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Regeltransformator.
Die Erfindung betrifft einen Regeltransformator mit einer durch Anzapfungen regelbaren Wicklung und einer zweiten nieht regelbaren Wicklung, die vorzugsweise, wie es für Regeltransformatoren solcher Art bekannt ist, dieselbe Windungszahl hat wie die regelbare Wicklung. Bei solchen Transformatoren ist es bereits bekannt, durch Zu-und Gegenschaltung der regelbaren Wicklung einen Spannungsbereich stufenweise zu beherrschen, der der doppelten Spannungsstufenzahl der regelbaren Wicklung entspricht.
Die Erfindung ermöglicht bei derselben Wicklungsanordnung eine stufenweise Spannungsregelung über einen noch grösseren Bereich bis zur vierfachen Stufenzahl bzw. dem vierfachen Spannungsbereich der regelbaren Wieklung, ohne dass hiebei die unter Last zu schaltenden Schalter grösser gemacht werden brauchen als bei der bisher bekannten Anordnung, Erfindungsgemäss wird dies durch eine Schalterkombination erreicht, die ohne Leistungs-oder Stromunterbrechung ein umgekehrtes Einschalten nicht nur der regelbaren, sondern auch der nicht regelbaren Wicklung gestattet.
Das umgekehrte Einschalten der nicht regelbaren Wicklung erfolgt zweckmässig dann, wenn die Regelspannung durch Null hindurchgeht, wobei die Spannung Null entweder durch Gegenschaltung der beiden Wieklungen des Transformators herbeigeführt werden kann oder durch aufeinanderfolgendes Ausschalten der nicht regelbaren und der regelbaren Wicklung.
Bei einer Schaltanordnung der erstgenannten Art wird z. B. zweckmässig nach Durchlaufen der zunächst gleichsinnig mit der nicht regelbaren Wicklung geschalteten regelbaren Wicklung diese umgekehrt, also gegensinnig zur nicht regelbaren Wicklung angeschlossen, so dass nach Einschalten sämtlicher Stufen der regelbaren Wicklung die Spannung Null am Transformator erreicht wird. Bei dieser Spannung wird zweckmässig unter Überbrückung des Transformators die nicht regelbare Wicklung umgepolt und gleichzeitig die regelbare Wicklung, zu ihr entgegengesetzt gerichtet, angeschlossen.
Durch stufenweises Abschalten der regelbaren Wicklung wird nun eine der früheren Spannung des Transformators entgegengesetzt gerichtete Spannung aufgebaut, die nachdem der Regelbereich der regelbaren Wicklung erschöpft ist, durch umgekehrte stufenweise Einschaltung dieser Wicklung weiter erhöht wird.
Eine Regelschaltung der zweitgenannten Art, bei der die Transformatorspannung Null durch aufeinanderfolgendes Ausschalten beider Wicklungen herbeigeführt wird, kann gemäss der Erfindung vorteilhaft in der Weise arbeiten, dass nach Durchlaufen der zunächst gleichsinnig mit der nicht regelbaren Wicklung geschalteten regelbaren Wicklung die erstere durch die regelbare Wicklung ersetzt wird und durch stufenweises Abschalten dieser nunmehr allein eingeschalteten Wicklung die Spannung am Transformator auf Null gebracht wird.
Bei dieser Spannung wird zweckmässig unter Überbrückung des Transformators sowohl die regelbare als auch die nicht regelbare Wicklung ohne Leistungs-oder Stromunterbrechung umgepolt, zuerst jedoch nur die regelbare Wicklung stufenweise eingeschaltet und hierauf, nachdem diese voll eingeschaltet ist, die nicht regelbare Wicklung an ihrer Stelle eingeschaltet, worauf durch gleichsinnige Zuschaltung der regelbaren Wicklung die Spannung stufenweise weiter erhöht werden kann.
