de acionamento 130. O anel de Genebra 132 compreende os rebaixos e é conectado a um anel intermediário 131 do anel de acionamento 130. Isso permite um desacoplamento do anel de Genebra 132 do anel condutor de corrente 129 e uma montagem fácil.

[00032] Os rebaixos 123 são abertos para um lado interno do anel giratório 122. Os rebaixos 123 penetram no anel giratório 122 a partir de um lado interno central. Assim, um mecanismo de Genebra interno 120 é concretizado.

[00033] O anel intermediário 131 é conectado mecanicamente ao anel condutor de corrente 129. O anel de Genebra 132 é conectado me- canicamente ao anel intermediário 131. O anel intermediário 131 é disposto entre o anel condutor de corrente 129 e o anel de Genebra 132.

[00034] Um conector 124 é conectado eletricamente e mecanicamente ao anel condutor de corrente 129. O conector 124 é configurado e projetado para acoplar com uma das respectivas derivações 102 a 106 para conduzir corrente elétrica entre o anel condutor de corrente 129 e a respectiva derivação 102 a 106. Ao girar o anel condutor de corrente 129 juntamente com o conector 124, o conector 124 pode ser conectado a uma derivação desejada das respectivas derivações 102 a 106.

[00035] A rotação do anel condutor de corrente 129 é causada por uma rotação do eixo de acionamento 140. A rotação do eixo de acionamento 140 é transmitida para o anel giratório 122 por meio de uma roda motriz 125. A roda motriz 125 é conectada ao eixo de acionamento 140 e gira juntamente com o eixo de acionamento 140. A roda motriz 125 compreende uma protuberância 126, por exemplo, na forma de uma alavanca 202 (ver as Figuras 2 e 3). A protuberância se projeta radialmente em relação ao eixo de acionamento 140. A protuberância 126 é configurada para interagir e encaixar com o rebaixo 123. Quando a protuberância encaixa com o rebaixo 123, o anel giratório 122 gira juntamente com a roda motriz 125. Desse modo o conector 124 é deslocado de uma derivação, por exemplo, a derivação 102, para a próxima derivação imediatamente adjacente, por exemplo, a derivação 103. Após a protuberância 126 deixar o rebaixo 123, o anel giratório 122 fica parado e a roda motriz 125 gira em relação ao anel giratório 122. A rotação da roda motriz 125 não é transmitida para o anel giratório 122. Assim, a roda motriz 125 gira uniformemente e o anel giratório 122 gira passo a passo entre posições específicas. Essas posições específicas correspondem às posições das derivações 102 a 106.

[00036] O segundo mecanismo de Genebra 150 é configurado em um mesmo modo.

[00037] O segundo mecanismo de Genebra 150 compreende um segundo suporte 151. O segundo suporte 151 é imóvel em relação ao alojamento 101. O segundo suporte é um elemento em forma de anel que é configurado e projetado para reter elementos adicionais do segundo mecanismo de Genebra 150 que podem girar em relação ao alojamento 101 e ao segundo suporte 151.

[00038] O segundo mecanismo de Genebra 150 compreende um segundo anel giratório 152. O segundo anel giratório 152 é acoplado ao segundo suporte 151. O segundo anel giratório 152 é suportado pelo segundo suporte 151 de tal maneira que o segundo anel giratório 152 é giratório em relação ao segundo suporte 151. Desse modo, o segundo anel giratório 152 é giratório em relação ao alojamento 101 e às derivações 102 a 107 igualmente. O alojamento 101, o segundo suporte 151 e o segundo o anel giratório 152 são dispostos coaxialmente. O eixo de acionamento 140 é disposto excentricamente dentro do alojamento 101 deslocado para o eixo geométrico longitudinal em volta do qual o segundo anel giratório 152 gira.

[00039] O segundo anel giratório 152 compreende um segundo anel condutor de corrente 159. O segundo anel condutor de corrente 159 é feito de um material condutivo eletricamente e é configurado para conduzir corrente elétrica.

