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Spannungsregelnder Transformator mit Hauptwicklungen, welche auf die
axial gegeneinander verschiebbaren Kernteile in könzentrischer Anordnung verteilt
sind, und mit Ausgleichwicklungen Es ist ein spannungsregelnder Transformator mit
in Richtung der Transformatorachse gegeneinander verschiebbaren Hauptwicklungen
und mit Ausgleichwick_ lungen zur Verminderung unerwünschten Streuflusses (eine
völlige Unterdrückung des Streuflusses ist weder hier noch beim Erfindungsgegenstand
möglich) bekannt. Beim ihm liegen aber die Wicklungsachsen der Haupt- und Ausgleichspulen
winkelrecht zur Transformator- und Verschiebungsachse und die beiderlei Spulen sind
auf die beiden gegeneinander verschiebbaren Kernteile verteilt, woraus sich eine
Verbindung der Spulenhälften durch biegsame Leiter ergibt.
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Demgegenüber handelt es sich beim Erfindungsgegenstand um einen in
der zumeist gebräuchlichen Weise gewickelten Transformator, bei. welchem die Primär-
und Sekundärwicklungen. den eisengeschlossenen Kern umschlingen und folglich die
Wicklungsachse mit der Transformatorachse und der Verschiebungsachse zusammenfällt.
Daraus ergibt sich, daß der Kern der Länge nach in von Windungen umschlungene und
nicht umschlungene ideelle Abschnitte zerfällt oder wenigstens nicht an allen Stellen
seiner Länge von Wicklungen der- beiderlei Ordnung (primäre und sekundäre) umschlungen
wird.
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Erfindungsgemäß handelt es sich darum, bei einem regelbaren Transformator
dieser Art Ausgleichwicklungen mit möglichst guter Wirkung anzuordnen, und es geschieht
in der Weise, daß in demjenigen Axialbereich des eisengeschlossenen Kernes, in welchem
bei der Verschiebung Bewicklungsteile der einen Ordnung Bewicklungsteilen der anderen
Ordnung nicht gegenüberliegen, Ausgleichswicklungen angeordnet werden, die entweder
in sich kurzgeschlossen sind oder mit Strom gespeist werden und deren Wicklungsachse
im allgemeinen mit derjenigen der Hauptbewicklungen zusammenfällt oder doch zu ihr
parallel liegt. Es werden also diejenigen Stellen des Kernes, denen eine primäre
oder sekundäre Wicklungsteile enthaltende Nut bzw. das die Nut einfassende Eisen
des anderen Teiles nahe liegen kann, wodurch der magnetische Widerstand in dem um
die gedachte Nut herumgehenden Kraftlinienkreis gering wird, mit den in besagter
Weise gewickelten Ausgleichspulen belegt.
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Die Erfindung bedeutet nicht bloß die Anwendung der an sich bekannten
Ausgleichwicklungen bei einer anderen, nämlich der vorstehend umrissenen Bauart
spannungsregelnder Transfö:rmatoren, sondern es ist auch bei der erfindungsgemäßen
Anordnung die Ausgleichwirkung besser, namentlich insofern, als bei der bekannten
Anordnung wesentlich nur dem Streufluß in :einer Richtung entgegengewirkt wird.
Im
folgenden sollen an Hand der Zeichnungen verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben
werden, bei welchen sämtlich der in Abb. t dargestellte spannungsregelnde Transformator
vorausgesetzt ist, ohne daß, damit eine Beschränkung der Anwendung der Erfindung
auf diesen Typ ausgedrückt werden soll. Es ist a der Schenkel,
b, b das Joch des Kernes nach dem Manteltyp. Die Jochteile b, b weisen
bei s den durch die Erfindung entbehrlich werdenden Luftspalt auf. Die Wicklungen
beider Ordnungen umscbli,ngen bei einer mit der Transfoxmatorachse zusammenfallender
Wicklungsachse den hier schlechthin. als Kern zu bezeichnenden Schenkel oder Mittelsteg
des Mantelkernes, welcher gegen die Jochteile b, b verschiebbar ist. Es sind
zwei in Nuten der Jochteile untergebrachte, auf entgegengesetzte Wirkung geschaltete
Primärwicklungen P1 und P2 und eine der Wirkung nach einheitliche, abex in zwei
Spulen sl, s2 aufgeteilte und in Nuten des Kernes a untergebrachte Sekundärwicklung
vorhanden. Natürlich können auch die Spulen sl, s2 eine einheitliche Primärwicklung
bilden und P1 und P2 zwei auf entgegengesetzte Wirkung geschaltete Sekundärwicklungen
sein. Es ist die Mittelstellung des Kernes a gezeichnet, in welcher die Wirkung
des Transformators. gleich Null ist,, aber die möglichst zu unterdrückenden Streuflüsse
um die die Spulen s1, s2 enthaltenden Kernnuten herum auftreten.