In der Zeichnung ist je ein Ausführungsbeispiel für beide vorgenannten Schaltungen im vereinfachten Schaltbild dargestellt, wobei die Primärwicklung des Transformators weggelassen ist. Die Fig. 1-9 zeigen den Aufbau und an Hand der wesentlichen Schaltschritt die Arbeitsweise einer Schaltung, bei der die Spannung Null am Transformator durch Gegeneinanderschaltung der Transfor-
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matorwicklungen herbeigeführt wird, nach den Fig. 10-18 wird die Spannung Null durch aufeinanderfolgendes Ausschalten der Transformatorwieklungen erreicht.
In den Figuren bedeutet a die regelbare Transformatorwicklung mit den Anzapfungen IV, längs denen der als Lastschalter ausgebildete Regelkontakt c geführt wird. b ist die nicht regelbare Wicklung des Transformators, 1, 2, 3, 4 sind die erfindungsgemäss vorgesehenen strom-und leistungs-
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Kontakt 7 verbundener weiterer Kontakt, der ebenfalls vom Regelkontakt e bestrichen werden kann. 13, 14 sind die Transformatoranschlussleitungen. Mit den Pfeilen ist die Richtung der in den Wicklungen induzierten Spannung angedeutet.
In Fig. 1 ist zunächst eine Schalterstellung angenommen, bei der die Transformatorwicklungen a und b gleichsinnig in Reihe geschaltet sind, so dass sich ihre Spannungen addieren. Ja nach der Stellung des Kontaktes c wird also eine grössere oder kleinere Spannung aus der Wicklung a zur Spannung der Wicklung hinzugesetzt. Ist die Regelwicklung a durchlaufen, der Kontakt e also auf dem Kontakt V angelangt, so wird im stromlosen Zustand der Sehalter 3 geschlossen und hierauf der Kontakt e auf VI gebracht. In diesem Falle ist die nicht regelbare Wicklung b allein eingeschaltet (Fig. 2).
Der Schalter 1 kann nun strom-und leistungslos von 6 auf 5 umgelegt werden (Fig. 3), so dass die Wicklung a
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aus a der Spannung von b entgegengeschaltet bis schliesslich (Fig. 4) beide Wicklungen a und b einander in ihrer vollen Grösse entgegenwirken, die Spannung am Transformator also Null ist.
Nun ist es möglich, die Wicklungen zwecks Umpolung von den Transformatorleitungen abzutrennen, was dadurch geschieht, dass ein einfacher Nebenschluss zu ihnen hergestellt wird, indem zuerst der mit einem verlängerten Kontaktstück versehene Schalter 4 in stromlosen Zustand auf 11 umgelegt und hierauf der Regel-
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Leistungsunterbrechung die nicht regelbare Wicklung b durch Umlegen des Sehalters 2 von 9 auf 8 umgepolt und zugleich die regelbare Wicklung a durch Umlegen des Schalters 1 von 5 auf 6 zu ihr gegensinnig angeschlossen werden. Gleichzeitig ist auch der Schalter 4 von 11 auf 12 weiterzubewegen.
Wird nun, wie in Fig. 6 gezeigt, der Regelkontakt c auf die Anfangsstufe I gebracht, so sind beide Wicklungen a und b wieder eingeschaltet, jedoch beide umgekehrt wie früher, so dass sieh auch nach der Umpolung wieder die Spannung Null am Transformator ergibt. Durch stufenweises Abschalten der Regelwieklung wird nun eine gegen früher entgegengesetzt gerichtete Spannung wieder aufgebaut (Fig. 7). Ist die regelbare Wicklung vollständig durchlaufen, so wird durch Überführen des Regel-
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Leistungsunterbrechung ermöglicht, so dass sich bei stufenweisem Einschalten der Regelwicklung nun deren Spannung zur Spannung der nicht regelbaren Wicklung addiert (Fig. 9).
