DE261463C

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Publication number: DE261463C
Application number: DENDAT261463D
Authority: DE
Priority date: 1952-09-25
Also published as: CH305209A

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- -'Ja 261463 KLASSE 21 d. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Juli 1912 ab.

Um elektrische Wechselstrommotoren, insbesondere Wechselstromkollektormotoren, mit veränderlicher Spannung zu betreiben, benutzt man meistens Transformatoren, deren Sekundärwicklung eine Reihe von Anzapfungen besitzt, an die die Motoren wahlweise angeschlossen werden können. Um die Spannung zu erhöhen oder zu erniedrigen, muß man mit Hilfe eines Schalters von einer Anzapfung auf

ίο die andere übergehen, wobei man bekanntlich zur Vermeidung von Kurzschlüssen und zur Verhinderung des völligen Abschaltens des Verbrauchsstromkreises einen Überschaltwiderstand oder eine Uberschaltdrosselspule anwenden muß.

Bei großen Leistungen, die z. B. beim Antriebe von Eisenbahnmotoren auftreten, werden die zu schaltenden Stromstärken so gewaltig, daß diese altbekannten Anordnungen ihren Dienst versagen. Um die in jedem Schalter zu unterbrechende Leistung zu verringern, hat man daher vorgeschlagen, mehrere Schalter gleichzeitig unter Stromschluß, aber an verschiedene Anzapfungen des Transformators zu legen und je zwei dieser Schalter durch eine Drosselspule zu verbinden. Eine solche Anordnung ist z. B. in Fig. 1 dargestellt, in der t den Haupttransformator bezeichnet, der eine Reihe von Anzapfungen besitzt, die durch Hüpfer a-, b, c usw. mit den Verbrauchsstromkreisen verbunden werden können. Die Schalter α und c einerseits und b und d andererseits sind an zwei Drosselspulen oder Spannungsteiler i₃, t₂ geführt, deren Mitten zur Abnahme des Stromes an einen dritten Spannungsteiler t_% gelegt sind, von dessen

Mittelpunkt die zu regulierende Verbrauchsspannung, beispielsweise für den Motor m, abgenommen wird. Durch öffnen und Schließen der verschiedenen Schalter, die meistens als Hüpfer oder Schützen ausgebildet werden, läßt sich jede beliebige Verbrauchsspannung innerhalb der Stufen der Anzapfungen einstellen.

Diese Anordnung hat einerseits den Nachteil einer großen Zahl von Drosselspulen, die sogar unter sich verschiedenartige Größen besitzen müssen; andererseits kann sie nur benutzt werden, wenn man vier Stufenschalter gleichzeitig an den Transformator geschaltet hat. Um gleichzeitig mehr geschlossene Schalter und daher kleineren Schaltstrom zu erreichen, könnte man zwei derartige Drosselspulsysteme mit ihren Schaltern gleichzeitig anwenden und die beiden sich ergebenden Ströme durch eine weitere Drosselspule vereinigen, deren Mittelpunkt dann den Verbrauchsstromkreis speist. Man würde dann acht gleichzeitig geschlossene Schalter erhalten, deren jeder ¹J₈ des Gesamtstromes führt und schalten muß, jedoch benötigte man nicht weniger als sieben Drosselspulen von verschiedenartiger Größe zur Gewinnung dieses Resultates.

Um das Schalten geringer Ströme am Anzapftransformator zu ermöglichen, soll nun eine neue Schaltvorrichtung angewandt werden, die gegenüber den bekannten Einrichtungen den Vorteil großer Einfachheit und Übersichtlichkeit besitzt und dabei die Anwendung jeder beliebigen Zahl von Stromzweigen gestattet. Die Vorrichtung ist in Fig. 2 als Beispiel für drei gleichzeitig an

Spannung liegende Schalter, die je ¹Z₃ des Gesamtstromes führen, gezeichnet. Der den Motor m durchfließende Verbrauchsstrom gabelt sich vor dem Eintreten in den Transformator in drei Zweige, die die Bewicklungen i_v t₂, t_s einer gemeinsamen dreischenkligen Drosselspule durchfließen, um sodann durch Vermittlung der Schalter a, b, c in die Wicklung des Haupttransformators t einzutreten.

