CN107946055A - 一种基于角位移控制的双转子结构调压装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于角位移控制的双转子结构调压装置,包括转动设置的一次绕组和二次绕组,一次绕组位于二次绕组外周,调压装置本体内侧壁上间隔设置有三个导电环,各个导电环分别与一次绕组对应的相线导电连接,底座设置在调压装置本体下端,转子轴底部转动设置在底座中心,底座上端中心开设有一凹槽,凹槽内径不小于转动底板外径,转子轴下端外周设置有固定齿轮,固定齿轮外周设置有离合齿轮,转子轴与转动底板选择性联动;第一驱动机构与离合齿轮连接,第二驱动机构设置在转子轴上端,第三驱动机构与一次绕组转动连接,其中,二次绕组上设置有读数头和角位移球栅尺。本发明解决了调压装置输出电压调不准的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种变压器,更具体地说,本发明涉及一种基于角位移控制的双转子结构调压装置。
背景技术
在低压和特低压输变电中,变压器是不可代替的器件,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,定子为变压器的一次绕组,转子为变压器的二次绕组,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,需要通过改变转子轴的转动角度来改变变压器的输出电压,这种结构的变压器,通常变压器的输出电压电压采集器采集后反馈至控制器中,当采集到输出电压达到预设电压时,往往转子轴由于惯性而会继续转动直至停止转动,至此,导致输出电压偏离预设值,对外接电器设备的使用造成不良影响。
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,提供一种基于角位移控制的双转子结构调压装置,一次绕组和二次绕组都能够转动,形成一种双转子结构的调压装置,通过改变调压装置一次绕组和二次绕组之间的电度角来调整调压装置输出电压,同时,通过角位移球栅尺来监测二次绕组的转动角度,从而直接控制二次绕组的转动角度,当二次绕组转动到预设位置附近时,通过调整一次绕组的位置,最终使得调压装置的输出电压调整到位,实现了调压装置输出电压的精确调节,本发明解决了调压装置输出电压调不准的技术问题。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点,提供了一种基于角位移控制的双转子结构调压装置,包括:
调压装置本体,其内外周纵向设置有一可旋转的桶形支架,所述桶形支架由绝缘材料制成,所述桶形支架上设置有一次绕组,所述调压装置本体下端盖上以一转动底板封闭,所述调压装置本体内部中心转动设置有一转子轴,所述转子轴上绕设有二次绕组,所述一次绕组位于所述二次绕组外周,所述转子轴分别从调压装置本体上、下两端中心引出,所述调压装置本体内侧壁上间隔设置有三个导电环,各个导电环之间绝缘设置,其中第一导电环与所述一次绕组的第一相线导电连接,第二导电环与所述一次绕组的第二相线导电连接,第三导电环与所述一次绕组的第三相线导电连接;
第一相高压引出端,其从所述调压装置本体侧壁引出,所述第一相高压引出端与所述第一导电环导电连接;
第二相高压引出端,其从所述第一相高压引出端下端的所述调压装置本体侧壁引出,所述第二相高压引出端与所述第二导电环导电连接;
第三相高压引出端,其从所述第二相高压引出端下端的所述调压装置本体侧壁引出,所述第三相高压引出端与所述第三导电环导电连接;
第一相低压引出端,其从所述调压装置本体侧壁引出,所述第一相低压引出端位于所述第一相高压引出端的相对侧壁上,所述第一相低压引出端与所述二次绕组的第一相线导电连接;
