CN105845401A - 变比精确可控的高压变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变比精确可控的高压变压器，包括：转子轴，其从变压器器身上端引出，所述转子轴的上端设置有转子齿轮；第一减速箱，其设置在所述器身的上端，所述第一减速箱上设置有电机，所述电机的输出轴与所述第一减速箱的输入轴连接，所述电机与所述变压器的控制器连接；电磁离合器，其选择性地连接所述转子齿轮和所述第一减速箱的输出轴，所述电磁离合器与所述控制器连接；电压采集器，其设置在所述变压器的输出端，所述电压采集器与所述控制器连接。本发明解决了可调变压器的变比无法精确可控的技术问题。

Description

变比精确可控的高压变压器

技术领域

本发明涉及一种高压可调变压器，更具体地说，本发明涉及一种变比精确可控的高压变压器。

背景技术

在高压输配电技术领域中，可调变压器有着举足轻重的作用，具体的，变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件有初级线圈、次级线圈、铁芯或磁芯，主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压等，按用途可分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合时变压器、整流变压器等等。现有的变压器虽然种类较多，但大都设计为特定变压的结构，对于一些特殊的领域，往往需要对变压器进行调节变压，一般的变压器则无法方便的实现，通过电机来控制转动转子轴，来改变定、转子相对电度角，以此来连续改变电压的输出大小，实现输入输出电压的变比调节。

而现有技术结构中的不足之处在于，电机驱动转子轴在变压器内部旋转，但电机的转动有惯性的作用，当变压器的输出电压达到预设值时，电机在惯性的作用下还会继续旋转，导致电压器的输出电压偏离预设电压，也就是造成了可调变压器的变比无法精确可控，限制了可调变压器在高电压技术领域中的推广应用。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是针对以上可调变压器的设计缺陷，提供一种变比精确可控的高压变压器，在变压器上设置有电磁离合器，通过电磁离合器来选择性地联动电机和转子轴，在控制器中设置变压器的预设电压，然后控制器控制电磁离合器联动电机和转子轴，电机驱动转子轴旋转来调整变压器的变比，同时电压采集器采集变压器的输出电压，当变压器的输出电压达到预设电压时，控制器控制电磁离合器与电机和转子轴脱离，转子轴迅速停止转动，避免转子轴超行程转动，实现了变压器精确的变比调节，本发明解决了可调变压器的变比无法精确可控的技术问题。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种变比精确可控的高压变压器，包括：

转子轴，其从变压器器身上端引出，所述转子轴的上端设置有转子齿轮；

第一减速箱，其设置在所述器身的上端，所述第一减速箱上设置有电机，所述电机的输出轴与所述第一减速箱的输入轴连接，所述电机与所述变压器的控制器连接；

电磁离合器，其选择性地连接所述转子齿轮和所述第一减速箱的输出轴，所述电磁离合器与所述控制器连接；

电压采集器，其设置在所述变压器的输出端，所述电压采集器与所述控制器连接；

第二减速箱，其架设在所述转子齿轮的上端，所述第二减速箱的输入端与手轮连接，所述第二减速箱的输出端伸缩设置有联动盘，所述联动盘选择性地与所述转子齿轮啮合连接。

优选的，所述电磁离合器垂直安装在所述器身的上端，所述电磁离合器包括底座和伸缩设置在所述底座中的活动端，所述活动端选择性地联动所述转子齿轮和所述第一减速箱输出轴。

优选的，所述底座中心设置有垂直腔，所述垂直腔外周的所述底座中设置有环形腔，所述环形腔中设置有第一弹簧，所述垂直腔的内侧壁上对称开设有若干个连通所述垂直腔和环形腔的垂直槽，所述底座的底部设置有与电源连接的绕组线圈，所述绕组线圈的电源开关与所述控制器连接。

优选的，所述活动端包括：

伸缩轴，其由磁性材料构成，所述伸缩轴活动设置在所述垂直腔中，所述伸缩轴的底部对称设置有若干个挡块，所述挡块活动设置在所述垂直槽中，且所述挡块按压在所述第一弹簧的上端，所述伸缩轴中心开设有轴孔，所述轴孔侧壁上设置有一环形凹槽；

离合齿轮，其中央下端设置有齿轮轴，所述齿轮轴转动设置在所述轴孔中，且所述齿轮轴下部设置有平滑轮，所述平滑轮转动设置在所述环形凹槽中，所述离合齿轮选择性地同时与所述转子齿轮和所述第一减速箱输出轴啮合连接。

优选的，所述第二减速箱内设置有啮合连接的第一齿轮和第二齿轮，所述手轮通过手轮轴与所述第一齿轮连接，所述第二齿轮的中心贯穿设置有花键轴，所述花键轴与所述第二齿轮啮合连接，所述花键轴垂直穿过所述第二减速箱，且所述花键轴在所述第二减速箱中可上下伸缩移动。

