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Regeltransformator.
Die Erfindung betrifft einen Transformator zum Regulieren von Wechselspannungen, bei dem jeder eine Regelwicklung tragende Schenkel des mehrschenkeligen Eisenkernes in eine Anzahl magnetisch paralleler Teilschenkel unterteilt ist.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, derartige Verzweigungssysteme zur Lösung verschiedener elektrotechnischer Probleme zu benutzen, insbesondere wird die Aufgabe gelöst, Wechselspannungen zu regulieren, ohne den Arbeitsstrom zu unterbrechen.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass jeder Teilsehenkel eine mit Anzapfungen versehene Regelwicklung trägt und dass die auf den einzelnen Teilschenkeln angeordneten Regelwicklungen in Serie geschaltet sind.
Ein Ausführungsbeispiel eines Dreiphasenreguliertransformators ist in den Fig. 1 und 2 im Grundriss und Aufriss dargestellt. Fig. 3 zeigt das Schaltungsschema einer der über je einem Schenkel des Dreiphasentransformators angeordneten Sekundärwicklungen. Die drei Schenkel 12, 13, 14 sind in je sechs Teilschenkel15, 16, 17 usw. unterteilt. Sämtliche Schenkel sind an ihren Enden durch die Joche 18 und 19, welche im Sinne vorliegender Erfindung Verzweigungspunkte darstellen, untereinander verbunden.
Jeder der Teilschenkel15, 16, 11 usw. trägt nun eine besondere Sekundärwicklung, so dass insgesamt sechs Sekundärwicklungen auf einem der drei Schenkel 12, 13, 14 aufgebracht sind. Diese zu einem Schenkel, beispielsweise zum Schenkel 12, gehörenden Wicklungen 20 bis 25 sind im Schaltungsschema, Fig. 5, besonders dargestellt.
Jede dieser je über einem Teilschenkel des Schenkels 12 angeordneten Wicklungen, wie die Wicklung 20, soll durch Anzapfungen beispielsweise in vier Abschnitte unterteilt sein. Diese Anzapfungen führen zu Kontakten, die gemeinsam mit den entsprechenden Kontakten der Wicklung 21 zu einer Kontaktbahn vereinigt sind, welche durch das bewegliche Kontaktstück 26, insbesondere eine Bürste, bestrichen werden kann. Genau dieselbe Anordnung ist getroffen für die Wicklungen 22 und 23 bzw. 24 und 25. Solange die beweglichen Kontaktstücke 26, 27 und 28 in der in Fig. 3 dargestellten untersten Lage sich befinden und die unteren Enden der Wicklungen 20 und 21 bzw. 22 und 23 bzw. 24 und 25 miteinander verbinden, sind die sechs Teilwicklungen in Serie geschaltet und ergeben zwischen den Klemmen 29 und 30 den Maximalwert der regulierten Spannung.
Es ist klar, dass, wenn die Kontaktstücke 26, 21, 28 auf ihrer Kontaktbahn nach oben geschoben werden, diese regulierte Spannung linear abnimmt und mit Erreichen der oberen Endlage dieser beweglichen Kontakte auf den Wert Null zurückgeht.
Was die Wirkungsweise und die Bewegung dieser Kontaktstücke anbetrifft, sind besondere Verhältnisse von Bedeutung. Betrachtet man zunächst das bewegliche Kontaktstück 26 und schiebt es nach oben, so dass es statt der festen Kontakte 31 und 32 die festen Kontakte 32 und 33 überbrückt, so wird damit der Wicklungsteil 34 der Teilwicklung 20 abgeschaltet und die zwischen den Klemmen 29 und 30 bestehende regulierte Spannung um die in dem Wicklungsteil 34 induzierte Teilspannung vermindert.