第二相低压引出端,其从所述第一相低压引出端下端的所述调压装置本体侧壁引出,所述第二相低压引出端与所述二次绕组的第二相线导电连接;
第三相低压引出端,其从所述第二相低压引出端下端的所述调压装置本体侧壁引出,所述第三相低压引出端与所述二次绕组的第三相线导电连接;
底座,其设置在所述调压装置本体下端,所述转子轴底部转动设置在所述底座中心,所述底座上端中心开设有一凹槽,所述凹槽内径不小于所述转动底板外径,所述转子轴下端外周设置有固定齿轮,所述转动底板下表面中心设置有一离合齿轮,所述离合齿轮活动设置在所述固定齿轮的外周,且所述离合齿轮与所述固定齿轮选择性联动;
第一驱动机构,其设置在所述凹槽内,所述第一驱动机构与所述离合齿轮驱动连接,所述第一驱动机构与所述调压装置的控制器连接;以及
第二驱动机构,其设置在所述转子轴上端,所述第二驱动机构的输出轴与所述转子轴转动连接,所述第二驱动机构与所述控制器连接;
其中,所述桶形支架下部转动设置在所述转动底板的外周,且所述桶形支架下端从所述调压装置本体下端盖下端引出,所述转动底板下端设置有一与所述桶形支架下端转动连接的第三驱动机构,所述桶形支架上端从所述调压装置本体上端盖上端引出,且所述桶形支架上端设置有一环形的角位移球栅尺,所述角位移球栅尺上活动套设有一读数头,所述读数头的输出端与所述控制器连接,所述读数头内侧壁通过一横杆同步设置在所述转子轴上。
优选的,所述一次绕组的各个相线通过第一接触头与相应的导电环导电连接,所述第一接触头底部固定连接在所述一次绕组的各个相线外侧的引出端上,所述第一接触头的外侧端与所述导电环内侧壁滑动导电接触。
优选的,所述二次绕组外周间隔设置有三个环形导电座,各个环形导电座与所述二次绕组同心间隔设置,其中第一环形导电座与所述二次绕组的第一相线导电连接,第二环形导电座与所述二次绕组的第二相线导电连接,第三环形导电座与所述二次绕组的第三相线导电连接;
各个低压引出端通过一内接线延伸入所述调压装置本体内部,所述内接线端头设置有一个第二接触头,所述第二接触头固定在所述环形导电座的外周,其中所述第二接触头内侧端与内接线导电连接,所述第二接触头的外侧端与所述环形导电座滑动导电接触。
优选的,所述第一接触头和第二接触头结构相同,所述第一接触头包括固定导电座、导电杆、滑动导电座和导电靴,所述固定导电座连接所述一次绕组的各个相线外侧的引出端上,所述导电杆垂直设置在所述固定导电座的中心,所述导电靴设置在所述滑动导电座上端,所述滑动导电座套设活动在所述导电杆上,所述滑动导电座与所述导电杆弹性导电接触。
优选的,所述导电靴设置有一与所述导电环滑动配合的导槽,所述导槽底部设置导电弹片,所述导槽底部与所述导电环通过所述导电弹片滑动接触。
优选的,还包括一电压采集器,其设置在所述调压装置的输出端,所述电压采集器与所述控制器连接。
优选的,所述转子轴上端从所述调压装置本体上端盖中引出,所述第二驱动机构通过一支架设置在所述调压装置本体上端盖上,所述角位移球栅尺与所述转子轴同心设置在所述支架的内部空间;
所述转子轴通过第一轴承与所述调压装置本体上端盖连接,所述转子轴通过第二轴承与所述转动底板连接,所述转子轴下端从所述第二轴承下端引出,所述转子轴下端引出端通过第三轴承与所述底座中心连接,所述第三轴承位于所述底座内部,所述转动底板外周与所述调压装置本体之间通过第四轴承连接,所述第四轴承位于所述凹槽上端。
优选的,所述调压装置本体上端盖上设置有第一环形滚珠导轨,所述桶形支架上端通过所述第一环形滚珠导轨转动设置在所述调压装置本体上端盖上,且所述桶形支架从所述第一环形滚珠导轨上端引出,所述角位移球栅尺设置在所述桶形支架顶端;所述转动底板外周设置有第二环形滚珠导轨,所述第二环形滚珠导轨与所述第四轴承转动接触,所述桶形支架下端通过所述第二环形滚珠导轨转动设置在所述转动底板上,且所述桶形支架从所述第二环形滚珠导轨下端引出,所述桶形支架下端引出端与所述第三驱动机构驱动连接,所述第一环形滚珠导轨和第二环形滚珠导轨分别与所述转子轴同心设置。
