DE311995C

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Publication number: DE311995C
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Description

DEUTSCHES REICH

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d GRUPPE »&■

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. November 1913 ab.

Es ist bekannt,, Wechselstromnetze auf die

Weise zu regeln, daß man zur Spannung, des

\ Haupttransformators Spannungen mittels Zusatztränsformatoren hinzufügt. Man hat die Anordnungen- so getroffen, daß man den Schalter von einer Stellung in die andere umlegte und so Spannungen ab- oder zuschaltete, oder ihre Richtung umkehrte. Bei all diesen Schaltanordnungen treten nun beim Übergang

ίο von einer Stufe auf die nächste in der Regel zum mindesten in einem Teil der Regelstufen zwei Spannungsänderungen auf. Es wird ein Spannungsbetrag abgeschaltet und dann ein größerer oder kleinerer Betrag zugeschaltet.

Diese doppelte Spannungsänderung rührt . unter Umständen davon her, daß, falls Drosselspulen zur Stufenregelung verwendet werden, .die Wicklungsteile, in deren Mitte der Strom abgenommen wird, sich im allgemeinen in ihrer magnetisierenden Wirkung aufheben, beim Abschalten des einen Wicklungsendes jedoch drosselnd wirken.,Ein weiterer Nachteil'der bekannten Regelungsmethpden besteht darin, daß beim Schalten von einer Stufe auf die nächstfolgende der gesamte Arbeitsstrom öder ein Teil desselben, der dem gesamten Zuwachs der Spannung: entspricht, unterbrochen wird, und daß bei großen zu schaltenden Strömen dementsprechend die Schaltapparate groß und. teuer ausfällen.

Diese Nachteile sollen nun gemäß der Erfindung dadurch vermieden werden, daß als Zusatztrans f ormator en Zweispulen - Transformatoren ■; verwendet werden,' deren Primärwicklungen fremd, d. h. unabhängig von der jeweiligen-Größe der zu regelnden Spannung erregt werden. Die Sekundärwicklungen sollen dauernd im Arbeitsstromkreis liegen und : nach einem bestimmten. Gesetz abgestuft werden. Erfolgt jetzt die Regelung durch Abschalten der Primärwicklungen oder durch Wiedereinschalten derselben im umgekehrten Spannungssinne, so ist es möglich, falls die Sekundärwicklungen der Zusatztransforma-. toren nach einem bestimmten Gesetz abgestuft werden, die einzelnen Sparihungsstuf.en dadurch zu erreichen, daß jeweils nur eine Schaltoperation . im stromführenden: Kreise ν vorgenommen wird, d, h. also entweder stromführende Wicklungen nur ausgeschaltet werden oder stromlose Wicklungen nur in den Stromkreis eingeschaltet werden, daß aber niemals für einen Übergang ,von einer Spannungsstufe auf die nächste ein Ausschalten \, und ein Einschalten von Wicklungen erforderlich wäre. Hierdurch wird es möglich, die Schaltstöße' beim Übergang von einer Spannungsstufe auf die nächste . immer ■. der Spanhungsänderung selbst gleich zu halten. Die. Verhältnisse seien an Hand der Zeicl· nung erläutert. Es sei m ein Motor, der die Belastung des Netzes darstellt, h der Haupttransformator, t_lt t₂, t_s, ti Zusatztransforma- , toren. Die Zusatztransformatoren sind als Zweispulen - Transformatoren eingerichtet. Ihre Primärwicklungen werden fremd, bei-

spielsweise aus der Sekundärwicklung des Haupttränsformatörs oder aus der Primärwicklung dieses Transformators oder aus sonstigen Stromquellen erregt und sind äb-, und umschaltbar angeordnet. Die Sekundärwicklungen liegen alle im Arbeitsstromkreise. Ihre .Windungszahlen sind so bemessen, daß die von ihnen erzeugten Spannungen eine bestimmte Gesetzmäßigkeit aufweisen, und. zwar

ίο sollen in der Spannungsreihe der Zusatztransformatbren immer die Spannung des nächsthöheren Transformators gleich oder um eins verschieden: von der Summe der Spannungen "der Transformatoren niederer Spannung ge-,

