DE364910C

DE364910C - Vorrichtung zur Regelung der Spannung des Sekundaerstromkreises eines Haupttransformators

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Publication number: DE364910C
Application number: DE1920B0092500
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1917-11-13
Filing date: 1920-01-25
Publication date: 1922-12-04
Also published as: GB126744A; FR495607A; US1396551A; NL6509C

Description

Um stufenweise die Spannung des Stromes der Sekundärseite eines Transformators regeln zu können, war es bisher üblich, die Primäroder Sekundärwicklung des Transformators mit einer Anzahl Abzweigungen zu versehen und mit ihnen einen Schalter zu verbinden, durch den die Länge des aktiven Teils der Primär- oder Sekundärwicklung geändert werden kann, wodurch sich die Spannung des Sekundärstromes entsprechend ändert. Bei einer derartigen Anordnung muß man jedoch einen oder mehrere Regelschalter verwenden, die in den zu regelnden Stromkreis geschaltet sind, was hinderlich ist.

Es ist auch vorgeschlagen worden, die Stufenregelung der Spannung eines Wechselstromkreises zu bewirken mit Hilfe eines Haupttransformators und zwei oder mehrerer Außenzusatztransformatoren, jeder als Autotransformator ausgebildet, wobei der Haupt- ao transformator wie jeder Zusatztransformator drei Klemmen hat, von denen eine jedes Zusatztransformators mit der mittleren Klemme des vorgehenden Transformators verbunden ist, und worbei die Spannungsänderung durch Verbindung der anderen Klemmen mit einer der zwei anderen Verbindungen durch einen Schalter bewirkt wird, derart, daß jeder der Schalter einem Betriebszustand entspricht.

Die Erfindung bezieht sich auf eine An-Ordnung zur stufenweisen Regelung der Spannung eines Wechselstromkreises, die mit

einem Haupttransformator mittels zweier Zusatzstransformatoren verbunden und dadurch gekennzeichnet ist, daß der Stromkreis der Sekundärwicklung jedes Zusatztransformators vollkommen getrennt von seiner entsprechenden Primärwicklung, aber mit ihr in Induktion steht. Die beiden Primärwicklungen sind in an sich bekannter Weise dauernd in Reihe zueinander und zu einer der Speise- >o leitungen und zu zwei Punkten auf der Wickellänge der Haupttransformatorwicklung, die mit der anderen Speiseleitung verbunden ist, während gemäß der Erfindung die beiden getrennten Sekundärwicklungen der Zusatztransformatoren verschiedenartig als in sich geschlossene Stromkreise verbunden werden können, so daß die eine oder die andere in in verschiedener Art auf ihre getrennte, aber entsprechende Primärwicklung wirken kann, oder beide gleichzeitig in verschiedener Weise, auf die beiden Primärwicklungen wirken können oder ausgeschaltet werden können, mit dem Ergebnis, daß die Spannung des Sekundärkreises des Haupttransformators fein reguliert werden kann, ohne den Kreis zu irgendeiner Zeit zu öffnen. Die Zusatztransformatoren sind dabei gewöhnliche ruhende Stufentransformatoren.

Die Mittel zur Spannungsreglung gemäß der Erfindung können so gebaut und so angeordnet sein, wie es als Ausführungsbeispiel die Abb. 1, 2, 3 der Zeichnungen zeigen.

Jede der Abbildungen zeigt schematisch eine derartige Anordnung - mit einer aus zwei kleinen statischen Transformatoren bestehenden zusätzlichen Transformatorvorrichtung.

Der Einfachheit halber ist die Spannungs- , regelvorrichtung mit der Sekundärspule eines einphasigen Transformators gezeigt, obgleich sie in Verbindung mit der Primärspule dieses , Transformators oder mit beiden Wicklungen ^: oder mit der einen oder anderen oder allen Sekundär- oder Primärwicklungen eines mehrphasigen Transformators verwendet werden kann.

Bei jeder der Anordnungen nach Abb. 1, 2, 3 ist eine Primärwicklung α und eine Sekundärwicklung b eines Haupttransformators gezeigt; die Sekundärwicklung besitzt eine Abzweigung bei b¹, die in einem entsprechenden Abstand von einer Klemme b" am Ende dieser Wicklung dargestellt ist. Bei jeder dieser Anordnungen enthält die zusätzliche Transformatoranordnung zur Erzielung der erforderlichen Spannungsregelung des von der Sekundärwicklung gelieferten Stromes zwei kleine Transformatoren mit Primär- und Sekundärwicklungen c und d und e und f. Die Primärwicklungen c und e dieser beiden kleinen Transformatoren sind in Reihe miteinander und mit der Abzweigung b sowie [ ^: der Klemme δ² der Sekundärwicklung des Haupttransformators in einer der gezeigten Arten verbunden. Von den Sekundärwicklungen d und f der beiden kleinen Transformatoren können der eine oder der andere oder auch beide Abzweigungen oder Anschlüsse besitzen, welche miteinander so verbunden werden können, daß die wirksame Länge dieser Wicklungen verändert oder daß die Wicklungen kurzgeschlossen werden können. Zu diesem Zweck ist eine Schaltvorrichtung vorgesehen.

