一种定转子角度可调的调压装置的制作方法

本发明涉及一种变压器，更具体地说，本发明涉及一种定转子角度可调的调压装置。

背景技术：

在低压和特低压输变电中，变压器是不可代替的器件，现有的变压器虽然种类较多，但大都设计为特定变压的结构，对于一些特殊的领域，往往需要对变压器进行调节变压，一般的变压器则无法方便的实现，通过电机来控制转动转子轴，来改变定、转子相对电度角，定子为变压器的一次绕组，转子为变压器的二次绕组，以此来连续改变电压的输出大小，实现输入输出电压的变比调节。

而现有技术结构中的不足之处在于，通常只能改变转子轴的转动角度来改变变压器的输出电压，这种结构的变压器，转子轴的转动角度无法精确测量，导致转子轴的位置与预设位置产生偏差，另一方面，转子轴受惯性的作用，当变压器的输出电压达到预设位置时，在惯性的作用下还会继续旋转，导致电压器的输出电压偏离预设电压，也造成了可调变压器的输出电压无法精确可控。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是针对以上可调变压器的设计缺陷，提供一种定转子角度可调的调压装置，也就是通过旋转调压装置的一次绕组和二次绕组来改变两者之间的电度角，最终改变调压装置的输出电压，当定子到达指定位置时，控制定转子同步转动，避免定子超行程转动，实现了调压装置精确的变比调节，本发明解决了调压装置电压调控不精确的技术问题。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种定转子角度可调的调压装置，包括：

调压装置本体，其内转动设置有一转子轴，所述转子轴上绕设有二次绕组，所述二次绕组外周的调压装置本体上设置有一次绕组，所述转子轴从调压装置本体下端引出；

第一相高压引出端，其从所述调压装置本体上端侧壁引出，在所述第一相高压引出端同一高度位置的所述调压装置本体外周设置有一第一高压导电环，所述第一高压导电环与所述第一相高压引出端导电连接；

第二相高压引出端，其从所述第一相高压引出端下端的所述调压装置本体上引出，在所述第二相高压引出端同一高度位置的所述调压装置本体外周设置有一第二高压导电环，所述第二高压导电环与所述第二相高压引出端导电连接；

第三相高压引出端，其从所述第二相高压引出端下端的所述调压装置本体上引出，在所述第三相高压引出端同一高度位置的所述调压装置本体外周设置有一第三高压导电环，所述第三高压导电环与所述第三相高压引出端导电连接；

第一相低压引出端，其从所述第三相高压引出端下端的所述调压装置本体上引出，所述第一相低压引出端与所述第三相高压引出端之间设置有绝缘挡板，在所述第一相低压引出端同一高度位置的所述调压装置本体外周设置有一第一低压导电环，所述第一低压导电环与所述第一相低压引出端导电连接；

第二相低压引出端，其从所述第一相低压引出端下端的所述调压装置本体上引出，在所述第二相低压引出端同一高度位置的所述调压装置本体外周设置有一第二低压导电环，所述第二低压导电环与所述第二相低压引出端导电连接；

第三相低压引出端，其从所述第二相低压引出端下端的所述调压装置本体上引出，在所述第三相低压引出端同一高度位置的所述调压装置本体外周设置有一第三低压导电环，所述第三低压导电环与所述第三相低压引出端导电连接；

底座，其设置在所述调压装置本体下端，所述转子轴下端转动设置在所述底座中心，所述底座上表面外周设置有环形导轨，所述环形导轨内设置有球栅尺，所述调压装置本体下表面外周设置有环形导轨槽，所述环形导轨槽套设在所述环形导轨上，所述环形导轨槽内设置有读数头线圈，所述转子轴下端外周设置有花键结构，所述底座中心上表面凸出设置有第一齿纹，所述调压装置本体中心下表面凸出设置有第二齿纹，所述花键结构上滑动设置有一联动轴套，所述联动轴套内表面设置有与所述花键结构滑动配合的内花键，所述联动轴套的下表面设置有与所述第一齿纹配合的第三齿纹，所述联动轴套的上表面设置有与所述第二齿纹配合的第四齿纹，所述联动轴套与所述调压装置本体或底座选择性联动；以及

