Pierwszenstwo: Opublikowano* 26.VI.1967 53414 KI. 21 d2, 53/03 §tfi$\oi UKD Twórca wynalazku: mgr inz. Zdzislaw Barski Wlasciciel patentu: Instytut Techniki Cieplnej, Lódz (Polska) CZYTELNIA1 I Urzedu Poienlwwego Urzadzenie do przelaczania zaczepów transformatorów i autotransformatorów regulacyjnych Wynalazek dotyczy urzadzenia do przelaczania zaczepów transformatorów i autotransformatorów regulacyjnych z zastosowaniem pompki elektro¬ magnetycznej do metali w stanie cieklym, przy¬ stosowanego zwlaszcza do latwego zastosowania w ukladach zdalnego sterowania i automatycznej regulacji napiecia pod obciazeniem.Znane sa przelaczniki zaczepów pod obciazeniem skladajace sie z ukladu styków ruchomych, któ¬ rych przelaczenie odbywa sie po uruchomieniu silnika elektrycznego napedzajacego za posredni¬ ctwem przekladni zebatej ulozyskowana konstruk¬ cje mechaniczna, w której zamocowane sa styki ruchome. Jednakze tego typu przelaczniki sa ko¬ sztowne i skomplikowane i z reguly znajduja za¬ stosowanie przede wszystkim w transformatorach duzej mocy, do zdalnego przelaczania zaczepów tych transformatorów pod obciazeniem.Znane sa równiez autotransformatory regulacyj¬ ne typu laboratoryjnego ze stykiem ruchomym w postaci krazka weglowego przesuwajacego sie wprost po odizolowanych czesciach przewodów uzwojenia. Jednakze regulacja napiecia w takich autotransformatorach odbywa sie recznie, a przy¬ stosowanie ich do ukladów automatycznej regula¬ cji wymaga zastosowania specjalnych urzadzen napedowych, np. w postaci silniczka elektryczne¬ go z przekladnia redukcyjna.Znane sa równiez uklady urzadzen przelaczni¬ kowych z zastosowaniem przekazników i styczni- 2 ków elektrycznych lub bezstykowych elementów logicznych, jednakze do przelaczania pod obcia¬ zeniem zaczepów transformatorów duzej mocy uklady te sa kosztowne i skomplikowane. 5 Celem wynalazku jest usuniecie wad znanych urzadzen czyli opracowanie urzadzenia przelaczni¬ kowego przystosowanego do latwego zastosowania w ukladach automatycznej regulacji napiecia pod obciazeniem, a przy tym tanszego i prostszego 10 w porównaniu do dotychczas stosowanych, przy czym urzadzenie to w zaleznosci od swej wielkosci moze byc stosowane zarówno do malych autotrans¬ formatorów typu laboratoryjnego jak równiez do duzych transformatorów energetycznych. 15 Aby osiagnac te cele wytyczone zadanie opra¬ cowania urzadzenia przelacznikowego zaczepów transformatorów i autotransformatorów regulacyj¬ nych z zastosowaniem szczotki cieklometalicznej przesuwanej tloczkiem, którego polozenie jest za- 20 lezne od cisnienia cieczy lub gazu przetlaczanych pompka elektromagnetyczna, w ukladach regulacji elektrycznej, wzglednie nadcisnieniem np. ze wzmacniacza z dyszka i przeslona w ukladach regulacji pneumatycznej. 