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Regelbare Induktivität.
Als eine in vielen Stufen regelbare Induktivität hat man bisher meist eine mit einer hohen Windungszahl und entsprechend vielen Anzapfungen versehene Drosselspule verwendet. Je nach Wahl der Anzapfungen erhielt man so verschiedene Werte der Induktivität. Nun kommt aber oft der Fall vor, dass die Spannung, an welche die Induktivität angeschlossen werden soll, festliegt, so dass sich bei kleinem Wert der Induktivität ein sehr starkes, bei hohem Wert ein sehr schwaches Feld im Eisenkern der Drosselspule ergeben würde. Liegt die gegebene Spannung an wenig Windungen einer solchen Drosselspule, dann ist die Spannung zwischen den Aussenklemmen um soviel grösser als die gegebene Spannung, als das Verhältnis der Gesamtwindungszahl zur jeweils angeschlossenen Windungszahl beträgt.
Da dieses Verhältnis im allgemeinen aber viel grösser als 1 ist, tritt an den Klemmen derartiger Drosselspulen unter Umständen eine ausserordentlich hohe Spannung auf, für welche Wicklung und Schalter zu isolieren wären. Ein weiterer Nachteil der vielfach angezapften Drosselspule sind die vielen Anzapfungen selbst, die die Drosselspule und die zugehörige Schalteinrichtung sehr verteuern.
Diese Nachteile lassen sich vermeiden. wenn man die Induktivität aus zwei in eigenartiger Weise angezapften Drosselspulen zusammensetzt und es ist Gegenstand der Erfindung eine regelbare Induktivität, welche aus zwei Drosselspulen besteht. deren Wicklungen durch je eine Anzapfung in zwei ungleiche Teile zerlegt sind, wobei die Wicklungen und die Wicklungsteile sowohl einzeln als auch, wahlweise kombiniert, in Reihen-oder Parallelschaltung zur Einstellung der Gesamtinduktivität verwendet werden.
Obwohl die beiden Drosselspulen je nur eine einzige Anzapfung erhalten, ist doch eine grosse Zahl von Kombinationen. also von Regelstufen möglich. Bezeichnet man z. B. die Windungszahl der ungleichen Teile der einen Drosselspule mit a und b, die der andern mit c und d, dann ergeben "ich unter andern
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<tb>
<tb> 1, <SEP> a <SEP> allein <SEP> 11. <SEP> a+b+e <SEP> in <SEP> Serie
<tb> 2. <SEP> b..] <SEP> 2. <SEP> a+b+d..
<tb>
3. <SEP> e <SEP> 13. <SEP> b+c+d
<tb> 4. <SEP> d <SEP> 14. <SEP> a+ & +c
<tb> 5. <SEP> a+b <SEP> in <SEP> Serie15, <SEP> a <SEP> und <SEP> c <SEP> in <SEP> Parallelschaltung
<tb> 6. <SEP> a <SEP> + <SEP> c <SEP> # <SEP> 16, <SEP> a <SEP> und <SEP> d
<tb> 7. <SEP> a+d.. <SEP> b <SEP> und <SEP> c
<tb> 8. <SEP> b+c.. <SEP> 18. <SEP> b <SEP> und <SEP> d..
<tb>
9. <SEP> b+d <SEP> # <SEP> 19, <SEP> a <SEP> und <SEP> (c+d)
<tb> 10. <SEP> c+d <SEP> # <SEP> 20, <SEP> (a+b) <SEP> und <SEP> (c+d)
<tb>
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<tb>
<tb> 1. <SEP> a1 <SEP> allein <SEP> 7. <SEP> a1+b1+bz <SEP> in <SEP> Serie
<tb> 2. <SEP> b1 <SEP> # <SEP> 8. <SEP> a1+a2+b1+b2
<tb> 3. <SEP> a1 <SEP> +a2 <SEP> in <SEP> Serie <SEP> 9. <SEP> # <SEP> und <SEP> a2 <SEP> parallel
<tb> 4. <SEP> a1+b1 <SEP> # <SEP> 10. <SEP> b1 <SEP> und <SEP> b2 <SEP> #
<tb> 5. <SEP> b1+b2 <SEP> # <SEP> 11. <SEP> a1 <SEP> und <SEP> b2 <SEP> #
<tb> 6. <SEP> a1+b1+a2 <SEP> # <SEP> 12. <SEP> (a1+b1) <SEP> und <SEP> (a2+b2)
<tb>
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macht, so dass die Summe von a+b dem Wert 1'75 entsprechen würde (für b=l).
