DE1281543B - Device for making movable connections between two electrical windings - Google Patents
Device for making movable connections between two electrical windingsInfo
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
HOIfHOIf
Deutsche Kl.: 21 d2- 53/02German class: 21 d2- 53/02
Nummer: 1281543Number: 1281543
Aktenzeichen: P 12 81 543.9-32 (G 37035)File number: P 12 81 543.9-32 (G 37035)
Anmeldetag: 11. Februar 1963Filing date: February 11, 1963
Auslegetag: 31. Oktober 1968Opening day: October 31, 1968
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung beweglicher Verbindungen zwischen zwei elektrischen Wicklungen, die mit sich einander nicht berührenden blanken Windungen aufgewickelt sind und in Kontakt stehen mit je einem Stromabnehmer, die elektrisch miteinander verbunden und gemeinsam parallel zur Achse der Wicklungen verschiebbar sind.The invention relates to a device for making movable connections between two electrical windings wound with bare windings that do not touch each other are and are in contact with a pantograph that is electrically connected to each other and are jointly displaceable parallel to the axis of the windings.
Es sind stufenlos arbeitende Vorrichtungen zur Spannungsregelung bekanntgeworden, die verschie- "> dene Arbeitsweisen haben. Bei einer ersten bekanntgewordenen Vorrichtung zur stufenlosen Spannungsregelung erfolgt ein Auf- und Abwickeln der Windungen einer Wicklung unter Drehung der Wicklungen und der Magnetkerne. Bei weiteren bekanntgewordenen Vorrichtungen zur stufenlosen Spannungsregelung wird entweder ein Kontaktbürstengestell oder die Regelwicklung gedreht, wobei die Kontaktbürsten den Windungen folgen. Allen diesen Vorrichtungen ist als Nachteil gemeinsam, daß die so Spannungsregelung nur mit einer Geschwindigkeit erfolgen kann, die für zahlreiche Fälle nicht ausreicht. Die Langsamkeit der Regelung ergibt sich dadurch, daß entweder erhebliche Massen bewegt werden müssen oder aber Kontaktbrücken und sogar die Windüngen der Wicklungen verformt werden müssen.There are continuously working devices for voltage regulation become known, the different "> have different ways of working. In a first known device for continuously variable voltage regulation there is a winding and unwinding of the turns of a winding while rotating the windings and the magnetic cores. In other devices that have become known for continuously variable voltage regulation either a contact brush frame or the control winding is rotated, whereby the Contact brushes follow the turns. All these devices have in common as a disadvantage that the so Voltage regulation can only be done at a speed that is insufficient for many cases. The slowness of the regulation results from the fact that either considerable masses are moved or contact bridges and even the turns of the windings have to be deformed.
Nachteilig ist bei den vorbekannten Vorrichtungen ferner, daß diese für größere Leistungen ungeeignet sind, da im Falle der Verformung von Windungen Vorbedingung ist, daß der Windungsdraht nur einen kleinen Querschnitt hat, während bei den anderen genannten Vorrichtungen jeweils nur ein einziger Kontaktpunkt auf einer Wicklung vorhanden ist, wodurch die Stromstärke erheblich begrenzt ist.Another disadvantage of the previously known devices is that they are unsuitable for greater powers are, since in the case of deformation of turns is a precondition that the winding wire only one has a small cross-section, while the other devices mentioned only have one There is a contact point on a winding, which considerably limits the current strength.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugründe, eine schnelle Spannungsregelung durch eine schnelle Änderung der den Induktionsfeldern ausgesetzten Stromkreise zu ermöglichen. Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art besteht die erfindungsgemäße Lösung darin, daß jeder Stromabnehmer aus einer Bürstengruppe von mindestens zwei am Umfang versetzter, mechanisch miteinander verbundener und gegeneinander isolierter Bürsten besteht und jede Bürste in den Zwischenraum zwischen zwei Windungen einer Wicklung einschreibbar ist, ohne diese zu berühren, und daß jeweils zwei an entsprechenden Umfangsmantellinien der beiden Wicklungen angeordnete Bürsten verschiedener Bürstengruppen elektrisch miteinander verbunden sind.The present invention is based on the object a fast voltage regulation by a fast change of the exposed to the induction fields Enable circuits. In a device of the type mentioned above, there is the inventive The solution is that each current collector consists of a brush group of at least two circumferentially offset, mechanically with one another connected and mutually insulated brushes and each brush in the space between two turns of a winding can be inscribed without touching them, and that two turns corresponding circumferential lines of the two windings arranged brushes of different brush groups are electrically connected to each other.
