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Einrichtung zur Änderung des magnetischen Flusses in elektrischen Maschinen,
Transformatoren und Apparaten.
Die bekannten Einrichtungen zur Änderung des magnetischen Flusses in elektrischen Maschinen, Transformatoren und Apparaten durch Umschaltung ihrer Wicklungen zu Regelungszwecken, insbesondere zum Zwecke die Eisenverluste in Zaiten geringer Belastung herabzusetzen, ermöglichen keine genügende Anpassung an die wechselnden Bedürfnisse des Betriebes.
Die Erfindung bezweckt, die erwähnten Nachteile zu vermeiden und besteht im wesentlichen darin, dass alle und insbesondere auch die in den Kreis des stromliefernden Netzes einschaltbaren Wicklungphasen von elektrischen Maschinen, Transformatoren und Apparaten in voneinander elektrisch lösbare Teile unterteilt werden, zum Zwecke eine fainstufige Regelung, z. B. eine enge Anpassung der Eisen-
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt die Erfindung in Anwendung auf einem Induktionsmotor, Fig. 2 in Anwendung auf einem ruhenden Transformator und Fig. 3 eine besondere Ausführungsweise der Transformatorwicklung.
In Fig. 1 bedeutet A den Stator eines zweipoligen Induktionsmotors, B den zugehörigen Käfiganker. Die Statorwicklung ist einphasig ausgeführt. Um Zeichnung und Beschreibung zu vereinfachen,
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(im gewählten Beispiele zweipoligen) Spule kann man die Statorwicklung auch aus einer Anzahl von Teilspulen a, b, c... h... herstellen. Diese Teilspulen kann man einzeln oder in Gruppen oder alle gemeinsam ein-und ausschalten, in Serie oder parallel oder serienparallel schalten, aber immer nur so, dass die Polzahl ungeändert bleibt. Jede einzelne Spule der (induzierenden) Statorwicklung kann selbst wieder aus voneinander isolierten Teilen oder Windungen bestehen, die man einzeln oder in Gruppen oder alle gemeinsam ein-und ausschalten, in Serie oder parallel oder serienparallel schalten kann.
Die so unterteilten Spulen können dann für die ganze Maschine gleiche Ausführung erhalten.
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je nach seiner Stellung ein-oder ausschaltet oder auf verschiedene Weise miteinander verbindet. Der Schalter C wird durch eine Vorrichtung D betätigt, die z. B. unter Einwirkung einer Feder G ein plötzliches
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Energie, Stromstärke, Spannung oder von der Drehzahl durch einen Apparat M, dessen beweglicher Teil m sich entsprechend der zu erzielenden Änderung des Fluxes einstellt. Die Welle F des Schalters C wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch eine Feder G betätigt, die von einem kleinen Motor H gespannt wird. Der Schalter C wird in seinen einzelnen Stellungen durch einen oder mehrere Anschläge J1 ... J4 festgehalten, welche mit Bolzen K1...
K4 zusammenwirken, die selbst wieder unter dem Einfluss von Solenoiden LI... L4 stehen, deren Erregung von der Stellung des beweglichen Teiles m des Apparates M abhängt. Zufolge dieser Anordnung kann keine Stockung in der Wirkungsweise durch Arretierung in einer Zwischenlage eintreten. Der Apparat M kann nach Art eines Amperemeters, Tachometers, Watt-, Volt-oder Dynamometers ausgeführt sein. Je nach der in einem gegebenen Fall vorzunehmenden Regelung werden entweder alle Statorwicklungsteile in Serien-oder in Parallel-oder in Serienparallelsehaltung an die Speiseleitung angeschlossen, oder es werden einige Spulen ausgeschaltet
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und die übrigen in einer der genannten Schaltungen an die Speiseleitung angeschlossen. Die Polzahl bleibt aber bei all diesen Schaltungen ungeändert.
Fig. 2 zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen ruhenden Transformator. Mit der gezeichneten Anordnung kann die Transformatorschaltung jeder plötzlichen Belastungsänderung sofort angepasst werden.
