Spannungsregelnder Transformator. Es ist bekannt, das Übersetzungsverhältnis
von Transformatoren durch, relative Verschiebung zwischen Primärspule und Sekundärspule
zu verändern. Es ist bei Induktionsvorrichtungen mit relativer Verschiebbarkeit
der beiderlei Spulen ferner bekannt, einen die Bewicklung der einen Ordnung (primär
oder sekundär) tragenden Kern mit dem die Bewicklun#g der- anderen Ordnung enthaltenden
Joch derart zu verbinden, daß ein annähernd Itiftspaltfreier Eisenschluß entsteht.
Diese Anordnung zeigt auch der vorliegende Transforinator, bei welchem aber erfindungsgemäß
auf einem der beiden Teile (Joch oder Kern) zwei parallel geschaltete Primärspulen
für entgegengesetzte Induktionswirkung derart hintereinanderliegen, daß durch, die
Relativverschiebung die Sekundärspule in das ausschließliche Bereich der einen oder
anderen Pri-inärs-pule oder auch in eine neutrale Mittelstellung gebracht werden
kann. So ist es möglich, bei stets gutem Kraftlinienschluß und unter Vermeidung
besonderer Umschaltvorrichtungen nicht bloß (in der an sich bekannten Weise) das
übersetzungsverhältnis bei gleicher Stromrichtung', sondern auch die Strornrichtung
selbst zu verändern. Die bei Wechselstrom an sich gleichgültfige Veränderung der
Stromrichtung dient vorliegend in der bei Induktionsreglern bekannten Weise auch
der Änderung des übersetzungsverhältnisses, indem die Stromrichtung bei einseitiger
Verbindung der sekundären Seite des Gerätes mit der primären Seite in Ansehung der
Spannung in dem also gebildeten Verbrauchskreise das eine Mal additiv und das andere
Mal subtraktiv wirkt. Dabei besteht gegenüber den gebräuchlichen Induktionsreglern
der Vorteil wirtschaftlich günstiger und weitgehender Veränderung der Spannung (zwischen
o und
dem Doppelten der Netzspannung) bei jeg-
lichem Belastungszustande
und der weitere Vorteif, daß ohne besondere Maßnahmen eine Solenoidwirkung vermieden
wird, so daß die Relativverschiebung zwischen Kern und Joch nur mechanischem Widerstande
begegnet.Voltage regulating transformer. It is known to change the transformation ratio of transformers by changing the relative displacement between the primary coil and the secondary coil. In induction devices with relative displaceability of the two coils, it is also known to connect a core carrying the winding of one order (primary or secondary) to the yoke containing the winding of the other order in such a way that an iron connection with almost no gaps arises. This arrangement is also shown by the present transformer, in which, however, according to the invention, two primary coils connected in parallel for opposite induction effects lie one behind the other on one of the two parts (yoke or core) in such a way that, due to the relative displacement, the secondary coil is in the exclusive area of one or the other primary coil or can be brought into a neutral center position. It is thus possible to change not only (in the manner known per se) the transmission ratio with the same direction of current, but also the direction of the current itself, with always a good connection of the force lines and avoiding special switching devices. The change in the direction of the current, which is in itself indifferent in the case of alternating current, also serves to change the transmission ratio in the manner known from induction regulators, by changing the direction of the current once when the secondary side of the device is connected to the primary side in view of the voltage in the consumption circuits thus formed works additively and the other time subtractively. Compared to the usual induction regulators, there is the advantage of an economically favorable and extensive change in voltage (between 0 and twice the mains voltage) for any load condition and the further advantage that a solenoid effect is avoided without special measures, so that the relative displacement between core and Yoke only encounters mechanical resistance.
In Abb. i bis 3 ist ein solcher Transformator mit umkehrbarer
Strom#ichtung in den drei für den Stromlauf und Kraftlinienfluß kennzeichnenden
Stellungen gezeichnet Er hat zwei in das Joch e eingefügte Primärspulen
d' und d 2, welche als einander entgegengesetzt gewickelt gezeichnet
sind, natürlich aber anch gleichlaufend gewickeltund für entgegengesetzten Stroindurchlauf
geschaltet sein können. Die Mittelstellung (Abb. -,) ist die Null- oder Leerlaufstellung.