驱动机构，其设置在所述底座外侧，所述驱动机构与所述调压装置本体底部转动连接，所述驱动机构与所述调压装置的控制器连接；

其中，各个高压导电环在高度方向上同心间隔设置，各个高压导电环与调压装置的高压外接线滑动导电接触，各个低压导电环在高度方向上同心间隔设置，各个低压导电环与调压装置的低压外接线滑动导电接触。

优选的，各个导电环用绝缘支撑柱固定在所述调压装置本体上，所述绝缘支撑柱横向间隔设置在所述调压装置本体侧壁上，所述绝缘支撑柱的外侧壁连接各个导电环的内侧壁。

优选的，各个所述外接线的端头分别设置有一个接触头，所述接触头内侧端与外接线导电连接，所述接触头的外侧端与各个所述导电环滑动导电接触。

优选的，所述接触头包括固定导电座、导电杆、滑动导电座和导电靴，所述固定导电座连接所述外接线上，所述导电杆垂直设置在所述固定导电座的中心，所述导电靴设置在所述滑动导电座上端，所述滑动导电座套设活动在所述导电杆上，所述滑动导电座与所述导电杆弹性导电接触。

优选的，所述导电靴设置有一与所述导电环滑动配合的导槽，所述导槽底部设置导电弹片，所述导槽底部与所述导电环通过所述导电弹片滑动接触。

优选的，还包括一电压采集器，其设置在所述调压装置的输出端，所述电压采集器与所述控制器连接。

优选的，所述环形导轨与所述调压装置本体同心设置，所述环形导轨为空腔结构，空腔内填充有高精度钢球以形成角位移球栅尺，所述环形导轨槽的开口朝下，所述环形导轨槽的内径与所述环形导轨的外径一致，所述环形导轨槽正好滑动套设在所述环形导轨上，所述环形导轨槽上端内侧壁中活动设置有若干滚珠，所述滚珠下表面与所述环形导轨上表面滚动接触；

其中，所述环形导轨槽与所述调压装置本体同心设置，所述读数头线圈设置在所述环形导轨槽内侧壁中，所述读数头线圈包络在所述环形导轨外周，且所述读数头线圈与所述控制器连接。

优选的，所述转子轴通过第一轴承与所述调压装置本体上端连接，所述转子轴通过第二轴承与所述调压装置本体下端连接，所述转子轴下端从所述第二轴承下端引出，所述转子轴下端引出端通过第三轴承与所述底座中心连接。

优选的，所述环形导轨凸出设置在所述底座上表面，所述环形导轨槽凸出设置在所述调压装置本体下表面，以在所述底座与调压装置本体之间形成一间隙，所述花键结构位于所述间隙中，且所述花键结构分别与所述第一齿纹和第二齿纹之间预留有一定的空隙，所述间隙之间设置有一受所述控制器控制的伸缩机构，所述伸缩机构的伸缩端与所述联动轴套连接，当联动轴套移动到下端时，所述第三齿纹与所述第一齿纹连接，所述第四齿纹与所述第二齿纹分离，将所述转子轴与所述底座联动，当联动轴套移动到上端时，所述第四齿纹与所述第二齿纹连接，所述第三齿纹与所述第一齿纹分离，将所述转子轴与所述调压装置本体联动。

优选的，所述调压装置本体底部外周设置有齿轮圈，所述驱动机构的转动轴上设置有与所述齿轮圈啮合连接的齿轮，所述齿轮圈和齿轮水平设置。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明通过设置有角位移球栅来对定子的转动位置进行精确控制，提高了调压装置输出电压的精确度；

2、一旦转子到达指定位置时，调压装置中定转子选择性联动，避免定子过转和欠转，从而进一步提高了调压装置输出电压的精确度。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为转子轴与底座联动时的结构示意图；

