DE1613788A1

DE1613788A1 - Umschalteinrichtung fuer eine mit Abgriffen versehene Induktivitaet

Info

Publication number: DE1613788A1
Application number: DE19681613788
Authority: DE
Inventors: Lamberton Clifford John
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1967-01-27
Filing date: 1968-01-20
Publication date: 1971-04-22
Also published as: CH470739A; GB1200246A; US3474326A; ES349528A1; SE344846B; FR1562952A

Description

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Eigenes Zeiöhen: 541^- Fs/Ja

General Electric Company, Scnenectady, Κ..Ϊ.

!^schalteinrichtung für eine mit Abgriffen versehene In-

Die Erfindung betrifft eine Umschalteinrichtungfür eine zur Spannungsänderung mit Abgriffen yersehene Induktivität und insbesondere Einrichtungen, um wahlweise Induktivitätsabschnitte zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses bei Transformatoren miteinander zu verbinden« Derartige ümschalt·- einrichtungen sind besonders günstig für Autötransfprmatoren oder Transformatoren mit einer Primär- und einer Sekundärwicklung.

Obwohl die Erfindung für Scheiben- und Zylinderwicklungen anwendbar ist, sollen die Ziele land Vorteile der Erfindung kurz an Hand einer Erörterungder bisher üblichen Zusammenschaltung von yickltingsabschnitten bei schraubenförmig ge-

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wickelten Zylinderwicklungen betrachtet werden. Die Wicklungsatschnitte, derartiger Induktivitäten sind unabhängig davon, ob sie an einem Ende oder in einem mittleren Teil der Wicklung liegen, im allgemeinen zwischen eine oder mehrere Wieklungslageh gewickelt. Das bedeutet, daß der Wicklungsabschnitt in einer Lage parallel zu der Wicklung verläuft; wobei die Enden des Abschnitts durch Leitungen mit dem Abgriffanschluß verbunden sind. Bei einer solchen Wicklung sind die einzelnen Wicklungsabschnitte im allgemeinen in Serie geschaltet,. so daß ein offener Schaltkreis entsteht, wenn Abgriffe unbenutzt sind. Da die Wicklungsabschnitte ineinander gewickelt sind, treten zwischen physikalisch unmittelbar nebeneinanderliegenden Enden derartiger Abschnitte, die jedoch elektrisch nicht miteinander verbunden sind, größere Spannungen auf, als der Windungsspannung der Hauptwindungen entspricht. Diese Spannungsdifferenz und die sich daraus ergebende Beanspruchung der Windungsisolation nimmt proportional mit der Anzahl der zwischengewickelten Wicklungsabschnitte zu. Somit bleiben beim Herausgreifen von in Serie geschalteten Wicklungsabschnitten unbenutzte Wicklungsabschnitte zurück, die zu dem induktiven Gesamtverlust der Wicklung beitragen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anzahl der Wicklungsabschnitte zu verringern und jeden Abschnitt möglichst in einem stromführenden Schaltkreis anzuordnen.

Dies wurde in gewisser Hinsicht auch bisher bereits erzielt, indem einige oder alle Wicklungsabschnitte wahlweise im .Wick—

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lungssinn öder gegen den Wicklungsinn mit der Hauptwicklung zusammenarbeiten. Auf diese Weise kann die Anzahl der er^ forderlichen Wicklüngsabschnitte auf die Hälfte^der fur eine einfache Ser^enschaltiiag benötigten reduziert werden. Bei einigen Anwendungsfällen sind jedoch sehr geringe zusätzliche Abgriffsspannungen erwünscht,wobei die Spannungsunterschiede auf die Größenordnung einer einzigen Windung bezögen werden. Um eine derartige Feinabstimmung bei im Wicklungssinn und Gegenwicklungssinn benutzten Wicklungsabschnitten zu ermöglichen, wird eine sehr große Anzahl von Wicklungsäbschnitten mit entsprechend zugehörigen !leitungen und Abgriffsanschlüssen notwendig. Eine große Anzahl von Wicklungs ab schnitt en aus Einzelwindungen erfordert sehr viel Wicklungsräum und ist außerdem teuer in der Herstellung, da die Micklungsabsohnitte aus einer einzigen Windung schwierig herzus te 11 en sind* Es ist daher eine weitere Aufgabe der Erfindung, ;ein<=L Induktivität zu schaffen, bei der kleine Spanriungsänderungen mit Hilfe einer geringen Anz'ahl von verhältnismäßig großen Wicklungsabschnitten erzielbar sind. -

Diese Aufgabe wird im wesentlichen dadurch gelöst,daß Abgriff sanschlüsse an Jedem Ende der Zusatzwicklungsabschnitte vorgesehen sind, die zwischen ihren Enden ungleiche Zusatz spannungen aufweisen, daß ein erster leitungsanschluß an dem einen Ende des Hauptwicklungsabschnitts vorgesehen ist, daß Schaltereinrichtuiigen zur wahlweisen Yerbindung. von einem oder mehreren .,der Zus at zwicklungs ab schnitte in

