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Regeltransformator mit Stufenschalter
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für hohe Stufenleistungen Die Erfindung betrifft einen Regeltransformator
mit Stufenschalter für hohe Stufenleistungen. Bei Regeltransiorratoren für hohe
Stufenleistungen werden bekannterweise zur Erzielung einer Stromteilung die Wicklungen
oder Wicklungsteile des Regeltransformators in mehrere parallele, galvanisch getrennte
Wicklungszweige aufgeteilt, wobei die einzelnen Parallel leiter der Wicklungen räumlich
direkt nebeneinander liegen. Außerdem lassen sich durch Parallelschaltung von Schaltstrecken
im Lastumschalter des Regeltranatormators mit Stromteilung durch vorgeschaltete
Induktivitäten sowohl die zulässigen Stufenschaltleistungen als auch die Lebensdauer
der Abbrandbeläge des Lastumschalters erhöhen. Damit in solchen Fällen tatsächlich
eine gleichmäßige Stronauiteilung erzielt wird, müssen an den Streuinduktivitäten
zwischen diesen Parallelzweigen bestimmte Spannungsabfälle auftreten. Zu beachten
ist, daß in diesem Sinn nicht der
gesamte in@@@tive Spannungsabfall
des mit Parallelzweigen ausgeführten Wicklungsteiles maßgebend ist, sondern nur
der Anteil des induktiven Spannungsfalles, der jeweils mit dem einen Zweig verkettet
i, i. h. entscheidend ist hier lediglich die Streuindukti"ität zwischen den Parallelzweigen.
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Bei Regeltransformatoren mit Stufenschaltern sind theoretisch drei
Möglichkeiten einer Stromteilung gegeben, um auf optimale Stufenleistungen zu kommen.
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Die erste Möglichkeit sieht eine Stromaufteilung bei ruhenden geschlossenen
Kontakten vor. Dabei muß der induktive Spannungsabfall an der jedem Kontakt vorgeschalteten
Einzelinduktivität größer als der ohm'sche Spannungsabfall des Kontaktes sein.
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Als zweite Möglichkeit bietet sich die Stromaufteilung am Lastumschalter
zur Verminderung des Kontaktabbrandes an. Da der Kontaktabbrand mit etwa der 1,8ten
Potenz des Lichtbogenstromes steigt, läßt sich durch Aufteilung des Stromes auf
mehrere parallel brennende Lichtbögen die Kontaktlebensdauer der Abbrandkontakte
in Lastumsohaltern wesentlich erhöhen. Damit bei parallelgeschalteten Lastumschalterkontakten
die Lichtbögen in Jedem Parallelzweig bis zum Strownulldurchgang etwa gieichmäßig
brennen, muß der induktive Spannungsabfall an der jedem Kontakt vorgeschalteten
Einzelinduktivität größer als die Lichtbogenspannung sein.
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Als dritte Möglichkeit bleibt die Stromteilung zur Erhöhung der Schaltleistung
des Lastumschalters. Durch Parallel-Schaltung zweier galvanisch getrennter Schaltstrecken
läßt sich die vor einem Lastumschalter gegebener Bauart beherrschbare Schaltleistung
verdoppeln. Voraussetzung hierfür ist
Jedoch, daß sich der Laststrom
auch während des Umschaltvorganges des Lastumschalters selbst gleichmäßig auf die
beiden Parallelzweige aufteilt. Auch wenn die beiden Schaltstrecken gleichmäßig
öffnen, muß stets damit gerechnet werden, daß der Lichtbogen in der einen Schaltstrecke
z. B.
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beim ersten Stromnulldurchgang und in der zweiten Schaltstrecke erst
beim zweiten Stromnulldurchgang löscht. Handelt es sich z. B. um die Hauptkontakte,
dann liegt nach dem Löschen des ersten Kontaktes in diesem Zweig außer der vorgeschalteten
Einzelinduktivität auch noch der dem Hauptkontakt parallelgeschaltete Uberschaltwiderstand,
während im anderen Zweig lediglich die Einzelinduktivität mit dem Lichtbogenwiderstand
in Reihe liegt.
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Da der Ohmwert des Lichtbogens nur einen Bruchteil im Vergleich zum
Sberschaltwiderstand beträgt, muß nach dem Löschen der ersten Schaltstrecke die
zweite mehr als die Hälfte des Stromes übernehmen, so daß dort eine entsprechend
höhere Schaltleistung auftritt. Dies wird besser, wenn der induktive Spannungsabfall
an der jedem Kontakt vorgeschalteten Einzelinduktivität größer als der ohm'sche
Spannungsabfall am oberschaltwiderstand ist. Für eine gleichmäßige Stromautteilung
sollte der induktive Spannungsabfall an Jeder Einzelinduktivität entsprechend groß
sein. Zu beachten ist dabei, daß diese Induktivitätswerte in allen Stellungen vorliegen
müssen, d. h. eine Auftrennung in galvanisch getrennte Parallelzweige ist sowohl
in der Einstellwicklung als auch in der Stammwicklung notwendig.