[00040] O segundo anel giratório 152 compreende um segundo anel de acionamento 160. O segundo anel de acionamento 160 compreende uma pluralidade dos rebaixos 153. Por exemplo, o segundo anel de acionamento 160 compreende tantos rebaixos 153 quanto as derivações 107, 108 que são dispostas na linha correspondente no alojamento 101. Por exemplo, o segundo anel de acionamento 160 compreende cinco rebaixos 153 e cinco derivações 107, 108 são dispostas na circunferência do segundo anel de acionamento 160 no alojamento 101. Por exemplo, os rebaixos 153 são formados em um segundo anel de Genebra 162 que é parte do segundo anel de acionamento 160. O segundo anel de Genebra 162 compreende os rebaixos 153 e é conectado a um segundo anel intermediário 161 do segundo anel de acionamento 160. Isso permite um desacoplamento do segundo anel de Genebra 162 do segundo anel condutor de corrente 159 e uma montagem fácil.

[00041] Os rebaixos 153 são abertos para um lado interno do segundo anel giratório 152. Os rebaixos 153 penetram no segundo anel giratório 152 a partir de um lado interno central. Assim, um mecanismo de Genebra interno 150 é concretizado.

[00042] O segundo anel intermediário 161 é conectado mecanicamente ao segundo anel condutor de corrente 159. O segundo anel de Genebra 162 é conectado mecanicamente ao segundo anel intermediário 161. O segundo anel intermediário 161 é disposto entre o segundo anel condutor de corrente 159 e o segundo anel de Genebra 162.

[00043] Um segundo conector 154 é conectado eletricamente e me-canicamente ao segundo anel condutor de corrente 159. O segundo conector 154 é configurado e projetado para acoplar com uma das respectivas derivações 107, 108 para conduzir corrente elétrica entre o segundo anel condutor de corrente 159 e a respectiva derivação 107, 108. Ao girar o segundo anel condutor de corrente 159 juntamente com o segundo conector 154, o segundo conector 154 pode ser conectado a uma derivação desejada das respectivas derivações 107, 108.

[00044] A rotação do segundo anel condutor de corrente 159 é causada por uma rotação do eixo de acionamento 140. A rotação do eixo de acionamento 140 é transmitida para o segundo anel giratório 152 por meio de uma segunda roda motriz 155. A segunda roda motriz 155 é conectada ao eixo de acionamento 140 e gira juntamente com o eixo de acionamento 140. A segunda roda motriz 155 compreende uma segunda protuberância 156, por exemplo, na forma da alavanca 202. A segunda protuberância 156 se projeta radialmente em relação ao eixo de acionamento 140. A segunda protuberância 156 é configurada para interagir e encaixar com os rebaixos 153. Quando a segunda protuberância 156 encaixa com os rebaixo 153, o segundo anel giratório 152 gira juntamente com a segunda roda motriz 155. Desse modo o segundo conector 154 é deslocado de uma derivação, por exemplo, a derivação 107, para a próxima derivação imediatamente adjacente no nível correspondente. Após a segunda protuberância 156 deixar o rebaixo 153, o segundo anel giratório 152 fica parado e a segunda roda motriz 155 gira em relação ao segundo anel giratório 152. A rotação da segunda roda motriz 155 não é transmitida para o segundo anel giratório 152. Assim, a segunda roda motriz 155 gira uniformemente e o segundo anel giratório 152 gira passo a passo entre posições específicas. Essas posições específicas correspondem às posições das derivações correspondentes 107, 108.

[00045] A protuberância adicional 156 do segundo mecanismo de Genebra 150 é deslocada em relação à protuberância 126 do primeiro mecanismo de Genebra 120. Assim, o anel giratório 122 do primeiro mecanismo de Genebra 120 e o anel giratório adicional 152 do mecanismo de Genebra adicional 150 podem ser deslocados sucessivamente um após o outro. Quando a protuberância 126 encaixa com o rebaixo 123 e desloca o anel giratório 122, a protuberância adicional 156 funciona inativa e não desloca o anel giratório adicional 152. Após desconexão da protuberância 126 para fora do rebaixo 123, a protuberância adicional 156 encaixa com o rebaixo adicional 153 e o anel giratório adicional 152 desloca. Assim, é possível acionar o mecanismo de Genebra 120 e o mecanismo de Genebra adicional 150 com o mesmo eixo de acionamento 140. A roda motriz 125 e a roda motriz adicional 155 são conectadas ao eixo de acionamento 140 e deslocam de forma uniforme. Por exemplo, com o mecanismo de Genebra 120 os números pares das conexões do comutador de derivação 100 são conectáveis e com o me-canismo de Genebra adicional 150 os números ímpares das conexões do comutador de derivação 100 são conectáveis.

