DE1134457B

DE1134457B - Einrichtung zur Leistungsregelung von Wechselstromverbrauchern

Info

Publication number: DE1134457B
Application number: DEA34214A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Baranowski
Original assignee: AUTOLA STROMRICHTER GERAETEWER
Current assignee: AUTOLA STROMRICHTER GERAETEWER
Priority date: 1960-03-14
Filing date: 1960-03-14
Publication date: 1962-08-09

Description

Einrichtung zur Leistungsregelung von Wechselstromverbrauchern Es ist bekannt, die abgegebene Leistung von Wechselstromverbrauchern durch Verstellen der Eingangswechselspannung zu regeln. Hierfür wird vielfach als verlustloses Verstellglied ein Stelltransformator in Flachbahn- oder Ringkernausführung verwendet. Diese Stelltransforrüatoren werden normalerweise für die Abnahme eines über den ganzen -Spannungsbereich konstanten maximalen Stromes ausgelegt. Bei einer Spannungsregelung von 0 bis 100 % muß der Stelltransformator dann eine Eigenleistung von 50 % der maximalen Leistung des Verbrauchers aufweisen. Es ist ferner bekannt, Stelltransformatoren mit zwei Stromabnehmern auszurüsten, die zwangsweise gegenläufig bewegt werden. Die mit derartigen Stromabnehmern versehenen Stelltransformatoren werden hauptsächlich in Verbindung mit einem Längstransformator zur Verstellung eines Teilbereichs der Leistung des Verbrauchers verwendet. Dabei ist die Größe des Teilbereichs durch das übersetzungsverhältnis des Längstransformators bestimmt, und die Eigenleistung des Stelltransformators wird durch Einführung des zweiten Stromabnehmers nochmals -auf die Hälfte verringert. Bei einer 100prozentigen Verstellmöglichkeit- für einen Wechselstromverbraucher wird ein Stelltransformator mit einer Eigenleistung von 25 des Verbrauchers und. ein Längstransformator mit einer Eigenleistung von 50 % des Verbrauchers benötigt. Eine derartige Anordnung ist jedoch nur in Einzelfällen vorteilhaft, da sie komplizierter ist als ein Stelltransformator mit einer Eigenleistung von 50 % der Verbraucherleistung und nur einem Stromabnehmer. Außerdem ist der Aufwand für den Längstransformator oft größer als die Einsparung durch die Verkleinerung des Stelltransformators.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 100prozentige Spannungsregelung des Wechselstromverbrauchers bei Einsparung des Längstransformators und ohne Vergrößerung des Stelltransformators zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst; daß der Verbraucherstromkreis netzseitig in zwei parallele Stromkreise aufgeteilt ist, die je für halben Nennstrom und volle Netzspannung ausgelegt und mit einem von zwei gegenläufigen Stromabnehmern einer einzigen mit dem Netz verbundenen Wicklung des Stelltransformators verbunden sind. Im Gegensatz zu einer bekannten Schaltung, in der die beiden Stromabnehmer an eine Wicklung des Längstransformators angeschlossen sind, sind die beiden Stromabnehmer im Sinne der Erfindung mit je einer Hälfte des Wechselstromverbrauchers verbunden. Die zweiten Pole jeder Hälfte des Wechselstromverbrauchers sind bei einphasigem Wechselstrom an die beiden Enden des Stelltransformators angeschlossen. Bei dreiphasigem Wechselstrom sind die drei freien Enden einer Hälfte zu einem Sternpunkt verbunden und die drei freien Enden der anderen Hälfte an die drei Netzphasen angeschlossen.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, und zwar zeigt Fig. 1 das Schaltbild für die Verstellung der Eingangsspannung an einem Drehstromtransformator und Fig. 2 ein Schaltbild für einphasigen Wechselstrom. Nach dem Schaltbild der Fig. 1 soll mittels eines Stelltransformators 1 die Eingangsspannung des Haupttransformators 2 im Bereich von 0 bis 100 verstellt werden. Die Primärwicklung jeder Phase des Haupttransformators 2 ist in zwei gleiche Hälften 3, 4 aufgeteilt, von denen jede für die volle Netzspannung und den halben Primärnennstrom ausgelegt ist. Der Wicklungsanfang der Halbwicklung 3 ist über eine Leitung 8 mit dem einen Stromabnehmer 6 der zugehörigen Wicklung 5 des Stehtransformators 1 verbunden, während das Wicklungsende der Halbwicklung 4 über die Leitung 9 mit dem anderen Stromabnehmer 7 der Wicklung 5 verbunden ist. Beide Stromabnehmer 6, 7 sind zwangsweise gegenläufig beweglich. Die Wicklungsenden der Halbwicklungen 3 aller drei Phasen sind zu einem Sternpunkt 10 geführt, während die Wicklungsanfänge der Halbwicklungen 4 je an die zugehörige Netzphase R, S, T angeschlossen sind. Die Sekundänvicklut.g L1 des Haupttransformators 2 ist mit dem Wechsel§tfö%= verbraucher verbunden.
