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Regelbarer Leistungstransformator mit Röhrenwicklung, insbesondere Leistungsspartransformator Die Erfindung betrifft einen regelbaren Leistungstransformator mit Röhrenwicklung, insbesondere Lei- stungsspartransformator, dessen aus Scheibenspulen aufgebaute Regelwicklung am Wicklungseingang, am Wicklungsende oder elektrisch beliebig innerhalb der Wicklung liegt.
Da den aus Scheibenspulen aufgebauten Wicklungen bekanntlich der Nachteil anhaftet, dass die Erdkapazität gross gegenüber der Kapazität von Spule zu Spule ist, dringen auftreffende L7ber- spannungswellen sehr steil in die Wicklung ein, wodurch die Wicklung gefährdet wird. Um diesen Nachteil auszuschalten, versah man die gefährdeten, aus Scheibenspulen aufgebauten Wicklungsteile bereits mit zusätzlichen elektrischen Schirmen. Eine solche Wicklungsausführung beansprucht wegen des Schirmeinbaues zusätzlichen Raum und ist ausserdem auch teuer, weil die metallischen Schirme gegen andere Wicklungsteile gut isoliert sein müssen und die volle Prüfspannung gegen den Nullpunkt des Transformators aushalten müssen.
Um nun bei Regeltransformatoren solche teuren, aus Scheibenspulen aufgebaute Regelwicklungen nicht verwenden zu müssen, ging man bei Hochspannungsleistungstransformatoren mit Regelung am Sternpunkt deshalb einen anderen Weg und führte den Regelwicklungsteil als Lagenwicklung aus, während der Stammwicklungsteil aus Scheibenspulen bestand. Auch bei einer derartigen Wicklungsausführung erreichte man die kleinstmöb liehe Spannungsbeanspruchung innerhalb der Regelwicklung und damit auch zwischen den Kontakten der Regeleinrichtung. Nachteilig hierbei war, dass zwei verschiedene Wicklungsarten benötigt wurden.
Die gleiche Wirkung hinsichtlich guter kapazitiver Durchkopplung und damit weitgehender gleichmässiger Spannungsverteilung längs der Regelwicklung, bei gleichzeitig aber weitaus einfacherem Wicklungsaufbau wird dadurch erreicht, dass gemäss der Erfin- dung die Regelwicklung aus Scheibenspulen, die je aus mindestens zwei ineinandergewickelten Leiterspiralen bestehen, die innerhalb jeder Scheibenspule mit- einander in Reihe geschaltet sind,
aufgebaut ist und dass die einander benachbart liegenden Scheibenspulen über die ganze Wicklungslänge elektrisch miteinander verbunden sind und da.ss die Wicklungsanzap- fungen für die Grobstufen nach einer Mehrzahl von ganzen Leiterspiralen und diejenigen für die Feinstufen jeweils nach mindestens einer ganzen Leiterspirale angebracht sind. Je eine Windungsspirale kann dabei in der einen und die andere in der dazu benachbarten Scheibenspule liegen.
Auf diese Weise ist es also möglich, den Regelwicklungsteil gleich wie den zugehörigen Stammwicklungsteil aus Scheibenspulen, also durchgehend aus gleichen Wicklungselementen aufzubauen, ohne dass kostspielige elektrostatische Schirme erforderlich werden oder dass für den Regelwicklungsteil eine Lagenwicklung angewandt wird, also eine andere Wicklungsart als bei dem aus Scheibenspulen aufgebauten Stammwick- lungsteil.
Der Vorteil solcher Wicklungen liegt somit darin, dass unter Verwendung eines an sich bekannten Wicklungselements ein weiterer, bisher nicht beschrittener Weg für die Herstellung einer stossspannungsgeschütz- ten Regelwicklung gezeigt wird und dabei gleichzeitig eine Wicklung erhalten wird, die durchgehend aus vorzugsweise gleichartigen :Scheibenspulen aufgebaut ist.
Eine derartige Wicklung ist leichter und billiger herstellbar, weil einerseits keine elektrostatischen Schirme wie bei einer aus gewöhnlichen Scheibenspulen aufgebauten Regelwicklung erforderlich werden und anderseits es nicht nötig ist, den Regelteil als Lagenwicklungsteil im Gegensatz zu dem aus Scheibenspulen aufgebauten Stammwicklungsteil herzustellen. Selbstverständlich kann auch die Stamm-
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wicklung gleich wie der Regelteil aus Scheibenspulen mit ineinandergewickelten Leiterspiralen bestehen. Dies ist indes nicht unbedingt nötig.
Die erwähnte Regelwicklung ist nicht nur bei Leistungstransformatoren mit Sternpunktregelung verwenbar, sondern sie kann auch in der Mitte der Stammwicklung angebracht werden, was insbesondere bei kleineren Regelbereichen vorteilhaft sein kann, oder sie kann insbesondere auch am Eingang der Stammwicklung liegen, z. B. bei den sogenannten Direktreglern.