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einer beliebigen vorgegebenen Serienschaltung zwischen dem einen Ende des HauptwicklungsabSchnitts und einem zweiten Leitungsanschluß vorhanden sind, und daß die Schaltereinrichtungen für die beiden Zusatzwicklungsabschnitte zumindest eine gleichsinnige Serienschaltung oder gegensinnige Serienschaltung derselben mit der Hauptwicklung zulassen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Transformatorwicklung mit einem Hauptwicklungsabschnitt vorgesehen, der mit zumindest zwei Zusatzwicklungsabschnitten zusammengewickelt ist. Die Zusatzwicklungsabschnitte weisen eine voneinander abweichende Anzahl von Windungen auf. Vorzugsweise unterscheidet sich die Windungszahl der beiden Zusatzwicklungsabschnitte lediglich um eine einzige Windung, wobei jeder Zusatzwicklungsabschnitt nur eine verhältnismäßig kleine Anzahl von Windungen aufweist, z.B. zwei oder drei. Jeder der Zusatzwicklungsabschnitte ist elektrisch von dem anderen getrennt und mit Leitungsanschluss en an jedem Ende versehen. Durch geeignete Schaltereinrichtungen ist eine Vielzahl von Schaltungsverbindungen möglich, so daß jeder der beiden Zusatzwicklungsabschnitte getrennt gleichsinnig und/oder gegensinnig in Serie mit dem Hauptwicklungsabschnitt geschaltet werden kann. Dabei können die beiden Zusatzwicklungsabschnitte auch untereinander gleichsinnig oder gegensinnig zusammengeschaltet sein. Es ist ferner vorgesehen, daß die Zusatzwick-

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lungsabsehnitte überbrxickbär sind*

Eine beispielsweise Ausfülirungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt; es zeigen:

Fig.1 den schematischen Aufbau einer Induktivität mit zwei in Serienschaltung angebrachten Zusatzwicklungsabschnitten;

!ig,2 die schematische Darstellung einer schichtweise aufgebauten Wicklung, bei der die Zusatzwicklüngsabschnitte gemäß Fig. 1 elektrisch angeschlossen sind;

!ig.3 das Schaltbild einer Induktivität mit zwei Zusatzwicklungsabschnitten, die wahlweise entweder in gleichsinniger oder gegensinniger Richtung mit dem Hauptwicklungs abschnitt zusammenschaltbar sind;

Pig.4 ein Schaltbild einer Induktivität mit zwei ungleichen Züsatzwicklungsabschnitten, wobei diese in einer Vielzahl voh Möglichkeiten in gleichsinniger oder gegensinniger Richtung mit der Hauptwicklung zusammenschaltbar sind und dadurch eine schrittweise Spannungsänderung zulassen;

Fig.5 das Schaltblld einer mit Zusatzwicklungen versehenen Induktivität entsprechend der gemäß Fig.4 sowie ochaltereinrichtungen, um die Zusatzwicklungsabschnitte mit dem Hauptwicklungsabschnitt in vor-* gesehener V/eise gemäß der Erfindung zu verbinden.

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In Fig.1 ist eine Induktivität in Form einer Transformatorwicklung dargestellt, die zwischen zwei Leitungsanschlüssen I/l und L2 geschaltet ist und einen Hauptwicklungs ab schnitt M sowie awei in Serie dazu geschaltete Zusatzwicklungsabschnitte T1 und T2 aufweist« Die beiden Zusatzwicklungsabschnitte sind in herkömmlicher Weise mit dem Hauptwicklungsabschnitt in Serie geschaltet, wobei Abgriffsanschlüsse i,.

2 und 3 an den Enden eines Jeden Zusatzwicklungsabschnitts vorgesehen sind. Der Abgriffsanschluß 2 ist den Zusatzwicklungsabschnitten T1 und T2 gemeinsam zugeordnet. Ein verschiebbarer Schleifer 4 ist mit dem Leitungsanschluß L2 verbunden und ist mit einem der Abgriffsanschlüsse 1, 2 oder

3 wahlweise verbindbar.

In Fig.2 ist der Schichtaufbau einer Induktivität gemäß Fig.1 schematisch dargestellt. Dabei ist der Hauptwicklungsabschnitt M als separate Lage aufgebaut, neben dem die beiden Zusatzwicklungsabschnitte in axialer Richtung gemeinsam angeordnet sind. Die der Fig.1 entsprechenden Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Es ist selbstverständlich auch möglich, die beiden Zusatzwicklungsabschnitte gegensinnig und in einer oder mehreren der Hauptwicklungslagen einzuwickeln.

