Regulier-Transformator. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Reguliertransformator zur stufenlosen Spannungsregulierung im vorgeschriebenen Arbeitsbereich des Sekundärstromes unter Be lastung, gekennzeichnet durch zwei auf einem durch Streujoche unterteilten Magnetkern und beidseitig dieser Streujoche auf diesem ange ordneten Prirnärwieklungen und eine auf einer dieser Primärspulen vorgesehenen Sekundär wicklung, ferner durch zwei mit dem Magnet kern als Mittelschenkel und mit den Streujochen verbundene Aussenschenkel, auf welchen in Serie geschaltete, derjenigen Primärspule, welche von der Sekundärspule frei ist, gegen überliegende, mit.
Gleichstrom gespeiste Er regerspulen angeordnet sind, wobei die letzt genannte Primärspule an einem Stufensehal- ter geführte Anzapfungen aufweist sowie Mit tel zur Regulierung der Spannung im Erreger stromkreis vorgesehen sind, wobei der Stufen schalter und der regulierbare Erregerstrom kreis dazu dienen, um damit die Sekundär spannung regulieren zu können.
Auf beiliegender Zeichnung ist ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.
Der Mittelschenkel 1, 1' des Magnetkernes dient zur Aufnahme von zwei in Serie gewik- kelten Primärspulen 2, 2', zwischen welchen Verbindungskerne 4 als Streujoche vom Mit telschenkel zu den Aussenschenkeln 5 gehen, wobei die Summe der Querschnitte dieser Aussenschenkel 5 gleich dem Querschnitt des Mittelschenkels 1, 1' ist. Die Streujoche 1 sind in gleicher \Weise lamelliert wie de: übrige Teil des Magnetkernes. Die eine Pri märspule 2 besitzt Anzapfungen 6, welche zti einem Stufenschalter 7 führen.
Die Kontakt stufen dieses Schalters sind mit a, b, <I>c, d</I> be zeichnet. Dieser Schalter führt an den einen Pol 8 der Primärleitung, während der andere Pol 9 derselben mit dem Ende der andern Primärwicklung 2' verbunden ist. Über der letzteren ist die Sekundärspule 3 aufgewickelt.
Die beiden Primärspulen 2 und 2' sind so berechnet, dass jede einzelne derselben die ganze Primärspannung aufnehmen kann.
Ist der Sekundärstromkreis stark belastet, so verschiebt sich die Primärspannung von der Spule 2' auf die Spule 2, welcher keine Im pedanz entgegenwirkt. Damit verschiebt sieh auch die Kraftlinienzahl vom l@lagnetkernteil 1', der von der Primärwicklung 2' und der Sekundärwicklung 3 umgehen ist, in den von der Primärwicklung 2 umgebenen Magnet kernteil 1.
Auf den .der Primärwicklung 2 gegenüber liegenden Teilen der Aussenschenkel 5 sind über einem Regulierwiderstand 10 geschlos sene, in Serie geschaltete und im entgegen gesetzten Sinne gewickelte Spulen 11 eines Erregerstromkreises angeordnet. Dieser wird von einer an den Polen 12 angeschlossenen Gleichstromquelle, beispielsweise einem Selen gleichrichter gespeist, wodurch in den Aussen schenkeln in stets gleicher Richtung fliessende Kraftlinen erzeugt werden.
Die die Erreger wicklungen 11 tragenden Teile der Aussen- schenket. 5 sind von den übrigen Teilen dieser Schenkel durch die Streujoche 4 abgegrenzt, so dass die durch ,die Wicklungen 11 induzier ten Kraftlinien durch diese Streujoche 4 in den Magnetkern 1 zurückfliessen können.
Dabei ist die eine Leitung 13 der Erreger wicklung am einen Ende des Regulierwider standes 10 und ,die andere 14 an einem über diesen Regulierwiderstand 10 bewegbaren Schleifkontakt 15 angeschlossen.
Der Reguliervorgang spielt sich folgender massen ab. Dabei deuten auf der Zeichnung die Pfeile die Richtung des magnetischen Kraftlinienflusses an.