图2为图1中局部a的结构示意图；

图3为转子轴与调压装置本体联动时的结构示意图；

图4为图2中局部b的结构示意图；

图5为调压装置完整的结构示意图；

图6为接触头的结构示意图；

图7为接触头上下重叠设置时的调压装置俯视图；

图8为接触头错开设置时的调压装置俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

本发明提供一种定转子角度可调的调压装置，如图1-6所示，调压装置本体100内转动设置有一转子轴300，所述转子轴300上绕设有二次绕组，所述二次绕组外周的调压装置本体100上设置有一次绕组，通过改变一次绕组和二次绕组之间的电度角来改变调压装置的输出电压，所述转子轴300从调压装置本体100下端引出。

第一相高压引出端从所述调压装置本体100上端侧壁引出，在所述第一相高压引出端同一高度位置的所述调压装置本体100外周设置有一第一高压导电环410，所述第一高压导电环410与所述第一相高压引出端导电连接；同理，第二相高压引出端从所述第一相高压引出端下端的所述调压装置本体100上引出，在所述第二相高压引出端同一高度位置的所述调压装置本体100外周设置有一第二高压导电环420，所述第二高压导电环420与所述第二相高压引出端导电连接；第三相高压引出端从所述第二相高压引出端下端的所述调压装置本体100上引出，在所述第三相高压引出端同一高度位置的所述调压装置本体100外周设置有一第三高压导电环430，所述第三高压导电环430与所述第三相高压引出端导电连接。

第一相低压引出端从所述第三相高压引出端下端的所述调压装置本体100上引出，所述第一相低压引出端与所述第三相高压引出端之间设置有绝缘挡板，以加强高压相和低压相之间的绝缘强度，在所述第一相低压引出端同一高度位置的所述调压装置本体100外周设置有一第一低压导电环510，所述第一低压导电环510与所述第一相低压引出端导电连接；第二相低压引出端从所述第一相低压引出端下端的所述调压装置本体100上引出，在所述第二相低压引出端同一高度位置的所述调压装置本体100外周设置有一第二低压导电环520，所述第二低压导电环520与所述第二相低压引出端导电连接；第三相低压引出端从所述第二相低压引出端下端的所述调压装置本体100上引出，在所述第三相低压引出端同一高度位置的所述调压装置本体100外周设置有一第三低压导电环530，所述第三低压导电环530与所述第三相低压引出端导电连接。

本实施例中，上述各个导电环用绝缘支撑柱固定在所述调压装置本体100上，所述绝缘支撑柱横向间隔设置在所述调压装置本体100侧壁上，避免各个导电环晃动。所述绝缘支撑柱的外侧壁连接各个导电环的内侧壁，如图1所示，第一高压导电环410用绝缘支撑柱411设置在调压装置本体外周，第二高压导电环420用绝缘支撑柱421设置在调压装置本体外周，第三高压导电环430用绝缘支撑柱431设置在调压装置本体外周，第一低压导电环510用绝缘支撑柱511设置在调压装置本体外周，第二低压导电环520用绝缘支撑柱521设置在调压装置本体外周，第三低压导电环530用绝缘支撑柱531设置在调压装置本体外周，同时，各个高压导电环在高度方向上同心间隔设置，以保证各相之间的绝缘强度，各个高压导电环与调压装置的高压外接线滑动导电接触，以实现调压装置与高压外接线的连接，同理，各个低压导电环在高度方向上同心间隔设置，各个低压导电环与调压装置的低压外接线滑动导电接触，以实现调压装置与低压外接线的连接。

各个导电环与调压装置中心同心设置，各个导电环的直径可以相同也可以不相同，本实施例为了描述简便，各个导电环的半径设置为一致，各个所述外接线的端头分别设置有一个接触头900，外接线通过接触头900与各个导电环滑动导电接触，所述接触头900内侧端与外接线导电连接，具体的，所述接触头900包括固定导电座911、导电杆912、滑动导电座913和导电靴914，所述固定导电座911连接在所述外接线上，所述导电杆912垂直设置在所述固定导电座911的中心，所述导电靴914设置在所述滑动导电座913上端，所述滑动导电座913套设活动在所述导电杆912上，所述滑动导电座913与所述导电杆912弹性导电接触。所述导电靴914设置有一与所述导电环滑动配合的导槽915，所述导槽915底部设置导电弹片916，所述导槽915底部与所述导电环通过所述导电弹片916滑动接触，以使得接触头与导电环保持弹性接触，以避免损坏接触头。

