DE205344C

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Publication number: DE205344C
Application number: DENDAT205344D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 2\h. GRUPPE

EUGEN ASSAR ALEXIS GRÖNWALL,

in LUDVIKA, Schweden.

Vorrichtung an Transformatoröfen. Patentiert im, Deutschen Reiche vom 1. Dezember 1906 ab.

Einer der größten Übelstände an elektrischen Schmelzofen vom sogenannten Transformatortypus hat bis jetzt in der großen Phasenverschiebung bestanden, die von der im allgemeinen bedeutenden magnetischen Streuung herrührt.

Die beiden Stromkreise (die Primärspule

und das Schmelzbad) an elektrischen Trans-

. formatoröfen können infolge der hohen Temperatur des Schmelzbades nicht so nahe aneinandergebracht werden, wie es mit Rücksicht auf die magnetische Streuung wünschenswert wäre. Infolgedessen ist es notwendig, damit die Phasenverschiebung nicht allzu groß und somit auch die erforderliche Maschinenanlage nicht allzu kostspielig wird, besondere Maßregeln zur Verminderung der magnetischen Streuung vorzunehmen.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine für diesen Zweck bestimmte Vorrichtung an Transformatoröfen. Die Erfindung beruht darauf, daß im Wege der streuenden Kraftlinien Spulen angebracht werden, welchen geeigneter Strom zugeführt wird und welche derart angeordnet sind, daß die magnetomotorischen Kräfte, die in ihnen durch den zugeführten Strom erzeugt werden, den Streuungskraftlinien entgegenwirken.

Auf den beiliegenden Zeichnungen werden * zur Veranschaulichung der Erfindung als Beispiele schematisch drei Ausführungsformen veranschaulicht.

Fig. ι zeigt im Vertikalschnitt einen ■ mit der beschriebenen Vorrichtung versehenen Transformatoröfen. Fig. 2 zeigt ebenfalls im Vertikalschnitt einen solchen Ofen mit einer anderen Ausführungsform der Erfindung versehen. Fig. 3 zeigt einen Vertikalschnitt und Fig. 4 in Oberansicht einen mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung versehenen Transformatorofen.

ι und 2 sind die beiden senkrecht angeordneten Schenkel des Eisenkerns des Transformatorofens, die oben und unten mit den beiden Querstücken 3 vereinigt sind. 4 ist das Schmelzbad und 5 die primäre Spule oder Bewicklung mit ihren beiden Stromanschlüssen oder Verbindungsklemmen 6 und 7. 8 und 9 (s. Fig. ι und 2) sind zwei andere Bewicklungen oder Spulen, die dazu bestimmt sind, der primären Streuung gemäß vorliegender Erfindung entgegenzuwirken.

Nach der in Fig. 1 veranschaulichten Vorrichtung ist die eine Klemme 10 der Spule 8 mit der Klemme 11 der Spule 9 verbunden. Die beiden übrigen Anschlüsse oder Klemmen 12 und 13 dieser Spulen werden mit einer äußeren Stromquelle verbunden. Die beiden Spulen 8 und 9 sind derart gewickelt, daß hierbei die elektromotorischen Kräfte, die von den durch den Eisenkern hindurchgehenden Kraftlinien in denselben induziert werden, einander entgegenwirken. Falls keine primäre Streuung vorhanden ist, d. h. falls alle von

der Primärspule 5 in dem Schenkel 1 erzeugten Kraftlinien auch durch den Schenkel 2 gehen, sind hierbei die in den Spulen 8 und 9 erzeugten elektromotorischen Kräfte also gleich (vorausgesetzt natürlich, daß die beiden Spulen die gleiche Anzahl Windungen besitzen), und ^zwischen den Klemmen 12 und 13 ist daher keine Spannung vorhanden. Falls dagegen primäre Streuung vorhanden ist, geht eine größere Anzahl Kraftlinien durch den Schenkel 1 als durch den Schenkel 2, wodurch also die in diesem Falle in den Spulen 8 und 9 induzierten Spannungen nicht mehr einander gleich sind. Angenommen, daß durch den Schenkel 1 eine Anzahl α Kraftlinien und durch den Schenkel 2 b Kraftlinien durchgehen, so wird folglich die in der Spule 8 induzierte elektromotorische Kraft der Zahl α und die in der Spule 9 induzierte elektromotorische Kraft der Zahl b proportional. Da die beiden Spulen 8 und 9 derart geschaltet sind, daß sie einander entgegenwirken, entsteht damit zwischen den beiden Klemmen 12 und 13 ein Spannungsunterschied, dermit α-δ proportional