Soll der über das Kontaktstück 26 fliessende Belastungsstrom der Sekundärwicklung bei diesem Schalt-
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Vorgang in keinem Moment unterbrochen werden, so muss notwendigerweise das bewegliche Kontaktstück 26 den Kontakt 33 erreichen, bevor es den Kontakt 31 verlässt. Es gibt also ein Zeitintervall, während der Wicklungsteil 34 über die Kontakte 31, 32,33 kurzgeschlossen wird. Der Kurzschlussstrom, welcher in diesem Wicklungsteil 34 verläuft, verdrängt nun den durch den Teilschenkel, welcher zur Wicklung 20 gehört, fliessenden Fluss auf die fünf übrigen Teilschenkel des Schenkels 12.
Infolge davon vermindert sich dieser Kurzschlussstrom sofort auf die Grösse des für die Flussverschiebung notwendigen Magnetsierungsstromes, also auf einen gegenüber dem Belastungsstrom vernachlässigbar kleinen Betrag. Dieser Magnetisierungsstromist es, der beim Öffnen des Kurzschlusskreises zwischen dem beweglichen Kontakt 26 und dem festen Kontakt 3j ! unterbrochen werden muss, was augenscheinlich eine zu vernachlässigende Beanspruchung des Kontaktes, insbesondere keinen zu Schädigungen der Kontaktflächen führenden Unterbrechungslichtbogen, zur Folge hat. Genau dieselben Vorgänge spielen sich ab beim Verschieben eines der beweglichen Kontakte 27 bzw. 28.
Eine weitere Frage ist, wie beim Regulieren der Spannung zwischen den Kontakten 29 und 30 diese drei beweglichen Kontakte 26, 21 und 28 in Abhängigkeit voneinander verschoben werden müssen.
Die einwandfreie Arbeit des Reguliertransformators ist daran gebunden, dass der über einen Schenkel 12 fliessende Fluss sich ungefähr gleichmässig über die sechs Teilschenkel verteilt. Das ist natürlich nur so lange der Fall, wie der für die Erzeugung des Flusses in Betracht kommende Magnetisierungsstrom sich auf die sechs Teilschenkel in ungefähr gleicher Weise auszuwirken in der Lage ist. Dazu ist offenbar erforderlich, dass die jeweils arbeitenden Teile der Wicklung auf den sechs Teilschenkeln ungefähr miteinander übereinstimmen. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, die beweglichen Kontaktstüeke 26, 27, 28 ungefähr miteinander aus der einen in die andere Endlage vorwärts zu bewegen, derart, dass sie in irgendeinem Moment des Reguliervorganges nahezu dieselbe Höhe zwischen den beiden Endlagen einnehmen.
Anderseits darf natürlich diese Vorwärtsbewegung der beweglichen Kontakte 26,27 und 28 nicht in der Weise geschehen, dass in irgendeinem Moment des Reguliervorganges mehr als ein Wieklungsabsehnitt auf den sechs Teilschenkeln kurzgeschlossen wird, d. h. es muss so sein, dass stets nur ein Teilfluss von einem Teilsehenkelauf die fünf übrigen abgedrängt wird. Wie man unmittelbar einsieht, wird diesen Bedingungen
Genüge getan durch die folgende Art der Regulierung : Die Spannung soll beispielsweise von ihrem maximalen auf ihren kleinsten Wert herabgesetzt werden. Das geschieht offenbar zweckmässigerweise in der Art, dass zunächst der bewegliche Kontakt 26 um einen Schritt nach oben, hierauf der bewegliche Kontakt 27 um einen Schritt nach oben, hierauf der bewegliche Kontakt 28 um einen Schritt nach oben geschoben werden.
Bei weiterer Herabminderung der Spannung beginnt man dann wiederum mit 26, geht zu 27 und in gleicher Weise zu 28 über, d. h. durch fortgesetzte zyklische Vertauschung der Kontakte, die je um einen Schritt verschoben werden, erzielt man den gewünschten Reguliervorgang. Es ergibt sich daraus die naheliegende Massnahme, dass die beweglichen Kontakte 26, 27, 28 in geeigneter, insbesondere mechanischer Weise, beispielsweise durch ein zweckdienliches Getriebe, miteinander gekoppelt sein sollen und dass im allgemeinen die drei Kontaktbahnen baulich miteinander zu vereinigen sind.