In der in Fig. 1 gezeichneten Stellung der beiden bewegllchetl ggtrdmäbnehniet 6, 7 erhält in jedef riet drei Phasdil die Hälbwidklung 3 eine gpänäüng vöii 75 O/6& der tlhverkt=tteten Netzspannung, da der Stromabnehmer 6 bei etwa 75 % der Wicklungslänge, der Wicklung 3 fies Stelltransfdrnlätö%s 1 steht und diese Spannung dem Wicklungsanfang der Halbwicklung 3 des Haupttransformators 2 zuführt, während das Ende der Halbwicklung 3 am Sternpunkt 10 liegt. ZWisdhfjn deii Webphasen R; S, ?' üiid dem Stromabnehmer 7 jeder Phase liegen ebenfalls 75 % der unverketteten Netzspannung, jedoch ist die Phasenlage der Spannung zwischen dem Stroniabn'ehmer 7 und riet Netzphase um 180° gedieht gegenüber der Spannung zWisclieii rief Sttötbätiiiehhief 6 und dem Sternpunkt. Aus diesem Grunde ist der Stromabnehiädr 7 fiel das Ende der Hälbwicklüng 4 und deren Wicklungsanfang an die Netzphasen R, S, T angeschlossen. Auf diese Weise sind die Durchflutungen, die von den an den beiden Halbwicklungen 3, 4 liegenden Spannungen erzeugt werden, gleichsinnig. Werden die Sttomäbnehzüer 6; 7 im gegenläufigen Sinne bewegt, z. B. der Stromabnehmer 6 nach den Netzphasen R, S; 7" utid idet Ntiöinabnehmer 7 in Richtung zum Stempunkt 10 hin z so vergrößern sich die von der Wicklung 5 des Stehtransformators abgegriffenen Spannungen, bis sie in der Endlage der Stromabnehmer 6, 7 die volle Netzspannung erreichen. Bei Bewegung der Stromabnehmer 6, 7 litt iitilgekehtten Sinne, also aufeinunder zu, werden die Spannungen verkleinert. In der _ Endlage ist der Stromabnehmer 6 auf dem gtempuiikt des gitelltrarisformators 1 angelangt. Da das Ende der Halbwicklung 3 ebenfalls an einen Stempunkt 10 geführt ist, erhält die Halbwicklung 3 die Spannung 0.
Der Stromabnehmer 7 hat in der Endlage den Elrl= speisungspunkt der Netzphasen R; S, T erreicht: Hierbei liegen beide Eiiden der Halbwicklung 4 an den Netzphasen R,, S, T, so daß die Halbwicklung 4 darin ebenfalls die Spannung 0 liat: Durch die gegenläufige Bewegung der Stromabnehmer 6,. 7 wird daher für den Weehselstromverbraucher eine praktisch verlustlose Spannungsregelung in der Größe von Ö bis 100 % erreicht.
Um etwaige Unregelmäßigkeiten ih dem entgegengesetzten Teichlauf der Stromabnehmer 6 und 7 aus-Z Eichen, kann in den Lecitungen ä§ 9 ein Ausugl * gleichstransformaior kleiner Leistung eingeschaltet werden, der die Ströme in den Leitungen 8; 9 stets gleich lhält.
Die Schaltung gemäß der Lehre der Erfindung ist außer für dreiphasigen auch für einphasigen Wechsel-Strom geeignet. Für den letzteren Fall kann die Schaltung gemäß dem Schaltbild der Fig. 2 ausgeführt sein; wobei der Wechselströmverbraucher durch die beiden ohmschen Widerstände 13 und 14 gebildet ist, die je für halben Nennstrom und volle Netzspannung ausgelegt sind: Der Anfang des Widerstandes 13 ist an deil Stroihäbüehmer 16 und das Ende an das mit einerii Netzpol verbundene Ende der Wicklung 15 des Stelltransformators abgeschlossen, während der Anfang des zweiten Widerstandes 14 an dem Stromabnehmer 17 und das Ende an dem anderen Pol des Netzes liegt, mit dem das andere Ende der Transformatorwicklung 15 verbunden ist. Die beiden Stromabnehmer 16, 17 sihd in gleicher Weise wie die Stromabnehmer 6; 7 des ersten Ausführungsbeispiels zwangläufig gegeneinander beweglich und bestreichen die Wicklung 15 des Stelltransformators.
Die Eingangsspannung des Verbrauchers wird durch Gegeiäeinanderbetvegen der beiden Strümabüehnier 16; 17 ih gmndsätzlieh der gleichen Weise wie beine ersten Ausführungsbeispiel von 0 bis 100 oilö verlustlos geregelt.

