CN108475591A - 有载分接开关、具有有载分接开关的可调变压器和用于切换有载分接开关的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于切换有载分接开关(11)的方法，所述有载分接开关(11)包括：‑精选器(20)，其具有多个选择器固定触头，所述选择器固定触头包括一个换向触头(200)和多个抽头触头(201...208)，所述换向触头可与可调变压器(10)的主绕组(12)连接，所述抽头触头分别可与可调变压器的调节绕组(13)的相配抽头连接；‑第一选择器臂(26)，其可选择性地与每个选择器固定触头触点接通；‑第二选择器臂(36)，其可选择性地与每个选择器固定触头触点接通；‑预选器(40)，其可从第一位置转换到第二位置和反向转换并且可与调节绕组和主绕组连接，并且其包括第一预选器固定触头(401)、第二预选器固定触头(402)和第三预选器固定触头(403)，所述第三预选器固定触头在第一位置中与第一预选器固定触头并且在第二位置中与第二预选器固定触头连接；‑负载转换开关(60)，其可从第一位置转换到第二位置和反向转换，并且其包括与第一选择器臂(26)连接的第一端子(601)、与第二选择器臂(36)连接的第二端子(602)和引线(603)，该引线在第一位置中与第一端子并且在第二位置中与第二端子连接；其中，‑如果应转换预选器，则这样调设选择器臂，使得所述选择器臂之一触点接通换向触头并且另一个选择器臂不触点接通抽头触头，并且则在预选器转换完成之前，开始负载转换开关的转换。
Description
技术领域
本发明涉及一种有载分接开关、一种具有这种有载分接开关的可调变压器和一种用于切换这种有载分接开关的方法。
背景技术
众所周知，有载分接开关在最简单的情况下包括具有N个抽头触头的精选器，这些抽头触头应分别与可调变压器的调节绕组的相配抽头连接，并且没有预选器。因此，这种有载分接开关(又称为线性有载分接开关)具有N个位置的位置调节范围，并且包括这种有载分接开关的可调变压器具有N个电压的电压调节范围。为了扩展可调变压器的电压调节范围，已知除了其精选器(也称为选级器)以外为有载分接开关装配预选器。预选器可构造为换向器、粗选器或多重粗选器换向器能够将可调变压器的调节绕组选择性地在相同或相反方向上与可调变压器的未调节绕组(也称为主绕组)连接。借助粗选器或多重粗选器能够选择性地断开或接通主绕组的一部分、也称为粗级或多个粗级，也就是说，选择性地连接或不连接至少一个粗级与调节绕组。
如果线性有载分接开关例如除了其具有N个抽头触头的精选器之外还包括换向器，则精选器通常除了其抽头触头外还具有一个换向触头，该换向触头应与主绕组连接。因此，这种有载分接开关通常具有2xN+1个位置的位置调节范围、即N个位置的下方位置调节范围(在其中换向器调设为将调节绕组反向地与主绕组连接)、N个位置的上方位置调节范围(在其中换向器调设为将调节绕组同向地与主绕组连接)以及一个中间位置，其相应于换向触头并且在其中精选器跨接调节绕组。具有这种有载分接开关的可调变压器因此通常具有2xN+1个电压的电压调节范围。
如果线性有载分接开关例如除了其具有N个抽头触头的精选器之外还包括粗选器，则精选器通常除了其抽头触头外还具有一个换向触头，该换向触头应与主绕组连接。因此，这种有载分接开关通常具有2xN+1个位置的位置调节范围、即N个位置的下方位置调节范围(在其中粗选器调设为不连接粗级与调节绕组)、N个位置的上方位置调节范围(在其中粗选器调设为连接粗级与调节绕组)以及一个中间位置，其相应于换向触头并且在其中精选器跨接调节绕组。具有这种有载分接开关的可调变压器则通常具有2xN+1个电压的电压调节范围。
DE 1178511 A描述了一种用于可调变压器的抽头切换装置，其包括负载转换开关、换向开关和两个交替地无电流切换的选级器。每个选级器包括多个固定触头，它们与调节绕组连接。左侧选级器附加地包括一个固定触头，其不与绕组、并且尤其是不与调节绕组或未调节绕组连接并且被称为空级。该已知的抽头切换装置还包括一个转换开关，其在未调节绕组和负载转换开关的输出端之间建立临时连接。选级器与换向开关和转换开关这样通过间歇传动机构耦合，使得该连接在如下时间间隔内建立，在该时间间隔中选级器移动到空级上并且在此换向开关从一个端部位置转换到另一端部位置，反之亦然。
DE 1178511 A也在其图2至6中以时间顺序示出该已知抽头切换装置的转换过程。在电压向下切换的情况下过程如下进行：换向开关具有换向开关臂，其在触头9上连接在未调节绕组上。转换开关具有转换开关臂，其连接在触头9上。图2示出所述触头的起始位置。在该位置中换向开关臂连接调节绕组下端上的固定触头7与未调节绕组上的触头9。在继续向下切换时，选级器臂从固定触头1移动至固定触头7或从固定触头2移动至固定触头6，其中通过负载转换开关进行有载转换。在此到达图3的位置。在该位置中左侧选级器臂触点接通触头6，右侧选级器臂触点接通触头7，换向开关臂触点接通触头7并且转换开关臂触点接通左侧空触头0。负载转换开关建立与右侧选级器臂和触头7的连接。在继续切换时，转换开关臂从左侧空触头0移动到中间触头A，该中间触头与负载转换开关的输出端连接。接着换向开关臂从触头7移动到空触头0。在该转换期间左侧选级器臂从触头6到达选级器的空级8。在此到达图4的位置。然后右侧选级器臂从触头7移动到触头1，在此之前负载转换开关已转换到左侧选级器臂和空级8上。到达图5的位置。在继续切换时，换向开关臂从空触头0移向触头1并且转换开关臂从中间触头A移到右侧空触头0。在该转换期间左侧选级器臂从触头8移动到触头2，在此之前负载转换开关已经再次切换回右侧选级臂和触头1。在此到达图6的位置。在该位置中换向开关臂连接调节绕组上端部上的触头1与未调节绕组上的触头9。接着选级器在继续切换时从触头1移动到触头7或从触头2移动到触头6。在该位置中到达反向连接的调节绕组的最下方位置，在此获得最小电压。电压的向上切换以相反的顺序进行。
