DE159940C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

In Patent 156959, Kl. 21 d, ist gezeigt worden, wie man beim Umschalten (Kommutierung) der Spulen einer geschlossenen Ankerwicklung einen direkten Kurzschluß derselben vermeiden kann, ohne daß der Hauptstrom unterbrochen wird. Dies geschieht dadurch, daß der Anker η parallele Wicklungen erhält, die an Punkten gleichen Potentials durch n-i Widerstände verbunden sind.

Bei allen Wechselstromwicklungen, in deren Spulen größere E. M. Ke. induziert werden, hat man beim Aus- und Umschalten von Spulen dieselben Schwierigkeiten wie bei der Kommutierung von Spulen eines Wechselstromankers.

Im folgenden soll nun gezeigt werden, wie man das oben erwähnte Prinzip allgemein bei Aus- und Umschaltung von Wechselstromspulen verwerten kann.

Man teilt die Spule, die umgeschaltet werden soll, in η parallele Teile, die so angeordnet sind, daß in ihnen annähernd dieselbe E. M. K. induziert wird und daß die Streuinduktion zwischen den einzelnen parallelen Teilen möglichst klein ist. An Punkten gleichen Potentials werden diese η parallelen Wicklungen durch n-i Widerstände verbunden. Beim Schalten darf der Hauptstrom bekanntlich nicht stark geschwächt werden, auch darf keine Spule vollständig kurzgeschlossen werden. Würde man einen gewöhnlichen Zellenschalter anwenden, so wird im Augenblick des Umschaltens ein Widerstand in den Hauptstromkreis eingeschaltet. Wenn dieser Widerstand groß gemacht wird, erhält man eine starke Schwächung des Hauptstromes und große Verluste. Wird er klein gemacht, so entsteht in der durch den Widerstand kurzgeschlossenen Spule ein großer Strom und infolgedessen ein starker Unterbrechungsfunken.

Bei der neuen Anordnung vermeidet man durch Aufteilung der Wicklung in mehrere parallele Teile, daß der Widerstand in den Hauptstromkreis gelegt werden muß. Der Widerstand, welcher für jede Schaltstufe zwischen die parallelen Wicklungen geschaltet ist, kann sehr groß gemacht werden, weil er beim Schalten im Nebenschluß zum Hauptstrome liegt.

In Fig. ί bezeichnen W₁ und W₂ zwei Wicklungen, in denen E. M. Ke. induziert werden und deren Windungen aus- und umgeschaltet werden sollen. Von einzelnen Punkten der Wicklungen führen Abzweigungen zu Kontakten 1,2, 3 und 4. In Fig. 1 sind vier Paare solcher Abzweigungen angenommen. Zwischen jedem Paar Abzweigungen ist ein Widerstand R eingeschaltet, der also die beiden Wicklungen W₁ und W₂ verbindet. Die Wicklungen W₁ und W₂ laufen derart parallel, daß zwischen zwei durch einen Widerstand verbundenen Punkten kein oder nur ein sehr kleiner Spannungsunterschied besteht und daher für gewöhnlich R stromlos ist.

Der Strom wird den parallelen Wicklungen durch die Gleitstücke K₁ und K₀ zugeführt; K₂ gleitet auf zwei Schienen S₁ und S₂. Die

Schiene S₁ steht in Verbindung mit Wicklung VF₁ und S₂ in Verbindung mit VF₂. Sollen Spulen abgeschaltet werden, so werden beide Gleitstücke gleichzeitig (in der Fig. ι nach links) bewegt. In jeder der Zwischenstellungen 4-3, 3-2 oder 2-1 werden durch den Teil K₁ die zwischen 4 und 3, 3 und 2 oder 2 und 1 liegenden Windungen der Wicklungen VF₁ und W.₂ über die Widerstände R kurzgeschlossen. Der Hauptstrom geht jedoch nicht über diese Widerstände, sondern er fließt durch die zwischen den Gleitstücken K₁ und K₂ liegenden Windungen der Wicklungen VF₁ und W₂. Das Schlußstück K₁ soll nicht in den Zwischenstellungen 4-3, 3-2 usf. stehen bleiben, sondern sich in der Ruhelage auf den Knöpfen 4, 3, 2 oder ι befinden. Beim Übergang von einer Ruhelage zur anderen wird der Strom der kurzgeschlossenen Windungen unterbrochen, der dadurch entstehende Funke kann in bekannter Weise durch einen elektromagnetischen Funkenlöscher, dessen Spule F im Hauptstrome liegt, ausgeblasen werden.

