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LOUIS L. MARTON IN LOS ANGELES (U. S. A.)
Induktionsspannungsregler oder-transformator Angemeldet am 18. 0ktober 1965 (A 9431/65).-Beginn der Patentdauer : 15. Juli 1968.
Als Erfinder wird genannt : Louis L. Marton in Los Angeles.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Induktionsspannungsregler oder-transformator mit einer stationären Wicklung und einer ihr gegenüber beweglichen und mit Stromabnahmekontakten versehenen beweglichen Spule.
Die verschiedenen Typen der bekannten Induktionsspannungsregler haben einen gemeinsamen
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sich das Gleichgewicht während die Spule sich bewegt ; ausserdem sind die Steuung des magnetischen
Flusses und der induktive Spannungsabfall gross und ungleichförmig über den Pfad der Bewegung. Bei den bekannten Reglerausführungen ist daher eine mechanisch feste Konstruktion notwendig, um im
Falle eines Kurzschlusses Schäden infolge der unausgeglichenen mechanischen Belastungen zu 10 verhindern. Fernerhin hat der Erregerstrom in einigen Fällen unerwünscht hohe Werte. Aus diesen
Gründen können die bekannten Induktionsspannungsregler nicht über eine bestimmte KVA-Leistung hinaus mit der erwünschten Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit gebaut werden. Zusätzlich zu der begrenzten Leistung weisen bestimmte Typen auch unerwünschte Arbeitseigenschaften auf.
Bei einem aus der deutschen Patentschrift Nr. 616880 bekannten Transformator dieser Art mit 15 konzentrisch angeordneten Primär- und Sekundärwicklungen, die in Richtung der Wicklungsachse gegeneinander verschiebbar sind, besteht die Sekundärwicklung aus in Reihe geschalteten
Teilwicklungen und die Primärwicklung ebenfalls aus mehreren Teilwicklungen, die jedoch parallel geschaltet sind und in gleichem Sinn wirken. Dadurch soll in jeder Regelstellung des Transformators eine gegenseitige Aufhebung des primären und sekundären Strombelags erreicht werden.
Im 20 wesentlichen die gleiche Wirkung wird gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 607129 dadurch angestrebt, dass die Primärwicklung aus einzelnen parallel geschalteten Spulen gleichen
Wicklungsschrittes besteht, die senkrecht zu ihrer Wicklungsachse, jedoch in der gleichen Ebene gegeneinander verschoben sind und nicht nur das Transformatorjoch umfassen, sondern zum Teil auch in Nuten desselben liegen. Die Sekundärwicklung, die in Nuten eines verschiebbaren Schenkels liegt, 25 besteht dabei ebenfalls aus verschiedenen Spulen, die aber alle in Reihe geschaltet sind.
Nachteilig bei diesen bekannten Ausführungen ist vor allem, dass die Kerne der Transformatoren aus zwei gegeneinander beweglichen Teilen bestehen, in denen die primären und sekundären Spulenteile in Nuten angeordnet sind und die beim Verschieben der Spulen aufeinander gleiten, so dass ein genaues
Zusammenpassen der Magnet- und Spulenteile erforderlich ist. Diese Anordnung bedingt ausserdem, dass 30 die primären und sekundären Spulenteile in erheblichem Abstand voneinander angeordnet sind, um
Raum für die zwischen ihnen liegenden Kernteile vorzusehen. Schliesslich sind kurzgeschlossene Spulen erforderlich, um in bestimmten Stellungen der beweglichen Magnetteile eine Aufhebung der sekundären
Durchflutung zu erzielen.
Die Erfindung bezweckt nunmehr die Schaffung eines Induktionsspannungsreglers, der die 35 Nachteile der bekannten Ausführungen vermeidet und insbesondere vorteilhafte Arbeitseigenschaften besitzt, eine erheblich höhere Leistungsgrenze als die bekannten Ausführungen aufweist und bei dem auch im Falle eines Kurzschlusses keine unausgeglichenen mechanischen Beanspruchungen auftreten.
