DE259694C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Es ist bekannt, eine Wechselspannung dadurch zu regeln, daß man zu den einzelnen Stufen eines Regeltransformators einen Potentialregler parallel schaltet. Hierbei muß der Potentialregler diejenige Leistung besitzen, die der Spannung zwischen zwei benachbarten Anzapfungen des Regeltransformators und dem maximal auftretenden Netzstrom entspricht, unter Berücksichtigung der am Netz vorhandenen Phasenverschiebung.

Ferner ist es bereits vorgeschlagen worden, bei Einphasenstrom die Größe dieses Potentialreglers dadurch auf die Hälfte zu verringern, daß man die eine Netzleitung an eine

^X5 mittlere Anzapfung der Sekundärwicklung des Potentialreglers legt. Diese bekannte Regelung und Anordnung für Einphasenstrom möge im nachstehenden etwas eingehender erörtert werden, da dadurch die Erläuterung des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung erleichtert wird.

Die Fig. ι bis 9 zeigen die bekannte Anordnung in verschiedenen Schaltstufen. In diesen bedeutet t eine Transformatorwicklung mit den Anzapfungen I, II, III, IV usw., p den zum stetigen Regeln dienenden einphasigen Potentialregler mit der Erregerwicklung e und der Kompensationswicklung k. Die mit Anzapfungen versehene Transformator wicklung t kann einem zweispuligen oder auch mehrspuligen Transformator gehören, dessen andere Wicklungen in den Zeichnungen nicht zur Darstellung gebracht worden sind. Sie kann aber auch einem einspuligen Transformator gehören. Die Sekundärwicklung s des Potentialreglers wird mit den Enden α und b der Reihe nach an zwei aufeinanderfolgende Anzapfungen des Transformators angelegt.

Bei der in Fig. ι gezeichneten Stellung liegt die Klemme α an dem Kontakt I, die Spannung in s ist gleich Null, die Spannung zwischen den Netzzuleitungen c und d sei W. Dann wird der bewegliche Teil des Potehtialreglers p, wie in Fig. 2 dargestellt, um 90⁰ gedreht. Die Spannung zwischen den Enden a, b der Sekundärwicklung s des Potentialreglers erreicht dann ihren maximalen Wert ν; da jedoch nur eine Hälfte der Wicklung s

angeschlossen ist, so wird dadurch nur —

zu der Anfangsspannung W zugeschaltet. Die Spannung zwischen c und d beträgt daher

Darauf wird der Kontakt b gemäß Fig. 3 mit der Anzapfung II verbunden, die Spannung bleibt dabei unverändert. Dann wird gemäß Fig. 4 das Ende α abgeschaltet, und die Spannung zwischen c und d ist, da jetzt die rechte Hälfte der Wicklung α der Spannung c-ll entgegengeschaltet ist,

also wie vorher.

Gemäß Fig. 5 ist der Potentialregler p um 90 ° weitergedreht. Die Spannung in s ist wieder gleich Null. Daher ist die Spannung zwischen c und d = W + v. Dann wird p noch um 90⁰ weitergedreht (Fig. 6). In der

belasteten Hälfte der Wicklung s wird dann wieder eine positive Zusatzspannung ■■-■ erzeugt, und die Spannung zwischen c und d ist nun W + (-³A v.

Fig. 7 und 8 zeigen analoge Übergangsstellungen wie Fig. 3 und 4.

In Fig. 9 steht der Potentialregler p wieder \ in der gleichen Lage wie in Fig. 1, er hat j

sich um 360 ° gedreht. Die Spannung zwi- j

sehen c und d beträgt W + 2 v. j

Aus Obigem ist ersichtlich, daß die Stellungen gemäß Fig. 2, 3, 4 und 6, 7, 8 Uberschaltstellungen sind. Was die Stellungen gemäß Fig. 1, 5 und 9 betrifft, so kann, falls längere Zeit auf diesen Stellungen mit unveränderlicher Spannung gearbeitet werden soll,

die betreffende Hälfte des Potentialreglers — ^ö 2 kurzgeschlossen werden und gleichzeitig die Erregerwicklung e abgeschaltet werden. Soll daher der Potentialregler nur zu einem rasch vor sich gehenden stetigen Überschalten von einer der Hauptstellungen zu einer anderen dienen, so kann er mit Rücksicht auf seine kurzzeitige Belastung sehr hoch beansprucht werden, etwa in der gleichen Art wie Anlaßtransformatoren.

Die Einrichtung für die Schaltung wird vorteilhafterweise in Kontrollerform ausgeführt, etwa so, daß der Potentialregler mit der Kontrollerwalze derart gekuppelt ist, daß, wenn die Walze um zwei Stufen verrückt, der Potentialregler eine Umdrehung macht. Die obenbeschriebene bekannte Regelung eignet sich gut für Einphasenströme. Wollte man sie aber auch für Drehströme verwenden, so begegnet man folgender Schwierigkeit:

der zeitliche Phasenwinkel der Sekundärspannung" eines Drehstrompotentialreglers ändert sich — im Gegensatz zum Einphasenpotentialregler — in bezug auf die Primärspannung fortwährend mit der Drehung des Potentialreglers, und der absolute Betrag der Sekundärspannung bleibt — gleichfalls im Gegensatz zum einphasigen Potentialregler — konstant. Man könnte also in den mittleren Lagen des Potentialreglers, die den Stellungen Fig. i, 5 und 9 des Einphasenreglers entsprechen, den Drehstrompotentialregler nicht ohne weiteres kurzschließen. Vielmehr wäre die Kurzschließung nur unter Zwischenschaltung von Widerständen möglich. Auch müßte man die bei Regelung mit einem einfachen Drehstrompotentialregler auftretende Phasenverschiebung mit in Kauf nehmen.