DE 19743864 C1描述了一种根据电抗器切换原理的分接开关，用于借助真空开关单元进行不间断的有载转换。在一个壳体中为每个相设置固定选择器触头，它们可分别由可动选择器触头接通。在该壳体中为每个相设置固定预选器触头，它们可分别由可动预选器触头接通。在该壳体中为每个相设置固定旁路触头，它们可分别由可动旁路触头接通。在该壳体中为每个相设置一个真空开关单元，其可分别借助蓄力器操作。在一个单独的侧向壳体部件中设置驱动机构，用于按相应切换顺序操作所有可动触头和所有真空开关单元。在该已知的分接开关中，为每个相分开地将该相的所有固定触头和所有可动触头以及真空开关单元一起设置在一个相位板上。三个绝缘轴延伸穿过壳体并且穿过这三个相位板。第一绝缘轴操作所有可动选择器触头，第二绝缘轴操作所有可动预选器触头并且第三绝缘轴操作所有可动旁路触头和所有真空开关单元。驱动机构具有一个唯一的马耳他轮，其可由与驱动轴连接的马耳他驱动器驱动并且这样与第一绝缘轴连接，使得在每次转换时第一绝缘轴可旋转相应于一个切换步骤的角度。驱动机构具有作用于第二绝缘轴的第一操作装置和作用于第三绝缘轴的第二操作装置。第一操作装置包括马耳他轮上的一个滚轮以及一个相对应的杠杆。在马耳他轮的特定位置中，滚轮嵌入杠杆的凹口中并且由此使第二绝缘轴可枢转特定的旋转角度。因此，操作可动预选器触头的第二绝缘轴通过第一操作装置、马耳他轮和马耳他驱动器耦合到驱动轴上。因此，操作可动选择器触头的第一绝缘轴和操作可动预选器触头的第二绝缘轴共同通过马耳他轮和马耳他驱动器耦合到驱动轴上。
此外，DE 19743864 C1在其图7中也示出该分接开关在对于一个相从一个抽头转换到相邻抽头时的常见顺序。左侧可动选择器触头与左侧转换电抗器串联连接并且形成左侧支路，并且右侧可动选择器触头与右侧转换电抗器串联连接并且形成右侧分支。在两个分支之间接有真空开关单元，并且通过旁路触头建立与负载引线的相应连接。在根据图7的固定切换位置中，两个可动选择器触头位于相同的左侧抽头、即相同的左侧固定选择器触头上。在完成负载转换后在根据图7f的下一固定切换位置中左侧可动选择器触头位于左侧固定选择器触头上并且右侧可动选择器触头位于相邻的右侧固定选择器触头上。该顺序在每下一次负载转换时重复。
发明内容
在此背景下，本发明提出独立权利要求的技术方案。本发明的有利实施方式在从属权利要求中描述。
在下文中，表述“A连接到B上”相应于表述“A与B连接”，表述“A与B连接”的含义包括“A直接与B导电连接”和“A间接地、即通过C与B导电连接”，并且表述“A连接到B上”的含义包括“A直接与B导电连接”。
根据第一方面，本发明提出一种用于切换有载分接开关的方法，所述有载分接开关包括：
-精选器，其具有：
多个选择器固定触头，它们包括一个换向触头和多个抽头触头，所述换向触头可与可调变压器的主绕组的相配抽头连接，所述抽头触头分别可与可调变压器的调节绕组的相配抽头连接；
第一选择器臂，其可选择性地与每个选择器固定触头触点接通；
第二选择器臂，其可选择性地与每个选择器固定触头触点接通；
-预选器，其可从第一位置转换到第二位置和反向转换并且可或应与调节绕组和主绕组连接，并且其包括第一预选器固定触头、第二预选器固定触头和第三预选器固定触头，所述第三预选器固定触头在第一位置中与第一预选器固定触头并且在第二位置中与第二预选器固定触头连接；
-负载转换开关，其可从第一位置转换到第二位置和反向转换，并且其包括与第一选择器臂连接的第一端子、与第二选择器臂连接的第二端子、以及引线，该引线在第一位置中与第一端子并且在第二位置中与第二端子连接；
其中，
-如果应当或必须转换预选器，则
这样调设选择器臂，使得所述选择器臂之一触点接通换向触头并且另一个选择器臂不触点接通抽头触头，
在预选器转换完成之前开始负载转换开关的转换。
术语“负载转换开关的转换”在此是指在应当或必须转换预选器时进行的负载转换开关的转换。与此不同的是在负载下负载转换开关的“正常”转换，其也被称为负载转换。在这种负载转换中，选择器臂触点接通不同的选择器固定触头并且因此位于不同的电位上，并且从调节绕组到引线的电流路径无中断地从一个选择器臂变换到另一选择器臂。由于该变换应无中断地进行，因此通常两个选择器臂至少暂时与引线连接，从而基于其上不同的电位而有回路电流流过这两个选择器臂、负载转换开关以及调节绕组。
根据所提出的方法在负载转换开关和预选器的这种转换过程中这样调设选择器臂，使得所述选择器臂之一触点接通换向触头并且另一个选择器臂不触点接通抽头触头。在该转换过程中例如选择器臂之一可触点接通换向触头并且另一选择器臂可位于换向触头和抽头触头之一之间的中间位置中，但两个选择器臂也可都触点接通换向触头。此外，选择器臂在该转换过程中例如也可改变其相应位置，只要满足上述条件，即一个选择器臂触点接通换向触头并且另一个选择器臂不触点接通抽头触头，即可。
众所周知，例如当有载分接开关从耦合到其上的控制装置获得切换命令以执行从当前调设的起始位置到目标位置的抽头切换时，并且当a)起始位置属于位置调节范围之一、如下方或上方位置调节范围并且目标位置属于另一位置调节范围、如上方或下方位置调节范围时或当b)起始位置是中间位置并且目标位置属于位置调节范围之一时或当c)目标位置是中间位置并且起始位置属于位置调节范围之一时，则应当或必须例如转换预选器。
本方法允许至少在特定时间段上同时操作预选器和负载转换开关。由此节省了用于操作预选器的附加时间和控制费用，这显著简化和加速有载分接开关的整个对于抽头切换所需的操作过程。但本方法也允许在预选器转换开始之前完成负载转换开关的转换，因此负载转换开关和预选器依次被操作。
有载分接开关可根据需要以任意方式、例如根据第二方面构造。
优选规定：
-在预选器转换期间，进行负载转换开关的转换；和/或
-负载转换开关的转换只进行一次；和/或