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Erfmdungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die stationäre Wicklung und die bewegliche Spule mit einem stationären magnetisch leitenden Kern zusammenwirken und ein Luftspalt zwischen der stationären Wicklung und dem Kern vorgesehen ist, dass die Spulen der stationären Wicklung dicht nebeneinander oder nur mit geringem Abstand voneinander angeordnet sind, dass die stationäre
5 Wicklung aus einer ersten Spulengruppe und einer zweiten, in den Bewegungsrichtungen der beweglichen Spule hinter der ersten angeordneten Spulengruppe besteht, dass die Spulen der ersten
Spulengruppe die gleiche Anzahl von Windungen aufweisen und parallel zueinander an eine Stromquelle angeschlossen sind, dass jede der Spulen der zweiten Spulengruppe eine jeweils grösser werdende Anzahl von Windungen je Längeneinheit in Richtung von der ersten Spulengruppe weg besitzt,
wobei die Zahl 10 der Windungen der zweiten Spulengruppe einen proportionalen Anteil des magnetischen Flusses durch den Luftspalt ablenkt zwecks Verringerung des Flusses im wesentlichen auf Null herab bei der die grösste Zahl von Windungen aufweisenden Spule, und dass jede der Spulen der zweiten Spulengruppe miteinander und mit den Spulen der ersten Spulengruppe parallel an eine Stromquelle angeschlossen sind, wodurch sich der magnetische Fluss im wesentlichen gleichmässig über den Luftspalt im Bereich 15 der zweiten Spulengruppe verteilt.
Durch die von der Erfindung vorgesehene Merkmalskombination werden besondere Vorteile erzielt. Da erfindungsgemäss ein feststehender Kern ohne bewegliche Teile vorgesehen und zwischen den stationären Spulen und dem Kern ein Luftspalt vorhanden ist, wird die Herstellung, der Zusammenbau und der Betrieb des Spannungsreglers wesentlich erleichtert. Insbesondere werden auch 20 Betriebsstörungen vermieden, die durch ein Aufeinandergleiten von Spulen und beweglichen
Magnetteilen auftreten könnten. Die primären und sekundären Spulen können ohne jeden
Zwischenraum voneinander angeordnet werden, wobei eine Unterbrechung nur bei bestimmten
Spulengruppen der primären Wicklung vorhanden ist, falls magnetisch leitende Teile zwischen die
Spulen eingeschaltet werden sollen.
Die Anordnung von kurzgeschlossenen Spulen ist bei der 25 erfindungsgemässen Ausbildung des Spannungsreglers überflüssig.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen, die in den Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen : Fig. 1 einen axialen
Mittelschnitt durch den erfindungsgemässen Spannungsregler, Fig. 2 einen Querschnitt durch eine
Ausbildungsfom, die mit einem parallel laminierten Mantelkern versehen ist, Fig. 3 einen axialen 30 Mittelschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel, Fig. 4 einen Querschnitt einer Ausbildungsform der
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5Fig. 3, die Fig. 6 und 7 schematische Schaltbilder von zwei möglichen Verbindungen des
Spannungsreglers, Fig. 8 ein Schaltschema für die in Fig. 6 veranschaulichte Verbindung und Fig.
9 eine perspektivische Darstellung einer beispielsweisen Ausbildung einer Kühlrippenanordnung an einer 35 äusseren Kernoberfläche.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Kern--100-, der aus magnetisch leitendem Material, beispielsweise aus Stahllamellen gefertigt ist. Der Kern --100-- besteht aus einem inneren Schenkel - -1-- und äusseren Schenkeln -2'bzw. 2"-, die in einigem Abstand vom inneren Schenkel --1-- angeordnet sind. Der innere Schenkel --1-- ist dabei mit den äusseren Schenkeln --2'und 40 2"--oben und unten durch Joche -101-- verbunden. Weiter erstrecken sich vom inneren Schenkel - -1-- des Kerns -100- magnetisch leitende dünne Blätter --3-- nach aussen auf die äusseren Schenkel-2'und 2"--zu, die sie jedoch nicht berühren.
