DE3329353A1

DE3329353A1 - Device for regulating the electrical voltage

Info

Publication number: DE3329353A1
Application number: DE19833329353
Authority: DE
Inventors: Nikolai Fedorovi&ccaron; Androsov; Leonid Ivanovi&ccaron; Zaporo&zcaron;ie Vintjuk
Original assignee: VNI PK I T I TRANSFORMATOROSTR
Current assignee: VNI PK I T I TRANSFORMATOROSTR
Priority date: 1983-08-13
Filing date: 1983-08-13
Publication date: 1985-02-28

Abstract

The device for regulating the electrical voltage has an arc-shaped sliding track (3) which lies in a plane and with which a moving contact in the form of a roller (4) interacts. The roller (4) is designed as a truncated cone. The smaller base area (11) of the roller (4) is directed towards the geometrical centre of the arc-shaped sliding track (3). Since the ends of the truncated-conical roller (4) have the same angular velocities, it is ensured that they wear uniformly. <IMAGE>

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung bezieht sich auf die Elektrotechnik und betrifft insbesondere den Aufbau von Vorrichtungen zur Spannungsregelung. The invention relates to, and particularly relates to, electrical engineering the construction of devices for voltage regulation.

Äm erfolgreichsten kann die Erfindung in Spartransformatoren zur Regelung der elektrischen Spannung ohne Stromkreisunterbrechung verwendet werden. Derartige Transformatoren enthalten herkömnlicherweise einen Ringkern mit einer eine ßchleifbabn aufweisenden Wicklung. The invention can be most successful in autotransformers Regulation of electrical voltage can be used without interrupting the circuit. Such transformers conventionally contain a toroidal core with a a loop having a loop.

Die Erfindung kann auch in anderen elektrischen Apparaten verwendet werden, welche flache unbewegliche bogenförmige Kontakte oder bewegliche Rollenkontakte aufweisen. The invention can also be used in other electrical apparatus which flat immovable arcuate contacts or moving roller contacts exhibit.

Es ist eine Vorrichtung zur Regelung der elektrischen Spannung in einem Spartransformator ohne Stromkreisunterbrecnung bekannt (siehe US-PS 3466585). Die Vorrichtung enthält einen Ringkern mit einer eine SchleiBbahn aufweisenden wicklung, wobei mit der Schleifbahn ein in Form einer Bürste ausgeführter beweglicher Kontakt in Zusammenwirkung steht. It is a device for regulating the electrical voltage in an autotransformer without circuit interruption known (see US-PS 3466585). The device contains a toroidal core with a winding that has a slideway, a movable contact in the form of a brush with the sliding track is in cooperation.

Um Kontaktunterbrechungen vorzubeugen und den Verschleiß auszugleichen, ist die Bürste an die Schleifbahn angefedert.To prevent contact interruptions and to compensate for wear, the brush is spring-loaded on the sliding track.

Damit der Druck auf die Schleifbahn nicht von dem 3ürstenverschleiß abhängt, wird die Feder derart ausgelegt, daß deren Länge im zusammengepreßten Zustand die Länge des verschleißbaren Teiles der Bürste um das mehrfache (2- oder 3fache) überschreitet. Dadurch werden aber sowohl die Abmessungen der Vorrichtung zur Spannungsregelung, als auch deren lVLaterialauSwendigkeit erhöht.So that the pressure on the sliding track is not caused by the brush wear depends, the spring is designed such that its length in the compressed state the length of the wearable part of the brush several times (2 or 3 times) exceeds. As a result, however, both the dimensions of the device for voltage regulation, as well as their cost of material increased.

