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Einphasen-Regeltransformator.
Einphasen-Rcgeltransformatoren mit stufenloser Regelung längs einer Wicklung besitzen oft, besonders bei grösseren Leistungen, eine unerwünscht hohe Streuspannung. Sie riihrt von der grossen
Wicklungshöhe quer zum Streufeld bei der kleinen Streufeldlänge her, die durch die möglichst kleine
Anzahl Regulierspulen bedingt ist. Durch die Vergrösserung des Eisenquersehnittes könnte zwar die
Streuung verkleinert werden, jedoch würden dann das Gewicht und der Preis des Regeltransformators bedeutend grösser. Besonders bei Einphasentransformatoren für Bahnfahrzeuge wäre diese Lösung unzulässig.
Die Erfindung stützt sieh auf die Erkenntnis. dass die elektrischen Eigenschaften des Einphasen-
Regeltransformators mit stufenloser Regelung erheblich verbessert werden können, ohne das Gewicht des Transformators wesentlich zu erhöhen, wenn erfindungsgemäss die zweite, zwecks stufenloser
Regelung mit auf den blanken Einzelwindungen sciileifenden Stromabnehmern versehene Regel- wicklung (Spannungsteilerwieklung) einen besonderen Teil des Eisenkreises umschliesst, während die andern, zu der Regelwicklung parallelgeschaltete feste Hälfte der Sekundärwicklung den gleichen Teil des Eisenkreises umsehliesst wie die Primärwieklung, aber elektrisch von dieser getrennt ist.
Der Regeltransformator nach der Erfindung besteht dann aus einem Hauptteil, bei welchem, wie bei einem normalen Transformator, die günstigste Anordnung der Primär-und Sekundärwicklung, z. B. durch Verwendung von Scheibenwicklungen mit genügend feiner Unterteilung, gewählt werden kann, und einer auf einem andern Teil des zweischenkligen Magnetkernes angeordneten, regelbaren Spannungsteilerwicklung. Bei dieser Anordnung kann nämlich bei höchster Betriebsspannung die Streuspannung klein gehalten werden, ohne dass der Eisenquerschnitt vergrössert wird, weil im Spannungsteiler kein zusätzlicher Streuspannungsabfall entsteht.
Die Zeichnung zeigt Beispiele von Ausführungsformen und Schaltungen von Einphasen-Regeltransformatoren nach der Erfindung. Das Prinzipschema der Transformatorschaltung ist in Fig. 1 angegeben, während die Fig. 2 und 3 einen Regeltransformator mit einem drehbaren Kern veranschaulichen. Die Schaltung der geteilten Wicklung dieses Transformators zeigt Fig. 4. Bei dem Regeltransformator nach Fig. 5 sind die Hauptwicklungen gleichmässig auf den zwei Schenkeln des Transformators verteilt.
Die Primärwicklung a (s. Fig. 1) des Transformators induziert in der Sekundärwicklung b eine Spannung, die in der regelbaren Spannungsteilerwieklung c auf den gewünschten Wert herabgesetzt wird. Bei voller Betriebsspannung an den Klemmen f steht der Stromabnehmer d in der Endstellung e, wo die Wicklung b wegen ihrer engen Kopplung mit der Primärwicklung a praktisch den vollen Strom liefert.
In dieser Stellung arbeitet der Regeltransformator ohne einen vom Spannungsteiler herrührenden zusätzlichen Streuspannungsabfall. Damit der durch die stufenlose Regelung bedingte Luftspalt im Magnetkern schmal wird und keine merkliche Erhöhung des Magnetisierungsstromes gegenüber demjenigen eines gewöhnlichen Transformators gleicher Leistung hervorruft, kann ein Drehkern, z. B. mit Radial- oder Evolventenblechung, verwendet werden, dessen kreiszylindrische Enden die Joche durchsetzen.
Eine Anordnung dieser Art zeigen Fig. 2 und 3, in welchen g und m feststehende Teile des Eisenkernes darstellen, während h den kreiszylindrischen drehbaren Kern bezeichnet. Die Primär-und Sekundärwicklungen a und b sind als untermischte Scheibenspulen dargestellt. Die Spannungsteiler-
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wicklung c bestellt aus vier Flaehleiterscheibenspulen, die paarweise parallelgeschaltet sind und die durch Stromabnehmer d, u. zw. je einen pro Spulenpaar, geregelt werden. Isolierte Leiter M, die in einer Längsnut des drehbaren Kernes h eingebettet sein können, verbinden die Stromabnehmer cl mit den auf dem drehbaren Kern h isoliert befestigten Schleifringen o.
Die beschriebene Anordnung stellt also einen Transformator mit einschenkliger Bewicklung dar, bei welchem die Spannungsteilerwicklung auf dem andern Schenkel angeordnet ist.
Die Schaltung dieses Transformators ist in Fig. 4 veranschaulicht. Beim Drehen des Kernes h um seine Achse werden die Stromabnehmer f ? längs den feststehenden, spiralig gewickelten Windungen der Seheibenspulen e des Spannungsteilers verstellt, wodurch die Spannung an den Klemmen f stufenlos geregelt wird.
In der Endstellung der Stromabnehmer bei höchster Betriebsspannung ist die Spannungsteilerwicklung praktisch stromlos und unwirksam. Ein Einphasen-Regeltransformator mit stufenloser Regelung dieser Art besitzt bei ungefähr gleichem Gewicht wie ein üblicher Regeltransformator mit stufenloser Regelung viel gunstigere elektrische Eigenschaften und ist daher demselben stark überlegen.
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an welcher der in dem Luftspalt . frei kreisende Mitnehmer q des Stromabnehmers d rechtwinklig befestigt ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einphasen-Regeltransformator, dessen Sekundärwicklung in zwei parallelgesehaltete Hälften geteilt und zur Hälfte als Regelwicklung ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zwecks stufenloser Regelung mit auf den blanken Einzelwindungen schleifenden Stromabnehmer versehene Regelwicklung einen besonderen Teil des Eisenkreises umschliesst, während die andere, zu der Regelwicklung parallelgesehaltete feste Hälfte der Sekundärwicklung den gleichen Teil des Eisenkreises umschliesst wie die Primärwicklung, aber elektrisch von dieser getrennt ist.