Zwischen dem obersten dünnen Blatt-3-und dem oberen Joch--101--sind eine obere stationäre Hauptspule --6a-- und eine Hilfsspule --5a-- angeordnet. Auf gleiche Weise sitzen 45 zwischen dem untersten magnetisch leitenden dünnen Blatt--3-und dem unteren Joch-101- eine untere Hauptspule --6b-- und eine Hilfsspule--5b--. Die Aussenflächen der Hauptspulen --6a und 6b--liegen in einer Ebene mit den äusseren Enden der dünnen Blätter --3--. So entsteht
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--2'und 2"-- ein LuftspaltRegelspulen -7a und 7b-sitzen jeweils zwischen den dünnen Blättern --3-- und sind untereinander parallelgeschaltet. Die Hauptspulen--6a und 6b-- können je einen eigenen Stromkreis aufweisen. Vorteilhafterweise bilden sie jedoch ebenfalls eine Gruppe von parallelgeschalteten Spulen, die längs der Bewegungsbahn der beweglichen Spule--5c--angeordnet sind. Die Hauptspulen--6a 55 und 6b-und die Regelspulen --7a und 7b-liegen je parallel an einer Wechselstromquelle.
Die
Polarität ist dabei so gewählt, dass zwei zueinander entgegengesetzt gerichtete Magnetflusse-Sa bzw. 8b-- im oberen bzw. im unteren Teil des inneren Schenkels--1--des Kerns--100--
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entstehen. Im Bereich der Regelspulen --7a und 7b-verlaufen die Magnetflüsse --8a und 8b--
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und 2"-des Kerns-100--.
Wenn die für die Erregung erforderlichen Stromstärken möglichst gering sein sollen, werden
5 vorteilhafterweise zwischen den einzelnen Abschnitten der beweglichen Spule-5c--Stahllamellen angeordnet. Das wird an Hand von Fig. 5 weiter unten näher beschrieben werden. Die Hilfsspulen - 5a und 5b-- können mit der beweglichen Spule --5c-- auf verschiedene Weise in Serie geschaltet werden. Das wird weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 6 näher erläutert werden.
Die Regelspulen --7a und 7b-weisen von den Jochen --101-- auf die Mittelebene A-A zu 10 allmählich wachsende Windungszahlen auf. Dadurch erhält man im Luftspalt--4--im Bereich der Regelspulen --7a und 7b-eine im wesentlichen konstante Flussdichte, was weiter unten an Hand der Fig. 5 und 8 noch näher beschrieben wird. Die Windungszahlen sind dabei umgekehrt proportional zum verbleibenden, also noch nicht in den Luftspalt --4-- abgelenkten Teil des Magnetflusses. Dabei werden die Regelspulen --7a-- mit der Quelle in gleicher Weise verbunden wie die Hauptspule
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Regelspulen --7b-- und der Hauptspule --6b--. Für diese gilt das oben Gesagte.
Die Regelspulen - sind also mit der Stromquelle auf die gleiche Art verbunden wie die Hauptspule --6b--.
Die Windungszahlen der Regelspulen --7b-- nehmen dabei von der Mittelebene A-A in Richtung auf 20 die stationäre Hauptspule --6b-- ab.
Die bewegliche Spule-5c-hat vorteilhafterweise eine Länge, die gleich der halben
Gesamtlänge aller stationären Wicklungen ist. Dieser Sachverhalt ist in Fig. 1 und insbesondere in Fig. 3 gut zu erkennen.
Die Fig. 1 und 2 zeigen weiter, dass der aus einem Stapel von Stahllamellen gebildete Kern 25 --100-- durch Verlängerung eines Teils der Kernlamellen auf der Stapelaussenseite --9-- bzw. auf der Stapelinnenseite --10-- mit Kühlrippen versehen ist. Auch die Aussenfläche der beweglichen
Spule --5c-- kann mit Kühlrippen --11-- versehen werden, die auf der Oberfläche eines
Metallschildes angebracht sind, der in gut wärmeleitender Verbindung mit der beweglichen Spule steht.
Im folgenden soll nun die Arbeitsweise des Induktionsspannungsreglers nach den Fig. 1 und 2 30 erläutert werden.