Wenn, wie bereits bemerkt, der Sekundär kreis belastet ist, fliesst eine grössere Kraft linienzahl durch den durch die Impedanz wenig belasteten Kernteil 1 in der Primär wicklung 2 und eine kleinere Kraftlinienzahl im Kernteil 1', und die Spule 2 erhält gegen über der Spule 2' höhere Spannung. Damit sinkt aber auch gleichzeitig die Spannung im Sekundärstromkreis 3.
Je mehr Windungen in der Primärspule 2 eingeschaltet sind, desto grösser ist die Kraft linienzahl im betreffenden Magnetkern 1 und desto kleiner der Kraftlinienfluss in den von der Primärwicklung 2' umgebenen Magnet teil 1'.
Um im Sekundärstromkreis die Spannung zu erhöhen, werden durch den Schalter 7 Wicklungsgruppen in der Primärwicklung 2 ausgeschaltet, damit die Kraftlinienzahl in dem zugehörigen Magnetteil 1 vermindert und so entsprechend die Kraftlinienzahl in dem von der Primärwicklung 2' umflossenen Magnetkernteil 1' erhöht. Dabei verschiebt sich .ein Teil der Primärspannung von der Wicklung 2 auf die Wicklung 2', wodurch wieder die Spannung im Sekundärstromkreis 3 erhöht wird. Das ist die Grobregulierung; welche von Stufe zu Stufe durch den Schalter 7 bewerkstelligt wird.
Diese Kraftlinien fliessen zum Teil wieder durch die Streujoche 4 nach .dem Mittelkern 1 zurück. Dieser Kraftlinienfluss ist somit am grössten, wenn der Schalter 7 auf dem Kon takt a steht, und am kleinsten auf dem Kon- takt d. Diesem Kraftlinienfluss entspricht auch die Grösse der in den Erregerwicklun gen induzierten elektromotorischen Kraft.
Da die gesamte, vom Primärstrom induzierte elek tromotorische Kraft konstant ist, so verändert sich je nach der Schaltung in der Spule 2 die hraftlinienzahl, und damit ändert sich diese umgekehrt in dem von der Sekundärspule 3 umgebenen Teil des Mittelschenkels 1', das heisst je kleiner die Kraftlinienzahl im Mittel kern 1 in der Primärspule 2 ist, desto grösser ist sie in dem von der Spule 2' umgebenen Kernteil 1'.
Zur Feinregulierung dient der Erreger stromkreis, dessen Spannung mittels des Widerstandes 10 und des Schleifkontaktes 15 praktisch beliebig fein zwischen Null und der vollen Erregerstromspannung regulierbar ist.
Der Erregerstrom erzeugt in den von ihm umflossenen Schenkelteilen 5 einen stets gleichgerichteten Kraftlinienfluss, welcher durch die Streujoche 4 in den Magnetkern 1 zurückfliesst und je nach der periodischen Richtung der Kraftlinien im Kernteil 1 unter der Primärwicklung 2 diese vermehren oder paralysieren, so dass eine Störung in diesem Kraftfeld dadurch eintritt, dass durch die Gleichstrom-Vormagnetisierung der Wechsel stromwiderstand durch Parallelverschiebung verändert wird. Dadurch wird die Primär spannung entsprechend dieser Störung von der Primärspule 2 auf die Spule 2' verlagert und damit die Sekundärspannung verändert.
Je grösser die Spannung im Erregerstromkreis ist, desto grösser ist die nach dem Magnetkern 1 durchfliessende Kraftlinienzahl und,damit die Spannungserhöhung im Sekundärstromkreis. Durch die Feinregulierung der Erregerstrom spannung kann somit die Spannung im Se kundärstromkreis verändert werden. Die Va riation der Erregerstromspannung, um die Spulen 11 nicht zu stark zu dimensionieren, sollen sie nur so gross sein, dass sie zur Aus regulierung der Primärspannung zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anzapfungen a, h. c, d der Primärspule 2 genügt.