Bei der gezeichneten erfindungsgemässen Anordnung befinden sich auf dem Kern N des Transformators an Stelle je einer Spule für die Hoch-und für die Niederspannung eine Anzahl von Hochspannungsspulen oui... 04 und eine entsprechende Anzahl von Niederspannungsspulen P1... P4.
Die Enden der Spulen 0 sind an Bürsten des Schalters Cl, die Enden der Spulen P an Bürsten eines anderen Schalters C2 angeschlossen. Die beiden Schaltwalzen Cl und C2 sind starr mit einer Welle F1 (analog der Welle F in Fig. 1) verbunden. Die Welle F1 ist ebenfalls der Wirkung einer Feder G unterworfen, die von einem Servomotor H gespannt wird. Die Anschläge J1 bis J4 sind derart auf der Welle F1 angeordnet, dass sie mit den Bolzen 81 bis 84, die durch Solel1oide Tl bis T4 betätigt werden, zusammenarbeiten. Die Lage der Doppelschaltwalze Cl, C2 hängt dann ausschliesslich von jenem Bolzen 8 ab, der gerade durch ein Solenoid T betätigt wird.
Die Schaltkontakte sind über den Zylinderumfang derart verteilt, dass in jeder der Schaltstellungen die dieser Stellung entsprechende Schaltung der Hochspannungspulen 0 und der Niederspannungsspulen P gleichzeitig herbeigeführt wird. Die Anzahl der Anschläge J stimmt überein mit der Anzahl der Schaltstellungen der Schaltwalzen Ci, C's. Es wird daher, je nachdem das eine oder andere der Solenoide Ti bis T4 erregt wird, der Schalter Cl, C2 zuverlässig und sofort die zugehörige Stellung einnehmen. Die Solenoide Ti bis T4 werden je nach Bedarf und ähnlich wie nach Fig. 1 mittels eines beweglichen Teiles m des Apparates M eingeschaltet.
Die Zahl der eingeschalteten Spulen und ihre Verbindung wird sich so einstellen, wie es die Belastung des Transformators erfordert.
Man kann auf dem Schalter Ci, C2 eine "Nullstellung" vorsehen, auf welche eingestellt wird, wenn der Apparat M eine Leistung Null oder eine sehr kleine Leistung anzeigt. In diesem Falle kann man, um Leerlaufverluste zu vermeiden, entweder in bekannter Weise einen kleinen zusätzlichen Transformator anordnen oder man kann erfindungsgemäss zwei kleine Transformatorspulen Q und ss für die Niederund Hochspannungsseite anbringen. Diese Spulen können bei Belastung durch die Spulen 0 und P abgeschaltet werden oder sie können dauernd unter Spannung bleiben, so dass sie bei kleiner Belastung allein zur Wirkung kommen.
Man kann die Teilspulen nicht nur in der in Fig. 2 gezeichneten Weise sondern auch z. B. ganz gleichmässig über den Kern N verteilen, wie es Fig. 3 zeigt. Bei Anordnung nach Fig. 3 wird die Wicklung z. B. aus Kabeln hergestellt, die aus mehreren voneinander isolierten Drähten bestehen. Die Schaltungen erfolgen bei der Wicklung nach Fig. 3 selbstverständlich in ganz gleicher Weise wie bei der Wicklung nach Fig. 2.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Einrichtung zur Änderung des magnetischen Flusses in elektrischen Maschinen, Transformatoren und Apparaten durch Umschaltung ihrer Wicklungen zu Regelungszwecken, insbesondere zum Zwecke, die Eisenverluste in Zeiten geringer Belastung herabzusetzen, dadurch gekennzeichnet, dass alle und insbesondere auch die in den Kreis des stromliefernden Netzes einschaltbaren Wicklungsphasen in voneinander elektrisch lösbare Teile unterteilt sind, zum Zwecke, eine feinstufige Regelung z. B. eine enge Anpassung der Eisenverluste an alle oder an die ausschlaggebenden Betriebszustände zu ermöglichen.