Hier unterliegt die auf dem Kern a angeordnete Sekundärspule c der gleichzeitigen
und gleichmäßigen Einwirkung beider entgegengesetzt wirkender und also ihre Wirkung
gegenseitig aufhebender Primärspulen. Die Kraftlinien laufen in einander entgegengesetzten
Strömen wie angedeutet teils durch die Schenkel e' und e', teils durch die Sekundärspule
hindurch. Um nun auch in dieser Stellung einen möglichst vollkommenen Eisenschluß
zu haben, nähern sich die joche e mit den Vorsprüngen oder mittleren Schenkeln es
zwischen den beiden Primärspulen d- und d,2 dem Kern a bzw. der Sekundärspule
c, so dicht als möglich an den Durchmesser dieser beiden Teile herantretend. Damit
die Luftstrecke des Kraftlinien-,veges unter allen Umständen möglichst klein sei,
sind die Vorsprüngees in ihrer Länge wenigstens annähernd gleich der Länge
der
Ausdreliungb für die Sekundärspule zu machen, wie gezeichnet. Wird der Kern a von
dieser Mittelstellung aus nach der einen oder anderen Endstellung hin bewegt, so
erlangt in dem Maße, als diese Bewegung fortschreitet, die eine oder andere Primärspule
das Übergewicht, bis schließlich in den Endstellungen nur diese eine oder andere
Spule allein wirksam ist. Beim Übergang von der einen Endstellung zur anderen durch
die Mittelstellung hindurch kehrt sich, -,vie aus den Abbildungen ohne weiteres
ersichtlich, die sekundäre Stromrichtung um. Gleichf örmige Lagerung der Windungen
der Sekundärspule vorausgesetzt. muß bei der Verschiebung des Kernes, nach der einen
oder anderen Seite hin die Iligtiktionswirkung der einen Primärspule in dem Maße
zunehmen, als diejenige der anderen Spule abnimmt, so daß insoweit eine der Verschiebungsgröße
des Kernes streng proportionale Änderung der Sekundärspannung eintreten muß. Der
eben beschriebene zweispulige Transformator hat den Vorteil, daß wegen der Doppelspule
die Solenoidwirkung vollkommen ausgeglichen wird, so daß die Verschiebung des Kernes
auch bei großen Leistungen nur rein mechanischem Widerstand begegnet.In Fig. 1 to 3 such a transformer with reversible current direction is drawn in the three positions characteristic of the current flow and the flow of force lines.It has two primary coils d ' and d 2 inserted into the yoke e, which are drawn as oppositely wound, of course but they can also be wound in the same direction and switched for opposite strokes. The middle position (fig. -,) is the zero or idle position. Here, the secondary coil c arranged on the core a is subject to the simultaneous and uniform action of both oppositely acting primary coils and thus mutually canceling their effect. The lines of force run in opposing currents, as indicated, partly through the legs e 'and e' and partly through the secondary coil. In order to have as perfect an iron connection as possible in this position, the yokes e with the projections or middle legs approach the core a and the secondary coil c as close as possible to the core between the two primary coils d and d, 2 Approaching the diameter of these two parts. So that the air gap of the line of force is as small as possible under all circumstances, the length of the projections should be at least approximately equal to the length of the extension for the secondary coil, as shown. If the core a is moved from this central position to one or the other end position, then one or the other primary coil gains the predominance as this movement progresses, until finally only this one or the other coil is effective in the end positions . At the transition from one end position to the other through the middle position, the secondary flow direction is reversed, as can be seen from the figures. Uniform mounting of the turns of the secondary coil is assumed. When the core is displaced to one side or the other, the interference effect of one primary coil must increase as that of the other coil decreases, so that a change in the secondary voltage that is strictly proportional to the amount of displacement of the core must occur. The two-coil transformer just described has the advantage that, because of the double coil, the solenoid effect is completely balanced, so that the displacement of the core only encounters purely mechanical resistance, even at high powers.
Wie einfach sich die Ausführung eines solchen Transformators in der
Praxis gestaltet, mag die Abb,- 4 (Ansicht -mit Schnitt durch die Spulen) lehren.
Es ist f ein röher Eisenrahmen, in welchem die Jochteile e., e zwischen
Winkelstützen g, g gehalten werden. Der rechtsseitige Teil
c liegt fest, während der linksseitige zur Ausgleichung der Abnutzung und
Erleichterung des Zusammenbaues durch Federn h gegen den Kern a angedrückt wird.
Der Kern wird durch querliegende, Schienen i, die zugleich zum Festhalten der Primärspulen
d dienen, gegen seitliches Herausfallen gesichert und bedarf im übrigen einer
fein ausgearbeiteten Führung nicht, da er durch die Kraftlinien ohnedies in seiner
richtigen Lage gehalten wird. Oben greift an den Kern a in einer die selbsttätige
Anpassung des beweglichen jochteiles nicht hindernden Weise die Spindel
k an, welche durch das Schneckenrad 1 als Mutter achsial verschoben
werden kann.Figure 4 (view with a section through the coils) may show how easy it is to make such a transformer in practice. It is., E g a f Röher iron frame, in which the yoke members e between angle brackets are held g. The right-hand part c is fixed, while the left-hand part is pressed against the core a by springs h to compensate for wear and tear and to facilitate assembly. The core is secured against falling out laterally by transverse rails i, which also serve to hold the primary coils d in place , and does not require a finely worked out guide, since it is held in its correct position by the lines of force anyway. Above, the spindle k , which can be axially displaced by the worm wheel 1 as a nut, engages the core a in a manner that does not hinder the automatic adjustment of the movable yoke part.
Für Drehstrombetrieb werden drei der ge-
zeichneten ?ipparate
in einer Reihe oder im Deieck angeordnet und -die Spindeln in geeigneter
Weise gekuppelt.The spindles coupled in an appropriate manner - for three-phase operation three are of the subscribed ipparate in a row or in Deieck arranged and?.