In Fig.3ist eine bekannte Anordnung dargestellt, bei welcher die Hauptwicklung M mit zwei Zusatzwicklungsabschnitten 11 und T2 versehen ist, die entweder einzeln oder zusammen ■

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gleichsihhig oder gegensinnig mit der Hauptwicklung M zusammenschaltbar sind. Die ZusatzwieklungsabschnitteT1 und Ϊ2 der FAgv3 sind miteinander in Serie geschaltet« Es sind ferner zwei Auswahlschalter 4 und 4¹ vorgesehen. Der Auswahlschalter 4 verbindet,die Zusatzabsehnitte, wie in den Fig. 1 und 2 mit dem Leitungsansehluß 12. Der^^ Auswahl schalter 4* ist zwischen den Hauptwicklungsabschnitt M und die Zusatzwicklungsabschriitte geschaltet. Es sind -jeweils drei Kontaktsätze vorgesehen, die mit dem Schleifer des Auswahlschalters 4 bzw.. 4¹ zusammenwirken.

Wie ohne weiteres verstandlich ist, können die Schleifer der Auswahl schalter 4 -und 4 V gemäß Fig. 3 für eine gemeinsame Schaltbewegung in entgegengesetzter Richtung ausgehend von der in der Zeichnung dargestellten Position miteinander verbunden sein. Die Schleifer der Auswahlschalter 4 und 4¹ können auch unabhängig voneinander betätigbar sein, so daß die Zusatzwicklungsabschnitte ΦΊ- iind T2 in eine Vielzahl währbarer Kombinationen zwischen dem Leitungsanschluß L2 und dem Hauptwicklungsabschnitt M zusammensehaltbar sind. Zum Beispiel sind in der in Fig. 3 dargestellten. Stellung . der Aiiswahls ehalt er 4 und 4' , die beiden Zusatzwicklungs- " abschnitte Ti und T2 in Serienschaltung mit dem Hauptwicklungsabschnitt verbunden. ¥ie aus den Hiehtungspfeilen hervorgeht_v sind die Zusatzwicklungsabschnitte Ti und'T2 gleichsinnig miteinander und mit dem Hauptwicklungsabschnitt verbunden. Wenn aus dieser Stellung der Schleifer des Aus-;-"

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wahlschalters .4- auf den Abgriffsanschluß 2 umgeschaltet wird, wird der Zusatzwicklungsabschnitt T2 aus der Serienschaltung herausgenommen, wogegen der Zusatzabschnitt T1 in derselben verbleibt. Wenn nun auch der Auswahlschalter 4* in die Stellung des zugeordneten Abgriffsanschlusses 2 gebracht wird, sind beide Zusatzwicklungsabschnitte ausgeschaltet, so daß nur noch der Hauptwicklungsabschnitt M zwischen den Leitungsanschlüssen IA und L2 in Serie liegt. Wenn nunmehr der Auswahlschalter 4 auf den Abgriffsanschluß 1 umgeschaltet wird, wird der Zusatzwicklungsabschnitt T1 wieder mit dem Hauptwicklungsabschnitt in Serie geschaltet, jedoch im entgegengesetzten Wicklungssinn, so daß die an den beiden Wicklungsabschnitten auftretende Spannung einander entgegengesetzt ist. Wenn schließlich der Auswahlschalter 4' auf den Abgriffsanschluß 3 umgeschaltet wird, sind wiederum beide Zusatzwicklungsabschnitte T1 und Q?2 miteinander gleichsinnig in Serie, jedoch zusammen gegensinnig mit dem Hauptwicklungsabschnitt M in Serie geschaltet.

Daraus ergibt sich, daß bei einer Schaltung gemäß Fig.3 auf Grund der verschiedenen Schaltungsmöglichkeiten die beiden ■Zusatzwicklungsabschnitte entweder gleichsinnig oder gegensinnig untereinander sowie gleichsinnig oder gegensinnig mit dem Hauptwicklungsabschnitt M zusammengeschaltet werden können. Bei diesem bekannten Schaltkreis gemäß Fig.3 sind jedoch die beiden Zusatzwicklungsabschnitte T1 und T2 bezüglich des Spannungsabfalls von gleicher Größe, so daß

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die Einstellung von Spannungsstufen _f die kleiner als die an einer einzigen Zusatzwicklung auftretende Spannung sind, nicht möglich ist.

In Fig.4- ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, "bei der eine Induktivität, die aus einem Hauptwicklungsabschnitt M und zwei Zusatzwicklungsabschnitten ΤΪ· und T2 besteht, wahlweise zwischen zwei Leitungsanschlüssen- In und L2 in einer Vielzahl von Kombinationen in Serie geschaltet werden können', wobei die Zusatzwicklungsäbschnitte sowohl zur Spannungserhöhung als auch zur Spannungsverringerung verwendet werden« Die Zusatzwicklungsäbschnitte sind derart ausgelegt, daß Spannungsänderun'generzielbai» sind, bei denen jeder Spannungsschritt eine Größe aufweist, die kleiner als die Spannung irgendeines Zusatzwicklungsabschnittes ist. Dabei' können die erzielbaren Spannungswerte von einem Bereich, ' der kleiner als der Spannungsänteil de^ Hauptwickiungsabschnittes bis zu einem Wert,der größer als der Spannungs-" anteil des Hauptwicklungsabschnittes ist, verändert werden. Zu diesem Zweck sind die Zusatzwicklungsabsdhnitte T1 und 0)2 mit einer verschiedenen Anzahl von Windungen oder in einer sonstigen geeigneten Anordnung aufgebaut, so daß zwischen den Enden der Abschnitte ungleiche öpannungswerteauftreten. Jeder Zusatzwicklungsabschnitt 1st mit jedem seiher Enden mit Abgriff sanschlüssen derart'verbunden, daß keiner der Zusatzwicklungsäbschnitte permanen.t mit dem anderen oder mit dem Hauptwicklungsabschnitt verbunden ist. '