Ein solcher die Regelwicklungen verbindender Stromabnehmer hat eine denkbar geringe, zu bewegende
Masse, und auch der für eine Spannungs-Vorrichtung zum Herstellen beweglicher
Verbindungen zwischen zwei elektrischen
WicklungenSuch a current collector connecting the control windings has a very small mass to be moved, and also that for a voltage device for producing movable ones
Connections between two electrical
Windings
Anmelder:Applicant:
Paul Gout, Seyssinet, Isere (Frankreich)Paul Gout, Seyssinet, Isere (France)
Vertreter:Representative:
Dr. O. Loesenbeck und Dipl.-Ing. A. Stracke,Dr. O. Loesenbeck and Dipl.-Ing. A. Stracke,
Patentanwälte, 4800 Bielefeld, Herforder Str. 17Patent Attorneys, 4800 Bielefeld, Herford Str. 17
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Paul Gout, Seyssinet, Isere (Frankreich)Paul Gout, Seyssinet, Isere (France)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Frankreich vom 30. November 1962 (43 099) -France of November 30, 1962 (43 099) -
änderung erforderliche Weg ist kurz, so daß sich eine äußerst schnelle Spannungsregelung erreichen läßt. Die Schiebeverstellung der Bürsten auf den Wicklungen mit Übergang von einer Windung auf eine andere in beliebiger Richtung sowie die Verbindungen zwischen den beiden Wicklungen zugeordneten Bürsten gewährleisten, daß die somit parallelgeschalteten Windungselemente ein- oder ausgeschaltet werden, so daß die Lage der Kontaktzonen im Stromkreis der beiden Wicklungen verändert wird.Change required path is short, so that an extremely fast voltage regulation can be achieved. The sliding adjustment of the brushes on the windings with transition from one turn to one others assigned in any direction as well as the connections between the two windings Brushes ensure that the winding elements thus connected in parallel are switched on or off so that the position of the contact zones in the circuit of the two windings is changed.
Es können während der Schiebeverstellung der Bürsten die Windungen der Wicklungen niemals durch eine Bürste kurzgeschlossen werden, da einerseits eine Bürste in einen Zwischenraum zwischen den Windungen eingeschrieben werden kann und da andererseits zwei aufeinanderfolgende Bürsten, deren Zwischenraum einem Zwischenraum zwischen Windungen gegenüberliegt, nicht durch die beiden ihnen auf der anderen Wicklung entsprechenden Bürsten kurzgeschlossen werden können, da sie die gleiche Stellung wie die anderen Bürsten einnehmen.During the sliding adjustment of the brushes, the turns of the windings can never be short-circuited by a brush, as on the one hand a brush in a space between the turns can be inscribed and since, on the other hand, two successive brushes whose Gap is opposed to a gap between turns, not through the two of them Corresponding brushes can be short-circuited on the other winding as they are the same Take up position like the other brushes.
Da ferner je Wicklung wenigstens zwei Bürsten eine solche Lage einnehmen, daß, wenn die eine mit einer Windung einen vollkommenen Kontakt hat, die andere sich in dem Zwischenraum zwischen Windungen befindet, ist ständig wenigstens eine Kon-Furthermore, since at least two brushes per winding occupy such a position that if the one with one turn is in perfect contact, the other is in the space between turns is located, there is always at least one
809 629/941809 629/941
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taktbrücke zwischen die beiden Wicklungen ge- F i g. 3 und 4 zeigen eine andere Anordnung mitclock bridge between the two windings ge F i g. 3 and 4 show another arrangement with
schaltet, so daß der Stromkreis niemals unterbrochen spiralig angeordneten Bürsten b. switches so that the circuit is never interrupted Spiral brushes b.
