DE486188C

DE486188C - Self-acting AC regulating transformer with movable secondary coil

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Publication number: DE486188C
Application number: DEB116134D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1924-10-14
Filing date: 1924-10-14
Publication date: 1929-11-12

Description

Selbsttätiger Wechselstrom-Regel-Transformator mit beweglicher Sekundärspule Bei Meßanlagen, welche direkt vom Wechselstromnetz gespeist werden, machen sich Spannungsschwankungen sehr nachteilig bemerkbar. Um derartige :Messungen, wie sie beispielsweise bei den auf reiner Widerstandsmessung beruhenden Wasserstandsfernmeldern vorkommen, einwandfrei durchzuführen, ist deshalb eine Stromquelle mit konstanter Spannung oder konstanter Stromstärke Voraussetzung.Automatic AC regulating transformer with movable secondary coil In the case of measuring systems that are fed directly from the alternating current network, Voltage fluctuations noticeable very disadvantageously. Such: measurements like them for example in the case of remote water level alarms based purely on resistance measurement occur, to perform properly, is therefore a power source with constant Voltage or constant current requirement.

Es sind bereits Transformatoren bekannt, welche zur Regulierung der Stromstärke für Beleuchtungszwecke dienen und die eine bewegliche Sekundärspule besitzen. Die bewegliche Sekundärspule wird durch die Primärspule abgestoßen, sobald die Primärspule vom Strom durchflossen wird. Befindet sich in dem Sekundärstromkreis ein konstanter Widerstand, so wird die Abstoßung der Spulen größer, sobald die Netzspannung steigt, oder sie wird kleiner, sobald die Netzspannung fällt. Infolge der Streuung ist die induzierte elektromotorische Kraft in der Sekundärspule um so geringer, je weiter die Spule abgestoßen wird, so daß bei steigender Netzspannung die Spannung in der Sekundärspule in bezug auf diese Netzspannung fällt. Während die Streuung nahezu proportional mit der Entfernung von der Primärspule zunimmt, nimmt die abstoßende Kraft der Spulen im Quadrat ihrer Entfernung ab. Es tritt deshalb hierbei die Erscheinung auf, daß bei fallender Primärspannung die abstoßende Wirkung der Spulen zu groß ist, d. h. daß die in der beweglichen Spule induzierte Spannung zu gering ist, und daß bei steigender Spannung die Abstoßung der beiden Spulen zu klein ist und deshalb die induzierte Spannung zu groß wird. Die Meßfehler sind bei Anwendung eines derartigen Transformators nach wie vor vorhanden, wenn sie auch etwas gemildert sind. Für Meßanlagen genügt deshalb ein derartiger Transformator nicht.There are already transformers known which are used to regulate the Amperage are used for lighting purposes and which have a movable secondary coil own. The movable secondary coil is repelled by the primary coil as soon as current flows through the primary coil. Located in the secondary circuit a constant resistance, the repulsion of the coils increases as soon as the mains voltage is applied increases or decreases as soon as the mains voltage drops. As a result of the spread the lower the induced electromotive force in the secondary coil, the further the coil is repelled, so that when the mains voltage increases, the voltage falls in the secondary coil with respect to this mains voltage. While the scatter increases almost proportionally with distance from the primary coil, the repulsive decreases Force of the coils in the square of their distance. This is why the phenomenon occurs here on that when the primary voltage falls, the repulsive effect of the coils is too great is, d. H. that the voltage induced in the movable coil is too low, and that with increasing voltage the repulsion of the two coils is too small and therefore the induced voltage becomes too great. The measurement errors are when using such Transformers are still there, even if they are somewhat toned down. For measuring systems Such a transformer is therefore not sufficient.

Die Erfindung benutzt zur Beseitigung der gerügten Übelstände eine Regeleinrichtung, bei der zwar in an sich bekannter Weise eine bewegliche Spule unter der Einwirkung einer ortsveränderlichen Richtkraft steht, die aber dadurch gegenüber Bekanntem eigenartig ist, daß letztere bei der Bewegung der Spule eine Totpunktlage überschreitet, jenseits der die von außen wirkende Kraft bei fallender Spannung der abstoßenden Wirkung beider Spulen entgegengesetzt wirkt und bei steigender Spannung die abstoßende Kraft beider Spulen unterstützt.The invention uses one to remedy the complained of deficiencies Control device in which, although in a manner known per se, a movable coil is under the influence of a movable straightening force, which is, however compared to known is peculiar that the latter with the movement of the coil a Exceeds dead center, beyond which the externally acting force when falling Tension counteracts the repulsive effect of both coils and increases Voltage supports the repulsive force of both coils.

