DE2016068A1

DE2016068A1 - Stromabnehmereinrichtung, insbesondere für einen Stelltransformatoren oder eine Regulierdrosselspule

Info

Publication number: DE2016068A1
Application number: DE19702016068
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Schmid, Kurt, Solothurn (Schweiz)
Priority date: 1969-04-15
Filing date: 1970-04-03
Publication date: 1970-10-22
Also published as: FR2039184A1; AT303209B; CH506867A; NL7005139A; GB1298884A

Description

Patentanwalt« 2 Q 1 6 O 6 8

Dipl.-Ing. A. Grünecker

Dr.-Ing, H. Kißkeldey

' Dr.-ing. W. Stockmaif . ,. - _ή ι 1Q7Q

München 22, Maximiliansir, 43 " » 3. *' '

Kurt Schmid, Solothurn (Schv/eiz)

Stromabnehmereinrioiitung, insbesondere für einen Stelltransformatoren oder eine Regulierdrosselspule

Es sind Transformatoren bekannt, bei denen zwei isolierte Drähte hochkant satt aneinandergewickelt werden, worauf die der Stromabnahme dienende Kontaktoberfläche zwecks Beseitigung der Isolation angeschliffen wird. Als Stromabnehmer dienen Metallrollen, die über die Wicklungen abrollen. An den Wicklungsenden der Spule befinden sich Begrenzungs-DroBselspulen. Vorzugsweise soll die Spannungsdifferenz benachbarter Windungen klein gehalten werden und darf erfahrungsgemäss 1,3 V nicht überschreiten. '

009843/1264

Die erfindungsgemässe Stromabnehmereinrichtung, insbesondere für einen Stelltransformatoren oder eine Regulier-

mit einem/ drosselspule, mit einem/urant bewickelten Spulenkörper und über die Windungen abrollenden Stromabnehmer, zeichnet sich dadurch aus, dass die Stromabnehmerrolle kollektorartig über den Umfang verteilt angeordnete, voneinander isolierte Stromabnehmerlamellen aufweist und die Windungen auf dem Spulenkörper eine der Lamellenteilung entsprechende Steigung haben, wobei die geradzahligen und die ungeradzahligen Lamellen elektrisch je zu einer Gruppe zusammengefasst und über eine Begrenzungsdrosselspule mit Mittelanzapfung miteinander verbunden sind.

Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des prinzipiellen Aufbaues eines Stromabnehmersystems bei einem Säulentransformator,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kontaktstelle zwischen Wicklung und Stromabnehmer,

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf eine Stromabnehmerrolle,

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht und

Fig. 5 eine Draufsicht der einen Hälfte der Stromabnehmerrolle,

009843/1264

SfcUi.,.

Pig. 6 und 7 eine Seitenansicht und eine Draufsicht auf einen Dreiphasentransformator.

Die Pig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Säulen-Stelltransformators mit einer Stromabnehmereinrichtung. Mit 1 ist die Spule mit einfacher Drahtwicklung bezeichnet, von welcher der Strom über die Stromabnehmerrolle 2 abgenommen wird. Diese Rolle weist auf ihrem Umfang in axialer Richtung verlaufende Stromabnehmerlamellen 3 auf, wobei die geradzahligen und die ungeradzahligen Lamellen elektrisch je zu einer Gruppe 4 zusammengefasst sind, welche zwei Gruppen über eine Begrenzungsdrossel 5 mit Mittelanzapfuhg miteinander verbunden sind. Der von der Drosselspule 5 abgenommene Strom wird über die Stromschiene 6 abgeleitet.

Aus der Pig. 2 ersieht man den säulenartigen Spulenkörper 7 aus Isoliermaterial mit den einzelnen hochkant gewickelten Windungen 8a und Sb. Die Windungen sind ■ entsprechend der Lamellentellung in schraubenförmigen Nuten geführt oder in zahnstangenartigen oder rechen-' artigen5 in der Spulenlängsrichtung angeordneten Führungsstäben abgestützt. Die zur Spule gehörende Rolle 2 weist über ihren Umfang verteilte Stromabnehmerlamellen 3a und 3b auf, deren Teilung der WindungsSteigung entspricht.

0098 43/126A

Jede Lamelle 3 der Rolle weist eine axial verlaufende Rinne 9 von keilförmiger Querschnittsform auf, in die der abgerundete Kopfteil des Drahtes 8 einrastet. Damit erhält man eine Zweipunktauflage pro Windung, die eine einwandfreie Kontaktgabe gewährleistet. Die Spule 1st am ganzen Umfang als Kontaktbahn benutzbar, so dass sie bei allfälliger Revision beispielsweise um 10° versetzt wieder montiert werden kann. Zu diesem Zweck kann die Spule eine Spannvorrichtung aufweisen, die eine Verspannung des die Wicklung tragenden Teiles mit dem Eisenkern der Spule bewirkt .

