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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

— JKS 227565 KLASSE 21 d. GRUPPE- JKS 227565 CLASS 21 d. GROUP

in FRANKFURT a. M.in FRANKFURT a. M.

Potentialregler. Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Januar 1910 ab. Potential regulator. Patented in the German Empire on January 21, 1910.

Bei Potentialreglern hat man gewöhnlich mit einer schädlichen Drosselung in der Primär- und Sekundärwicklung zu tun, welche durch den induktiven Spannungsabfall der Streuung in diesen Wicklungen verursacht wird.With potential regulators one usually has a harmful throttling in the primary and secondary winding to do, which is caused by the inductive voltage drop of the leakage in these windings will.

Das Entstehen dieser Streuung läßt sich an Hand der Fig. ι durch folgende Betrachtung erläutern:The emergence of this scattering can be seen on the basis of FIG. 1 through the following consideration explain:

ίο In der Fig. ι bedeutet der innere bzw. äußere Kreis die Primär- bzw. Sekundärwicklung eines Induktionsreglers. Bildet nun die primäre Wicklung einen Winkel α mit der Sekundärwicklung, so kann man die Sekundärwicklung in zwei Teile zerlegen: einen Teil, welcher konachsial zu der Primärwicklung liegt und der in der Zeichnung durch dick ausgezogene Bögen a₂ b₂ und c₂ d₂ dargestellt ist, und einen zweiten Teil — in der Zeichnung durch dünnere Bögen a₂ C₂ und b₂ d₂ dargestellt —, der in bezug auf die Achse der Primärwicldung senkrecht steht.ίο In Fig. ι the inner or outer circle means the primary or secondary winding of an induction regulator. If the primary winding forms an angle α with the secondary winding, the secondary winding can be divided into two parts: a part which is conaxial to the primary winding and which is shown in the drawing by thick arcs a ₂ b ₂ and c ₂ d ₂ and a second part - represented in the drawing by thinner arcs a ₂ C ₂ and b ₂ d ₂ - which is perpendicular with respect to the axis of the primary winding.

Das durch die letzteren Teile erzeugte oszillierende Feld vermag wegen seiner senkrechten Lage zu der Primärwicklung auf diese keine Wirkung auszuüben, ist daher als ein sekundäres Streufeld anzusehen.The oscillating field generated by the latter parts is capable of being due to its perpendicular Able to exert no effect on this primary winding, is therefore considered a secondary View the stray field.

Man war daher bestrebt, dieses Streufeld aufzuheben, und ordnete zu diesem Zweck auf dem die Primärwicklung tragenden Teil des Apparates eine senkrecht zu dieser gelegene, an ihren Enden in sich kurzgeschlossene Kompensationswicklung k an. Efforts were therefore made to eliminate this stray field, and for this purpose a compensation winding k, which is located perpendicular to the primary winding and which is short-circuited at its ends, was arranged on the part of the apparatus carrying the primary winding.

Dieser Methode der Aufhebung der schädlichen Streuung haftet jedoch der Mangel an, daß die Kompensationswicklung k anders auf dem Umfange verteilt ist als die zu kompend b dHowever, this method of eliminating the harmful scatter is inherent in the deficiency that the compensation winding k is distributed differently over the circumference than that to be compend b d

sierenden Teile b₉ L· und a₉ sender parts b ₉ L · and a ₉

so daß die-So that the-

jenigen Teile der Kompensationswicklung, welche über die Bögen b₂ d₂ bzw. a₂ c₂ hinausstehen, wiederum eine schädliche Drosselung verursachen.those parts of the compensation winding which protrude beyond the arcs b ₂ d ₂ or a ₂ c ₂ , in turn, cause harmful throttling.

Vorliegende Erfindung gibt nun Mittel an die Hand, den Mangel der unvollkommenen Kompensation bei Potentialreglern möglichst vollständig zu beseitigen.The present invention now provides a means to overcome the lack of imperfections Compensation for potential regulators to be eliminated as completely as possible.