In der Zeichnung ist der Transformator mit Federregulierung gezeigt, und zwar zeigt Abb. z eine Seitenansicht und Abb.2 eine Stirnansicht, während die Abb. 3 bis 8 zwecks besserer Erläuterung den Gegenstand in verschiedenen Arbeitslagen darstellen. Mit a ist die festsitzende Primärspule, mit b die bewegliche Sekundärspule und mit c ist der aus lamellierten Blechen zusammengesetzte Transformatorkern bezeichnet. Die Feder f ist eine Zugfeder und hat das Bestreben, sich zusammenzuziehen, kann dies aber erst, sobald sie aus der Nullage gelangt ist. Die Wirkung der Feder wird um so größer, je weiter der Ausschlag der kleinen Kurbel k von der Mittelstellung ist. Durch die Wahl geeigneter Federn kann die regulierende Kraft der Feder so bemessen werden, daß die oben beschriebene Ungleichmäßigkeit in der Induzierung der elektromotorischen Kraft vollständig ausgeglichen wird. Wie bereits erwähnt, kann aber auch an Stelle der Feder ein Gewicht treten, durch welches die gleiche Wirkung erzielt werden kann. Es ist ferner möglich, den Hebel der Sekundärspule mit einem Elektromagneten in Verbindung zu bringen, welcher an das Primärnetz angeschlossen ist und der die Spule um so weiter abzieht, je höher die Spannung im Primärnetz ist.In the drawing, the transformer is shown with spring regulation, namely Fig. Z shows a side view and Fig.2 shows a front view, while Figs. 3 to 8 show the object in different working positions for the sake of better explanation. With a is the fixed primary coil, with b the movable secondary coil and with c the transformer core composed of laminated metal sheets is designated. The spring f is a tension spring and tends to contract, but can only do so as soon as it has moved out of the zero position. The further the deflection of the small crank k is from the central position, the greater the effect of the spring. By choosing suitable springs, the regulating force of the spring can be dimensioned in such a way that the above-described irregularity in the induction of the electromotive force is completely compensated for. As already mentioned, however, a weight can also be used instead of the spring, by means of which the same effect can be achieved. It is also possible to bring the lever of the secondary coil into connection with an electromagnet which is connected to the primary network and which removes the coil the further the higher the voltage in the primary network.

Die kleine Kurbel k ist an dem Gestell d gelagert und dient zur Aufhängung der Spule b und gleichzeitig zur Aufnahme der Druckfeder f, welche ihre zweite Lagerung in dem Konsol i besitzt. Das Netz n speist die Spule a. Hierdurch wird in der Spule b, an welche der Widerstand w angeschlossen ist, eine elektromotorische Kraft induziert, und gleichzeitig findet eine Abstoßung beider Spulen statt. Diese Abstoßung wird je nach Stellung der Spule b durch die Feder f nach der einen Seite oder nach der anderen Seite mehr oder weniger korrigiert, und zwar derart, daß, wenn die Primärspannung gering ist, die Spule b an die Spule a gedrückt wird, so daß die elektromotorische Kraft in der Spule b vergrößert wird, jedoch, wenn die Spannung im Primärnetz groß ist, die Spule durch die Feder weiter abgedrückt wird und die induzierte elektromotorische Kraft sinkt. Wie bereits erwähnt, kann durch geeignete Wahl der Feder die Regulierung der Abstoßung zwischen beiden Spulen derart getroffen werden, daß in der Sekundärspule eine konstante Stromstärke erzeugt wird. Um diese Anlage für die obenerwähnten Meßzwecke zu verwenden, wird der Meßstromkreis parallel zu dem Widerstand w gelegt.The small crank k is mounted on the frame d and serves to suspend the coil b and at the same time to accommodate the compression spring f, which has its second mounting in the bracket i . The network n feeds the coil a. This induces an electromotive force in the coil b to which the resistor w is connected, and at the same time the two coils are repelled. This repulsion is more or less corrected depending on the position of the coil b by the spring f to one side or the other, in such a way that, when the primary tension is low, the coil b is pressed against the coil a, so that the electromotive force in the coil b is increased, but when the voltage in the primary network is high, the coil is further pushed off by the spring and the induced electromotive force decreases. As already mentioned, through a suitable choice of the spring, the regulation of the repulsion between the two coils can be made in such a way that a constant current strength is generated in the secondary coil. In order to use this system for the above-mentioned measuring purposes, the measuring circuit is placed in parallel with the resistor w.

In Abb. 3 ist die Stellung der Spulen dargestellt, wenn die Spannung ihren niedrigsten Wert - E-'- - erreicht hat, in Abb. 4, wenn die Netzspannung normal ist, und in Abb. 5, wenn die höchste Spannung - Ema` -herrscht.In Fig. 3 the position of the coils is shown when the voltage has reached its lowest value - E -'- - in Fig. 4 when the mains voltage is normal is, and in Fig. 5, when the highest tension - Ema` - prevails.

Irrn ersten Fall ist die abstoßende Kraft am geringsten, da auch die Stromstärke in der Primärspule ihren geringsten Wert hat. Im zweiten- Fall- ist die Spannung normal; -die Stromstärke in der Spule a -hat ihren mittleren Wert, während im dritten Fall die größte Stromstärke auch die größte abstoßende Kraft zwischen a und b erzeugt.In the first case the repulsive force is the smallest, since the current intensity in the primary coil also has its lowest value. In the second case the tension is normal; -the current strength in the coil a -has its mean value, while in the third case the greatest current strength also generates the greatest repulsive force between a and b.