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Gemäß Fig.4 liegt das eine Ende des Zus'atzwicklungsabschnittas T1 an,zwei Abgriffsanschlüssen 10 und 10' und das andere Ende des Zusatzwicklungsabschnittes T1 an zwei Abgriffsanschlüssen 11 und 11'. In gleicher Weise ist das eine End'e des' Zusatzwicklungsabschnittes T2 mit zwei Ab griff sanschlüssen 12 und 12' und das andere Ende des Zusatzwicklungsabschnittes T2 mit zwei Abgriff sanschlüssen 13 und 13' "verbunden. Der Schleifer eines Auswahlschalters 14-, der mit dem Leistungsanschluß L2 verbunden ist, kann wahlweise einen Eontakt mit einem der Abgriffsanschlüsse 10, 11, 12 oder 13 herstellen, während der mit dem einen Ende des Hauptwicklungsabschnittes W verbundene Schleifer des Auswahl schalters 14-' einen Kontakt wahlweise mit einem der Abgriffsanschlüsse 10', 11 ^: 12' öder 13' herstellen kann. Ferner kann ein am Abgriff sanschiuß 12 und 12' liegender Schleifer eines Auswahlschalters 15 wahlweise eine Kbntaktverbindung mit den Abgriffs anschluss en 10 oder 11 herstellen oder in die Posi-tion 16 gebracht werden, in der keine Schaltkreisverbindung hergestellt wird* In'gleicher Weise^; ist der Schleifer des Auswahl Schalters 15' mit dem Abgriff sanschiuß 11 und 11' ^: verbunden und ermöglicht eine wahlweise Verbindung dieser Abgriff sanschlüsse mit dem Anschluß 12' oder 13¹ , wogegen ' * der Schleifer in der Stellung 16' mit keinem Teil der Schaltung verbunden ist. Somit verbindet der Schleifer des Auswahlschalters 14' die Zusatzwicklungsabschnitte mit dem Hauptwicklungsabschnitt, wogegen der Schleifer des Auswahlschalters 14 die Zusatzwicklungsabschnitte mit dem Leitungs-

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anschluß 12. und die S<^leifer der Schalter 15 und 15'■■ den ZtisatzwlcklTingsabscliriitt T1 und 12 in.einer Vielzahl von auswahlbaren Kombinationen miteinander verbinden. Für den Fall, daß es erwünscht ist., können die Schleifer der Auswahlschalter gemäß S¹Ig.Λ für eine gleichzeitige Einstellung miteinander verbunden sein, jedoch wird zum Zwecke der Darstellung angenommen, daßjeder dieser Schleifer unabhängig vom anderen betätigbar ist, um die im folgenden beschriebene Folge von Schaltzuständen einstellen zu können. " ; . ^ ■

In der in lfig.4 dargestellten Position der verschiedenen Schleifer sind die Zusatzwicklungsabschnitte Φ1 und (E2 miteinander tmd mit dem Hauptwicklungsabschnitt M derart in Serie geschaltet, daß eine Vergrößerung der Spannung des Hauptwicklungsabschnittes, wie durch die an den Wicklungen angebrachten Pfeile angedeutet ist, bewirkt wird. Wenn man annimmt,'daß der Zus at zwicklungs ab schnittT1 drei Windungen iind der Zusatzwicklungsabschnitt T2 zwei Windungen aufweist, so besitzt die Serienschaltung dieser beiden Abschnitte die Wirkung von fünf weiteren Windungen, d.h. eine den fünf Windungen entsprechende Spannungserhöhung der an dem Hauplrwicklungs ab schnitt M auftretenden Spannung, Wenn nun der Schleifer des Auswahlschälters Vk vom Abgriffsanschluß 15 zum Abgriffsan- . schluß 12 umgelegt wird, wird der Zusatzwieklungsabschnitt T2 abgeschaltet, so daß nur noch der Spannungsanteil des aus drei Windungen bestehenden Zusatzwieklungsabschnittes T1 zu dem Hauptwicklungsabschnitt M

addiert wird. Wenn der Schleifer des Auswahlschalters 14-zum Abgriffsanschluß 13 zurückbewegt wird und der Schleifer des Auswahlschalters 14-' mit dem Abgriffsachschluß 11' in Verbindung gebracht wird, wird an Stelle des Zusatzwicklungs-

