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Stufenwähler für mehrphasige Stufentransformatoren Die Erfindung betrifft
einen Stufenwähler für mehrphasige Stufentransformatoren mit in je einer Reihe untereinander
angeordneten festen Anschlußkontakten für die ungeradzahligen und die geradzahligen
Transformatorstufen, bei dem zum wechselseitigen Schalten der beweglichen Wählerkontakte
zwei Kontaktträger mittels zweier Schubantriebe parallel zueinander bewegbar sind.
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Derartige Stufenwähler sind bisher nur für eine Phase des Regeltransformators
bekannt. Bei mehrphasigen Regeltransformatoren mußte dann für jede Phase ein derartiger
Stufenwähler vorgesehen werden, wodurch sich besonders für den Antrieb Schwierigkeiten
ergaben. Auch beanspruchten diese nebeneinanderliegenden Wähleraggregate einen entsprechend
großen Raum, der häufig im Transformatorkessel nicht zur Verfügung steht, vor allem,
wenn es sich um Großtransformatoren handelt, deren Ausmaße wegen des Transportes
an das Bahnprofil gebunden sind.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen Stufenwähler für einen
mehrphasigen, vorzugsweise dreiphasigen Regeltransformator dieser Art mit einem
Spindelantrieb für die Kontaktträger der beweglichen Wählerkontakte zu schaffen,
der die obenerwähnten Schwierigkeiten beseitigt.
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Erreicht wird dies nach der Erfindung dadurch, daß jeder der beiden
Kontaktträger entsprechend der Zahl der Transformatorphasen zwei oder mehrere von
einer Gewindebohrung für eine Antriebsspindel radial nach außen gerichtete Schenkel
besitzt, auf denen die beweglichen Wählerkontakte der einzelnen Phasen angeordnet
sind. Für einen drei- und mehrphasigen Transformator sind dabei die beiden Kontaktträger
vorzugsweise sternförmig ausgebildet. Für einen dreiphasigen Transformator sind
die beiden Kontaktträger T-förmig ausgebildet. Bei der letzteren Ausführung ist
es zweckmäßig, die T-förmig ausgebildeten Kontaktträger mit ihren Breitseiten parallel
zueinander anzuordnen.
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Die Schenkel der Kontaktträger sind vorzugsweise im Querschnitt H-förmig
mit seitlich liegenden Nuten ausgebildet und nehmen in diesen Nuten die Kontaktstücke
der Wählerkontakte auf. Jeder Wählerkontakt ist in bekannter Weise als Kontaktbrücke
ausgebildet, und seine Kontaktstücke sind in vorteilhafter Weise beidseitig des
Mittelsteges am äußeren Ende der H-förmigen Schenkel angeordnet. Dabei sind die
Nuten am äußeren Ende der H-förmigen Schenkel zweckmäßig durch Platten abgedeckt,
an denen sich Federn zum Halten der Kontaktstücke abstützen. Um in einfacher Weise
eine gute Stromabnahme der Kontaktstücke zu erreichen, sind die H-förmigen Schenkel
der beiden Kontaktträger mit je einer senkrechten Öffnung versehen, in welche die
Kontaktstücke der Wählerkontakte hineinragen und durch welche je eine senkrechte,
im Stufenwähler befestigte Leitstange frei geführt ist, die die Kontaktstücke kontaktgebend
umgreifen.
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Die beiden Kontaktträger der Wählerkontakte sind zweckmäßig an ihren
Breitseiten mit Laschen und Bohrungen versehen, durch die Führungsstangen gleitend
geführt sind.
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Zwischen den parallelliegenden Breitseiten der beiden Kontaktträger
sind in vorteilhafter Weise die als Doppelwender ausgebildeten Wendeschalter für
die einzelnen Phasen angeordnet. Dabei sind die beweglichen Kontakte jedes Doppelwenders
zweckmäßig an je einem vertikal angeordneten und bewegbaren Isolierstab befestigt,
der jeweils eine obere und eine untere Gegenlasche besitzt, in welche die Laschen
der beiden Kontaktträger wechselweise eingreifen. Dabei ist diese Anordnung in vorteilhafter
Weise so ausgebildet, daß die Laschen des Kontaktträgers für die ungeradzahligen
Anschlußkontakte jeweils in die oberen und die Laschen des Kontaktträgers für die
geradzahligen Anschlußkontakte jeweils in die unteren Gegenlaschen der Isolierstäbe
der Doppelwender eingreifen.