Da im Augenblick des Schaltvorganges der Fluss über einen Teilschenkel auf die fünf übrigen Teilschenkel abgedrängt wird, erhöht sich in diesen fünf übrigen Teilschenkeln die magnetische Induktion, d. h. der Zustand in diesen fünf übrigen Teilschenkeln nähert sich der Sättigung. Es ist klar, dass diese Erhöhung der magnetischen Induktion um so kleiner ist, je grösser die Zahl derTeilschenkel gewählt wird, indem immer der Fluss von einem Teilschenkel auf die n-1 übrigen Teilschenkel abgedrängt wird. Will man also bei dem Reguliertransformator eine gute Ausnutzung des Eisens erzielen, so ist die Anwendung einer grösseren Zahl von Teilschenkeln, mindestens vier, besser sechs, unerlässlich.
Tut man das nicht, so muss man entweder mit der Induktion beträchtlich unterhalb der Sättigung und unterhalb einer wirtschaftlichen Ausnutzung des Eisens bleiben oder man bewirkt beim Abdrängen des Flusses von den gerade in Schaltung befindlichen Teilschenkeln eine starke Sättigung der übrigen Teilschenkel und damit auch in dem in Kurzschluss befindlichen Abschnitt, z. B. 34, einen grösseren Magnetisierungsstrom, der dann bereits zu einem Unterbrechungslichtbogen am abreissenden Kontakt 31 und damit zu einer allmählichen Zerstörung dieses Kontaktes führen kann.
Aus dem Schaltbild Fig. 3 ersieht man ferner, dass es zweckmässig ist, für die Teilschenkel eine gerade Zahl zu wählen, da bei geradzahliger Anordnung die paarweise Zuordnung von zwei Wicklungen zu ein-und derselben Kontaktbahn möglich ist.
Die nun für einen Schenkel 12 geschilderten Verhältnisse lassen sich in genau derselben Weise für die beiden andern Schenkel 13 und 14 durchführen, so dass der in Fig. 1 und 2 dargestellte Transformator dann als ein in jeder Phase einzeln regulierbarer Dreiphasentransformator erscheint. Was für drei Phasen möglich ist, gilt auch für jede andere Phasenzahl, insbesondere für eine Einphasenanordnung.
Um jeden der Schenkel 12, 13, 14 ist dann in üblicher Weise, z. B. als Zylinderwieklung, eine sämtliche Teilschenkel umfassende Primärwicklung angeordnet. Diese Anordnung der Primärwicklung hat besondere Vorteile, indem sie dadurch besonders eng gekoppelt wird mit den um die Teilschenkeln an- geordneten'Sekundärwicklungen. Die Streuung zwischen Primär-und Sekundärwicklungen ist in diesem Falle sehr gering. Selbstverständlich müssen zwischen beiden Wicklungen die für die Kühlung, d. h. für die Luft-oder Ölzirkulation erforderlichen Durchlässe vorgesehen sein.
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Es ist jedoch, auch wenn die Kontakte, wie vorstehend beschrieben, in zyklischer Vertauschung bewegt werden, unvermeidlich, dass bei gewissen Schaltstellungen die Anzahl der Wicklungsteile auf den verschiedenen Teilkernen nicht mehr miteinander übereinstimmt ; die Amperewindungszahlen auf den Teilkernen sind also nicht immer alle einander gleich. Die Folge davon ist eine Störung der gleichmässigen Flussverteilung, die durch die Primärwicklung erzeugt wird. Es stellt sich nun eine Flussverteilung ein, die sich ergibt als Superposition der durch die Primärwicklung erzeugten gleichmässigen Flussverteilung mit der ungleichmässigen Flussverteilung, die durch den Überschuss oder das Fehlen von Wicklungabschnitten auf einzelnen Teilkernen gegenüber den übrigen Teilkernen hervorgerufen wird.
Befinden sich beispielsweise bei der Anordnung der Fig. 3 die Kontakte nicht in Stellungen, wie dargestellt, sondern sind die Kontakte 26 und 27 um zwei, der Kontakt 28 um einen Schaltschritt weitergerückt, so werden die Teilkerne in den Spulen 20, 21, 22 und 23 von je drei Wicklungselementen, der Teilkern in Spule 24 ebenfalls von drei, der Teilkern in Spule 25 aber von vier Wicklungselementen umfasst.