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abschnittes TI'zwei Windungen umfassende Zus at ζ wicklungs abschnitt 12 mit dem Hauptwicklungsabschnitt M in Serie geschaltet und dessen Spannung zu der Spannung des Hauptwicklungsabschnittes addiert. Diese zu dem Hauptwicklungsabschnitt addierte zusätzliche Spannung kann um den Spannungswert einer einzigen Windung verringert werden, indem der Schleifer des Auswahlschalters 14-' zum Abgriffsanschluß 10 ·· zurückgelegt wird, der Schleifer des Schalters 15' mit dem Abgriffsanschluß 13' , der Schleifer des Schalters 14- mit dem Abgriffsanschluß 12 und der Schleifer des Schalters 15 mit der Position 16 in Verbindung gebracht wird. Bei diesem Schaltungsaufbau ist der Zusatzwicklungsabschnitt T1 im Sinne einer Spannungsaddition und der Zusatzwicklungsabschnitt T2 im Sinne einer Spannungssubtraktion mit dem Hauptwicklungsabschnitt M in Serie geschaltet, so daß nur der einer einzigen Windung entsprechende Spannungswert zu ■der Spannung des Hauptwicklungsabschnittes addiert wird. Um den zusätzlichen Spannungsanteil der beiden Zusatzwicklungsabschnitte zu Null zu machen, wird der Schleifer der Schalter 15 und 15¹ in. der in der Zeichnung dargestellten Lage belassen und der Schleifer der Auswahlschalter 14- und 14' Jeweils mit den Abgriffsanschlüssen 11 und 11' in Verbindung gebracht. Es ist offensichtlich, daß in ähnlicher

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Weise durch Verändern der Schaltverbindungen die Zusatz-' Wicklungsabschnitte T1 und T2 derart der Spannung des ■ Häuptwicklungsabschhittes entgegengeschaltet werden können, daß die Spannung um den Wert von Jeweils einer, zwei, drei und fünf Windungen der Zusatzwicklungsabschnitte verringert wird. " ;

Im Interesse einer·klareren und einfacheren Darstellung wurden bei den Beispielen gemäß der J¹IgZi bis 4 die Zusatzwicklungsabschnitte Jeweils⁵ nur mit dem einen Ende eines einzigen Hauptwicklungsabschnittes seri'enmäBig verbunden. Es ist selbstverständlich, daß zwischen die Zu-" satzwicklungsabschnitte und den Leitungsanschluß 1*2 ein weiterer Hauptwicklungsäbschhitt in Serie geschaltet wer-' den kann, so daß die Zusatzw.icklungsabschn.itte zwischen zwei voneinander getrennten Hauptwicklungsabschnitten-angebracht -sind.' Physikalisch können" derartige getrennte Hauptwicklungsabschnitte aus zwei Wicklüngs-Lagen bestehen, zwischen denen die Zus at zwick'lungs ab schnitte angebracht sind. Gemäß der -Erfindung" können die Zus at zwickrungs abschnitte mit einer einzigen oder eiiiei^ iTielzahl von Haupt-Wicklungsabschnitten in beliebiger Weise kombiniert wer-' den. ' -■'■-.-■.■-■- -.·:_...■-■ ■ ■-.. ;_■-■■■

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in Jig.5 dargestellt, die das Schaltbild eines-AutoTransformators zeigt, der zwischen zwei Leitiingsanächrüssen 1/1

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und L2 "liegt und einen Leitungsanschluß L3 besitzt, an dem die veränderliche Sekundär spannung abgenommen werden kann. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5 werden die in Fig.4 schematise!! dargestellten Auswahl schalter in der Weise verwendet, daß die Schleifer physikalisch miteinander verbunden sind und schrittweise synchron weiterschaltbar sind. Die Schalter sind derart miteinander verbunden, daß eine : stufenweise'Spannungsvariation sowohl für die Spannungsvergrößerung als auch für die Spannungsverkleinerung in der erfindungsgemäßen Weise dadurch bewirkt wird', daß Jeder Spannungsschritt kleiner als die an einem Zusatzwicklungsabschnitt auftretende Spannung ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.5 ist die Wicklung eines Autotransformators zwischen zwei Leitungsanschlüsse L1 und L2 geschaltet und besteht aus zwei Hauptabschnitten Ci. und C2 und zwei dazwischenliegenden Zusatz ab schnitt en TT und T2. Die Zusätzabschnitte umfassen drei bzw. zwei Windungen, wie in der Zeichnung dargestellt lsi. Ein Leitungsanschluß L3 für eine veränderliche Sekundärspannung ist mit dem einen Ende der Hauptwicklung C2 verbunden. Die Zusatzwicklung^-' abschnitte Ti und T2 können wahlweise in Serie mit dem Hauptwicklungsabschnitt G1 zwischen die Leitungsanschlus.se L3 und L1 eingeschaltet werden. Es ist selbstverständlich, daß die Induktivität aus den Wicklungsabschnitten Ci, C2, Q?1 und T2 in verschiedenster Weise zwischen die LeitungsanscHlüsse LI und L2 geschaltet werden kann, ohne daß" der mittlere Abgriff des Leitungsanschlusses'L3 verwendet wird, so daß auf diese