[00046] Mais que dois mecanismos de Genebra com anéis giratórios acionados por uma roda de acionamento do eixo de acionamento 140 são possíveis, por exemplo, três, quatro ou mais mecanismos de Genebra, tais como o mecanismo de Genebra 120.

[00047] A Figura 2 mostra uma vista superior esquemática do comutador de derivação em carga 100.

[00048] O sistema de comutação 110 é explicado adicionalmente em conexão com o mecanismo de Genebra 120. O mecanismo de Genebra adicional 150 é projetado e configurado de modo correspondente e as explicações também são aplicáveis ao segundo mecanismo de Genebra adicional 150.

[00049] A roda motriz 125 é girável em volta de um eixo geométrico longitudinal 203. O eixo geométrico longitudinal 203 é também o eixo geométrico longitudinal e o eixo geométrico de rotação do eixo de acionamento 140. A roda motriz 125 compreende um disco de retenção 201. O disco de retenção 201 é giratório juntamente com o eixo de acionamento 140.

[00050] A roda motriz 125 compreende adicionalmente a alavanca 202. A alavanca 202 se projeta radialmente do disco de retenção 201. A alavanca 202 é alinhada transversal ao eixo geométrico longitudinal 203. A alavanca 202 é acoplada com o disco de retenção 201, de tal maneira que a alavanca gira juntamente com o disco de retenção 201.

[00051] A alavanca 202 é deslocável e deslizável em relação ao disco de retenção 201 ao longo do eixo geométrico longitudinal 215 da alavanca. Assim é possível deslocar a alavanca 202 entre uma posição estendida (mostrada na Figura 2) e uma posição retraída. Na posição retraída, a alavanca 202 é disposta mais dentro do disco de retenção 201 e se projeta menos para fora do que na posição estendida.

[00052] Na posição estendida da alavanca 202, a alavanca 202 pode acoplar com o rebaixo 123. A rotação do disco de retenção 201 é transmitida para o anel giratório 122 por meio da alavanca 202. Assim, o conector 124 é móvel para uma próxima derivação, por exemplo, a derivação 103 na Figura 2. Após o movimento do conector 124 para uma próxima derivação, a alavanca 202 desacopla do rebaixo 123. Este estado está mostrado na Figura 2.

[00053] Durante a rotação da alavanca 202 juntamente com o anel giratório 122, a alavanca 202 é deslizada de sua posição estendida para sua posição retraída (em cerca de metade do caminho da rotação para deslocar o conector 124 para uma próxima derivação). Posteriormente, a alavanca 202 é novamente deslocada para sua posição estendida tal como mostrada na Figura 2 antes de a alavanca 202 desacoplar do rebaixo 123. Esse movimento de deslizamento da alavanca 202 é por causa do alinhamento excêntrico do eixo de acionamento 140 com o disco de retenção 201 e o anel giratório 122.

[00054] Após desacoplar do rebaixo 123, a alavanca 202 gira em modo inativo em relação ao anel giratório 122. Durante esse movimento inativo, a alavanca 202 é deslocada para sua posição retraída para economizar espaço dentro do alojamento 101.

[00055] Uma disposição de guiamento 210 é posicionado para guiar o movimento de deslizamento da alavanca 202 em relação ao disco de retenção 201 no estado no qual a alavanca 202 está desacoplada do rebaixo 123. A disposição de guiamento 202 é configurado para definir uma posição da alavanca 202 em relação ao disco de retenção 201 ao longo do eixo geométrico longitudinal 215 da alavanca 202.

[00056] Por exemplo, a disposição de guiamento 210 compreende uma ranhura de guiamento 211. A ranhura de guiamento 211 compre- ende um curso de tal maneira que a alavanca 202 pode acoplar na ranhura de guiamento 211 após desacoplar do rebaixo 123. Por exemplo, a alavanca 202 compreende um pino 212 (Figura 3) que é guiável na ranhura de guiamento 211. O curso da ranhura de guiamento 211 é projetado de tal maneira que a ranhura de guiamento 211 fica espaçada ao lado do eixo geométrico 203 mais distante nas extremidades 216, 217 do que em uma parte intermediária 218. A parte intermediária 218 da ranhura de guiamento 211 é disposta perto do disco de retenção 201 para puxar a alavanca 202 para dentro do disco de retenção 201. Ambas as extremidades 216, 217 da ranhura de guiamento 211 são posicionadas de tal maneira que a alavanca 202 pode facilmente e com segu-rança acoplar com o rebaixo 123 e desacoplar do rebaixo 123.

