DE3823024A1

DE3823024A1 - Einrichtung zur spannungsumschaltung einer windung eines in sternschaltung geschalteten drehstrom-spartransformators

Info

Publication number: DE3823024A1
Application number: DE19883823024
Authority: DE
Inventors: Klaus Buerkle; Friedrich Buerkle
Original assignee: Buerkle & Schoeck KG
Current assignee: Buerkle & Schoeck KG
Priority date: 1988-07-07
Filing date: 1988-07-07
Publication date: 1990-01-11

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Umschaltung von Spannungen, die an verschiedenen Abgriffen einer Windung eines Spartransformators gegeben sind, dessen Windungen in Sternschaltung geschaltet und von einem gemeinsamen Eisenkern durchsetzt sind, bei der die Abgriffe über von Relais-betätigte Schalter an eine Glüh- und/oder Leuchtstofflampe anlegbar sind.

Die Aufgabe, mit der sich die Erfindung befaßt, ist folgende:

Bei der Spannungsversorgung von Leuchtstofflampen braucht man eine bestimmte Nennspannung (z.B. 220 V), um eine Zündung herbeizuführen. Zur Aufrechterhaltung des gezündeten Zustandes jedoch genügt eine geringere Spannung (z.B. 185 V). Zwar ist bei dieser geringeren Spannung die abgegebene Lichtmenge ca. 10% geringer. Das kann jedoch meist hingenommen werden, da seit einigen Jahren Leuchtstoffröhren mit verstärkter Leuchtkraft am Markt sind. Um Energiekosten zu sparen, möchte man also nach dem Zünden der Leuchtstoffröhren die Spannung reduzieren (z.B. von 220 auf 185 V).

Es gibt zu diesem Zweck Transformatoren mit verstellbarem, d.h. entlang einer Windung motorisch bewegbarem Abgriff. Eine gewisse Zeit, z.B. 1 Minute nach Einschalten und Zünden der Leuchtstoffröhren, wird der Abgriff an der Windung so verschoben, daß sich die gewünschte - verringerte - Spannung ergibt.

Nachteilig an dieser Schaltung ist der relativ hohe Aufwand (Motorantriebe mit entsprechenden Steuerungen). Außerdem muß der Abgriff, der meist über Kohlebürsten o.dgl. wegen der hohen Stromstärken bei großen Gebäuden erfolgt, regelmäßig gewartet werden, um eine Widerstandserhöhung, eine Verkohlung und/oder die Bildung von Funkenstrecken und die damit sich ergebenden Gefahren zu verhindern.

Ein einfaches Umschalten von einem Abgriff mit höherer Spannung auf einen Abgriff mit niedrigerer Spannung ist nicht möglich, da entweder

- eine Schaltpause entsteht, in der keine der beiden Spannungen an der Leuchtstofflampe anliegt; dann geht die Leuchtstofflampe wieder aus und muß erneut mit höherer Spannung gezündet werden; oder
- eine zeitliche Überlappung der Verbindung der Leuchtstofflampe mit beiden Abgriffen entsteht. Während der Überlappung jedoch ist der zwischen den beiden Abgriffen liegende Teil der Windung kurzgeschlossen. Da auch während dieser Zeitspanne infolge des Aufbaus des Trafos in dem kurzgeschlossenen Windungsteil Spannung induziert wird, fließt kurzfristig ein extrem hoher Strom, der die Schaltverbindung zerstören würde.

Aufgabe der Erfindung ist es demgemäß, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine einfache Umschaltung der Spannungsversorgung einer Leue Verbindung der Windungen zum Sternpunkt des Spartransformators unterbrechen. Ist die Umschaltung erfolgt, wird die Verbindung wieder hergestellt. Auf diese Weise wird mit einfachsten Mitteln die genannte Aufgabe durch nur einen weiteren Schalter und seine Ansteuerung über eine Steuervorrichtung gelöst.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß weitere Schalter zwischen der Windung und dem Sternpunkt vorgesehen sind, und daß eine Steuervorrichtung diese Schalter öffnet, während sie den Abgriff mit der niedrigeren Spannung mit der Leuchtstoffröhre verbindet und den Abgriff mit der höheren Spannung von der Leuchtstoffröhre trennt.