wird. Fig. 5 zeigt die erfmdungsgemäßen beweglichenwill. 5 shows the movable ones according to the invention
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet vom Verbindungen für den Fall, daß die beiden Wick-Prinzip her nicht stufenlos. Sie bietet jedoch in ein- 5 lungen hintereinander angeordnet sind. Jede Bürste b The device according to the invention works from the connections in the event that the two Wick principle are not continuously variable. However, it offers 5 lungs arranged one behind the other. Each brush b
fächer Weise die Möglichkeit ■— und in der prak- der Wicklung α ist durch eine leitende Brücke c mitfan way the possibility ■ - and in the practical winding α is through a conductive bridge c with
tischen Ausführung wird von dieser Möglichkeit der Bürste b' verbunden, welche die gleiche Stellungtable execution is connected by this possibility of the brush b ' , which the same position
Gebrauch gemacht —, sehr viele Bürsten an einer wie sie auf der Wicklung d einnimmt.Made use - very many brushes on one as it occupies on the winding d.
Windung anliegen zu lassen. Es können bis zu Unter diesen Bedingungen kommen während der 100 Bürsten pro Windung vorhanden sein. Die Span- io Verstellung der Kontakte die Zwischenräume i zwi-To leave the turn. Under these conditions there can be up to 100 brushes per turn. The span io adjustment of the contacts the gaps i between
nungsstufen werden damit so klein, daß man von sehen den benachbarten Bürsten nacheinander einemVoltage levels are so small that you can see the neighboring brushes one after the other
einer praktisch kontinuierlichen Regelung sprechen leeren Raum ν zwischen Windungen der gleichena practically continuous scheme speak empty space ν between turns of the same
kann. Für die Belange der Praxis sind die dann noch Wicklung gegenüber. Dies ist bei den Bürsten d und ecan. For practical purposes, they are still winding opposite. This is the case with brushes d and e
vorhandenen Spannungsstufen von so geringer Be- der Wicklung α der Fall.existing voltage levels of such a low loading of the winding α the case.
deutung, daß die mit der Vorrichtung gemäß der Er- 15 Da zwei benachbarte Bürsten stets durch einenInterpretation that the with the device according to the 15 Da two adjacent brushes always by one
findung erzielbaren Resultate durchaus mit den Re- Zwischenraum i getrennt sind, wird daher die Win-Finding achievable results are separated by the Re space i , therefore the win-
sultaten vergleichbar sind, die Vorrichtungen mit dung s, welche mit den Bürsten d Und e in BerührungResults are comparable, the devices with dung s, which with the brushes d and e in contact
völlig stufenloser Spannungsregelung erzielen, wobei, steht, deren Zwischenraum i einem leeren Raum νachieve completely stepless voltage regulation, where, stands, the space i of which is an empty space ν
wie bereits ausgeführt, beim Erfindungsgegenstand gegenüberliegt, niemals durch eine Bürste kurzder Vorteil einer außerordentlich schnellen Regelung 20 geschlossen*As already stated, the subject of the invention is opposite, never short by a brush Advantage of an extremely fast regulation 20 closed *
vorhanden ist. Ferner sind die Bürsten d und & der Wicklung a is available. Furthermore, the brushes d and & of the winding a
Weitere Einzelheiten der Erfindung, die Gegen- mit den Bürsten d' und e' verbunden, welche auf derFurther details of the invention, the counter-connected with the brushes d ' and e' , which on the
stände der Unteransprüche sind, werden nachstehend Wicklung d die gleiche Stellung einnehmen, d. h. beistates of the subclaims are, winding d will assume the same position below, ie at
an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele unter Be- welchen der sie trennende Zwischenraum i ebenfallson the basis of several exemplary embodiments, including the intermediate space i separating them, likewise
zugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. 25 in einem leeren Raum v' liegt. Infolgedessen kannReferring to the drawings explained in more detail. 25 lies in an empty space v '. As a result, can
