用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置，包括電機(jī)、主動軸和從動軸，所述電機(jī)通過輸出軸與所述主動軸相連接，所述從動軸與電抗器的動鐵芯相連接，所述主動軸與從動軸之間通過位置鎖定機(jī)構(gòu)連接。本實用新型提供的旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置與動鐵芯配合使用可以實現(xiàn)對電抗器的調(diào)節(jié)，能夠通過調(diào)節(jié)磁通量的方式連續(xù)調(diào)節(jié)電感量，實現(xiàn)平滑調(diào)節(jié)電感量，提高電感量調(diào)節(jié)的精度；同時通過位置鎖定機(jī)構(gòu)能夠避免外力驅(qū)動下從動軸的轉(zhuǎn)動，提高傳動的穩(wěn)定性。
【專利說明】用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電力設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電抗器是消弧線圈和無功補(bǔ)償裝置的主要元件，傳統(tǒng)的機(jī)械式可調(diào)電抗器通常采用氣隙可調(diào)方式實現(xiàn)，原理是通過連續(xù)調(diào)節(jié)磁路中的氣隙長度得到連續(xù)變化的電感，其基本結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，包括靜鐵芯1、動鐵芯2和線圈3，動鐵芯2和靜鐵芯I之間存在氣隙4 ;通過驅(qū)動動鐵芯2沿箭頭方向做左右直線運動可調(diào)節(jié)氣隙4的長短，以調(diào)節(jié)磁阻的大小；氣隙越大，磁阻越大，磁導(dǎo)率(為磁阻的倒數(shù))越低，電感量(與磁導(dǎo)率成正比)越低。
[0003]這種調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的電抗器，存在如下缺點:1、調(diào)節(jié)過程中動鐵芯2和機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)受到較大的電磁力作用，噪聲大、振動大，嚴(yán)重時會造成電抗器的損壞；2、靜鐵芯I的電磁震動大，平移結(jié)構(gòu)復(fù)雜；3、若是高壓電抗器，需要考慮絕緣性能；4、單純通過調(diào)節(jié)氣隙4的長短來調(diào)節(jié)電感量，能夠調(diào)節(jié)的范圍小。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置用于驅(qū)動動鐵芯實現(xiàn)對電抗器的調(diào)節(jié)，能夠通過調(diào)節(jié)磁通量的方式連續(xù)調(diào)節(jié)電感量，實現(xiàn)平滑調(diào)節(jié)電感量，提高電感量調(diào)節(jié)的精度。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采取的技術(shù)方案如下。
[0006]一種用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置，包括電機(jī)、主動軸和從動軸，所述電機(jī)通過輸出軸與所述主動軸相連接，所述從動軸與電抗器的動鐵芯相連接，所述主動軸與從動軸之間通過位置鎖定機(jī)構(gòu)連接。
[0007]進(jìn)一步地，所述位置鎖定機(jī)構(gòu)包括殼體、外環(huán)和內(nèi)環(huán)，所述從動軸固定設(shè)置在內(nèi)環(huán)的內(nèi)壁，所述內(nèi)環(huán)的外壁固定設(shè)置有若干拔牙，所述內(nèi)環(huán)的外壁上在每一拔牙的兩側(cè)均設(shè)置有一楔塊，所述楔塊的自由端與所述外環(huán)的內(nèi)壁滑動接觸。
[0008]進(jìn)一步地，所述楔塊之間設(shè)置有彈簧。
[0009]進(jìn)一步地，還包括動鐵芯轉(zhuǎn)動角度檢測機(jī)構(gòu)和閉環(huán)控制器，所述動鐵芯轉(zhuǎn)動角度檢測機(jī)構(gòu)對動鐵芯的轉(zhuǎn)動角度進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果發(fā)送給所述閉環(huán)控制器，所述閉環(huán)控制器根據(jù)接收到的信息調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)動。
[0010]進(jìn)一步地，所述輸出軸通過齒輪機(jī)構(gòu)與主動軸連接，所述齒輪機(jī)構(gòu)包括相互嚙合的主動齒輪和從動齒輪，所述主動齒輪與所述輸出軸固定連接，所述從動齒輪與所述主動軸固定連接。
[0011]進(jìn)一步地,所述主動齒輪的數(shù)目為I個，所述從動齒輪的數(shù)目為I個，所述從動齒輪固定連接有一主動軸，所述主動軸通過位置鎖定機(jī)構(gòu)與一從動軸連接。
