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Regeltransformator.
Wenn die stetige Veränderung der Spannung eines Regeltransformators durch stetige Änderung der wirksamen Windungszahl der Sekundärwicklung (Regelwicklung) erfolgen soll, was z. B. durch Relativbewegung eines Gleitkontaktes längs der Regelwieklung oder durch Auf-und Abwickeln der Regelwicklung erreicht werden kann, so entstehen erhebliche Schwierigkeiten. Das Joch oder der Kern muss zur Herausführung der Stromableitung geschlitzt sein, was die Konstruktion kompliziert und zur Vermeidung hoher Leerlaufströme grosse Eisenquerschnitte erfordert, wodurch der Transformator wesentlich verteuert wird. Auch ist man in den meisten Fällen auf die Manteltype angewiesen.
Diese Missstände würden vermieden, wenn man einen den Kern umgebenden Schleifring verwenden könnte, wie vorgeschlagen worden ist. Dabei ergibt sich indessen die Schwierigkeit, dass entweder ein hoher Kurzschlussstrom entsteht, oder bei Verwendung eines Stoffes von hohem spezifischen Widerstand ein unzulässig hoher Widerstand in den Nutzstromkreis eingeschaltet ist. Zur Abhilfe wurde schon vorgeschlagen, den Kurzschlussstrom des Schleifringes dadurch herabzusetzen, dass der Ring mit dämpfenden Eisenbandagen umgeben ist.
Die Erfindung betrifft einen ein-oder mehrphasigen Regeltransformator bzw. eine regelbare Drosselspule mit einem schleifringartigen Ableitungsring mit induktiver Dämpfung. Der Ableitungring besteht im Sinne der Erfindung aus einer in sich geschlossenen Spule, die selbst als Kontaktbahn dient oder mit den Segmenten einer kollektorartigen Kontaktbahn verbunden ist. Die Hilfsspule ist auf einem lamellierten Eisenkern aufgebracht, der den Transformatorkern ringartig umgibt und der geschlitzt ist, damit er nicht selbst eine Kurzschlusswindung darstellt. Die Hilfsspule führt nur einen sehr geringen Strom, da die treibende Spannung nur gleich der Windungsspannung des Transformators ist, während die Impedanz der Spule durch geeignete Bemessung ihrer Windungszahl und des Eisenquerschnittes ihres Kernes hinreichend gross gehalten werden kann.
Es ist so möglich, den durch den Hauptfluss in der Hilfsspule induzierten Strom sehr klein, also auch erheblich niedriger als den Nennstrom ("Nennstrom der Regelwicklung") zu halten. Die auf der Hilfsspule bzw. der mit ihr verbundenen, in Segmente geteilten Kontaktbahn schleifende Bürste schliesst jeweils eine oder mehrere der Windungen der Hilfsspule kurz. Das ist zulässig, da die Spannung einer Windung des Hilfskernes nur ein Bruchteil der Windungsspannung der Hauptwicklung ist.
Damit der über den Ableitungsring fliessende übergelagerte Netzstrom keine nennenswerten schädlichen induktiven Wirkungen auf den Ring ausübt, die sowohl infolge Übersättigung des Hilfskernes den Ringstrom als auch den Kontaktfunken sowie auch die Kurzschlussspannung des Transformators unnötig vergrössern würde, wird der Ring erfindungsgemäss mit einer Ausgleichswicklung versehen, die zweckmässig und ebenfalls erfindungsgemäss aus einem längsgeschlitzten, zu einem offenen Ring gebogenen Kupferzylinder besteht und die erforderlichen Gegenampèrewindungen gegen den über-
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gering ist, kann es zweckmässig sein, die Vorschubbewegung der Bürste so einzurichten, dass diese nie zwischen zwei Segmenten, sondern nur auf einem Segment stehen bleibt.
Mit Hilfe dieses Ableitungsringes ist es möglich, Regeltransformatoren und Regeldrosseln verschiedener Bauarten ohne die eingangs geschilderten Missstände auszuführen. Es handelt sich hiebei hauptsächlich um zwei Bauarten. Bei der einen wandert ein Kontakt längs der Regelwicklung, oder die Regelwicklung dreht sich um ihre Längsachse, während der Kontakt nach Art einer Wandermutter sich geradlinig verschiebt. Bei der ändern Bauart wird die Regelwicklung von dem einen Kern abgewickelt und auf den Nachbarkern, gegebenenfalls auf einen Hilfskern oder Isolierzylinder, aufgewickelt. Fahrt man einen regelbaren Leistungstransformator nach der ersten Bauart aus, so kann man die Regelwicklung konzentrisch anordnen oder als spiralige Scheibenspule (oder-spulen) ausbilden und z.
B. an der Stirnfläche bzw.-flächen der Leistungswicklungen unterbringen. Um die Streuung der Regelwicklung klein zu halten, sind diesen Scheibenspulen noch besondere Erregerwicklungen, gegebenenfalls in parallelen Gruppen, gegenüberzustellen. Man kann ferner zwei Regelwieldungen und einen Ableitungsring mit zwei Wanderkontakten zwischen ihnen anordnen, welcher die beiden Wicklungen in Reihe schaltet.
