CH136752A - Device for regulating the voltage of an alternating current network. - Google Patents

Device for regulating the voltage of an alternating current network.

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CH136752A
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voltage
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auxiliary coils
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Inventor
Reszvenytarsasag Villamossagi
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Ganz Fele Villamossagi Reszven
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  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Description

  

  Einrichtung zur Regelung der Spannung eines Wechselstromnetzes.    Die     Erfindung    betrifft eine     Einrichtung.     die es gestattet, die Spannung an einer be  liebigen     Stalle    eines Wechselstromnetzes zu  regeln, das heisst je nach Bedarf entweder       hi    dem Sinne zu ändern,     da.ss    eine die Re  gelung     bewirkende    zusätzliche Spannung die  zu regelnde Spannung erhöht oder aber ver  mindert.

     Die Einrichtung besteht aus einem min  destens zwei geschlossene Kraftflüsse     auf-          weisendign    Transformator, zum Beispiel einem  Serie- oder einem     Spannungssteiler-Trans-          formator.    der für jeden     hraftflusskreis    je  eine     Hauptstromwicklung    und je eine Hilfs  spule trägt, wobei der     Transformator    derart  Beschalltet ist,     da,

  ss    der im     Eisenkörper    er  zeugte     Kra.ftfluss    die beiden     Ha.uptstrom-          wicklungen    in bezug auf die     Wicklungs-          bezw.        Stromrichtung    in entgegengesetztem  Sinne     durchfliesst.     



  Der Vorteil .der     Einrichtung    gemäss der       Irrfindung    gegenüber     Iden    bisherigen Ein  richtungen     zur    Spannungsregelung besteht.    darin, dass die Regelung nicht, wie bisher,  durch bewegliche Regler     (Induktionsregler          etz.),    die in der     Anschaffung    teuer und dabei  auch heikel sind,     sondern    zum Beispiel durch       Serie-    oder     Spannungsteiler-Transformatoren     sicherer Bauart     erfdlgt,

      ohne in dem zu     re-          geInd@en    (gewöhnlich     Hochspannungs-)    Strom  kreis irgendwelche Schaltungen oder Um  schaltungen zu erfordern. Aus diesem     Grunde     können die kostspieligen Hochspannungs  schalter und     -umsehalter    ganz in Fortfall  kommen.  



  Die Regelung kann dabei entweder mit  durch     Gleichstrom    fremderregbaren oder       kurzschliessba,ren        I3ilfsspulen    erfolgen, deren  Spannung     jedoch    beliebig sein     kann,    so     d@ass     die einfachsten Schalter oder     gewöhnliche          ..Inlass-W        asserrheostaten        Verwendung    finden  können.  



  In der Zeichnung sind mehrere Ausfüh  rungsbeispiele der Einrichtung schematisch  dargestellt., und     zwar    zeigt:      Füg. 1 einen     dreischenkligen        Reglertrans-          fo:rmator    und       Fig.    2 eine Anordnung, bei der die fremd  erregbaren Hilfsspulen an einem besonderen  Schenkel liegen;       Fig.    3 bis 5 veranschaulichen Einrichtun  gen, bei denen die Zweige des magnetischen  Kreislaufes in besonderen Eisenkörpern ver  laufen;

         Fig.    6 zeigt die Anordnung, bei der die  Spannungsregelung durch das     Kurzschliessen     von parallel     geschalteten    Hilfsspulen     erfolgt;          Fig.    7 und 8 zeigen zwei weitere     Aus-          führungsformen.     



  In     Fig.    1 ist ein     dreischenkliger        Serie-          Transformator    veranschaulicht,     dessen    mitt  lerer     .Schenkel    die Spannungswicklung s  trägt, die zwischen die beiden Leiter<I>L,</I>     L     geschaltet ist, an denen die Spannung geregelt:  werden soll.

   Der durch diese     Spünnungswick-          lung    s     erregte        Kraftfluss    ist in zwei Kreise  I und     Ir        unterteilt.    -Ein jeder dieser Kreise  ist mit einer     Hauptstromwickung   <I>f, f</I>     aus-          gerüstet,    die in Reihe geschaltet sind.

   In  folge dieser Anordnung sind die durch die  Spannungswicklung s und die     Ila.uptc+rom-          -ricklung    f     erregten    Kraftflüsse in     einen    der  Zweige, zum Beispiel im Zweige     II,    gleich  gerichtet, während sie im     andern    Zweige ent  gegengesetzt gerichtet sind. Ein jeder Zweig  ist     ferner    mit je einer Hilfsspule     g1        bezw.        g2     ausgerüstet, die durch     Cleichstrom        erregt     werden können.

   Je nachdem durch Erregung  der Hilfsspule     g1    oder     g2    der Zweig I und Ir       magnetisch        gesättigt    wird,     wird    :der durch die  Spannungswicklung s erzeugte     Kraftfluss    aus  dem Zweige I     bezw.    aus .dem Zweige     1I     in den andern Zweig verdrängt. Je nach  dem nun der durch die Spannungswicklung  s erzeugte Kreislauf durch den Zweig I oder  durch den Zweig     TI    geschlossen wird., addiert  sieh oder     subtrahiert    sich die zusätzliche  Spannung zu der     bezw.    von der Grundspan  nung.  