Ferner wird die Verwendung der genannten Vorrichtung durch die Notwendigkeit einer mechanischen Bearbeitung der Schleifbahn mit einer hohen Oberflächengüte erschwert. Dies ist dadurch bedingt, daß die Unebenheiten der Bahn nicht nur zu einem beschleunigten Verschleiß der Bürste, sondern auch zu deren Ausfall führen, weil sich die Bürste an diesen Unebelihe iten festklemmt. Furthermore, the use of said device is made necessary by the need a mechanical processing of the grinding track with a high surface quality made difficult. This is due to the fact that the unevenness of the track not only accelerated Wear the brush, but also lead to its failure because the brush stuck on these inconsistencies.

Es ist eine Vorrichtung zur Regelung der elektrischen Spannung in einem Spartransformator ohne Stromkreisunter brechung bekannt (s.DD-PS 8026I). Als beweglicher Kontakt wird in dieser Vorrichtung eine Kohle-Graphitrolle verwendet, welche an einem um die Achse schwenkbaren lYLitnehmer ange- ordnet ist. Bei der Spannungsregelung bewegt sich die Rolle auf der Schleifbain und rollt auf dieser von der einen Stellung in die andere ab. It is a device for regulating the electrical voltage in known to an autotransformer without interrupting the circuit (see DD-PS 8026I). as moving contact, a carbon-graphite roller is used in this device, which is attached to a lY carrier that can be swiveled around the axis. arranges is. With tension control, the roller moves and rolls on the grinding belt on this from one position to the other.

Die Rolle ist zylindrisch ausgeführt, wobei ihre Drehachse senkrecht zu der Schwenkachse des mitnehmers verläuft. The role is cylindrical with its axis of rotation perpendicular runs to the pivot axis of the driver.

Da die Rolle auf der Schleifbahn abrollt, ist keine hohe Oberflächengüte der letzten erforderlich. Die Rolle nutzt sich weniger ab, demzufolge wird die VerschleiB-festigkeit des beweglichen Kontaktes erhöht. Since the roller rolls on the grinding track, the surface quality is not high the last required. The role wears less, so the wear resistance is increased of the moving contact increased.

Bei Verwendung der beschriebenen Vorrichtung treten aber Schwierigkeiten auf, die in einem ungleichmäßigen Verschleiß des Kontaktpaares (Schleifbahn- Rolle) bestehen. However, difficulties arise when using the device described which results in uneven wear of the contact pair (sliding track-roller) exist.

Dies ist darauf zurückzuXühren, daß beim Verschieben der Rolle auf der bogenförmigen SchleiBbahn deren zu der geometrischen Achse der Schleifbahn gerichtete Stirnseite einen im Vergleich zu der gegenüberliegenden Stirnseite kleineren Weg zurücklegt. Das führt zum Durchrutschen einer der Stirnseiten der Rolle auf der Schleifbahh, was einen ungleichmäßigen Verschleiß des Kontaktpaares zur Folge hat.This is due to the fact that when the role is moved on of the arc-shaped sliding track, the one directed towards the geometrical axis of the sliding track End face a smaller path compared to the opposite end face covered. This leads to one of the end faces of the roller slipping through on the Grinding track, which results in uneven wear of the contact pair.

Bs ist ferner eine Vorrichtung zur Spannungsregelung in einem Umsohalter bekannt (siehe SU-PS 473384). Die genannte Vorrichtung enthält unbewegliche Kontakte, welche eine bogenförmige Schleifbahn bilden, einen beweglichen Rollenkontakt, welcher an die Schleifbahn angefedert ist, mit dieser auf seiner Mantellinie in Berührung steht und an einem Mitnehmer angebracht ist, welcher auf einer zur Veischiebung der Rolle auf der bogenförmigen Schleifbarn dienenden Schwenkachse angeordnet ist. Bs is also a device for voltage regulation in an umbilical holder known (see SU-PS 473384). Said device contains immovable contacts, which form an arcuate sliding track, a movable roller contact, which is spring-loaded on the sliding track, with this on its surface line in contact stands and is attached to a driver, which is on one for Veeschrift the roller is arranged on the arcuate sliding bar serving pivot axis.