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Erfindungsgemäß liegen nun nach Abb. 2 der hier in fünf Spulen s1,
s2 ... aufgeteilten Sekundärwicklung zwischen den Primärwicklungen P1 und P2 die
ebenfalls dein. Kern umschlingenden und in Nuten der Jochteile b, b untergebrachten
Ausgleichwicklungen z1, z=, z3 gegenüber. Es sind Kur7schlußwicklungen, die nach
Abb. 2a sämtlich in Reihe, nach Abb.2b derart geschaltet sind, daß z1 und z3 miteinander
in Reihe liegen, während z2 für sich kurzgeschlossen ist. Es liegen in diesem Falle
von den drei Wicklungen, z1, z2, zs nur noch zwei, in Reihe, während nach Abb. 3
und 3a jede der drei Wicklungen für sich einen selbständigen. Stromkreis bildet.
Von Fall zu Fall sind die einzelnen Wicklungen z1, z2, z3 mehr und mehr jede für
sich kurzgeschlossen worden und eignen sich so besser zur Unterdrückung der schädlichen
Streuflüsse. Nach Abb. 3 umschlingt die Wicklung z2 den quadratischen Kern als ebener
Rahmen, wogegen die im Grundriß ebenfalls rahmenförmigen Wicklungen z1 und z3 derart
verkröpft sind, daß zwei axial gegeneinander verschobene und durch schräge Übergänge
verbundene ebene Teile an verschiedenen Stellen der Achse liegen. So wird vermieden,
daß in ihnen dauernd Kurzschlußströme ließen. Abb.3a ist lediglich als Schaltschema,
nicht als geometrische Darstellung cler drei Wicklungen. aufzufassen.
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Die Abb. ¢ und q.a zeigen statt in sich kurzgeschlossener Ausgleichwicklungen
solche, die mit Strom gespeist sind, und zwar geschieht die Speisung nach Abb. q.a
dadurch, daß die in Reihe liegenden Wicklungen z1, z2, z3 auch in Reihe mit der
Sekundärspules geschaltet sind.
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Man kann @es vielleicht in gewissem Sinne als eine den bisher beschriebenen
Lösungen anhaftende Unvollkommenheit bezeichnen, daß die Verschiebung des Kernes
a gegen das Joch b, b, wenn anders der erfindungsgemäße Zweck erreicht werden
soll, nie so weit gehen darf, daß ein nicht bewickelter Teil. des Kernes seiner
der Ausgleichwicklungen. gegenübertritt. Insofern geben die nunmehr zu beschreibenden
Lösungen größere Bewegungsfreiheit. Alle haben eine Speisung der Ausgleichwicklungen
mit Strom gemeinsam. Unter Stromspeisung ist hier wie in der vorliegenden Beschreibung
überhaupt natürlich nicht die Hervorbringung eines Stromflusses durch die Ausgleichwicklung
zu verstehen, sondern die Erzeugung einer elektromotorischen Kraft, welche der jeweils
in der betreffenden Ausgleichwicklung vom Hauptfluß induzierten EMK das Gegengewicht
hält.
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Bei dem Transformator nach Abb.5 entspricht die primäre und sekundäre
Schaltung dem Schaltschema der Abb.5a. Die Ausgleichwicklungen können nach Abb.
5b oder 5c geschaltet sein. In beiden Fällen erfolgt ihre Stromspeisung auf induktivem
Wege, indem die Hilfswicklungen y1 und y2 mit Bezug auf die primären Wicklungen
P1 und P2 gewissermaßen die Sekundärwicklungen von Hilfstransformatoren darstellen,
in deren Sekundärkreis die Ausgleichwicklungen liegen. Im übrigen sind die Schaltungsverhältnisse
und Windungszahlen so gewählt, daß sich für die verschiedenen Kernstellungen annähernd
gleicher Induktionsfluß an den verschiedenen Übergangsstellen ergibt.
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Auch nach Abb.6 werden die Ausgleichwicklungen mit Ausnahme der mittleren
z3 auf induktivem Wege durch Hilfswicklungen y1, y2 mit Strom gespeist. Hier fallen
nun die Wicklungsachsen der Ausgleichwicklungen mit derjenigen der Hauptwicklungennicht
mehr zusammen, wohl aber liegen sie, was im Hinblick auf die als bekannt vorausgesetzte
Anordnung gleichermaßen unterschiedlich ist, parallel zu jener Achse, indem sie,
nach außen hin in eine Nut des Jochteiles zusammengeführt, die Jochteile
b, b umschlingen. Für die Schaltungsbilder der Abb.6a und 6b gilt das bei
der vorigen Ausführungsform Gesagte.
Bei der Ausführungsform nach
Abb. 7 ergeben sich für die äußeren Ausgleicliwicklungen eigentümliche Anordnungen,
die in gewissem Sinne als eine Verschmelzung der in Abb.6 dargestellten mit denjenigen
der als bekannt vorausgesetzten Anordnungen erscheinen, insofern die in Abb. 7a
mit z1 und y1 und z5 und y2 bezeichneten Wicklungsteile, welche die Ausgleichwicklungen
z= und z¢ speisen, aber auch selbst Ausgleichwicklung zu gleicher Zeit sind, Jochzähne
umfassen, wie es in Abb. 7 punktiert angedeutet ist. Die Wicklungsteile z2 und z4
umschlingen im übrigen gleich den Ausgleichwicklungen der Abb. 6 die joche selbst.