优选的,所述固定齿轮和离合齿轮位于所述凹槽中,所述固定齿轮和离合齿轮同心设置,所述第一驱动机构的活动端与所述离合齿轮连接,当离合齿轮收缩时,所述固定齿轮和离合齿轮啮合联动,将所述转子轴与转动底板联动,当离合齿轮向外扩张时,所述固定齿轮和离合齿轮分离,所述转子轴自由转动。
优选的,所述转动底板上端外周纵向设置有一外齿圈,与所述外齿圈对应位置处的所述桶形支架内侧壁上设置有内齿圈,所述桶形支架与转动底板通过啮合连接的所述外齿圈和内齿圈联动。
本发明至少包括以下有益效果:
本发明通过角位移球栅来主动对二次绕组的转动位置进行控制,控制二次绕组转动到目标精确位置附近,随后控制一次绕组转动,将一次绕组和二次绕组之间的电度角调整至目标精确位置,通过粗调和精调来调整调压装置的输出电压,从而提高了调压装置输出电压的精确度。
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为转子轴与转动底板分离时的结构示意图;
图2为图1中局部A的结构示意图;
图3为图1中局部B的结构示意图;
图4为图1中局部C的结构示意图;
图5为转子轴与转动底板联动时的结构示意图;
图6为图5中局部D的结构示意图;
图7为离合齿轮与固定齿轮分离时的结构示意图;
图8为离合齿轮与固定齿轮联动时的结构示意图;
图9为接触头的结构示意图。
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。
本发明提供一种基于角位移控制的双转子结构调压装置,如图1-9所示,调压装置包括调压装置本体100、可转动的一次绕组170和可转动的二次绕组320,具体的,调压装置本体100内的外周纵向设置有一可旋转的桶形支架700,所述桶形支架700由绝缘材料制成,避免与调压装置本体导电,所述桶形支架700上下两端与调压装置本体100的上、下端盖穿出,所述桶形支架700上设置有一次绕组170,一次绕组170随着桶形支架700同步转动,从而改变一次绕组的角度,具体的,所述调压装置本体100下端盖上以一转动底板130封闭,所述转动底板130外周与所述调压装置本体100底部之间通过第四轴承160连接,使得转动底板130可以在调压装置本体底部转动,所述转动底板130的外周上端与所述桶形支架700连接,从而使得所述桶形支架700和一次绕组710与转动底板130同步转动。
所述调压装置本体100内部中心转动设置有一转子轴300,所述转子轴300分别从调压装置本体100上、下两端盖中心引出,所述转子轴300上绕设有二次绕组320,所述一次绕组170位于所述二次绕组320外周,使得一次绕组和二次绕组能产生磁感应,通过改变一次绕组和二次绕组之间的电度角来改变调压装置的输出电压。
在所述调压装置本体100内侧壁上间隔设置有三个导电环,各个导电环同心设置,各个导电环之间绝缘设置,其中第一导电环411与所述一次绕组170的第一相线导电连接,第二导电环412与所述一次绕组170的第二相线导电连接,第三导电环413与所述一次绕组170的第三相线导电连接,在一次绕组的转动过程中,一次绕组170的各个相线始终与外周对应位置处的导电环导电接触,第一相高压引出端410从所述调压装置本体100侧壁引出,且所述第一相高压引出端410与所述第一导电环411导电连接,从而将转动的一次绕组170的第一相线从调压装置内部引出;同理,第二相高压引出端420从所述第一相高压引出端410下端的所述调压装置本体100侧壁引出,所述第二相高压引出端420与所述第二导电环412导电连接;第三相高压引出端430从所述第二相高压引出端420下端的所述调压装置本体100侧壁引出,所述第三相高压引出端430与所述第三导电环413导电连接,在一次绕组的转动过程中,不会影响各个高压相线的传输过程,各相高压引出端与高压外接线连接。