Eine praktische Bauart der Stromabnehmerrolle, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, besteht darin, dass zv/ei identische topfartige Hälften 11 (Pig. 4 und 5), 11 und 11' in Fig. 3, deren Topfrand rechenartig ausgebildet ist, derart axial ineinandergeschoben werden, dass die als Lamellen dienenden Zacken 3a bzw. 3b mit Spiel und voneinander isoliert ineinandergreifen. In jedem Zwischenraum 3b' zwischen den Zacken 3a kommt dann eine Zacke 3b der anderen Hälfte 11' zu liegen. Der Spielraum zwischen den Lamellen 3a und 3b ist mit Isoliermaterial 12 auege füllt. Durch die mittig in der Rolle 2 angeordnete Isolier platte 13 ist die Rolle elektrisch ebenfalls in ewei Hälften geteilt, wobei ^ede Hälfte mit der einen Seite der Drosselspule 5 verbunden ist.

009843/1264

Die Rolle ist am Joch I4 gelagert,'wobei die Lagerzapfen 15 des Jochs als Halbachsen ausgebildet sind und in bekannten Multikontaktbuchsen 16 der Rolle liegen,was einen einwandfreien Uebergang des Stromes gewährleistet. Mit 17 sind die beiden Federn bezeichnet, die die Rolle gegen die Spule drücken und die vorzugsweise quer zur Rollenachse versetzt sind. Mes gestattet, dass die Rolle bei ihrer Fortbewegung eine sogenannte Schrittbewegung durchführt.

Beim Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 6 und 7 handelt es aich um die Anordnung eines Dreiphasentransformators, der für jede Phase das Stromabnehmersystem aufweist. Alle drei Rollen 2 sind auf dem Schlitten 18 befestigt, der den Führungen 19 entlang parallel zu den Axen der Spulen 1 verschiebbar ist, wobei die Lamellen über die Drahtwindungen der zugeordneten Spulen 1 abrollen. Der Sohlitten ist doppelbödig ausgebildet, und die Rollen sowie die dahinter angeordneten Begrenzungsdrosselspulen liegen verschalt darin und leicht beweglich "befestigt. Von dehjDrosselspulen führen die Mittelanschlüsse 20 zu den Multikontaktbuoheen 22, in welchen die Axial-Stromschienen 6 gleiten.

Gegenüber den bekannten Stelltransformatoren mit Doppel&yaht-Wiofclung, Metallrollen-Stromabnehmer und

008843/1264

Begrenzungsspulen an den beiden Wicklungsenden weist der beschriebene Stelltransformator u.a." folgende Unterschiede auf:

a) Die Spulen sind mit blankem abgerundetem Flachkupferdraht mit voneinander distanzierten Windungen " bewickelt.

b) 'Die kollektorartig ausgebildeten Stromabnehmer-Laufrollen kontaktieren zahnradartig abwechslungsweise mit Je einer der elektrisch getrennten Hälften mit den Windungen der Spulen.

c) Die beiderends der Spule angeordneten zwei Begrenzungsdrosselspulen sind durch je eine direkt mit der Stromabnehmerrolle verbundene mitbewegte Drosselspule ersetzt.

Aus der beschriebenen Anordnung ergeben sich u.a. nachstehende technische Vorteile.

Die zu 80 i> freiliegende, blanke Draht oberfläche gewährleistet eine optimale Wärmeableitung an den Spulen

1 und erlaubt daher gegenüber einer kompakten Wicklung eine wesentlich höhere Beanspruchung und Belastbarkeit.

Bei einem gewählten Abstand der Windungen 8 von ca,

2 mm ist eine Zerstörung der Spulen 1 durch Windungeaohlusa, herrührend von Kommutationsfunken auf der lauffläche nioht mehr denkbar.

009843/1264

Die beschriebene kollektorartige Laufrolle 2 vollzieht kein kontinuierliches Abwälzen, sondern schaltet schrittweise von Windung 8a zu Windung 8b. Durch die bewegliche Anordnung der Rollen 2 und die Anordnung der Kontaktdruckfedern 17 wird beim Verstellen von einer Windung zur andern ein Schalteffekt erziehlt, der die Lichtbogenzeit beim Abschalten einer über die Begrenzungsdrossel 5 kurzgeschlossenen Windung wesentlich verkürzt. Daraus resultiert eine höhere KontaktbeiastbarkGit und gegenüber Stelltransformatoren bekannter Art mit Kohlenrollen eine Dimensionierung mit doppelter Windungsspannung.

Bei der bekannten Doppeldrahtwicklung wird der Windungs-Kurzschlussstrom durch die an beiden Spulenenden angeordneten Drosselspulen und die Spulenimpedanz der Säule begrenzt. Diese Säulen-Impedanz ist lastabhängig und vom Stromabnehmer aus gesehen je.nach Stellung im oberen Teil verschieden zum unteren Teil (Sparschaltung). Durch die Anordnung einer einzigen mitfahrenden Begrenzungsdrossel 5 auf dem Stromabnehmerschlitten 18 selbst ergibt sich eine last- und stellungsunabhängige konstante Begrenzungs-Impedanz .

