DE1005177B

DE1005177B - Stufenregeleinrichtung fuer Transformatoren

Info

Publication number: DE1005177B
Application number: DES2550D
Authority: DE
Inventors: Max Schwaiger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1942-12-28
Filing date: 1942-12-28
Publication date: 1957-03-28

Description

DEUTSCHES

Es ist zuweilen die Aufgabe gestellt, zwei oder mehrere Verbraucher, z. B. Transformatoren oder Widerstände, nacheinander schrittweise unter Spannung zu setzen. Es wurde bereits vorgeschlagen, hierfür die Anordnung so zu treffen, daß die Verbraucher durch Umschalter nacheinander an eine einzige Regelwicklung mit einer Stufenregeleinrichtung angeschlossen werden. Die Umschalter sollen betätigt werden, wenn ein Verbraucher an voller Spannung liegt, und sollen hierbei den nächstfolgenden Verbraucher auf die inzwischen auf die niedrigste Spannungsstufe gebrachte Regeleinrichtung schalten. Sobald nun die Regelung unter Last auszuführen ist, ergeben sich insofern Schwierigkeiten, als am Lastschalter vorübergehend die volle Spannung der Regelwicklung auftritt, wenn die Kontakte im Kreise angeordnet sind und in fortlaufend gleichem Sinne durchlaufen werden sollen. Der Lastschalter wird überbeansprucht. Die Erfindung beseitigt diesen Mangel. Zur Regelung unter Last dient eine der üblichen Stufenregeleinrichtungen, die aus einem Lastschalter und zwei Stufenschalter besteht, deren einer die geradzahligen,' deren anderer die ungeradzahligen Anzapfungen der Regelwicklung bestreicht.

Nach der Erfindung sind für den Anschluß der unter Spannung zu setzenden Verbraucher an die Regeleinrichtung zwei Umschalter vorgesehen. Der eine derselben wird von dem Stufenwähler für die geradzahligen Anzapfungen beim Übergang von der Anzapfung der höchsten geradzahligen Ordnungszahl auf den Kontakt 0 betätigt, der andere wird von dem Stufenwähler für die ungeradzahligen Anzapfungen beim Übergang von dem einen Wicklungsende zum anderen Wicklungsende betätigt. Dabei erhält der Kontakt 0 entweder über einen hochohmigen Spannungsteiler etwa die Mittelspannung der Regelwicklung aufgedrückt, oder dieser Kontakt ist als Leerkontakt ausgebildet.

An Hand der Zeichnung, die in Fig. 1 ein Schaltschema und in den Fig. 2 und 3 zwei schematisch dargestellte Schaltantriebe nach der Erfindung für Bahntransformatoren wiedergibt, soll die Erfindung näher erläutert werden.

In Fig. 1 ist mit 17 der Haupt- und mit 18 der Zusatztransformator bezeichnet. Mit 16 ist der Vortransformator mit den zwei Stufenwählern 9 und 10 sowie dem Lastschalter 11 angedeutet. 19 ist ein Umschalter, der zum Umlegen des Vortransformators 16 auf den Haupttransformator 17 oder den Zusatztransformator 18 dient. Mit 20 ist ein Schalter bezeichnet, mit dem die Sekundärwicklung 182 des Zusatztransformators 18 kurzgeschlossen werden kann. 172 ist die Sekundärwicklung des Haupttransformators 17, dessen Primärwicklung mit 171 bezeichnet ist. 181 ist die Pri-Stufenregeleinrichtung
für Transformatoren

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Max Schwaiger, Nürnberg,
ist als Erfinder genannt worden

märwicklung des Zusatztransformators 18, während mit 1 der Fahrdraht und mit 7 der einseitig geerdete Fahrmotor bezeichnet sind.