25 Zgodnie z wytyczonym zadaniem urzadzenie przelacznikowe zaczepów wedlug wynalazku po¬ siada tloczek z tworzywa izolacyjnego nad któ¬ rym znajduje sie warstwa cieklego metalu stano¬ wiaca szczotke cieklo-metaliczna przesuwajaca sie 30 wzdluz ukladu styków nieruchomych polaczonych 5341453414 z zaczepami transformatora. Mechanizm tloczko¬ wy przesuwa sie w górze pod wplywem cisnienia wytwarzanego np. przez jedna ze znanych pompek elektromagnetycznych do metali cieklych lub prze¬ ponowych do cieczy obojetnych i gazów; a ku 5 dolowi pod wplywem sprezyny zwrotnej, w przy¬ padku gdy zwolniony zostanie zatrzask elektro¬ magnetycznej klapki zwrotnej, przy czym uzwo¬ jenia pompki oraz zatrzasku eletromagnetyczne- go moga byc wlaczane przyciskiem recznym lub 10 stykami regulatora.Korzysci techniczne wynikajace z zastosowania wynalazku* polegaja^ na tym, ze przy uproszczonej budowie i konstrukcji urzadzenia przelacznikowe¬ go uzyskuje sie latwa mozliwosc automatycznej 15 regulacji napiecia pod obciazeniem, przy czym w zaleznosci od wielkosci urzadzenia mozna je sto¬ sowac zarówno do transformatorów regulacyjnych duzej jak i malej mocy.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy- 20 kladzie wykonania na rysunku.Urzadzenie wedlug wynalazku zawiera mechanizm tloczkowy skladajacy;'sie z tloczka 1 o wiekszym przekroju przesuwajacego sie cylindra 2 oraz tlo¬ czka 3 o mniejszym przekroju przesuwajacego sie 25 w kanale 4, przy czym w obrebie zakresu prze¬ suwania sie tloczka 3 kanal 4 zawiera z jednej strony wprasowany lub przyklejony, np. zywica epoksydowa, styk 5 a z drugiej — zespól styków 6 z przekladkami izolacyjnymi7. 30 Tloczki 1 i 3 moga byc ze soba polaczone trzpie¬ niem 8 i wówczas przesuwaja sie ku górze i ku dolowi jednoczesnie i o takie same odcinki, badz tez za pomoca sprezyny 9. W tym przypadku po¬ miedzy tloczkami 1 i 3 powinna znajdowac sie 35 obojetna ciecz niescisliwa, co pozwala na uzyski¬ wanie wiekszych przesuniec tloczka 3 przy mniej¬ szych przesunieciach tloczka 1. Ruch powrotny tloczka 1 odbywa sie pod wplywem dzialania sprezyny zwrotnej 10, a ruch powrotny tloczka 3 40 odbywa sie to pod wplywem dzialania sprezyny zwrotnej 9. Nad tloczkiem 3 znajduje sie warstwa cieklego metalu o grubosci nieco wiekszej niz gru¬ bosc warstwy izolacyjnej 7. Pozwala to na bez- przerwowe przelaczanie zaczepów 11 transformato- 45 ra regulacyjnego 12. Zaczepy transformatora regu¬ lacyjnego sa polaczone z zespolem styków 6 za posrednictwem oporników 12 tak dobranych, ze w przypadku gdy szczotka cieklometaliczna zwiera styki 6 sasiednich zaczepów w zwartym obwodzie 50 wewnetrznym plynie prad o wartosci mniejszej od znamionowej, nie powodujac przegrzania uzwojen transformatora.Pod tlokiem 1 w cylindrze 2 oraz w kanale 4 znajduje sie ciekly metal 13. W kanale 4 jest 55 zainstalowana pompka elektromagnetyczna 14 do metali w stanie cieklym, pradu stalego lub zmien¬ nego (np. transformatorowa), z uzwojeniem wzbu¬ dzajacym 15. W kanale 4 na wylocie z pompki 14 jest zainstalowana klapka zwrotna 16, która moze 60 byc otwierana elektromagnesem 17 i wówczas cie¬ kly metal moze przyplywac w przeciwnym kie¬ runku. Kanal 14 jest poza tym zaopatrzony w króciec 18 sluzacy do wypelniania urzadzenia ga¬ zem obojetnym lub wyciagania powietrza w celu 6g wytworzenia prózni. Króciec 18 jest przystosowany do hermetycznego zamykania ukladu.Styki 6 urzadzenia przelacznikowego powinny byc chemicznie wytrawione w celu uzyskania ma¬ lej opornosci przejscia miedzy stykami 5 i 6 la¬ czonymi ze soba za posrednictwem szczotki cie- klometalicznej 19.Odbiornik 20 energii elektrycznej jest przyla¬ czony do zacisku 21 transformatora 12 oraz do styku 5 urzadzenia przelacznikowego. Do zacisków