  Um eine induzierende Wirkung der     Span-          nungswicklung    s auf die Hilfsspulen     g1,        g_     zu vermeiden, kann man die in     Fig.    2     dar-          gestellte    Anordnung benutzen, bei welcher    die Hilfsspulen     g,        g-        aal    einem einen jeden  der Zweige I und     II    der     Kreisläufe        über-          brückenden,    besonderen Schenkel liegen, in  bezug auf welchen die     Hauptstro:

  mspulen    f, /-'  rechts und links     verteilt    sind. Um nun der,  durch die Wechselströme     erzeugten        K'raft-          fluss    von dem die Hilfsspulen     g1,        g,.,    tragen  den     Schenkel        fernzuha:lten,    sind diese     Scheri-          liel    mit     Kurzschlusswindungen        1c    versehen.  



  Die zwei Zweige I und     II    des     magne--          tischen    Kreislaufes     können    auch in vonein  ander     getrennten    Teilen des Eisenkörpers  verlaufen, wie     dies:    die     Fig.        0',    4 und 5 zei  gen..

   Dabei trägt ein jeder Teil     :des    Eisen  körpers eine Spannungswicklung     s1        bezw.        s.,     die     derart    miteinander verbunden sind, dass  die durch die eine :oder andere     ITa.uptstrom-          wicklung    f und die Spannungswicklung     s,          beziv.        s::    erzeugten Kraftflüsse in dem einer.  Eisenkern, zum Beispiel T" gleichgerichtet,  in dem andern Eisenkern aber entgegengesetzt  gerichtet sind.

   Bei den in     Fig.    3 und 4 dar  gestellten Ausführungen , sind die beiden  
EMI0002.0098     
  
    Hilfsspulen <SEP> g1 <SEP> und <SEP> g:, <SEP> miteinander <SEP> über <SEP> einen
<tb>  regelbaren <SEP> Widerstand <SEP> r <SEP> geschaltet.
<tb>  Je <SEP> nachdem <SEP> :der <SEP> Einstellkontak. <SEP> egel  widerstandes <SEP> r <SEP> gegen <SEP> die <SEP> Hilfssp. <SEP> r
<tb>  die <SEP> Spule <SEP> g= <SEP> verschoben <SEP> wird, <SEP> fliei5
<tb>  Strom <SEP> durch <SEP> die <SEP> .eine <SEP> oder <SEP> andere <SEP> Hilfssr.
<tb>  Die <SEP> in <SEP> Fig. <SEP> 4 <SEP> dargestellte <SEP> Ausführuri
<tb>  weicht <SEP> von <SEP> der <SEP> in <SEP> Fia. <SEP> 3 <SEP> dargestellten <SEP> nu.

              darin    ab,     dass    die die Hilfsspulen     g1        bezw.        g          tragenden        Schenkel    des     Eisenkörpers        ii.     wenigstens zwei     zueinander    parallel ange  ordnete und je     eine    Hilfsspule aufweisende  Zweige     unterteilt    sind;     deidurch    wird er  reicht,.     da,ss'    das     Gleichstromfeld    zwischen den  Zweigen dieses Schenkels geschlossen wer  den kann.  



  Eine weitere Wirkung dieser     Anordnunly     besteht     darin,        da.ss    die     lfauptstromwicklun-          gen    f auf die Hilfsspulen     g1        bezw.        g2    in  duktiv nicht     zurückwirken,    weil jede     Ililfs-          spule        g1        bezw.        g2    auf den beiden     Zweigei     des Sehenkels entgegengesetzt gewickelt ist.

    Damit das     Wechselstromfeld    auch bei grosser       Sättigung    des     Erregerkreises    auf die Hilfs  spulen nicht     zuriickwirke.    ist. eine um die           Schenkel        gel@reuzt        kurzgeschlossene    Wick  lung k     angeordnet,    wodurch man auch er  reicht, dass das Wechselfeld in den     beider:     Zweigen nur gleichmässig verteilt durchdrin  gen kann.  



  Der     Eisenkörper    kann, anstatt auf zwei,  auch auf mehrere je mit einer     Hilfsspule     versehene Zweige     verteilt    sein. Die     Stelle    der       Verzweigungen    kann eine beliebige, zum Bei  spiel auch der bewickelte Teil des. Eisen  körpers, sein.  



  Die in     Fig.    5 dargestellte     Anordnung     weicht von der in     Fig.        .l    dargestellten nur  darin ab,     dass    der     Eisenkörper    an mehreren  Stellen verzweigt ist, und die Hilfsspulen g  der einzelnen Schenkel     derart    geschaltet sind,  <B>dass</B> die nebeneinander liegenden     Erre.ger-          kraftflüsse        Fb        entgegengesetzte    Richtungen  aufweisen.

   Die einzelnen     Eisenbrücken,    die  man     zwischen    die parallelen Zweige der Ein  richtung gemäss' der vorangehenden Ausfüh  rungsform nach     Fig.    4 auch     nachträglich    ein  bauen kann, sind je von einer     kurzgeschlos-          senen        uTicklung    k     umschlungen,    welche das       Mertreten    des     Wechselstromfoldes    durch die  Brücken     a.us    einem Zweig in den andern ver  hindern.  



  Die Regelung geschieht bei dieser An  ordnung beispielsweise dadurch, dass die  Hilfsspulen einzeln oder gruppenweise nach  einander erregt werden.  