对应的,第一相低压引出端510从所述调压装置本体100侧壁引出,所述第一相低压引出端510位于所述第一相高压引出端410的相对侧壁上,从而保证了低压引出端和高压引出端的绝缘距离,所述第一相低压引出端510与所述二次绕组320的第一相线导电连接;第二相低压引出端520从所述第一相低压引出端510下端的所述调压装置本体100侧壁引出,所述第二相低压引出端520与所述二次绕组320的第二相线导电连接;第三相低压引出端530从所述第二相低压引出端520下端的所述调压装置本体100侧壁引出,所述第三相低压引出端530与所述二次绕组320的第三相线导电连接,在二次绕组的转动过程中,不会影响各个低压相线的传输过程,各相低压引出端与低压外接线连接。
本实施例中,所述一次绕组170的各个相线通过第一接触头与相应的导电环导电连接,所述第一接触头底部固定连接在所述一次绕组170的各个相线外侧的引出端上,使得第一接触头与一次绕组170的各个相线导电连接,所述第一接触头的外侧端与对应导电环内侧壁滑动导电接触,从而保证一次绕组170与导电环及高压引出端导电接触,以实现一次绕组与高压外接线的连接。
所述二次绕组320外周间隔设置有三个环形导电座,以保证三者之间的绝缘强度,各个环形导电座与所述二次绕组320同心间隔设置,以保证各个环形导电座与二次绕组320本体之间的绝缘距离,且各个环形导电座固定在所述二次绕组320的外周,以使得各个环形导电座与二次绕组同步运动,其中第一环形导电座321与所述二次绕组320的第一相线导电连接,第二环形导电座322与所述二次绕组320的第二相线导电连接,第三环形导电座323与所述二次绕组320的第三相线导电连接。
各个低压引出端通过一内接线延伸入所述调压装置本体100内部,所述内接线端头设置有一个第二接触头,所述第二接触头固定在所述环形导电座的外周,其中所述第二接触头内侧端与内接线导电连接,所述第二接触头的外侧端与所述环形导电座滑动导电接触,以实现二次绕组与低压外接线的连接,这种导电接触不受二次绕组转动的影响。
所述第一接触头和第二接触头结构相同,以第一接触头为例来进行说明,第一接触头与导电环内侧壁滑动导电接触,所述第一接触头包括固定导电座711、导电杆712、滑动导电座713和导电靴714,所述固定导电座711连接在所述一次绕组170的各个高压相线外侧的引出端上,所述导电杆712垂直设置在所述固定导电座711的中心,所述导电靴714设置在所述滑动导电座713上端,所述滑动导电座713套设活动在所述导电杆712上,所述滑动导电座713与所述导电杆712弹性导电接触。所述导电靴714设置有一与所述导电环滑动配合的导槽715,所述导槽715底部设置导电弹片716,所述导槽715底部与所述导电环外侧壁通过所述导电弹片716滑动接触,以使得第一接触头与导电环保持弹性接触,以避免损坏接触头,在一次绕组转动过程中,由导电弹片716使得导电环始终与对应的高压相线保持导电接触。
同理,在二次绕组转动过程中,所述第二接触头上的导槽底部与对应所述环形导电座外侧壁通过第二接触头上的导电弹片滑动接触,以使得第二接触头与环形导电座保持弹性接触,以避免损坏接触头,在二次绕组转动过程中,由第二接触头上的导电弹片使得导电环始终与对应的低压相线保持导电接触。