Die Rolle ist zylindrisch ausgeführt, wobei deren Drehachse zu einer Linie geneigt ist, welche deren Schwerpunkt mit der Schwenkachse des Mitnehmers verbindet. The role is cylindrical, with its axis of rotation to a Line is inclined, which is the center of gravity with the pivot axis of the driver connects.

Bei einer derartigen Ausführung rollt die Rolle mit einem gleichzeitigen Durchrutschen auf der Oberfläche der bogenförmigen Schleifbahn ab. Dadurch wird seinerseits eine Selbsreinigung der Oberfläche der Schleifbahn gewährleistet. In such an embodiment, the roller rolls with a simultaneous one Slipping through on the surface of the curved sliding track. This will in turn ensures self-cleaning of the surface of the sliding track.

Somit wird die Zuverläßigkeit des Kontaktes und die Gleichmaßigkeft des Oberflächenverschleisses der Schleifbahn erhöht.Thus, the reliability of the contact and the smoothness are increased the surface wear of the grinding path increases.

Da die Stirnseiten der zylindrischen Rolle beim Abrollen auf der bogenförmigen Schleifbahn gleiche iinkelbeschwindigkeiten bei unterschiedlichen Umlaufgeschwindigkeiten in Bezug auf die Schwenkachse des i.llitnehmers aufweisen, sind sie einer unterschiedlichen Abnutzung ausgesetzt. Das führt zu einem ungleichmäßigen Verschleiß des Kontaktpaares. Demzufolge wird die Lebensdauer der Vorrichtung herabgesetzt. Since the end faces of the cylindrical roller when rolling on the arc-shaped grinding track same angular speeds with different Have rotational speeds in relation to the pivot axis of the internal driver, they are exposed to different levels of wear. That leads to an uneven Wear of the contact pair. As a result, the life of the device is reduced.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Regelung der elektrischen Spannung zu schaffen, in welcher durch Änderung sowohl der Form der Rolle des beweglichen Kontaktes als auch der gegenseitigen Anordnung der Drehachsenebene und der Schleifbahnebene eine im Vergleich zu dem Stand der Technik erhöhte Bebensdauer gewährleistet ?J ird. The invention is based on the object of a device for regulation to create the electrical tension in which by changing both the form the role of the movable contact and the mutual arrangement of the plane of the axis of rotation and the sliding track plane an increased service life compared to the prior art guaranteed?

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in einer Vorrichtung zur Regelung der elektrischen Spannung, enthaltend unbewegliche Kontakte, welche eine bogenförmige Scnleifbaha in einer Ebene bilden, sowie einen beweglichen Kontakt in Form einer Rolle, welche an die Schleifbahn angefedert ist, mit dieser auf ihrer Mantellinie in Berührung steht und an einem Mitnehmer angeordnet ist, wobei der Mitnehmer an einer Schwenkachse zur Bewegung der Rolle auf der bogenförmigen Schleifbahn befestigt ist, gemäß der Erfindung die Rolle in Form eines Kegelstumpfes ausgeführt ist, wobei die kleinere Grundfläche der genannten Rolle zu dem Óeometrischen Mittelpunkt der bogenförmigen Schleifbahn gerichtet ist. The problem posed is achieved in that in one device for regulating the electrical voltage, containing immovable contacts, which form an arcuate grinding baha in one plane, as well as a movable contact in the form of a roller, which is spring-loaded on the sliding track, with this on its Surface line is in contact and is arranged on a driver, the Driver on a pivot axis for moving the roller on the curved sliding track is attached, according to the invention, the role in the form of a truncated cone is, with the smaller base of said roll to the Óeometric center the arcuate sliding track is directed.

Eine derartige Ausführung gestattet es, das Verhältnis der Kreislinienlängen der gegenüberliegenden Stirnseiten der Rolle den durch die Rolle im Verlaufe einer Umdrehung zurackgelegten Weglängen maximal anzunähern. Such a design allows the ratio of the circular line lengths the opposite end faces of the role by the role in the course of a Revolution to approximate the path lengths covered as a maximum.