Eine Massnahme zur Bekämpfung dieser ungünstigen Rückwirkung des Betriebsstromes auf die für die regelmässige Veränderung der zu regelnden Spannung erforderliche gleichmässige Flussverteilung besteht gemäss der weiteren Erfindung darin, da, ss in Reihe mit den einzelnen Teilkernen Luftspalte voi-
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der Amperewindungen des Betriebsstromes auf den Teilkernen erzeugte zusätzliche Flussverteilung klein bleibt. Diese Bedingung ist erfüllt, wenn der durch den Betriebsstrom in einem Wicklungselement erzeugte Kraftfluss klein bleibt im Vergleich zu dem durch die Primärwicklung über dieses Wicklungselement
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bedeuten.
Da B und i für eine Anordnung von vorneherein gegeben sind, ergeben sich um so günstigere Verhältnisse, je kleiner die Windungszahl D. eines Wicklungselementes und je grösser der Luftspalt s gewählt werden. Eine Folge des grossen Luftspaltes ist nun, dass der Magnetisierungsstrom des Regeltransformators grösser wird, d. h. es müssen in der Primärwicklung die für die Überbrückung des Luftspaltes erforderlichen Amperewindungen aufgebracht werden. Der cos T des Apparates wird infolge davon kleiner. Gegen diese nachteilige Wirkung kann man sich nun dadurch schützen, dass beispielsweise parallel zu den Klemmen der Primärwicklung ein Kondensator angeordnet wird, der die für die Deckung des Magnetisierungsstromes erforderliche Scheinleistung aufbringt.
Eine weitere Massnahme zur Bekämpfung der ungünstigen Rückwirkung des Betriebsstromes auf die regelmässige Änderung der zu regelnden Spannung besteht gemäss der weiteren Erfindung darin, eine grössere Zahl von Regeltransformatoren gemäss der Erfindung derart zu schalten, dass ihre festen Wicklungen parallel, ihre Regelwicklungen aber in Reihe geschaltet sind. Die Regeleinrichtung baut sich also auf aus einer Anzahl von Gruppen, wobei jede Gruppe aus mindestens zwei Teilkernen, einer beide Teilkerne umfassenden festen Wicklung und mehreren mit Anzapfungen versehenen, jeden Teilkern einzeln umschlingenden Regelwicklungen besteht.
Die beiden Enden und die Anzapfungen der Regelwicklungen sind so zu einer gemeinsamen Kontaktbahn geführt, dass der bei leitender Überbrückung zweier benachbarter Kontakte kurzgeschlossene Teil der Regelwicklung nur einen Teil des mit der zugehörigen festen Wicklung verketteten Kraftflusses umfasst. Daraus ergibt sich, dass, wenn n Teilkerne zu einer Gruppe zusammengefasst und dementsprechend mit einer gemeinsamen festen Wicklung verkettet sind, dieser Teil der Regelwicklung zwischen den Endabzapfungen K-l Anzapfungen erhalten kann, die so zwischen den Teilkernen hindurch zur Kontaktbahn geführt sind, dass je zwei benachbarte Anzapfungen zusammen mit dem zwischen ihnen liegenden Teil der Regelwicklung einen Teilkern umfassen.
Besteht nun in einer dieser Gruppen eine ungünstige Stellung des Kontaktes, bei welcher auf den verschiedenen Teilkernen dieser Gruppen verschiedene Amperewindungen des Betriebsstromes sich befinden, so tritt zwar in dieser einen Gruppe eine Störung der Flussverteilung ein ; da diese eine Gruppe aber nur einen relativ kleinen Teil der ganzen Regeleinrichtung darstellt und die Störung, da die Gruppe von den übrigen magnetisch getrennt ist, keine Möglichkeit hat, auf die übrigen Gruppen überzugreifen, so bleibt die gewünschte Abhängigkeit der zu regelnden Spannung von der Stellung der Bürste auf der Kontaktbahn erhalten.