Fig. 1 bis 4 zeigen verschiedene Arten der Ver- die Wicklung α nicht den offenen Teilv' einer Win-Fig. 1 to 4 show different types of the winding α not the open part v 'of a wind
teilung und Anordnung der Bürsten an einer Wick- dung der anderen Wicklung schließen. UmgekehrtClose the pitch and arrangement of the brushes on one winding of the other winding. Vice versa
lung; kann die Wicklung α' nicht den offenen Teil einerlung; can the winding α 'not the open part of a
Fig. 5 bis 10 zeigen sechs Ausführungsformen Windung der Wicklung α schließen,Fig. 5 to 10 show six embodiments of the turn of the winding α close,
einer Vorrichtung für verschiedene Wicklungstypen, 30 Da die Bürstenzahl je Wicklung mindestens zweia device for different winding types, 30 Since the number of brushes per winding is at least two
nämlich Wicklungen mit aneinander anstoßenden beträgt, ist stets wenigstens eine Kontaktbrücke zwi-namely windings with abutting one another, there is always at least one contact bridge between
Enden, konzentrische Wicklungen, parallele Wick- sehen die beiden Wicklungen geschaltet, da ja dieseEnds, concentric windings, parallel windings - see the two windings switched, because they are
lungen, ineinandergeschachtelte Wicklungen mit Quer- beiden Bürsten einander diametral gegenüberliegen,lungs, nested windings with transverse - both brushes are diametrically opposite each other,
schnitt in Form einer Acht, halbringkörperförmige Fig. 6 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtungsection in the form of a figure eight, half-ring body-shaped FIG. 6 shows a device according to the invention
Wicklungen und auf der gleichen Achse ineinander 35 mit beweglichen Verbindungen mit zwei diametralWindings and on the same axis one within the other 35 with movable connections with two diametrically opposite
geschachtelte Wicklungen; gegenüberliegenden Bürsten zur Herstellung dernested windings; opposing brushes for making the
Fig. 11 zeigt einen die in Fig. 7 dargestellte Kontakte zwischen zwei konzentrischen Wicklungen a FIG. 11 shows the contacts shown in FIG. 7 between two concentric windings a
Anordnung benutzenden Apparat; und a'. Arrangement using apparatus; and a '.
F i g. 12 ist eine zur Hälfte geschnittene Draufsicht F i g, 7 zeigt zwei nebeneinanderliegende Wick-F i g. Fig. 12 is a half-sectioned plan view Fig. 7 shows two adjacent winding
des Apparats der Fig. 11; 40 lungen α und a'. the apparatus of Fig. 11; 40 lungs α and a '.
Fig. 13 zeigt einen die in Fig. 10 dargestellte In Fig. 8 sind die Windungen der beiden Wick-Fig. 13 shows the one shown in Fig. 10 In Fig. 8 the turns of the two winding
Anordnung benutzenden Apparat; lungen α und d miteinander verschachtelt, und jedeArrangement using apparatus; lungs α and d are nested together, and each
Fig. 14 ist eine geschnittene Teilansicht zu Windung bildet eine Acht. Die Zwischenräume zwi-Figure 14 is a partial cross-sectional view of the winding forms a figure eight. The spaces between
Fig. 13; sehen den Windungen der Wicklung α werden vonFig. 13; see the turns of the winding α will be of
Fig. 15 zeigt die durch den in Fig. 13 und 14 45 der Wicklungd eingenommen,Fig. 15 shows the occupied by the in Fig. 13 and 14 45 of the winding d ,
dargestellten Apparat hergestellten Verbindungen; In F i g. 9 sind die Wicklungen α und a' auf zweiconnections made by the apparatus shown; In Fig. 9 are the windings α and a ' on two
Fig. 16 zeigt die Anwendung der Vorrichtung auf Ringkörperhälften gewickelt, und die Gesamtheit derFig. 16 shows the application of the device wound on toroidal halves, and the entirety of the
die Reihenschaltung von zwei Spartransformatoren; Äquipotentialverbindungen b, c, b' dreht sich umthe series connection of two autotransformers; Equipotential connections b, c, b ' turns around
Fig. 17 zeigt einen mit dieser Vorrichtung ver- die Achse des Ringkörpers.17 shows an axis of the ring body which is connected with this device.