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Weise ein !Eranjsformator mit einer Etimar- lind einerSekundärwicklung aiifgebaut werden kann*

Im folgenden wird die Schalt ereinrichtung gemäß Fig. 5 näher beschrieben» Der Auswahlschalter S1 besitzt einen Schleifer , 14-, der mit dem Leitungsanschluß13 ttnd mit dem Hattptwicklungs-" abschnitt 02 verbunden ist* Der Schalter besitzt mehrere Ab-' griffsanschliisse, die mit diskreten Enden der Zusatzwickl-ungsabschnitte T1 und T2 verbünden sind. In gleicher Weise ist ein zweiter Auswahlschalter S2 mit einem Schleifer 14'. versehen, der mit dem Hauptwicklimgsabschnitt 01 verbunden ist und außerdem Abgriff sanschliisse für'die verschiedenen Zusatzwindungsabs ehnitte aufweist. Schließlich ist ein dritter Auswahlschalter S3 vorgesehen^ der einen Schleifer 15 zur Überbrückung von je zwei Anschlüssen besitzi; und mit: den Auswahlschaltern S1 und S2 derart zusammenwirkt, um die Zusatz-. wickluhgs ab schnitte in verschiedenster Kombination in Serie ^zwischen die Hauptiiricklungsäbschnitte Ci und G2 zu schalten, baw. einen oder beide Zusatzwicklungsabschnitte zu überbrücken. Die Schleifer der drei Auswahlschalter S1, S2 undS3 werden, wie schemätisch dargestellt, synchron gleichzeitig schrittweise' weitergeschaltet, indem z.B. mit Hilfe einer Handkurbel 20 und einer Welle 21 Getriebeteile 22 und 23 mit den verschiedenen Schleifern verbunden sind*

Jeder der Auswahischalter SI und S2 besitzt sieben Kontakte, welche alle mit den Tier verschiedenen Enden der Zusatzwicklungsabschnitte OM und T2 verbunden sind. In Fig.5 sind die

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vier verschiedenen Enden der Zusatzwicklungsabschnitte mit · dem Bezugszeichen 31, 32, 53 uncL 34 bezeichnet, die entsprechend auch für die Bezeichnung der zugeordneten Kontak-, te der Auswahlschalter S1 und S2 verwendet werden. Man kann feststellen, daß in jedem Fall mehrere Kontakte desselben Schalters aus einem später noch beschriebenen Grund miteinander verbunden sind. Der Schalter S3 Ist ebenfalls mit sieben Kontakten versehen, jedoch verbindet der Schleifer 15 bei jedem Schaltschritt jeweils zwei nebeneinander liegende Kontakte. Die Kontakte des Auswahlschalters S3 sind ebenfalls mit den verschiedenen Enden 31, 32, 33 und 34 cLer entsprechenden Zusatzwicklungsabschnitte verbunden und deshalb mit den entsprechenden Bezugszeichen versehen. Einer der Kontakte des Auswahlschalters S3 ist mit dem Ende 30 des Hauptwicklungsabschnittes 02 verbunden.

In der in Fig.5 dargestellten Stellung der verschiedenen schrittweise synchron betriebenen Auswahlschalter wird die. drei Windungen umfassende Zusatzwicklung TI gleichsinnig mit den Hauptwicklungsabschnitten 01 und 02 im Sinne der ,eingezeichneten Pfeile in Serie geschaltet, wogegen die Zusatzwicklung T2 abgeschaltet ist. Diese Schalterstellung bewirkt bei der dargestellten Ausführungsformdie maximale Spannungsaddition zu den Hauptwicklungsabschnitten, xtfobei der Schaltkreis von dem Leitungsanschluß L1 über den Hauptwicklungsabschnitt 01,den Kontakt 34 des Schalters S2, den Zusatzwicklungsabschnitt T1, den Kontakt 33 des Schalters und den Hauptwicklungsabschnitt 02 zum Leitungsanschluß L2