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Der Stufenwähler mit den beiden Kontaktträgern und die Anordnung einmal
der ungeradzahligen und einmal der geradzahligen Wählerkontakte aller Phasen auf
einem Kontaktträger und die Anordnung der Kontaktträger zueinander und zu den Wendeschaltern
nach der Erfindung ergibt eine äußerst platzsparende Ausführung für den Stufenwähler.
Außerdem werden nur zwei Antriebsspindeln für die beiden Kontaktträger benötigt,
so daß hierfür nur ein einfaches
Getriebe für den Antrieb erforderlich
ist. Die H-förmige Ausführung der Schenkel der Kontaktträger ermöglicht ein einfaches
Befestigen und Auswechseln der Kontaktstücke der Kontaktbrücken. Das Anbringen der
Wendeschalter zwischen den beiden Kontaktträgern bedeutet eine weitere Platzeinsparung
und vereinfacht die Betätigung der Wendeschalter. Dadurch ist es möglich, diesen
Stufenwähler auch bei hohen Leistungen und Spannungen noch im Transformatorengehäuse
unterzubringen.
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Gegenüber Stufenwählern herkömmlicher Art mit im Kreis angeordneten
Anschlußkontakten besitzt der Stufenwähler nach der Erfindung noch den Vorteil,
daß er bei jeder Stufenzahl und damit bei jeder Anzahl fester Anschlußkontakte in
den Querschnittsabmessungen immer gleichbleibt und nur in der Höhe sich entsprechend
der Anzahl der Regelstufen ändert. Dies ist ein besonderer Vorteil für einen baukastenmäßigen
Aufbau des Stufenwählers für eine beliebige Anzahl von Regelstufen eines Transformators.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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F i g.1 zeigt den Stufenwähler mit Antriebsgetriebe und die Wendeschalter
im Längsschnitt I-I nach F i g. 2 und F i g. 2 im Schnitt II-II nach F i g. 1; F
i g. 3 zeigt einen einzelnen Kontaktträger mit den Kontaktbrücken im Längsschnitt
und F i g. 4 einen Schenkel des Kontaktträgers im Querschnitt IV-IV nach F i g.
3; F i g. 5 zeigt ein Schaltbild des Stufenwählers für eine Phase U mit einem Lastumschalter
in der Schaltstellung Stufe 1, 2 und F i g. 6 das gleiche Schaltbild in der Schaltstellung
Stufe 9, 10.
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Der Stufenwähler nach dem Ausführungsbeispiel ist für einen dreiphasigen
Regeltransformator mit den Phasen U, V, W vorgesehen. Der Stufenwähler besitzt für
jede Phase die ungeradzahligen, festen Anschlußkontakte 1, 3, 5, 7, 9 und die geradzahligen,
festen Anschlußkontakte 2, 4, 6, 8 und 10. Diese ungeradzahligen und geradzahligen,
festen Anschlußkontakte sind für jede Phase in Abstand voneinander an je einem Isolierstab
11,12 befestigt. Die Isolierstäbe 11,12 sind wiederum an einer oberen Deckplatte
13 und einer unteren Deckplatte 14 befestigt. Auf der oberen Deckplatte
13 ist der Stufenschalterkopf 15 angebracht, der je ein Zahnrad 21 und 22
besitzt, die wechselweise durch ein Segmentzahnrad 23 betätigt werden. Das Segmentzahnrad
wird über eine Welle 24 von einem Motor oder von Hand betätigt. Auf einem
zweiten Zahnkranz 21 a, 22 a der Zahnräder 21 und 22 kämmen Zahnritzel
25 und 26, die mit Spindeln 27 und 28 verbunden sind.
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Für die drei Phasen U, V, W der ungeradzahligen, festen Anschlußkontakte
1, 3, 5, 7, 9 sind je ein Wählerkontakt 31 an einem Kontaktträger 33 befestigt.
Gleichfalls sind für die drei Phasen U, V, W der geradzahligen, festen Anschlußkontakte
2, 4, 6, 8,10 je ein Wählerkontakt 32 an einem Kontaktträger
34 befestigt.
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Der Kontaktträger 33 bzw. 34 (F i g. 2 und 3) ist hierfür T-förmig
ausgebildet und trägt am Ende seiner Schenkel 35, 36 und 37 die Wählerkontakte 31
bzw. 32. Die Schenkel 35, 36, 37 sind zur Aufnahme der Wählerkontakte im Querschnitt
H-förmig mit seitlich liegenden Nuten 38, 39 ausgebildet (F i g. 4), wobei
die einzelnen Kontaktstücke 40, 41 jedes als Doppelkontaktbrücke ausgebildeten
Wählerkontaktes 31 bzw. 32 beidseitig des Mittelsteges 42 in
diesen Nuten 38, 39 angeordnet sind. Die Kontaktstücke 40, 41 werden dabei durch
Federn 43, 44 gehalten, die sich an Platten 45, 46 abstützen. Die Platten schließen
seitlich die Nuten 38, 39 am Ende der Schenkel 35, 36, 37 ab und können,
wie das Ausführungsbeispiel F i g. 4 zeigt, an- und abgeschraubt werden.