ίο Wenn die Schalter a, b, c geschlossen sind, so fließt in den Wicklungen ^₁ und t₃ Magnetisierungsstrom, der ein derartiges Feld erzeugt, daß die beiden Spulen als Spannungsteiler dienen und an ihrer Verbindungsstelle genau die Spannung des mittelsten Schalters b ergeben. Die Spule t₂ ist daher frei von Magnetisierungsstrom, so daß in ihrem Schenkel kein magnetischer Kraftfluß entsteht. Alle drei Spulen werden jedoch zu gleichen Teilen von dem nach außen gelieferten Verbrauchsstrome durchflossen, der sich somit gleichmäßig auf die drei Schalter a, b, c verteilt.

Wünscht man höhere Spannung am Motor zu erhalten, so wird der Schalter α geöffnet und dafür der Schalter d eingelegt. Die Spulen der dreischenkligen Drosselspule vertauschen alsdann ihre Rolle. Der Kraftfluß durchsetzt jetzt die Spulen t_v t₂, während t_s spannungsfrei bleibt, so daß die Verbrauchsspannung sich von der Spannung an der Anzapfung b auf diejenige an der Anzapfung c erhöht hat. Zur weiteren Spannungserhöhung wird b geöffnet und e geschlossen, so daß ein nochmaliges Vertauschen der Spulenwirkung eintritt und jetzt die Spule t_x spannungsfrei wird, so daß der Motor die Spannung der Anzapfung ä zugeführt erhält. Indem man so von allen parallelen Stromzweigen, die stets an aufeinanderfolgenden Anzapfungen des Transformators angeschlossen sind, einen äußersten Stromzweig der einen Seite öffnet und auf den äußersten Zweig der anderen Seite umlegt, kann man die Spannung des Verbrauchskreises beliebig verändern. Man hat dabei den Vorteil, daß der Schalter immer nur ¹Z₃ des Stromes zu unterbrechen braucht bei einer Spannung, die nur der Differenz zweier aufeinanderfolgenden Anzapfungen entspricht.

Die neue Schaltvorrichtung ist für beliebig viele gleichzeitig an Spannung liegende Schalter und daher für eine Auflösung des Verbrauchsstromes in beliebig viele parallele Zweige geeignet. Statt der hier dargestellten Sternschaltung mit drei parallelen Zweigen kann man eine Sternschaltung mit ganz beliebiger Zweigzahl anwenden, wobei jeder Zweig einen Schenkel einer gemeinsamen Drosselspule umfließt, die nach Art eines gewöhnlichen Mehrphasensterntransformators mit verketteten Kraftflüssen gebaut ist. Stets wird durch diesen als Drosselspule und Spannungsteiler wirkenden Sterntransformator die Spannung im Sternpunkte gleich der mittleren Spannung aller Anzapfstellen hergestellt, und ferner werden durch die magnetische Verkettung alle einzelnen Zweigströme, die in den Wicklungen und gleichzeitig in den an den Anzapfungen liegenden Schaltern fließen, einander gleich.

Selbstverständlich kann die hier beschriebene neue Schalteinrichtung sowohl für Einphasenstrom wie für Mehrphasenstrom angewandt werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Schalteinrichtung zum Regeln der Spannung von Stufentransformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß der zu schaltende Strom sich in eine Sternschaltung von drei oder mehr Zweigen gabelt, von denen jeder einen Schenkel einer mehrschenkligen Drosselspule umfließt und mit je einer Anzapfung des Transformators verbunden werden kann.

2. Drosselspule zur Schalteinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach Art eines mehrphasigen Sterntransformators mit verketteten Kraftflüssen gebaut ist, und daß die einzelnen Zweigströme alle Schenkel in dem gleichen Umlaufsinne umfließen.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Beharrungsstellungen alle parallelen Stromzweige der Sternschaltung an aufeinanderfolgende Anzapfungen des Transformators angeschlossen sind, und daß zur Veränderung der Spannung stets der äußerste Stromzweig einer Seite geöffnet und auf den äußersten Stromzweig der anderen Seite umgelegt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.