Anstatt die einzelnen Gruppen von Teilkernen magnetisch voneinander völlig zu trennen, können sie auch durch gemeinsame Joche verbunden sein, wobei um eine Beeinflussung der benachbarten Gruppen bei den Schaltvorgängen einzuschränken, vorteilhaft zwischen den Kernen und den mehrere Kerne verbindenden Jochen Luftspalte angeordnet sind.
Die Vorgänge in einer beispielsweise aus zwei Teilkernen, einer Primärwicklung und einer mit einer Anzapfung versehenen Sekundärwicklung bestehenden Gruppe eines solchen Transformators sind
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im folgenden an Hand der Fig. 4 bis 8 erläutert. aI und all sind die zwei von der Primärspule 41 und nur einer Windung 42 der Sekundärwicklung umfasste Teilkerne. b, und bj, sind die magnetischen Rück-
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Die Fig. 6 bis 10 zeigen die verschiedenen Zustände, wenn der bewegliche Kontakt 43 des Reglers über die festen Kontakte 44,45, 46 bewegt wird und so die die Teilkerne aI un* d aH umfassende Sekundärwindung dem Sekundärkreis zuschaltet.
Fig. 4 zeigt den Fall, dass die Sekundärwindung 42 stromlos und offen ist. In der Primärwicklung fliesst nur ein geringer Magnetisierungsstrom. Bewegt sich der Kontakt 43 in der Pfeilrichtung weiter, so ergibt sich zunächst die in der Fig. 5 wiedergegebene Stellung. Die festen Kontakte 44 und 45 sind durch den beweglichen Kontakt 43 überbrückt. Der Kurzschlussstrom in dem den Teilkern aI umfassenden Teil der Sekundärwicklung ist begrenzt, da der durch die Primärwicklung 41 erzeugte Kraftfluss von dem Teilkern aI nach dem Teilkern all abgedrängt wird.
Infolgedessen fliesst in der Primärwicklung nur der zur Erzeugung des Kraftflusses im Teilkern al, erforderliche Magnetisierungsstrom und in der den Teilkern aI umfassenden kurzgeschlossenen Wicklung ein diesem Primärstrom entsprechender Kurzschlussstrom.
Bewegt sich der Kontakt 43 weiter, so wird der Kurzschluss zwischen den Kontakten 44, 45 aufgetrennt, und es ergibt sich der Fall der Fig. 6. B9im Auftrennen des Kurzschlusses treten schädliche Erscheinungen nicht auf, da nur eine vernachlässigbar geringe Leistung abgeschaltet wird.
In der Stellung der Fig. 6 ist der den Teilkern aI umf assende Teil der Sekundärwicklung vom Betriebsstrom durchflossen, und der Teilkern etjj würde auf den Primärstrom und durch die magnetische Kopplung der beiden Ströme auf den Sekundärstrom drosselnd wirken. Diese unerwünschte Wirkung wird schon dadurch vermindert, dass der Teilkern all durch den Primärstrom stark übersättigt wird.
Der Teilkern aI bildet nunmehr gewissermassen mit dem stromdurchflossenen Teil der Sekundärwicklung und der Primärwicklung einen normalen Transformator, dem primärseitig eine durch die Primärwicklung 41 und den Kern aII gebildete Drossal vorgeschaltet ist. Da diese Drossel durch den Primärstrom stark übersättigt ist, ist sie praktisch fast ohne Wirkung.
Die sich durch die Übersättigung ergebende unerwünschte Rückwirkung auf die erzeugte Sekundärspannung ist in jeder Gruppe an sich schon gering. B3i Anwendung einer grösseren Anzahl von Gruppen ist sie für die erzeugte Gssamtspannung bedeutungslos, da sie auf die einzelne Gruppe beschränkt bleibt.
Besteht der Regeltransformator nur aus einer verhältnismässig kleinen Anzahl von Gruppen oder werden höhere Anforderungen bezüglich der erzeugten Spannung gestellt, so ist es besonders vorteilhaft, auch bei dieser Anordnung bei jedem Einzelkern einen Luftspalt anzuordnen, der so gemessen ist, dass der durch den B3triebsstrom erzeugte Kraftfluss klein ist im Vergleich zu dem durch die Primärwicklung erzeugten Kraftfluss.