-在预选器从第一位置转换到第二位置期间负载转换开关从第二位置转换到第一位置，反之亦然。
优选规定，
-在负载转换开关转换期间没有回路电流。
这例如可通过下述方式实现，即选择器臂之一触点接通换向触头并且另一个选择器臂不触点接通抽头触头。
优选规定，
-所述预选器包括一个预选器运动触头，其可占据其与第一预选器固定触头触点接通的第一位置、其与第二预选器固定触头触点接通的第二位置和其不触点接通预选器固定触头的中间位置；
-为了将预选器从第二位置转换到第一位置，
在步骤a)中预选器运动触头从第二位置运动到中间位置；
在步骤b)中转换负载转换开关；
在步骤c)中预选器运动触头从中间位置运动到第一位置；
反之亦然。
因此，
-为了反向转换预选器、即从第一位置转换到第二位置，
在步骤a')中预选器运动触头从第一位置运动到中间位置；
在步骤b')中转换负载转换开关；
在步骤c')中预选器运动触头从中间位置运动到第二位置。
预选器运动触头可根据需要以任意方式构造、如构造为壳体中的接触指。
步骤a)例如可在步骤b)开始之前或同时或之后开始。步骤c)例如可在步骤b)开始同时或之后和/或在步骤b)结束之前或同时或之后结束。
步骤a')例如可在步骤b')之前或同时或之后开始。步骤c')例如可在步骤b')同时或之后和/或在步骤b')结束之前或同时或之后结束。
优选规定，
-负载转换开关包括可动转换触头，其可占据其与第一端子触点接通的第一位置、其与第二端子触点接通的第二位置以及其触点接通两个端子的桥接位置；
在步骤b)中，转换触头从第一位置切换到桥接位置并且随后从桥接位置切换到第二位置中；
在步骤b')中，转换触头从第二位置切换到桥接位置并且随后从桥接位置切换到第一位置中。
转换触头可根据需要以任意方式构造、如构造为旋转开关的可动中间触头，在旋转开关中可动中间触头旋转，或构造为拉力开关的可动中间触头，在拉力开关中可动中间触头被拉或压。
优选规定，
-负载转换开关包括接在所述端子之间的开关和接在第二端子和第二选择器臂之间的电阻器；
-所述开关在步骤b)和步骤b')期间闭合。
开关可根据需要以任意方式构造、如构造为半导体开关或真空开关管。
负载转换开关可根据需要以任意方式构造并且例如可不包括或包括至少一个附加开关和/或不包括或包括至少一个附加电阻器。
根据第二方面，本发明提出一种用于可调变压器的有载分接开关，包括：
-精选器，其具有
多个选择器固定触头，它们包括一个换向触头和多个抽头触头，所述换向触头可与可调变压器的主绕组连接，所述抽头触头分别可与可调变压器的调节绕组的相配抽头连接；
第一选择器臂，其可选择性地与每个选择器固定触头触点接通；
第二选择器臂，其可选择性地与每个选择器固定触头触点接通；
-预选器，其可从第一位置转换到第二位置和反向转换并且可或应与调节绕组和主绕组连接，并且其包括第一预选器固定触头、第二预选器固定触头和第三预选器固定触头，所述第三预选器固定触头在第一位置中与第一预选器固定触头并且在第二位置中与第二预选器固定触头连接；
-负载转换开关，其可从第一位置转换到第二位置和反向转换，并且其包括其与第一选择器臂连接的第一端子、其与第二选择器臂连接的第二端子、以及引线，该引线在第一位置中与第一端子并且在第二位置中与第二端子连接；
-用于预选器、精选器和负载转换开关的共同的驱动轴，
其中，
-所述预选器、精选器和负载转换开关分别单独地耦合到驱动轴上。
单独耦合能够实现简单且稳固的结构并且可灵活且简单地调整有载分接开关以及显著简化和加速有载分接开关的转换过程并由此实现无缺陷的功能。
优选规定，
-预选器包括预选器运动触头，其可占据其与第一预选器固定触头触点接通的第一位置、其与第二预选器固定触头触点接通的第二位置和其不触点接通预选器固定触头的中间位置。
优选有载分接开关包括：
-可动转换触头，其可占据其与第一端子触点接通的第一位置、其与第二端子触点接通的第二位置以及其触点接通两个端子的桥接位置。
优选有载分接开关包括：
-接在所述端子之间的开关；
-接在第二端子和第二选择器臂之间的电阻器。
优选规定，
-预选器包括：
具有第一侧面和相对置的第二侧面的预选器基板；
第一侧面上的预选器-驱动器，其不可相对旋转地配合在驱动轴上并且具有第一预选器-带动器；
第一侧面上的预选器-马耳他轮，其可旋转地支承在预选器基板上并且具有第二预选器-带动器；
第一侧面上的摇动件，其可枢转地支承在预选器基板上并且具有用于第二预选器-带动器的嘴口；
-所述驱动轴延伸穿过预选器基板并且可旋转地支承在其上；
-所述预选器固定触头和预选器运动触头设置在预选器基板的第二侧面上；
-所述摇动件不可相对旋转地与预选器运动触头连接；
-所述第一预选器-带动器这样与预选器-马耳他轮共同作用，使得在预选器-驱动器旋转一整周时预选器-马耳他轮仅旋转一整周的一小部分，该小部分相应于精选器从一个选择器固定触头到相邻选择器固定触头的切换过程；
-所述第二预选器-带动器这样与摇动件共同作用，使得当选择器臂之一触点接通其中一个抽头触头时，第二预选器-带动器在预选器-马耳他轮旋转该小部分时不嵌入嘴口中，而当选择器臂之一触点接通换向触头并且另一选择器臂不触点接通抽头触头时，第二预选器-带动器这样嵌入嘴口中，使得预选器运动触头进行转换。
优选规定，
-预选器运动触头从第一侧面穿过预选器基板延伸至第二侧面。
众所周知，预选器用于以不同方式连接调节绕组与主绕组并且可根据需要以任意方式构造、如构造为换向器或粗选器或多重粗选器。
优选规定，
-预选器构造为换向器；
-第一预选器固定触头可或应与调节绕组的一个端部连接；
-第二预选器固定触头可或应与调节绕组的第二端部连接；
-第三预选器固定触头可或应与主绕组连接。
优选并且尤其是在此情况下规定，
-第三预选器固定触头与换向触头持续连接。
优选规定，
-预选器构造为粗选器；
-第一预选器固定触头可或应与主绕组的第一端部连接；
-第二预选器固定触头可或应与主绕组的一个抽头连接；