优选的，所述联动盘设置在所述花键轴的下端，所述转子齿轮的上表面设置有第一齿牙，所述联动盘的下表面设置有第二齿牙，所述第一齿牙和第二齿牙选择性地啮合连接。

优选的，所述联动盘的外周向下设置有限位机构，当所述联动盘与所述转子齿轮啮合连接时，所述限位机构包裹在所述转子齿轮的外周。

优选的，所述花键轴的上端设置有若干个挡片，所述挡片与所述第二减速箱上端之间的所述花键轴上设置有第二弹簧。

优选的，所述第二减速箱的上端活动设置有按压机构，当所述联动盘与所述转子齿轮啮合连接时，所述按压机构按压在所述花键轴的上端。

优选的，所述转子轴下端通过液压轴承支撑在所述器身的底部中央。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明通过电磁离合器的设置，实现了转子轴转动角度的精确控制，也就是实现了变压器变比的精确可调，避免了转子过行程转动，提高了可调变压器输出电压的精度；

2、还设置有手动调压机构，实现了手动地精确调压，避免在电机断电情况下变压器处于失控状态。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为电磁离合器与转子轴和电机处于联动状态下的变压器结构示意图；

图2为电磁离合器与转子轴和电机处于分离状态下的变压器结构示意图；

图3为联动盘与转子轴处于联动状态下的变压器结构示意图；

图4为所述电磁离合器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1-4所示，本发明提供一种变比精确可控的高压变压器，包括：

转子轴110，其从变压器器身100的上端引出，所述转子轴110的上端设置有转子齿轮111，通过转动转子齿轮111来转动转子轴，进而改变定、转子的相对电度角，以此来调整变压器的输出电压值；

第一减速箱300，其设置在所述器身100的上端，所述第一减速箱300上设置有用于驱动转子轴旋转的电机200，所述电机200的输出轴与所述第一减速箱300的输入轴连接，所述电机200与所述变压器的控制器连接；

电磁离合器400，其垂直安装在所述器身100的上端，所述转子齿轮111与第一减速箱的输出轴310水平间隔设置，所述电磁离合器400设置在所述转子齿轮111与第一减速箱输出轴310之间的器身100上，且所述电磁离合器400选择性地连接所述转子齿轮111和所述第一减速箱输出轴310，以此使得电机与转子轴联动，所述电磁离合器400与所述控制器连接；

电压采集器，图中未示出，其设置在所述变压器的输出端，用于采集变压器的输出电压，所述电压采集器与所述控制器连接，将实时采集的变压器输出电压反馈到控制器中。

具体的，本发明提供一种变比精确可控的高压变压器，变压器调压前，在控制器中设置变压器的预设电压，随后控制器控制电磁离合器同时与所述转子齿轮111和第一减速箱输出轴310联动，控制器控制电机转动，驱动转子轴110转动改变定、转子的电度角，同时，电压采集器实时采集变压器的输出电压，并反馈到控制器中，当变压器的输出电压达到预设电压时，控制器控制电磁离合器与所述转子齿轮111以及第一减速箱输出轴310脱离，并控制电机停止转动，此时，转子轴110与电机200脱离，并迅速停止转动，避免了转子轴在电机惯性运动下继续转动而导致输出电压偏离预设电压，实现了变压器精确的变比调节。当需要再次调节变压器变比时，按上述过程继续控制电磁离合器和电机的运动过程。由此可见，本发明在变压器上设置有电磁离合器，通过电磁离合器来选择性地联动电机和转子轴，在控制器中设置变压器的预设电压，然后控制器控制电磁离合器联动电机和转子轴，电机驱动转子轴旋转来调整变压器的变比，同时电压采集器采集变压器的输出电压，当变压器的输出电压达到预设电压时，控制器控制电磁离合器与电机和转子轴脱离，转子轴迅速停止转动，避免转子轴超行程转动，实现了变压器精确的变比调节，有效解决了可调变压器的变比无法精确可控的技术问题。

同时，本发明的变压器还包括第二减速箱500，其架设在所述转子齿轮111的上端，所述第二减速箱500的输入端与手轮580连接，所述第二减速箱500的输出端伸缩设置有联动盘570，所述联动盘570选择性地与所述转子齿轮111啮合连接。当电机突发断电或失灵时，变压器的变比无法调整，此时可以通过第二减速箱来手动控制变压器的变比。同时，当变压器重新起动接入到电路中时，可以手动控制变压器的变比，避免输出电压过高损坏线路中的设备。由此可见，通过手动调压机构，实现了手动地精确调压，避免在电机断电情况下变压器处于失控状态，起到了线路安全保护作用。