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verlauft. BADORiQINAL

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Es sei nun angenommen,.daß die TJfesehalteinrichi^uhg gemäß Fig. ^ im tOir zeiger Sinti um. einen S ehalt schritt weitergedreht wird» so daß der Schaltarm des Schalters S1 den Kontakt 31, der Sehaltarm des Schalters S2 den Kontakt 52 und der Schaltarm des Schalters S3 die Kontakte-30 und 53 "berührt» In dieser Stellung ist der Zusatzwicklungsabsehhitt T2 in den Schaltkreis eingeschaltet, wogegen der ZUsatzwicklungsabschnittTI vom Schaltkreis abgeschaltet? ist. Der Stromkreis verläuft somit von dem Leitungsanschluß 11 über den Hauptwicklungsabschnitt G1, den Kontakt 32 des Schalters S2, aen Zusätzwicklungsabschnitt 12, den Kontakt 31 des Schalters S1 und über den Hauptwicklungsabschnitt C2 zum Leitungsanschluß 1/2. Bei diesem Schaltungsaufbau wird die Spannung der Hauptwicklungs abschnitte um die an den beiden Windungen des Zusatzwicklungsabschnittes T2 auftretende Spannung vergrößert. Wenn nunmehr die Schalter S1, S2 und S3 um einen weiteren Schritt im Uhrzeigersinn weitergedreht werden, werden die beiden Zusat^wicklungsabschnitte Ϊ1 und Φ2einander entgegengeschaltet , so daß der den Hauptwicklungsa^schiiitten- hinzugefügte Spannungsbetrag dem; Wert einer Windung entsjrricht« Diese Spannung ergibt sich aus dem'folgenden Schaltungsaufbau, bei dem der Stromkreis^ vom^ Jjeitungsansehluß 11 ü^ den Hauptwicklungs abschnitt CI, den Kontakt 34- des Schäl ters 82,durch den drei Windungen limfassenden Zusatzwickiüngsab^ schnitt Ti _r der in einer die Spannung vergrößernden Weise in den Stromkreis eingeschaltet ist» über; die Kontakte 3Ί _? 55 des Schalters 35, den aus zwei Wicklungen bestehenden

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Zusatzwicklungsabschnitt T2, der in einem die Spannung verringernden Riclitting in den Stromkreis eingeschaltet ist, über den Kontakt J2 des Schalters S1 und schließlich über den Hauptwicklungsabschnitt C2 zum Leitungsanschluß L2 verläuft. Die Zusatzspannung kann auf Hull verringert werden, indem die beiden Zus atzwicklungs ab schnitte ΤΊ und T2 überbrückt bzw.. abgeschaltet werden, so daß zu der Spannung des Hauptwicklungsabschnittes weder eine Spannung addiert noch von- dieser subtrahiert wird. Dies wird erreicht, indem die Schalter in eine gegenüber der Ausgangsposition dritte Stellung gebracht werden. Dabei ergibt sich ein Stromkreis vom Leitungsanschluß L1 über den Hauptwicklungsabschnitt Ci, den Kontakt JO des Schalters S2 zum Hauptwicklungsabschnitt C2 und über diesen zum Leitungsanschluß L2.

Es ergibt sich aus Fig. 5, daß beim schrittweisen Weiterschalten im Uhrzeigersinn der Schalter S1, S2 und SJ in
die vierte, fünf te und sechste Position bezüglich der Ausgangsposition die verschiedenen Zus atzwicklungs abschnitte
T1 und TZ zunächst in entgegengesetzter Eichtung zusammengeschaltet werden, so daß die Spannung des Hauptwicklungsabschnitts um die Spannung einer Windung verringert wird.
In den anschließenden Schalterstellungen werden die beiden Zusatzwicklungsabschnitte getrennt dem Hauptwicklungsabschnitt entgegengeschaltet, so daß dessen Spannung um eine Spannung verringert wird, die zwei und drei Windungen der
Zusatzwicklungsabschnitte entspricht. Nach einer vollen

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Umdfeliimg del? Sehalteir ergibt sich die Ausgangsschaltkombination, bei der den Haup^wicklungsabschnitten der drei Windungen "umfassende Zusätzwieklungsabschnitt serienmäßig zur GpanmingsvergrößerTing zugeschaltet wird.

Durch die Erfindung werden Einrichtungen .vorgesehen, mit welchen eine minimale Anzahl von Zusatzwicklungsabschnitten einer Induktivität in optimaler Weise verwendet werden können, um eine schrittweise Spannungsänderung der an dem Hauptwicklungsabschnitt auftretenden Spannung nach oben und unten herbeizuführen, wobei die schrittweisen Spannungsänderungen kleiner als die an einem Zusatzwicklungsabschnitt auftretende Spannung ist. Die Erfindung verwendet zumindest zwei Zusatzwicklungsabschnitte mit verschiedener Spannung, jedoch ist eine beleibige Anzahl solcher Zusatzwicklungsabschnitte möglich. Durch weitere Zusatzwicklungsabschnitte kann ein bestimmter Spannungswert schrittweise der Spannung des Hauptwicklungsabschnitts zugezählt oder abgezogen werden. Durch geeignete Schaltereinrichtungen kann die serienmäßige Hinzuschaltung der Zusatzwicklungsabschnitte derart erfolgen, daß die Spannung um kleine Beträge schrittweise über _:einen verhältnismäßig weiten Bereich geändert werden kann. Es sind natürlich auch mehr als ein Paar Zusatzwicklungsabsöhnitte mit verschiedener Spannung verwendbar, wobei diese derart . angeordnet sein können, daß der Spannungsunterschied für _: jedes Paar der gleiche is^, während die absoluten Spannungen der Paare verschieden sind. So können z*B. zwei: Spulen ver-

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wendet werden, wovon die eine zwei und die andere drei Windungen aufweist, wobei ein zweites Spulenpaar vier bzw. fünf Windungen besitzt. Es ist offensichtlich,"daß Schalteinrichtungen, die den beschriebenen gleichen, in der Weise verwendet werden können, daß die kleinen Spannungsunterschiede schrittweise sich über den gesamten für diesen Zweck vorgesehenen Bereich der Spannungsänderung erstrecken.