Zweckmäßigerweise wird die Rolle derart ausgelegt, daß das Verhältnis des Durchmessers ihrer unteren Grundfläche zu dem Durchmesser ihrer oberen Grundfläche dem Verhältnis der Abstände jeweils der unteren und oberen Grundfläche der Rolle von der geometrischen Schwenkachse des .;iitnehmer3 gleich ist. Appropriately, the role is designed such that the ratio the diameter of its lower base to the diameter of its upper base the ratio of the distances between the lower and upper base of the roll of the geometric pivot axis of the.; iitnehmer3 is the same.

Bei einer derartigen Gleichheit wird ein schluffreies Abrollen der Rolle auf der gesamten Breite der Sc£ileifbann gesichert. With such an equality, a silt-free one becomes Unroll the roll secured over the entire width of the sc £ ileifbann.

Das Wesen der Erfindung wird durch die ausführliche Beschreibung der Vorrichtung zur Regelung der elektrischen Spannung an Hand eines Ausführun-'sbeispiels unter Bezugnahms auf die beiligenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Spannungsregelung; Fig. 2 dasselbe wie Fig. I in Draufsicht zur Veranschaulichung der bogenförmigen Schleifbahn; Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen opartransforma tor, in welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Regelung der elektrischen Spannung als Beispiel verwendet wird; Fig. 4 dasselbe wie Fig. 3, in Draufsicht. The essence of the invention will be understood through the detailed description the device for regulating the electrical voltage on the basis of an exemplary embodiment explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It shows Fig. 1 schematically a device according to the invention for voltage regulation; Fig. 2 is the same like FIG. I in plan view to illustrate the arcuate sliding track; Fig. 3 shows a longitudinal section through an opartransforma gate in which the inventive Device for regulating the electrical voltage is used as an example; FIG. 4 the same as FIG. 3, in plan view.

Die Vorrichtung zur Regelung der elektrischen Spannung enthält eine Grundplatte I (Fig.I). Auf der Grundplatte I (Fig. 2) sind unbewegliche Kontakte 2 angeordnet, welche eine in der geometrischen Ebene liegende bogenförmige Schleifbahn 3 bilden. Die unbeweglichen Kontakte 2 sind mit den Anschlüssen (nicht gezeigt) einer Quelle (nicht gezeigt) der zu regelnden Spannung elektrisch verbunden Mit der Schleifbahn 3 steht ein beweglicher Kontakt 4 in Zusammenwirkung, welcher in Form einer Rolle 4 aus einem stromleitenden Material ausgeführt ist. Die Rolle 4 ist auf einer Drehachse 5 angeordnet, welche in Zapfen 6 eines Mitnehmers 7 angebracht ist. Der Mitnehmer 7 ist aus einem federnden Material ausgeführt und an seiner Schwenkachse 8 befestigt, Die Schwenkachse 8 weist einen Drehknopf 9 auf. Der iviitnehmer 7 drückt die Rolle 4 an die Ebene der bogenförmigen Dcalei-X: bahn 3 ständig an, so daß die Rolle 4 mit der Schleifbahn 3 auf der gesamten Mantellinie in Berührung steht. Die Schwenkachse 8 des Mitnehmers 7 ist im geometrischen Mittelpunkt der bogenförmigen Schleifbahn 3 angeordnet. The device for regulating the electrical voltage contains a Base plate I (Fig.I). On the base plate I (Fig. 2) there are immobile contacts 2 arranged, which is an arcuate sliding track lying in the geometric plane 3 form. The immovable contacts 2 are connected to the connections (not shown) a source (not shown) of the voltage to be regulated is electrically connected to the sliding track 3 is a movable contact 4 in cooperation, which in In the form of a roller 4 made of an electrically conductive material. The role 4 is arranged on an axis of rotation 5, which is attached in pin 6 of a driver 7 is. The driver 7 is made of a resilient material and on its pivot axis 8 attached, the pivot axis 8 has a rotary knob 9. The driver 7 presses the role 4 to the plane of the arcuate Dcalei-X: lane 3 constantly so that the Roller 4 is in contact with the sliding track 3 on the entire surface line. the The pivot axis 8 of the driver 7 is in the geometric center of the arcuate Sliding track 3 arranged.