Gegebenenfalls kann auch, um die infolge der Übersättigung auftretenden Spannungsstösse un- schädlich zumachen, parallelzur Sekundärwicklung ein Kondensator, und um die Entstehung von Schwingungen zu unterdrücken, vorteilhaft noch ein Widerstand geschaltet werden.
Rückt der Kontakt 43 noch weiter, so werden die Kontakte 45 und 46 leitend verbunden. Diese Stellung zeigt Fig. 7. In diesem Fall liegen die Verhältnisse ganz ähnlich wie im Fall der Fig. 5. Die den Teilkern aII umfassende Teilwicklung ist kurzgeschlossen, der Kurzschlussstrom aber begrenzt, weil der durch die Primärwicklung erzeugte Kraftfluss nach dem Teilkern aI abgedrängt wird. Beim Auftrennen des Kurzschlusses ist demnach wieder nur eine geringe Leistung abzuschalten, und schädliche Erscheinungen treten nicht auf.
Fig. 8 schliesslich zeigt die Endstellung. Die ganze Windung der Sekundärwicklung ist vom Betriebsstrom durchflossen. Mit dem Kontakt 46 ist der erste Kontakt des folgenden, dem beschriebenen gleichartigen Teils verbunden, so dass sich bei Weiterbewegung des Kontaktes 43 in der gleichen Richtung die gleichen Vorgänge wiederholen.
Fig. 9 zeigt schematisch einen Teil eines aus einer grösseren Anzahl solcher selbständiger Gruppen bestehenden Regeltransformators. Jede der Gruppen A, B, N besteht wie in Fig. 4 bis 8 aus zwei Kernen einer Primärwicklung und einer mit einer Anzapfung versehenen Sekundärwicklung. Der Sekundär- wicklung ist der Kondensator 47 und der Widerstand 48 parallel geschaltet.
Damit der Regeltransformator nicht aus einer zu grossen Anzahl Gruppen in Serie bestehen muss, ist es vorteilhaft, die Sekundärwicklung die ganze Reihe von Gruppen mehrmals durchlaufen zu lassen ; bei der in Fig. 9 dargestellten Anordnung wären in diesem Falle mehrere parallele Kontaktbahnen er- forderlieh, die nacheinander von beweglichen Kontakten durchlaufen werden. Eine besonders vorteilhafte Anordnung ergibt sich, wenn die einzelnen Gruppen nicht geradlinig, sondern ringförmig angeordnet sind.
Einen Transformator mit ringförmig angeordneten Gruppen zeigt schematisch Fig. 10. Der Transformator besteht hier aus fünf Gruppen. Die Gruppen könnten hier den in den Fig. 4 bis 9 abgebildeten Gruppen gleichen. In der Fig. 10 ist jedoch eine andere Ausführungsform gezeigt, jede Gruppe besteht hier aus drei Teilkernen ab ait, ait einer die drei Teilkerne umfassenden Primärwicklung 41 und einer ebenfalls die drei Teilkerne umfassenden, mit zwei Anzapfungen versehenen Sekundärwicklung 42.
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Soll die Sekundärwicklung die Gruppen mehrmals durchlaufen, so kann, wie in Fig. 11 dargestellt, sie hier in Form einer Schraubenlinie geführt sein, und die Kontaktbahn kann im Innern des Ringes ebenfalls in Form einer Schraubenlinie angeordnet sein, wobei die Führung des beweglichen Kontaktes besonders einfach gestaltet werden kann, z. B. durch eine Spindel, deren Gang der Steigung der Windungsgänge entspricht. Die Bürsten können auch mit entsprechenden Ansätzen versehen sein, so dass sie von der schraubenförmigen Kontaktbahn selbst geführt werden. Selbstverständlich wird sich die Primärwicklung im allgemeinen nicht, wie in den schematischen Figuren gezeichnet, aus nur einer, sondern aus einer grösseren Anzahl Windungen zusammensetzen. Die Sekundärwicklung dagegen kann auch praktisch aus einer einzigen Draht-oder Bandschlinge bestehen.