In jedem Fall geht von der Sekundärwicklung b des Haupttransformators eine Hauptzulaßleitung B aus.

In Abb. ι ist die Zulaßleitung A mit einem Punkt zwischen den Primärwicklungen c und e des kleinen Transformators verbunden. Die sekundäre Wicklungsgruppe d und f der beiden zusätzlichen Transformatoren besitzt ^! Abzweigungen, welche mit einem Regulierschalter verbunden ist. Es können zwei getrennte Regulierschalter verwendet werden, oder ein kombinierter Schalter für die beiden Wicklungen kann entsprechend der dargestellten Ausführungsform vorgesehen sein. Dieser kombinierte Schalter besitzt zwei Teile, von dem Kontakte 1 bis 4 und ein Kollektorbogen 9 den einen Teil, Kontakte 5 bis 8 und ein Kollektorbogen 10 den anderen Teil bilden. Eine Bürste 11 dient dazu, den Kollektorbogen 9 mit einem der Kontakte 1 bis 4 oder das' Bogenstück 10 mit einem der Kontakte 5 bis 8 zu verbinden.

Wenn die Bürste 11 den Kontakt 1 mit dem Bogenstück 9 verbindet, ist die ganze Sekundärwicklung f des Transformators e, f kurzgeschlossen, so daß die Spannung der Primärwicklung e dieses Transformators einen Mindestwert erreicht; diese Schaltung ist, wenn man Spannungsverluste o. dgl. in den Transformatorwindungen vernachlässigt, gleichwertig einer Schaltung, wobei die Hauptleitung A an die Abzweigung b¹ der Wicklung b des Haupttransformators angeschlossen ist.

Verbindet man durch die Bürste 11 den Kontakt 8 und das Bogenstück io, so ist die Sokundärwicklung d des Transformators c, d kurzgeschlossen, derart, daß die Spannung auf der Primärwicklung c dieses Transformators ein Minimum erreicht; diese Schaltung ist gleichfalls unter Vernachlässigung der Spannungsverluste in den Transformatorwicklungen gleichwertig einer Schaltung, durch welche die Hauptleitung A mit der Klemme b² der Wicklung b des Transformators verbunden ist.

Läßt man durch die Bürste 11 irgendeinen der Kontakte zwischen 1 und 8 mit dem zugehörigen Bogenstück 9 oder 10 verbinden, so ist die Schaltung gleichwertig einer Ver-

bindung der Hauptleitung A mit einem Punkt der sekundären Wicklung des Haupttransformators zwischen der Abzweigung δ¹ und der Klemme δ², welcher durch die Lage der Abzweigungen auf den sekundären Wicklungen d und f des kleinen Transformators bestimmt ist.

Ein Anschlag 12 verhindert die Bürste 11

an der Bewegung über den Kontakt 1 hinaus in der Richtung des Uhrzeigers oder über Kontakt 8 hinaus in der entgegengesetzten Richtung.