Die Hauptspule --6a-- und die ihr zugeordnete Regelspule --7a-- sind derart an eine
Wechselstromquelle angeschlossen, dass der Strom diese Spulen in ein und derselben Richtung durchfliesst. Gleichzeitig sind die Hauptspule --6b-- und die ihr zugeordnete Regelspule --7b-- mit der Wechselstromquelle so verbunden, dass in ihnen ebenfalls ein Strom in ein und derselben 35 Richtung fliesst, die aber zur eben erwähnten Richtung des Stromflusses in der Hauptsspule-6a- und der Regelspule --7a-- entgegengesetzt ist. Bei einer derartigen Schaltung wird in der beweglichen Spule-5c-oberhalb der Mittelebene A-A eine Spannung einer Polarität erzeugt, die zu der
Polarität der Spannung entgegengesetzt ist, die in der beweglichen Spule unterhalb der Mittelebene A-A erzeugt wird.
Als Ergebnis erhält man also eine Spannung zwischen den Enden der beweglichen Spule 40-5c--, die von der Stellung dieser Spule relativ zur Mittelebene A-A abhängt. Insbesondere wird in einer Mittelstellung, in der die bewegliche Spule-5c-zur Mittelebene A-A symmetrisch steht, keine Spannung zwischen den Endanschlüssen dieser Spule auftreten. Steht die bewegliche Spule - 5c-jedoch in ihren Endstellungen gegenüber der Hauptspule --6a-- oder der Hauptspule --6b, so liegt zwischen ihren Endanschlüssen eine maximale Spannung. Deren Polarität hängt dabei davon ab, 45 ob sich die bewegliche Spule-5c-gegenuber der oberen stationären Hauptspule --6a-- oder der unteren stationären Hauptspule --6b-- befindet.
Ohne Last erzeugen die an die Wechselstromquelle angeschlossenen Spulen bei Erhalt eines geeigneten Erregungsstroms den Magnetfluss --8a, 8b--. Legt man nun eine Last an die Endanschlüsse der beweglichen Spule --5c--, so wird diese von einem Laststrom durchflossen. Die bewegliche Spule 50-5c--erzeugt so selbst ein Magnetfeld. Der durch dieses Feld hervorgerufenen Störung wird durch das von der der beweglichen Spule--5c--benachbarten stationâren Wicklung erzeugte Feld entgegengewirkt. Das Mass der Wirkung jeder der stationären Wicklung hängt dabei vom Kopplungsgrad mit der beweglichen Spule--5c--ab.
In der in Fig. 1 gezeigten Stellung der beweglichen Spule
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währendHauptspule --6a-- zur Lieferung des Laststromes ständig, während der Beitrag der Hauptspule - -6b-- abnimmt, bis die bewegliche Spule --5c-- ihre obere Endstellung erreicht hat.
Streufluss und induktiver Spannungsabfall des Reglers ändern sich während der Verschiebung der beweglichen Spule --5c-- längs der stationären Spulen kaum, weil der Strom hauptsächlich durch die
5 der beweglichen Spule jeweils benachbarten Wicklungen der stationären Spulen fliesst. Die
Gleichmässigkeit des Streuflusses und des induktiven Spannungsabfalles können weiter noch dadurch erhöht wwerden, dass man die stationären Wicklungen in eine ganze Anzahl parallelgeschalteter
Scheibenspulen unterteilt, die entlang der Bewegungsbahn der beweglichen Spule-5c- nebeneinander angeordnet sind.
10 Der erfindungsgemässe Induktionsspannungsregler kann auch dadurch abgewandelt werden, dass man beispielsweise die unter der Mittelebene A-A liegende Hälfte des Kerns und die entsprechende
Hälfte des stationären Wicklungssystems, also die Spulen --5b, 6b und 7b-- weglässt.
Selbstverständlich bleiben dabei die durch die Erfindung erzielten Vorteile erhalten. Der zur Verfügung stehende Spannungsregelbereich beträgt allerdings nur die Hälfte des bei der Ausführungsform nach 15 Fig. 1 zur Verfügung stehenden Regelbereichs. Weiter kann die bewegliche Spule --5c-- nach
Belieben, wie in der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 gezeigt, ausserhalb, aber auch innerhalb des stationären Spulensystems liegen.
Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform, bei der die Anordnung der beweglichen Spule ausserhalb des stationären Spulensystems besondere Vorteile erbringt. Bei der in diesen Figuren
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seinem oberen und unteren Ende von stationären Hauptspulen-13a--umgeben. Zwischen diesen 25 liegen gegen die Mittelebene B-B der Anordnung hin Regelspulen --13b, 13c und 13d--. Die gesamte
Anordnung ist zur Mittelebene B-B symmetrisch. Innerhalb der stationären Spulen --13-- liegen Kühlkanäle--14--. Das ganze System der stationären Spulen--13-ist von einer beweglichen Spule --15- umgeben, die im Magnetfluss --16a, 16b-- innerhalb eines Luftspaltes-17- verschieblich angeordnet ist.
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5einzelne Abschnitte unterteilt ist.
Die dünnen Blätter --15a-- bestehen aus magnetisch leitendem
MateriaL In gleicher Weise ist das stationäre Spulensystem durch magnetisch leitende Teile--19--in einzelne Abschnitte unterteilt. Die Verbindung zwischen dem inneren Schenkel --12-- des
Magnetkerns und seinem äusseren Schenkel--20-- wird durch ebenfalls aus Stahllamellen bestehende 35 Ringe-21a bzw. 21b- hergestellt, die mit Kühlkanälen --22-- versehen sind. Der äussere
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Ein bestimmter Teil des Magnetflusses durchsetzt im Bereich der Regelspulen --13b, 13c und 13d-jeweils den Luftspalt-17-.
Dadurch nimmt der Magnetfluss im inneren Schenkel--12-- 40 vom oberen und unteren Ende des stationären Spulensystems her auf die Mittelebene B-B zu allmählich ab und wird schliesslich an der Mittelebene B-B zu Null.
Eine gleichmässige Flussverteilung im Bereich der Regelspulen wird dadurch erreicht, dass man die
Windungszahl der Regelspulen vom Ende des stationären Spulensystems her auf die Mittelebene B-B zu allmählich anwachsen lässt. Dabei sollen die Windungszahlen umgekehrt proportional zum jeweils noch 45 vorhandenen Magnetfluss sein. Die in der Mittelebene B-B angeordnete Regelspule-13e-kann kurzgeschlossen werden. Ihre Windungszahl ist beliebig. Zum Unterbringen der Regelspulen mit angehobener Windungszahl wird zweckmässig der Durchmesser des inneren Schenkels-12- entsprechend verringert. Zur Erleichterung des Aufbaus des Induktionsreglers ist es dabei zweckmässig, den inneren Schenkel --12-- in der Mittelebene B-B zu unterteilen.
Zwischen dem inneren Schenkel 50-12-und den Spulen ist eine Isolation --26-- angeordnet.
In den Fig. 3 und 4 ist beispielsweise auch eine Halterung der Spulensysteme und eine
Bewegungssteuerung gezeigt. An der beweglichen Spule --15-- sind dabei Verbindungsstangen - 27-angebracht, die über zwei Scheiben --28-- miteinander verbunden sind. Ein Gewindebolzen - durchsetzt die Bohrung -24-- des inneren Schenkels--12-des Kerns und verbindet 55 diese beiden Scheiben starr miteinander. Eine an ihrem Umfang als Zahnrad ausgebildete Mutter --30-- wird in einem Träger --31-- gehalten und kämmt mit einem Ritzel, das auf die Achse eines Motors-32-aufgekeilt ist.
Auf diese Weise kann über den Motor --32-- eine Verschiebung
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der beweglichen Spule --15-- längs dem stationären Spulensystem bewirkt werden.
Fig. 5 zeigt vergrössert eine Einzelheit des Induktionsspannungsreglers nach den Fig. 3 und 4 im
Bereich der Regelspulen. Man erkennt, dass die Hauptspulen-13a-durch magnetisch leitende Teile - -19a-- in einzelne Abschnitte zerlegt sind. Gleichmässigkeit des Streuflusses kann auch durch 5 Benutzung von Überbrückungsstreifen --33-- geeigneter Grösse erzielt werden. Diese werden jeweils
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denen ebenfalls ein dünner magnetisch leitender Teil--19b--angeordnet ist.