底座800设置在所述调压装置本体100下端,所述转子轴300底部转动设置在所述底座800中心,所述底座800上端中心开设有一凹槽810,所述第四轴承160位于所述凹槽810上端,使得底座不会影响转动底板130的正常转动。凹槽810外周的底座支撑在调压装置本体下端外周,所述凹槽810内径不小于所述转动底板130外径,使得转动底板完全悬空设置在所述凹槽上端,所述转子轴300下端外周设置有固定齿轮310,所述转动底板130下表面中心设置有一离合齿轮131,所述离合齿轮131活动设置在所述固定齿轮310的外周,且所述离合齿轮131与所述固定齿轮310选择性联动;离合齿轮131分为两个可分离的第一半齿轮和第二半齿轮,正常状态时,第一半齿轮和第二半齿轮处于分离状态,当控制离合齿轮131动作时,则驱动第一半齿轮和第二半齿轮并拢,以与固定齿轮啮合联动,从而使得转动底板和转子轴联动,消除两者之间的相对运动,当调压装置输出电压到达设定值时,控制一次绕组和二次绕组联动,即可避免二次绕组过转现象。
第一驱动机构设置在所述凹槽810内,所述第一驱动机构810与所述离合齿轮驱动连接,也就是第一驱动机构的伸缩端与第一半齿轮和第二半齿轮连接,第一驱动机构驱动第一半齿轮和第二半齿轮做扩张或收缩运动,所述第一驱动机构与所述调压装置的控制器连接;具体的,所述固定齿轮和离合齿轮位于所述凹槽中,所述固定齿轮和离合齿轮同心设置,当控制离合齿轮收缩时,也就是控制第一半齿轮和第二半齿轮收缩时,使得所述固定齿轮和离合齿轮啮合联动,将所述转子轴与转动底板联动,当离合齿轮向外扩张时,也就是控制第一半齿轮和第二半齿轮向外扩张时,所述固定齿轮和离合齿轮分离,所述转子轴自由转动。
第二驱动机构200设置在所述转子轴300上端,所述第二驱动机构200的输出轴与所述转子轴转动连接,从而驱动二次绕组转动,所述第二驱动机构200与所述控制器连接。
具体的,转子轴上端从所述调压装置本体100上端盖中引出,所述第二驱动机构通过一支架900设置在所述调压装置本体上端盖上;所述转子轴通过第一轴承110与所述调压装置本体上端盖连接,所述转子轴通过第二轴承120与所述转动底板连接,所述转子轴下端从所述第二轴承下端引出,所述转子轴下端引出端通过第三轴承820与所述底座中心连接,所述第三轴承820位于所述底座内部,所述转动底板外周与所述调压装置本体之间通过第四轴承160连接,使得转动底板通过第四轴承与调压装置本体底部转动设置,所述第四轴承160位于所述凹槽上端,使得转动底板的转动不受底座的影响。
本实施例中,所述桶形支架700下部转动设置在所述转动底板130的外周,且所述桶形支架下端从所述调压装置本体下端盖下端引出,所述转动底板下端设置有一与所述桶形支架下端转动连接的第三驱动机构600,第三驱动机构600驱动所述桶形支架700及一次绕组在转动底板上转动,对一次绕组和二次绕组之间的电度角进行微调,直到一次绕组和二次绕组之间的电度角满足设定要求,最终对调压装置的输出电压进行精确控制。所述桶形支架上端从所述调压装置本体上端盖上端引出,且所述桶形支架上端设置有一环形的角位移球栅尺720,所述角位移球栅尺720与所述转子轴同心设置在所述支架900的内部空间,所述角位移球栅尺720上活动套设有一读数头220,所述读数头220的输出端与所述控制器连接,所述读数头220内侧壁通过一横杆210同步设置在所述转子轴上,当转子轴和二次绕组转动时,即可带动读数头在角位移球栅尺上转动,读数头220中的线圈包络在角位移球栅尺某一位置处的外周,同时,所述桶形支架700上端设置有一环形的角位移球栅尺720,所述角位移球栅尺720转动设置在所述环形槽900内,随着一次绕组的转动而在环形槽内做圆周转动,读数头220线圈910采集角位移球栅尺720的转动角度,也就是二次绕组的转动角度,将采集到的角度信息实时传送至控制器中。
当需要调整二次绕组在转子轴上的角度时,通过第二驱动机构驱动输出轴转动,即可驱动转子轴转动,改变二次绕组与一次绕组之间的电度角,通过第三驱动机构驱动桶形支架700在转动底座上转动,以对一次绕组和二次绕组之间的电度角进行微调,也就是对调压装置的输出电压进行微调。