Es kann aber auch hier eine grössere Zahl Windungen angewendet werden, dabei muss aber jeder Einzelkern eine Spule tragen, und diese Spulen müssen so miteinander und mit den Kontakten verbunden sein, dass je zwei einander benachbarte Anzapfungen zusammen mit dem zwischen ihnen liegenden Teil der Regelwicklung einen Teilkern umfassen. Fig. 12 zeigt schematisch die Anordnung der Wicklung in diesem Fall.
Selbstverständlich kann bei den beschriebenen Anordnungen die Energierichtung auch umgekehrt und die Regelwicklung als Primärwicklung an das Netz, die festen Wicklungen als Sekundärwicklung an den Verbraucher angeschlossen sein.
Fig. 13 bis 17 zeigen weitere Ausführungsformen im Querschnitt zur Flussrichtung.
Die in Fig. 13 dargestellte Ausführungsform zeigt die Kerne a, welche von der Regelwicklung 42 umschlungen werden. Die Kerne b bilden die magnetischen Rückschlüsse. Zu beiden Seiten der Kerne a und b befinden sich die ringförmigen Joche m, welche den Fluss von einem Kern zum andern überleiten und mit denselben zu einem festen Ganzen vereinigt sind. Die Teile 50 der Regelwicklung 42 sind so geformt und ausgebildet, dass sie die Kontaktbahn bilden ; auf dieser schleift die Kontaktbürste 51, welche am Punkt 52 drehbar gelagert ist. Beim Übergang der Bürste 51 von einem Kontaktsegment zum andern wird jedesmal der dazwischenliegende Wicklungsteil geschlossen und der von demselben umschlungene Fluss verdrängt.
Die beiden Enden 53 und 54 können im geeigneten Fall direkt an die Primärspannung gelegt werden (Sparsehaltung) oder die Primärwicklung kann genau so wie die Regelwieklung 42 nur mit mehreren Windungen angeordnet werden, oder sie besteht wie bei den vorhergehenden Beispielen aus Einzelspulen, welche die Kerne a und b oder beide einzeln umschlingen. Die Joche m können auch, wie in Fig. 14 dargestellt, weggelassen werden, wenn die Kerne a geteilt sind und jeder Teil durch einen magnetischen Rückschluss b geschlossen wird. Für die Anordnung der nicht gezeichneten Primärwicklung gilt dasselbe wie bei der Einrichtung gemäss Fig. 13.
Fig. 15 zeigt eine ähnliche Einrichtung wie Fig. 10, jedoch mit anderer Anordnung des magnetischen Eisens und nur zwei Teilkernen je Gruppe. Erforderlichenfalls können zwischen zur gleichen Gruppe gehörenden Teilkernen magnetische Keile i angeordnet sein. Diese magnetischen Keile i müssen in ihrem
Querschnitt so bemessen sein, dass sie beim Kurzschluss einzelner Wicklungsteile hoch gesättigt sind, um dem Betriebsstrom, welcher auch einen über diese Keile fliessenden Fluss zur Folge hat, einen möglichst kleinen induktiven Widerstand entgegenzusetzen. Aus dem Grunde können auch zwischen den Kernhälften a und den Keilen i Luftspalte vorgesehen werden.
Um die Regelstufen noch feiner zu unterteilen, können die Wicklungsteile, welche die Kerne b umschlingen, auch mit Anzapfungen versehen werden, welche zu einer zweiten ausserhalb der Kerne liegenden Kontaktbahn führen, wie in Fig. 16 dargestellt.
Zwischen den Teilkernen b können dann ebenfalls magnetische Keile angeordnet werden, oder sämtliche Teilkerne werden wie in Fig. 13 durch gemeinsame Joche m verbunden. Die Bürsten, welche auf den beiden Kontaktbahnen schleifen, sind so zu führen, dass die eine auf dem Segment der einen Kontaktbahn steht, während die andere zwei Segmente der andern Kontaktbahn verbindet und umgekehrt.
