DE1184003B - Variable transformer with two-speed adjusting winding that is polished on the contact track - Google Patents

Variable transformer with two-speed adjusting winding that is polished on the contact track

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DE1184003B
DE1184003B DEK43986A DEK0043986A DE1184003B DE 1184003 B DE1184003 B DE 1184003B DE K43986 A DEK43986 A DE K43986A DE K0043986 A DEK0043986 A DE K0043986A DE 1184003 B DE1184003 B DE 1184003B
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Dr Rer Nat Wolfgan Herchenbach
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DR RER NAT WOLFGANG HERCHENBACH
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/06Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with current collector gliding or rolling on or along winding

Description

Stelltransformafor mit zweigängiger, auf der Kontaktbahn blankgemachter Stellwicklung Zur Regelung von Spannungen unter Last werden bei kleineren Leistungen meist Stelltransformatoren mit eingängiger Stellwicklung benutzt, auf deren blankgemachter Stellwicklung von Windung zu Windung ein Stromabnehmer entlanggeführt wird, der aus einem Widerstandsmaterial, vorzugsweise Kohle, besteht, welches den bei den entstehenden Windungskurzschlüssen auftretenden Kurzschlußstrom in mäßigen Grenzen hält. Die Leistungsgrenze dieser Kohlerollenstelltransformatoren ist durch den Widerstand der Kohlerolle und die dadurch bedingte Begrenzung von Windungsspannung und Netzstrom gegeben. Um in höhere Leistungsbereiche vorstoßen zu können, hat man an Stelle der Kohlerolle auch schon zwei über einen Widerstand miteinander verbundene Metallschaltstifte verwendet, die fortschreitend abwechselnd von Windung zu Windung geführt werden. Hierbei ist die sonst von der Kohlerolle übernommene Begrenzungsfunktion für den Windungskurzschlußstrom in den zwischen die Schaltstifte gelegten Überschaltwiderstand verlegt worden. Zwar sind mit einer solchen Anordnung größere Leistungen zu bewältigen. Jedoch müssen die Schaltstifte jeweils die Windungsleistung schalten, was bei höheren Stromstärken auf die Dauer zu einem untragbaren Abbrand führt. Dies hat man schon dadurch vermieden, daß man unter Zwischenschaltung von Transformatoren in die Zuleitungen zu den Schaltstiften Schützkontäkte gelegt hat, so daß die Schaltstifte stromlos aufsetzen und abheben. Die Stellwicklung muß sehr genau gefertigt und jede Windung für den Eingriff der Schaltstifte besonders bearbeitet sein. Außerdem ist eine komplizierte Mechanik erforderlich, die gewährleistet, daß die Schaltstifte jeweils genau mitten auf den Windungen aufsetzen und nicht in eine Stellung zwischen zwei Windungen geraten, wo sie einen vollen Windungskurzschluß verursachen würden.Stelltransformafor with two-thread, polished on the contact track Actuating winding To regulate voltages under load with smaller powers mostly variable transformers with a single start winding are used, on which they are bare Control winding from turn to turn a current collector is guided along which consists of a resistance material, preferably carbon, which is used in the short-circuit current within moderate limits holds. The power limit of these coal roller variable transformers is due to the resistance the carbon roll and the resulting limitation of winding voltage and mains current given. In order to be able to advance into higher performance areas, one has instead of the Carbon roller also has two metal switch pins connected to one another via a resistor used, which are progressively led alternately from turn to turn. Here is the limiting function otherwise assumed by the coal roller for the Winding short-circuit current in the transition resistor placed between the switching pins has been relocated. It is true that such an arrangement has to cope with greater performance. However, the switching pins must each switch the winding power, which is higher In the long run leads to an intolerable burn-up. You already have this avoided by interposing transformers in the supply lines has placed contactor contacts to the switching pins so that the switching pins are de-energized put on and take off. The control winding must be made very precisely and every turn be specially processed for the engagement of the switch pins. Besides, it's a complicated one Mechanics are required to ensure that the switch pins are exactly in the middle place on the turns and do not get into a position between two turns, where they would cause a full turn short circuit.

I Es sind auch Stelltransformatoren mit zweigängiger Stehwicklung bekanntgeworden, bei denen derartige Windungskurzschlüsse nicht auftreten können, wenn ehrt metallischer Stromabnehmer zwei benachbarte Windungen gleichzeitig berührt, weil die beiden ineinandergewickelten Wicklungen nicht direkt, sondern über strombegrenzende Mittel miteinander verbünden sind. Beispielsweise sind die beiden ineinändergewickelten Stellwicklungen dieser bekannten Transformatoren über einen Widerstand oder eine Drosselspule miteinander verbunden, in deren Mitte der Verbraucher angeschlossen ist, der mit seiner anderen Klemme an dem auf der Stellwicklung gleitenden Stromabnehmer liegt. Die beiden Stellwicklungen sind auch schon durch Flußabdrängungstransformatoren miteinander verbunden worden. Die Flußabdrängung beim überschalten des Stromabnehmers hat man auch schon im Stelltransförmator selbst vor sich gehen lassen.. Bei allen diesen bekannten Anordnungen mit zwei- oder mehrgängiger Stellwicklung muß jedoch der Stromabnehmer beim überschalten von einer Windung auf die nächste selbst diejenige Leistung schalten, um welche= sich die Verbraucherleistung bei diesem Schaltschritt verändert. Bei höheren Stromstärken führt dies auf die Dauer zur Zerstörung des Stromabnehmers.I There are also variable transformers with double-start winding became known, in which such winding short-circuits cannot occur, if the metallic pantograph touches two adjacent turns at the same time, because the two intertwined windings are not directly, but via current-limiting ones Funds are allied with one another. For example, the two are intertwined Control windings of these known transformers via a resistor or a Choke coil connected to one another, in the middle of which the consumer is connected is the one with its other terminal on the pantograph sliding on the control winding lies. The two control windings are already through flux displacement transformers have been connected to each other. The flow displacement when switching over the pantograph one has already let go of the regulating transformer itself .. With all of them However, these known arrangements with two or more start winding must the pantograph itself when switching from one turn to the next Switch power by which = the consumer power in this switching step changes. At higher currents this leads to the destruction of the in the long run Pantograph.

Es gehören ferner Anordnungen zur Regelung von Spannungen zum Stand der Technik, bei denen der insgesamt wirksame magnetische Fluß stetig verändert wird: Dies ist sowohl'bei Schttbtransformatoren und bei Drehtransformatoren, die keinen Stromabnehmer mehr besitzen, der Fall, als= auch bei Stehtransformatoren, bei denen der Stromabnehmer in einer Schraubenbahn um die Wicklungsathse@ herum auf dem Wicklungsdraht entlanggefühft wird, wobei ein Anschlußdraht sich durch einen'Spalt im Kern bewegt, so daß der umfaßte Fluß ohne Schalthandlungen stetig verändert werden kantiz Diese Konstruktionen bedingen einen sehr großen mechanischen Aufwand.Arrangements for regulating voltages are also part of the stand technology, in which the total effective magnetic flux is constantly changing is: This is both for step-by-step transformers and for rotary transformers that no longer have a pantograph, as is also the case with standing transformers, where the pantograph is in a helical path around the winding lug @ is guided along the winding wire, with a connecting wire passing through a gap moved in the core, so that the included flux can be continuously changed without switching operations kantiz These constructions require a great deal of mechanical effort.

Schließlich sind sogenanite Anzapfungs- bzw. Stufentränsformatoreri bekanüt, bei denen mit stromlos geschalteten Wählkontakten die gewünschte Wicklungsanzapfung bzw. Stufe gewählt und dann die Leistung in sogenännten Lastschaltern von einem Wählkontakt auf den anderen umgeschaltet wird. Diese Stufentransformatoren weisen eingängige Wicklungen auf, die mit Anzapfungen versehen sind, welche zu einer getrennt angeordneten Kontaktbahn geführt sind, an der die Wählkontakte angreifen. Der Lastschalter enthält überschaltwiderstände, die ein unterbrechungsfreies überschalten ermöglichen. An Stelle der überschaltwiderstände sind auch schon Drosselspulen und an Stelle der Lastschalter mit überschaltwiderständen auch durch Gleichstromvormagnetisierung regelbare Drosselspulen verwendet worden. Der Aufwand hierfür lohnt nur bei großen Leistungen.Finally, there are so-called tapping or Stufentränsformatoreri well known, in which the desired winding tapping is used with de-energized selector contacts or level selected and then the power in so-called load switches from one Dial-up contact is switched to the other. These step transformers have catchy windings, which are provided with taps, which are separated into one arranged contact track out are attacked by the dial-up contacts. The load switch contains switchover resistors that switch over an uninterruptible switch enable. Instead of the switching resistors, there are also reactors and Instead of load switches with switching resistors, also through direct current bias adjustable choke coils have been used. The effort for this is only worthwhile for large ones Services.

Die Erfindung wird an Hand des in den A b b. 1 und 2, deren Bezugszeichen übereinstimmen, dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Sie betrifft einen Stelltransformator mit einem Kern 1, einer Primärwicklung 2, die zur Linearisierung des Spannungsverlaufs des Stelltransformators auch innerhalb der Stellwicklung 3, 4 als Schubwicklung angeordnet sein kann, und mit zweigängiger auf der Kontaktbahn blankgemachter Stellwicklung 3, 4, bei dem der eine Verbraucheranschluß mit einem einzigen längs der Stellwicklung 3, 4 motorisch verschiebbaren Stromabnehmer 6, der andere Verbraucheranschluß mit den Enden der beiden ineinandergewickelten Stellwicklungen verbunden ist. Sie besteht darin, daß in den beiden Zuleitungen zu den Stellwicklungsenden zwei gegeneinander verriegelte Schalter 8, 9 liegen, die beim Oberschalten des Stromabnehmers 6 von der einen auf die andere Stellwicklung 3, 4 selbsttätig den Verbraucherstrom von der einen auf die andere Stellwicklung 3, 4 umwerfen, wobei als Kriterium für das Überschalten der durch den Stromabnehmer 6 hergestellte Kontakt zwischen beiden Stellwicklungen 3, 4 dient. Dadurch, daß die beiden gegeneinander verriegelten Schalter 8, 9 die Last im Moment des Überschaltens des Stromabnehmers umwerfen, schaltet der Stromabnehmer 6 stromlos. Selbstverständlich führt er den Laststrom dauernd. Jedoch kann bei der Schalthandlung kein Funke entstehen, weil diese in den Schaltern 8, 9 vor sich geht. Der Stromabnehmer 6 unterliegt daher keinem Verschleiß. Ohmsche Schaltwiderstände sind nicht vorhanden. Die Stellwicklung ist einfach herzustellen. Es sind keine besonderen mechanischen Bedingungen zu erfüllen, weil durch den Stromabnehmer selbst bzw. durch den von ihm hergestellten Kontakt zwischen beiden Stellwicklungen 3, 4 die Umschaltung ausgelöst wird.The invention is based on the in the A b b. 1 and 2, the reference numerals of which match, described embodiment shown. It relates to a variable transformer with a core 1, a primary winding 2, which can also be arranged as a thrust winding within the adjusting winding 3, 4 to linearize the voltage curve of the variable transformer, and with a two-speed adjusting winding 3, 4 that is blank on the contact track, in which the one consumer connection with a single pantograph 6 which can be moved by a motor along the control winding 3, 4, the other consumer connection is connected to the ends of the two control windings wound into one another. It consists in the fact that two mutually interlocked switches 8, 9 are located in the two feed lines to the control winding ends, which automatically transfer the consumer current from one to the other control winding 3, 4 when the current collector 6 is switched from one to the other control winding 3, 4 overturn, the contact established by the current collector 6 between the two control windings 3, 4 being used as the criterion for switching over. Because the two mutually interlocked switches 8, 9 overturn the load at the moment the current collector is switched over, the current collector 6 is de-energized. It goes without saying that it carries the load current continuously. However, no spark can arise during the switching operation because this takes place in the switches 8, 9. The current collector 6 is therefore not subject to any wear. Ohmic switching resistors are not available. The control winding is easy to manufacture. There are no special mechanical conditions to be met because the switchover is triggered by the pantograph itself or by the contact between the two control windings 3, 4 that it establishes.

Erfindungsgemäß wird der vom Stromabnehmer 6 zwischen beiden Stellwicklungen 3, 4 im Moment des Überschaltens hergestellte Kontakt dadurch ermittelt, daß an die Spannung der letzten Windung am freien Ende der einen Stellwicklung 4 zwei Relais 13, 14, gegebenenfalls über Gleichrichter, in Reihe gelegt sind, deren gemeinsamer Anschluß an das freie Ende der anderen Stellwicklung 3 geführt ist. Beim überschalten des Stromabnehmers 6 wird nun jeweils eines der Relais 13, 14 vom Stromabnehmer 6 kurzgeschlossen und fällt daher ab. Es dient iri der weiter unten beschriebenen Weise zur Umschaltung der Last von einer Stellwicklung auf die andere.According to the invention, the contact established by the current collector 6 between the two actuating windings 3, 4 at the moment of switching over is determined in that two relays 13, 14 are connected in series to the voltage of the last turn at the free end of one actuating winding 4 , possibly via a rectifier. the common connection of which is led to the free end of the other actuating winding 3. When the current collector 6 is switched over, one of the relays 13, 14 is short-circuited by the current collector 6 and therefore drops out. It is used in the manner described below to switch the load from one control winding to the other.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist an die Spannung der ersten Windung der Stellwicklung 3 eine eisengeschlossene Teilerdrossel5 mit Mittelanzapfung gelegt, an welche der eine Schalter 8 angeschlossen ist. Dadurch wird erreicht, daß die Steilschritte symmetrisch sind und jeweils eine halbe Windungsspannung betragen. Die Teilerdrossel5 ist so auszulegen, daß ihre Sättigungsspannung größer als die Windungsspannung des Stelltransformators ist. Ihre Wicklung braucht nur für etwas mehr als halbe Nennstromstärke ausgelegt sein, weil in ihr eine Stromaufteilung nahezu im Verhältnis 1:1 eintritt, sofern die insgesamt für den Verbraucher 7 abgenommene Spannung zumindest mehrere Windungsspannungen beträgt.In a further embodiment of the invention, an iron-closed divider choke 5 with a center tap, to which the one switch 8 is connected, is connected to the voltage of the first turn of the control winding 3. This ensures that the steep steps are symmetrical and each amount to half a winding voltage. The divider choke5 is to be designed so that its saturation voltage is greater than the winding voltage of the variable transformer. Your winding only needs to be designed for a little more than half the nominal current strength, because in it a current split occurs almost in a ratio of 1: 1, provided that the total voltage taken for the consumer 7 is at least several winding voltages.

Die erste Windung der Stellwicklung 3 kann in an sich bekannter Weise auch durch ein Loch im Kern 1 geführt sein und den halben Fluß umfassen. Auch dadurch wird erreicht, daß die Stellschritte symmetrisch sind und jeweils eine halbe Windungsspannung betragen.The first turn of the actuating winding 3 can be carried out in a manner known per se also be passed through a hole in the core 1 and encompass half the river. Also because of that it is achieved that the setting steps are symmetrical and each half a winding voltage be.

Der Anschluß der ersten Windung der Stellwicklung 4 ist direkt über den Schalter 9 an den Verbraucher 7 geführt.The first turn of the control winding 4 is connected directly to the consumer 7 via the switch 9.

Der Stelltransformator nach der Erfindung enthält weiter eine Zeitschaltvorrichtung 17, 18, 19, 20, die jeweils im Augenblick des überschaltens des Stromabnehmers 6 von einem der Relais 13, 14 gestartet wird und die Selbsthaltung der zur motorischen Verstellvorrichtung gehörenden Motorschütze 15,16 für kurze Zeit so verzögert unterbricht, daß der Stromabnehmer 6 mitten auf der nächsten Windung zum Stehen kommt, sofern kein Stellbefehl mehr ansteht. Der Kondensator 19 der Zeitschaltvorrichtung ist dabei in bezug auf die Eigenschaften des Relais 17 so ausgelegt, daß die durch die Kontakte 17a, 17b her vorgerufene Unterbrechung der Selbsthaltung der Motorschütze 15, 16 in einem Moment, kurz bevor der Stromabnehmer 6 die Mitte einer Windung der Stellwicklung erreicht hat, erfolgt. Dabei ist der Nachlauf des Stellmotors 12 so berücksichtigt, daß der Stromabnehmer 6 mitten auf der Windung zum Stehen kommt. Der Stromabnehmer 6 ist also durch sich selbst auf die Stellwicklung synchronisiert, ohne daß hierzu eine besonders genaue mechanische Bearbeitung der Stehwicklung 3, 4 oder eine mechanische Abstimmung der Transportschritte auf die Windungen der Stehwicklung erforderlich wäre.The variable transformer according to the invention also contains a time switch device 17, 18, 19, 20, which is started at the moment when the current collector 6 is switched over by one of the relays 13, 14 and the self-holding of the motor contactors 15, 16 belonging to the motorized adjustment device for a short time interrupts so delayed that the current collector 6 comes to a standstill in the middle of the next turn, provided that no control command is pending. The capacitor 19 of the timer is designed with respect to the properties of the relay 17 so that the interruption of the self-holding of the motor contactors 15, 16 called forth by the contacts 17a, 17b in a moment just before the current collector 6 reaches the middle of a turn of the Control winding has reached takes place. The overrun of the servomotor 12 is taken into account so that the current collector 6 comes to a stop in the middle of the turn. The current collector 6 is thus synchronized by itself to the control winding without the need for a particularly precise mechanical processing of the standing winding 3, 4 or a mechanical coordination of the transport steps with the turns of the standing winding.

Um das Wiederanziehen des Gleichstromrelais 17 etwas zu verzögern und so dem Motorschütz 15 bzw. 16 Gelegenheit zu geben, mit Sicherheit abzufallen, kann das Gleichstromrelais 20 zusätzlich mit eirmt nicht dargestellten Dämpfungswicklung ausgerüstet sein, so daß die Hilfsspannung für das Gleichstromrelais 17 verzögert wieder eingeschaltet wird.In order to delay the reactivation of the direct current relay 17 somewhat and thus give the motor contactor 15 or 16 the opportunity to safely drop out, the direct current relay 20 can also be equipped with a damping winding, not shown, so that the auxiliary voltage for the direct current relay 17 is switched on again with a delay .

Weiter ist erfindungsgemäß ein Selbstanlaufstromkreis vorgesehen, der aus je einem Hilfskontakt 13 d, 14 d der Relais 13,14 besteht und der das für die Abwärtsrtchtung bestimmte Motorschütz 16 selbsttätig anziehen läßt, wenn der Stromabnehmer 6 zugleich auf zwei Windungen steht, ohne daß eines der Motorschütze 15, 16 angezogen ist.Furthermore, a self-starting circuit is provided according to the invention, which consists of an auxiliary contact 13 d, 14 d each of the relays 13, 14 and which allows the motor contactor 16 intended for the downward direction to attract automatically when the current collector 6 is on two turns at the same time without one of the Motor contactors 15, 16 is tightened.

Wenn die beiden ineinandergewickelten Stellwicklungen 3, 4 gleich stark ausgelegt sind, ist die Type leistung um den Faktor 1l r3 kleiner als die Typenleistung einer gleichgroßen eingängigen Stellwickiung mit gleichem Gesamtkupfergewicht wäre. Dieset Leistungsverhältnis kann erfindungsgemäß dadurch verbessert werden, daß die beiden ineinandergewickelten Stellwicklungen 3, 4 mit verschiedenen Kupferquer= schnitten ausgeführt werden. Zum Beispiel kann für beide Stellwicklungen ein Profilkupfer gleicher Höhe aber verschiedener Stärke gewählt werden. Dann muß jedoch durch Schaltmaßnahmen gewährleistet sein, daß der Stromabnehmer 6 stets nur auf der stärkeren Stehwicklung stehenbleiben kann und die schwächere Stellwicklung jeweils nur beim überschalten kurz benutzt wird. Diese kann in weiterer Ausbildung der Erfindung dadurch bewirkt werden, daß die Zeitkonstante der im Moment des ersten Überschaltens gestarteten Zeitschaltvorrichtung 17,18,19, 20 so gewählt wird, daß die Selbsthaltung der Motorschütze 15, 16 für kurze Zeit in einem solchen Augenblick unterbrochen wird, daß der Stromabnehmer 6 erst mitten auf der übernächsten Windung zum Stehen kommt. Durch einen weiteren Selbstanlaufstromkreis, der die Hilfskontakte 10x, 10y, 11x enthält und gestrichelt eingezeichnet ist, wird ferner dafür gesorgt, daß stets dann das für die Abwärtsrichtung bestimmte Motorschütz 16 selbsttätig anzieht, wenn der der Stellwicklung mit dem geringeren Querschnitt 3 zugeordnete Schalter 8 geschlossen ist und das für die Aufwärtsrichtung bestimmte Motorschütz 15 abgefallen ist. Durch diese Selbstanlaufvorrichtung wird also verhindert, daß der Stromabnehmer auf einer Windung 3 mit geringerem Querschnitt stehenbleiben kann.If the two internally wound control windings 3, 4 are designed to be equally strong, the type output is lower by a factor of 1l r3 than the type output would be of an equally large single-start control winding with the same total copper weight. According to the invention, this power ratio can be improved by designing the two adjusting windings 3, 4 , which are wound into one another, with different copper cross-sections. For example, a profile copper of the same height but different thickness can be selected for both control windings. Then, however, it must be ensured by switching measures that the current collector 6 can always stop only on the stronger standing winding and the weaker actuating winding is only used briefly when switching over. This can be achieved in a further embodiment of the invention that the time constant of the time switching device 17, 18, 19, 20 started at the moment of the first switching over is selected so that the self-holding of the motor contactors 15, 16 is interrupted for a short time at such a moment that the current collector 6 comes to a stop only in the middle of the next but one turn. A further self-starting circuit, which contains the auxiliary contacts 10x, 10 y, 11 x and is shown in dashed lines, also ensures that the motor contactor 16 intended for the downward direction always picks up automatically when the switch assigned to the control winding with the smaller cross section 3 8 is closed and the motor contactor 15 intended for the upward direction has dropped out. This self-starting device prevents the current collector from stopping on a turn 3 with a smaller cross-section.

Durch diese Maßnahmen kann die Typenleistung der zweigängigen Stellwicklung 3, 4 derjenigen einer eingängigen Stellwicklung weitgehend angenähert werden.With these measures, the type output of the two-start actuating winding 3, 4 are largely approximated to that of a single-thread actuating winding.

Die Schalter 8, 9, die in A b b. 1 als gegeneinander verriegelte mechanische Schalter dargestellt sind, werden mit Vorteil, wie in A b b. 2 dargestellt, als eisengeschlossene Schaltdrosselspulen 8, 9 ausgebildet, deren Sekundärwicklungen durch zwei Lastschütze 10,11 wechselweise kurzgeschlossen werden. Diese Anordnung hat gegenüber mechanischen Schaltern den Vorteil, daß sie ohne galvanische Unterbrechung im Stromkreis des Verbrauchers 7 arbeitet. Dabei kommt es darauf an, daß die Schaltdrosseln 8, 9 wechselweise so geschaltet werden, daß stets zuerst die Sekundärwicklung der als geschlossener Schalter wirkenden Drossel geöffnet wird, bevor die Sekundärwicklung der anderen Drosselspule geschlossen wird. Dies wird durch den Hilfskontakt 10 a des Lastschützes 10 bewirkt, das die Last im Moment des Überschaltens des Stromabnehmers 6 von einer Steilwicklung auf die andere Steilwicklung umlegt. Im Moment des Überschaltens, wenn der Hilfskontakt 10a sich in der Mitte zwischen seinen beiden Ruhestellungen befindet, sind beide Drosselspulen 8, 9 sekundärseitig geöffnet. Sie werden dann vom Laststrom in die Sättigung getrieben, so daß trotzdem keine Stromunterbrechung eintritt. Außerdem ermöglicht die Wahl der Übersetzungsverhältnisse zwischen Primär- und Sekundärwicklungen der Schaltdrosselspulen 8, 9, die von den Lastschützen 10, 11 zu schaltenden Stromstärken gegenüber dem im Verbraucher 7 fließenden Strom auf handliche Werte herabzutransformieren, wobei natürlich die Schaltspannung entsprechend ansteigt.The switches 8, 9 in A b b. 1 are shown as mutually interlocked mechanical switches, are advantageously, as in A b b. 2, designed as iron-closed switching inductors 8, 9 , the secondary windings of which are alternately short-circuited by two load contactors 10, 11. This arrangement has the advantage over mechanical switches that it works without a galvanic interruption in the circuit of the consumer 7. It is important that the switching chokes 8, 9 are switched alternately so that the secondary winding of the choke acting as a closed switch is always opened first before the secondary winding of the other choke coil is closed. This is brought about by the auxiliary contact 10 a of the load contactor 10, which transfers the load at the moment the current collector 6 is switched over from one steep winding to the other steep winding. At the moment of switching over, when the auxiliary contact 10a is in the middle between its two rest positions, both choke coils 8, 9 are open on the secondary side. They are then driven into saturation by the load current so that there is still no current interruption. In addition, the choice of the transmission ratios between the primary and secondary windings of the switching inductor coils 8, 9 enables the current levels to be switched by the load contactors 10, 11 to be transformed down to manageable values compared to the current flowing in the consumer 7, with the switching voltage naturally increasing accordingly.

Das Lastschütz 11 dient der Berücksichtigung der Laufrichtung des Stromabnehmers 6 beim Umschalten der Last.The load contactor 11 is used to take into account the direction of travel of the pantograph 6 when switching the load.

Die Schaltdrosselspulen 8, 9 sind so auszulegen, daß ihre Sättigungsspannung größer als die Summe sämtlicher im Speisestromkreis für den- Verbraucher 7 möglicherweise auftretenden Spannungsabfälle ist. Außerdem muß die Sättigungsspannung der Schaltdrosseln 8, 9 mindestens so groß sein wie die halbe Windungsspannung, weil die gesperrte Schaltdrossel, wenn die andere geöffnet ist, im Augenblick des Überschaltens des Stromabnehmers 6 die über der halben Teilerdrossel5 liegende Spannung bekommt.The switching inductors 8, 9 are to be designed so that their saturation voltage possibly greater than the sum of all in the feed circuit for the consumer 7 occurring voltage drops. In addition, the saturation voltage of the switching reactors 8, 9 must be at least as large as half the winding voltage, because the blocked Switching throttle, when the other is open, at the moment the Current collector 6 gets the voltage lying above half the divider choke5.

Sofern die beiden Stallwicklungen 3, 4 mit verschiedenen Querschnitten ausgeführt sind, müssen selbstverständlich auch die beiden Schaltdrosseln 8, 9 in entsprechender Weise unterschiedlich ausgelegt sein.Provided the two stall windings 3, 4 with different cross-sections are executed, the two switching throttles 8, 9 in be interpreted differently in a corresponding manner.

An Stelle der -mit Kontakten- versehenen. Schaltglieder können nach der Erfindung auch kontaktlose Schaltglieder, wie Verstärkerröhren, Transistoren, Thyratrons mit warmer oder kalter Kathode, Halbleiter mit thyratronähnlxchen Eigenschaften, sonstige Halbleiterschaltelemente oder Transduktoren verwendet werden und zwecks Verkürzung der Schaltzeiten und Erhöhung der Betriebssicherheit insbesondere die Schaltaufgaben der Relais 13, 14 und der Lastschütze 10, 11 ganz oder teilweise übernehmen. Die Verkürzung der Schaltzeiten läßt insbesondere eine höhere Stellgeschwindigkeit des Stromabnehmers 6 zu. Diese Stellgeschwindigkeit ist dadurch begrenzt, daß die Lastschütze 10, 11 eine gewisse Zeit zum Umschalten benötigen. Während dieser Zeit muß der Kontakt, den der Stromabnehmer 6 zwischen den Stellwicklungen 3, 4 herstellt, . bestehen bleiben, weil der Stromabnehmer 6 sonst einen Schaltfunken ziehen würde. Dies ist bei Verwendung normaler Schütze nur bei relativ geringen Stellgeschwindigkeiten gewährleistet.Instead of the one provided with contacts. Switching elements can after the invention also contactless switching elements, such as amplifier tubes, transistors, Thyratrons with hot or cold cathode, semiconductors with thyratron-like properties, other semiconductor switching elements or transducers are used and for the purpose Shortening the switching times and increasing operational reliability, especially the Switching tasks of the relays 13, 14 and the load contactors 10, 11 in whole or in part take over. The shortening of the switching times allows, in particular, a higher actuating speed of the pantograph 6 too. This adjusting speed is limited by the fact that the Load contactors 10, 11 need a certain time to switch. During this time the contact that the current collector 6 makes between the control windings 3, 4 must be . remain because the pantograph 6 would otherwise draw a switching spark. When using normal contactors, this is only possible at relatively low actuating speeds guaranteed.

Da die gesamte Anordnung ohne Hilfsspannung nicht arbeiten kann und der Stromabnehmer 6 bei seiner Bewegung längs der Stellwicklung 3, 4 ohne Funktionieren der Schaltungsanordnung bald zerstört würde, ist es erforderlich, daß die Hilfsspannung für die Verstellvorrichtung und die Schaltglieder vor den Leistungskontakten, eines Hauptschützes 23 dem gleichen Netz entnommen wird, eia dem der Stelltransformator angeschlossen ist. Die gleiche Hilfsspannung soll auch zur Versorgung der Spule des Hauptschützes 23 dienen. Dann wird zwangläufig bei jedem Ausfall der Hilfsspannung auch der Stelltransformator vom Netz getrennt. Anderemaitz bleibt die Schaltungsanordnung funktionsfältg, wenn die Versorgungsspannung für den Stehtransformator absichtlich abgeschaltet wird.Since the entire arrangement can not work without auxiliary voltage and the current collector 6 does not function during its movement along the actuating winding 3, 4 the circuit arrangement would soon be destroyed, it is necessary that the auxiliary voltage for the adjustment device and the switching elements in front of the power contacts, one Main contactor 23 is taken from the same network, eia which the variable transformer connected. The same auxiliary voltage should also be used to supply the coil of the main contactor 23 are used. Then it is inevitable with every failure of the auxiliary voltage the variable transformer is also disconnected from the mains. The circuit arrangement remains different Functional if the supply voltage for the standing transformer is intentional is switched off.

Claims (12)

PateatansprfChe: 1. Stelltrandormator mit zweigängiger, auf der Kontaktbahn blnukgeät-or Stelklung, bei dem der eine Varbraucheranschilluß mit einem einzigen längs der Stellwicldung motorisch verschiebbaren Stromabnehmer, der andere VerbraucheransoMuß mit den Enden der beiden ineinandergewickelten Stellwicklungen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in den beiden Zuleitungen zu den. SteUwicld.ungsenden zwei gegeneinander verriegelte Schalter (8, 9) liegen, die beim überschalten des Stromabnehmers (6) von der einen auf die andere Sbellwicklung (3, 4) selbsttätig den Verbraucherstrom von der einen auf die andere Steilwicklung (3, 4) umwerfen, wobei als Kriterium für das übenschalten der durch den Stromabnehmer (6) hergestellte Kontakt zwischen beiden Stellwicklungen (3; 4) dient. PateatansprfChe: 1. Stelltrandormator with two-speed, on the contact track blnukgeät-or Stelklung, in which one Varbkundenanschilluß with a single along the Stellwicldung motor-driven pantograph, the other consumer must be connected to the ends of the two intertwined control windings, characterized in that in the both feed lines to the. SteUwicld.ungsenden two mutually interlocked switches (8, 9) are located, which when the current collector (6) is switched from one to the other self-winding (3, 4) automatically switch over the consumer current from one to the other high-angle winding (3, 4) , whereby the contact between the two control windings (3; 4) established by the current collector (6) is used as the criterion for switching. 2. Stehtransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Spannung der letzten Windung am freien Ende der einen Stellwicklung (4) zwei Relais (13, 14), gegebenenfalls über Gleichrichter, in Reihe gelegt sind, deren gemeinsamer Auschluß an das freie Ende der anderen Stallwicklung (3) geführt ist. 2. Standing transformer according to claim 1, characterized in that two relays (13, 14), optionally via rectifier, are connected in series to the voltage of the last turn at the free end of one control winding (4), their common exclusion to the free end the other stall winding (3) is performed. 3. Stalltransformator nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an der Spannung zier ersten Windung einer Stellwicklung (3) eine eisengeschlossene Teilerdrossel (5) mit Mittelanzapfung liegt, an welche der eine Schalter (8) angeschlossen ist. 3. Stall transformer according to claims 1 and / or 2, characterized in that on the voltage decorative first turn of an actuating winding (3) there is an iron-closed divider choke (5) with a center tap, to which the one switch (8) is connected. 4. Stelltransformator nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die erste Windung der Steilwicklung (3) durch ein Loch im Kern (1) geführt ist und den halben Fluß umfaßt. 4. Variable transformer according to claims 1 and / or 2, characterized in that that in a known manner, the first turn of the steep winding (3) through a Hole in the core (1) is guided and includes half the river. 5. Stelltransformator nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zeitschaltvorrichtung (17, 18, 19, 20) vorgesehen ist, die jeweils im Augenblick des tlberschaltens des Stromabnehmers (6) von einem der Relais (13, 14) gestartet wird und die Selbsthaltung der zur motorischen Verstellvorrichtung gehörenden Motorschütze (15, 16) für kurze Zeit so verzögert unterbricht, daß der Stromabnehmer (6) mitten auf der nächsten Windung zum Stehen kommt, sofern kein Steilbefehl mehr ansteht. 5. Variable transformer according to claims 1 to 4, characterized in that a time switching device (17, 18, 19, 20) is provided which is started at the moment of tlberschaltens the pantograph (6) by one of the relays (13, 14) and the self-holding of the motor contactors (15, 16) belonging to the motorized adjustment device is interrupted for a short time with such a delay that the current collector (6) comes to a standstill in the middle of the next turn if no steep command is pending. 6. Stelltransformator nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus je einem Hilfskontakt (13 d, 14d) der Relais (13, 14) gebildeter Selbstanlaufstromkreis vorgesehen ist, der das für die Abwärtsrichtung bestimmte Motorschütz (16) selbsttätig anziehen läßt, wenn der Stromabnehmer (6) zugleich auf zwei Windungen steht, ohne daß eines der Motorschütze (15, 16) angezogen ist. 6. Variable transformer according to claims 1 to 5, characterized in that one of each auxiliary contact (13 d, 14d) of the relays (13, 14) formed self-starting circuit is provided which can automatically attract the motor contactor intended for the downward direction (16) when the current collector (6) is on two turns at the same time without one of the motor contactors (15, 16) being attracted. 7. Steiltransformator nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden ineinandergewickelten Steilwicklungen (3, 4) mit verschiedenen Kupferquerschnitten ausgeführt sind. B. 7. high-speed transformer according to claims 1 to 6, characterized in that the two high-pitched windings (3, 4) are designed with different copper cross-sections. B. Steiltransformator nach den Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitschaltvorrichtung (17, 18, 19, 20) die Selbsthaltung der Motorschütze (15, 16) für kurze Zeit so verzögert unterbricht, daß der Stromabnehmer (6) erst mitten auf der übernächsten Windung zum Stehen kommt. Step-up transformer according to claims 5 and 7, characterized in that the time switch device (17, 18, 19, 20) interrupts the self-holding of the motor contactors (15, 16) for a short time so delayed that the current collector (6) only occurs in the middle of the next but one Turn comes to a standstill. 9. Steiltransformator nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer durch Hilfskontakte (10x, 10y, 11x) gebildeter Selbstanlaufstromkreis vorgesehen ist, der stets dann das für die Abwärtsrichtung betimmte Motorchütz (16) selbsttätig anziehen läßt, wenn der der SteHwicklung mit dem geringeren Querschnitt (3) zugeordnete Schalter (8) geschlossen ist und das für die Aufwärtsrichtung bestimmte Motorschütz (15) abgefallen ist. 9. Step-up transformer according to claims 7 and 8, characterized in that a further self-starting circuit formed by auxiliary contacts (10 x, 10 y, 11 x) is provided, which then always allows the motor contactor (16) intended for the downward direction to attract automatically when the switch (8 ) assigned to the vertical winding with the smaller cross section (3) is closed and the motor contactor (15) intended for the upward direction has dropped out. 10. Stelltransformator nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (8, 9) als eisengeschlossene Schaltdrosselspulen ausgebildet sind, deren Sekundärwicklungen durch zwei Lastschütze (10, 11) wechselweise kurzgeschlossen werden. 10. Variable transformer according to claims 1 to 9, characterized in that the switches (8, 9) are designed as iron-closed switching inductors whose secondary windings are alternately short-circuited by two load contactors (10, 11). 11. Stelltransformator nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, das an Stelle der Kontaktschaltglieder kontaktlose Schaltglieder, wie Verstärkerröhren, Transistoren, Thyratrons mit warmer oder kalter Kathode, Halbleiter mit thyratronähnlichen Eigenschaften, sonstige Halbleiterscheltelemente oder Transduktoren verwendet werden und zwecks Verkürzung der Schaltzeiten und Erhöhung der Betriebssicherheit insbesondere die Schaltaufgaben der Relais (13, 14) und der Lastschütze (10, 11) ganz oder teilweise übernehmen. 11. Variable transformer according to the claims 1 to 10, characterized in that instead of the contact switching elements contactless Switching elements such as amplifier tubes, transistors, thyratrons with warm or cold Cathode, semiconductors with thyratron-like properties, other semiconductor switching elements or transducers are used and for the purpose of shortening the switching times and increasing them the operational safety in particular the switching tasks of the relays (13, 14) and the Load contactors (10, 11) take over in whole or in part. 12. Stelltransformaxor nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung für Verstellvorrichtung und Schaltglieder vor den Leistungskontakten eines Hauptschützes (23) dem gleichen Netz entnommen wird, an dem der Steiltransformator angeschlossen ist, und auch zur Spannungsversorgung des Hauptschützes (23) dient. In. Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 918459; österreichische Patentschrift Nr. 165 807; französische Patentschrift Nr. 1106106; ETZ-A, Band 77 (1956), Heft 22, S. 834 bis 836; AEG-Mitteilungen 47 (1957), Heft 5/6, S. 136 bis 140.12. Variable transformer according to claims 1 to 11, characterized in that the auxiliary voltage for the adjusting device and switching elements in front of the power contacts of a main contactor (23) is taken from the same network to which the step-up transformer is connected, and also for the voltage supply of the main contactor (23) serves. In. Documents considered: German Patent No. 918459; Austrian Patent No. 165 807; French Patent No. 1106106; ETZ-A, Volume 77 (1956), Issue 22, pp. 834 to 836; AEG-Mitteilungen 47 (1957), issue 5/6, pp. 136 to 140.
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US5283728A (en) * 1992-10-15 1994-02-01 Hobart Edward J Variable transformer with slidable contactor

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