Anhand der Zeichnung, die verschiedene Ausführungsbeispiele von Regeltransformatorwicklungen zeigt, soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Fig. 1 zeigt im Schema die Schaltung einer Regelwicklungsröhre. In der Fig. 2 ist die gleiche Regelwicklung im Längsschnitt wiedergegeben. In Fig. 3 ist eine Gesamtwicklungsanordnung zu sehen, bei der die Niederspannungswicklung aus parallel geschalteten Wicklungsteilen und die darüberliegende Hochspan- nungsregelwicklungsröhre aus in Serie geschaltetem Stamm-, Grobstufen- und Feinstufenwicklungsteil besteht.
Die Fig. 4 zeigt gleichfalls eine mögliche Ge- samtwicklungsausführung mit der aus zwei parallelen Teilen bestehenden Regelwicklung als äusserste Wicklung. Die Fig. 5 bis 9 zeigen Schnittbilder durch je zwei benachbarte Scheibenspulen und deren Schaltung und Zusammenschaltung untereinander.
In den Fig. 1 und 2 bezeichnen 10 und 20 je die beiden ineinanderge-"vickelten Leiterspiralen, deren Leiter übereinanderliegend zur Doppelspirale S1 aufgewickelt sind, so dass, wie aus der Schnittzeichnung der Fig. 2 ersichtlich ist, die Windungsgänge der beiden Leiterspiralen, nämlich die Leiterwindungen 1 bis 4 der Spirale 10 und die Leiterwindungen 1' bis 4' der Spirale 20 in radialer Richtung abwechselnd aufeinander folgen.
Dadurch, dass der Wicklungsan- schluss 5 an der Spirale 10, und zwar an deren aussenliegender Windung 1 angeschlossen ist und die innenliegende Windung 4 über die Verbindungsleitung 6 mit der aussenliegenden Windung 1' der Spirale 20 verbunden ist, sind die beiden Leiterspiralen 10 und 20 so in Reihe geschaltet, dass der Strom in beiden Spiralen 10 und 20 in gleicher Richtung, nämlich von aussen nach innen verläuft.
Die Zusammenschaltung der jeweils mit ineinandergewickelten Leitern ausgeführten Doppelspiralen S1, S2 usw. ist, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, in Einzelspulenschaltung vermittels des Verbindungsleiters 7 vorgenommen, der die Leiterwindung 4' der Doppelspirale S1 mit der Anfangsleiterwindung der benachbart liegenden Doppelspirale S" die in gleicher Weise wie die Doppelspirale S1 ausgeführt ist, verbindet usw.
Wenn die Regelwicklung einen Grobstufenteil G besitzt, dann wird nach mehreren in der angegebenen Schaltung zusammengeschalteten Doppelspiralen die Grobstu- fenanzapfung 70 zu einem festen Stufenkontakt 71 eines weiter nicht dargestellten Stufenwählers geführt. Der auf dem gleichen Wickeldurchmesser folgende Feinstufenteil F besteht gleichfalls aus aus Doppelspiralen aufgebauten Scheibenspulen, wie beschrie- bei, deren Leiterspiralen 100 und 200 über einen Verbindungsleiter 600 in gleicher \'eise wie bei der Grobstufe angegeben in Reihe geschaltet sind. Auch ist die Zusammenschaltung der aus Doppelspiralen bestehenden Scheibenspulen in gleicher Weise, wie dort beschrieben, über einen Verbindungsleiter 700 vorgenommen.
Die feinstufige Unterteilung der Wicklung wird gemäss den Fig. 1 und 2 dadurch erhalten, dass jeweils der Verbindungsleiter 600 zu einem festen Stufenkontakt 602, 603 usw. führt. Es versteht sich, dass es auf diese Weise ohne weiteres möglich ist, in einfacher Weise die Stufenabschnitte nach mindestens einer vollen Leiterspirale oder zwei oder mehreren zu wählen.
Weiter ist verständlich, dass die Regelwicklung, ausser dem Grobstufenteil G, auch noch einen nicht geregelten, sogenannten Stammwicklungsteil St haben kann, der dann, wie aus Fig. 3 hervorgeht, mit dem Grobstufenteil G und dem Feinstufenteil F eine gemeinsame, beispielsweise die Hochvoltwicklung darstellende Wicklungsröhre bildet, die über der über dem Kernschenkel K angebrachten Niederspannungswicklung NV angebracht sein kann. Die Niederspannungswicklung kann dabei aus einem Wicklungsteil oder auch aus mehreren, gleichartig aufgebauten Wicklungsabschnitten, z.
B. Ni bis N4 (vergleiche Fig. 3) bestehen, die alle in Parallelschaltung mit dem Wicklungseingang 11 und dem Wicklungsausgang 12 verbunden sind. Bei einer Wicklungsanordnung mit Stammwicklung ist es auch möglich, wie die Fig. 4 zeigt, den Stammwickiungs- teil St als gesonderte Wicklungsröhre auszubilden, die über der auf dem Kernschenkel K aufgesetzten Niederspannungswicklung NV aufgebracht ist. Der Regelwicklungstedl R umgibt dann den Stammwicklungs- teil St gleichfalls als besondere Wicklungsröhre. Die Regelwicklungsröhre ist mit der Stammwicklung St vermittels des Verbindungsleiters 17 in Reihe geschaltet.