Die Regelspule-13b-weist eine angehobene Windungszahl auf. Nimmt z. B. die Regelspule 10-13b-4, 7% der halben Länge der Flusskreuzungszone in axialer Richtung ein, dann wird ihr eine
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Die restlichen 4, 7% des gesamten Magnetflusses durchsetzen den Luftspalt --17-- und die bewegliche Spule-15-in Richtung auf den äusseren Schenkel-20--.
15 Die sich anschliessende Regelspule --13c-- besteht beispielsweise aus vier hintereinander liegenden Abschnitten, die beispielsweise die nächsten 9, 3% der Hälfte der axialen Länge der
Flusskreuzungszone einnehmen. Die Abschnitte der Regelspule-13c-sind durch magnetisch leitende Teile --19c-- voneinander getrennt. Die Windungszahl ist auf das 1, 163-fache angehoben.
Der verbleibende Restfluss beträgt das 0, 86-fache des gesamten Magnetflusses, von dem weitere 20 9, 3% die Spule-15-und den Luftspalt --17-- in Richtung auf den äusseren Schenkel--20-- durchsetzen. Man erkennt, dass die Gleichmässigkeit des Streuflusses durch geeignete Wahl der
Windungszahlen für die Regelspulen gesteuert werden kann. Dabei ist jeweils das Produkt aus dem verbleibenden Restfluss und der Windungszahl gleich einer Konstanten. So gilt für die oben vorgerechneten Fälle 1, 05 X 0, 953 = 1, 163 X 0, 86 = 1. Ebenso ergibt sich für die dritte Regelspule 25-13b--, die etwa 10% der Hälfte der axialen Länge der Flusskreuzungszone einnimmt, bei
Fortführung der obigen Rechnung : 1, 317 X 0, 76 = 1.
Wieder werden 10% des gesamten Magnetflusses über die die Regelspulc --13d-- unterteilenden magnetisch leitenden Teile --19d-- abgelenkt und durchsetzen die bewegliche Spule --15-- und den Luftspalt --17-- in Richtung auf den äusseren Schenkel-20-.
30 Zum Wickeln von Spulenscheiben geringer Stärke können vorteilhafterweise dünne Kupferstreifen - verwendet werden. Die magnetisch leitenden Teile können vorteilhafterweise als
Potentialabschirmung mit der nächsten Windung der Spule verbunden sein. Die gesamte Spulengruppe kann imprägniert und mit einer festen Isolationsschicht --35-- abgedeckt werden.
Fig. 6 zeigt beispielsweise drei Schaltungsmöglichkeiten für den erfindungsgemässen 35 Induktionsspannungsregler in der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2.
Die stationären Spulen sind in allen drei gezeigten Beispielen an eine Stromquelle EI angeschlossen. Bei der Schaltung nach Beispiel A erhält man eine von der Primärwicklung isolierte
Sekundärwicklung mit einem Regelbereich dE2, der von Null bis EI reicht. Dabei sind die Hilfsspulen - 5a und 5b-mit sich addierenden Spannungen hintereinander und in Reihe mit der beweglichen 40 Spule--5c--geschaltet. Auch bei der Schaltung nach Beispiel B sind die Hilfsspulen--5a und 5b-mit sich addierenden Spannungen hintereinandergeschaltet. Sie sind in diesem Beispiel jedoch mit der Primärwicklung nach Art eines Autotransformators verbunden. Die bewegliche Spule--5c--ist an die Mittelanzapfung zwischen den Hilfsspulen--5a und 5b--angeschlossen.
Unter Benutzung der andern, zur Verfügung stehenden Anzapfungen und bei Berücksichtigung der Möglichkeit des gestrichelt 45 eingezeichneten umgekehrten Anschlusses der Hilfsspulen-5a und 5b-ergeben sich insgesamt fünf verschiedene Lagen für den Regelbereich dE2. Bei der Schaltung nach Beispiel C ist die bewegliche Spule --5c-- in zwei Teilspulen-5c'und 5c"-aufgeteilt, die jeweils die halbe Windungszahl der beweglichen Spule --5c-- aufweisen. Es handelt sich hier um eine Anordnung zur Belieferung von "Drei-Leiter" Verteilungssystemen. Man erhält gegenüber den Schaltungen nach den Beispielen A und B 50 bei der Schaltung nach Beispiel C nur den halben Regelbereich dE2/2, der in drei verschiedenen
Stellungen zur Verfügung steht.