Gemäß der Erfindung ist die Rolle 4 des beweglichen Kontaktes in Form eines Kegelstumpfes ausgeführt. Die kleinere Grundfläche der Rolle 4 ist zu der Schwentachse des rçIitnehmers 7 beziehungsweise zum geometrischen Mittelpunkt der bogenförmigen Schleifbahn gerichtet. According to the invention, the roller 4 of the movable contact is shown in FIG Executed in the form of a truncated cone. The smaller footprint of the roller 4 is too the pivot axis of the driver 7 or the geometric center directed towards the arcuate sliding track.

Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung ist die Rolle 4 derart ausgelegt, daß das Verhältnis des Durchmessers ihrer größeren Grundfläche IO zu dem Durchmesser ihrer kleinen Grundfläche 11 dem Verhältnis der Abstände jeweils der größeren Grundfläche IO und der kleineren Grundfläche II der Rolle 4 von der Schwenkachse 8 des Mitnehmers 7 proportional ist. According to one embodiment of the invention, the roller 4 is of this type designed that the ratio of the diameter of their larger base area IO to the diameter of their small base 11 the ratio of the distances in each case the larger base area IO and the smaller base area II of the roller 4 of the Pivot axis 8 of the driver 7 is proportional.

Die beschriebene Vorrichtung zur Regelung der elektrischen Spannung funktioniert wie folgt. The device described for regulating the electrical voltage works like this.

Beim Drehen des Drehknopfes 9 im oder gegen den Uhrzeigersinn verschiebt sich die mit dem Mitnehmer 7 verbundene Rolle 4 auf der Schleifbahn 3 in eine vorgegebene Stellung, wobei die dieser Stellung entsprechenden Anschlüsse (nicht gezeigt) der Quelle (nicht gezeigt) der zu regelnden Spannung überbrückt werden. In der Abhängigkeit von der Bewegungsriohtung der Rolle 4 erfolgt die Spannungsregelung, d.h., diese wird erhöht oder herabgemindert. When turning the rotary knob 9 moves clockwise or counterclockwise the roller 4 connected to the driver 7 on the sliding track 3 in a predetermined Position, the connections (not shown) corresponding to this position Source (not shown) of the voltage to be regulated are bridged. In dependence the direction of movement of the roller 4 is used to regulate the tension, i.e. this is increased or decreased.

Unten ist das bevorzugte Anwendungsbeispiel der Srfindung angeführt. Below is the preferred application example of the invention.

n'in Spartransformator I2 (Fig. 3), in dem eine erz in dungsgemäße Vorrichtung zur Regelung der elektrischen Spannung verwendet wird, enthält einen Ringkern I3 (Fig. 3) mit einer eine bogenförmige SchleiSbrhn 15 (Fig. 4) aufweisenden Wicklung 14, ein Ringelement 16 mit einer Auskragung 17 für die Anordnung der SchleiBbahn I5, sowie einen beweglichen Kontakt 18 in Form einer Rolle I8, welche in Form eines Kegelstumpfes ausgeführt ist. Die Rolle I8 ist an einer Drehachse I9 angeordnet, welche an einem l\iJitnehmer 20 befestigt ist. Der Mitnehmer 20 ist aus einem federnden Werkstoff ausgeführt und drückt die Rolle I8 an die SchleiSbahn I5 ständig an. Der Mitnehmer 20 ist an einer mit einem Knopf 22 versehenen Schwenkachse 21 befestigt. n'in autotransformer I2 (Fig. 3), in which an ore in according to the invention Device used to regulate the electrical voltage contains a Toroidal core I3 (Fig. 3) with an arcuate SchleiSbrhn 15 (Fig. 4) having Winding 14, a ring element 16 with a projection 17 for the arrangement of the SchleiBbahn I5, and a movable contact 18 in the form of a roller I8, which in the form of a Truncated cone is executed. The roller I8 is arranged on an axis of rotation I9, which is attached to a driver 20. The driver 20 is made of a resilient Material executed and presses the roller I8 on the SchleiSbahn I5 constantly. Of the Driver 20 is attached to a pivot axis 21 provided with a button 22.