Die Erfindung ist für jede Art einer induktiven Spule verwendbar, bei der Zusatzwicklungsabschnitte vorgesehen sind, um schrittweise Spannungsänderungen bezüglich der Gesamtzahl der Windungen herbeizuführen. Obwohl die vorausgehenden Beispiele an Hand der Wicklung eines Transformators beschrieben wurden, wobei entweder ein Autotransformator oder ein eine Primär- und Sekundärwicklung umfassender Transformator verwendet werden kann, ist es offensichtlich, daß die Erfindung auch für Drosselspulen verwendet werden kann, die als Verbraucher oder Kompensationseinrichtung in einer Schaltung vorgesehen sind.

Pat ent ansprüche

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Claims

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1. Umschalteinrichtung für eine zur Spannungsvariation mit Abgriffen versehene Induktivität, die einen Hauptwicklungsabschnitt und zumindest zwei Zusatzwicklungsabschnitte umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß Abgriffsanschlüsse an jedem Ende der Zusatzwicklungsabschnitte vorgesehen sind, die zwischen ihren Enden ungleiche ZusatzSpannungen aufweisen, daß ein erster Leitungsanschluß an dem einen Ende des Hauptwicklungsabschnittes vorgesehen ist, daß Schaltereinrichtungen zur wahlweisen Verbindung von einem oder mehreren der Zusatzwicklungsabschnitte in einer beliebigen vorgegebenen Gerienschaltung zwischen dem einen Ende des Hauptwicklungsabschnittes und einem zweiten Leitungsansehluß vorhanden sind, und daß die Schaltereinriehtungen für die beiden Zusatzwicklungsabschnitte zumindest eine gleichsinnige Serienschaltung oder gegensinnige Serienschaltung derselben mit der Hauptwicklung zulassen.

2. Umschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Schaltereinriehtungen zwei wählbare Zusammenschaltungen der beiden Zusatzwicklungsabschnitte in der Serie mit dem Hauptwicklungsabschnitt zulassen, wobei der eine Zusa-tzwicklungsabschnitt bezüglich der Spannung dem

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anderen' entgegengesetzt ist und die daraus sich ergebende Differenz spannung der· Spannung des Hauptwicklungsabschnittes zugezählt oder abgezogen wird.

3. Ums ehalt einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltereinrichtungen eine einzelne Sex'ienschaltung der Zusatzwicklungsabschnitte zum Hauptwicklungsabschnitt zulassen. .

4. Umschalteinrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltereinrichtungen eine Überbrückung bzw. Abschaltung der Zusatzwicklungsabschnitte ermöglichen und gleichzeitig den Hauptwicklungsabschnitt mit den Leitungsanschlüssen verbindet.

5. Ums ehalt einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltereinrichtungen die wahlweise Zuschaltung eines Zusatzwicklungsabschnittes in gleichsinniger oder gegensinniger Richtung zum Hauptwicklungs ab schnitt zulassen.

6. Umschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltereinrichtungen die Zuschaltung der beiden Zusatzwicklungsabschnitte in Serie zum Hauptwicklungsabschnitt zulassen, in der Weise, daß deren Spannung der Spannung des Hauptwicklungsabschnitts entgegem^irkt.

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7· Umschalt elm?ichtung nach Anspruch 2, dadurch g e fee η n ζ ei c h η et,-daß die Schaltereinrichtungen die Zuschaltung der Zusatzwicklungsabschnitte in Serie zum Hauptwickluhgsabschnitt in der Weise zulassen, daß deren Spannung entweder der Spannung des HauptwicklungsalDSchnittes zugezählt oder dieser entgegenwirkt.

8. Ums ehalte inrichtung nach"-Anspruch 7 V dadurch g e k e η η -

ζ ei c h net, daß die Schaltereinrichtungen die Zuschaltung eines jeden der Zusatzwicklungsabschnitte einzeln zum Hauptwicklungsabschnitt derart zulassen, daß dessen Spannung entweder zur Spannung des HauptwicklungsabSchnitts hinzugefügt wird öder dieser entgegenwirkt. ■

9. Üms ehalt einrichtung nach Inspruch 1, dadurch g e k e η η ze i c h η et, daß die Zusatzwicklungsabschnitte gemeinsam mit unterschiedlicher Windungszahl auf den gleichen Teil des Kernes einer induktiven Spule gewickelt sind-

10. Umschalteinrichtung nach Anspruch 9, dadurch ge ken η ^ e i c h η e t, daß die Anzahl der Windungen der Zusatzwicklungsäbschnitte um ungefähr eine Windung; verschieden

11. Umschalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ze ic h η e t, daß die Zusatzwicklungs abschnitt© ineinander gewickelt sind und eine ungleiche Vinduhgsζah'l aufweisen.

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~ ²⁵ ~ B/M3 ORIGINAL