  Anstatt die     Zweige    der Kraftflüsse durch       Cdeichstrom    magnetisch zu     sättigen.    kann  die     Regelun-    auch dadurch     erfolgen,    dass  man einen Zweig, beziehungsweise einen der  entgegengesetzt     geschalteten        Serietransforma-          toren    über einen induktiven oder     Ohmseher          Widerstand,    stufenweise oder durch Ver  mittlung von Schaltern plötzlich kurz  schliesst.  



  Dadurch wird der     Xra.ftfluss    nach dem  zweiten Zweig (Transformator)     verdrängt,     wodurch die Spannungsänderung hervor  gerufen wird. Durch Kurzschliessen des einen  Zweiges (Transformator) steigt,     .durch    Kurz  schliessen des andern sinkt die     Spannung:     wenn beide Zweige offen sind, bleibt     dif-          Spannung    unverändert.

   Eine solche Einrich-         tung    mit in einem zweiteiligen Eisenkörper  verlaufenden     Zweigen    des Kraftflusses ist  in F     ig.    G veranschaulicht.     g1        und        g,    sind  die Hilfsspulen, durch deren Kurzschliessen  die     Spannungsregelung    erfolgt.

   Das Kurz  schliessen erfolgt zum Beispiel über     diel        Olrrr.-          schen    Widerstände     k1        bezw.        k=,    durch     @'er-          schiebung    des Gleitkontaktes     h1        bezw.        h::.     



  wenn kein Zweig kurzgeschlossen - ist,  dann tritt bei     Belastung    des Systems ein  von der Belastung abhängiger,: ganz beträcht  licher     Spannungsfall    auf. Deshalb erscheint  es zweckmässig,     die        Hilfsspulen        g1,        g-,    derart       ni    schallten, dass sie den von der Belastung       abhängigen    Spannungsfall verhindern.  



  Zu diesem     Zwecke    werden die beiden       Hilfsspulenl        gl,        g.,    parallel geschaltet, so     da.P,     wenn in den beiden     magnetischen    Kreisen  der     Kraftfluss    gleich gross ist, die in den       Hilfsspulen    auftretenden Spannungen ein  nder entgegenwirken und sieh<B>-</B>     enseitig     <B>,</B> a     :neg     aufheben. :

  Sind die Kraftflüsse jedoch ver  schieden, dann     treten        Ausgleichströme    auf,  die das Bestreben haben, die     Kraftflüsse     gleich gross zu halten, so dass ein von der       Belastung    abhängiger     Spannungsfall    nicht  auftreten kann.  



  Soll die     .Spannung    durch Kurzschliessen  der einen oder andern Hälfte geregelt wer  den, so: muss mit dem Kurzschliessen gleich  zeitig auch die Parallelschaltung der Hilfs  spulen aufgehoben werden.  



  Dies wird am     zweckmässigsten    dadurch  erreicht, dass das Kurzschliessen der Hilfs  spulen     g1        bezw.        g,    und das Unterbrechen       des    parallel     geschalteten    Kreises durch eine  gemeinschaftliche Vorrichtung     (k1,        k,)    er  folgt.     Hierfür    kämen zum     Beispiel    auch  zwei zwangsläufige Wasserwiderstände in       Betracht.     



  Die     beiden    magnetischen Kreise können  auch in einem einteiligen Eisenkern vereinigt  werden.  



  Der von der Belastung abhängige Span  nungsabfall soll zweckmässig auch bei der  Einrichtung erfolgen,. bei der die Spannungs  regelung durch Sättigung mit     Gleichstrom     erfolgt. Dies geschieht zweckmässig derart,           ,ass    in dem     Falle,    wenn keiner der magne  tischen Kreise     gesättigt.    ist. die beiden Hilfs  spulen     (oder    besondere Spulen) über eine       mit    Gleichstrom     gesättigte    Drosselspüle, in  der oben     beschriebenen    Weise parallel ge  schaltet sind.

   Will man die Spannung regeln  und     sättigt    den einen magnetischen Kreis,  dann muss die Gleichstromsättigung der zwi  schengeschalteten Drosselspule auf gehoben  werden.  



  Die     geschilderten    Einrichtungen können       -,n    beliebige Punkte der Wechselstromleitung  angeschlossen werden und     gestatten    eine  Spannungsregelung beliebigen Ausmasses.  



  In gewissen Fällen kann die angestrebte  'Wirkung auch mit einer einfacheren Schal  tung erreicht werden, zum Beispiel wenn sich  an der     .Stelle    des     Netzes,    an welcher die       Spannung    geregelt werden soll, ein     Traus-          formator    mit     Anzapfungen    befindet.  



  Tu     diesem    Falle können die beiden     ent--          gegengesetzt    geschalteten     Serie-Transforma-          toren    als ein     Spannungsteiler-Transformator     ausgebildet werden;

   das heisst die     Hauptstrom-          und    die     Spannungswicklungen        hönnen    derart  zu einer gemeinschaftlichen Wicklung ver  einigt werden. dass zwei     Anzapfungen    an die  Enden der beiden miteinander in Reihe ge  schalteten     Hauptstromwicklungen    angelegt  werden, während die     zu    regelnde     Spannung;

       zwischen einem zwischen den beiden Wick  lungen liegenden Punkte und dem andern  Leiter des Transformators auftritt, wobei  deren Grösse durch     Sättigung    der Hilfsspulen  mit Gleichstrom oder durch Kurzschliessen  der     Hilfsspälen    zwischen den Spannungen der  beiden     Anzapfungen    beliebig veränderlich  ist.  



