DE496253C

DE496253C - Procedure for switching the taps on step transformers

Info

Publication number: DE496253C
Application number: DEK105315D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Willi Reiche
Original assignee: Koch and Sterzel AG
Current assignee: Koch and Sterzel AG
Priority date: 1927-07-28
Filing date: 1927-07-28
Publication date: 1930-04-23

Description

Verfahren zum Umschalten der Anzapfungen an Stufentransformatoren Es sind Umschaltvorrichtungen für Anzapftransformatoren bekannt, bei denen beim Übergang von einer Anschlußstellung oder Spannungsstufe zur anderen der Widerstand in der zu verlassenden Anschlußs.tellung schrittweise gesteigert und zugleich der Widerstand in der herzustellenden Anschlußstellung schrittweise vermindert wird, um das Auftreten einer unwillkommenen Unterbrechungsleistung zu verhindern. Man hat zu diesem Zweck entweder eine Reihe von stufenweise ein- bzw. auszuschaltenden Ohmschen Widerstandskörpern von unter sich verschiedenen Widerstandswert angeordnet, oder aber Drosselspulen, welche entweder mit Anzapfungen oder mit verschiebbaren Kernen versehen sind; .hierher gehören auch die sogenannten Induktionsregler. Bei Drosselspulen mit verschiebbarem Kern und bei Induktionsreglern erhält man eine stetige statt stufenweise Änderung der Widerstandswerte und erspart den mit der Anwendung Ohmscher Widerstände stets verbundenen Energieverlust, beides aber um den Preis einer kostspieligen und umfangreichen Apparatur. Einfacher stellt sich die Apparatur unter Verzicht auf die stetige Regelung, wenn mit einer Drosselspule mit Anzapfungen gearbeitet wird. Dies hat aber wieder den Nachteil, daß bei einem induktiven Apparat die Umschaltung von Stufe zu Stufe unvermeidlich mit stärkerer Funkenbildung als bei einem rein Ohmschen Widerstand vor sich geht und deshalb bei Anlagen für größere Leistungen, um die es sich in der Regel handelt, die Kontaktvorrichtungen stark in Anspruch nimmt. Es wird also die Funkenbildung an den Anzapfungen des Transformators nur auf die Anzapfungen der Drosselspule verlegt. Eine Unterdrückung oder Verminderung der Funken tritt :aber nicht ein.Procedure for switching the taps on step transformers There are switching devices for tap transformers known in which at Transition from one connection position or voltage level to the other is the resistance in the position to be left gradually increased and at the same time the Resistance in the connection position to be established is gradually reduced, to prevent the occurrence of an unwelcome interruption performance. Man has for this purpose either a series of toggled on or off Ohmic resistance bodies arranged with different resistance values, or choke coils, which either have taps or can be moved Cores are provided; This also includes the so-called induction regulators. at Choke coils with a movable core and with induction regulators you get one steady instead of gradual change of the resistance values and saves the with the Application of ohmic resistances always associated energy loss, but both around the price of expensive and bulky equipment. Easier turns out to be the apparatus renouncing the continuous regulation, if with a choke coil taps are used. But this again has the disadvantage that with a inductive apparatus switching from stage to stage inevitable with stronger Sparking than occurs with a purely ohmic resistance and therefore with Systems for larger capacities, which are usually the contact devices takes a lot. So there will be sparking at the taps on the transformer only relocated to the taps of the choke coil. An oppression or a diminution the spark occurs: but not.