ist. Da aber a-b gerade die Anzahl der um die Primärspule 5 streuenden Kraftlinien darstellt, folgt hieraus, daß der von der primären Streuung verursachte Spannungsunterschied zwischen den Klemmen 12 und 13 gleich ist mit der Spannung, die in einer Spule mit derselben Anzahl Windungen wie die Spule 8 oder 9 induziert werden würde,' falls alle die primären Streuungskraftlinien gezwungen würden, durch sie zu gehen. Das Spulensystem 8 und 9 wirkt somit in gerade derselben Weise wie eine einzige Spule, durch welche alle die primären Streuungskraftlinien hindurchzugehen gezwungen werden. Daraus folgt schließlich, daß, falls man einen geeigneten Strom durch die Spulen 8 und 9 passieren läßt und die Stärke dieses Stromes so ab-. gemessen wird, daß die magnetomotorische Kraft der fraglichen Spulen gleich und entgegengesetzt mit derjenigen magnetomotorisehen Kraft wird, mit welcher die primären Streuungskraftlinien aus dem Eisenkern aus-

■v zutreten suchen, auch die primäre Streuung dadurch aufgehoben wird.

Es ist zu bemerken, daß, wenn dieser Fall vorhanden ist, der zwischen den Klemmen 13 und 12 induzierte Spahnungsunterschied gleich

"..", Null wird (d.h. das Spulensystem 8 und 9 bildet dann eine induktionsfreie Bewicklung), und daß für das Durchführen der erforderliehen Stromstärke durch das Spulensystem 8, 9 nur so große Spannung nötig ist, als für

. die Überwindung des Ohmschen Widerstandes erforderlich ist.' Dieser Umstand, daß das Spulensystem 8 und 9 nicht eine induzierende Wicklung bildet, ist selbstverständlich von großer Bedeutung. . · : .

Der Strom, mit welchem das Spulensystem 8 und 9 gespeist wird, kann natürlicherweise derselben Stromquelle entnommen werden, die Strom an die primäre Spule abgibt, vorausgesetzt, daß die Spannung dieses Stromes für diesen Zweck geeignet ist. Sollte dies nicht der Fall sein, kann die Spannung mittels eines kleineren Transformators auf einen geeigneten Wert zurückgeführt werden. Es ist selbstverständlich, daß das Spulensystem 8 und 9 auch von einer anderen Stromquelle gespeist werden kann. Voraussetzung ist jedoch hierbei, daß die Bedingungen erfüllt sind,. daß dieser Strom dieselbe oder eine um 75, i8o° verschobene Phase mit dem der Primärspule zugeführten Strom hat, und daß die Periodenanzahl der beiden Ströme gleich ist.

Für den Fall, daß das Spulensystem 8 und 9 mit Strom von" derselben Stromquelle wie die primäre Spule gespeist wird, und dabei eine Transformierung der Spannung erforderlich ist, kann die von Hicks (amerikanische Patentschrift 402671) angegebene sogenannte Sparschaltung mit Vorteil verwendet werden. Diese Anordnung wird in Fig. 2 veranschaulicht.

Der Primärspule oder primären Bewicklung 5 wird, wie vorher angegeben, Strom durch die Klemmen '6 und 7 zugeführt. Die Klemme 12 der Bewicklung 8 aber ist hierbei mit der Klemme 7 der Primärspule verbunden, und die Klemme 13 der Spule 9 ist auf der Primärspule mit einem Punkte 14 verbunden, der so gewählt ist, daß die zwischen der Klemme 7 und dem Punkte 14 herrschende Spannung gerade die für das Spulensystem 8 und 9 erforderliche wird.