Damit der zwischen den Abzweigungen 1 liegende Widerstand R seinen Zweck erfüllt, ist die Schiene S.₂ kürzer als S₁ gehalten, so daß das Schlußstück K₂ die Schiene S₀ nicht berührt, wenn das andere Gleitstück K₁ auf den Kontaktknöpfen 1 steht.

Sind die Gleitstücke K₁ und K₂ in die Stellung 1 gelangt, so sind die Wicklungen W₁ und W₂ stromlos. Sollen die Spulen nicht allein ausgeschaltet, sondern auch umgeschaltet werden können, so ist dieselbe Schalteinrichtung in umgekehrter Anordnung zu wiederholen, wie es in Fig. 1 durch die Schienen S\ und 5'., und die Knöpfe 1', 2' und 3' dargestellt ist.

Die Wicklungen W₁ und VF₂ können auf dem Kern eines Transformators oder auf dem Ständer einer ein- oder mehrphasigen Wechselstrommaschine angeordnet werden.

In Fig. 2 ist außerdem gezeigt, wie die beschriebene Schaltvorrichtung benutzt werden kann, um die Stromzuführungspunkte einer geschlossenen Wicklung zu verschieben. VF₁ und VF₂ stellen die parallelen, in sich geschlossenen Wicklungen dar, 'die an äquipotentiellen Punkten durch je einen Widerstand R verbunden sind. K₁ und K₂ bezeichnen wieder die Gleitstücke und F die Spule für den Funkenlöscher.

Sowohl in Fig. ι wie in Fig. 2 lassen sich die Knöpfe Fig. 1, 2, 3 und 4 durch Kommutatorlamellen ersetzen, zwischen denen, wie in Patent 156959 gezeigt worden ist, die Widerstände angeordnet sind. Das Gleitstück K₁ darf jedoch nur (n-i) Lamellen breit sein, wenn jede Spule aus η parallelen Teilen besteht.

Die Schaltvorrichtung wird jedoch in den meisten Fällen zweckmäßig ähnlich ausgeführt wie die Schaltwalzen gewöhnlicher Gleichstromkontroller.

Handelt es sich um die Aus- und Umschaltung einer einzigen Spule, so ergibt sich die in Fig. 3 dargestellte Anordnung. Hier stellt VF z. B. die Primärwicklung" eines Transformators dar, während VF₁, VF₂ und VF₈ sekundäre Spulen sind. VF₁ und VF₂ liegen parallel und sind aus- und umschaltbar. Man kann also die Spulen VF₁ VF₂ so mit VF₃ in Reihe schalten, daß sich ihre E. M. Ke. addieren oder subtrahieren. Wie in Fig. 1 und 2 wird die Schaltung mittels Gleitstücke vorgenommen. Es läßt sich jedoch, wie Fig. 3a zeigt, das Schalten einfacher mittels zweier zweipoligen Umschalter ausführen. In der Zwischenstellung der Schalter müssen ^₁ und C₁ sowie &₂ und C₂ kurzgeschlossen sein.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Einrichtung zur Vermeidung von Funkenbildung beim Aus- und Umschalten induzierter Spulen von Wechselstromapparaten (Maschinen und Transformatoren), dadurch gekennzeichnet, daß jede Spule aus η parallelen Wicklungen besteht, in denen angenähert gleich große elektromotorische Kräfte induziert werden, und daß für jede Schaltstufe Punkte fast gleichen Potentials durch η -1 Widerstände verbunden sind, so daß ohne Unterbrechung des Hauptstromes die Teile der Spule, welche umgeschaltet werden, nur über die parallel geschalteten Widerstände geschlossen werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.