CH94935A - Einrichtung zur Entnahme einer von einer gegebenen veränderlichen Primärspannung in weiten Grenzen nahezu unabhängigen Sekundärspannung. - Google Patents

Description

  Einrichtung zur Entnahme einer von einer gegebenen veränderlichen  Primärspannung in weiten Grenzen nahezu unabhängigen Sekundärspannung.    Es zeigt sich in der     Elektrotechnik    oft  rnals das Bedürfnis nach einem Transformator  mit einer von der Primärspannung in weiten       Grenzen    nahezu unabhängigen Sekundärspan  nung.     Gegenstand    der Erfindung ist eine Ein  richtung, welche diese Eigenschaft besitzt,  und deren Wesen in der Reihenschaltung der       Primärwicklung    eines magnetisch hoch ge  sättigten Transformators mit einem relativ  grossen     ohrn'schen    Wiederstand besteht.

   Diese       Einrichtung    soll an dem Ausführungsbeispiel  der     Fig.    1 näher erläutert werden.  



  In     Fig.    1 stellt T einen Transformator  dar, welcher die Primärwicklung     Z.,    und die  Sekundärwicklung     Zb    besitzt. In Reihe zur  Primärwicklung     Z.,    ist ein     ohm'scher    Wider  stand R geschaltet, und die Enden dieser  Reihe sind an die Spannung     Ei    des Wechsel  stromnetzes<I>N</I> gelegt. Ist der Transformator<I>T</I>  derart dimensioniert, dass er sich schon bei  relativ kleinen Spannungen im Zustand hoher  Sättigung befindet, dann zeigt er in Reihen  schaltung mit dem Widerstand R bei Varia  tion der Netzspannung eine fast unveränder  liche Sekundärspannung. Dieses ist leicht zu         erkennen,    wenn man folgende Überlegungen  anstellt.

   Geht man von einer relativ kleinen  Netzspannung     E    aus, dann wird diese teils  im Widerstand R, in welchem hierbei auch  der     ohm'sche    Widerstand der Primärwicklung  einzubeziehen ist, teils im Transformator T  verbraucht. Der auf den Transformator T  entfallende Spannungsteil     Ei    bedingt ein       Transformatorfeld,    welches in den Schenkeln  a. und b und im Joch     q    bei deren geeigneter  Bemessung bereits eine hohe Sättigung er  zeugt.

   Nimmt man zunächst an, der Sekun  därstromkreis des Transformators sei     offen,     dann wird der Schaltung gemäss die Span  nung     Er    am     ohm'schen    Widerstand lediglich  durch den hohen     Magnetisierungsstrom    des  Transformators T bedingt sein.

   Steigert man  nun die Spannung des Netzes     El,    dann kann  eine wesentliche Steigerung der Spannung     Ei     am Transformator nicht auftreten, weil der  steigende     illagnetisierungstrom    eine derartige  Vergrösserung der Spannung     Er    am Wider  stand R zur Folge hat, dass die Zunahme der  Netzspannung fast ausschliesslich durch die  Zunahme der Spannung am Widerstand ver-      braucht wird. Wegen der hohen Sättigung  bleibt die Primär- und Sekundärspannung am  Transformator aber trotz des steigenden       Magrretisierungsstromes    nahezu unverändert.

    Ist der     Sekundärkreis    des Transformators  auf eine konstanten oder variablen Strom  verzehrende Einrichtung" geschlossen, dann  kommt es darauf an, dass der Belastungsstrom  <I>i</I> gegenüber dem     Magnetisierungsstrom        i"    klein  ist.

   Bei relativ kleinem Verhältnis
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   bleiben  die Überlegungen im Prinzip die     gleichen,    da  der durch den Strom i bedingte zusätzliche  Spannungsabfall im     ohm'schen    Widerstand  die Spannungsverteilung unwesentlich     beein-          flusst.    Bei der Dimensionierung.des Transfor  nrators muss im voraus bestimmt werden,  welche Leistung P bei voller Spannung im  Widerstand R     vernichtet    werden soll. Hier  aus bestimmt sich dann der zu wählende  Wert der     Kraftlinieninduktion    B im Eisen  und des     lyIagnetisierungsstromes    in.

   Auch auf  die Streuung ist dabei Rücksicht zu nehmen,  die aber eine für den gewollten Zweck sehr  vorteilhafte Rolle spielt. Je mehr Verlustlei  stung P man im Widerstand R zulässt, uni so  kleiner und billiger wird der Transformator;  deshalb wird es nötig sein, einen guten Mittel  weg zu finden. Es zeigt sich ferner, dass bei  zunehmender primärer Netzspannung     Ei    die  Einrichtung teuer und die Verlustleistung P  grösser wird, weshalb es bei höheren Span  nungen (über einige Tausend Volt) vorteilhaft  ist, die Einrichtung über einen     normalen          Spannungswandler    zu speisen.