底座800设置在所述调压装置本体100下端，所述转子轴300下端转动设置在所述底座800中心，同时，在所述底座800上表面外周设置有环形导轨810，所述环形导轨810内设置有球栅尺，本实施例中采用的是角位移球栅，用于测量调压装置本体的转动角度，也就是定子的转动角度，在调压装置上采用角位移球栅来测量定子的转动角度，提高了对定子的转动位置进行精确控制，从而提高了调压装置输出电压的精确度。

具体的，所述调压装置本体100下表面外周设置有环形导轨槽140，所述环形导轨槽140套设在所述环形导轨810上，并可以自由转动，通过环形导轨槽和环形导轨，使得调压装置本体可以在底座800上自由转动，所述环形导轨槽140内设置有读数头线圈，读数头线圈与控制器连接，读数头线圈随着环形导轨槽绕着环形导轨做圆周运动，也就是读数头线圈绕着球栅尺在做圆周运动，从而采集调压装置本体的转动角度，将采集到的角度信息实时传送至控制器中，以对调压装置本体的转动角度实行有效测量。

驱动机构200设置在所述底座800外侧，用于驱动调压装置本体在底座上转动，具体的，所述调压装置本体100底部外周设置有齿轮圈130，所述驱动机构200的转动轴上设置有与所述齿轮圈130啮合连接的齿轮210，所述齿轮圈130和齿轮210水平设置，所述驱动机构200与所述调压装置的控制器连接，控制器通过控制驱动机构转动，依次带动齿轮、齿轮圈和调压装置本体水平转动，以调整定转子之间的电度角。

所述环形导轨810与所述调压装置本体100同心设置，所述环形导轨槽140也与所述调压装置本体100同心设置，以保证调压装置本体与环形导轨同心转动，本实施例中，所述环形导轨810为环形的空腔结构，空腔内填充有高精度钢球以形成角位移球栅尺，所述环形导轨槽140的开口朝下，所述环形导轨槽140的内径与所述环形导轨810的外径一致，使得所述环形导轨槽140正好滑动套设在所述环形导轨810上，当驱动机构驱动调压装置本体转动时，调压装置本体绕着环形导轨做圆周运动，同时，为了减小调压装置本体的转动阻力，在所述环形导轨槽140上端内侧壁中活动设置有若干滚珠150，滚珠150沿着环形导轨槽的上侧壁排布，且滚珠150向下凸出环形导轨槽一定距离，使得所述滚珠150下表面与所述环形导轨810上表面滚动接触，当调压装置本体转动时，环形导轨槽限制在环形导轨上转动，同时，调压装置本体通过滚珠150支撑在环形导轨上，通过滚珠150的转动来便于调压装置本体的转动，减小转动阻力。

其中，所述读数头线圈设置在所述环形导轨槽140内侧壁中，且所述读数头线圈包络在所述环形导轨810外周，也就是说，读数头线圈包络在高精度钢球外周，当调压装置本体转动时，读数头线圈在高精度钢球外周移动，采集角位移数据，也就是调压装置本体及定子的转动角度，且所述读数头线圈与所述控制器连接，将角度信息实时传送至控制器中。