  Eine solche Anordnung ist beispielsweise  in     Fig.    7 veranschaulicht, w o die gemein  schaftliche Wicklung mit<I>f,,</I>     f2    bezeichnet       ist,    deren Mitte<I>zu</I>     L:,    führt, während an  ihren Enden die Spannungen<I>L,.</I>     L.,        herr-          -zchen.    Hierbei ist die Schaltung unter sinn  gemässer Anwendung der vorangehenden Aus  führungsformen, zum     Beispiel    nach     Fig.     und B.     derart    getroffen.

       cla.ss    der in der Mitte  nach<I>L,</I> und     L4        herausgeführte    Strom derart    durch die beiden Hälften der Wicklung     f,.        f.,     fliesst, dass die Stromrichtung in der einer,  entgegengesetzt zu derjenigen in der andern  verläuft, das heisst der     Kraftfluss,    der durch  die an die Enden der     Ilauptstromwicklungen     angelegte Spannung in den Eisenkörpern er  zeugt wird,

   die     Hauptstromwieklungen    in     be-          zug        auf    die     Wicklungs-        bezw.        Stromrichtunt11     in     entgegengesetztem    Sinne durchfliesst.     Zwi-          sehen        L,    und L,     \bezw.        L_    ändert sich die Span  nung durch Kurzschliessen der Hilfsspulen  g,,     g2.    Die Spannung     Lj    ist.

   nämlich identisch  mit L, beim Kurzschliessen der     Hilfssphle    g,  und identisch mit     L2,    wenn die Hilfsspule     r_          kurzgeschlossen    wird, während bei nicht       kurzgeschlossenen    Hilfsspulen die Spannung       Lr        z-%#,schen    den Spannungen<I>L,,</I>     L,        liegt.     



  Die Ausführungsform gemäss     Fig.    8 unter  scheidet sich von jener nach     Fig.    7 durch  aas Anordnen der     Hauptstromwicklungen        f,.          f2    und der Hilfsspulen g,,     g=    auf einem ein  teiligen     Eisienkörper.        Hier    kann der Span  nungsabfall in der Mittelstellung auch     da.-          durch    vermieden werden,     dass    der Mittelsteg  von einer weiteren Hilfsspule r umschlossen  ist;

   diese     wird    lediglich dann kurzgeschlos  sen;, wenn keine der Hilfsspulen g,,     g2    kurz  geschlossen     ist.    Auch hier ist die Anwendung  von zwangsläufig     verbundenen    Schaltern vor  teilhaft. Selbstverständlich kann die Span  nungsregelung auch in diesen Fällen durch       Gleichstromerregung    erfolgen.  



  Man kann natürlich auch mehr als zwei       Serie-Transformatoren        verwenden    die hin  tereinander gesättigt     bezw.    kurz geschlossen  werden, so dass die Regelung in mehreren       Stufen    erfolgen kann.  



  Für die     Spannungserregung    bei Transfor  matoren kann es vorteilhaft sein, die     Span-          nungswicklung    des Regelungstransformators  mit der einen, zum Beispiel der     Niederspan-          nungsseite,    seine     Hauptstromwicklung    aber  mit der andern Seite des zu regelnden Trans  formators zu verbinden.  



  Für Dreiphasenstrom können die Spulen  der drei. Phasen an einem gemeinsamen     Eisen-          körper    angeordnet werden. wobei man zur  Sicherung , der Symmetrie der einzelnen Pha-      sen für jede     Phaae        noch    je eine     zusätzliche          Spule    anordnet, die untereinander in Drei  eckschaltung verbunden sind.



  Device for regulating the voltage of an alternating current network. The invention relates to a device. which makes it possible to regulate the voltage at any stalls of an alternating current network, i.e. to change it either in the sense that an additional voltage causing the regulation increases or decreases the voltage to be regulated.

     The device consists of a transformer with at least two closed power flows, for example a series transformer or a voltage divider transformer. which carries a main current winding and an auxiliary coil for each power flow circuit, whereby the transformer is sonicated in such a way that

  ss the force flow generated in the iron body affects the two main current windings in relation to the winding respectively. Direction of current flows through in the opposite sense.



  The advantage of the device according to the invention over the previous devices for voltage regulation exists. in that the regulation is not, as before, by means of movable regulators (induction regulators, etc.), which are expensive and also tricky to purchase, but rather, for example, by means of series or voltage divider transformers of a safe design,

      without requiring any switching or switching in the regulated (usually high voltage) circuit. For this reason, the expensive high-voltage switches and converters can be omitted entirely.



  The regulation can take place either with externally excitable or short-circuitable auxiliary coils, the voltage of which, however, can be any, so that the simplest switches or conventional inlet water rheostats can be used.



  In the drawing, several Ausfüh approximately examples of the device are shown schematically., Namely shows: Füg. 1 shows a three-legged regulator transformer and FIG. 2 shows an arrangement in which the externally excitable auxiliary coils are located on a special leg; Fig. 3 to 5 illustrate Einrichtun conditions in which the branches of the magnetic circuit in special iron bodies run ver;

         6 shows the arrangement in which the voltage is regulated by short-circuiting auxiliary coils connected in parallel; 7 and 8 show two further embodiments.