Hierbei wird der Abstand der sekundären Spule von der primären Spule auch durch das Eigengewicht der Sekundärspule beeinflußt.This is the distance between the secondary coil and the primary coil also influenced by the dead weight of the secondary coil.

In Abb. 3 ist der Einfluß des Spulengewichtes infolge der geringen Entfernung beider Spulen voneinander im Verhältnis zu der abstoßenden Kraft zu gering; der Abstand zwischen a und b (ymsn) ist also zu groß.In Fig. 3 the influence of the coil weight is too small due to the small distance between the two coils in relation to the repulsive force; so the distance between a and b (ymsn) is too big.

Das Feld des Kernes ist an dieser Stelle infolge der Streuung zu gering, um in der Sekundärspule. die gewünschte Spannung zu induzieren, zumal infolge der geringen Primärspannung das Feld des Kernes an und für sich schwach ist.The field of the core is too small at this point due to the scattering, around in the secondary coil. induce the desired voltage, especially as a result of low primary voltage, the field of the core is weak in and of itself.

Bei der Stellung der Spule b in Abb. 4 ist die abstoßende Kraft, vermindert um die Gegenkraft, die das Eigengewicht der Spule erzeugt, gerade so groß, daß sich die Sekundärspule in diejenige Lage einstellt, in. welcher die gewünschte Sekundärspannung induziert wird. In Abb.5 liegt der Fall umgekehrt wie in Abb. 3. Hier ist der Abstand ymax etwas zu gering. Das liegt erstens daran, daß die Einwirkung des Spulengewichtes in diesem Falle etwas zu groß ist, und weiter daran, daß das Feld des Kernes infolge der hohen Netzspannung so stark ist, daß trotz der bedeutenden Streuung bei y"nax die in der Spule b induzierte elektromotorische Kraft noch zu groß ist.In the position of the coil b in Fig. 4, the repulsive force is reduced to the counterforce that generates the weight of the coil, just so great that sets the secondary coil in the position in which the desired secondary voltage is induced. In Fig.5 the case is the opposite of Fig.3. Here is the distance ymax a little too low. This is firstly because the effect of the weight of the bobbin in this case is a little too large, and furthermore that the field of the nucleus is a result the high mains voltage is so strong that despite the significant spread at y "nax the electromotive force induced in coil b is still too great.

Um daher einesteils die Abstände ym'n zu verringern und ymax zu vergrößern, andererseits aber den Abstand y unverändert zu lassen, wird eine zusätzliche Kraft angewendet, welche in Abb. 6 und 7 durch eine Feder ausgeübt wird.Therefore, on the one hand, to reduce the distances ym'n and to increase ymax, on the other hand, leaving the distance y unchanged becomes an additional force applied, which is exerted in Fig. 6 and 7 by a spring.

In Abb. 6 ist die Wirkung der Feder durch den Pfeil angedeutet, nämlich so, daß auf den Hebel e-k durch den Federzug ein Drehmoment im Sinne des Uhrzeigers ausgeübt wird, d. h. die Spule b wird in diesem Falle an die Spule a herangedrückt, der Abstand ymin also verringert.In Fig. 6 the action of the spring is indicated by the arrow, namely in such a way that a clockwise torque is exerted on the lever ek by the spring balancer, ie the coil b is pressed against the coil a in this case, the distance ymin therefore decreased.

In Abb. 8 ist der Zustand angedeutet, der eintritt, wenn die höchste Spannung herrscht, die Spule b also weit abgedrückt wird.. In diesem Falle wirkt die Zugkraft der Feder auf den Hebelarm e-k so, daß dieser ein Drehmoment entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne erfährt und daher den Abstand zwischen den Spulen a und b, wie beabsichtigt, noch etwas vergrößert.In Fig. 8 the state is indicated, which occurs when the highest voltage prevails, the coil b is thus pushed far. In this case, the tensile force of the spring acts on the lever arm ek so that it experiences a torque in the counterclockwise direction and therefore the distance between the coils a and b, as intended, increased somewhat.

Da die Wirkung der Feder auf die Spule b einmal im Sinne des Uhrzeigers, das andere Mal entgegengesetzt auftritt, muß es eine Totpunktlage geben, in der die Feder keinen Einfluß mehr auf die Spule ausübt. Die Anordnung des Hebelarmes ist so getroffen, daß in der in Abb. 7 gezeichneten Stellung der Spule b die Wirkung der Feder ohne Einfluß auf die Stellung der Spule ist.Since the action of the spring on the coil b is clockwise, the other time occurs in the opposite direction, there must be a dead center position in which the spring no longer has any influence on the coil. The arrangement of the lever arm is made so that in the position shown in Fig. 7 of the coil b the The effect of the spring has no effect on the position of the coil.

Claims

PATENT CLAIM: Automatic AC regulating transformer with movable secondary coil, which is subject to the action of a movable straightening force subject, characterized in that the latter in the movement of the coil a Exceeds dead center, beyond which the externally acting force when falling Tension counteracts the repulsive effect of both coils and increases Voltage supports the repulsive force of both coils.