[00057] A Figura 3 mostra o disco de retenção 201 e a alavanca 202 em uma vista explodida de acordo com uma modalidade. A alavanca compreende o pino 212 que é guiável na ranhura de guiamento 211.

[00058] Além disso, o sistema de comutação 110 de acordo com a modalidade mostrada compreende um dispositivo de tensionamento 206. Também é possível de acordo com modalidades adicionais fornecer o sistema de comutação 110 sem o dispositivo de tensionamento 206 e deslocar a alavanca 202 em relação ao disco de retenção 201 apenas com a disposição de guiamento 210.

[00059] O dispositivo de tensionamento 206 compreende duas molas helicoidais 207. Também é possível ter apenas uma única mola helicoidal 207 ou mais que duas molas helicoidais 207. Uma extremidade 208 da mola 207 é acoplada com a alavanca 202, por exemplo, por meio de um pino. A outra extremidade 209 da mola 207 é fixada no disco de retenção 201, por exemplo, por meio de um pino adicional.

[00060] A mola 207 é disposta para exercer uma força sobre a alavanca 202 para empurrar a alavanca 202 para sua posição estendida protuberante. A alavanca 202 pode ser empurrada para dentro do disco de retenção 201 por uma força externa contra a força da mola 207 para a posição retraída da alavanca 202. Assim, o dispositivo de tensiona- mento 206 torna possível a alavanca 202 ficar na posição correta para acoplar com o rebaixo 123 para girar o anel giratório 122.

[00061] De acordo com modalidades, se o dispositivo de tensiona- mento 206 está presente ou não, a alavanca 202 é guiada em uma abertura de guiamento 213 do disco de retenção 201. A abertura de guia- mento 213 permite o deslocamento da alavanca 202 em relação ao disco de retenção 201 ao longo do eixo geométrico longitudinal 215 da alavanca 202. A abertura de guiamento 213 reduz ou impede outros movimentos da alavanca 202 em relação ao disco de retenção 201, por exemplo, juntamente com uma cobertura 214. A cobertura 214 e a abertura de guiamento 213 são projetadas de tal maneira que o movimento de deslizamento longitudinal da alavanca 202 é possível e que a alavanca 202 é retida firmemente pelo disco de retenção 201 e pela cobertura 214.

[00062] Uma disposição de rolamentos 204 é posicionado para possibilitar um movimento de deslizamento da alavanca 202 em relação ao disco de retenção 201 com atrito baixo. Por exemplo, a disposição de rolamentos 204 compreende um ou mais rolamentos 205, por exemplo, rolamentos de esferas. Os rolamentos 205 são fixados na alavanca 202 e reduzem atrito entre a alavanca 202 e a abertura de guiamento 213. Por exemplo, os rolamentos reduzem atrito entre a alavanca 202 e paredes laterais da abertura de guiamento 213. Alternativamente ou em adição, rolamentos adicionais reduzem atrito entre o fundo da abertura de guiamento 213 e a alavanca 202.

[00063] A Figura 4 mostra um fluxograma de um método para comutar uma conexão de derivação do comutador de derivação em carga 100 de acordo com uma modalidade. Em uma etapa S1 a roda motriz 125 é girada em volta do eixo geométrico longitudinal 203.

[00064] Em uma próxima etapa S2 a alavanca 202 acopla com o rebaixo 123 do anel giratório 122.

[00065] A rotação da alavanca 202 em volta do eixo geométrico longitudinal 203 do eixo de acionamento 140 gira o anel giratório 122 (etapa S3).

[00066] A rotação do anel giratório gira o conector 124 em relação ao alojamento 101 e resulta em uma mudança da derivação que está conectada com o conector 124.

[00067] Na etapa S4 a alavanca 202 desliza radial ao eixo geométrico longitudinal 203 ao longo do eixo geométrico longitudinal 215 da alavanca 202 enquanto a alavanca é acoplada ao rebaixo 123.

[00068] Por exemplo, após o conector 124 ser girado para a derivação desejada, a alavanca desacopla do rebaixo 123 (etapa S5). A alavanca 202 acopla com a ranhura de guiamento 211. A ranhura de guia- mento 211 guia a alavanca 202 enquanto o disco de retenção 201 gira em relação ao anel giratório 122 de tal maneira que a alavanca 202 desliza radial ao eixo geométrico longitudinal 203 enquanto a alavanca 202 está desacoplada do rebaixo 123.