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Die Kontaktstücke 40, 41 der Wählerkontakte 31
bwz. 32
ragen im Innern jedes Schenkels 35, 36, 37 in eine senkrechte Öffnung 47 in den
Schenkel hinein. Durch diese CSffnungen 47 führt je eine Leitstange 49, 50,
die die Kontaktstücke 40, 41 kontaktgebend umgreifen. Die Leitstangen 49,
50 sind an der oberen Deckplatte 13 des Stufenwählers befestigt und führen durch
die untere Deckplatte 14 zum Lastumschalter L. Es ist sowohl für die ungeradzahligen,
festen Anschlußkontakte 1, 3, 5, 7, 9 jeder Phase U, V, W als auch für die geradzahligen,
festen Anschlußkontakte 2, 4, 6, 8;10 jeder Phase U, V, W
je eine Leitstange
49 bzw. 50, also insgesamt sechs Leitstangen vorgesehen.
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Im Sternpunkt der Kontaktträger 33, 34 ist je eine Gewindebohrung
51, 52, vorzugsweise als Gewindebuchsen, vorgesehen, durch die die Antriebsspindeln
27 bzw. 28 geführt sind, welche die Kontaktträger 33, 34 auf und ab
bewegen. An der Breitseite 53, 54 jedes Kontaktträgers 33, 34, die durch die auf
einer Geraden liegenden Schenkel 35 und 37 jedes Kontaktträgers gebildet
wird, sind je drei Laschen 55, 56 angebracht, durch die in Bohrungen 57, 58 Führungsstangen
59, 60 gleitend geführt sind. Die Führungsstangen 59, 60 sind in der oberen und
unteren Deckplatte 13, 14 befestigt.
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Die beiden Kontaktträger 33, 34 sind so zueinander angeordnet,
daß ihre Breitseiten 53, 54, die durch die Schenkel 35 und 37 gebildet sind, parallel
zueinander liegen, wie es aus F i g. 2 zu ersehen ist.
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Zwischen den beiden Kontaktträgern 33, 34 und parallel zu ihren Breitseiten
53, 54 sind die drei als Doppelwender ausgebildeten Wendeschalter 61, 62, 63 für
die einzelnen Phasen U, V, W angeordnet. Jeder Wendeschalter 61, 62, 63 besteht
aus oberen und unteren festen Kontaktstücken 64 und 65 und dazwischenliegend aus
einem mittleren festen Kontaktstück 66. Zwischen den als Scherenkontakte ausgebildeten,
festen Kontaktstücken 64, 65, 66 sind zwei bewegliche Kontaktstücke 67, 68 angeordnet,
die mechanisch durch einen Isolierstab 69 miteinander verbunden sind. Der
Isolierstab wird in Lagerstellen 70, 71 so geführt, daß die beweglichen Kontakte
67, 68 vertikal begrenzt verschiebbar sind. Am Isolierstab 69 für die beweglichen
Kontaktstücke 67,
68 ist oben eine nach einer Seite gerichtete Gegenlasche
72 und unten eine nach der anderen Seite gerichtete Gegenlasche 73 befestigt. Die
obere Gegenlasche 72 jedes Wendeschalters 61, 62, 63 steht mit den Laschen 55 des
Kontaktträgers 33 für die ungeradzahligen, festen Anschlußkontakte 1, 3, 5, 7, 9
im Eingriff, wenn der Kontaktträger 33 zu Stufe 1 nach oben bewegt wird, während
die untere Gegenlasche 73 mit den Laschen 56 des Kontaktträgers 34 für die geradzahligen,
festen Anschlußkontakte 2, 4, 6, 8,10 in Eingriff kommt, wenn der Kontaktträger
34 zu Stufe 10 nach unten bewegt wird.
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Der Schaltvorgang ist am besten aus den Schaltbildern F i g. 5 und
6 zu ersehen. Es ist dort die
Schaltung für eine Phase
U des Transformators Ti -dargestellt.