.15 wählt werden.¹. Handelt es _; sich beispielsweise' darum, zur Spannung des Haupttransformators 13 Spahnüng'seinheiten hinzuzufügen oder abzuziehen, so wird man gemäß der Erfindung die .Spannung so auf die. Zu-.

satztransformatoren verteilen, 'daß t_x sieben Spannungseinheiten, i₂ drei;^: % zwei und i₄ eine. Spannungseinheit liefert. Ist die Spannung 'des Haupttränsformatörs a, so ergibt das ^: nachstehende Schema die einzelnen

Schaltoperationen. '■■

a-—=7—3 —r a-¹— ι	« +	7 — 3 —	ο	I
**π ίο >***	. α -\-	7 — 3 —	2
ΰ«~f — 3 ντ-2 -(-,ι		7 — 3 —	2¹ +	I
/«-■7^3.:. -■■:'■:	, -«+	7 — 3
:..W-7 — 3;+. 2 —ι	: «+	7 — 3 +	2 —	I
:.'«-π-7.^^^:3+.-2:;. :	«.+	7 — 3 +	2
α—-7 ;.: . ;·'. ■;-.■■.-.	α +	7
;:'atrr~7 + 3^^ 2	α. -\-	7 + 3 —	2
':«—,7+3 —;2.+ Ι.	■■·■■ ,.«.+.	■7 + 3 —	2 +	I
/ ■, I' ·3	« +	7 + 3
.« — 7+3 + 2 — 1	« -\|-	7 + 3 +	ο	I
«•—7 + 3 + 2	β +	7 + 3 +	2
.« — 7+3 + 2 + 1	α +	7 + 3 +	2 +	I

4ο . Wie: sich aus dem Schema ergibt, wird von der niedrigsten Spannung ausgehend,· bei der sämtliche Zusatztransformatoren eingeschaltet sind, stetig eine Spannungseinheit hinzugefügt,: und zwar lediglich durch eine einzige Schaltoperation, d.h. nur durch Einschalten oder nur durch Ausschalten von Wicklungen. Jede . Spannungseinheit wird dabei entweder durch einen Transformator oder durch eine : Kombination: mehrerer Transformatoren geliefert, und zwar kann, wie aus dem Schema ohne weiteres hervorgeht, die Umschaltung ■der. Transformatoren im spannungslosen Zu-. stände vorgenommen werden, ohne daß es erforderlich wäre, sie .während des Überganges von einer Stufe auf die nächste auszuführen. Es kann daher an keiner Stelle ein größerer • Stoß auftreten, als der Spannungseinheit entspricht.
. Äußer der Reihe 1, 2, 3, 7 .. . sind auch

:_v6o .noch mehrere andere Reihen möglich, soweit sie eben das oben angegebene Bildungsgesetz befolgen. So können auch die Reihen 1, 2, 4, 8, 16 ... in Frage kommen. Audi Reihen mit ähnlicher Abstufung, wie die niederen Stufen des Gewichtssatzes, können Verwendung finden: . 1, 2, 2,,5, 10,.20, 40 . . . oder 1, 2, 2, 6, 12 .. .-.■■'

In allen Fällen erfolgt die Regelung derart, ■ daß von dem Transformator niedrigster Spannung ausgehend fortschreitend immer größere^v .Transformatorgruppen durch Ausschalten und Umkehr ihrer Spannungsrichtung variiert werden. Die umzukehrenden Spannungen, seien sie von einzelnen Transformatoren oder von Transformatorgruppen geliefert, überschreiten niemals die Größe der Spannungseinheit.

In Fig. ι ist eine besonders günstige Schal- · tungsan'ordnung zur Ausübung des neuen Verfahrens dargestellt. Bei dieser Anordnung liegen die in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen der Zusatztransformatoren im Arbeitsstromkreis, während die Regelung ihrer Spannungsrichtung im Primärstromkreise erfolgt. .