Erfindungsgemäß wird eine für einen gewissen Teil des Verstellungsbereiches .berechnete, in ihrer Induktivität unveränderliche Drosselspule mit einer Reihe Ohmscher Widerstandskörper von unter sich verschiedenem Widerstandswert kombiniert, welch letztere zwecks Verstärkung des Widerstandswertes der Kombination schrittweise mit der Drosselspule hintereinandergespaltet, zwecks Verminderung des Widerstandswertes der Kombination schrittweise ausgeschaltet oder besser mit der Drosselspule parallel geschaltet werden. Es wird also diejenige Unterteilung der Schaltstufen, welche bei Anwendung von Drosselspulen oder Widerstandsreglern durch die Kernverschiebung oder Win.dungsreglung bewirkt wird, bei der erfindungsgemäßen Anordnung durch die Ab- und Zusch.altung der Widerstände bei unveränderlicher Drosselspule erreicht, womit starke Funkenbildung ebenso vermieden wird, wie der bauliche Aufwand für eine Apparatur mit beweglichem Kern. Andererseits besteht gegenüber einer Anordnung, welche lediglich eine Reihe von ab- und zuschaltbaren Widerständen kennt, c:er Vorteil, daß man wegen des verlustlosen Widerstandes der Drosselspule geringere Gesamtverluste der Kombination erhält. Dabei vermeidet man aber die Anwendung einer schwerfälligen und kostspieligen Apparatur und kann zur Umschaltung vorzugsweise drehbare Schaltkörper verwenden, welche nach Art der bekannten Schaltwalzen in vorbestimmter Reihenfolge Kontakte schließen bzw. öffnen. Es handelt sich :demnach gegenüber den vorbekannten Lösungen mit einer Reihe von Widerständen einerseits, mit einer Drosselspule mit beweglichem Kern oder mit Induktionsregler andererseits um eine praktisch vorteilhafte Kompromißlösung, welche auf den stetigen oder stufenlosen Übergang verzichtet, aber gleichwohl eine funkenschwache Umschaltung und diese mit baulich einfachen Mitteln ergibt.According to the invention, one is used for a certain part of the adjustment range .Calculated choke coil with one row, unchangeable in its inductance Ohmic body of resistance combined with different resistance values, the latter for the purpose of increasing the resistance of the combination step by step split in series with the choke coil in order to reduce the resistance value the combination is switched off gradually or, better, in parallel with the choke coil be switched. So it will be the subdivision of the switching stages which when using choke coils or resistance regulators due to the core shift or Win.dungsreglung is effected in the arrangement according to the invention by the Disconnection and connection of the resistors when the choke coil remains unchanged, which avoids strong spark formation as well as the structural effort for an apparatus with a movable core. On the other hand, there is an arrangement which only knows a series of switchable and switchable resistors, c: he advantage, that because of the lossless resistance of the choke coil, lower overall losses the combination receives. In doing so, one avoids the use of a cumbersome one and expensive apparatus and can be used for switching preferably rotatable switch bodies use which type of known shift drums in a predetermined order Close or open contacts. It is: therefore compared to the previously known Solutions with a series of resistors on the one hand, with a choke coil with movable core or with induction regulator on the other hand to a practically advantageous Compromise solution, which renounces the steady or stepless transition, but nevertheless a low-spark switchover and this with structurally simple means results.

Um das Zusammenwirken der Ohmschen Widerstandskörper mit den Drosselspulen leicht verständlich zu machen, sei sogleich auf die Schaltbilderfolge in Abb. i Bezug genommen, welche die im Verlaufe der Umschaltung von einer Spannungsstufe zur anderen schrittweise auftretenden Zustände darstellt und immer nur diejenigen Teile zeigt, welche jeweils eingeschaltet sind.About the interaction of the ohmic resistance bodies with the choke coils To make it easy to understand, refer to the circuit diagram sequence in Fig. i Reference is made to the in the course of switching from a voltage level to the other represents progressively occurring states and always only those Parts shows which are turned on.

Es ist S ein Teil der Sekundärwicklung des Transformators mit zwei Zapfstellen U, und UZ, N der Netzanschluß. G,_ und G, sind die beiden Drosselspulen, welche ebenso wie die Ohmschen Widerstände nacheinander bei allen Zapfstellen benutzt werden, Z, und ZZ die beiden Sätze dieser Widerstände, deren Glieder durch Buchstaben unterschieden sind.It is S a part of the secondary winding of the transformer with two tapping points U, and UZ, N the mains connection. G, _ and G, are the two choke coils which, like the ohmic resistances, are used one after the other at all tapping points, Z, and ZZ the two sets of these resistors, the terms of which are distinguished by letters.