Gemäß der Erfindung bildet man die in denselben Nuten wie die Primärwicklung, aber senkrecht zu dieser liegende Kompensationswicklung aus einer Anzahl von unabhängigen konachsialen Kurzschlußstromkreisen, so daß die Kompensationsströme je nach der Lage der Kompensationswicklung nur in denjenigen kurzgeschlossenen Teilen der Kompensationswicklung entstehen, welche gerade die zu kornpensierenden Teile a₂ C₂ bzw. b₂ d₂ der Sekundärwicklung überdecken. In den übrigen Teilen der Kompensationswicklung bilden sich nur ganz schwache Magnetisierungsströme aus.According to the invention, the compensation winding lying in the same slots as the primary winding, but perpendicular to it, is formed from a number of independent conaxial short-circuit circuits, so that the compensation currents, depending on the position of the compensation winding, arise only in those short-circuited parts of the compensation winding which are currently connected to Cover the compensating parts a ₂ C ₂ or b ₂ d _{2 of} the secondary winding. In the remaining parts of the compensation winding, only very weak magnetizing currents develop.

Eine derartige Anordnung zeigt Fig. 2. Die Kompensationswicklung besteht aus mehreren Kurzschlußstromkreisen. Diese Stromkreise können voneinander vollkommen getrennt sein, d. h. die Kompensationswicklung aus mehreren getrennten Wicklungsteilen bestehen.Such an arrangement is shown in FIG. 2. The compensation winding consists of several Short-circuit circuits. These circuits can be completely separated from each other, d. H. the compensation winding consist of several separate winding parts.

Man kann aber die KompensationswicklungBut you can use the compensation winding

— wie es in der Fig. 2 angedeutet ist —■ auch als eine einzige fortlaufende Wicklung ausführen und die nötige Anzahl unabhängiger Stromkreise durch Kurzschließen der in bezug auf die Achse der Primärwicklung symmetrisch liegenden Punkte erhalten. Unter· Umständen ist es zweckmäßig, die Primärwicklung mit der auf obige Weise ausgeführten Kompensationswicklung zu vereinigen, und zwar dadurch, daß man mehrere in bezug auf die Achse symmetrisch liegende Punkte der Primärwicklung untereinander kurzschließt (Fig. 3). Wird durch die oben beschriebenen Maßnahmen die schädliche Reaktanz der Teile Ji₂ ^2 bzw. A₂ ^C2 der Sekundärwicklung aufgehoben, so bleibt dennoch eine schädliche Streuung wirksam, welche dadurch bedingt wird, daß die gesamte Primärwicklung und die mit ihr konachsial liegenden aktiven Teile a₂ b₂ bzw. c₂ ä_% der Sekundärwicklung (Fig. 1) sich nicht vollständig in allen Teilen überdecken. Diese schädliche Streuung wird also durch die nicht überdeckten Teile O₁ C₁ bzw. S₁ A₁ verursacht. Kämen diese Teile aber nicht zur Wirkung, d. h. wären sie z. B. ausgeschaltet, so wäre diese oben erwähnte Streuung nicht vorhanden.- as indicated in FIG. 2 - ■ also run as a single continuous winding and obtain the necessary number of independent circuits by short-circuiting the points that are symmetrical with respect to the axis of the primary winding. Under certain circumstances it is advisable to combine the primary winding with the compensation winding implemented as described above by short-circuiting several points of the primary winding which are symmetrical with respect to the axis (FIG. 3). If the measures described above remove the harmful reactance of the parts Ji ₂ ^ 2 or A ₂ ^C 2 of the secondary winding, a harmful scattering still remains effective, which is caused by the fact that the entire primary winding and the active parts lying conaxially with it a ₂ b ₂ or c ₂ - _{% of} the secondary winding (FIG. 1) do not completely overlap in all parts. This harmful scattering is therefore caused by the uncovered parts O ₁ C ₁ and S ₁ A ₁ . But if these parts were not effective, ie if they were z. B. switched off, then this above-mentioned scatter would not exist.