[0012]本實用新型的有益效果是:本實用新型提供的用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置，通過與動鐵芯的配合使用可以實現(xiàn)對電抗器的調(diào)節(jié)，能夠通過調(diào)節(jié)磁通量的方式連續(xù)調(diào)節(jié)電感量，實現(xiàn)平滑調(diào)節(jié)電感量，提高電感量調(diào)節(jié)的精度；同時通過位置鎖定機(jī)構(gòu)能夠避免外力驅(qū)動下從動軸的轉(zhuǎn)動，提高傳動的穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電抗器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為現(xiàn)有技術(shù)的電抗器沿圖1中A-A線的剖視圖。
[0015]圖3為本實用新型的用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為本實用新型的用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置中的位置鎖定機(jī)構(gòu)的剖面示意圖。
[0017]圖5為本實用新型的用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置的第一種應(yīng)用方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖6為圖4所示動鐵芯未旋轉(zhuǎn)時的右視圖。
[0019]圖7為圖6中M部分的局部放大示意圖。
[0020]圖8為圖4所示動鐵芯旋轉(zhuǎn)a角度時的右視圖。
[0021]圖9為圖8中N部分的局部放大示意圖。
[0022]圖10為本實用新型的用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置的第二種應(yīng)用方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖11為圖10中P部分的局部放大示意圖。
[0024]圖12為圖9所示動鐵芯旋轉(zhuǎn)a角度時的右視圖。
[0025]圖13為圖12中Q部分的局部放大示意圖。
[0026]圖14為圖12中B-B線的剖視圖。
[0027]圖15為圖14中R部分的局部放大示意圖。
[0028]圖16為本實用新型的用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置第一種優(yōu)選應(yīng)用方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖17為本實用新型的用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置第二種優(yōu)選應(yīng)用方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖中，1-靜鐵芯，2-動鐵芯，3-線圈，4-氣隙，5-轉(zhuǎn)軸線，6_電機(jī)，7_位置鎖定機(jī)構(gòu)，8-輸出軸，9-主動軸，10-從動軸，11-殼體，12-彈簧，13-外環(huán)，14-內(nèi)環(huán)，15-楔塊，16-拔牙。
【具體實施方式】
[0031]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0032]本實用新型的用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置如圖3所示，包括電機(jī)6、與電機(jī)6的輸出軸8連接的主動軸9、與電抗器的動鐵芯2連接以驅(qū)動動鐵芯2旋轉(zhuǎn)的從動軸10、動鐵芯轉(zhuǎn)動角度檢測機(jī)構(gòu)和閉環(huán)控制器，主動軸9和從動軸10之間通過位置鎖定機(jī)構(gòu)7連接；動鐵芯轉(zhuǎn)動角度檢測機(jī)構(gòu)對動鐵芯2的轉(zhuǎn)動角度進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果發(fā)送給閉環(huán)控制器，閉環(huán)控制器根據(jù)接收到的信息調(diào)整電機(jī)6的轉(zhuǎn)動。
[0033]圖4為位置鎖定機(jī)構(gòu)的剖面示意圖，如圖4所示，該位置鎖定機(jī)構(gòu)包括殼體11、夕卜環(huán)13和內(nèi)環(huán)14,從動軸10固定設(shè)置在內(nèi)環(huán)14內(nèi)，內(nèi)環(huán)14的外壁固定設(shè)置有若干拔牙16,內(nèi)環(huán)14的外壁在每一拔牙16的兩側(cè)還設(shè)置有若干對楔塊15,楔塊15的自由端與外環(huán)13的內(nèi)壁滑動接觸，其中一對楔塊之間設(shè)置有彈簧12。