一种实施例中，如图4所示，所述电磁离合器400包括底座和伸缩设置在所述底座中的活动端，控制活动端在底座中活动，即可实现所述活动端选择性地联动所述转子齿轮111和所述第一减速箱输出轴310。

另一种实施例中，如图4所示，所述底座中心设置有垂直腔470，所述垂直腔470外周的所述底座中设置有环形腔440，所述环形腔440中设置有第一弹簧450，所述垂直腔470的内侧壁上对称开设有若干个连通所述垂直腔和环形腔的垂直槽，所述底座的底部设置有与电源连接的绕组线圈460，所述绕组线圈460的电源开关与所述控制器连接。

所述活动端包括：

伸缩轴420，其由磁性材料构成，所述伸缩轴420活动设置在所述垂直腔470中，所述伸缩轴420的底部对称设置有若干个挡块421，所述挡块421活动设置在所述垂直槽中，且所述挡块421按压在所述第一弹簧450的上端，所述伸缩轴420中心开设有轴孔，所述轴孔侧壁上设置有一环形凹槽；

离合齿轮410，其中央下端设置有齿轮轴430，所述齿轮轴430转动设置在所述轴孔中，且所述齿轮轴430下部设置有平滑轮431，所述平滑轮431转动设置在所述环形凹槽中，使得齿轮轴430限制在轴孔中转动，避免齿轮轴430在轴孔中上下相对移动，控制所述伸缩轴420在所述垂直腔470中伸缩运动，即可实现所述离合齿轮410选择性地同时与所述转子齿轮和所述第一减速箱输出轴啮合连接。

具体的，通常所述绕组线圈460处于得电状态，将由磁性材料构成的伸缩轴420向下吸住，压缩第一弹簧，所述离合齿轮410与所述转子齿轮111以及第一减速箱输出轴310脱离，在变压器调压前，在控制器中设置变压器的预设电压，随后控制器控制绕组线圈460失电，在第一弹簧弹力的作用下，伸缩轴420在垂直腔470向上运动，推动离合齿轮410向上运动，直至离合齿轮410同时与所述转子齿轮111和第一减速箱输出轴310联动，此时控制器控制电机转动，驱动转子轴110转动改变定、转子的电度角，同时，电压采集器实时采集变压器的输出电压，并反馈到控制器中，当变压器的输出电压达到预设电压时，控制器控制绕组线圈460得电，绕组线圈460将伸缩轴420向下吸住，压缩第一弹簧，伸缩轴420在垂直腔470向下运动，拉动离合齿轮410向下运动，直至离合齿轮410同时与所述转子齿轮111和第一减速箱输出轴310脱离，并控制电机停止转动，此时，转子轴110与电机200脱离，并迅速停止转动，避免了转子轴在电机惯性运动下继续转动而导致输出电压偏离预设电压，实现了变压器精确的变比调节。

另一种实施例中，所述第二减速箱500内设置有啮合连接的第一齿轮520和第二齿轮510，所述手轮580通过手轮轴530与所述第一齿轮520连接，所述第二齿轮510的中心贯穿设置有花键轴540，所述花键轴540与所述第二齿轮510的中心啮合连接，所述花键轴垂直穿过所述第二减速箱500，且所述花键轴540在所述第二减速箱500中可上下伸缩移动。具体的，所述花键轴540的上端设置有若干个挡片，所述挡片与所述第二减速箱上端之间的所述花键轴540上套设有第二弹簧550，所述联动盘570设置在所述花键轴540的下端，且所述转子齿轮111的上表面设置有第一齿牙，所述联动盘570的下表面设置有第二齿牙，所述第一齿牙和第二齿牙选择性地啮合连接。正常位置时，在第二弹簧550的作用下，所述联动盘570与所述转子齿轮111脱离，当需要手动控制变压器变比时，手动按下花键轴540，将所述联动盘570按压在所述转子齿轮111上，使得所述第一齿牙和第二齿牙选择性地啮合连接，此时，转动手轮580即可实现对转子轴110的转动，实现变比调节。

另一种实施例中，所述联动盘570的外周向下设置有限位机构571，当所述联动盘570与所述转子齿轮111啮合连接时，所述限位机构571包裹在所述转子齿轮111的外周，可以限制离合齿轮410向上运动的空间，避免在所述联动盘570与所述转子齿轮111啮合连接时，离合齿轮410向上运动到联动位置；同时，当离合齿轮410向上运动到联动位置时，由于限位机构571的阻挡，所述联动盘570也无法移动到与所述转子齿轮111啮合连接的位置。