Die Erfindung beruht auf der überraschend einfachen Erkenntnis, daß die Induzierung einer Spannung zwischen den beiden Abgriffen während überlappender Schaltphasen wegfällt, wenn die Windungen vom Sternpunkt getrennt sind. Dann wirkt der kurzgeschlossene Windungsteil nur noch als Ohm′scher Widerstand von 1 oder 2 Ohm, an denen ein nennenswerter Spannungsabfall nicht auftritt, so daß der hohe Stromfluß entfällt. Man muß also während der Umschaltphase, d.h. während der Abgriff mit der niedrigeren Spannung bereits angeschaltet und der Abgriff mit der höheren Spannung noch nicht abgeschaltet ist, lediglich die Verbindung der Windungen zum Sternpunkt des Spartransformators unterbrechen. Ist die Umschaltung erfolgt, wird die Verbindung wieder hergestellt. Auf diese Weise wird mit einfachsten Mitteln die genannte Aufgabe durch nur einen weiteren Schalter und seine Ansteuerung über eine Steuervorrichtung gelöst.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 ein Schaltplan eines Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 eine Darstellung zum Ablauf der Schaltvorgänge an den Schaltern 10′, 11′, 11′′, 11′′′, 12′.

Fig. 1 zeigt die drei Windungen 1, 2, 3 mit den Anschlüssen L ₁, L ₂, L ₃ eines 380 V/220 V Spartransformators in Sternschaltung. Der Sternpunkt wird durch die Leitung gebildet, die zum Anschluß PEN geführt ist.

Die nachfolgenden Betrachtungen werden für die Wicklung 1 des Spartransformators angestellt. Sie gelten ebenso analog für die anderen Wicklungen.

Die Windung 1 hat zwei Abgriffe 101 und 102, bspw. gegenüber der Leitung 4 Spannungen von 220 V und 185 V entsprechend. Die Abgriffe 101 und 102 sind über in Fig. 1 offene Schalter 10′ und 12′, die durch Arbeitskontakte der Relais 10 bzw. 12 gebildet werden, zur Leuchtstofflampe 5 geführt. Das dem Anschluß L ₃ entgegengesetzte und dem durch die Leitung 4 gebildeten Sternpunkt zugewandte Ende 103 der Wicklung 1 ist über einen in Fig. 1 geschlossenen Schalter 11′, der durch den Ruhekontakt des Relais 11 gebildet wird, an Leitung 4 geführt.

Will man nun eine bestimmte Leuchtstofflampe einschalten, so wird zunächst das Potential am Punkt 101 von 220 V durch Aktivierung des Relais 10 durch Schließung des Schalters 10′ an die Leuchtstofflampe 5 angelegt.

Möchte man nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne, z.B. einer Minute, mit der niedrigeren Spannung von 185 V arbeiten, wie sie am Abgriff 102 gegeben ist, so wird der Schalter 11′ geöffnet. Jetzt erst wird der Schalter 12′ geschlossen und danach der Schalter 11′ geöffnet.

Wichtig ist also, daß der Sternpunkt (Leitung 4) des Spartransformators, der in Sternschaltung geschaltet ist, geöffnet ist, von allen Windungen 1, 2, 3 getrennt ist, während beide Schalter 10′, 12′ kurzzeitig geschlossen sind. Dem Schalter 11′ entsprechen an den Windungen 2, 3 die Schalter 11′′ und 11′′′. Dann erfolgt während dieser kurzzeitigen Überlappungsphase zwischen den Abgriffen keine Spannungsinduktion, die zu einem hohen Stromfluß führen kann.

Die Ansteuerung der Relais, die die Schalter 10′, 11′, 11′′, 11′′′, 12′ betätigen, erfolgt über gegenseitig verriegelte Schaltrelais oder über eine speicherprogrammierte Steuerschaltung 40 mit entsprechenden Steuerausgängen, bei deren Beaufschlagung mit einem Spannungsimpuls die mit derselben Ziffer bezeichneten Relais schalten.

Claims

Einrichtung zur Umschaltung von Spannungen, die an verschiedenen Abgriffen (101, 102) einer Windung (1) eines Spartransformators gegeben sind, dessen Windungen (1, 2, 3) in Sternschaltung geschaltet und von einem gemeinsamen Eisenkern (50) durchsetzt sind, bei der die Abgriffe (101, 102) über Relais-betätigte (10, 12) Schalter (10′, 12′) an einer Glüh- und/oder Leuchtstofflampe (5) anlegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß weitere Schalter (11′, 11′′, 11′′′) zwischen allen Windungen (1, 2, 3) und dem Sternpunkt (4) vorgesehen sind, und daß eine Steuervorrichtung (40) diese Schalter (11′, 11′′, 11′′′) öffnet, während sie den Abgriff (102) mit der niedrigeren Spannung mit der Leuchtstoffröhre verbindet und den Abgriff (101) mit der höheren Spannung von der Leuchtstofflampe (5) trennt.