odbiornika 20 moze byc przylaczony za pomoca przewodów 22 woltomierz 23 wyposazony w na¬ stawiamy zespól stykowy skladajacy sie ze styku ruchomego 24 oraz dwóch styków nieruchomych 25 i 26, przy czym w przypadku gdy napiecie na odbioniku jest równe wartosci nastawionej, styk 24 znajduje sie w polozeniu srodkowym pokaza¬ nym* na rysunku. Gdy napiecie na odbiorniku 20 jest wyzsze od wartosci nastawionej nastepuje zamkniecie styku 25 a gdy jest nizsze od wartosci nastawionej — styku 24. Styk 25 jest polaczony z uzwojeniem wzbudzajacym 15 pompki elektro¬ magnetycznej, a styk 26 z uzwojeniem 17 zatrza¬ sku elektromagnetycznego klapki zwrotnej 10.Uzwojenia 15 i 17 oraz styk 24 sa polaczone prze¬ wodami 28 z zaciskami 29 zródla pradu.W urzadzeniu przelacznikowym wedlug wyna¬ lazku moze byc zastosowana ciecz nieprzewodza- ca lub gaz obojetny zamiast cieklego metalu 13 ale wówczas pompka 14 do cieklych metali musi byc zastapiona pompka do cieczy lub gazów np. przeponowa.W przypadku stosowania urzadzenia przelaczni¬ kowego wedlug wynalazku do wspólpracy z regu¬ latorami pneumatycznymi, przestrzen pod tlokiem 1 cylindra 2 moze byc laczona z komora zmien¬ nego cisnienia przetwornika pneumatycznego (np. wzmacniacza typu dyszka-przeslona) i wówczas polozenie tloczków 1 i 3 bedzie zalezne od war¬ tosci cisnienia sterujacego, pochodzacego z regu¬ latora pneumatycznego.Dzialanie urzadzenia przelacznikowego wedlug wynalazku jest opisane ponizej.W przypadku gdy napiecie na odbiorniku 20 jest równe wartosci zadanej urzadzenie przelacznikowe znajduje sie w stanie pokazanym na rysunku.Gdy napiecie zwieksza sie powyzej wartosci nastawionej nastapi zamkniecie styku 25 przez styk ruchomy 24 i ze styków 29 zródla pradu przez uzwojenie 15 poplynie prad. Pompka elektroma¬ gnetyczna ^14 zacznie pracowac pompujac ciekly metal przez klapke zwrotna 16 do cylindra 2.Tlok 1 uniesie sie ku górze wypierajac tlok 3, który przesunie szczotke cieklometaliczna 19 prze¬ laczajac odbiornik 20 na jeden z zaczepów 11 o nizszym napieciu.Po obnizeniu sie napiecia do wartosci zadanej nastapi otwarcie styków 25—24 wylaczenie pomp¬ ki 14 i ustabilizowanie sie przelacznika w nowym polozeniu.W przypadku gdy napiecie na odbiorniku 20 obnizy sie ponizej wartosci nastawionej nastapi zamkniecie styku 20 przez styk ruchomy 24 i ze styków 29 zródla pradu przez uzwojenie 17 po¬ plynie prad, zatrzask elektromagnetyczny klapki53414 5 zwrotnej 10 zostanie zwolniony i ciekly metal zacznie przeplywac w przeciwnym kierunku po¬ pychany tlokiem 1 naciskanym sprezyna zwrotna 10. W nastepstwie tego tlok 3 obnizy sie i szczot¬ ka cieklometaliczna 19 przesunie sie na zaczep 11 5 2. o wyzszym napieciu.Po podwyzszeniu sie napiecia do wartosci za¬ danej nastapi otwarcie styków 20, 24, wysaczenie uzwojenia zatrzasku 17 i ustabilizowanie sie prze¬ lacznika w nowym punkcie pracy. 10 3 Urzadzenie przelacznikowe wedlug wynalazku moze byc równiez stosowane w ukladach automa¬ tycznej regulacji innych procesów fizycznych, np. temperatury pieców elektrycznych, w tym przy¬ padku odbiornikiem 20 moga byc oporniki grzejne 15 pieca elektrycznego a zamiast woltomierza styko¬ wego 23 powinien byc zastosowany regulator tem¬ peratury pieca, np. trójpolozeniowy, krokowy itp. PL