DE1126022B

DE1126022B - Transformer with continuously adjustable secondary voltage

Info

Publication number: DE1126022B
Application number: DEW23876A
Authority: DE
Inventors: Johann Wirth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-08-08
Filing date: 1958-08-08
Publication date: 1962-03-22

Description

Transformator mit stufenlos regelbarer Sekundärspannung Die Erfindung betrifft einen Transformator mit stufenlos regelbarer Sekundärspannung.Transformer with continuously adjustable secondary voltage The invention relates to a transformer with continuously variable secondary voltage.

Bekannte Transformatoren dieser Art bestehen aus einem mehrschenkligen Kern, in dessen einem Schenkel ein mindestens einen Teil einer Wicklung tragender Anker mit kreisförmigem Querschnitt drehbar gelagert ist. Der Eisenweg dieses Kerns wird ausschließlich durch den Anker geschlossen. Der den drehbaren Anker aufnehmende Schenkel enthält keinen magnetischen Nebenschluß.Known transformers of this type consist of a multi-legged one Core, one leg of which carries at least a part of a winding Armature is rotatably mounted with a circular cross-section. The iron way of this core is closed exclusively by the anchor. The one receiving the rotatable armature Leg does not contain a magnetic shunt.

Bei einem bekannten Regeltransformator sind im Anker Nuten vorgesehen, in denen ein Teil der Wicklung gelagert ist. Diese Wicklung wird daher je nach Lage des Ankers von einer unterschiedlichen Anzahl von Kraftlinien geschnitten. Auf diese Weise werden je nach Drehung des Ankers verschiedene Spannungen induziert. Die Nuten sind im Anker derart angeordnet, daß bei Drehung des Ankers der wirksame Eisenquerschnitt verändert wird, wodurch ein unterschiedlicher Streufluß entsteht und je nach Lage des Ankers ein verschieden großer Querstrom auftritt. Die Wicklungen müssen außerdem so bemessen sein, daß auch bei kleinstem wirksamem Eisenquerschnitt keine unerwünschte Erwärmung des Transformators auftritt.In a known regulating transformer, grooves are provided in the armature, in which part of the winding is stored. This winding is therefore depending on the location of the anchor cut by a different number of lines of force. To this Different voltages are induced depending on the rotation of the armature. The grooves are arranged in the armature in such a way that the effective iron cross-section when the armature is rotated is changed, whereby a different leakage flux arises and depending on the location the armature a different size cross current occurs. The windings must also be dimensioned so that even with the smallest effective iron cross-section no undesired The transformer heats up.

Bei einem anderen bekannten regelbaren Transformator wird ein Anker zwischen den Schenkeln eines U-förmigen Kerns bewegt. Der wirksame Eisenquerschnitt kann bei dieser Anordnung erheblich verringert werden, was allerdings zu einer Überlastung und Erwärmung des Transformators führt.Another known controllable transformer uses an armature moved between the legs of a U-shaped core. The effective iron cross-section can be reduced considerably with this arrangement, which, however, leads to an overload and heating of the transformer.

Bei einer weiteren bekannten Anordnung wird der magnetische Kraftfluß innerhalb eines E-förmigen Eisenkerns dadurch verändert, daß ein unbewickelter Anker mit etwa haubeilähnlichem Profil zwischen zwei der getrennten Eisenkerne der Primär- und Sekundärseite - diese magnetisch verbindend - drehbar gelagert ist. wodurch der magnetische Kraftfluß je nach Ankerstellung über einen größeren oder kleineren Verbindungsquerschnitt geleitet wird. Die Summe des so geteilten Kraftflusses ist dabei immer etwa gleich groß. Die Flußänderung liegt innerhalb verhältnismäßig enger Grenzen und kann nur durch eine zusätzliche Kompensationswicklung bis auf den Wert Null herabgeregelt werden.In another known arrangement, the magnetic flux changed within an E-shaped iron core in that an unwound anchor with an approximately hood-like profile between two of the separate iron cores of the primary and secondary side - this magnetically connecting - is rotatably mounted. through which the magnetic flux over a larger or smaller one, depending on the armature position Connection cross-section is conducted. The sum of the power flow divided in this way is always about the same size. The flow change is relatively narrow within Limits and can only be up to the value with an additional compensation winding To be reduced to zero.