Niemals sollen zu gleicher Zeit auf beiden Kontaktbahnen je zwei Segmente zugleich verbunden werden, um die Flussverdrängung auf einen Teilkern zu beschränken.
Fig. 17 zeigt die neue Regeleinrichtung in bezug auf Feinregelung noch weiter vervollkommnet.
Jede der sechs Gruppen umfasst vier Teilkerne, zwischen denen hindurch je drei Anzapfungen zur Kontaktbahn geführt sind. Zur besseren Raumausnutzung sind die nach aussen liegenden Kerne breiter als die nach innen liegenden. Im übrigen entspricht die Anordnung der Anordnung nach Fig. 10.
Die Wicklungen sind in Fig. 10,11 und 13 bis 17 radial angeordnet ; dieselben können statt dessen auch parallel zur Bürstendrehachse verlaufen, welches in manchen Fällen sogar vorteilhaft ist. Die Kerne und Jochbleche müssen dann radial geschichtet werden. Die Kontakte können an der unteren, oberen oder zu beiden Seiten der Blechpaket zu Kontaktbahnen vereinigt angebracht werden.
Fig. 18 zeigt eine von der Anordnung gemäss Fig. 9 abweichende Anordnung der Primärwicklung.
Es sind sowohl über den Kernen a als auch über den Rückschlüssen b Primärspulen angeordnet, die so miteinander verbunden sind, dass die gleichartige Schenkel der Eisenkerne umschliessenden Spulen miteinander parallel, die beiden Gruppen von Spulen aber in Reihe geschaltet sind.
Fig. 19 und 20 zeigen eine andere Ausführungsform eines Regeltransformators mit Flussverdrängung, bei welchem ein Kontaktschieber die Regelwicklung auf der Innenfläche bestreicht. Der Kern ist in zwei oder mehr Teilkerne a1 und a2 unterteilt, welche durch den Luftspalt 56 getrennt sind. In diesem Luftspalt 56 ist der Kontaktschieber 57 so angeordnet, dass er in Längsrichtung des Kerns verschoben werden
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kann und die an demselben befestigten Kontaktstüeke 58 an der Innenfläche der Regelwicklung abwechselnd auf der einen oder andern Windung schleifen.
Steht der Kontaktschieber in der Stellung, wie in Fig. 19 dargestellt, so dass beide Kontakte 58 die Regelwicklung berühren, so wird. die eine Windungshälfte, welche den Teilkern a1 umschlingt, geschlossen und der Fluss aus demselben verdrängt. Schiebt man den Kontaktschieber weiter auf die nächste Windung, so wird die Windungshälfte, welche den Teilkern a2 umschlingt, geschlossen, der Fluss aus demselben verdrängt usw., bis der Kontaktschieber den ganzen Regelweg zurückgelegt hat.
Es ist jedoch vorteilhaft, den Kern in mehr als zwei Teilkerne aufzuteilen, z. B. in vier, und dem Kontaktschieber kreuzförmige, bei mehr als vier Teilkernen sternförmige Gestalt zu geben. Die Breite der Kontaktstücke 58 in Richtung des Kerns muss dabei so gewählt werden, dass immer nur zwei Kon- takte die Regelwicklung berühren, da sonst aus mehr als einem Teilkern der Fluss verdrängt wird.
Wird der Kontaktschieber statt an der Innen-an der Aussenfläche der Regelwicklung schleifend angebracht, so müssen die magnetischen Rückschlüsse unterteilt und die einzelnen Kontaktstücke des Kontaktschiebers zwischen denselben hindurchgeführt werden.
Auch kann im letzten Falle der Kontaktschieber statt an der Aussenfläche der Regelwieklung in Richtung des Kerns verschoben an derselben exzentrisch bewegt emporgewälzt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Transformator zum Regulieren von Wechselspannungen, bei dem jeder eine Regelwicklung tragende Schenkel des mehrschenkeligen Eisenkernes in eine Anzahl magnetisch paralleler Teilschenkel unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teilschenkel eine mit Anzapfungen versehene Regelwicklung trägt und dass die auf den einzelnen Teilschenkeln angeordneten Regelwicklungen in Serie geschaltet sind.