本实施例中，所述环形导轨810凸出设置在所述底座800上表面，所述环形导轨槽140凸出设置在所述调压装置本体100下表面，当调压装置本体安装在底座上时，以在所述底座800与调压装置本体100之间形成一间隙，所述转子轴300下端外周设置有花键结构310，所述花键结构310位于所述间隙中，所述底座800中心上表面凸出设置有第一齿纹830，所述调压装置本体100中心下表面对应凸出设置有第二齿纹160，且所述花键结构310分别与所述第一齿纹830和第二齿纹160之间预留有一定的空隙，也就是说，花键结构310的长度小于间隙的高度，在所述花键结构310上滑动设置有一联动轴套600，所述联动轴套600内表面设置有与所述花键结构310滑动配合的内花键，使得联动轴套600与转子轴联动，联动轴套600的高度小于间隙的高度，所述联动轴套600的下表面设置有与所述第一齿纹830配合的第三齿纹，所述联动轴套600的上表面设置有与所述第二齿纹160配合的第四齿纹，根据控制需要，所述联动轴套600可以与所述调压装置本体100或底座800选择性联动。

在所述间隙之间设置有一受所述控制器控制的伸缩机构，用于驱动联动轴套600的上下运动，具体的，所述伸缩机构的伸缩端与所述联动轴套600连接，当联动轴套600移动到下端时，所述第三齿纹与所述第一齿纹830连接，所述第四齿纹与所述第二齿纹160分离，将所述转子轴300与所述底座800联动；当联动轴套600移动到上端时，所述第四齿纹与所述第二齿纹160连接，所述第三齿纹与所述第一齿纹830分离，将所述转子轴300与所述调压装置本体100联动。

本实施例中，为了提高调压装置输出电压的精确度，在所述调压装置的输出端还设置有一电压采集器，用于采集调压装置的输出电压，所述电压采集器与所述控制器连接，将实时采集的调压装置输出电压反馈到控制器中。电压采集器作为角位移球栅控制调压装置输出电压的辅助电压测量装置，以进一步提高对输出电压的控制。

所述转子轴300通过第一轴承110与所述调压装置本体100上端连接，所述转子轴300通过第二轴承120与所述调压装置本体100下端连接，所述转子轴300下端从所述第二轴承120下端引出，所述转子轴300下端的引出端通过第三轴承820与所述底座800中心连接，第三轴承820设置在底座800中。

调压装置的具体调压方式如下：

调压装置正常运行时，调压装置本体固定在底座上，控制伸缩机构向下动作，驱动联动轴套移动到最下端，使得所述第三齿纹与所述第一齿纹830连接，所述第四齿纹与所述第二齿纹160分离，将所述转子轴300与所述底座800联动，也就是将转子轴固定，禁止转子轴转动，当需要调节电压时，控制驱动机构转动，带动调压装置本体及定子转动，一旦输出电压设定时，即可算出调压装置本体的转动位置和角度，角位移球栅用于测量调压装置本体的转动位置，同时，电压采集器用于直观的对输出电压进行监控，当计算得出调压装置本体所需转动的角度后，驱动机构带动调压装置本体转动到指定位置，改变定转子之间的电度角，从而改变输出电压，以调整调压装置的输出电压，此时，转子轴是固定的，只有调压装置本体会转动，当调压装置本体到达指定位置时，控制器发出一控制信号，控制驱动机构停止转动，同时控制伸缩机构向上动作，驱动联动轴套移动到最上端，使得所述第四齿纹与所述第二齿纹160连接，所述第三齿纹与所述第一齿纹830分离，将所述转子轴300与所述调压装置本体100联动，转子轴脱离底座的限制随调压装置本体同步转动，当输出电压到达设定时，或调压装置本体转动到设定位置时，使得转子与定子同步转动，直到调压装置本体转动停止，在此过程中，因为定转子相对位置不变，定转子之间的电度角不变，从而调压装置的输出电压不会改变，避免了电压过调或欠调的问题，提高了调压装置的调压精度。

一种实施方式中，如图7所示，各个接触头900上下重叠设置。另一种实施方式中，如图8所示，六个接触头900之间以水平夹角为60°的方式相互错开。

由上所述，本发明通过设置有角位移球栅来对定子的转动位置进行精确控制，提高了调压装置输出电压的精确度；同时，一旦转子到达指定位置时，调压装置中定转子选择性联动，避免定子过转和欠转，从而进一步提高了调压装置输出电压的精确度。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。