Es finden somit zwei Regulierungsarten, eine Grobregulierung und eine Feinregulierung. statt. Die Grobregulierung wird durch den Stufenschalter über die Kontakte a, b,<I>c, d</I> bewirkt. Wenn beispielsweise angenommen wird, dass die primäre Wicklung im Verhält nis von 2 : 3 auf die beiden Spulen 2, 2' ver teilt ist, und die ganze Primärspannung 220 Volt beträgt, so beträgt die Primärspan nung in der Spule 2 bei der Stellung des Stufenschalters 7 auf dem Kontakt a etwa 88 Volt, auf b 66 Volt, auf c 44 Volt und auf d 22 Volt. Das ist die Grobregulierung. Die Feinregulierung geht am Regulierwiderstand 10 vor sich.
Damit kann jede einzelne Stufe der Grobregulierung praktisch stufenlos bis auf Null herab bzw. im vorgeschriebenen Ar- beitsbereich dadurch ausreguliert werden, dass der Schleifkontakt 15 auf dem Regulierwider stand verschoben wird. So ist der Erreger stromkreis kurzgeschlossen, wenn der Schleif kontakt 15 sich am Anschlusspunkt ,des Regu lierwiderstandes 10 an der Erregerleitung 13 befindet, und damit ist die Spannung zwi schen den Polen 12 gleich Null.
Eine weitere Ausbildung ist dadurch mög lich, dass man auch die zweite Primärspule 2' regulierbar ausgestaltet, indem man .deren einzelne Wicklungen oder Wicklungsgruppen auf einen weiteren, nicht. gezeichneten Stufen schalter herausführt und durch die stufen weise Regulierung der Primärwicklung 2' den Kraftlinienfluss im Magnetschenkel l.' be- einflusst.
Es handelt sich hiermit nicht. um eine Drosselung, sondern um eine praktisch ver lustfreie Induktionsregulierung.
Regulating transformer. The subject of the present invention is a regulating transformer for stepless voltage regulation in the prescribed working range of the secondary current under loading, characterized by two on a magnetic core divided by Streujoche and on both sides of this Streujoche on this arranged Primary Wieklungen and a secondary winding provided on one of these primary coils, also by two with the magnet core as the middle limb and outer limb connected to the Streujochen, on which the series-connected, the primary coil which is free from the secondary coil, opposite, with.
Direct current fed He exciter coils are arranged, the last-mentioned primary coil having taps guided on a step holder and means for regulating the voltage in the exciter circuit are provided, the step switch and the controllable exciter circuit serving to control the secondary voltage to be able to regulate.
In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of the subject invention is shown schematically.
The central leg 1, 1 'of the magnetic core is used to accommodate two series wound primary coils 2, 2', between which connecting cores 4 as scattering from the central leg to the outer legs 5, the sum of the cross sections of these outer legs 5 equal to the cross section of the middle leg 1, 1 '. The Streujoche 1 are laminated in the same way as the rest of the magnetic core. The one primary coil 2 has taps 6 which lead to a tap changer 7.
The contact levels of this switch are labeled a, b, <I> c, d </I>. This switch leads to one pole 8 of the primary line, while the other pole 9 of the same is connected to the end of the other primary winding 2 '. The secondary coil 3 is wound over the latter.
The two primary coils 2 and 2 'are calculated so that each one of them can absorb the entire primary voltage.
If the secondary circuit is heavily loaded, the primary voltage shifts from coil 2 'to coil 2, which is not counteracted by any impedance. This also shifts the number of lines of force from the magnetic core part 1 ', which is bypassed by the primary winding 2' and the secondary winding 3, into the magnetic core part 1 surrounded by the primary winding 2.
On the .der primary winding 2 opposite parts of the outer legs 5 are closed via a regulating resistor 10, arranged in series and wound in opposite directions coils 11 of an excitation circuit. This is fed by a direct current source connected to the poles 12, for example a selenium rectifier, whereby force lines flowing in the same direction are generated in the outer legs.
The parts of the outer leg carrying the exciter windings 11. 5 are delimited from the remaining parts of these legs by the streujoche 4, so that the lines of force induced by the windings 11 can flow back through these streujoche 4 into the magnetic core 1.