Bei der Schaltgetriebeanordnung nach der Fig. 2 ist mit 110 eine Schaltwelle bezeichnet, die einerseits den Lastschalter 11 und andererseits über ein Maltesergetriebe 109 und 91 bzw. 101 die Stufenwähler 9 und 10 mit den mit 0 und 1" bis ll^a durchnumerierten Kontakten der Kontaktreihen 95 und 105 antreibt. Die Kontaktreihen 95 und 105 sind über Schleifringe und Bürsten 92 und 102 mit dem Lastschalter 11 verbunden. Die Stufenwähler 9 und 10 treiben über weitere Maltesergetriebe 93-94 bzw. 103-104 die Um-' schaltvorrichtungen 191 und 192 an. Mit 171 ist wieder wie in Fig. 1 die Primärwicklung des Haupttransformators bezeichnet und mit 181 die Primärwicklung des Zusatztransformators. 20 bezeichnet wieder den Schalter zum Kurzschließen der in Fig. 2 nicht dargestellten Sekundärwicklung des Zusatztransformators. Diese Sekundärwicklung ist so auf den Haupttransformator 17 (Fig. 1) und den Zusatztransformator 18 (Fig. 1) aufgeteilt, daß der Haupttransformator

17 nur die zum Anfahren bei hoher Stromaufnahme benötigte Spannung liefert. Der Zusatztransformator

18 muß dagegen die restliche Spannung bei niedrigerer Stromaufnahme aufbringen.

Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Beginnend von der Stellung auf Anzapfung l^a werden die Stufenwähler 9 und 10 im Sinne des eingezeichneten Pfeiles an den Kontaktreihen 95 und 105 entlang geschaltet. Der Umschalter 191 verbindet dabei die Primärwicklung 171 mit dem Lastschalter 11. Die Primärwicklung 181 ist durch den Umschalter 192 abgeschaltet, und mit dem Schalter 20 ist die Sekundärwicklung 182 (Fig. 1) kurzgeschlossen. Beim Weiterregeln des Vortransformators 16 (Fig. 1) wird der Primärwicklung

609 8K/182

171 immer mehr Spannung zugeführt, so daß also die Spannung des Fahrmotors 7 allmählich ansteigt. Sobald der Stufenwähler 10 die Anzapfung 11" erreicht hat, ist der Haupttransformator 17 voll erregt. Die Spannung an dem Fahrmotor 7 beträgt dann aber zunächst nur einen Teil der Nennspannung. In dieser Stellung ist der die geradzahligen Anzapfungen 0, 2^a, 4^a . . . bestreichende Stufenwähler 9 stromlos. Er kann von dem Kontakt 10^α auf den Kontakt 0 umgestellt

und 194 versehen, die den Lastschalter 11 während des Überganges von der Fahrdrahtspannung auf den O-Kontakt auch potentialmäßig entlasten.

Diese Hilfsschalter wirken folgendermaßen: Es sei 5 der auf der Anzapfung II^s stehende Stufenwähler 10 durch den Lastschalter 11 eingeschaltet. Der stromfreie Stufenwähler 9 wird von der Anzapfung 10" auf den O-Kontakt verstellt. Hierbei wird gleichzeitig duixh den Umschalter 191 die Erregung der Primär

werden. Bei dieser Bewegung wird auch über das io wicklung 171 des Haupttransformators 17 auf den

U 1

Malteserkreuzgetriebe 93-94 der Umschalter 191 umgelegt. Dadurch wird eine unmittelbare Verbindung zwischen der Primärwicklung 171 des Haupttransformators 17 (Fig. 1) und dem Fahrdraht 1 hergestellt.

festen Anschluß am Fahrdraht 1 umgelegt, außerdem aber wird der Stufenwähler 9 durch den mit dem Umschalter 191 gekuppelten Hilfsschalter 193 von dem ihm zugeordneten Lastschalterkontakt abgeschaltet.

Der vom Stufenwähler 9 inzwischen erreichte Kon- 15 Der nun frei gewordene Lastschaltkontakt nimmt ein takt 0 ist in Spannungsteilerschaltung über hoch- in an sich bekannter Weise durch einen Steuerwiderohmige Widerstände 160 an den Wicklungsanfang und
das Wicklungsende des Vortransformators 16 gelegt.

Dadurch wird das Potential des Kontaktes 0 gesteuert.

praktisch keine Schaltbeanspruchung auf, zumal die Ableitung des Lastschalters 11 in diesem Augenblick wegen erfolgter Umlegung des Umschalters 191 stromlos ist.