Auch hier ist die Regelwicklungsröhre aus lauter gleichartig ausgeführten Scheibenspulen mit ineinandergewickelten Leiterspiralen ausgeführt und kann einen Grobstufenteil G und einen Feinstufenteil F aufweisen.
Dabei kann sowohl der Grobstufenteil als auch der Feinstufenteil, wie aus der Fig. 4 ersichtlich, je in miteinander parallel geschaltete Wicklungsteile G1, G2 bzw. F1, F2 aufgeteilt sein, wobei die über die Leitung 18 parallel geschalteten Grobstufenteile G1 und G2 an den Wicklungsstirnen liegen,
während die beiden über die Leitungen P parallel geschalteten Feinstufenwicklungsteile F1 und F2 in der Wicklungsmitte aneinanderstossen. Selbstverständlich kann ebensogut wie eine Zweifach- Parallelschaltung auch eine Mehrfach-Parallelschal- tung angewendet werden.
Einige Möglichkeiten der Anbringung der Wick- lungsanzapfungen bei den verschiedenen möglichen Zusammenschaltungen der einzelnen aus ineinandergewickelten Leiterspiralen bestehenden Scheibenspulen S1, S2 usw. sind aus den Schnittbildern der Fig. 5 bis 8 zu entnehmen, und zwar ist dies in den Fig. 5 bis 7 bei aus zwei ineinandergewickelten Leiterspira-
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len hergestellten Scheibenspulen gezeigt und in Fig. 8 bei aus drei ineinandergewickelten Leiterspiralen bestehenden Scheibenspulen.
In allen Figuren sind gleiche Bezugszeichen für gleiche Teile verwendet, und zwar in Übereinstimmung mit den Fig. 1 und 2.
Die Fig. 5 zeigt die Anbringung der Wicklungs- anzapfungen nach einer vollen Leiterspirale, indem sowohl jeweils der Verbindungsleiter 6 als auch die die einzelnen Schaltverbindungen herstellenden Verbindungsleiter 7 zu einem festen Stufenkontakt, z. B. 602 und 603 geführt sind.
In Fig. 6 ist gleichfalls eine Wicklungsanzapfung nach je einer vollen Leiterspirale vorgenommen, und zwar ist dies bei vermittels des Verbindungsleiters 80 in Doppelspulenschaltung verbundenen Scheibenspulen S1 und S2 gezeigt. Wenn die ineinandergewik- kelten Wicklungsspiralen von zwei benachbarten Scheibenspulen S1 und S2 so geschaltet werden, dass jeweils die eine Leiterspirale, z.
B. 10 der Scheibenspule S1 mit der Leiterspirale 10' der Scheibenspule S., in Doppelspulenschaltung vermittels der Verbindungsleitung 81 verbunden werden, und weiter die Leiterspirale 20 der Scheibenspule S1 mit der Leiterspirale 20' der Scheibenspule S2 vermittels des Verbindungsleiters 82 in Doppelspulenschaltung verbunden werden und wenn des weiteren noch eine Auskreuzung der Verbindungsleiter 81 und 82 vorgenommen werden soll, dann ergibt sich eine nach Fig. 7 aufgebaute Wicklung, bei der gleichfalls sowohl nach jeder Leiterspirale, wie dies die Fig. 7 zeigt,
als auch nach zwei oder mehreren vollen Leiterspiralen die Wicklungsanzapfungen anbringbar sind.
Die Fig. 8 gibt ein Beispiel einer Scheibenspule mit mehr als zwei, nämlich drei ineinandergewickel- ten Leiterspiralen 10, 20, 30 wieder. Die Ineinanderwicklung der drei Leiterspiralen ist in gleicher Weise wie bei zwei Leiterspiralen durchgeführt, so dass diese drei Leiterspiralen also in radialer Richtung abwechselnd aufeinander folgen. Auch bei einer derartigen Wicklung ist die gleiche Anzapfungsmöglichkeit für die Wicklung und die gleiche Zusammenschaltung der benachbarten Scheibenspulen wie bei den vorbe- schriebenen Wicklungen möglich.
Auch ist es möglich, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist, die Leiterspiralen aus parallel geschalteten Teilleitern aufzubauen und diese Teilleiter so ineinanderzuwickeln, dass sich in radialer Richtung eine abwechselnde Reihenfolge und damit eine Durchmischung der Teilleiter ergibt. Die Teilleiter können, wie in Fig. 9 dargestellt, nach jeder vollen Wicklungsspirale parallel geschaltet werden und die Reihenschaltung kann wie bei den Fig. 1 und 2, über die Verbindungsleiter 6 und 7 vorgenommen werden.