Natürlicherweise braucht die Primärspule 5 nicht die in der Zeichnung angegebene Stellung zu haben, sondern kann in irgendeiner geeigneten Weise auf dem Transformatorkern angebracht werden. Ebenso kann die Primärspule in eine Anzahl beliebig angeordneter Abschnitte aufgeteilt werden.

Die Spulen 8 und 9 können auch in einer anderen als auf der Zeichnung veranschaulichten Weise angeordnet werden, und sie können auch in irgendeiner anderen geeigneten Weise aufgeteilt sein.

In Fig. 3 und 4 wird eine andere Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht. In diesen Figuren bezeichnet 15 eine mit Strom von außen gespeiste Bewicklung oder Spule, die derart angeordnet ist und die mit Strom von solcher Beschaffenheit gespeist wird, daß eine magnetomotorische Kraft entsteht,, welche die Streuungskraftlinien, die durch die von dieser Bewicklung umrahmte Begrenzungsfläche 16 des Tränsformatorkerns auszutreten suchen, entgegenwirkt. Selbstverständlich muß der Strom, der der Spule 15 zugeführt wird, von derselben Periodenanzahl und in Phase

mit dem der Primärspule zugeführten Strom oder zu diesem Strom um i8o° verschoben sein. Die Spulen 5 und 15 können selbstverständlich mit Strom von einer und derselben 5 oder auch mit Strom von verschiedenen Stromquellen, gespeist werden, falls nur die oben angegebenen Bedingungen erfüllt werden. In den Fig. 3 .und 4 wird der Einfachheit wegen nur eine nach dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnete Spule oder

■ Wicklung 15 gezeigt; natürlicherweise kann aber eine beliebige Anzahl solcher Spulen an verschiedenen Teilen des Transformatorkerns angeordnet werden, innerhalb oder außerhalb des Schmelzbades oder überhaupt an allen denjenigen Stellen, wo Streuungskraftlinien auszutreten suchen. Ebenso ist es ersichtlich, daß die Form der Spulen, die von ihrer räumlichen Anordnung bedingt ist, beliebig ist, ebenso daß die Windungszahl dieser Spulen und die Spannung des Stromes, womit sie gespeist werden, beliebig gewählt werden können.

Durch die Anwendung der durch die Fig. 1 und 2 veranschaulichten Ausführungsformen der Erfindung wird ihre praktische Verwendbarkeit im Vergleich mit der durch die Fig. 3 und 4 veranschaulichten Ausführungsform wesentlich erleichtert, weil die erforderliche Anzahl von Spulen und damit auch die erforderliche Kupfermenge dadurch vermindert wird.

Claims

Patent-Ansprüche:

I. Vorrichtung an Transformatoröfen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wege der streuenden Kraftlinien Wicklungen oder Spulen liegen, welchen geeigneter Strom zugeführt wird, und die derart angeordnet sind, daß die magnetomotorischen Kräfte, die von dem diesen Spulen zugeführten Strom erzeugt werden, den Streuungskraftlinien entgegenwirken.
2. Ausführungsform der Vorrichtung gemaß Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Begrenzungsflächen (16) des Transformatorkerns von einer oder mehreren Spulen (15) eingerahmt sind, denen von außen Strom zugeführt wird, der von derselben Periodenzahl wie der der Primärspule zugeführte und mit letzterem in Phase oder um 180 ° gegen ihn verschoben ist.
3. Äusführungsform der Vorrichtung gemaß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um verschiedene Teile des Eisenkerns des Transformators zwei elektrisch gegeneinander gekuppelte Wicklungen oder Spulen oder zwei Gruppen solcher Spulen angeordnet sind, welchen von außen derartig beschaffener Strom zugeführt wird, daß die von dem Spulensystem erzeugte magnetomotorische Kraft ganz oder teilweise die magnetomotorische Kraft, die die Streuungskraftlinien aus dem Eisenkern des Transformators auszutreiben sucht, aufhebt.
4. Äusführungsform der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom, der dem für die Veiminderung der Streuung vorgesehenen Spulensystem zugeführt wird, gemäß der sogenannten Sparschaltung von einer geeigneten Anzahl Wicklungen der primären Spule entnommen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

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