Legt man einen Anschlußpunkt der Primär- - wicklung der Zusatztransformatoren an die Mitte _i der Hauptsparmung, so wird durch Umlegen des anderen Anschlusses der Primärwicklung von einem Endpunkte des Haupttränsformatörs nach dem anderen die Richtung der in der Sekundärwicklung erzeugten Spannung in einfacher Weise umgekehrt. Es ergibt sich die in Fig. 1 dargestellte einfache Schalteranordnung. In der Mittelstellung des Schalters ist die Primärwicklung der Zusatztransformatoren in sich kurzgeschlossen, die Sekundärwicklung also spannungslos und ohne induktiven Widerstand. Öffnet man dagegen die Primärwicklung, was: ohne weiteres möglich istj so körinen für gewisse Schaltstellungen die Zusatz-■transformatoren auch als Drosselspulen verwendet werden. '

Man kann die Primärwicklung der Zusatztransformatoren auch an die Gesamtspannung legen und die Umschaltung der Spannungsrichtung durch einen doppelpoligen Umschalter vornehmen, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Auch bei dieser Schalteranordnung ist die Primärwicklung des Zusatztransformators in der Mittelstellung des Schalters in sich kurzgeschlossen. Die Primärwicklung des Zusatztransformators kann auch naturgemäß .unmittelbar an das Hauptnetz ohne Zwischenschaltung eines Transformators gelegt werden.

Ein weiteres Beispiel zeigt die Anordnung der Fig. 3, bei der mehrere Möglichkeiten vereinigt sind. Die Primärwicklung des Trans- formators t_t ist zweipolig schaltbar ausgeführt, und zwar wird sie von der Gesamt-

Claims

spannung der Sekundärwicklung des Haupttransformators h erregt. Um jetzt die Übersetzungsverhältnisse der Zusatztransformatoren in einer bestimmten Grenze zu halten, werden die Primärwicklungen _s der weiteren Zusatztransformatoren von geringeren Spannungen erregt, und zwar werden die Primärwicklungen des Transformators i₂ und t₃ aus den Anzapfpunkten a, b bzw. b,.c gespeist,

ίο wobei die Spannung a-b gleich der Spannung b-c ist. ■ Die Primärwicklung des Zusatztransformators ti schließlich wird wiederum zweipolig geschaltet und aus den .Anzapfpunkten a, d gespeist.

Naturgemäß ist damit die Zahl der Möglichkeiten nicht erschöpft. ,

Wesentlich ist für alle diese Ausführungsbeispiele, daß durch die Schalter nur ein Strom unterbrochen wird, der dem Zuwachs der Leistung entspricht, ohne daß während des Regel verfahr ens der ■ gesamte Arbeitsstrom beim Übergang von einer Stufe auf die nächste abgeschaltet werden müßte oder überhaupt nur ein größerer Teil als der, der dem Zuwachs um die Spannungseinheit entspricht.

■' .. .. Patent-Ansprüche:

i. Anordnung zur Regelung eines Wechselstromnetzes mittels einer Reihenschaltung von verschieden abgestuften Zusatztransformatoren, dadurch gekennzeich- : net, daß die Primärwicklungen der Zusatztransformatoren 'fremd, d. h. unabhängig von der jeweiligen Größe der zu regelnden Spannung erregt werden und um- und abschaltbar angeordnet sind, während die nach einem bestimmten Gesetz abgestuften Sekundärwicklungen in ' ■ Reihe im. ArbeitsstromkreiseJ liegen, zum Zwecke, im stetigen ., RegelVorgang die Spannungsstöße den Spannungsänderun- gen gleich zu halten. .■;■■?.. . -.. ^; .
2. Anordnung zur-Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungen: der,Zusatztransformatoren so abgestuft· sind, daß in der Spannungsr.eihe die Sumrne der Spannungen der Transformatoren niederer Spannungen gleich oder, urn eins verschieden ist von der Spannung des Trans-. formators nächst höherer Spannung. .
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Transformator kleinster Spannung anfangend, for,tschrei- .-. tend immer größere Transformatorgruppen durch Ausschalten und Ifmkehr ihrer Spannung variiert, werden,Johne daß. die; auszuschaltenden "und in % umgekehrter Richtung wieder einzuschaltenden Spannungen die Größe der Sparinungseinheit überschreiten. ■
4. Schaltanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Endpunkt der Primärwicklung ' der Zusatztransformatoren an der Mitte des Haupttransformators liegt, während der andere Endpunkt je nach der Spannungsrichtung an einen.Endpunkt des Haupttransformators gelegt ist, und in einer Zwischenstellung, als Ausschaltstellung, die Primärseite der Züsatztransformatoren kurzgeschlossen ist. -■■"■'

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.