  In Fig. 1, a three-legged series transformer is illustrated, whose middle .Schkel carries the voltage winding s, which is connected between the two conductors <I> L, </I> L, on which the voltage is to be regulated.

   The force flow excited by this step winding s is divided into two circles I and Ir. -Each of these circuits is equipped with a main current winding <I> f, f </I> which are connected in series.

   As a result of this arrangement, the force flows excited by the voltage winding s and the Ila.uptc + rom- winding f in one of the branches, for example in branch II, are directed in the same direction, while in the other branch they are directed in opposite directions. Each branch is also with an auxiliary coil g1 respectively. g2, which can be excited by direct current.

   Depending on whether the branch I and Ir is magnetically saturated by the excitation of the auxiliary coil g1 or g2: the power flow generated by the voltage winding s from the branch I respectively. displaced from branch 1I into the other branch. Depending on which now the circuit generated by the voltage winding s is closed by branch I or branch TI, the additional voltage is added or subtracted to the respectively. from the basic voltage.



  In order to avoid an inducing effect of the voltage winding s on the auxiliary coils g1, g_, the arrangement shown in FIG. 2 can be used, in which the auxiliary coils g, g aal to each of the branches I and II of the circuits bridging, special legs, in relation to which the main stream:

  mspulen f, / - 'are distributed right and left. In order to keep the flux of force generated by the alternating currents away from which the auxiliary coils g1, g,., Carry the limb, these scissors are provided with short-circuit windings 1c.



  The two branches I and II of the magnetic circuit can also run in separate parts of the iron body, as shown in Figs. 0 ', 4 and 5.

   Each part carries: the iron body a voltage winding s1 respectively. s., which are connected to each other in such a way that the through one: or the other ITa main current winding f and the voltage winding s, respectively. s :: generated power flows in the one. Iron core, for example T "in the same direction, but in the other iron core are directed in opposite directions.

   In the embodiments shown in Fig. 3 and 4 is provided, the two are
EMI0002.0098
  
    Auxiliary coils <SEP> g1 <SEP> and <SEP> g :, <SEP> together <SEP> via <SEP> one
<tb> adjustable <SEP> resistance <SEP> r <SEP> switched.
<tb> Depending on <SEP> after <SEP>: the <SEP> setting contact. <SEP> egel resistance <SEP> r <SEP> against <SEP> the <SEP> aux. <SEP> r
<tb> the <SEP> coil <SEP> g = <SEP> is shifted <SEP>, <SEP> flows 5
<tb> current <SEP> through <SEP> the <SEP> .one <SEP> or <SEP> other <SEP> auxiliary r.
<tb> The <SEP> in <SEP> Fig. <SEP> 4 <SEP> shown <SEP> implementation
<tb> deviates <SEP> from <SEP> the <SEP> in <SEP> FIG. <SEP> 3 <SEP> shown <SEP> nu.

              from the fact that the auxiliary coils g1 respectively. g supporting leg of the iron body ii. at least two mutually parallel and each having an auxiliary coil are subdivided branches; through which he will be sufficient. since, ss' the direct current field between the branches of this leg can be closed.



  Another effect of this arrangement is that the main current windings f act on the auxiliary coils g1 or g2 do not work back in ductive, because each auxiliary coil g1 respectively. g2 is wound in opposite directions on the two branches of the tendon.

    So that the alternating current field does not affect the auxiliary coils even if the excitation circuit is very saturated. is. a winding k which is short-circuited around the legs is arranged, which also ensures that the alternating field in the two branches can only penetrate evenly distributed.



  Instead of two, the iron body can also be distributed over several branches, each provided with an auxiliary coil. The location of the branches can be any, for example also the wound part of the iron body.



  The arrangement shown in Fig. 5 differs from that shown in Fig. 1 only in that the iron body is branched at several points, and the auxiliary coils g of the individual legs are connected in such a way that they are next to each other lying excitation force flows Fb have opposite directions.

   The individual iron bridges, which can be built in between the parallel branches of the device according to the previous embodiment according to FIG. 4, are each wrapped in a short-circuited loop k, which prevents the alternating current folds from passing through the bridges a. prevent one branch from entering the other.



  In this arrangement, the regulation takes place, for example, in that the auxiliary coils are excited individually or in groups one after the other.



  Instead of magnetically saturating the branches of the power flows through Cdeichstrom. The regulation can also be carried out by suddenly short-circuiting a branch or one of the series transformers connected in the opposite direction via an inductive or ohmic resistor, step by step or by means of switches.



  This displaces the Xra.ft flow after the second branch (transformer), which causes the voltage change. By short-circuiting one branch (transformer), the voltage rises, by short-circuiting the other, the voltage drops: if both branches are open, the dif- voltage remains unchanged.

   Such a device with branches of the force flow running in a two-part iron body is shown in FIG. G illustrates. g1 and g are the auxiliary coils, which are short-circuited to regulate the voltage.

   The short circuit takes place, for example, via the Olrrr.- resistors k1 or. k =, by @ 'displacement of the sliding contact h1 resp. H::.



  if no branch is short-circuited, then when the system is loaded, a quite considerable voltage drop occurs depending on the load. It therefore appears expedient to ni the auxiliary coils g1, g-, in such a way that they prevent the voltage drop that is dependent on the load.