-第三预选器固定触头可或应与调节绕组的一个端部连接；
优选并且尤其是在此情况下规定，
-第一预选器固定触头与换向触头持续连接。
优选有载分接开关包括：
-将预选器耦合到驱动轴的第一耦合装置；
-将精选器耦合到驱动轴的第二耦合装置；
-所述耦合装置彼此分开地构造和/或没有共同构件。
优选有载分接开关包括：
-将负载转换开关耦合到驱动轴的第三耦合装置；
其中
-第三耦合装置和第一和/或第二耦合装置彼此分开地构造和/或没有共同构件。
第一耦合装置可根据需要以任意方式构造并且例如包括预选器-驱动器、预选器-马耳他轮和摇动件。
根据第三方面，本发明提出一种可调变压器，其包括主绕组、具有多个抽头的调节绕组以及根据第二方面构造的有载分接开关，其中，所述换向触头与主绕组连接，并且抽头触头分别与调节绕组的相配抽头连接；所述预选器与调节绕组和主绕组连接。
借助每种所提出的有载分接开关和每种所提出的可调变压器例如可实施所提出的方法之一。
每种所提出的有载分接开关和每种所提出的可调变压器例如可这样构造和/或用于和/或适于实施和/或可实施所提出的方法之一。
关于本发明的其中一个方面、尤其是关于该方面的各个特征的说明也类似地适用于本发明的其他方面。
下面示例性借助附图详述本发明的实施方式。但由此产生的各个特征不局限于各个实施方式，而是可与上述各个特征和/或其它实施方式的各个特征关联和/或组合。附图中的细节应被解释为仅说明性的，而非限制性的。权利要求中包含的附图标记不旨在以任意方式限制本发明的保护范围，而是仅参考附图中所示的实施方式。
附图说明
附图如下：
图1示出有载分接开关的一种优选实施方式的示意性侧视图，其包括精选器、预选器和负载转换开关；
图2示出用于图1的有载分接开关的精选器的一种优选实施方式的第一侧面；
图3示出在移除马耳他轮的情况下图2的精选器的第一侧面；
图4示出该精选器的第二侧面；
图5示出在局部剖开马耳他轮的情况下用于图1的有载分接开关的预选器的一种优选实施方式的第一侧面；
图6示出该预选器的第二侧面；
图7示出用于图1的有载分接开关的负载转换开关的一种优选实施方式的第一侧面；
图8示出该负载转换开关的第二侧面；
图9示出包含图1的有载分接开关的可调变压器的第一种实施方式的电路图，在此有载分接开关处于起始位置；
图9a-h示出图9的可调变压器中有载分接开关的抽头切换的切换过程的第一种实施方式的各个切换阶段。
图10示出图9至图9h的切换过程的时序图；
图11示出切换过程的第二种实施方式的时序图；
图12示出切换过程的第三种实施方式的时序图；
图13示出可调变压器的第二种实施方式的电路图。
具体实施方式
图1示意性示出有载分接开关11的一种优选实施方式。在该实施方式中，有载分接开关11根据电阻原理构造并且包括三个精选器20、三个预选器40和三个负载转换开关60。每个精选器20、每个预选器40和每个负载转换开关60配置给可调变压器10(图9)的一个特定相。因此，有载分接开关11的单相方案仅包括一个精选器20、一个预选器40和一个负载转换开关60。每个精选器20安装在精选器基板21上、每个预选器40安装在预选器基板41上并且每个负载转换开关60安装在负载转换开关基板61上。各个基板21、41、61优选由绝缘材料、如塑料或纤维增强塑料(如聚酰胺或聚邻苯二甲酰胺与玻璃纤维的混合物)制成。它们被逐个推到至少一个杆16上并且通过该杆保持。板21、41、61的固定也可以其它方式、如间隔件、注射出的接片或其它板进行。一个共同的驱动轴17驱动所有精选器20、预选器40和负载转换开关60。在该实施方式中，驱动轴17延伸穿过板21、41、61。驱动轴17由马达19优选经由锥齿轮传动机构18驱动，但也可直接、即不连接中间传动机构地由马达19驱动。
在图2、图3和图4中示出根据一种优选实施方式构造的精选器20之一。精选器基板21具有第一侧面211和相对置的第二侧面212。图2和3示出第一侧面211，在该第一侧面上在第一选择器-马耳他轮24后面设有九个选择器固定触头200...208(图3)。这九个选择器固定触头200...208中的五个与五条导线22连接，通过这些导线，选择器固定触头能与可调变压器10的调节绕组11的相配抽头连接。选择器固定触头200...208从第一侧面211穿过精选器基板21延伸至第二侧面212。选择器固定触头200...208优选由铜制成并且附加地镀银。第一选择器-马耳他轮24在其朝向精选器基板21的后侧上具有可径向移动地支承的第一选择器臂26并且可围绕轴线23旋转地支承在第一支承轴25上。支承轴25构造为单独的、与精选器基板21机械连接的部件。但支承轴25可在制造精选器基板21时被一同注射出并且与其构造为一个单元。除了第一选择器-马耳他轮24之外，还设有第一选择器-驱动器27，其通过驱动轴17驱动。在此第一选择器-驱动器27具有第一选择器-带动器28，其嵌入第一选择器-马耳他轮24中并且在此使其旋转。
在操作精选器20时，第一选择器-驱动器27旋转360°。在与第一选择器-马耳他轮24的共同作用下，当第一选择器驱动器27旋转一整周时，第一选择器-马耳他轮24仅旋转一段、即整周的一小部分。通过第一选择器-驱动器27与第一选择器-马耳他轮24的组合，第一选择器-驱动器27的连续旋转运动变换成第一选择器-马耳他轮24的逐步或逐段旋转。马耳他轮和驱动器的组合也能够在静止状态中、即在操作精选器20之前或之后实现两个部件相互锁止的功能。
图4示出精选器基板21的第二侧面212。类似于第一侧面211，在第二侧面212上安设具有第二选择器臂36(未示出)的第二选择器-马耳他轮34。第二选择器-马耳他轮34也围绕轴线23可旋转地支承在第二支承轴35上。第二选择器-驱动器37设置在第二选择器-马耳他轮34旁并且由与第一选择器-驱动器27相同的驱动轴17操作。在此第二选择器-驱动器37具有第二选择器-带动器38，其嵌入第二选择器-马耳他轮34中并且在此使其旋转。第二选择器-马耳他轮34和因此第二选择器臂36经由第二选择器-驱动器37与第一选择器-马耳他轮34和第二选择器臂36类似地通过驱动轴17逐步驱动。