[0034]該驅(qū)動裝置中使用了位置鎖定機(jī)構(gòu)7，能夠有效防止逆轉(zhuǎn)；當(dāng)主動軸9正向或反向轉(zhuǎn)動，從動軸10也同步轉(zhuǎn)動；而當(dāng)從動軸10受主動軸9以外的外力矩的作用時，楔塊和拔牙的存在可限制內(nèi)環(huán)的轉(zhuǎn)動，從而限制了從動軸的轉(zhuǎn)動。因此，無論該外力矩來自哪個方向均不能驅(qū)使從動軸10轉(zhuǎn)動，可以防止逆轉(zhuǎn)等異?，F(xiàn)象，能夠有效保證旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的工作穩(wěn)定性，避免動鐵芯2受外力轉(zhuǎn)動。
[0035]通過采用閉環(huán)控制器能夠?qū)崿F(xiàn)整個驅(qū)動機(jī)構(gòu)的閉環(huán)控制，提高傳動的位置精度，并且可實現(xiàn)角度的連續(xù)控制?？刂乞?qū)動器采用基于正交編碼器的自閉環(huán)控制，具備運動控制和實時狀態(tài)變化通知功能，全部控制循環(huán)在Ims內(nèi)完成?？刂乞?qū)動器帶有基于硬件的脈沖計數(shù)器，可由指令或者傳感器邊沿事件置零。一般情況下，足以提供準(zhǔn)確的電機(jī)當(dāng)前的絕對轉(zhuǎn)角。
[0036]作為優(yōu)選，電機(jī)6的輸出軸8通過齒輪機(jī)構(gòu)與主動軸9連接,齒輪機(jī)構(gòu)包括相互哨合的主動齒輪和從動齒輪，主動齒輪與電機(jī)6的輸出軸8固定連接，從動齒輪與主動軸9固定連接。當(dāng)然電機(jī)6的輸出軸8也可以采用與主動軸10直接固定或通過減速機(jī)構(gòu)連接的方式，設(shè)計齒輪機(jī)構(gòu)主要是為了滿足同時存在兩個動鐵芯的情況。
[0037]若所應(yīng)用的電抗器中包括兩個動鐵芯，則可以設(shè)計齒輪機(jī)構(gòu)包括一個主動齒輪和兩個從動齒輪，兩個從動齒輪分別和兩個主動軸固定連接，兩個主動軸各自通過一個位置鎖定機(jī)構(gòu)與適配的從動軸連接，兩個從動軸再分別與兩個動鐵芯連接。
[0038]在上述驅(qū)動裝置中，可以通過對齒輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計選擇，設(shè)計兩個動鐵芯同步或異步運動，一種簡單的方法就是設(shè)計兩個從動齒輪的齒數(shù)相同或者不同，若兩個從動齒輪的齒數(shù)相同，則可以實現(xiàn)兩個動鐵芯的同步轉(zhuǎn)動，若兩個動鐵芯的齒數(shù)不同，則可以實現(xiàn)兩個動鐵芯的異步轉(zhuǎn)動。
[0039]本實用新型的驅(qū)動裝置所應(yīng)用于的電抗器的結(jié)構(gòu)如圖5和圖10所示，包括靜鐵芯I和動鐵芯2,靜鐵芯I由一組相互平行的導(dǎo)磁片材疊加而成,動鐵芯2也由一組相互平行的導(dǎo)磁片材疊加而成，動鐵芯2設(shè)置在靜鐵芯I的開口處；動鐵芯2和靜鐵芯I之間形成氣隙4，動鐵芯2可沿轉(zhuǎn)軸線5轉(zhuǎn)動，通過改變動鐵芯2沿轉(zhuǎn)軸線5的轉(zhuǎn)動角度改變動鐵芯2與靜鐵芯I之間的氣隙4的大??；本實用新型的驅(qū)動裝置用于驅(qū)動動鐵芯2沿轉(zhuǎn)軸線5轉(zhuǎn)動。
[0040]構(gòu)成靜鐵芯I的導(dǎo)磁片材和構(gòu)成動鐵芯2的導(dǎo)磁片材均為硅鋼片，或者設(shè)計動鐵芯2采用硅鋼片與絕緣片材比如NOMEX絕緣紙交錯疊加的結(jié)構(gòu)；相比較均為硅鋼片的材料，采用硅鋼片和絕緣材料構(gòu)成成的動鐵芯2，在旋轉(zhuǎn)的過程中，同時也改變了疊加系數(shù)，對氣隙產(chǎn)生影響，改變了電感量，能夠增加整個電抗器的電感量調(diào)節(jié)范圍，另外由于絕緣材料的存在，能夠起到緩沖震動的作用，減小旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪音。
[0041]圖5、圖6、圖7、圖8和圖9所示為本實用新型的驅(qū)動裝置的第一種應(yīng)用方式的結(jié)構(gòu)，能夠同時實現(xiàn)氣隙4和磁通量的調(diào)節(jié)，具體為所述轉(zhuǎn)軸線5與構(gòu)成靜鐵芯I的導(dǎo)磁片材位置平行、且與構(gòu)成動鐵芯2的導(dǎo)磁片材位置平行。具體的，所述動鐵芯2沿轉(zhuǎn)軸線5的轉(zhuǎn)動角度為0°時，構(gòu)成靜鐵芯I的導(dǎo)磁片材與構(gòu)成動鐵芯2的導(dǎo)磁片材位置平行；當(dāng)動鐵芯2旋轉(zhuǎn)角度a時，其磁密呈非線性變換，繼而使得磁路的磁通量也產(chǎn)生非線性變化。
[0042]圖10、圖11、圖12、圖13、圖14和圖15所示為本實用新型的驅(qū)動裝置的第二種應(yīng)用方式的結(jié)構(gòu)，該應(yīng)用方式只能夠?qū)崿F(xiàn)對氣隙4的調(diào)節(jié)，具體為所述轉(zhuǎn)軸線5與構(gòu)成靜鐵芯I的導(dǎo)磁片材位置垂直、且與構(gòu)成動鐵芯2的導(dǎo)磁片材位置垂直。
[0043]無論采用哪種應(yīng)用方式，可在動鐵芯2沿轉(zhuǎn)軸線5的轉(zhuǎn)動角度為0°時，將動鐵芯2和靜鐵芯I之間形成氣隙4的寬度設(shè)計為處處相等；最為優(yōu)選的，所述動鐵芯2沿轉(zhuǎn)軸線5的轉(zhuǎn)動角度為0°時，動鐵芯2和靜鐵芯I之間形成氣隙4的寬度為3mm。