Bei allen diesen Transformatoren, bei welchen zur Regelung ein mehr oder weniger grosser Teil der Sekundärwicklung in der einen oder andern Weise ausgeschaltet wird, wird zweckmässig zur Vermeidung einer zu grossen Streuung zwischen Primär-und Sekundärwicklung eine Ausgleichswicklung angeordnet oder die Primärwicklung in mehrere auf dem Kern räumlich hintereinander angeordnete Gruppen unterteilt, die parallel geschaltet werden, damit jeweils in der Gruppe, der unbenutzte stromlose Sekundärwicklungsteile gegenüberstehen, nur der Magnetisierensstrom fliesst. Man kann auch beide Massnahmen gleichzeitig anwenden.
In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsformen der Vorrichtung dargestellt. Es zeigen Fig. 1 den Stromableitungsring, bei dem der Gleitkontakt unmittelbar auf den Windungen gleitet, Fig. 2 und 3 eine Ausgleiehswicklung für den Ableitungsring in Ansicht und Schnitt, Fig. 4 den Ab- leitungsring im Anschluss an eine aus Segmenten bestehende, kollektorartige Kontaktbahn, Fig. 5 einen regelbaren Zusatztransformator, mit Gleitkontakt auf einer konzentrisch angeordneten Regelwicklung, Fig. 6 Zusatztransformator (in schematischer Darstellung) für positive und negative Regelung, Fig. 7 und 8 regelbare Leistungstransformatoren.
Bei dem Zusatztransformator nach Fig. 5, in der nur eine Phase gezeichnet ist, sind die Hochspannungswicklung a und die Niederspannungswicklung (Regelwicklung) b konzentrisch auf dem Eisenkern c angeordnet. Unmittelbar auf den Windungen der Wicklung b schleift der Kontakt d. Um die Stromabführung von dem den Kern c umkreisenden Gleitkontakt d zu ermöglichen, ist ein den Kern umschliessender Stromableitungsring e vorgesehen, dessen Schleifkontakt t mit dem behleif- kontakt d verbunden ist. Der Ableitungsring besteht gemäss Fig. 1 aus einer in sich geschlossenen Wicklung 10, die auf einem mit Schlitz g versehenen Eisenkern 7t angeordnet ist.
Der Ring trägt erfindungsgemäss eine Ausgleichswicklung, die zweckmässig und ebenfalls erfindungsgemäss als längsgeschlitzter, zu einem offenen Ring r gebogener Kupferzylinder ausgebildet ist. Die Fig. 2 und 3 zeigen
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angeschlossen, während der Gleitkontakt auf w schleift. Fig. 4 zeigt eine gleichartige Anordnung, doch schleift hier der Gleitkontakt t nicht unmittelbar auf den Windungen w, sondern auf einer kollektorartigen Vorrichtung ni, deren Segmente mit den Windungen des Ringes verbunden sind. Zwischen zwei Segmenten können auch mehrere Windungen angeschlossen sein. Es ist in Fig. 4 eine Äquipotentialverbindung & vorgesehen.
Obwohl die Wicklung w aus zahlreichen Windungen besteht, wird in ihr nur die einfache Windungsspannung des Hauptflusses induziert. Dieser geringen treibenden Spannung stellt sich eine verhältnismässig hohe Impedanz entgegen, so dass, obwohl die Wicklung in sich geschlossen ist, nur ein kleiner Strom zum Fliessen kommt.
Die Schaltung nach Fig. 6 ermöglicht mit einer einzigen Regelwicklung b, die von den beiden parallelen Primärwicklungen a1 und a2 (gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einer Ausgleichswicklung) erregt wird, eine positive und eine negative Regelung eines Netzes. Ist der feste Anschluss s beispielsweise in der Mitte, so ist die Regelung nach beiden Seiten gleich. Die Stromableitung erfolgt mittels eines Schleifkontaktes d und die Weiterleitung mit Hilfe des Ableitungsringes e, der hier symbolisch durch einen kleinen Kreis e dargestellt ist. Je nachdem der Schleifkontakt d sich auf der einen oder andern Hälfte der Regelspule befindet, wird die Spannung des Netzes erhöht oder vermindert. Durch Verlegung des festen Anschlusspunktes können ungleiche Regelbereiche erzielt werden.
Bei den regelbaren Leistungstransformatoren der Fig. 7 und 8 befindet sich die spiralige Regelspule b'vor den Stirnseiten der Hauptwicklungen a und b. Zur Verminderung der Streuung ist eine besondere Erregerwicklung a'der Regelwicklung b'unmittelbar gegenüber angeordnet, u. zw. zweckmässig in Parallelschaltung zu einem Teil einer der Hauptwicklungen.
Fig. 8 zeigt einen regelbaren Leistungstransformator mit zwei Regelwicklungen b'und b", die durch den Ableitungsring e und zwei Schleifkontakte d miteinander verbunden und dadurch hinter-
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einandergesehaltet sind. Die Schleifkontakte liegen zweckmässig gleichartig und werden dann gemeinsam bewegt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Ein-oder mehrphasiger Regeltransformator bzw. regelbare Drosselspule mit stetiger Regelung durch Veränderung der wirksamen Windungszahl und einem den Transformatorkern umgebenden in sich geschlossenen Ableitungsringe mit erhöhter Selbstinduktion, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Ableitungsring (w) aus einer in sich geschlossenen Spule (e) besteht, welche selbst als Kontaktbahn dient oder mit den Segmenten einer kollektorartigen Kontaktbahn (m) verbunden ist.