九个选择器固定触头200...208(未示出)类似于第一侧面211地设置在第二选择器-马耳他轮34后方。未在第一侧面211上与五条导线连接的其余四个选择器固定触头200...208与另外四条导线22连接，通过这些导线，这些选择器固定触头可与调节绕组11的相配抽头连接。
在图5和图6中示出根据一种优选实施方式构造的预选器40之一。预选器基板41具有第一侧面411和相对置的第二侧面412。图5示出第一侧面411。在该第一侧面上安装有预选器-马耳他轮44，其可围绕第一轴线43旋转地支承在第一支承轴45上。第一支承轴45构造为单独的、与预选器基板41机械连接的部件。但第一支承轴45可在制造预选器基板41时一同被注射出并且与其构造为一个单元。除了预选器-马耳他轮44之外，还设有预选器-驱动器42，其不可相对旋转地配合在驱动轴17上。第一预选器-驱动器42具有第一预选器-带动器421，其可嵌入预选器-马耳他轮44中并且在此使其逐步旋转。此外，在第一侧面411上安装有摇动件46，其可围绕第二轴线47枢转地支承在第二支承轴48上。第二支承轴48也构造为单独的、与预选器基板41机械连接的部件。但第二支承轴48可在制造预选器基板41时一同被注射出并且与其构造为一个单元。摇动件46具有一个嘴口461，该嘴口与第二预选器-带动器441共同作用，所述第二预选器-带动器从预选器-马耳他轮44的朝向预选器基板41的后侧突出。
图6示出预选器基板41的第二侧面412。在该第二侧面上设有预选器40的第一、第二和第三预选器固定触头401、402、403。第一和第二预选器固定触头401、402从第一侧面411穿过预选器基板41延伸至第二侧面412并且与导线49连接，通过该导线，第一和第二预选器固定触头可与调节绕组13的端部连接。第三预选器固定触头403可通过一条从第一侧面411穿过预选器基板41延伸到第二侧面412的导线49与可调变压器10的主绕组12连接。预选器固定触头401...403优选由铜制成并且附加地镀银。此外，第二侧面412包括一个预选器运动触头404，其弹性支承在触头壳体50中。触头壳体50与支承轴48固定连接，使得摇动件46的枢转运动传递到预选器运动触头404上。该预选器运动触头在第一位置中触点接通第一预选器固定触头401、在第二位置中触点接通第二预选器固定触头402并且在中间位置中不与这两个触头触点接通。
为了操作预选器40，预选器-驱动器42通过驱动轴17旋转360°。在此第一预选器-带动器421在预选器-驱动器42每旋转一整周时嵌入预选器-马耳他轮44中并且使其运动整周的一小部分。该小部分相应于精选器20从一个选择器固定触头200...208到相邻选择器固定触头200...208的切换过程。在这些切换过程中，摇动件46保持不受接触，因为第二预选器-带动器441尚未到达其嵌入嘴口461的位置。只有当两个选择器臂26、36之一触点接通换向触头200并且两个选择器臂26、36中的另一个不触点接通抽头触头201...208时，第二预选器-带动器441才嵌入嘴口461中并且使摇动件46枢转。通过摇动件46的枢转运动，第二支承轴48和因此具有预选器运动触头404的触头壳体50也枢转。由此预选器运动触头404根据切换方向从第一位置切换到第二位置或从第二位置切换到第一位置。
根据该预选器40如何与调节绕组13和主绕组12连接，其可选择性地用作换向器或粗选器。
在图7和图8中示出根据一种优选实施方式构造的负载转换开关60之一。负载转换开关基板61优选由绝缘材料、如塑料或纤维增强塑料(如聚酰胺或聚邻苯二甲酰胺与玻璃纤维的混合物)制成并且具有第一侧面611和相对置的第二侧面612。图7示出第一侧面611。在该第一侧面上在本实施方式中构造为真空开关管的开关62借助保持架63固定在负载转换开关基板61上。真空开关管62包括固定触头621和运动触头622，通过运动触头，真空开关管62断开或闭合。此外，在第一侧面611上，凸轮盘64不可相对旋转地安装在驱动轴17上。摇臂65这样可旋转地支承在凸轮盘64和运动触头622之间，使得在凸轮盘64旋转时，摇臂65的一个端部651经过凸轮盘64的轮廓641并且由此操作真空开关管62、即通过其运动触头622断开或闭合真空开关管62。运动触头622在操作时在保持器中被导向。
图8示出负载转换开关基板61的第二侧面612。在第二侧面612上设有电阻器66。此外，与第一侧面611上的凸轮盘64相对应的第一齿轮67可旋转地支承在第二侧面612上。驱动轴17在这里所示的示例中延伸穿过凸轮盘64、负载转换开关基板61和第一齿轮67并且驱动凸轮盘64和第一齿轮67。此外，开关元件68安设在第二侧面612上，该开关元件由包括与第一齿轮67啮合的第二齿轮69和连杆70的组合驱动。通过操作驱动轴17经由齿轮67、69和连杆70来操作开关元件68。在此驱动轴17的旋转运动因此被变换成开关元件68的线性运动。开关元件68示例性构造为桥接开关，但例如也可构造为旋转开关。
各个部件、尤其是真空开关管62、电阻器66和开关元件68的布置可根据要求分配到负载转换开关基板61的第一和/或第二侧面611、612上。真空开关管62和开关元件68的操作也可根据需要以任意方式、例如通过齿轮和/或马耳他轮和/或连杆执行。
在本实施方式中，有载分接开关11包括将预选器40耦合到驱动轴17上的第一耦合装置、将精选器20耦合到驱动轴17上的第二耦合装置和将负载转换开关60耦合到驱动轴17上的第三耦合装置。第一耦合装置包括预选器-驱动器42、预选器-马耳他轮44和摇动件46。第二耦合装置包括选择器-驱动器27、37和选择器-马耳他轮24、34。第三耦合装置包括凸轮盘64、摇臂65、齿轮67、69和连杆70。这三个耦合装置因此彼此分开地构造并且不具有共同构件。
