DE1137132B

DE1137132B - Regelbarer Transformator mit zwei gegensinnig und gemeinsam bewegten Stromabnehmern je bewickeltem Kernschenkel

Info

Publication number: DE1137132B
Application number: DEST12339A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Friedrich Stier
Original assignee: MARIE STIER GEB PIETRZIK
Current assignee: MARIE STIER GEB PIETRZIK
Priority date: 1957-03-13
Filing date: 1957-03-13
Publication date: 1962-09-27

Description

Regelbarer Transformator mit zwei gegensinnig und gemeinsam bewegten Stromabnehmern je bewickeltem Kernschenkel Regelbare, insbesondere in weiten Grenzen geregelte Transformatoren weisen infolge nicht kompensierter Durchfiutungen verhältnismäßig große Streuung auf. Als Vergleichsanordnung diene ein als Spartransformator ausgeführter Regeltransformator mit einem Stromabnehmer je Schenkel, bei dem die gesamte Wicklungslänge über einen Kernschenkel verteilt ist, wobei die Ausführung ein- oder mehrphasig sein kann. Zur Verringerung der Streuung dieser einfachen, aber ungünstigen Vergleichsanordnung sind verschiedene Anordnungen bekanntgeworden.
Bei der üblichen einphasigen Anordnung wird die gesamte Wicklungslänge auf zwei Kernschenkel verteilt und je Schenkel ein Stromabnehmer gleichzeitig und gleichsinnig bewegt, so daß die maximale Streuung bei Bezugnahme auf die Vergleichsanordnung auf den vierten Teil zurückgeht.
Eine andere Anordnung sieht je Kernschenkel zwei Stromabnehmer vor, die gegensinnig und gemeinsam bewegt werden. Hierdurch wird eine Spannungsumkehr erreicht, und die Streuspannung geht gegenüber der Vergleichsanordnung auf ebenfalls den vierten Teil zurück.
Bei einer weiteren bekannten Anordnung wird ein Schubzylinder (auch Dämpfungszylinder genannt) zur Kompensation der freien Durchfiutungen verwendet, wobei dieser Schubzylinder eine aus mehreren voneinander isolierten Windungen bestehende offene Blechwicklung ist. Diese Ausführung bringt, wie Theorie und auch Versuche bestätigen, eine Verringerung des Streuspannungsabfalls auf wenige Prozent, bezogen auf die Vergleichsanordnung. Jedoch zeigt sich hierbei gegenüber der Vergleichsanordnung eine Erhöhung der rein ohmschen Verluste, da auch im Dämpfungszylinder, der bei guter Dämpfung etwa die gleiche Durchflutung wie die Primärwicklung aufweist, erhebliche ohmsche Stromwärmeverluste entstehen.
Außer diesen reinen Regeltransformatoren sind Transformatoren mit Teilregelung bekannt, bei denen auf einem Schenkel ein Stamm-, ein Grobstufen- und ein Feinwicklungsteil angeordnet sind.
Es wird nun bei einem Regeltransformator mit zwei gegensinnig und gemeinsam bewegten Stromabnehmern je bewickeltem Kernschenkel erfindungsgemäß vorgeschlagen, dessen Regelwicklung je Schenkel in mindestens zwei gleich lange in Serie liegende Wicklungslagen aufzuteilen, von denen die Stromabnehmer die Spannung auf der Anfangs- und Endwicklungslage abgreifen. Diese Anordnung hat gegenüber den oben geschilderten den Vorteil, daß die zusätzlichen ohmschen Verluste im Dämpfungszylinder sowie der für die Schubwicklung erforderliche Aufwand an Wicklungsmaterial vermieden werden, dennoch eine Verminderung des Streuspannungsabfalls gegenüber der Vergleichsanordnung auf wenige Prozent erreicht wird. Dieser gegenüber den bisherigen Ausführungen offenbare Vorzug ergibt sich gemäß dem Erfindungsgedanken auf Grund günstiger Aufteilung der Wicklung und günstiger Anordnung der Stromabnehmer, wie an zwei Ausführungsbeispielen erläutert wird.
Bild 1 zeigt als Ausführungsbeispiel einen Spartransformator mit Röhrenwicklung und zwei Wicklungslagen für die volle Regelung der Sekundärspannung Uz zwischen U, =0 und U,=Ul. Die Sekundärspannung U, wird zwischen den Klemmen aa und v, die über die Stromabnahmerollen 1 mit der Wicklung verbunden sind, abgenommen. Die Primärspannung U1 liegt zwischen den Klemmen U und V. 2 und 3 sind die Anfangs- und die Endwicklungslage, zwischen denen sich noch weitere Wicklungslagen befinden, wenn keine Vollregelung verlangt wird; 4 ist der Eisenkern.
Bild 2 zeigt als Ausführungsbeispiel einen Spartransformator mit Scheibenwicklung. Die einzelnen Teile sind in gleicher Weise wie beim vorstehend beschriebenen Bild 1 bezeichnet. Bei Anwendung der Scheibenwicklung wird, wie das Bild 2 zeigt, vermieden, daß der eine Stromabnehmer innerhalb der Wicklung verläuft, wie dies bei der Röhrenwicklung (s. Bild 1) erforderlich ist.
Bei der vorgeschlagenen Anordnung von mindestens zwei Wicklungslagen je Schenkel heben sich für die Mittelstellung der Stromabnehmer die Durchflutungen der n Wicklungslagen auf, so daß bei Röhrenwicklung nahezu kein Radialfeld und bei Scheibenwicklung nahezu kein Axialfeld entsteht. Bei zwei Wicklungslagen, wie sie in Bild 1 eingezeichnet sind, ist in der Mittelstellung die Sekundärspannung halb so groß wie die Primärspannung. Der Größtwert der das magnetische Streufeld bestimmenden Durchflutung 0."x ist vorhanden, wenn die Stromabnehmer ein Viertel bzw. drei Viertel der Länge einer Wicklungslage vom Wicklungsanfang bzw. Wicklungsende entfernt sind.
Da die Streuspannung der magnetischen Energie und diese etwa dem Quadrat der Durchflutung proportional ist, erreicht man durch die erfindungsgemäße Anordnung die Herabsetzung der zusätzlichen infolge des Radialfeldes auftretenden Streuung auf etwa ein Zweiunddreißigstel gegenüber der Vergleichsanordnung.

Claims

PATENTANSPRUCH: Regelbarer Transformator mit zwei gegensinnig und gemeinsam bewegten Stromabnehmern je bewickeltem Kernschenkel, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelwicklung auf jedem bewickelten Schenkel aus mindestens zwei in Serie liegenden Wicklungslagen besteht, deren Windungen über die ganze axiale bzw. radiale Ausdehnung der Wicklung verteilt sind, und daß je bewickeltem Schenkel die Stromabnehmer die Spannung unmittelbar von der Anfangs- und der Endwicklungslage abgreifen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 263 421, 762 021, 881085; schweizerische Patentschrift Nr. 173 507; britische Patentschrift Nr. 537 922.