sehenen Apparat, in welchem die Wicklungen gegen- 50 Fig. 10 zeigt zwei Wicklungen« und a% weichesee apparatus in which the windings are opposite to each other. Fig. 10 shows two windings «and a% soft
sinnig auf einen Ringkörper aufgewickelt sind; ähnlich wie in Fig. 8 miteinander verschachtelt sind,are sensibly wound on a ring body; are nested with one another in a manner similar to that in FIG. 8,
Fig. 18 ist eine zur Hälfte geschnittene Draufsicht jedoch um die gleiche Achse,Fig. 18 is a plan view in half section, but about the same axis,
des in Fig. 17 dargestellten Apparats. Der in Fig. 11 und 12 dargestellte Apparat istof the apparatus shown in FIG. The apparatus shown in Figs. 11 and 12 is
Die in Fig. 1 bis 4 dargestellten Wicklungen α eine Anwendung der in Fig. 7 dargestellten Vorwerden durch einen blanken, einzigen oder unter- 55 richtung, deren Schaltbild in Fig. 16 dargestellt ist. teilten Leiter gebildet, welcher mit einander nicht Die beiden Kontaktkränze b und b' kufen gegensinnig berührenden Windungen aufgewickelt ist. Sie stehen längs der Wicklungen, um die Streufelder auszumit Bürsten b in Kontakt, welche elektrisch vonein- gleichen. The windings α shown in FIGS. 1 to 4 are an application of the precedence shown in FIG. 7 by means of a bare, single or lower direction, the circuit diagram of which is shown in FIG. split conductor formed, which is not wound with each other The two contact rings b and b ' skids in opposite directions touching turns. They stand along the windings in order to eliminate the stray fields in contact with brushes b , which are electrically identical.
ander isoliert, in beliebiger Zahl vorhanden und Der in Fig. 13 und 14 dargestellte Apparat istother isolated, present in any number and the apparatus shown in Figs. 13 and 14 is
mechanisch miteinander verbunden sind. 60 eine Anwendung der in F i g. 10 und 15 dargestelltenare mechanically interconnected. 60 an application of the in FIG. 10 and 15 shown
In F i g. 1 kann jede Bürste in den Zwischenraum Vorrichtung. Die Wicklungen α und a' sind flach-In Fig. 1 can each brush in the gap device. The windings α and a ' are flat
zwischen Windungen einer Wicklung eingeschrieben liegend aufgewickelt, wobei die Windungen in zu derbetween turns of a winding inscribed lying wound, the turns in to the
werden, ohne ihn zu berühren. Wie jedoch in F i g. 2 Achse des Kerns senkrechten Ebenen liegen. Diewithout touching it. However, as shown in FIG. 2 axis of the core are perpendicular planes. the
dargestellt, ist es bisweilen vorzuziehen, jede Bürste Kreuzungsstellen liegen auf Mantellinien des Auf-shown, it is sometimes preferable for each brush crossing points to lie on the surface lines of the
durch mehrere Bürsten (bei dem dargestellten Fall 65 wickelzylinders.by several brushes (in the case shown 65 winding cylinder.
zwei Bürsten) zu ersetzen, so daß keine Gefahr be- Die leeren Räume zwischen den Windungen dertwo brushes) so that there is no danger of loading the empty spaces between the turns of the
steht, daß konstruktionsgemäß oder durch spätere Wicklung« werden von den Windungen der Wick-stands that, according to the design or by subsequent winding, "the turns of the winding
Verformung eine Bürste eine Windung kurzschließt. lung α' eingenommen, und die Bürsten, welche auchDeformation of a brush short-circuits one turn. lung α ' taken, and the brushes, which too
die Kontaktbrücken b, c, b' sind, können zwischen die Windungen der Wicklung α eingeschrieben werden, ohne sie zu berühren, wobei die Bürsten jedoch mit der Wicklung«' in Berührung stehen.the contact bridges b, c, b ' can be written between the turns of the winding α without touching them, but the brushes are in contact with the winding'.