Die Summen-
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In den Fig. 10-18 bedeutet a wieder die regelbare Wieklung, b die nicht regelbare Wicklung c den Regelkontakt, der auf den Anzapfungen I-V der regelbaren Wicklung gleitet, 1-4 sind die erfindungsgemäss angeordneten Schalter ; 5,6, 7, 8 die zugehörigen Umsehaltkontakte, VI ist ein mit dem Schalter 4 verbundener Kontakt, der ebenfalls vom Regelkontakt c bestrichen werden kann. In der Schaltung Fig. 10 sind die Wicklungen a und b gleichsinnig eingeschaltet, so dass sich ihre Spannungen addieren. Fig. l1 zeigt jene Schaltphase, bei der nach Durchlaufen der regelbaren Wicklung nur mehr allein die nicht regelbare Wieklung b eingeschaltet ist.
Gemäss Fig. 12 wird nun durch Umlegen des Sehalters 2 von 7 auf 6 und darauffolgendes Überführen des Regelkontaktes e auf Stufe I die regelbare Wicklung a an Stelle der nicht regelbaren Wicklung eingeschaltet. Ist wie, Fig. 13 zeigt, im Verfolg der weiteren Spannungsregelung der Regelkontakt c auf der Stufe V angelangt, die regelbare Wicklung
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nun möglich, beide Transformatorwicklungen stromlos umzupolen. Dies wird durch Umlegen des Schalters 1 auf Kontakt 5 bzw. des Schalters 3 auf Kontakt 7 erreicht ; die Verbindung des Schalters 2 mit Kontakt 6 wird gleichzeitig unterbrochen und hierauf der Regelkontakt c auf die Anfangsstufe I übergeführt (Fig. 15).
Durch stufenweises Weiterschalten des Regelkontaktes c wird die Spannung entgegengesetzt wie früher wieder aufgebaut. Die nicht regelbare Wicklung ist hiebei zunächst noch ausgeschaltet. Ist der Regelkontakt c auf der Stufe V angelangt, so ist die regelbare Wicklung zur Gänze eingeschaltet (Fig. 16). Durch Überführen des Regelkontaktes auf den Kontakt VI wird die
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stromlos auf den Kontakt 6 umzulegen (Fig. 18). Wird nun wieder der Regelkontakt c auf die Stufe I gebracht, so kann nun die regelbare Wicklung a gleichsinnig zur Wicklung b stufenweise zugeschaltet werden, bis, nachdem der Regelkontakt c die Stufe V erreicht hat, die beiden Wicklungen entsprechende volle Spannung erreicht ist (in Fig. 18 gestrichelt gezeichnet).
Durch die Erfindung ist es gegenüber den bisher bekannten Anordnungen möglich, einen Lastschalter mit gegebener Sehaltleistung für die doppelte Regelstufenzahl bzw. für einen Regelbereich
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zu verwenden, der doppelt so gross ist als bei den bisherigen Anordnungen : d. h. es kann also ein bestimmter gegebener Lastschalter für einen wesentlich grösseren Regelbereich verwendet werden oder bei gegebenem Regelbereich ein wesentlich kleinerer Lastschalter als bisher zur Anwendung kommen.
Die Wendeschalter werden zweckmässig, wie dies an sieh schon bei den bisherigen Regeltransformatoren bekannt ist, durch entsprechende Steuerorgane (Nockenwelle u. dgl.) zwangläufig in Abhängigkeit von der Regelantriebswelle betätigt, um richtiges und zeitgerechtes Schalten selbsttätig zu erzielen.