[0044]為了進(jìn)一步提高電抗器的電感量調(diào)節(jié)范圍，可以設(shè)計線圈3為抽頭結(jié)構(gòu)，即在線圈3中接出一個或若干個接頭，接在電路中，每個接頭所對應(yīng)的線圈匝數(shù)不一樣，進(jìn)而能滿足電路中對電感的要求；因此通過線圈3的抽頭設(shè)計能夠?qū)崿F(xiàn)對整個電抗器的電感量粗調(diào)，而動鐵芯2的旋轉(zhuǎn)調(diào)整則可實現(xiàn)對整個電抗器的電感量微調(diào)。
[0045]圖16和圖17為本實用新型的驅(qū)動裝置的兩種優(yōu)選應(yīng)用方式的結(jié)構(gòu)示意圖。圖16所示的電抗器為雙軸垂直旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，兩個動鐵芯2分別位于方框型的上下兩側(cè)邊、并且轉(zhuǎn)軸線5在同一條直線上；圖17所示的電抗器為雙軸水平旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，兩個動鐵芯2分別位于方框型的左右兩側(cè)邊、并且轉(zhuǎn)軸線5在同一條直線上；所述兩個動鐵芯2為同步轉(zhuǎn)動或異步轉(zhuǎn)動結(jié)構(gòu)。將電抗器的動鐵芯設(shè)計為2個，可提聞電抗器的調(diào)節(jié)范圍和調(diào)節(jié)精度。
[0046]兩個動鐵芯2可以通過齒輪機(jī)構(gòu)配合一個電機(jī)6實現(xiàn)同步或異步的轉(zhuǎn)動，具體的結(jié)構(gòu)為:齒輪機(jī)構(gòu)包括相互嚙合的主動齒輪和從動齒輪，其中從動齒輪的個數(shù)為兩個，主動齒輪與電機(jī)6的輸出軸8固定，兩個從動齒輪分別和兩個主動軸固定連接，兩個主動軸各自通過一個位置鎖定機(jī)構(gòu)7與適配的從動軸連接；兩個從動齒輪的齒數(shù)相同時可以實現(xiàn)動鐵芯2的同步驅(qū)動，兩個從動齒輪的齒數(shù)不同時可以實現(xiàn)動鐵芯2的異步驅(qū)動。
[0047]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并非用來限定本實用新型的實施范圍；如果不脫離本實用新型的精神和范圍，對本實用新型進(jìn)行修改或者等同替換，均應(yīng)涵蓋在本實用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置，其特征在于，包括電機(jī)、主動軸和從動軸，所述電機(jī)通過輸出軸與所述主動軸相連接，所述從動軸與電抗器的動鐵芯相連接，所述主動軸與從動軸之間通過位置鎖定機(jī)構(gòu)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述位置鎖定機(jī)構(gòu)包括殼體、外環(huán)和內(nèi)環(huán)，所述從動軸固定設(shè)置在內(nèi)環(huán)的內(nèi)壁，所述內(nèi)環(huán)的外壁固定設(shè)置有若干拔牙，所述內(nèi)環(huán)的外壁上在每一拔牙的兩側(cè)均設(shè)置有一楔塊，所述楔塊的自由端與所述外環(huán)的內(nèi)壁滑動接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述楔塊之間設(shè)置有彈簧。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置，其特征在于，還包括動鐵芯轉(zhuǎn)動角度檢測機(jī)構(gòu)和閉環(huán)控制器，所述動鐵芯轉(zhuǎn)動角度檢測機(jī)構(gòu)對動鐵芯的轉(zhuǎn)動角度進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果發(fā)送給所述閉環(huán)控制器，所述閉環(huán)控制器根據(jù)接收至IJ的信息調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述輸出軸通過齒輪機(jī)構(gòu)與主動軸連接，所述齒輪機(jī)構(gòu)包括相互嚙合的主動齒輪和從動齒輪，所述主動齒輪與所述輸出軸固定連接，所述從動齒輪與所述主動軸固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于旋轉(zhuǎn)鐵芯式可調(diào)電抗器的驅(qū)動裝置，其特征在于，所述主動齒輪的數(shù)目為I個，所述從動齒輪的數(shù)目為I個，所述從動齒輪固定連接有一主動軸，所述主動軸通過位置鎖定機(jī)構(gòu)與一從動軸連接。
【文檔編號】H02P6/16GK203690080SQ201320868087
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月26日
【發(fā)明者】吳維寧, 侯凱, 楊銳, 吳明 申請人:江蘇南瑞帕威爾電氣有限公司