Die für die Lagerung der kollektbrartigen Rolle 2 und die Führung der Axial-Stromschienen 6 verwendeten ^ultikontaktbuchsen 16 weisen ca. 70 Berührungspunkte auf

009843/1264

ORIGINAL INSPECTED

und sind mit 125 A dauernd belastbar· Sie ergeben daher besonders sichere und groseflächige Uebergangskontakte und eliminieren so eine weitere oft beobachtete Störungequelle herkömmlicher Systeme»

Die keilförmigen Lamellenrinnen 9 der Rolle 2 ergeben mit dem abgerundeten Drahtprofil der Spule 1 eine Zweipunktauflage pro Windung und gewährleisten so eine einwandfreie Kontaktgabe.

Das beschriebene Stromabnehmersystem eignet sich u.a. auch vorzüglich für die Verwendung bei Drosselspulen mit Eisenkern oder luftdrosselspulen.

ORIGINAL INSPECTED 009843/ 12 6 A

Claims

Patentansprüche

Il.J Stromabnehmereinrichtung, insbesondere für einen Stelltransformatoren oder eine Regulierdrosselspule, mit einem mit einem Draht bewickelten Spulenkörper und über die Windungen abrollenden Stromabnehmer, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromabnehmerrolle (2) kollektor jartig über den Umfang verteilt angeordnete, voneinander isolierte Stromabnehmerlamellen (3) aufweist und die Windungen (8) auf dem Spulenkörper eine der Iiamellenteilung entsprechende Steigung haben, wobei die geradzahligen und die ungeradzahligen Lamellen (3, 11) elektrisch je zu einer Gruppe zusammengefasst und über eine Begrenzungsdrossel (5) mit Mittelanzapfung (20) miteinander verbunden sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule aus hochkant gewickeltem Draht (8) besteht, .

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, daduroh ge- kennzeichnet, dass die Windungen aus einem blanken, nioht isolierten Draht (8) bestehen.

008843/1284

in

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen (8) in einer der Lamellenteilung entsprechenden schraubenförmigen Nute geführt sind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, -dadurch gekennzeichnet> dass die Windungen in Zahnstangenartigen oder rechenartigen_s in der Spulenlängsrichtung angeordneten Führungsstaben abgestützt sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromabnehmerrolle (2) aus zwei annähernd identischen, axial ineinandergeschobenen, topfartigen Hälften (11) besteht, deren Topfränder rechenartig ausgebildet sind, wobei beim Zusammenbau deren Zacken voneinander isoliert als Stromabnehmerlamellen (3) ineinandergreifen.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromübertragung von den Lamellen über eine Multikontaktbuchse (16) der Stromabnehmerrolle (2) auf eine darin, gelagerte Achse oder Halbachse (15) erfolgt.

Θ. Einrichtung nach einem der Ansprüohe 1 bie 7i daduroh gekennzeichnet, dass jede Lamelle (3) eine aur Holle (2) axial verlaufende Rinne (9) aufweist, in wtlohe

009843/1264 .

der Wickeldraht (8) beim Abrollen eingreift.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rinne (9) keilförmig und der Kopf des Wickeldrahtes (8) abgerundet ist»

10» Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet," dass auf die Stromabnehmerrolle (2) mindestens eine Feder (17) wirkt, die sie gegen die Windungen (8) der Spule (1) presst.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Federn (17) angeordnet sind, die quer zur Rollenachse versetzt sind.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius der Rolle (2) und

- . ■ ■

der Abstand zwischen zwei Windungen (8) derart gewählt wird, dass höchstens zwei lamellen (3) mit je einer Windung (8) in Kontakt stehen.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 für einen Mehrphasentransformator oder eine MehrphasendroBselspule, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Stromabnehmerrollen (2) in gleicher Ebene auf einem parallel zu den Achsen der zugehörigen Spulen (1) beweglichen Sehlitten (18) angeordnet sind.

009843/1264

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schlitten (18) pro Stromabnehmerrolle (2) je eine Begrenzungsdrosselspule (5) mit Mittelanzapfung (20) und einstellbarem Luftspalt angeordnet ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14» dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (18) pro Stromabnehmerrolle (2) mit einer Stromschiene (6) verbunden ist.

16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15» dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (1) als Säule oder Ring ausgebildet ist.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, gekennzeichnet durch eine schrittweise Schaltung·der Stromabnehmerrolle (2) von Windung (8) zu Windung (8).

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule (l) über eine lösbare Spannvorrichtung mit ihrem Eisenkern verspannt ist.

19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der die Wicklung (8) tragende Teil der Spule (1) nach Lösen der Spannvorrichtung um ihre Achse drehbar ist.

20. Verwendung der Stromabnehmereinriohtung naoh einem der Ansprüche 1 bis 19 bei Drosselspulen mit Eisen kern oder Luftdrosselspulen.

COPY

24370D

0098A3/1264

Leerseite

COPY