  For this purpose, the two auxiliary coils gl, g., Are connected in parallel, so that when the flow of force in the two magnetic circuits is the same, the voltages occurring in the auxiliary coils counteract and see <B> - </ B > on the side <B>, </B> a: cancel neg. :

  However, if the force flows are different, then equalizing currents occur, which strive to keep the force flows the same, so that a voltage drop dependent on the load cannot occur.



  If the voltage is to be regulated by short-circuiting one or the other half, then: the parallel connection of the auxiliary coils must be canceled at the same time as the short-circuit.



  This is most conveniently achieved in that the short-circuiting of the auxiliary coils g1 respectively. g, and the interruption of the parallel circuit by a common device (k1, k,) it follows. For example, two inevitable water resistances could also be considered for this.



  The two magnetic circuits can also be combined in a one-piece iron core.



  The voltage drop, which is dependent on the load, should also expediently take place at the facility. in which the voltage is regulated by saturation with direct current. This is conveniently done in the case when none of the magnetic circles are saturated. is. the two auxiliary coils (or special coils) via a choke coil saturated with direct current, are switched in parallel in the manner described above.

   If you want to regulate the voltage and saturate one magnetic circuit, then the direct current saturation of the interposed choke coil must be canceled.



  The devices described can be connected to any point on the alternating current line and allow voltage control of any size.



  In certain cases, the desired effect can also be achieved with a simpler circuit, for example if there is a transformer with taps at the point in the network where the voltage is to be regulated.



  In this case the two oppositely connected series transformers can be designed as a voltage divider transformer;

   This means that the main current and voltage windings can be combined to form a common winding. that two taps are applied to the ends of the two main current windings connected in series with one another, while the voltage to be regulated;

       occurs between a point lying between the two windings and the other conductor of the transformer, the size of which can be varied as desired by saturating the auxiliary coils with direct current or by short-circuiting the auxiliary gaps between the voltages of the two taps.



  Such an arrangement is illustrated, for example, in FIG. 7, where the common winding is denoted by <I> f ,, </I> f2, the center of which <I> leads to </I> L :, while at its ends the tensions <I> L ,. </I> L., Mr.- -zchen. Here, the circuit with appropriate application of the preceding imple mentation forms, for example according to Fig. And B. made such.

       cla.ss the current led out in the middle to <I> L, </I> and L4 through the two halves of the winding f ,. f., flows that the current direction runs in one opposite direction to that in the other, i.e. the flow of force that is generated in the iron bodies by the voltage applied to the ends of the main current windings,

   the main currents in relation to the winding respectively. Stromrichtunt11 flows through in the opposite sense. Between L, and L, \ resp. L_ the voltage changes by short-circuiting the auxiliary coils g ,, g2. The voltage Lj is.

   namely identical to L when the auxiliary coil g is short-circuited, and identical to L2 when the auxiliary coil r_ is short-circuited, while the voltage Lr z -% #, between the voltages <I> L ,, </I> L when the auxiliary coils are not shorted ,        lies.



  The embodiment according to FIG. 8 differs from that according to FIG. 7 by arranging the main current windings f. f2 and the auxiliary coils g ,, g = on a one-piece iron body. Here the voltage drop in the central position can also be avoided by the central web being enclosed by a further auxiliary coil r;

   this is only short-circuited when none of the auxiliary coils g ,, g2 is short-circuited. Here, too, the use of inevitably connected switches is advantageous. Of course, the voltage regulation can also take place in these cases by direct current excitation.



  You can of course also use more than two series transformers that are saturated or saturated one behind the other. be short-circuited so that the regulation can take place in several stages.



  For voltage excitation in transformers, it can be advantageous to connect the voltage winding of the control transformer to one side, for example the low-voltage side, but its main current winding to the other side of the transformer to be controlled.