One line 13 of the exciter winding is at one end of the regulating resistor 10 and the other 14 is connected to a sliding contact 15 that is movable via this regulating resistor 10.
The regulation process takes place as follows. The arrows on the drawing indicate the direction of the magnetic flux of lines of force.
If, as already noted, the secondary circuit is loaded, a larger number of lines of force flows through the core part 1, which is less loaded due to the impedance, in the primary winding 2 and a smaller number of lines of force in the core part 1 ', and the coil 2 receives compared to the coil 2 'higher tension. At the same time, however, the voltage in the secondary circuit 3 also drops.
The more turns are switched on in the primary coil 2, the greater the number of lines of force in the relevant magnetic core 1 and the smaller the flux of lines of force in the magnet part 1 'surrounded by the primary winding 2'.
In order to increase the voltage in the secondary circuit, the switch 7 switches off winding groups in the primary winding 2 so that the number of lines of force in the associated magnetic part 1 is reduced and the number of lines of force in the magnetic core part 1 'around which the primary winding 2' flows is increased accordingly. In the process, part of the primary voltage is shifted from winding 2 to winding 2 ', as a result of which the voltage in the secondary circuit 3 is increased again. That is the rough adjustment; which is accomplished from stage to stage by the switch 7.
These lines of force partially flow back through the streujoche 4 to the central core 1. This flow of lines of force is therefore greatest when switch 7 is on contact a, and the smallest on contact d. The magnitude of the electromotive force induced in the exciter windings also corresponds to this flow of force lines.
Since the entire electromotive force induced by the primary current is constant, the number of lines of force changes depending on the circuit in the coil 2, and thus it changes inversely in the part of the central leg 1 'surrounded by the secondary coil 3, i.e. the smaller it is the number of lines of force in the middle core 1 in the primary coil 2, the greater it is in the core part 1 'surrounded by the coil 2'.
For fine adjustment, the excitation circuit is used, the voltage of which can be regulated with practically any fine adjustment between zero and full excitation voltage by means of the resistor 10 and the sliding contact 15.
The excitation current generates in the leg parts 5 around which it flows a constantly rectified flux of lines of force, which flows back through the scatter 4 into the magnetic core 1 and, depending on the periodic direction of the lines of force in the core part 1 under the primary winding 2, increase or paralyze them, so that a disturbance in This force field occurs in that the alternating current resistance is changed by parallel displacement due to the direct current bias. As a result, the primary voltage is shifted from the primary coil 2 to the coil 2 'in accordance with this disturbance and thus the secondary voltage is changed.
The greater the voltage in the excitation circuit, the greater the number of lines of force flowing through to the magnet core 1 and thus the increase in voltage in the secondary circuit. By fine-tuning the excitation current voltage, the voltage in the secondary circuit can be changed. The variation of the excitation voltage in order not to dimension the coils 11 too strong, they should only be so large that they are used to regulate the primary voltage between two successive taps a, h. c, d of the primary coil 2 is sufficient.
There are thus two types of regulation, a rough regulation and a fine regulation. instead of. The coarse regulation is effected by the step switch via the contacts a, b, <I> c, d </I>. If, for example, it is assumed that the primary winding is divided between the two coils 2, 2 'in a ratio of 2: 3, and the entire primary voltage is 220 volts, then the primary voltage in coil 2 is when the tap changer is in position 7 on contact a about 88 volts, on b 66 volts, on c 44 volts and on d 22 volts. That is the rough adjustment. The fine adjustment takes place at the regulating resistor 10.
In this way, each individual level of the coarse regulation can be practically steplessly down to zero or regulated in the prescribed working range by shifting the sliding contact 15 on the regulating resistor. So the exciter circuit is short-circuited when the sliding contact 15 is at the connection point, the Regu lier Resistance 10 on the excitation line 13, and thus the voltage between the poles 12 is equal to zero.
A further embodiment is possible in that the second primary coil 2 'is also designed to be adjustable by not having its individual windings or groups of windings applied to another. drawn step switch leads out and through the gradual regulation of the primary winding 2 'the flux of force lines in the magnet leg l.' influenced.
This is not what it is. a throttling, but a practically loss-free induction regulation.