Der Stufenwähler 10 der ungeradzahligen Anzapfungen betätigt nun beim Übergang von dem Kontakt ll^a auf den Kontakt l^a den Umschalter 192. Dadurch wird der primärseitige Kurzschluß der Primärwicklung 181

stand beeinflußtes Potential in der Nähe der Spannung des eingeschalteten Stufenwählers 10 an. Daran ändert sich auch nichts, wenn nun der Lastschalter 11 um-Bei dem nachfolgenden Umschaltvorgang am Last- 20 schaltet. Verläßt nun der Stufenwähler 10 den Konschalter 11 von Anzapfung 11° auf den Kontakt 0 tritt takt 11^B, so senkt sich das Potential sämtlicher Kontakte des Lastschalters 11 gleichzeitig und gleichmäßig von der Fahrdrahtspannung auf den W^Tert Null. Mit der Betätigung des Stufenwählers 10 wird gleich-25 zeitig auch der Umschalter 192 verstellt, und durch den mit diesem gekuppelten Hilfsschalter 194 wird der Stufenwähler 10 wieder mit dem zugehörigen Lastschalterkontakt verbunden. Durch diese Maßnahme wird also verhütet, daß im Augenblick der Umschaldes Zusatztransformators 18 (Fig. 1) aufgehoben und 30 tung der Stufenwähler von der höchsten auf die nieddie Ableitung des Lastschalters 11 mit der Primär- rigste Spannung und umgekehrt eine größere Spanwicklung 181 des sekundär vorerst noch kurzgeschlos- nungsdifferenz am Lastschalter 11 auftritt. Im übrigen senen Zusatztransformators 18 (Fig. 1) verbunden. spielen sich die Schaltvorgänge bei der Anordnung Unmittelbar nachdem durch den Lastschalter 11 die nach Fig. 3 genau so ab wie bei der Anordnung nach Anzapfung l^a eingeschaltet wurde, spätestens aber 35 Fig. 2.

unmittelbar bevor der Lastschalter 11 die Anzapfung Eine wesentliche Verbesserung bei einem aus Haupt-

2" einschaltet, wird der Kurzschluß der Sekundär- und Zusatztransformator bestehenden Transformatorwicklung 182 des Zusatztransformators 18 (Fig. 1) satz, insbesondere für elektrische Fahrzeuge, der eine durch Öffnung des Schalters 20 aufgehoben. Dabei etwa von dem Wert Null bis zu einem Höchstwert tritt eine unbedeutende, im wesentlichen durch die 40 regelbare sekundäre Spannung ergibt, läßt sich nach Spannung des Zusatztransformators 18 bedingte der weiteren Erfindung mit einer Transformatoraus-Schaltbeanspruchung auf. Der Schalter 20 könnte also führung nach Fig. 4 erreichen. Dabei sind mit 17 der auch unmittelbar von dem Stufenwähler 9 für die Haupttransformator und mit 18 der Zusatztransforgeradzahligen Anzapfungen betätigt werden, und zwar mator bezeichnet. 7 ist der Fahrmotor, der an die zweckmäßig beim Übergang von dem Kontakt 0 auf 45 hintereinandergeschalteten Sekundärwicklungen 172 den Kontakt 2". des Haupttransformators und 182 des Zusatztransfor-

Beim weiteren Durchlaufen der Kontakte 0 bis ll^a mators angeschlossen ist. Die Hochspannungswickwird — und zwar jetzt in gröberen Stufen ■— die Zu- lung 171 des Haupttransformators, die mit Anzapfunsatzspannung um den restlichen Teil der Nennspan- gen versehen ist, liegt unmittelbar an der Fahrdrahtnung hinaufgeregelt, so daß sich nunmehr durch 5° spannung (Fahrdraht 1). Mit 181 ist die Primärwick-Reihenschaltung der Sekundärwicklungen 172 und 182 lung des Zusatztransformators bezeichnet. Diese ist die volle Nennspannung am Fahrmotor 7 ergibt. Beim über einen Wender 200, der eine Zu- oder Gegenschal-Zurückschalten vollziehen sich die ganzen Schalthand- tung der Primärwicklung 181 gestattet, und die aus lungen in umgekehrter Reihenfolge. den Stufenwählern 9 und 10 und dem Lastschalter 11