Trotz dieser vielen Einstellungsmöglichkeiten besitzt jede der drei Drosselspulen nur drei Klemmen.
Diese Klemmen wird man vorteilhaft mit einer solchen Zahl von Schalteinrichtungen (Schaltern, Umschaltern, Trennmessern, Kontrollern od. dgl.) verbinden, dass der Übergang von einer Kombination auf die andere durch Betätigung der Schalteinrichtung ohne jeglichen Kurzschluss einer Spule oder eines Spulenteiles erfolgen kann. Um bei der erwähnten gleichen Ausführung der beiden Drosselspulen die genannten zwölf Kombinationen zu erhalten, sind z. B. sechs einpolige Trennumschalter erforderlich, wie es aus der Figur ersichtlich ist. In dieser Figur ist mit E die Spannung bezeichnet, an welche die
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Spulen bzw. Spulenteile vermieden wird. Im Bedarfsfalle kann dann aber auch die Betätigung der Schalter selbsttätig in Abhängigkeit von den elektrischen Grössen der Anlage, also z.
B. von Strom, Spannung, Kapazität, von Ohmschen oder induktiven Widerstand usw. erfolgen. Wird die regelbare Induktivität mit einer veränderbaren Kapazität kombiniert, z. B. um bezüglich einer bestimmten Frequenz ein irgendwie gewünschtes Verhältnis zwischen Induktanz und Kapazitanz zu schaffen, dann lässt sich die Induktivität derart einstellen bzw. regeln, dass jedem neuen Kapazitätswert ein entsprechender Induktivitätswert zugeordnet wird, derart, dass das gewünschte Verhältnis gewahrt bleibt.
Der Vorteilder beschriebenen Einrichtung gegenüber der bisherigen Bauart erhellt auch aus folgender Überlegung : Die kleinste Induktivität bei der durch die Figur erläuterten Ausführung ergibt sich bei der Parallelschaltung von al und a. Da die Induktivität dem Quadrat der Windungszahl proportional ist, kann man, wenn #L1 die Induktivität der Wicklung al #L2 die Induktivität der Wicklung a2 und al =a2=a ist, schreiben :
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Es ist dahpr
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Die grösste Induktivität ergibt sich dagegen aus der Reihenschaltung von a1+b1+a2+b2. und da a1+b1=a2+b2=a+bist
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entspricht.
Bei der bisherigen Ausführung wurde die Drosselspule zwölf Anzapfungen erhalten, und das Verhältnis der Gesamtwindungszahl zur kleinsten verwendeten wäre gleich
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Ausführung mit nur einer Spule = (4'65-1) B = 3-65 E, bei der beschriebenen neuen Ausführung mit zwei Spulen = (2'34 -1) E = 1. 34 E. Nur für diese Spannung ist somit die Isolation der Wicklung, der Schalter usw. zu bemessen. Also sowohl die einfachere Ausführung der Drosselspulen, als auch die geringere Beanspruchung der Isolation stellen grosse Vorteile des Erfindungsgegenstandes dar.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Regelbare Drosselspule, insbesondere für den Erdschlusssehutz von Hochspannungsnetzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselspule aus zwei Einzelspulen (A und B) besteht, deren Wicklungen durch je eine Anzapfung in zwei ungleiche Teile (al, bj bzw. a2, b2) zerlegt sind, wobei die Wicklungen und die Wicklungsteile sowohl einzeln als auch wahlweise kombiniert in Reihen-oder Parallelschaltung zur Einstellung bzw. Regelung der Gesamtinduktivität verwendet werden.