Gemäß der Erfindung werden nun die einzelnen Teile der Primärwicklung so gespeist, daß bei jeder Lage des beweglichen Teiles des Apparates sich die günstige Stromverteilung in der Primärwicklung selbsttätig '. einstellt, wobei nur diejenigen Teile a_x h_x bzw. C₁ ä_x von Arbeitsströmen durchflossen werden und aktiv wirken, welche sich mit den konachsialen aktiven Teilen «₂ ^2 bzw. C₂ d₂ der Sekundärwicklung überdecken, während die übrigen Teile O₁ (I₁ bzw. U₁ C₁ unaktiv bleiben und nur von ganz schwachen Magnetisierungsströmen durchflossen werden.According to the invention, the individual parts of the primary winding are fed in such a way that the favorable current distribution in the primary winding is automatic in every position of the moving part of the apparatus. sets, whereby only those parts a _x h _x or C ₁ _x are flowed through by working currents and act actively, which overlap with the conaxial active parts ₂ ^ 2 or C ₂ d _{2 of} the secondary winding, while the remaining parts O ₁ (I ₁ or U ₁ C ₁ remain inactive and only very weak magnetizing currents flow through them.

Eine solche Anordnung ist in Fig. 4 dargestellt. Die Endpunkte ft₀ fi_s bzw. die in bezug auf die Achse fi₀ fi₈ symmetrisch gelegenen, in sich kurzgeschlossenen Punktepaare P₁P₁, P2P2· ■ -ti Pi ^s^^n<^ ^an die Endpunkte t₀ t_s bzw. an die inneren Punkte I₁1₂ ■ .. Λ_η des den Potentialregler speisenden Transformators angeschlossen. Die einzelnen Teilspannungen ^t₁, ^2..J₇ i₈ werden zweckmäßigerweise so gewählt, daß sich bei Leerlauf, d. h. bei offenen Sekundärklemmen des Potentialreglers dieselbe Feldverteilung einstellt wie bei einfacher Hintereinanderschaltung der einzelnen Teile der PriAärwicklung des Potentialreglers, d. h. wie bei der Unterbrechung der Zuführungen von J₁ bis t_v Such an arrangement is shown in FIG. The endpoints ft ₀ fi _s and in respect to the axis ₀ fi fi ₈ symmetrically located, short-circuited in itself pairs of points P ₁ P _1, P2P2 · ■ -ti Pi ^s ^ ^{n <^} ^to the endpoints t ₀ t _s or connected to the inner points I ₁ 1 ₂ ■ .. Λ _η of the transformer feeding the potential regulator. The individual partial voltages ^ t ₁ , ^ 2..J ₇ i ₈ are expediently chosen in such a way that the same field distribution occurs when the potential regulator is idle, i.e. when the secondary terminals of the potential regulator are open as when the individual parts of the primary winding of the potential regulator are simply connected in series, i.e. as in the Interruption of the feeds from J ₁ to t _v

Natürlich kann die Wicklungsweise bei den sämtlichen Teilen des Potentialreglers beliebiger Art sein. Die Wicklungen können sowohl als Phasen- wie als Gleichstromwicklungen ausgeführt sein. Jedenfalls ist die Trommelwicklung der Ringwicklung wegen besserer Ausnutzung des Kupfers vorzuziehen.Of course, the winding method for all parts of the potential regulator can be more arbitrary Be kind. The windings can be phase as well as direct current windings be executed. In any case, drum winding is preferable to ring winding because it makes better use of the copper.

Ist die Primärwicklung als Trommelwicklung ausgeführt, wie in Fig. 5 dargestellt, so kann man die einzelnen Spulen voneinander trennen und an die entsprechenden Spannungen anlegen, welche sich wie folgt bestimmen lassen.If the primary winding is designed as a drum winding, as shown in FIG. 5, then the individual coils are separated from each other and applied to the corresponding voltages, which can be determined as follows.

Bei Leerlauf und Hintereinanderschaltung sämtlicher Spulen ergibt sich die in Fig. 5 durch die treppenförmige Kurve dargestellte Feldverteilung. Damit nun bei getrennt gespeisten Spulen die Feldverteilung dieselbe bleibt, müssen die einzelnen an die entsprechenden Spulen angelegten Spannungen den von diesen Spulen umfaßten Feldern proportional sein, d. h. die Spulen 1, 2... 6 müssen von den Spannungen gespeist werden, welche (gleiche Windungszahlen der einzelnen Spulen vorausgesetzt) sich verhalten wie die Zahlen 36 : 34 : 30 : 24 :16 : 6.When all the coils are idle and connected in series, the result shown in FIG. 5 Field distribution represented by the stepped curve. So now with separately fed If the field distribution remains the same, the individual coils must be connected to the corresponding Voltages applied to the coils are proportional to the fields encompassed by these coils be, d. H. the coils 1, 2 ... 6 must be fed by the voltages which (assuming the same number of turns of the individual coils) behave like the numbers 36: 34: 30: 24: 16: 6.