Die Enden 23, 24 der Wicklung I4 sind an eine Wechselstromquelle (nicht gezeigt) und die Enden 25, 26 an einen Verbraucher 27 angeschlossen. Dabei ist das bunde 25 mit dem Verbraucher 27 direkt und das Ende 26 über die Rolle 18 des bewegs eichen Kontaktes verbunden. The ends 23, 24 of winding I4 are connected to a source of alternating current (not shown) and the ends 25, 26 connected to a consumer 27. Included is the collar 25 with the consumer 27 directly and the end 26 via the roller 18 of the movable contact.

Wie es aus Fig. 4 ersichtlich ist, kann die Drehachse 19 der Rolle 18 unter einem Winkel ;g zu der Linie stehen, welche den Schwerpunkt der Rolle I8 mit der Schwenkachse 2I des Mitnehmers 20 verbindet. In jedem Fall ist die Drehachse I9 der Rolle I8 (Fig. 3) unter einem Winkel zu der Ebene der Schleifbahn 15 angeordnet. Dadurch wird das Anliegen der Rolle I8 an die Ebene der Schleifbahn I5 auf deren gesamten Mantellinie sichergestellt. As can be seen from FIG. 4, the axis of rotation 19 the Roll 18 at an angle; g stand to the line which is the center of gravity of the roll I8 connects to the pivot axis 2I of the driver 20. In either case is the axis of rotation I9 of the roller I8 (FIG. 3) arranged at an angle to the plane of the sliding track 15. This means that the roller I8 is in contact with the plane of the sliding track I5 on its entire surface line ensured.

Beim Drehen des Drehknopfes 22 im oder gegen den Uhrzeigersinn verschiebt sich die mit dem Mitnehmer 20 verbundene Rolle I8 auf der Schleifbahn I5 in eine vorgegebene Stellung, wobei die dieser Stellung entsprechenden Abschlüsse 23, 24 des Spartransformators I2 überbrückt werden. In der Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung der Rolle 18 erfolgt die Spannungsregelung, d.h., daß die Spannung erhöht oder herabgemindert wird. When turning the rotary knob 22 moves clockwise or counterclockwise the roller I8 connected to the driver 20 on the sliding track I5 in a predetermined position, with the closures 23, 24 of the autotransformer I2 must be bridged. Depending on the direction of movement the tension control is performed on the roller 18, i.e. the tension is increased or decreased will.

Claims

DEVICE FOR REGULATING THE ELECTRICAL VOLTAGE. PATENT CLAIMS 1. Device for regulating the electrical voltage, containing immovable contacts (2), which form an arcuate sliding track (3) in a plane, and a movable one Contact in the form of a roller (4) which is spring-loaded on the sliding track (3) with this is in contact on the entire surface line and on a driver (?) is arranged, the driver on a pivot axis (8) for moving the Roller (4) is attached to the arcuate sliding track (3), d a d u r c h g e it is not possible to say that - the roller 4 is designed in the form of a truncated cone, - the smaller base area (11) of said roller 4 to the geometric center the sliding track (3) is directed.

2. Apparatus according to claim I, d a d u r c h g k e n n z e i c h n e t that the ratio of the diameter of the larger base area / I0 / of the role / 4 / to the diameter of their smaller base area / II / the ratio of the distances the larger base area / I0 / and the smaller base area / II / of the role / 4 / of the swivel axis / 8 / of the driver / 7 / is the same -.