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform, 55 bestehende Regeleinrichtung mit der Hochspannungsbei der der Kontakt 0 an einen Ohmschen Spannungs- wicklung 171 verbunden. Die Sekundärwicklung 172 teiler mit den hochohmigen Widerständen 160, der des Haupttransformators liefert nur etwa die Hälfte auch durch einen kapazitiven Spannungsteiler ersetzt der Fahrmotorspannung. Die angezapfte primäre werden kann, angeschlossen ist, treten zwar beim Hochspannungswicklung 171 dieses Transformators Übergang von der Fahrdrahtspannung auf die Span- 60 liefert über den Wender 200 eine regelbare Spannung nung Null keine Schaltbeanspruchungen am Last- für die Primärwicklung 181 des Zusatztransformators schalter 11 auf, die Isolierstrecken dieses Schalters 18, dessen Sekundärwicklung 182, die mit der Sekunsind aber mit Rücksicht auf die in dieser Schaltperiode därwicklung 172 in Reihe liegt, die andere Hälfte der möglichen höheren Überspannungen zu bemessen. Da- Spannung für den Fahrmotor 7 abgibt. Beim Anfahdurch kann sich eine unerwünschte Vergrößerung des 65 ren wird der Zusatztransformator 18 zunächst in Lastschalters, insbesondere bei höheren Fahrdraht- negativem Sinne, dann in positivem Sinne geschaltet, spannungen ergeben. so daß die Sekundärspannung durch zweimaliges Entin einfacher Weise läßt sich dieser Nachteil durch langschalten der Stufenwähler 9 und 10 an der Stufeneine Schaltung nach Fig. 3 vermeiden. Hier sind die bahn stetig vom Wert Null bis zu ihrem Höchstwert Umschalter 191 und 192 noch mit Hilfsschaltern 193 70 hinaufgeregelt werden kann.

Claims

PatentanspruchK:

1. Stufenregel einrichtung für Transformatoren, bei der Regelwicklung und Regeleinrichtung mehrfach ausgenützt werden, um zwei oder mehrere Verbraucher, z. B. Transformatoren oder Widerstände, nacheinander schrittweise unter Spannung zu setzen, bestehend aus einem Lastschalter und zwei, je die geradzahligen bzw. ungeradzahligen Anzapfungen der Regeleinrichtung bestreichenden Stufenwählern, dadurch gekennzeichnet, daß für den Anschluß der unter Spannung zu setzenden Verbraucher an die Regeleinrichtung zwei Umschalter dienen, deren einer von dem Stufenwähler für die geradzahligen Anzapfungen beim Übergang von der Anzapfung der höchsten geradzahligen Ordnungszahl auf den Kontakt (0), der andere von dem Stufenwähler für die ungeradzahligen Anzapfungen beim Übergang von dem einen Wicklungsende zum anderen Wicklungsende betätigt wird, und daß der Kontakt (0) entweder über einen hochohmigen Spannungsteiler etwa die Mittelspannung der Regelwicklung aufgedrückt erhält oder als Leerkontakt ausgebildet ist.

2. Stufenregeleinrichtung nach Anspruch 1, bei der der Nullkontakt als Leerkontakt ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem der Umschalter ein Hilfsschalter gekuppelt ist, die durch Abschaltung eines Kontaktes des Lastschalters beim Übergang von der höchsten auf die niedrigste Spannung die dabei zu bewältigende Spannungsdifferenz nicht innerhalb des Lastschalters auftreten lassen.

3. Stufenregeleinrichtung für einen aus einem Haupt- und Zusatztransformator bestehenden Transformatorsatz, insbesondere für elektrische Fahrzeuge, der eine etwa von dem Wert Null bis zu einem Höchstwert regelbare Sekundärspannung abgibt, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Anzapfungen versehene Hochspannungswicklung (171, Fig. 4) des Haupttransformators (17) an der Fahrdrahtspannung liegt und die Niederspannungswicklung (172) dieses Haupttransformators etwa die Hälfte der Fahrmotorspannung abgibt und daß die von der Hochspannungswicklung (171) des Haupttransformators über eine Regeleinrichtung (9, 10, 11) mit Wender (200) abgenommene regelbare Spannung der Primärwicklung (181) eines Zusatztransformators (18) zugeführt ist, dessen Niederspannungssekundärwicklung (182) etwa die andere Hälfte der Fahrmotorspannung in positivem oder negativem Sinne liefert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen