DE1206078B

DE1206078B - Dreischenkliger Regeltransformator fuer kleinere elektrische Triebfahrzeuge, z. B. Triebwagen

Info

Publication number: DE1206078B
Application number: DES34261A
Authority: DE
Inventors: Max Schwaiger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-07-09
Filing date: 1953-07-09
Publication date: 1965-12-02

Description

Dreischenkliger Regeltransformator für kleinere elektrische Triebfahrzeuge, z. B. Triebwagen Es wurde bereits ein Regeltransformator für elektrische Triebfahrzeuge, insbesondere Triebwagen, mit dreischenkligem Eisenkern vorgeschlagen, bei dem nur die beiden Außenschenkel Wicklungen trugen, die Niederspannungswicklungen beider Außenschenkel in Reihe geschaltet, die Hochspannungswicklung eines Außenschenkels stufig regelbar und der unbewickelte, als Rückschluß dienende Mittelschenkel für zwei magnetische Flüsse bemessen waren. Die Regel- und Wendeeinrichtungen waren bei diesem Transformator der kleineren zu führenden Ströme wegen hochspannungsseitig angebracht. Nachteilig bei dieser Ausführung war, daß der Rückschlußschenkel wegen der zu führenden zwei Flüsse doppelt so groß im Querschnitt bemessen werden mußte wie die die Wicklungen tragenden beiden Außenschenkel. Dadurch wurde aber das Gewicht des Transformators groß, was man aber gerade bei Triebfahrzeugen, insbesondere Triebwagen, zu vermeiden bestrebt ist. Hier ist in der Praxis jedwede mögliche Gewichtsverkleinerung von besonderem Bedeutung.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen entsprechenden dreischenkligen Regeltransformator für kleinere elektrische Triebfahrzeuge, z. B. Triebwagen, zu schaffen, bei dem das Gesamtgewicht des Transformators geringer ist.
Dieser Vorteil wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Erfindung erreicht, wie im einzelnen an Hand der Zeichnungen erläutert wird. In Weiterbildung der Erfindung kann in an sich bekannter Weise noch der Mittelschenkel aus Blechen mit magnetischer Vorzugsrichtung aufgebaut werden. Dies ergibt eine noch weitere Querschnittsverkleinerung im Mittelschenkel, so daß im Endergebnis das Gesamtgewicht des Transformators um einen zwar geringen, jedoch im Triebwagenbau schon ins Gewicht fallenden Betrag verringerbar ist.
An Hand der Zeichnung, die in den F i g.1 bis 3 verschiedene Schaltstellungen eines nach der Erfindung ausgeführten dreischenkligen Regeltransformators zeigt, soll die Erfindung näher erläutert werden. Mit 1 ist der Transformatorkern bezeichnet, dessen beide Außenschenkel 2 und 3 die Hochspannungswicklungen 4 bzw. 5 und die Sekundärwicklungen 6 bzw. 7 tragen, die durch die Leitung 60 miteinander verbunden sind. Die auf dem Außenschenkel 2 sitzende Hochspannungswicklung 4 ist eine Anzapfwicklung, mit der ein Stufenwähler 8 zusammenarbeitet. Mit 9 ist die Hochspannungszuleitung bezeichnet, die an den Anfang der Anzapfwicklung 4 angeschlossen ist. Mit ihrem Ende ist die Anzapfwicklung einerseits bei 10 an Erde gelegt und andererseits über die Leitung 11, in der der eine bewegliche Kontakt 12 eines doppelpoligen Wendeschalters 20 eingebaut ist, mit dem Anfang der auf dem anderen Außenschenkel 3 liegenden nicht angezapften Hochspannungswicklung 5 verbunden. Das Ende dieser Wicklung ist über die Leitung 14, in der der andere bewegliche Kontakt 13 des doppelpoligen Wendeschalters 20 eingeschaltet ist, mit dem Stufenwähler 8 verbunden. Die feststehenden Kontakte des Wendeschalters 20 sind mit 21, 22, 23 und 24 bezeichnet. Die beiden innenliegenden Kontakte 22 und 23 sind über die Leitung 14 mit dem einen Ende und die beiden außenliegenden Kontakte 21 und 24 mit dem anderen Ende der Wicklung 5 verbunden. Beim Umlegen des doppelpoligen Wendeschalters 20 ergeben sich somit die in den F i g. 1 bis 3 festgehaltenen Schaltphasen mit dem ihnen eigentümlichen Verlauf des magnetischen Flusses, der in den einzelnen Figuren durch gestrichelte Linien 30 angedeutet ist. In der Schaltphase nach F i g. 1, in der der Stufenwähler auf der obersten Stufe (Spannungshöchstwert) steht, sind beide Außenschenkel 2 und 3 voll erregt, da die Wicklungen 4 und 5 ganz eingeschaltet sind. Der magnetische Fluß 30 fließt über die beiden Außenschenkel und die beiden diese verbindenden Joche. Der Mittelschenkel M ist also flußfrei. In der Schaltphase nach F i g. 2 dagegen, in der der Stufenwähler 8 auf der untersten Anzapfstufe steht und der Wender 20 eben umschaltet, ist nur die Hochspannungsanzapfwicklung 4 eingeschaltet. Die Hochspannungswicklung 5 dagegen ist kurzgeschlossen, da der bewegliche Wenderkontakt 12 die festen Wenderkontakte 21, 22 und der bewegliche Wenderkontakt 13 die festen Wenderkontakte 23, 24 überbrückt. In dieser Schaltphase ist nur der Außenschenkel 2 erregt. Der magnetische Fluß schließt sich, wie angedeutet, über den Mittelschenkel. Der Außenschenkel 3 ist floßfrei. In der Schaltphase nach P' i g. 3, in- -der die- Hochspannungswicklung 5 gegenüber der Schaltung nach F i g. 1 umgepolt ist, addieren sich die magnetischen Flüsse im Mittelschenkel, -wie durch die- gestrichelten Linien 30 angedeutet ist. Die beiden Sekundärspannungen in der Schaltung -nach Ir i g: 1 addieren sich, in der Schaltung nach: F i -g. 3 dagegen subtrahieren sich zu Null, da. sie entgegengesetzt -zueinander er gerichtet sind. In der Schaltung nach 1' i g. 2 ist ein mittlerer Wert erreicht.
Wenn man die Schaltung wie vorstehend beschrieben benutzen wollte, dann müßte die Querschnittsfläche des Mittelschenkels- entsprechend der Summe der Querschnitte der beiden Außenschenkel gemacht werden: Uni aber-nach der Erfindung zu einem demgegenüber kleineren Querschnitt im Mittelschenkel zu kommen, wird die Anzapfwicklung 4 nicht in beiden Richtungen gleich weit ausgenutzt,..sondern es-werden nur beim Spannungszusatz sämtliche Anzapfstufen durchfahren. Beim Spannungsabsatz dagegen, also nach dem Umpolen der Wicklung 5, wenn im Mittelschenkel die Summe beider Außenschenkelflüsse auftritt, wird nur ein Teil der Anzapfstufen durchfahren. Bei dieser Regelbewegütig kehrt also der Stufenwähler nicht auf seinen Ausgangspunkt, also die oberste Anzapfstufe, zurück, sondern fährt nur bis zu einem der vorhergehenden Stufenkontakte. Bei kleineren elektrischen Triebfahrzeugen, insbesondere Triebwagen, läßt sich eine solche Regelung wegen der kleineren zu beschleunigenden Massen ohne Schwierigkeiten durchführen. Die Anfahrsannung ist also in diesem Pall größer als Null. Wenn- man aber so verfährt, läßt sich der Mittelschenkel M mit einem kleineren Querschnitt ausführen. Dies kommt daher, daß derAußenschenkel 3 bei dieser Anfahrrnethode einen kleineren magnetischen Fluß führt als der Außenschenkel x. Der magnetische Fluß im Mittelschenkel entspricht aho in der in F i g. 3 angegebenen Stellung dem magnetischen Fluß des Außenschenkels 2, vermehrt um den verminderten magnetischen Fluß des Außenschenkels 3. Eine weiters Querschnittsverkleinerung und damit Gewichtsverminderung ist erreichbar, wenn man nach der weiteren Erfindung wenigstens den Mittelschenkel aus Eisenblech mit magnetischer Vorzugsrichtung aufbaut.

Claims

Patentansprüche: 1. Dreischenkliger Regeltransformator für kleinere elektrische Triebfahrzeuge, z. B. Triebwagen, bei dem der Mittelschenkel für zwei magnetische Flüsse bemessen ist und nur die beiden Außenschenkel Wicklungen tragen, wobei die . Niederspannungswicklungen beider Außenschenkel in Reihe- geschaltet sind, die Hochspannungswicklung eines Außenschenkels Anzapfstufen besitzt und die Hochspannungswicklung des anderen` Außenschenkels über eine zweipolige Wendeeinrichtung an die gestufte Wicklung anschließbar' ist,dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelschenkel einen kleineren Querschnitt als die Summe der Querschnitte der beiden Außenschenkel besitzt und daß bei Spannungsabsatz, bei dem im Mittelschenkel die Summe beider. Außenschenkelflüsse auftritt, nur ein Teil der Stufen durchfahren wird.
2. Regeltransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Mittelschenkel in an sich bekannter Weise aus Eisenblechen mit magnetischer Vorzugsrichtung . aufgebaut ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 561919, 752 759, 892174; schweizerische Patentschrift Nr. 165 699.