本实施例中采用的是角位移球栅,用于测量二次绕组的转动角度,在调压装置上采用角位移球栅来测量二次绕组的转动角度,提高了对二次绕组的转动位置进行精确控制,从而提高了调压装置输出电压的精确度。
上述技术方案中,所述调压装置本体上端盖上设置有第一环形滚珠导轨150,所述桶形支架上端通过所述第一环形滚珠导轨150转动设置在所述调压装置本体上端盖上,所述桶形支架上端与第一环形滚珠导轨150滚动接触,并绕着第一环形滚珠导轨150圆周运动,且所述桶形支架从所述第一环形滚珠导轨150上端引出,所述角位移球栅尺设置在所述桶形支架顶端,使得角位移球栅尺位于调压装置本体上端盖的上端;所述转动底板外周设置有第二环形滚珠导轨140,所述第二环形滚珠导轨140外侧壁与所述第四轴承160内侧壁转动接触,转动底板通过第四轴承转动设置在调压装置本体下端盖上,所述第二环形滚珠导轨140与转动底板同步转动,所述桶形支架下端通过所述第二环形滚珠导轨140转动设置在所述转动底板上,所述桶形支架下端与第二环形滚珠导轨140滚动接触,并绕着第二环形滚珠导轨140圆周运动,且所述桶形支架从所述第二环形滚珠导轨140下端引出,所述桶形支架下端引出端与所述第三驱动机构600驱动连接,第三驱动机构600驱动所述桶形支架700及一次绕组在转动底板上转动,对一次绕组和二次绕组之间的电度角进行微调,直到一次绕组和二次绕组之间的电度角满足设定要求,最终对调压装置的输出电压进行精确控制。其中,所述第一环形滚珠导轨150和第二环形滚珠导轨140分别与所述转子轴300同心设置,以保证一次绕组和二次绕组同心转动。
所述转动底板130上端外周纵向设置有一外齿圈132,外齿圈132外周设置有外齿纹133,与所述外齿圈132对应位置处的所述桶形支架内侧壁上设置有内齿圈330,外齿圈132与内齿圈330啮合连通,所述桶形支架700与转动底板130通过啮合连接的所述外齿圈132和内齿圈330联动,当转动底板130转动时,即可带动二次绕组同步转动,在此过程中,通过第三驱动机构600可以对二次绕组在转动底板上的角度进行微调,以最终对调压装置的输出电压进行精确调控。
本实施例中,为了提高调压装置输出电压的精确度,在所述调压装置的输出端还设置有一电压采集器,用于采集调压装置的输出电压,所述电压采集器与所述控制器连接,将实时采集的调压装置输出电压反馈到控制器中。电压采集器作为角位移球栅控制调压装置输出电压的辅助电压测量装置,以进一步提高对输出电压的控制。
调压装置的具体调压方式如下:
调压装置正常运行时,调压装置本体固定在底座上,离合齿轮与固定齿轮处于分离状态,转子轴可以自由转动,当需要调节电压时,控制第二驱动机构转动,带动转子轴和二次绕组同步转动,通过角位移球栅来测量二次绕组的角度位置,根据二次绕组的位置和电压采集器采集的调压装置的输出电压,一旦输出电压设定时,即可算出二次绕组需要转动到的位置和角度,角位移球栅用于实时监测二次绕组的转动位置和角度,同时,电压采集器用于直观的对输出电压进行监控,当计算得出二次绕组所需转动的角度后,第二驱动机构带动二次绕组转动到指定位置附近,改变一次绕组和二次绕组之间的电度角,从而改变输出电压,以调整调压装置的输出电压,此时,桶形支架700、一次绕组710与转动底板130都是固定的,只有二次绕组转动,当调压装置本体到达指定位置附近时,控制器发出一控制信号,控制第二驱动机构停止转动,同时第一驱动机构动作,控制离合齿轮向内收缩,也就是控制第一半齿轮和第二半齿轮收缩,使得所述固定齿轮和离合齿轮啮合联动,将所述转子轴与转动底板联动,使得转子轴、转动底板、桶形支架700和一次绕组710同步转动,直到二次绕组转动停止,在此过程中,因为一次绕组和二次绕组相对位置不变,两者之间的电度角不变,从而调压装置的输出电压不会改变,避免了电压过调或欠调的问题,提高了调压装置的调压精度。