在图9中示出三相可调变压器10的第一种实施方式的一个相的电路图，该可调变压器包括图1的有载分接开关11以及主绕组12和具有多个抽头的调节绕组13。换向触头200与主绕组12的一个端部连接，并且抽头触头201...208分别与调节绕组13的相配抽头连接。
在该实施方式中预选器40用作换向器并且用于将调节绕组13选择性地在相同或相反方向上与主绕组12连接。第一预选器固定触头401与调节绕组13的第一端部连接，第二预选器固定触头402与调节绕组13的第二端部连接，并且第三预选器固定触头403与主绕组12的一个端部并且持续与换向触头200连接。
在该实施方式中，负载转换开关60除了开关62和电阻器66之外还包括第一端子601、第二端子602和可动转换触头604，该可动转换触头连接到有载分接开关11和可调变压器10的引线603上。转换触头604构造为桥接开关并且在第一位置中触点接通第一端子601、在第二位置中触点接通第二端子602并且在桥接位置中触点接通两个端子601、602。在此该转换触头在第一位置中连接引线603与第一端子601，在第二位置中连接引线603与第二端子602并且在桥接位置中连接两个端子601、602与引线603。第一端子601通过主分支14与第一选择器臂26连接。第二端子602通过辅助分支15与第二选择器臂36连接，并且电阻器66串联连接在它们之间。开关62接在端子601和602之间。
在图9和图9a中示出有载分接开关11抽头切换的切换过程的第一种实施方式。通过该抽头切换，有载分接开关11例如从换向触头200切换到第八抽头触头208上，这也称为从有载分接开关11的位置9到位置8的切换。在位置9中，选择器臂26、36触点接通换向触头200并且预选器40处于第一位置。在位置8中，选择器臂26、36触点接通第八抽头触头208并且预选器40处于第二位置。因此，在该抽头切换中必须操作预选器40。
图9示出该切换过程的起始位置。在该起始位置中，有载分接开关11处于位置9，负载转换开关60处于第一位置并且开关62闭合。
在步骤a中，预选器运动触头404与第二预选器固定触头402断开并且因此进入中间位置。有载分接开关11现在处于图9a的位置。
在步骤b中，负载转换开关60进行转换。在此转换触头604首先运动到根据图9b1的桥接位置并且随后继续运动到根据图9b2的第二位置中。之后开关62断开。由此完成负载转换开关60的第一次转换，在此期间没有回路电流。预选器运动触头404仍处于前往第一预选器固定触头401途中的中间位置。有载分接开关11现在处于图9b3的位置。
在步骤c中，预选器运动触头404与第一预选器固定触头401触点接通并且因此进入第二位置。在此预选器40的转换完成。有载分接开关11现在处于图9c的位置。
现在进行完成抽头切换到位置8所需的切换步骤。
在步骤d中，第一选择器臂26与换向触头200断开并且与第八抽头触头208触点接通。有载分接开关11现在处于图9d的位置。
在步骤e中，开关62闭合，因此辅助支路15通过开关62与主支路14连接并且回路电流Ic流过有载分接开关11和调节绕组13。有载分接开关11现在处于图9e的位置。
在步骤f中，转换触头604首先重新运动到根据图9f1的桥接位置并且之后继续运动到根据图9f2的第一位置。然后开关62再次断开，由此断开辅助支路15与主支路14并且回路电流Ic中断。在此完成负载转换开关60的第二次“正常”转换，这构成负载转换。有载分接开关11现在处于图9f3的位置。
在步骤g中，第二选择器臂36与换向触头200断开并与第八抽头触头208触点接通。有载分接开关11现在处于图9g的位置。
在步骤h中，开关62闭合。在此完成到抽头触头201的负载转换以及从位置9到位置8的抽头切换。有载分接开关11现在处于图9h的最终位置。
如果现在例如应在相反方向上、即从位置8到位置9进行抽头切换，则以恰恰相反的顺序执行图9至图9h中描述的切换过程。
图10示出图9至图9h的切换过程的时序图。从上向下设置的各行表示开关62、转换触头604、第一选择器臂26、第二选择器臂36和预选器运动触头404在从位置8到位置9或从位置9到位置8的完整抽头切换的时间过程中的位置。垂直虚线标记预选器40转换最迟必须完成或最早可以开始的时刻、即当选择器臂26、36之一触点接通换向触头200并且另一选择器臂不再或尚未触点接通抽头触头208时。
对于在图9至h中所描述的切换过程的第一种实施方式从右向左观读取时序图。由该时序图可以看出，首先根据步骤a预选器运动触头404从第二位置运动到中间位置，随后根据子步骤b1和b2转换触头604从第一位置运动到桥接位置并从那里运动到第二位置，接着根据子步骤b3开关62断开，然后根据步骤c，预选器运动触头404从中间位置运动到第一位置。从左向右观看该时序图时，此过程完全按相反的顺序进行。
图11示出切换过程的第二种实施方式的时序图。该实施方式类似于图10中的第一种实施方式，因此下面主要详述区别。与第一种实施方式相同，在本实施方式中首先根据步骤a预选器运动触头404运动到中间位置，然后根据子步骤b1转换触头604从第一位置运动到桥接位置。但接下来与第一种实施方式不同，根据步骤c预选器运动触头404从中间位置运动到第一位置，同时根据子步骤b2转换触头604从桥接位置运动到第二位置，并且随后根据子步骤b3开关62断开。因此，在本实施方式中预选器40的转换在负载转换开关60的转换之前完成。在相反方向上，与切换过程的第一种实施方式不同，开关62在预选器运动触头404之前被操作。
在图12中示出切换过程的第三种实施方式的时序图。该实施方式类似于图10中的第一种实施方式，因此下面主要详述区别。在本实施方式中，在两个方向上观看切换过程时，负载转换开关60和预选器40的转换同时开始并且也同时结束。