另一种实施例中，所述第二减速箱500的上端活动设置有按压机构560，当按下花键轴540使得所述联动盘570与所述转子齿轮111啮合连接时，转动所述按压机构使得按压机构按压在所述花键轴540的上端，避免在第二弹簧的作用下向上弹起而导致联动盘570与所述转子齿轮111脱离，当需要将联动盘570与所述转子齿轮111脱离时，转动按压机构560使得其与花键轴540脱离即可。

另一种实施例中，所述转子轴110下端通过液压轴承120支撑在所述器身的底部中央，液压轴承120有效降低了转子轴的转动摩擦阻力，同时减少了轴承与转子轴的磨损，进一步提高了转子轴转动精确度，从而提高变压器的调压精确度。

由上所述，本发明通过电磁离合器的设置，实现了转子轴转动角度的精确控制，也就是实现了变压器变比的精确可调，避免了转子过行程转动，提高了可调变压器输出电压的精度；同时，本发明的变压器还设置有手动调压机构，实现了手动地精确调压，避免在电机断电情况下变压器处于失控状态。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种变比精确可控的高压变压器，其特征在于，包括：

转子轴，其从变压器器身上端引出，所述转子轴的上端设置有转子齿轮；

第一减速箱，其设置在所述器身的上端，所述第一减速箱上设置有电机，所述电机的输出轴与所述第一减速箱的输入轴连接，所述电机与所述变压器的控制器连接；

电磁离合器，其选择性地连接所述转子齿轮和所述第一减速箱的输出轴，所述电磁离合器与所述控制器连接；

电压采集器，其设置在所述变压器的输出端，所述电压采集器与所述控制器连接；

第二减速箱，其架设在所述转子齿轮的上端，所述第二减速箱的输入端与手轮连接，所述第二减速箱的输出端伸缩设置有联动盘，所述联动盘选择性地与所述转子齿轮啮合连接。

2.如权利要求1所述的变比精确可控的高压变压器，其特征在于，所述电磁离合器垂直安装在所述器身的上端，所述电磁离合器包括底座和伸缩设置在所述底座中的活动端，所述活动端选择性地联动所述转子齿轮和所述第一减速箱输出轴。

3.如权利要求2所述的变比精确可控的高压变压器，其特征在于，所述底座中心设置有垂直腔，所述垂直腔外周的所述底座中设置有环形腔，所述环形腔中设置有第一弹簧，所述垂直腔的内侧壁上对称开设有若干个连通所述垂直腔和环形腔的垂直槽，所述底座的底部设置有与电源连接的绕组线圈，所述绕组线圈的电源开关与所述控制器连接。

4.如权利要求3所述的变比精确可控的高压变压器，其特征在于，所述活动端包括：

伸缩轴，其由磁性材料构成，所述伸缩轴活动设置在所述垂直腔中，所述伸缩轴的底部对称设置有若干个挡块，所述挡块活动设置在所述垂直槽中，且所述挡块按压在所述第一弹簧的上端，所述伸缩轴中心开设有轴孔，所述轴孔侧壁上设置有一环形凹槽；

离合齿轮，其中央下端设置有齿轮轴，所述齿轮轴转动设置在所述轴孔中，且所述齿轮轴下部设置有平滑轮，所述平滑轮转动设置在所述环形凹槽中，所述离合齿轮选择性地同时与所述转子齿轮和所述第一减速箱输出轴啮合连接。

5.如权利要求4所述的变比精确可控的高压变压器，其特征在于，所述第二减速箱内设置有啮合连接的第一齿轮和第二齿轮，所述手轮通过手轮轴与所述第一齿轮连接，所述第二齿轮的中心贯穿设置有花键轴，所述花键轴与所述第二齿轮啮合连接，所述花键轴垂直穿过所述第二减速箱，且所述花键轴在所述第二减速箱中可上下伸缩移动。

6.如权利要求5所述的变比精确可控的高压变压器，其特征在于，所述联动盘设置在所述花键轴的下端，所述转子齿轮的上表面设置有第一齿牙，所述联动盘的下表面设置有第二齿牙，所述第一齿牙和第二齿牙选择性地啮合连接。

7.如权利要求6所述的变比精确可控的高压变压器，其特征在于，所述联动盘的外周向下设置有限位机构，当所述联动盘与所述转子齿轮啮合连接时，所述限位机构包裹在所述转子齿轮的外周。

8.如权利要求7所述的变比精确可控的高压变压器，其特征在于，所述花键轴的上端设置有若干个挡片，所述挡片与所述第二减速箱上端之间的所述花键轴上设置有第二弹簧。

9.如权利要求8所述的变比精确可控的高压变压器，其特征在于，所述第二减速箱的上端活动设置有按压机构，当所述联动盘与所述转子齿轮啮合连接时，所述按压机构按压在所述花键轴的上端。

10.如权利要求1所述的变比精确可控的高压变压器，其特征在于，所述转子轴下端通过液压轴承支撑在所述器身的底部中央。