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Die feste Wicklung des Transformators Tr ist an den Kontakt B der
oberen, festen Kontaktstücke 64 des Wendeschalters 61 angeschlossen, während die
Stufenwicklung St des Transformators an die festen Anschlußkontakte 1 bis
10 des Stufenwählers angeschlossen ist. Der Lastumschalter L mit den 17berschaltwiderständen
R ist einmal über die Leitungen U1 und U2 mit den Leitstangen 49, 50 und einmal
über die Leitung 80 mit den Kontakten C der oberen und unteren, festen Kontaktstücken
64 und 65 des Wendeschalters 61 verbunden. Das mittlere, feste Kontaktstück 66 ist
mit seinem Kontakt 0 mit dem festen Anschlußkontakt 10 und der Kontakt A der unteren,
festen Kontaktstücke 65 mit der Ableitung A verbunden.
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In der Schaltstellung nach F i g. 5 ergibt sich folgender Stromverlauf:
Von der festen Wicklung des Transformators Tr fließt der Strom über die Kontakte
B, C, die Leitung 80, den Lastumschalter L,
die Leitung Ui, die Leitstange
49, Wählerkontakt 31, Anschlußkontakt 1 zur Stufe 1 der Stufenwicklung
St,
durch die Stufenwicklung St bis zur Stufe 10, von dort zum Anschlußkontakt
10, Kontakt 0 und A zur Ableitung A. Damit ist die ganze Stufenwicklung
St
eingeschaltet. Nach dem Umschalten des Lastumschalters nach rechts ist
über die Leitung U2, die Leitstange 50 und den Wählerkontakt 32 der feste Anschlußkontakt
2 und damit die Stufe 2 der Stufenwicklung St in gleicher Weise eingeschaltet
und die Stufe 1 abgeschaltet. Durch abwechselndes Schalten der Wählerkontakte 31
und 32 und des Lastumschalters L werden nacheinander die Stufen 1 bis 9 in der gleichen
Weise geschaltet.
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Beim Schalten von Stufe 9 nach Stufe 10 bewegt der Kontaktträger 34
für die geradzahligen Anschlußkontakte 2, 4, 6, 8,10 beim Schalten von Stufe 8 nach
Stufen 10 mit seiner Lasche 56 die Gegenlasche 73 und damit die beweglichen Kontaktstücke
67, 68 des Wendeschalters 61 nach unten, so daß sein oberes, bewegliches Kontaktstück
67 eine Kontaktverbindung zwischen den festen Kontakten B und 0 und das untere,
bewegliche Kontaktstück 68 eine Verbindung zwischen den festen Kontaktstücken A
und C herstellt (F i g. 6).
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Dabei wird die feste Wicklung des Transformators Tr über die Kontakte
B und 0 mit dem festen Anschlußkontakt 10 verbunden, der wiederum über die
Stufe 10, 9 der Stufenwicklung St mit dem Anschlußkontakt 9 und über den Wählerkontakt
31, die Leitstange 49, die Leitung Ui, den Lastumschalter L, die Leitung 80 über
die Kontakte C und A der festen Kontaktstücke 65 des Wendeschalters 61 mit der Ableitung
A verbunden ist. Schaltet nunmehr der Lastumschalter L nach rechts, so wird auch
die letzte Stufe 9,10 der Stufenwicklung abgeschaltet, wobei sich folgender Stromablauf
ergibt: Tr, B, 0, 10, 32, 50, U2, L, 80, C, A zur Ableitung
A.
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Nunmehr kann durch Umschalten des Lastumschalters L in die linke Stellung
wieder auf Schaltstufe 9 zurückgeschaltet und weiter bis zur Schaltstufe 2 die einzelnen
Stufen 9 bis 2 der Stufenwicklung St zugeschaltet werden. Erst beim Schalten von
Stufe 2 nach Stufe 1 nimmt der Kontaktträger 33 mit seiner Lasche 55 die Gegenlasche
72 des Wendeschalters 61 mit und schaltet damit den Wendeschalter 61 wieder in die
Ausgangsstellung nach F i g. 5. Aus dieser Schaltweise ist ersichtlich, daß für
das Schalten der Wendeschalter 61, 62, 63 der einzelnen Phasen U, V, W kein
besonderes Getriebe erforderlich ist. Die Wendeschalter werden mit Hilfe der Kontaktträger
33 und 34 geschaltet, und zwar stets in den Endstellungen der Kontaktträger, so
daß auch Fehlschaltungen weitgehendst vermieden werden. Somit ist für den Stufenwähler
nur ein verhältnismäßig einfaches Getriebe erforderlich. Die Wendeschalter sind
ebenfalls platzsparend zwischen den Kontaktträgern angeordnet.