Ersetzt man zwecks Vermeidung dieser Übelstände den Drehstrompotentialregler durch drei in je eine der Phasen eingeschaltete Einphasenregler, so bedeutet dies eine wesentliche Komplizierung und Verteuerung der Anordnung.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können die obenerwähnten Schwierigkeiten dadurch umgangen werden, daß man zur Erzeugung der Zusatzspannung einen Drehstromdoppelregler verwendet, d. h. einen aus zwei Teilen zusammengesetzten Drehstrompotentialregler, bei welchem in beiden Teilen jeder Phase der Sekundärwicklung die Spannungen in gleicher Größe, aber mit entgegengesetzten Phasenverschiebungen gegenüber der entsprechenden primären Phase erzeugt werden. Die eigenartige Schaltung, in welcher gemäß der Erfindung der Doppelregler geschaltet werden soll, ist in der Fig. 10 dargestellt und besteht in folgendem: Jede Phase der Sekundärwicklung des einen Reglerteiles besteht wiederum aus zwei gleichen Teilen, zwischen welche die entsprechende Phase der Sekundärwicklung des anderen Reglerteiles eingeschaltet ist, wobei jede dieser letzteren Wicklungen in der Mitte den Anschlußpunkt für eine der Netzleitungen trägt. Bei dieser Schaltung sind die elektromotorischen Kräfte jeder Hälfte je einer gesamten Sekundärwicklungsphase des Reglers vor dem Kurzschließen dieser Hälfte in ihren beiden Teilen einander entgegengerichtet, so daß die Zusatzspannung durch den Wert Null durchgeht; auch bleibt sie dauernd in Phase mit der Hauptspannung. ■ ,

Durch die Verwendung des Doppelreglers in der oben angegebenen Schaltimg, zum Zweck des stetigen Regeins einer Drehströmspannung, können somit folgende Vorteile erzielt werden: Es wird möglich, den Doppelregler nur für die Hälfte der Transformatprstufenleistung zu bauen, ferner die Spannungsunterschiede in den Überschaltmomenten zu vermeiden sowie das beim Schalten sehr störende Drehmoment ganz aufzuheben. Ferner wird es möglich, in den Mittelstellungen die unmittelbar vorher vom Strom durchflossen Reglerhälfte kurzzuschließen und auch die Erregerwicklung an den Statoren abzuschalten, wodurch der Regler als Überschaltorgan wiederum ganz erheblich verkleinert werden kann. Endlich erlaubt die Anwendung der in Betracht kommenden Schaltung, ohne Phasenverschiebung zu arbeiten.

In Fig. 10 sind die Bezugsbuchstaben analog mit denen der vorigen Figuren, sind aber noch mit den die Angehörigkeit zu einer bestimmten Phase andeutenden Zahlen versehen.

t_v t₂, t₃ sind die hier mit Anzapfungen versehenen Wicklungen des Transformators (dessen andere Wicklungen nicht gezeichnet sind oder

im Falle des Autotransformators mit den Wicklungen I₁, t₂, t₉ vereinigt sein können). Die Primärwicklungen e^, e₂, e₃' und ^₁", e₂", e₃" der beiden Teile des Doppelreglers sind hier

S dargestellt, beispielsweise in Sternschaltung, und parallel an die Phasen Cf₁, cf₂, cf₃ angelegt. Sind die beiden Primärwicklungen des Doppelreglers auf beiden Ständern desselben in entgegengesetzter Reihenfolge angeordnet, so daß

ίο die von ihnen erzeugten Drehfelder im entgegensetzten Sinn umlaufen, so erzeugen die entsprechenden zusammengehörigen, in Reihe miteinander geschalteten sekundären Phasenwicklungen Sj' und S₁" bzw. s₂' und S₂" bzw.

S₃' und S₃" eine resultierende Zusatzspannung, welche bei jeder Stellung des Läufers des Doppelreglers denselben Phasenwinkel hat wie die entsprechende Phase Cf₁ bzw. cf₂ bzw. cf_s. Diese resultierende Zusatzspannung kann auch durch Null hindurchgehen, so daß dann die betreffenden Hälften der Sekundärwicklungen des Doppelreglers durch die Schalter U₁, U₂ ,U₃ bzw. V₁, V₂, V₃ kurzgeschlossen werden können. Sind die primären Phasenwicklungen auf den beiden Hälften des Doppelreglers in gleicher Reihenfolge angeordnet, so müssen, um den gleichen Effekt, wie oben beschrieben, zu erhalten, die Sekundärwicklungen der beiden ! Teile des Doppelreglers bei Regelung im verschiedenen Sinn gedreht werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Einrichtung zum stetigen Regeln einer Drehstromspannung mittels Potentialreglers, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiteiliger Potentialregler bzw. ein Doppelregler, bei welchem jede Phase der Sekundärwicklung (S₁, S₂, S₃ ¹J des einen Reglerteiles wiederum aus zwei gleichen Teilen besteht, zwischen welche die entsprechende Phase der Sekundärwicklung ^s₁", S₂", S₃") des anderen Reglerteiles eingeschaltet ist und jede dieser letzteren Wicklungen in der Mitte den Anschlußpunkt für eine der Netzleitungen (d_lt d₂, d₃) trägt, derartig mit je zwei freien Enden der entsprechenden Phase der einen, zweiteilig ausgebildeten, Sekundärwicklung der Reihe nach parallel zu den einzelnen Stufen je einer Phase eines Regelungstransformators gelegt wird, daß in den Stellungen, in welchen die elektromotorischen Kräfte jeder abwechselnd den Strom führenden Hälfte der ganzen Sekundärwicklung des Doppelreglers sich aufheben, die betreffende Hälfte kurzgeschlossen werden kann.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.