Привод многофункционального блока высоковольтного переключателя
DRIVE OF MULTIFUNCTIONAL HIGH VOLTAGE SWITCH UNIT

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электроприводам поршневого контактора высоковольтного переключателя и может быть использовано, например, в радиосвязи при переключении высоковольтных переключателей в контурных системах мощных передатчиков.
Известно устройство для шагового дискретного перемещения подвижной короткозамкнутой обмотки с программным управлением.
В качестве аналога выбран привод высоковольтного электровыключателя, работающий на переменном токе и содержащий линейный цилиндрический электродвигатель, вторичный элемент которого, взаимодействует с валом выключателя через операционный блок посредством подвижного штока.
Наиболее близким устройством, выбранным в качестве прототипа, является дополнительно введенная направляющая гильза, выполненная из изоляционного материала с отверстиями под группы подпружиненных контактов, а вместо электродвигателя применен шаговый электродвигатель с программным блоком (см. патент №2680818 от 28.02.19 г. «Привод поршневого контакта электровыключателя»).
Недостатком прототипа является то, что при перестройке передатчика с одного поддиапазона на другой, задействуются от десяти и более высоковольтных переключателей, подключающих или размыкающих реактивные элементы настройки передатчика в выбранном диапазоне частот с использованием большого количества электрических двигателей, что усложняет и увеличивает время перестройки, а также снижает надежность работы самого передатчика.
Цель изобретения - повышение надежности работы передатчика и сокращение времени перестройки передатчика при переходе на другие диапазоны частот.
Сущность заявки на патент заключается в том, что введена цилиндрическая штанга с продольными пазами, свободно пропущенная вовнутрь трубы и прикрепленная своими концами через подшипники к опорам, причем на штангу насажены с двух сторон возвратные пружины прикрепленные к последней одними концами ближе к краям штанги, а другими взаимодействуют с трубой, на наружной части которой установлена трубчатая зубчатая каретка, входящая в зацепление по кругу с ведущей шестерней вала шагового электродвигателя, причем к краям трубы, перпендикулярно ей по периметру под равными радиальными углами, прикреплены стойки из изоляционного материала одними концами пропущенные через стенку трубы до упора подпружиненными шариками, установленными на концах этих стоек, в днище продольных пазов штанги, а к другим прикреплены, попарно на одной оси, поршневые контакторы расположенные вдоль штанги, при этом повороты штанги вокруг своей оси вместе с трубой и поршневыми контакторами осуществляются дискретно шестеренчатым приводом от электродвигателя на равные по величине радиальные углы и направлены в стороны соосно расположенных направляющих гильз, стационарно прикрепленных к изоляторным опорам вокруг штанги, причем поршневые контакторы могут быть выполнены с токопроводящим, изоляционным покрытием и комбинированном варианте из токопроводящих и изоляционных материалов.
На фиг. 1. представлен привод многофункционального блока высоковольтного переключателя, состоящий из цилиндрической штанги 1. с продольными пазами 2., свободно пропущенной вовнутрь трубы 3. и прикрепленной своими концами через подшипники 4. к опорам 5., с двух концов штанги 1. насажены возвратные пружины 6 одними концами прикрепленные к ее краям, а другими взаимодействующие с трубой 3., в средней части которой установлена кольцевая зубчатая каретка 7. входящая в зацепление по кругу с ведущей шестерней 8. вала шагового электродвигателя 9. с программным блоком 10., на опоре 11, причем по периметру трубы 3., на ее концах, прикреплены перпендикулярно, под равными радиальными углами к трубе 3 стойки 12. из изоляционного материала, причем одними концами, с подпружиненными шариками 13. на концах, пропущены через стенку трубы 3. до упора ими в днище продольных пазов 2. штанги 1., а к другим прикреплены своими концами попарно поршневые контакторы 14., расположенные параллельно штанге 1. и соосно направленные в стороны направляющих гильз 15, отдельно прикрепленных через изоляторные опоры 16. вокруг штанги 1. с трубой 3., при этом поворот штанги с трубой и парными поршневыми контакторами 14. осуществляется дискретно шестеренчатым приводом 17. электродвигателя 18, взаимодействующим со штангой 1., поворачивая ее на заданный, равный по величине радиальный угол, сохраняя соосное положение парных поршневых контакторов 14. относительно стационарно установленных направляющих гильз 15., при этом питание электродвигателя 9 с программным блоком осуществляется от источника постоянного тока 19., через выключатель 20., а смена направления вращения вала шагового электродвигателя 9. перемещающего трубчатую зубчатую каретку 7. вместе с трубой 3. и поршневыми контакторами 14. осуществляется ведущей шестерней 8. при помощи переключателя полярности 21. от источника постоянного напряжения 19.
Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является то, что сокращается время перестройки передатчика и повышается его надежность работы.
Данная задача в предлагаемой заявке на изобретение решается следующим образом.
1. С отключением напряжения постоянного тока выкл. 20 от источника постоянного питания 19., ведущая шестерня 8. шагового двигателя 9., находясь в зацеплении с кольцевой зубчатой кареткой 7., свободно вращается вокруг своей оси, оставаясь на месте. Под действием возвратных пружин 6., труба 3., передвигаясь по штоку 1., принимает среднее положение, при котором поршневые контакторы 14. выходят из контактных соединений направляющих гильз 15. Далее с подачей напряжения на электродвигатель 18., шестеренчатый привод 17., осуществляет поворот штанги 1. с трубой 3. и поршневыми контакторами 14. на дискретное значение, соответствующее заданному радиальному углу, например, 120°, соосно установленным по периметру под таким же радиальным углом на жестких изоляционных опорах 16. цилиндрических направляющих гильз 15. При подачи постоянного тока выключателем 20. на шаговый электродвигатель 9., ведущая шестерня 8., находящаяся в зацеплении с кольцевой зубчатой кареткой 7., вращается в одну из сторон в зависимости от положения переключателя полярности постоянного тока 21., сдвигая зубчатую рейку с трубой и поршневыми контакторами 14. в заданную сторону до полного соединения одного из парных поршневых контакторов 14. с направляющими гильзами 15 при этом вторые поршневые контакторы 14. остаются вне направляющих гильз 15. При смене полярности переключателем постоянного тока 21. происходит вращение ведущей шестерни 8. в другую сторону и последняя находясь в зацеплении с кольцевой зубчатой кареткой 7., вращается в обратную сторону до вхождения в контакт вторых поршневых контакторов 14 с направляющими гильзами 15., а первые из парных поршневых контакторов выходят из контактного соединения и находятся вне направляющих гильз 15. (Фиг. 2). При очередном повороте штанги 1. с трубой 3. и поршневыми контакторами 14. на дискретные значения соответствующие заданному радиальному углу, например, 120°, 60° и 30°, действия повторяются аналогичным образом, важно чтобы эти углы были кратны полному круговому циклу дискретных значений (Фиг. 2а). Поршневые контакторы могут быть выполнены из токопроводящих 22., изоляционных 23. и в комбинированном варианте из этих материалов (Фиг. 2в), что позволяет увеличить количество коммутационных соединений элементов схем настройки.
Предлагаемое техническое решение с использованием привода многофункционального блока высоковольтного переключателя, позволяет в кротчайшие сроки и с высокой степенью надежностью перестраивать передатчик во всем диапазоне рабочих частот.