在图13中示出可调变压器10的第二种实施方式的一个相的电路图。该实施方式类似于图9的第一种实施方式，因此下面主要详述区别。在本实施方式中，主绕组12具有抽头121，该抽头构成主绕组12一个粗级的上端。主绕组12的下端构成该粗级的下端。
在本实施方式中，预选器40用作粗选器并且用于选择性地将粗级与调节绕组13连接或不连接。第一预选器固定触头401与主绕组12的下端并且持续与换向触头200连接。第二预选器固定触头402与主绕组12的抽头121连接。第三预选器固定触头403与调节绕组13的一个端部连接。
附图标记列表
10 可调变压器
11 有载分接开关
12 10的主绕组
121 12的抽头
13 10的调节绕组
14 11的主分支
15 11的辅助分支
16 杆
17 11的驱动轴
18 锥齿轮传动机构
19 马达
20 11的精选器
200 20的换向触头
201…208 20的抽头触头
201…208 20的选择器固定触头
21 精选器基板
211/212 21的第一/第二侧面
22 导线
23 轴线
24 第一选择器-马耳他轮
25 第一支承轴
26 第一选择器臂
27 第一选择器-驱动器
28 第一选择器-带动器
29 端子
34 第二选择器-马耳他轮
35 第二支承轴
36 第二选择器臂
37 第二选择器-驱动器
38 第二选择器-带动器
39 端子
40 11的预选器
401/402/403 40的第一/第二/第三预选器固定触头
404 40的预选器运动触头
41 预选器基板
411/412 41的第一/第二侧面
42 预选器-驱动器
421 第一预选器-带动器
43 第一轴线
44 预选器-马耳他轮
441 第二预选器-带动器
45 第一支承轴
46 摇动件
461 46的嘴口
47 第二轴线
48 第二支承轴
49 导线
50 触头壳体
60 11的负载转换开关
601/602 60的第一/第二端子
603 60的引线
604 60的可动转换触头
61 负载转换开关基板
611/612 61的第一/第二侧面
62 开关
621/622 62的固定触头/运动触头
63 保持架
64 凸轮盘
641 64的轮廓
65 摇臂
651 65的一端
66 电阻器
67 第一齿轮
68 开关元件
69 第二齿轮
70 连杆
Claims (13)
1.用于切换有载分接开关(11)的方法，其中，所述有载分接开关(11)包括：
-精选器(20)，其具有
多个选择器固定触头(200...208)，所述多个选择器固定触头包括一个换向触头(200)和多个抽头触头(201...208)，所述换向触头能够与可调变压器(10)的主绕组(12)连接，所述抽头触头分别能够与可调变压器(10)的调节绕组(13)的相配抽头连接；
第一选择器臂(26)，其能够选择性地与每个选择器固定触头(200...208)触点接通；
第二选择器臂(36)，其能够选择性地与每个选择器固定触头(200...208)触点接通；
-预选器(40)，该预选器能够从第一位置转换到第二位置和从第二位置转换到第一位置并且能够与调节绕组(13)和主绕组(12)连接，并且该预选器包括第一预选器固定触头(401)、第二预选器固定触头(402)和第三预选器固定触头(403)，所述第三预选器固定触头在第一位置中与第一预选器固定触头(401)连接并且在第二位置中与第二预选器固定触头(402)连接；
-负载转换开关(60)，该负载转换开关能够从第一位置转换到第二位置和从第二位置转换到第一位置，并且该负载转换开关包括与第一选择器臂(26)连接的第一端子(601)、与第二选择器臂(36)连接的第二端子(602)和引线(603)，该引线在第一位置中与第一端子(601)连接并且在第二位置中与第二端子(602)连接；
其中，
-如果应转换预选器，则
这样调设选择器臂，使得所述选择器臂(26、36)之一触点接通换向触头(200)并且另一个选择器臂不触点接通抽头触头(201...208)，
在预选器(40)转换完成之前，开始负载转换开关的转换。
2.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在预选器(40)转换期间，进行负载转换开关(60)的转换。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，负载转换开关(60)的转换只进行一次；在负载转换开关(60)转换期间没有回路电流。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，
-所述预选器(40)包括预选器运动触头(404)，该预选器运动触头能够占据其与第一预选器固定触头(401)触点接通的第一位置、其与第二预选器固定触头(402)触点接通的第二位置和其不触点接通预选器固定触头(401、402)的中间位置；
-为了将预选器(40)从第二位置转换到第一位置
在步骤a)中预选器运动触头(404)从第二位置运动到中间位置；
在步骤b)中转换负载转换开关(60)；
在步骤c)中预选器运动触头(404)从中间位置运动到第一位置；
反之亦然；
-所述负载转换开关(60)包括可动转换触头(604)，该可动转换触头能够占据其与第一端子(601)触点接通的第一位置、其与第二端子(602)触点接通的第二位置以及其触点接通两个端子(601、602)的桥接位置；
-在步骤b)中，
在预选器(40)从第二位置转换到第一位置时，转换触头(604)从第一位置切换到桥接位置并且随后从桥接位置切换到第二位置中；
在预选器(40)反向转换时，转换触头(604)从第二位置切换到桥接位置并且随后从桥接位置切换到第一位置中。
5.根据前一权利要求所述的方法，其中，
-所述负载转换开关(60)包括连接在所述端子(601、602)之间的开关(62)和连接在第二端子(602)和第二选择器臂(36)之间的电阻器(66)；