Claims

PATENTÄNSPRÜEI-iE: 1. Einrichtung zur Ltistungsegelüng vntl Wuchselstrumvurbtäucheiä durch Vttst@lliii riet Eingangstveehselspannüng; tatlütreh gekiebfiztsitha lnetj daß der Verbräucherstrainkreis (2) netzselti in zwei parallele ünd Bleiehe Stromkreise (3, ; 13; 14.) aufgeteilt ist, die je für halben Neünstrdin und volle. Netzspannung ausgelegt und iilit zwei gegenläügen Strofnabnehfem (6, 7;16;17) einet einzigen mit dem Netz verbundenen Wicklung (5, 15) des Stelltransfdrniatörs (1) verbunden sind. 2: Eihrichtüng hadh Anspruth 1, dadurch ge= keichntrt; dag bei Einphasenweehselstrbni die freien. Pol der beiden Hälften (13; 14) des Verbiaücherstrdmkreises an. je ein Ende der Widk= lung (15) des Stelltränsfurmators geführt siiitl. 3. Eiririehtüng Eiach Anspruch 1; dadurch gekshnzeichnet, daß bei dreiphasigem Wechselstrom die drei freien Enden der eineü Wicklungshälfte (4) des Häupttran§formätors (2) mit den zügdhörigen Netzphasen (R3 S, T) verbunden sind; wählend die drei freien Enden der anderen Wicklung§§hälfte (3) einen Sternpunkt (10) bilden. 4. Einrichtung hach Ahspruch 1 oder 2; dä@-durch gekennzeichnet, daß die von beiden Strom= abnehmern (6, 7; 16, 17) jeder Wicklüng (5) des Stelltränsfömatois (1) kommenden Leitungen (8, 9) über einen Aüsgleichsttansformator geführt sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Nr. 495 651, 641079; 651005, 734 581; 1011055; britische Patentschriften Nr. 485 308; 495 996; österreichische Patentschrift Nr: 175 635; französische Patentschrift Nr: 9761&4.