      Zu beachten ist, dass die Phasenverschie  bung zwischen der sekundären Spannung     E8     des Transformators und der primären Netz  spannung     Ei    von<B>180'</B> abweicht und eine  Funktion der Spannung     Ei    selbst ist. Bei  hoher Netzspannung und Sättigung des Trans  formators ist sie     z:-   <B>900,</B> bei sinkender  Spannung nähert sie sich dein Wert von  <B>1800.</B> Dies ist für die meisten     .Anwendungen     ein Vorteil. Die beschriebene Einrichtung  eignet sich hauptsächlich zur Speisung von  Stromkreisen mit konstanter Impedanz (Relais,         Messeinrichtungen).    Induktive Belastung wirkt  für die sekundäre Kurvenform günstig.  



  Der     Widerstand    R kann     auch    in dein  Transformator selbst untergebracht werden,  indem man die     Primärwicklung    aus     Nickeliri     macht.     Voraussetzung    ist hierbei, dass die  Erwärmungsverhältnisse des Transformators  es zulassen.    Eine andere Ausführungsform des     Erfin-          dungsgegenstandes    ist durch     Fig.    2 veran  schaulicht. Bei dieser Ausführungsform ist  für die     Streulinien    ein besonderer Eisenweg  durch den dritten Kern c gegeben.

   Der die       Sekundärwicklung    tragende Kern     b    ist von  kleinerem Querschnitt als der die     Primär-          wicklung    tragende Kern     a,    so dass sich Kern       b    früher sättigt als Kern     a.    Die     Streuung     des Transformators ist nun eine variable, bei       kleiner    Sättigung ist sie gering, sie wächst  aber mit zunehmender Primärspannung     bezw.     mit     zunehmendem    Feld.

   Bei hoher Sättigung  geht nur ein Teil     Ob    des den Kern     a    durch  setzenden Flusses     (D",    durch den Kern     b,    der  andere Teil (I),     dagegen    schliesst sich über  den Kern c und ,stellt     für    den Transformator  somit ein starkes Streufeld dar. Trägt in  dieser Weise die Zunahme des Streuflusses  wesentlich zur     Konstanthaltung    der     Sekun-          därspannung    bei, dann kommt man auch     finit     kleineren Widerständen aus, was auf  die       Kurvenform    der Spannungen und Ströme ei  nen günstigen Einfluss hat.

   Der Streulinien  weg c kann auch in anderer     fG'eise    ausge  bildet sein, zum Beispiel durch Anordnung  und Lage der     Pressbolzen    oder anderer kon  struktiver Teile des     Transformators.     



  Eine weitere vorteilhafte Ausbildung dieser  Ausführungsform ist durch     Fig.    3 veranschau  licht. Der die Streulinien führende     Kern    trägt  in diesem Falle ebenfalls eine Wicklung     Z"     welche derart mit der     Sekundärwicklung        Zb     in Reihe geschaltet ist, dass die in Z, indu  zierte Spannung der in der     Sekundärwick-          lung        Zb    induzierten Spannung entgegenwirkt.

    Dadurch ist es erreichbar, dass die Sekundär  spannung von einem gewissen Betrag ab mit       zunehmender    Netzspannung     Ei    sogar     abnimnrt         und somit für eine bestimmte Spannung Ei  ein     11Taaimum    aufweist.  



  Das Anwendungsgebiet der beschriebenen  Einrichtung ist ein mannigfaches; besonders  geeignet ist sie für diejenigen Fälle, bei denen  ein empfindliches Relais auch bei stark redu  zierter Spannung ansprechen soll, oder bei  denen eine     Messeinrichtung    möglichst unab  hängig von den     Schwankungen    des Netzes  betätigt werden soll.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Entnahme einer von einer gegebenen veränderlichen Primärspannung in weiten Grenzen nahezu unabhängigen Sekun därspannung, dadurch gekennzeichnet, dass .die Sekundärspannung einem schon bei rela tiv kleinen Spannungen hochgesättigen Trans formator entnommen wird, dessen Primär wicklung in Reihe mit einem relativ grossen ,ohm'schen Widerstand geschaltet ist. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Einrichtung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung des Transformators auf einem Kern von niederer Sättigung, dagegen die Sekundär wicklung auf einem gern höherer Sättigung angeordnet ist, und dass eine Vergrösserung der Streuung zwischen diesen -beiden Wick lungen durch Anbringen eines besondern Eisenweges für die Streulinien erzielt wird, wobei sich eine von dem Sättigungszustand des Transformators in hohem Masse ab hängige, also mit wachsender Primärspan nung zunehmende Streuung ergibt. 2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der die Streulinien führende Eisenweg ebenfalls eine Wick lung trägt, welche derart mit der Sekun därwicklung des Transformators in Reihe geschaltet ist, dass sich die in diesen bei den Wicklungen induzierten Kräfte ent gegenwirken.