与此同时,为了调整一次绕组和二次绕组之间的精确位置,以使得调压装置输出电压与设定值一致,本发明中,在转子轴与一次绕组同步后,通过第三驱动机构驱动桶形支架700和一次绕组710在转动底板上相对转动,以对一次绕组和二次绕组之间的电度角进行微调,直至调压装置的输出电压与设定值一致,调压装置调压完毕。控制离合齿轮向外扩张,也就是控制第一半齿轮和第二半齿轮向外扩张,所述固定齿轮和离合齿轮重新分离,所述转子轴自由转动状态,直到下次调压过程开始。
由上所述,本发明通过角位移球栅来主动对二次绕组的转动位置进行控制,控制二次绕组转动到目标精确位置附近,随后控制一次绕组转动,将一次绕组和二次绕组之间的电度角调整至目标精确位置,通过粗调和精调来调整调压装置的输出电压,从而提高了调压装置输出电压的精确度。
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)
1.一种基于角位移控制的双转子结构调压装置,其特征在于,包括:
调压装置本体,其内外周纵向设置有一可旋转的桶形支架,所述桶形支架由绝缘材料制成,所述桶形支架上设置有一次绕组,所述调压装置本体下端盖上以一转动底板封闭,所述调压装置本体内部中心转动设置有一转子轴,所述转子轴上绕设有二次绕组,所述一次绕组位于所述二次绕组外周,所述转子轴分别从调压装置本体上、下两端中心引出,所述调压装置本体内侧壁上间隔设置有三个导电环,各个导电环之间绝缘设置,其中第一导电环与所述一次绕组的第一相线导电连接,第二导电环与所述一次绕组的第二相线导电连接,第三导电环与所述一次绕组的第三相线导电连接;
第一相高压引出端,其从所述调压装置本体侧壁引出,所述第一相高压引出端与所述第一导电环导电连接;
第二相高压引出端,其从所述第一相高压引出端下端的所述调压装置本体侧壁引出,所述第二相高压引出端与所述第二导电环导电连接;
第三相高压引出端,其从所述第二相高压引出端下端的所述调压装置本体侧壁引出,所述第三相高压引出端与所述第三导电环导电连接;
第一相低压引出端,其从所述调压装置本体侧壁引出,所述第一相低压引出端位于所述第一相高压引出端的相对侧壁上,所述第一相低压引出端与所述二次绕组的第一相线导电连接;
第二相低压引出端,其从所述第一相低压引出端下端的所述调压装置本体侧壁引出,所述第二相低压引出端与所述二次绕组的第二相线导电连接;
第三相低压引出端,其从所述第二相低压引出端下端的所述调压装置本体侧壁引出,所述第三相低压引出端与所述二次绕组的第三相线导电连接;
底座,其设置在所述调压装置本体下端,所述转子轴底部转动设置在所述底座中心,所述底座上端中心开设有一凹槽,所述凹槽内径不小于所述转动底板外径,所述转子轴下端外周设置有固定齿轮,所述转动底板下表面中心设置有一离合齿轮,所述离合齿轮活动设置在所述固定齿轮的外周,且所述离合齿轮与所述固定齿轮选择性联动;
第一驱动机构,其设置在所述凹槽内,所述第一驱动机构与所述离合齿轮驱动连接,所述第一驱动机构与所述调压装置的控制器连接;以及
第二驱动机构,其设置在所述转子轴上端,所述第二驱动机构的输出轴与所述转子轴转动连接,所述第二驱动机构与所述控制器连接;
其中,所述桶形支架下部转动设置在所述转动底板的外周,且所述桶形支架下端从所述调压装置本体下端盖下端引出,所述转动底板下端设置有一与所述桶形支架下端转动连接的第三驱动机构,所述桶形支架上端从所述调压装置本体上端盖上端引出,且所述桶形支架上端设置有一环形的角位移球栅尺,所述角位移球栅尺上活动套设有一读数头,所述读数头的输出端与所述控制器连接,所述读数头内侧壁通过一横杆同步设置在所述转子轴上。