Bei dem erfindungsgemäßen Transformator sind die durch den veränderten magnetischen Fluß hervorgerufenen Nachteile durch die besondere Gestaltung der Ankerjoche und des Ankerprofils vermieden. Eine Kompensationswicklung ist ebenfalls nicht erforderlich, um die Sekundärspannung bis zum Wert Null herabzuregeln. Bei dem vorliegenden Transformator mit stufenlos regelbarer Sekundärspannung, bestehend aus einem mehrschenkligen Kern, in dessen einem Schenkel ein den Eisenweg schließender, mindestens einen Wicklungsteil tragender Anker von doppel-T-förmigem Querschnitt drehbar gelagert und dessen Stegquerschnitt annähernd gleich dem maximalen Querschnitt der Joche ist, besitzen erfindungsgemäß die Polschuhe des Ankers sichelförmige Gestalt, wobei ihre Innenkanten mit dem Ankersteg einen spitzen Winkel bilden, so daß der Abstand der einander gegenüberliegenden Polschuhspitzen etwa gleich der minimalen Breite des Luftspaltes im Transformatorschenkel ist; weiterhin ist die Luftspaltbreite gleich oder kleiner als die größte Polschuhbogenhöhe, derart, daß der wirksame Eisenquerschnitt des den Anker aufnehmenden Transformatorschenkels bei Drehung dts Ankers annähernd konstant bleibt.In the transformer according to the invention, the changed by the magnetic flux caused disadvantages due to the special design of the armature yokes and the anchor profile avoided. A compensation winding is also not required, to regulate the secondary voltage down to the value zero. With the transformer at hand with continuously adjustable secondary voltage, consisting of a multi-limbed core, in one of the legs there is at least one winding part that closes the iron path load-bearing armature of double-T-shaped cross-section rotatably mounted and its web cross-section is approximately equal to the maximum cross section of the yokes, have according to the invention the pole pieces of the anchor crescent shape, with their inner edges with the anchor bar Form an acute angle, so that the distance between the opposing Pole shoe tips roughly equal to the minimum width of the air gap in the transformer leg is; Furthermore, the air gap width is equal to or smaller than the largest pole shoe arch height, such that the effective iron cross-section of the transformer arm receiving the armature remains approximately constant when rotating the armature.

Durch diesen Aufbau des Ankers wird erreicht, daß der wirksame Eisenquerschnitt immer annähernd gleich groß ist, und zwar unabhängig von der jeweiligen Lage des Ankers. Wenn der Anker so weit gedreht ist, daß die auf seinem Steg befindliche Wicklung zu den übrigen auf den Schenkeln des Kerns angebrachten Wicklungen unter einem Winkel von 90° steht, dann bilden die beiden Polschuhe des Ankers den größten magnetischen Nebenschluß. Auf diese Weise wird eine Erhöhung des Streuflusses bei Drehung des Ankers vermieden und es entsteht auch bei Belastung der auf dem Anker angeordneten Wicklung kein oder nur ein vernachlässigbar kleiner Querstrom. Da der wirksame Eisenquerschnitt nahezu konstant bleibt, ist auch eine veränderliche Erwärmung des Transformatorkerns nicht zu befürchten. Nach einer weiteren günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Transformators besteht die Sekundärwicklung in an sich bekannter Weise aus zwei in Reihe geschalteten Teilwicklungen gleicher Windungszahl, von denen der eine Teil auf dem um einen Winkel bis zu 180° verdrehbaren Anker untergebracht ist.This structure of the armature ensures that the effective iron cross-section is always approximately the same size, regardless of the respective position of the Anchor. When the anchor is turned so far that the one located on its web Winding to the other windings attached to the legs of the core is at an angle of 90 °, then the two pole pieces of the armature form the largest magnetic shunt. In this way, there will be an increase in the leakage flux Avoid rotation of the anchor and it also arises when the load on the anchor arranged winding no or only a negligibly small cross current. Since the effective iron cross-section remains almost constant, is also a variable heating of the transformer core not to be feared. After another A favorable embodiment of the transformer according to the invention consists of the secondary winding in a manner known per se from two series-connected partial windings of the same Number of turns, one part of which can be rotated through an angle of up to 180 ° Anchor is housed.

Diese Ausführung hat den Vorteil, daß die Sekundärspannung von einem Maximalwert, der der Reihenschaltung beider Sekundärwicklungen entspricht, bis zu dem Wert Null heruntergeregelt werden kann. Da nämlich nach einer Drehung des Ankers um 180° die beiden Teilwicklungen gleicher Windungszahl gegensinnig vom Strom durchflossen werden, heben sich die in ihnen induzierten Spannungen auf.This design has the advantage that the secondary voltage of one Maximum value that corresponds to the series connection of both secondary windings, up to can be turned down to the value zero. Because after a rotation of the anchor the two partial windings with the same number of turns flowed through in opposite directions by the current by 180 ° the voltages induced in them cancel each other out.

Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Auf dem Schenkel 2 des Transformatorkerns 1 ist die Primärwicklung P aufgebracht. Der Eisenkreis wird über die Joche 3, 4 des Kerns, die Polschuhe 5, 6 und den Steg 7 des drehbaren Ankers geschlossen (Fig. 1). Auf dem Schenkel 2 und dem Steg 7 sind zwei Teilwicklungen gleicher Windung szahl aufgebracht, deren Reihenschaltung die Sekundärwicklung S bildet.The invention is based on the embodiment shown in the drawing explained in more detail. The primary winding is on leg 2 of transformer core 1 P applied. The iron circle is made over the yokes 3, 4 of the core, the pole pieces 5, 6 and the web 7 of the rotatable armature closed (Fig. 1). On the thigh 2 and the web 7, two partial windings of the same turn are applied to the number of turns Series connection forms the secondary winding S.

Nach einer Drehung des aus den Polschuhen 5, 6 und dem Steg 7 bestehenden Ankers um 90° wird der Eisenkreis nur noch über die Kernjoche 3, 4 und die Polschuhe 5, 6 geschlossen. Wie aus der Zeichnung nach Fig.2 ersichtlich ist, ist der wirksame Eisenquerschnitt infolge der besonderen Formgebung des Ankers in allen Lagen des Ankers nahezu gleich groß. Da in der Stellung gemäfl Fig. 2 ebenfalls nahezu alle Kraftlinien durch die Joche des Kerns und die Polschuhe verlaufen, entsteht kein oder nur ein sehr geringer Streufluß durch den Steg 7_und damit durch die auf diesem aufgebrachte Teilwicklung. In dieser Wicklung wird daher auch keine Spannung induziert, so daß die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung ausschließlich der in der ersten Teilwicklung entspricht, die auf dem festen Transformatorschenkel2 angeordnet ist.After a rotation of the pole pieces 5, 6 and the web 7 existing The iron circle is only anchored by 90 ° via the core yokes 3, 4 and the pole pieces 5, 6 closed. As can be seen from the drawing according to Figure 2, the effective Iron cross-section due to the special shape of the anchor in all positions of the Ankers almost the same size. Since in the position according to FIG. 2 also almost all Lines of force running through the yokes of the core and the pole pieces do not arise or only a very small leakage flux through the web 7_ and thus through the one on it applied partial winding. No voltage is therefore induced in this winding, so that the output voltage of the secondary winding is exclusively that in the first Partial winding, which is arranged on the fixed transformer leg2.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind die beiden Teilwicklungen der Sekundärwicklung nach Drehung des Ankers um 180° jetzt in entgegengesetztem Wicklungssinn geschaltet. Da die beiden Wicklungen gleiche Windungszahlen haben, wirkt die Sekundärseite des Transformators daher wie eine Bifilarwicklung, so daß keine Ausgangsspannung an der Sekundärwicklung entstehen kann.As can be seen from Fig. 3, the two partial windings are the Secondary winding after rotating the armature by 180 ° now in the opposite direction of winding switched. Since the two windings have the same number of turns, the secondary side is effective of the transformer therefore like a bifilar winding, so that no output voltage can arise on the secondary winding.

Die Polschuhe 5, 6 können mit dem Steg 7 auch einen anderen als den dargestellten Winkel bilden. Wesentlich ist nur, daß der wirksame Eisenquerschnitt in jeder Lage des Ankers nahezu gleich groß ist, das heißt, daß die Polschuhe 5, 6 bei Drehung des Ankers einen derart veränderbaren Nebenschluß bilden, daß der Querschnitt des Eisenweges und damit der Streuffuß im wesentlichen konstant bleiben.The pole shoes 5, 6 can with the web 7 also a different than the Form the angle shown. It is only essential that the effective iron cross-section is almost the same size in every position of the armature, that is, the pole pieces 5, 6 form such a variable shunt upon rotation of the armature that the Cross-section of the iron path and thus the stray foot remain essentially constant.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Transformer with continuously adjustable secondary voltage, consisting of a multi-leg core, one leg of which is the iron path closing armature of double-T-shape carrying at least one winding part Cross-section is rotatably mounted, the web cross-section approximately equal to the maximum Cross-section of the yokes, characterized in that the pole shoes (5, 6) of the Anchors are sickle-shaped, their inner edges with the anchor bar (7) Form an acute angle, so that the distance (a) of the opposing Pole shoe tips roughly equal to the minimum width (b) of the air gap in the transformer leg is, and that the air gap width (b) is equal to or less than the largest pole piece arch height (c) is such that the effective iron cross-section of the armature receiving transformer leg remains approximately constant when the armature rotates.

2. Transformer according to claim 1, characterized in that the secondary winding is made in a known manner two series-connected partial windings with the same number of turns, of which the one part on which at an angle up. 180 ° rotatable anchor housed is. Documents considered: Austrian Patent No. 28 015; French Patent Nos. 501598, 655 907, 657 242; Swiss patent specification No. 304 842.