[00069] A alavanca 202 que é móvel ao longo de seu eixo geométrico longitudinal 215 em relação ao disco de retenção 201 fornece um mecanismo telescópico para o mecanismo de Genebra interno 120, 150. A alavanca 202 é guiada dentro do disco de retenção 201 com a ajuda da disposição de rolamentos 204 e da ranhura de guiamento interna 211. Isso possibilita uma dimensão pequena e uma boa integração do sistema de comutação 110 no comutador de derivação em carga 100. A alavanca móvel 202 diminui a área ocupada total do sistema de comutação 110, enquanto que ainda permitindo a implementação do anel giratório acionado de Genebra 122, 152 com múltiplas posições.

[00070] O comutador de derivação em carga 100 com o mecanismo de Genebra 120, 150 reduz a complexidade dos mecanismos interco- nectados e aumenta a confiabilidade do sistema total. Os anéis giratórios 122, 152 giram independentemente por meio das respectivas rodas motrizes 125, 155 em volta da unidade de fase, por exemplo, a chave comutadora colocada estaticamente da fase do comutador de derivação em carga 100. O comutador de derivação 100 com o mecanismo de Genebra 120, 150 possibilita uma grande flexibilidade na seleção do número de posições individuais dos conectores 124, 154, por exemplo, também poucas posições tais como quatro posições ou um número maior tal como seis posições para cada conector 124, 154.

[00071] Os suportes 121, 151 e os anéis giratórios 122, 152 são colocados concentricamente dentro do cilindro de isolamento do comutador de derivação em carga 100. As operações de comutação entre todas as posições ímpares e pares do comutador de derivação 100, respectivamente o movimento do seletor, são executadas por meio das rodas motrizes 125, 155. O anel giratório 122 do primeiro mecanismo de Genebra 120 e a alavanca 202 da roda motriz 125 são deslocados angularmente em relação ao anel giratório adicional 152 e à alavanca adicional 202 da roda motriz adicional 155. Assim, ao executar uma operação de comutação ambos os anéis giratórios 122, 152 deslocam em um movimento subsequente e desse modo selecionam a posição de derivação pertinente.

[00072] O mecanismo de Genebra telescópico 120, 150 compreende o disco de retenção 201 com a ranhura de guiamento 211, a alavanca telescópica 202, o dispositivo de tensionamento opcional 206 e a cobertura 214. Enquanto encaixando com o anel giratório 122, a alavanca telescópica 202 está em sua posição externa máxima, transferindo uma força transmitida por meio do acoplamento da alavanca 202 com o rebaixo 123. Após esse encaixe a alavanca 202 é retraída de volta para dentro do disco de retenção 201. O movimento da alavanca 202 também pode ser guiado apenas pela disposição de guiamento 210 sem o dispositivo de tensionamento 206 ou apenas pelo dispositivo de tensiona- mento 206 sem a disposição de guiamento 210. Nas modalidades diferentes do sistema de comutação 110 a alavanca deslizável 202 torna possível um projeto compacto e confiável dos mecanismos de Genebra 120, 150. Números de referência 100 comutador de derivação em carga 101 alojamento 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108 derivação 110 sistema de comutação 120 mecanismo de Genebra 121 suporte 122 anel giratório 123 rebaixo 124 conector 125 roda motriz 126 protuberância 129 anel condutor de corrente 130 anel de acionamento 131 anel intermediário 132 anel de Genebra 133 montagem 140 eixo de acionamento 150 mecanismo de Genebra adicional 151 suporte adicional 152 anel giratório adicional 153 rebaixo adicional 154 conector adicional 155 roda motriz adicional 156 protuberância adicional 159 anel condutor de corrente adicional 160 anel de acionamento adicional 161 anel intermediário adicional 162 anel de Genebra adicional 201 disco de reten0ção 202 alavanca 203 eixo geométrico 204 disposição de rolamentos 205 rolamento 206 dispositivo de tensionamento 207 mola helicoidal 208, 209 extremidade da mola 210 disposição de guiamento 211 ranhura de guiamento 212 pino 213 abertura de guiamento 214 cobertura 215 eixo geométrico longitudinal da alavanca 216, 217 extremidade 218 parte intermediária S1-S5 etapas de método

Claims (13)