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Induktivitätswerte der hier notwendigen Größe lassen sich mit direkt
nebeneinanderliegenden Parallelleitern, selbst bei galvanischer Trennung der gesamten
Stammwicklung und Einstellwicklung, meist nicht erreichen. Auf diesem Wege läßt
sich somit vielfach nur ein Teil der durch Parallelzweige
theoretisch
moglichen Leistungssteigerung ausschöpfen.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Anordnung zu finden, wodurch
sich die Intluktivitätswerte der notwendigen Größe erreichen lassen, um die theoretisch
mögliche Steigerung der Stufen leistungen des Regel transformators und Lastumschalters
zu verwirklichen.
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Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß die parallelen, galvanisch getrennten
Wicklungszweige mittels abwechselnd nur aus dem einen und anschließend nur aus dem
anderen Parallelleiter aufgebauten Spulengruppen gebildet sind. Eine weitere Stufenschaltleistungserhöhung
kann dadurch erreicht werden, daß zusätzlich zu der Stromteilung gemäß der erfindungsgeaäßen
parallelgeschalteten Wicklungszweige die beweglichen Kontakte des Lastumschalters
Jeweils gegenüber den benachbarten Schaltkammern bzw. Phasen isoliert und Jeweils
mit einem getrennten Anschluß herausgeführt sind.
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In Figur 1 bis 5 sind Beispiele unterschiedlicher Ausführungen der
Stammwicklung des erfindungsgemäßen Regeltransformators dargestellt.
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Bei Wicklungen höherer Nennspannung dürfte es normalerweise mit Rücksicht
auf die Stoßspannungsverteilung günstiger sein, im Eingangsbereich 1 der Wicklungen
in Jeder der dort untergebrachten Einzelspulen alle Parallelleiter so zu führen,
wie in den Figuren 1 bis 5 dargestellt. Von den Einzelspulen der Spulengruppe 2
ab, bei denen es die Stoßspannungsbeanspruchungen erlauben, sollten Jedoch die Leiter
der einzelnen Parallelzweige räumlich so weit als möglich, bzw.
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so weit als zur Erzielung der notwendigen Induktivitäten erforderlich,
auseinander geführt werden. Ausführungsbeispiele hierfür zeigen die Figuren 1 bis
5.
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In Figur 1 ist von der zehnten Einzelspule, gerechnet vom Eingang
aus, (jeweils abwechselnd in einer Einzelspule nur der Leiter es ersten Para7lelzweiges,
in der darauffolgenden nur der Leiter des zweiten Parallelzweiges untergebracht.
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Noch höhere Induktivitäten erhält man entsprechend Figur 2, wo wiederum
von der zehnten Eingangsspule ab immer abwechselnd in zwei aufeinanderfolgenden
Einzel spulen nur der eine Paralleleiter, in den beiden nachfolgenden Einzelspulen
nur der zweite Parallelleiter geführt wird. Alle Verbindungen zwischen direkt nebeneinanderliegenden,
zum gleichen Parallelleiter gehörenden Einzelspulen liegen in Figur 2 auf der gleichen
Spulenseite, nämlich links. Dagegen liegen hier alle Verbindungen von Einzel spulen
der einen Gruppe zwischen den Einzelspulen der anderen Gruppe rechts.
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In Figur 3 folgen ebenfalls abwechselnd zwei Einzelspulen des einen
Parallelzweiges auf zwei Einzel spulen des anderen Parallelzweiges, jedoch sind
hier die Verbindungsleitungen zwischen den räumlich direkt nebeneinanderliegenden
Einzelspulen des einen Parallelzweiges außen, d. h. rechts und für die anderen Einzelspulen
links angeordnet.
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In Figur 4 werden jeweils vom einen Parallelleiter vier unmittelbar
nebeneinanderliegende Einzelspulen durchzogen, anschließend kommen vier Einzelspulen
mit dem anderen Parallelleiter.
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Sinngemäße Lösungen lassen sich auch für jeweils drei abwechselnd
zum einen und zum anderen Parallelleiter gehörende Einzelspulen darstellen und auch
für fünf, sechs usw. Einzelspulen.
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schließlich @aßt sich die Auftrennung auch noch durch eine @adiale
@nte@teilung der Einzelspulen, entsprechend Figur 5 erzielen.
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- Patentansprüche -
L e e r s e i t e