2.如权利要求1所述的基于角位移控制的双转子结构调压装置,其特征在于,所述一次绕组的各个相线通过第一接触头与相应的导电环导电连接,所述第一接触头底部固定连接在所述一次绕组的各个相线外侧的引出端上,所述第一接触头的外侧端与所述导电环内侧壁滑动导电接触。
3.如权利要求2所述的基于角位移控制的双转子结构调压装置,其特征在于,所述二次绕组外周间隔设置有三个环形导电座,各个环形导电座与所述二次绕组同心间隔设置,其中第一环形导电座与所述二次绕组的第一相线导电连接,第二环形导电座与所述二次绕组的第二相线导电连接,第三环形导电座与所述二次绕组的第三相线导电连接;
各个低压引出端通过一内接线延伸入所述调压装置本体内部,所述内接线端头设置有一个第二接触头,所述第二接触头固定在所述环形导电座的外周,其中所述第二接触头内侧端与内接线导电连接,所述第二接触头的外侧端与所述环形导电座滑动导电接触。
4.如权利要求3所述的基于角位移控制的双转子结构调压装置,其特征在于,所述第一接触头和第二接触头结构相同,所述第一接触头包括固定导电座、导电杆、滑动导电座和导电靴,所述固定导电座连接所述一次绕组的各个相线外侧的引出端上,所述导电杆垂直设置在所述固定导电座的中心,所述导电靴设置在所述滑动导电座上端,所述滑动导电座套设活动在所述导电杆上,所述滑动导电座与所述导电杆弹性导电接触。
5.如权利要求4所述的基于角位移控制的双转子结构调压装置,其特征在于,所述导电靴设置有一与所述导电环滑动配合的导槽,所述导槽底部设置导电弹片,所述导槽底部与所述导电环通过所述导电弹片滑动接触。
6.如权利要求5所述的基于角位移控制的双转子结构调压装置,其特征在于,还包括一电压采集器,其设置在所述调压装置的输出端,所述电压采集器与所述控制器连接。
7.如权利要求6所述的基于角位移控制的双转子结构调压装置,其特征在于,所述转子轴上端从所述调压装置本体上端盖中引出,所述第二驱动机构通过一支架设置在所述调压装置本体上端盖上,所述角位移球栅尺与所述转子轴同心设置在所述支架的内部空间;
所述转子轴通过第一轴承与所述调压装置本体上端盖连接,所述转子轴通过第二轴承与所述转动底板连接,所述转子轴下端从所述第二轴承下端引出,所述转子轴下端引出端通过第三轴承与所述底座中心连接,所述第三轴承位于所述底座内部,所述转动底板外周与所述调压装置本体之间通过第四轴承连接,所述第四轴承位于所述凹槽上端。
8.如权利要求7所述的基于角位移控制的双转子结构调压装置,其特征在于,所述调压装置本体上端盖上设置有第一环形滚珠导轨,所述桶形支架上端通过所述第一环形滚珠导轨转动设置在所述调压装置本体上端盖上,且所述桶形支架从所述第一环形滚珠导轨上端引出,所述角位移球栅尺设置在所述桶形支架顶端;所述转动底板外周设置有第二环形滚珠导轨,所述第二环形滚珠导轨与所述第四轴承转动接触,所述桶形支架下端通过所述第二环形滚珠导轨转动设置在所述转动底板上,且所述桶形支架从所述第二环形滚珠导轨下端引出,所述桶形支架下端引出端与所述第三驱动机构驱动连接,所述第一环形滚珠导轨和第二环形滚珠导轨分别与所述转子轴同心设置。
9.如权利要求8所述的基于角位移控制的双转子结构调压装置,其特征在于,所述固定齿轮和离合齿轮位于所述凹槽中,所述固定齿轮和离合齿轮同心设置,所述第一驱动机构的活动端与所述离合齿轮连接,当离合齿轮收缩时,所述固定齿轮和离合齿轮啮合联动,将所述转子轴与转动底板联动,当离合齿轮向外扩张时,所述固定齿轮和离合齿轮分离,所述转子轴自由转动。
10.如权利要求9所述的基于角位移控制的双转子结构调压装置,其特征在于,所述转动底板上端外周纵向设置有一外齿圈,与所述外齿圈对应位置处的所述桶形支架内侧壁上设置有内齿圈,所述桶形支架与转动底板通过啮合连接的所述外齿圈和内齿圈联动。
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