1. Sistema de comutação para um comutador de derivação em carga, caracterizado pelo fato de que compreende: - um mecanismo de Genebra (120, 150), em que o mecanismo de Genebra (120, 150) compreende: - um anel giratório (122, 152) com um rebaixo (123, 153), - um conector (124, 154), o conector (124, 154) sendo giratório juntamente com o anel giratório (122, 152) para se conectar eletricamente com uma derivação (102, 103, 104, 105) do comutador de derivação (100), - uma roda motriz giratória (125, 155), em que a roda motriz (125, 155) compreende um disco de retenção (201) e uma alavanca (202), o disco de retenção (201) sendo giratório em volta de um eixo geométrico longitudinal (203) e em que a alavanca (202) é deslizável radial ao eixo geométrico longitudinal (203) em relação ao disco de retenção (201), e em que a alavanca (202) é acoplável com o rebaixo (123, 153) para girar o anel giratório (122, 152).

2. Sistema de comutação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: - um eixo de acionamento (140), o eixo de acionamento (140) sendo giratório em volta do eixo geométrico longitudinal (203) para girar a roda motriz (125, 155), em que o eixo de acionamento (140) é disposto excentricamente ao anel giratório (122, 152), e em que a alavanca (202) é deslizável radial ao eixo geométrico longitudinal (203) em relação ao eixo de acionamento (140).

3. Sistema de comutação de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que compreende: - uma disposição de rolamentos (204) para guiar o deslizamento da alavanca (202) em relação ao disco de retenção (201).

4. Sistema de comutação de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a disposição de rolamentos (204) compreende uma pluralidade de rolamentos (205), os rolamentos (205) sendo dispostos na alavanca (202).

5. Sistema de comutação de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo de tensionamento (206), o dispositivo de tensionamento (206) exercendo uma força sobre a alavanca (202) na direção para longe do eixo geométrico longitudinal (203).

6. Sistema de comutação de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de tensionamento (206) compreende uma mola helicoidal (207), em que a mola helicoidal (207) é fixada em uma extremidade (208) à alavanca (202) e na outra extremidade (209) ao disco de retenção (201).

7. Sistema de comutação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que compreende uma disposição de guiamento (210), a disposição de guiamento (210) sendo configurado para guiar um movimento da alavanca (202) em um estado no qual a alavanca (202) está desacoplada do rebaixo (123, 153).

8. Sistema de comutação de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a disposição de guiamento (210) compreende uma ranhura de guiamento (211) e um pino (212), em que a roda motriz (125, 155) é giratória em relação à ranhura de guiamento (211), e em que o pino (212) é fixado à alavanca (202) e guiado na ranhura de guiamento (211) no estado no qual a alavanca (202) está de- sacoplada do rebaixo (123, 153) para guiar o deslizamento da alavanca (202).

9. Sistema de comutação de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o disco de retenção (201) compreende uma abertura de guiamento (213), a alavanca sendo suportada de modo deslizável na abertura de guiamento (213).

10. Sistema de comutação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que compreende: - um mecanismo de Genebra adicional (120, 150) que corresponde ao mecanismo de Genebra (120, 150), em que o mecanismo de Genebra (120, 150) e o mecanismo de Genebra adicional (120, 150) são dispostos deslocados axialmente um do outro.

11. Comutador de derivação em carga, caracterizado pelo fato de que compreende: - um sistema de comutação (110) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, - um alojamento (101), o sistema de comutação (110) sendo disposto dentro do alojamento (101) e o alojamento (101) circundando o anel giratório (122, 152) coaxialmente, - a derivação (102, 103, 104, 105), a derivação (102, 103, 104, 105) sendo fixada ao alojamento (101).

12. Método para comutar uma conexão de derivação de um comutador de derivação em carga (100), caracterizado pelo fato de que compreende: - girar uma roda motriz (125, 155) em volta de um eixo geométrico longitudinal (203), a roda motriz (125, 155) compreendendo uma alavanca (202), - acoplar a alavanca (202) a um rebaixo (123, 153) de um anel giratório (122, 152), - girar o anel giratório (122, 152) acionado pela alavanca (202), e desse modo - girar um conector (124, 154) em relação a uma derivação (102, 103, 104, 105) do comutador de derivação em carga (100), e - deslizar a alavanca (202) radial ao eixo geométrico longitudinal (203) enquanto a alavanca (202) é acoplada ao rebaixo (123, 153).

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende: - desacoplar a alavanca (202) do rebaixo (123, 153), e - deslizar a alavanca (202) radial ao eixo geométrico longitudinal (203) enquanto a alavanca (202) está desacoplada do rebaixo (123, 153).