Macht man aber die Windungszahlen der einzelnen Spulen nicht einander gleich, sondern umgekehrt proportional den entsprechenden Gliedern der vorstehenden Zahlenreihe, so kann man die einzelnen Teilspannungen einander gleich machen, d. h. die sämtlichen Spulen parallel an eine einzige Spannung anlegen. Das ist in Fig. 5 dargestellt. Die Spulen ι bis 6 sind miteinander parallel geschaltet und an eine gemeinsame Spannung e angelegt, desgleichen auch die Spulen i¹ bis 6¹. Die beiden Systeme 1 bis 6 und i¹ bis 6¹ können dann miteinander wiederum parallel oder in Reihe geschaltet sein.If, however, the number of turns of the individual coils is not made equal to one another, but inversely proportional to the corresponding members of the series of numbers above, then the individual partial voltages can be made equal to one another, ie all the coils can be applied in parallel to a single voltage. This is shown in FIG. 5. The coils ι to 6 are connected in parallel with one another and applied to a common voltage e , as are the coils i ¹ to 6 ¹ . The two systems 1 to 6 and i ¹ to 6 ¹ can then again be connected in parallel or in series with one another.

Die Form des Feldes bei offenem Sekundärteil ist übrigens ganz beliebig. Man kann sich eine beliebige Feldform wählen und entsprechend dem Felde die Leerlaufspannung an den einzelnen Wicklungselementen bestimmen, dann jedem Wicklungselement die zugehörige Spannung von außen derart zuführen, daß die gewünschte Feldform entsteht.Incidentally, the shape of the field with the secondary part open is completely arbitrary. You can select any field shape and apply the no-load voltage to the Determine the individual winding elements, then the associated voltage for each winding element feed from the outside in such a way that the desired field shape is created.

Claims

Patent-to sayings:

i. Potential regulator, characterized in that one part of the potential regulator made up of several co-directional, in their entirety the primary or compensation winding or at the same time the compensation winding and primary winding forming parts in which the Working currents can be set independently and freely, so that in each case those Parts of the winding are most traversed by working currents, which at a given position of the potential regulator just by the opposing currents of the other part of the potential regulator are balanced, while the unbalanced winding elements remain almost free from the working currents,

whereby a throttling by working currents avoided and the inductive voltage drop is reduced to the minimum.

2. Potential regulator according to claim i, characterized in that the lying in the same grooves as the primary winding, arranged perpendicular to this compensation winding consists of several short-circuited, either separated or the parts of a continuous winding forming circuits, for the purpose To allow compensation currents to arise only in the parts of the compensation winding that cover the inactive parts (a ₂ C ₂ or b ₂ A ₂ ) of the secondary winding and in this way to avoid the otherwise occurring throttling effect of the compensation current in the remaining parts of the compensation winding (Fig. 2).

3. Potential regulator according to claim 1 and 2, characterized in that several symmetrical Pairs of points of the primary winding located with respect to the axis of the primary winding are short-circuited in themselves, for the purpose of saving a special compensation winding (Fig. 3).

4. Potential regulator according to claim 1 and 2 or 3, characterized in that the individual parts of the primary winding are fed so that the active primary currents form only in the parts of the primary winding opposite the active parts of the secondary winding.

5. Potential regulator according to claim 3 or 4, characterized in that the connections of the points (P ₁ p _lt p ₂ p ₂ ...) lying symmetrically with respect to the primary axis of the primary winding are connected to the inner intermediate points of the transformer feeding the potential regulator are (Fig. 4).

6. Potential regulator according to claim 4, characterized in that the individual partial voltages (t _o t _v t _x t ^ ...) behave like the fluxes comprised by the corresponding coils and also like reciprocal values of the number of turns of these coils.

7. Potential regulator according to claim 5 and 6, characterized in that the velvet borrowed Coils are applied in parallel to a single voltage.

1 sheet of drawings.