  For three-phase electricity, the coils of the three. Phases can be arranged on a common iron body. to ensure the symmetry of the individual phases, an additional coil is arranged for each phase, which are connected to one another in a triangular connection.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: rinrichtung zur Regelung der Spannung an einer beliebigen Stelle eines elektrischen Wechselstromnetzes, gekennzeichnet durch einen mindestens zwei geschlossene Kraft- flüsse aufweisenden Transformator, der für jeden Kraftflusskreis je eine Hauptstrom- wicklung und je eine Hilfsspule trägt, wobei der Transformator derart geschaltet ist, PATENT CLAIM: device for regulating the voltage at any point in an electrical alternating current network, characterized by a transformer which has at least two closed power flows and which carries a main current winding and an auxiliary coil for each power flow circuit, the transformer being connected in such a way daJ der im Eisenkörper erzeugte hraftfluss die beiden Hauptstromwicklungen in bezug aui liie Wicklun(rs- bezw. Stromrichtung in ent gegengesetztem Sinne durchfliesst. UNTERANSPRUCH: 1. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Haupt. that the force flow generated in the iron body flows through the two main current windings with respect to the outside winding (rs- or current direction in opposite sense. SUBClaim: 1. Device according to patent claim, characterized in that the main. stromwicklungen der beiden; Kraftfluss- kreise in Reihe geschaltet sind, während eine Spannungswicklung des Serie-Tran=- formators derart an die zu regelnde Spannung geschaltet ist, dass der durch diese Spannungswicklung erzeugte Kraf @- fluJ3 die beiden Hauptstromwicklungen in bezug auf die Wicklungs- bezw. Strom richtung in entgegengesetztem Sinne durchfliesst. current windings of the two; Power flow circuits are connected in series, while a voltage winding of the series transformer is connected to the voltage to be regulated in such a way that the force generated by this voltage winding affects the two main current windings with respect to the winding respectively. Current flows through in the opposite direction. ?. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, )dass die Hilfsspulen zum Fremd erregen bestimmt sind. 3. Einrichtung nach Patenta-nspruch,: ?. Device according to patent claim and dependent claim 1, characterized in that the auxiliary coils are intended for external excitation. 3. Device according to patent claim: da durch gekennzeichnet, da.ss die Hilf s- spu@en zum Kurzschliessen eingerichtet sind. d-. Einrichtung nach Patentanspruch und Untera@nspru-c.h <B>1,</B> dadurch gekenazeicb- net, as indicated by that the auxiliary spu @ s are set up for short-circuiting. d-. Device according to patent claim and Untera@nspru-c.h <B> 1, </B> thereby gekenazeicb- net, dass der mit drei Schenkeln ausge führte Serie-Transformator am mittleren Schenkel die Spannungswicklung und zu beiden Seiten dieses Schenkels die ver teilte Hauptstromwicklung, sowie die Hilfsspulen trägt. that the series transformer with three legs carries the voltage winding on the middle leg and the distributed main current winding and the auxiliary coils on both sides of this leg. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich- net,, dass der mit fünf Schenkeln att.:- geführte Serie-Transformator am mitt lerem Schenkel die Spannungswicklung träg, während die Hilfsspulen an je einem die Zweige der magnetischen Kreisläufe des Serie-Transformators über brückenden Sehenkel liegen, an dessen beiden Seiten die Hauptstromspulen an geordnet sind. 6. Device according to claim and dependent claim 1, characterized in that the series transformer with five legs att.:- carries the voltage winding on the middle leg, while the auxiliary coils each over the branches of the magnetic circuits of the series transformer bridging legs are, on both sides of which the main current coils are arranged. 6th Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den die Ililfs- spulen tragenden Schenkeln Kurzschluss- windungen vorgesehen sind. 7. Device according to patent claim and dependent claims 1, 2 and 5, characterized in that short-circuit windings are provided on the legs carrying the auxiliary coils. 7th Einrichtung nach Patentanspruch unzl Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass für die beiden magnetischen Kreisläufe voneinander getrennte Teile des Eisenkörpers vorgesehen sind. von denen ein jeder Hilfsspulen, Hauptstram- und Spannungswicklungen trägt, welch letztere derart miteinander verbunden sind, da--ss die durch die Hauptstromwick- lung und Spannungswicklung erzeugten Kraftflüsse in dem einen Eisenkern gleich-, im andern jedoch entgegengesetzt gerichtet sind. Device according to patent claims and dependent claims 1, characterized in that separate parts of the iron body are provided for the two magnetic circuits. each of which carries auxiliary coils, main current and voltage windings, the latter being connected to one another in such a way that the force flows generated by the main current winding and voltage winding are directed in the same direction in one iron core, but in opposite directions in the other. B. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1, 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die die Hilfsspulen tragenden Schenkel des Eisenkörpers in mindestens zwei zueinander parallel angeordnete, je eine Hilfsspule auf weisende Zn: eige unterteilt sind. 9. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1, 2, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet,' dass die die Hilfswick lung tragenden Zweige des Eisenkörpers von einer gekreuzt kurzgeschlossenen Wicklung umgeben sind. 10. B. Device according to claim and dependent claims 1, 2 and 7, characterized in that the legs of the iron body carrying the auxiliary coils are subdivided into at least two mutually parallel, one auxiliary coil each pointing to Zn: own. 9. Device according to claim and dependent claims 1, 2, 7 and 8, characterized in that the branches of the iron body carrying the auxiliary winding are surrounded by a crossed short-circuited winding. 10. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1,, 2, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Eisenkörper an mehreren hintereinander liegenden Stel len in parallele Zweige unterteilt ist und die auf den Schenkeln befindlichen Hilfswicklungen derart geschaltet sind, dass die durch dieselben erzeugten Kraft- flüsse in den einzelnen Verzweigungen entgegengesetzte Umlaufrichtung auf weisen. 