In Abb. 2 besitzt die sekundäre Wicklung des Transformators c, d mit den Kontakten 1, 2, 3, 4 eines Regulierschalters verbundene _: Abzweigungen. Dieser Regulierschalter, welcher schematisch dargestellt ist, besitzt eine bekannte Anordnung von der Art, wie sie unter dem Namen eines kombinierten Regu- lier- und Reversierschalters bekannt ist. Die sekundäre Wicklung f des Transformators e, f besitzt keine Abzweigung, aber eine ihrer . Klemmen ist mit einem Kollektorring des ^! Regulierschalters, ihre zweite Klemme mit dem gemeinsamen' Punkt 14 eines Umschalterarms 15 verbunden; dieser Umschalter kann den Punkt 14 mit dem mit Kontakt r des , Regulierschalters verbundenen Kontakt 16 oder mit einem mit dem Kontakt 4 des i Regulierschalters verbundenen Kontakt 17 ; verbinden. Der Punkt 14 ist auch mit einem i bogenförmigen Kontakt 18 verbunden, der so ! angeordnet ist, daß die Bürste n, bevor sie j den Kontakt 1 oder 4 verläßt, je nach der j Richtung, in welcher sie gedreht wird, in Verbindung damit kommt und so den Kollek- j torring und den Kontakt 18 verbindet. In | der Grenzstellung der Bürste in einer der j Bewegungsrichtungen ist der Umschalterarm I 15 in einer Stellung, in der er den Punkt 14 f und den Kontakt 17 verbindet, während die : Bürste 11 den Kontakt 1 und den Ring 13 i verbindet. Die Grenzstellung in der entgegengesetzten Bewegungsrichtung ist erreicht, ; wenn die Bürste 11 den Kontakt 4 und den ' Ring verbindet, nachdem sie eine vollständige Umdrehung von dem Kontakt 4 aus gemacht hat. Die Bürste 11 kann in der dem Uhrzeiger entgegengesetzten Richtung , nur von der ersten Grenzstellung aus gedreht werden, und durch bekannte Mittel wird hierdurch der Umschalterarm 15 in eine Stellung bewegt, in der er die Kontakte 14 und 16 verbindet, wenn er auf seinem Wege vom Kontakt 4 zum Kontakt 1 in einer Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeiger den _: Kontakt 18 berührt. Der Regulierschalter ist in bekannter Weise so angeordnet, daß es nicht möglich ist, die Bürste ir aus der zweiten Grenzstellung in einer Richtung entgegengesetzt dem Uhrzeiger zu bewegen, wan- ; rend der Umschalterarm 15 die Kontakte 14 und 16 verbindet. Die Bürste kann rückwärts in Richtung des Uhrzeigers aus der zweiten Grenzstellung bewegt werden und bewegt hierbei den Umschalterarm 15 in eine Stellung, in welcher er die Kontakte 14 und 17 verbindet, wenn er auf seinem Wege von Kontakt 1 nach Kontakt 4 in Richtung des Uhrzeigers den Kontakt 18 berührt.

Die Grenzstellung, in der der Arm 15 die Kontakte 14 und 17 und die Bürste den Kontakt 1 und den Ring verbindet, ist gleichwertig einer Schaltung, bei der der Hauptleiter A mit einem Punkt δ³ der sekundären Wicklung δ des Haupttransformators verbunden ist, wobei die Lage dieses Punktes von der besonderen Anordnung der zusätzlichen Transformatoren c, d und e, f und der Stellung der Abzweigung δ¹ abhängt. Die andere Grenzstellung, bei der der Arm 15 die Kontakte 14 und 16 und die Bürste ir den Kontaks 4 und den Ring 13 verbindet, ist gleichwertig mit einer Schaltung, bei der die Hauptleitung A mit der Klemme δ² der Wicklung des Haupttransformators verbunden ist. Bei den dazwischenliegenden Stellungen der Bürste ist die Anordnung gleichwertig einer Schaltung, bei der der Hauptleiter A mit einem Punkt der Primärwicklung δ des Haupttransformators zwischen den Punkten δ² und δ³ verbunden ist; die Lage dieses Punktes hängt von der Lage der Abzweigung des Transformators c, d und der Stellung des Umschalterarms 15 ab.

In Abb. 3 ist die zusätzliche Primärwicklung e mit den Punkten δ¹, δ² der Hauptsekundärwicklung δ und mit einem Ende der Sekundärwicklung c verbunden, dessen anderes Ende mit der Hauptleitung A verbunden ist. iqo Die Anordnung ist sehr ähnlich der nach Abb. 2 mit der Ausnahme, daß die erste Grenzstellung einer Schaltung gleichwertig ist, bei der die Hauptleitung A mit einem Punkt δ⁴ verbunden ist, der auf der Wicklung δ des Hauptleiters liegen würde, wenn man nämlich diese Wicklung über den Punkt δ² hinaus verlängert denkt, d. h. mit anderen Worten: diese Stellung ist gleichwertig der Vergrößerung der Spannung des Sekundärstromes des Haupttransformators, und die zweite Grenzstellung ist äquivalent der Verbindung des Hauptleiters A mit der Abzweigung δ¹ der Wicklung δ des Haupttransformators. Diese Anordnung verlangt eine besondere Bemessung der Wicklung δ des Haupttransformators bezüglich des Abschnitts zwischen den Punkten δ¹, δ² mit Rücksicht auf die Stromverteilung in der Wicklung.

Eine zusätzliche Bürste mit Kollektorring kann mit Vorteil mit der Bürste 11 und den Kollektorbogen 9 und 10 oder mit dem Ring

verbunden sein, ebenso ein Widerstand oder Widerstände oder Reaktanzen, um die Unterbrechung des Stromes oder einen Kurzschluß eines.Teils der sekundären Wicklungen des kleinen" Transformators zu vermeiden, wenn der Schalter gehandhabt wird, um die Spannung des Sekundärstromes des Haupttransformators zu verändern. Um eine Komplikation der Zeichnung zu vermeiden, sind

ίο die zusätzliche Bürste und der Kollektorring aus der Abbildung weggelassen, sie können in der üblichen und bekannten Weise angeordnet sein.

Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sollen die Transformatoren c, d und e, f bezüglich ihrer Wicklungen von gleicher Ausbildung sein; es steht aber nichts im Wege, daß sie auch verschieden sind. Natürlich , können auch statt der dargestellten vier Ab- ; zweigungen an dem kleinen Regeltransformator e, f Abzweigungen in anderer Anzahl be- ' nutzt werden, je nach dem zu erreichenden Zweck.

Claims

Patent-Ansprüche: '·

i. Vorrichtung zur Regelung der Span- 1 nung des Sekundärstromkreises eines Haupt- j transformators durch eine, außerhalb des ! Haupttransformators angeordnete Zusatz- ' transformatoranordnung, die zwei in Reihe ' geschaltete Primärwicklungen umfaßt, die I einerseits an zwei Punkte auf der Sekundärwicklung des Haupttransformators an- , geschlossen sind, andererseits an einem Außenleiter liegen, während der andere | Außenleiter vom Haupttransformator ausgeht, dadurch gekennzeichnet, daß zwei von der Primärwicklung getrennte, aber induktiv dazu angeordnete Sekundärwicklungen (d., f) des Zusatztransformators in verschiedenen Abstufungen als in sich ge- ! schlossene Stromkreise derart geschaltet j werden können, daß durch ihre Einwirkung ^: auf die Primärwicklung (c, e) die Spannung \ des Sekundärstromkreises (A, B) des Haupttransformators fein reguliert werden kann, ohne den Kreis zu öffnen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatztransforma-Toranordnung aus zwei Transformatoren (c, d und e, f) besteht, deren Primärwicklungen (c und e) nach Anspruch 1 angeordnet sind, während die getrennten Sekundärwick- ' lungen (d, und f), die anliegend an die beiden Primärwicklungen (c und e) angeordnet sind, an ihren Enden und an Ab- : zweigungen mit festen Kontakten eines :

durch bewegliche Kontakte einstellbaren Schalters verbunden sind, wobei die Sekundärwicklungen oder Teile davon in einem geschlossenen Kreis oder Kreisen verbunden werden können, die induktiv von den Primärwicklungen (c und e) beeinflußt werden und dabei die gewünschte Spannungsreglung des sekundären Stromkreises des Haupttransformators verursachen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in Reihe geschalteten Primärwicklungen (c, e) der zusätzlichen Transformatoren an ihren Außenklemmen mit zwei Punkten (J¹, b²) der Haupttransformatorwicklung (&) verbunden sind und an ihren gemeinsamen Enden mit einem (A) der beiden Speiseleiter (A, B) des Haupttransformators, während die Sekundärwicklungen (d, f) der zwei Zusatztransformatoren mit den festen Kontakten (1 bis 10) eines Regelschalters verbunden sind, dessen Hebel (11) nach Belieben mit der einen oder mit beiden Sekundärwicklungen (&, f) oder mit Teilen davon verbunden werden kann.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden in Reihe geschalteten Primärwicklungen (c oder e) des zusätzlichen Transformators an ihren Enden mit zwei Punkten der Haupttransformatorwicklungen (δ) und ein Ende gleichzeitig mit einem Ende der anderen Primärwicklung (e oder c) verbunden ist, dessen entgegengesetzes Ende mit einem (A) der Speiseleiter (A, B) verbunden ist, während eine der zusätzlichen Sekundärwick- ■ lungen (d oder f) an ihren Enden und an Zwischenpunkten ihrer Länge mit festen Kontakten (1, 2, 3, 4, 14, 16, 17 und 18) eines Regel- und Umkehrschalters verbunden ist, der bewegliche Kontakte (ir und "15) hat, und die andere Sekundärwicklung (f oder d) mit ihren Enden nur an beweglichen Kontakten (11 und 15) des Schalters liegt, so daß durch Handhabung der besagten beweglichen Schalterkontakte in bezug auf die festen Kontakte eine oder beide Sekundärwicklungen (d, f) oder Teile einer von ihnen in einen geschlossenen Kreis oder Kreise eingeschlossen werden können, die mit einem der beiden der zusätzlichen Primärwicklungen (c, e) zusammenwirken, um die gewünschte Spannungsregelung des sekundären Stromkreises der Haupttransformatorwicklung (b, Abb. 2 und 3) herzustellen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.