Mit den Wicklungsteilen des Regeltransformators nach der Erfindung (a und b in der Zeichnung) können naturgemäss auch weitere allenfalls nicht geregelte Wicklungsteile noch in Reihe geschaltet sein, die entweder bei 13 oder 14 oder auch an beiden Stellen an die Wicklungen a und b angeschlossen sind.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Regeltransformator mit einer durch Anzapfungen regelbaren Wieklung und einer zweiten nicht regelbaren Wicklung von zweckmässig gleicher Windungszahl, gekennzeichnet durch eine Schalterkombination, die ohne Leistungs-und Stromunterbreehung ein umgekehrtes Einschalten nicht nur, wie bekannt, der regelbaren, sondern auch der nicht regelbaren Wicklung gestattet, zum Zwecke, den gesamten Regelbereich auf mehr als zweifache, vorzugsweise auf die vierfache Stufenzahl der regelbaren Wicklung zu erhöhen.
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Regulating transformer.
The invention relates to a regulating transformer with a winding which can be regulated by means of taps and a second winding which cannot be regulated and which, as is known for regulating transformers of this type, preferably has the same number of turns as the regulatable winding. In transformers of this type, it is already known to control a voltage range step by step by connecting the controllable winding in and out, which corresponds to twice the number of voltage levels of the controllable winding.
With the same winding arrangement, the invention enables step-by-step voltage regulation over an even larger range up to four times the number of stages or four times the voltage range of the controllable weight, without the need to make the switches to be switched under load larger than in the previously known arrangement achieved by a switch combination which allows reverse switching on of not only the controllable, but also the non-controllable winding without power or current interruption.
The reverse switching on of the non-controllable winding takes place expediently when the control voltage passes through zero, whereby the voltage zero can be brought about either by counter-switching the two oscillations of the transformer or by successively switching off the non-controllable and the controllable winding.
In a switching arrangement of the first type, z. B. expediently after going through the initially connected in the same direction with the non-adjustable winding adjustable winding this reversed, so connected in the opposite direction to the non-adjustable winding, so that after switching on all stages of the adjustable winding, the voltage zero is reached on the transformer. At this voltage, the polarity of the non-controllable winding is expediently reversed by bridging the transformer and, at the same time, the controllable winding is connected in the opposite direction to it.
By gradually switching off the controllable winding, a voltage that is opposite to the previous voltage of the transformer is built up, which, after the control range of the controllable winding has been exhausted, is further increased by reversing this winding step by step.
A control circuit of the second type, in which the transformer voltage zero is brought about by successive switching off of both windings, can advantageously work according to the invention in such a way that after passing through the controllable winding which is initially switched in the same direction as the non-controllable winding, the former is replaced by the controllable winding and by gradually switching off this winding, which is now switched on alone, the voltage on the transformer is brought to zero.
At this voltage, both the controllable and the non-controllable windings are expediently reversed in polarity by bridging the transformer without power or current interruption, but first only the controllable winding is switched on in stages and then, after it is fully switched on, the non-controllable winding is switched on in its place , whereupon the voltage can be increased step by step by switching on the adjustable winding in the same direction.
In the drawing, one exemplary embodiment for each of the two aforementioned circuits is shown in a simplified circuit diagram, the primary winding of the transformer being omitted. Figs. 1-9 show the structure and, on the basis of the essential switching step, the mode of operation of a circuit in which the voltage is zero at the transformer by connecting the transformers against each other.
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According to FIGS. 10-18, the voltage zero is achieved by successively switching off the transformer oscillations.
In the figures, a denotes the controllable transformer winding with the taps IV, along which the control contact c, designed as a load switch, is guided. b is the non-controllable winding of the transformer, 1, 2, 3, 4 are the current and power
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Contact 7 connected further contact, which can also be painted by the control contact e. 13, 14 are the transformer connection lines. The direction of the voltage induced in the windings is indicated by the arrows.
In Fig. 1, a switch position is initially assumed in which the transformer windings a and b are connected in the same direction in series, so that their voltages add up. Depending on the position of contact c, a greater or lesser voltage from winding a is added to the voltage of the winding. If the control winding a has passed, ie the contact e has reached the contact V, the switch 3 is closed in the de-energized state and the contact e is then brought to VI. In this case, the non-adjustable winding b is switched on alone (FIG. 2).