11. Device according to patent claim and dependent claims 1, 2, 7 and 8, characterized in that the iron body is divided into parallel branches at several successive points and the auxiliary windings on the legs are connected in such a way that the force flows generated by them have opposite direction of rotation in the individual branches. 11. Einrichtung na-eh Patentanspruch und Unteransprüchen 1. --?, 7. 8 und 10, da durch gekennzeichnet, dass die zwischen den hintereinander liegenden Verzwei gungen befindlichen überbrückenden Eisenteile von je einer kurzgeschlosse nen Wicklung umschlungen sind. 12. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Regelung stufen weise oder plötzlich kurzschliessbare Hilfsspulen dienen. Device na-eh claim and dependent claims 1 - ?, 7, 8 and 10, characterized in that the bridging iron parts located between the branches lying one behind the other are wrapped by a short-circuited winding. 12. Device according to claim and dependent claims 1, 3 and 4, characterized in that auxiliary coils that can be short-circuited in stages or suddenly are used for regulation. 13. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1, 3, 4 und 12 :, da durch gekennzeichnet, dass die Hilfs spulen derart miteinander verbunden sind, dass die unter Einwirkung des durch die Spannungswicklung hervor gerufenen Feldes entstehende Spannung in der, beiden Hilfsspulen gleich gross, jedoch entgegengesetzt. gerichtet ist, so da,ss bei gleich grossem Felde in den bei den Kreisen die entgegengesetzt geschal teten Hilfsspulen stromlos sind, während bei verschieden grossen Kraftfeldern die Hilfsspulen von einem Ausgleichsstrom durchflossen werden. 13. Device according to claim and dependent claims 1, 3, 4 and 12: characterized in that the auxiliary coils are connected to one another in such a way that the voltage generated in the two auxiliary coils under the action of the field caused by the voltage winding is the same, but opposite. is directed so that, ss with the same size field in the oppositely connected auxiliary coils in the circles are de-energized, while with different sized force fields the auxiliary coils are traversed by a compensating current. 14. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1, 3-, 4, 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfs spulen parallel geschaltet sind. 15. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1, 3, 4, 12, 13 und 14, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung. durch welche die Verbindung der beiden Hilfsspulen gleichzeitig mit dem Kurz- schliessen der einen oder andern Hilfs spule unterbrachen wird. 14. Device according to claim and dependent claims 1, 3-, 4, 12 and 13, characterized in that the auxiliary coils are connected in parallel. 15. Device according to claim and dependent claims 1, 3, 4, 12, 13 and 14, characterized by a device. through which the connection of the two auxiliary coils is interrupted at the same time as the short-circuiting of one or the other auxiliary coil. 16. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1, 3, 4 und 12 bis 15, gekennzeichnet durch miteinander zwangs läufig verbundene Schalten( die einer seits das Kurzschliessen der Hilfsspulen bewirken und anderseits deren Parallel schaltung aufheben. 16. Device according to claim and subclaims 1, 3, 4 and 12 to 15, characterized by inevitably connected switching (which on the one hand cause the short-circuiting of the auxiliary coils and on the other hand cancel their parallel connection. 17. Einrichtun;; nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Haupt strom- und Spannungswicklungen des als Spannungsteiler-Transfarmator dienender! Transformators miteinander vereinig; sind, wobei die Spannung an die En den der beiden miteinander in Reihe o,(: 17. Setup ;; according to patent claim, characterized in that the main current and voltage windings of the transformer serving as a voltage divider! Unite transformer; where the voltage at the ends of the two is in series o, (: - Z, schalteten Wieklungen anzulegen ist, während die zu regelnde Spannung zwi schen einem zwischen den beiden Wick lungen liegenden Punkte und einem Lei ter auftritt, und durch Sättigung der Hilfsspulen mit Gleichstrom oder durch Kurzschliessen der Hilfsspulen zwischen den Spannungen der beiden Endpunkte beliebig veränderlich ist. 18. - Z, switched Wieklungen is to be applied while the voltage to be regulated occurs between a point between the two windings and a conductor, and can be changed as required by saturating the auxiliary coils with direct current or by short-circuiting the auxiliary coils between the voltages of the two end points . 18th Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1, 3, 4 und 12 bis 16, zur Regelung der Spannung bei Trans formatoren, dadurch gekennzeichnet-. dass die Spannungswicklung des Regelungs transformators mit der einen und seine Hauptstromwicklung mit der andern Seite des zu regelnden Transformators verbunden ist. 19. Einrichtung nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1, 3, 4,. 12 bis 16 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungswicklung des Regeltransfor mators mit der Niederspannungsseite und die Hauptstromwicklung mit der andern Seite des zu regelnden Transformators verbunden ist. Device according to claim and dependent claims 1, 3, 4 and 12 to 16, for regulating the voltage in transformers, characterized. that the voltage winding of the control transformer is connected to one side and its main current winding to the other side of the transformer to be controlled. 19. Device according to claim and dependent claims 1, 3, 4 ,. 12 to 16 and 18, characterized in that the voltage winding of the regulating transformer is connected to the low-voltage side and the main current winding is connected to the other side of the transformer to be regulated. 20. Einrichtung nach Patentanspruch und 'Unteransprüchen 1. 3, 4, 12 bis 16, 18 und 19, für Dreiphasenschaltung, da durch gekennzeichnet. dass eine jede Phase des Eisenkörpers mit noch einer zusätzlichen Spule versehen ist, die un tereinander in Dreieckschaltung verbun den sind. 20. Device according to claim and 'subclaims 1. 3, 4, 12 to 16, 18 and 19, for three-phase circuit, as characterized by. that each phase of the iron body is provided with an additional coil, which are connected to each other in a delta connection.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE837262C (en) * 1948-09-23 1952-04-21 Asea Ab Stage lighting system
DE755656C (en) * 1935-09-06 1953-02-23 Siemens Schuckertwerke A G Control arrangement for the magnetic flux in the iron, consisting of two sub-flows, of conductors of transformers through which alternating current flows
DE1077320B (en) * 1953-02-23 1960-03-10 Siemens Ag Multi-phase frequency converter based on direct current pre-magnetized choke coils

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