Fig. 7 zeigt eine mögliche Autotransformatorschaltung für den Induktionsspannungsregler nach den
Fig. 3 und 4. Das stationäre Wicklungssystem-13-aus parallelgeschalteten Spulen-13a, 13b, 13c und 13d-sowie der kurzgeschlossenen Spule --13e-- ist mit der Stromquelle --1-- verbunden.
55 Man erhält einen Regelbereich dE2. Die Spannung kann also zwischen E2 max und E2 minje nach der
Stellung der beweglichen Spule--15--einen beliebigen Wert erhalten. Die bewegliche Spule kann dabei an eine beliebige Anzapfungsstelle des stationären Wicklungssystems angeschlossen werden.
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Gegebenenfalls kann sie auch in einem vom stationären Wicklungssystem isolierten Stromkreis benützt werden.
Fig. 8 zeigt ein Schaltscheme für den Induktionsspannungsregler nach den Fig. 7 bzw. nach den
Fig. 3 und 4. Gegenüber der schematischen Darstellung von Fig. 7 erkennt man auf Fig. 8 die Schaltung
5 in ihren Einzelheiten.
Fig. 9 zeigt einen Teil der den Kern aufbauenden Stahllamellen --45--, von denen ein Teil mit Kühlrippen -46-- versehen ist. Diese sind durch horizontale Schnitte in Streifen --47-- unterteilt, die einen KuMfluË-49-der Luft mit besonders hohem Wirkungsgrad ergeben. Der Wirkungsgrad ist dabei so hoch, dass selbst ursprünglich für ölkühlung entworfene Einheiten ohne wesentliche 10 Leistungsänderungen oder Temperaturerhöhungen in Luft gekühlte Einheiten umgebaut werden könne.
PATENTANSPRÜCHE : 15 1. Induktionsspannungsregler oder-transformator mit einer stationären Wicklung und einer ihr gegenüber beweglichen und mit Stromabnahmekontakten versehenen beweglichen Spule,
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und die bewegliche Spule (5c bzw. 15) mit einem stationären magnetisch leitenden Kern (100 bzw. 12, 21a, 21b, 20) zusammen wirken und ein Luftspalt (4 bzw. 17) zwischen der stationären Wicklung 20 und dem Kern vorgesehen ist, dass die Spulen der stationären Wicklung dicht nebeneinander oder nur mit geringem Abstand voneinander angeordnet sind, dass die stationäre Wicklung aus einer ersten
Spulengruppe (6a oder 13a bzw. 6b oder 13b) und einer zweiten, in den Bewegungsrichtungen der beweglichen Spule (5c oder 15) hinter der ersten angeordneten Spulengruppe (7a bzw. 7b oder
13b, 13c, 13d) besteht, dass die Spulen (6a oder 13a bzw.
6b oder 13b) der ersten Spulengruppe die 25 gleiche Anzahl von Windungen aufweisen und parallel zueinander an eine Stromquelle angeschlossen sind, dass jede der Spulen (7a bzw. 7b oder 13b-d) der zweiten Spulengruppe eine jeweils grösser werdende Anzahl von Windungen je Längeneinheit in Richtung von der ersten Spulengruppe weg besitzt, wobei die Zahl der Windungen der zweiten Spulengruppe einen proportionalen Anteil des magnetischen Flusses durch den Luftspalt (4 oder 17) ablenkt zwecks Verringerung des Flusses im 30 wesentlichen auf Null herab bei der die grösste Zahl von Windungen aufweisenden Spulen (7a oder 7b bzw. 13d), und dass jede der Spulen (7a oder 7b bzw. 13b-d) der zweiten Spulengruppe miteinander und mit den Spulen (6a oder 6b bzw.
13a) der ersten Spulengruppe parallel an eine Stromquelle angeschlossen sind, wodurch sich der magnetische Fluss im wesentlichen gleichmässig über den Luftspalt (4 oder 17) im Bereich der zweiten Spulengruppe verteilt.
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