-所述开关(62)在步骤b)期间闭合。
6.用于可调变压器(10)的有载分接开关(11)，包括：
-精选器(20)，其具有
多个选择器固定触头(200...208)，所述多个选择器固定触头包括一个换向触头(200)和多个抽头触头(201...208)，所述换向触头能够与可调变压器(10)的主绕组(12)连接，所述抽头触头分别能够与可调变压器(10)的调节绕组(13)的相配抽头连接；
第一选择器臂(26)，其能够选择性地与每个选择器固定触头(200...208)触点接通；
第二选择器臂(36)，其能够选择性地与每个选择器固定触头(200...208)触点接通；
-预选器(40)，该预选器能够从第一位置转换到第二位置和从第二位置转换到第一位置并且能够与调节绕组(13)和主绕组(12)连接，并且该预选器包括第一预选器固定触头(401)、第二预选器固定触头(402)和第三预选器固定触头(403)，所述第三预选器固定触头在第一位置中与第一预选器固定触头(401)连接并且在第二位置中与第二预选器固定触头(402)连接；
-负载转换开关(60)，该负载转换开关能够从第一位置转换到第二位置和从第二位置转换到第一位置，并且该负载转换开关包括与第一选择器臂(26)连接的第一端子(601)、与第二选择器臂(36)连接的第二端子(602)和引线(603)，该引线在第一位置中与第一端子(601)连接并且在第二位置中与第二端子(602)连接；
-用于预选器(40)、精选器(20)和负载转换开关(60)的共同的驱动轴(17)，
其中，
-所述预选器(40)、精选器(20)和负载转换开关(60)分别单独地耦合到驱动轴(17)上。
7.根据前一权利要求所述的有载分接开关(11)，其中，
-所述预选器(40)包括预选器运动触头(404)，其能够占据其与第一预选器固定触头(401)触点接通的第一位置、其与第二预选器固定触头(402)触点接通的第二位置和其不触点接通预选器固定触头的中间位置。
8.根据前述权利要求中任一项所述的有载分接开关(11)，包括：
-可动转换触头(604)，其能够占据其与第一端子(601)触点接通的第一位置、其与第二端子(602)触点接通的第二位置以及其触点接通两个端子(601、602)的桥接位置；
-连接在所述端子(601、602)之间的开关(62)；和
-连接在第二端子(602)和第二选择器臂(36)之间的电阻器(66)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的有载分接开关(11)，其中，
-所述预选器(40)包括：
具有第一侧面(411)和相对置的第二侧面(412)的预选器基板(41)；
第一侧面(411)上的预选器-驱动器(42)，该预选器-驱动器不可相对旋转地配合在驱动轴(17)上并且具有第一预选器-带动器(421)；
第一侧面(411)上的预选器-马耳他轮(44)，该预选器-马耳他轮可旋转地支承在预选器基板(41)上并且具有第二预选器-带动器(441)；
第一侧面(411)上的摇动件(46)，该摇动件可枢转地支承在预选器基板(41)上并且具有用于第二带动器(441)的嘴口(461)；
-所述驱动轴(17)延伸穿过预选器基板(41)并且可旋转地支承在该预选器基板上；
-所述预选器固定触头(401、402、403)和预选器运动触头(404)设置在预选器基板(41)的第二侧面(412)上；
-所述摇动件(46)不可相对旋转地与预选器运动触头(404)连接；
-所述第一带动器(421)与预选器-马耳他轮(44)共同作用，使得在预选器-驱动器(42)旋转一整周时预选器-马耳他轮(44)仅旋转一整周的一小部分，该小部分在此相应于精选器(20)从一个选择器固定触头(200...208)到相邻选择器固定触头(200...208)的切换过程；
-所述第二带动器(441)与摇动件(46)共同作用，使得当选择器臂之一触点接通其中一个抽头触头(201...208)时，第二带动器(441)在预选器-马耳他轮(44)旋转该小部分时不嵌入嘴口(461)中，而当选择器臂之一触点接通换向触头(200)并且另一选择器臂不触点接通抽头触头(201...208)时，第二带动器(441)嵌入嘴口(461)中，使得预选器运动触头(404)进行转换。
10.根据前述权利要求中任一项所述的有载分接开关(11)，其中，
-所述预选器(40)构造为换向器；
-第一预选器固定触头(401)能够与调节绕组(13)的第一端部连接；
-第二预选器固定触头(402)能够与调节绕组(13)的第二端部连接；
-第三预选器固定触头(403)能够与主绕组(12)连接；
-第三预选器固定触头(403)与换向触头(200)持续连接。
11.根据前述权利要求中任一项所述的有载分接开关(11)，其中，
-所述预选器(40)构造为粗选器；
-第一预选器固定触头(401)能够与主绕组(12)的一个端部连接；
-第二预选器固定触头(402)能够与主绕组(12)的一个抽头连接；
-第三预选器固定触头(403)能够与调节绕组(13)的一个端部连接；
-第一预选器固定触头(401)与换向触头(200)持续连接。
12.根据前述权利要求中任一项所述的有载分接开关(11)，包括：
-将预选器(40)耦合到驱动轴(17)的第一耦合装置；
-将精选器(20)耦合到驱动轴(17)的第二耦合装置；
其中
-所述耦合装置彼此分开地构造和/或没有共同的构件。
13.可调变压器(10)，包括主绕组(12)、具有多个抽头的调节绕组(13)以及根据前述权利要求中任一项构造的有载分接开关(11)，其中，换向触头(200)与主绕组(12)连接，并且抽头触头(201...208)分别与调节绕组(13)的相配抽头连接；预选器(40)与调节绕组(13)和主绕组(12)连接。
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