The switch 1 can now be switched from 6 to 5 without current or power (FIG. 3), so that the winding a
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from a the voltage of b is switched against until finally (Fig. 4) both windings a and b counteract each other in their full size, the voltage on the transformer is zero.
It is now possible to disconnect the windings from the transformer lines for the purpose of polarity reversal, which is done by creating a simple shunt to them by first switching switch 4, which is provided with an extended contact piece, to 11 in a currentless state and then switching the control
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Power interruption reverse the polarity of the non-controllable winding b by moving the switch 2 from 9 to 8 and at the same time connecting the controllable winding a in opposite directions by moving the switch 1 from 5 to 6. At the same time, switch 4 must also be moved from 11 to 12.
If, as shown in FIG. 6, the control contact c is brought to the initial stage I, both windings a and b are switched on again, but both are reversed as before, so that the voltage at the transformer is zero again even after the polarity reversal. By gradually switching off the regulating function, a voltage that was directed in the opposite direction to earlier is built up again (FIG. 7). If the controllable winding has run through completely, then by transferring the control
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Power interruption made possible so that when the control winding is switched on in stages, its voltage is now added to the voltage of the non-controllable winding (FIG. 9).
The sum
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In FIGS. 10-18, a again denotes the controllable movement, b the non-controllable winding, c the control contact that slides on the taps I-V of the controllable winding, 1-4 are the switches arranged according to the invention; 5, 6, 7, 8 are the associated switchover contacts, VI is a contact connected to switch 4, which can also be swept by control contact c. In the circuit of FIG. 10, the windings a and b are switched on in the same direction, so that their voltages add up. Fig. L1 shows that switching phase in which, after passing through the controllable winding, only the non-controllable movement b is switched on.
According to FIG. 12, by moving the holder 2 from 7 to 6 and then moving the control contact e to level I, the controllable winding a is switched on instead of the non-controllable winding. If, as FIG. 13 shows, in the course of further voltage regulation, regulating contact c has reached stage V, the regulatable winding
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It is now possible to reverse the polarity of both transformer windings without current. This is achieved by moving switch 1 to contact 5 or switch 3 to contact 7; the connection of the switch 2 with contact 6 is interrupted at the same time and the control contact c is then transferred to the initial stage I (FIG. 15).
By gradually switching on the control contact c, the voltage is built up again in the opposite direction as before. The non-adjustable winding is initially switched off. When the control contact c has reached level V, the controllable winding is fully switched on (FIG. 16). By transferring the control contact to contact VI, the
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to be switched to contact 6 without current (Fig. 18). If the control contact c is now brought back to level I, the controllable winding a can now be switched on in stages in the same direction as the winding b until, after the control contact c has reached level V, the two windings have reached the corresponding full voltage (in Fig . 18 shown in dashed lines).
The invention makes it possible, compared with the previously known arrangements, to provide a load switch with a given holding power for twice the number of control stages or for one control range
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to be used, which is twice as large as in the previous arrangements: d. H. A specific given load switch can therefore be used for a significantly larger control range, or a significantly smaller load switch can be used for a given control range.
The reversing switches are expediently, as is already known from the previous regulating transformers, actuated by appropriate control elements (camshaft and the like) as a function of the regulating drive shaft in order to automatically achieve correct and timely switching.
With the winding parts of the regulating transformer according to the invention (a and b in the drawing), other possibly unregulated winding parts can naturally also be connected in series, which are connected to windings a and b either at 13 or 14 or at both points.
PATENT CLAIMS: 1. A regulating transformer with a taps that can be regulated and a second, non-regulable winding with the same number of turns, characterized by a switch combination which, without power and current interruption, enables not only the controllable, but also the Non-adjustable winding allowed, for the purpose of increasing the entire control range to more than twice, preferably to four times the number of steps of the adjustable winding.