Die Bürstengruppen von zwei Windungshälften sind um den halben Wicklungsschritt gegeneinander versetzt. Wenn sich eine Gruppe in dem leeren Raum zwischen Windungen befindet, stellt die andere Gruppe einen Kontakt zwischen den beiden Wicklungen α und ά auf etwa der Hälfte ihrer Breite her.The brush groups of two turn halves are offset from one another by half a winding pitch. When one group is in the empty space between turns, the other group makes contact between the two windings α and ά over about half their width.
Die Bürsten der gleichen Gruppe sind nicht mehr unbedingt voneinander isoliert, da sie nicht mehr die Elemente der gleichen Kontaktbrücke sind. Die Änderung der Spannung erfolgt in Stufen, deren Wert gleich der Spannung einer halben Windung ist.The brushes in the same group are no longer necessarily isolated from one another as they no longer have the Are elements of the same contact bridge. The change in voltage occurs in steps, their value is equal to the voltage of half a turn.
Die Windungen s' zwischen den Enden der Wicklungen α und a' und den beiden Bürstenkränzen b, b' sind ausgeschaltet, wie dies schematisch in Fig. 15 dargestellt ist.The turns s' between the ends of the windings α and a ' and the two brush rings b, b' are switched off, as is shown schematically in FIG.
Diese Vorrichtung gestattet den Ausgleich der ao Spannungen an einem Mehrphasentransformator durch getrennte Regelung jeder Phase.This device allows the ao voltages to be balanced on a polyphase transformer through separate regulation of each phase.
Fig. 16 zeigt schematisch, wie die erfindungsgemäße Vorrichtung die Herstellung von Regelverbindungen zwischen zwei umgekehrten in Reihe geschalteten Spartransformatoren ermöglicht. Die Verstellung der Kontakte verändert allmählich das Verhältnis zwischen der Eingangsspannung und der Ausgangsspannung der Spartransformatorgruppe.Fig. 16 shows schematically how the invention Device establishing control connections between two inverted series-connected Autotransformers allows. Adjusting the contacts gradually changes the relationship between the input voltage and the output voltage of the autotransformer group.
F i g. 17 und 18 zeigen eine andere Ausführung der Erfindung, welche die Wicklungsanordnung der F i g. 9 benutzt, bei welcher die Wicklungen α und ä gegensinnig um einen Ringkörper gewickelt sind. In diesem Fall geht die Wicklung nach jeder Windung von einer Ringkörperhälfte auf die andere über, wobei sich die Wicklungsricbtung umkehrt.F i g. 17 and 18 show another embodiment of the invention incorporating the winding arrangement of FIGS. 9 used, in which the windings α and ä are wound in opposite directions around an annular body. In this case, the winding passes from one ring body half to the other after each turn, with the winding direction being reversed.
Die Kontaktbrücken werden durch Rolleng gebildet, welche die Verbindungen b, b' zwischen den Wicklungen α und d herstellen. Die zwei Windungen miteinander verbindenden Rollen g liegen nebeneinander in einer Ausnehmung, welche sich vor den Wicklungen verstellt, wobei sie sich um die Achse des Ringkörpers dreht.The contact bridges are formed by rollers, which establish the connections b, b ' between the windings α and d . The rollers g connecting two turns to one another lie next to one another in a recess which moves in front of the windings, rotating around the axis of the ring body.
Die Rollenreihen g kippen abwechselnd über die Wicklungen« und a' und stellen so paarweise Verbindungen zwischen vier aufeinanderfolgenden Windungen her, d. h., sie schalten zwei Windungen parallel.The rows of rollers g alternately tilt over the windings and a ' and thus establish pairs of connections between four successive windings, that is to say they connect two windings in parallel.
Zwischen zwei Einstellungen ist die angetriebene Bürstengruppe ausgeschaltet, wenn sie über eine Wicklung geht, was der Stellung der Bürsten entspricht, wenn sie sich in einem leeren Raum zwischen Windungen befinden.The driven brush group is switched off between two settings if it has one Winding goes on, which corresponds to the position of the brushes when they are in an empty space between Turns.
Claims (6)
Deutsche Patentschriften Nr. 296 852, 557 821,
552, 702 565;Considered publications:
German patents No. 296 852, 557 821,
552, 702 565;
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