In der Ausgangsstellung i liegt Zapfstelle U, am Netz, in der Endstellung 17 Zapfstelle U2. Beim Übergang werden zu allererst sämtliche Glieder a., b@, c2 des Satzes Z2 in Reihe mit der Drosselspule G2 der Anzapfung N2 vorgeschaltet (Stellung 2), sodann schrittweise abgeschaltet (Stellung 3 bis 5). Gleichzeitig mit der Ausschaltung ,des letzten Ohmschen Widerstandes kann in den Anschlußweg zur Stufe U, die Drosselspule G" doch zunächst durch Überbrückung kurzgeschlossen, eingeschaltet werden (Stellung 5). Es folgt die schrittweise Einschaltung der Glieder a" b" c, des Satzes Z, der Ohmschen Widerstände im Nebenschluß zur Drosselspule G, (Stellung 6 bis 8).. Hiernach liegen in .beiden Anschlüssen nur die Drosselspulen (Stellung g). Weiterhin werden zunächst sämtliche Glieder des Satzes Z, im Nebenschluß zur Drosselspule G, eingeschaltet (Stellung io), dann nacheinander abgeschaltet (Stellung ii bis 13). Wenn nunmehr die Glieder des Satzes Z,. nacheinander in den Anschlußweg zur Stufe U, im Hauptschluß eingeschaltet werden und Drosselspule G2 abgeschaltet wird (Stellung 14 bis 16), so bereitet sich die Endstellung i7 vor, in welcher nach völliger Ausschaltung des Anschlußweges U, als Zapfstelle U, angeschlossen ist.In the starting position i there is tap U, on the network, in the end position 17 tap U2. During the transition, all elements a., B @, c2 of the set Z2 are first connected in series with the throttle coil G2 of the tap N2 (position 2), then switched off step by step (position 3 to 5). Simultaneously with the switching off of the last ohmic resistance, the choke coil G "can be switched on in the connection path to stage U, but initially by bridging (position 5). This is followed by the step-by-step switching on of the elements a" b " c, of the set Z. , the ohmic resistances in the shunt to the choke coil G, (position 6 to 8) .. According to this, only the choke coils (position g) are in both connections io), then switched off one after the other (position ii to 13) .If now the members of the set Z,. are switched on one after the other in the connection path to stage U, in the main circuit and the choke coil G2 is switched off (position 14 to 16), the End position i7 before, in which, after the connection path U is completely switched off, as a tap U is connected.

Natürlich kann man auch in dem Sinne verfahren, daß man zunächst den' unendlich kleinen Widerstand in dem zu verlassenden Anschlußweg vergrößert und dann -den Widerstand in .dem herzustellenden Anschlußweg verkleinert.Of course, one can also proceed in the sense that first the ' infinitely small resistance in the connection path to be left increased and then -the resistance in .dem connection path to be produced reduced.

In durchaus entsprechender Weise geschieht die Rückwärtsschaltung aus Stellung 17 nach Stellung i. Die Betrachtung der Schaltbilderfolge ergibt, daß eine zwar nicht vollständige, aber praktisch hinreichend abgestufte Veränderung der Widerstandswerte in den beiden beteiligten Anschlußwegen erreicht wird.The reverse shift takes place in an entirely corresponding manner from position 17 to position i. The consideration of the circuit diagram sequence shows that a change that is not complete, but sufficiently graduated in practice the resistance values are reached in the two connection paths involved.

Die insoweit grundsätzlich umrissene Umschaltvorrichtung kann, wie bereits erwähnt, in verschiedener Weise praktisch verwirklicht werden.The switching device basically outlined in this respect can, as already mentioned, can be put into practice in various ways.

Eine geeignete Ausführungsform ist. in den Abb. 2 und 3 in Gestalt zweier schematisch gezeichneter Flachbahnschalter mit kreisförmigen Kontaktbahnen und zweiarmiger Schaltkurbel gegeben. Beide Schalter wirken insofern zusammen, als der Schalter nach Abb. 3 das folgerichtige Zu- und Abschalten der Widerstände gemäß dem Schema der Abb. i übernimmt, während der Schalter nach Abb.2 den Anschluß des Netzes an die jeweilige Zapfstelle des Transformators vermittelt. Im nachfolgenden soll die Arbeitsweise beider Schalter als Schalteinrichtung eines Netzspannungsreglungstransformators erläutert werden.A suitable embodiment is. in Figs. 2 and 3 in shape two schematically drawn flat track switches with circular contact tracks and two-armed crank. Both switches work together insofar as the switch according to Fig. 3 the logical connection and disconnection of the resistors according to the scheme in Fig. i, while the switch according to Fig.2 takes over the connection of the Network mediated to the respective tap of the transformer. In the following is the operation of both switches as the switching device of a mains voltage regulation transformer explained.

In Abb. 2 bedeuten P die Primärwicklung und S die Sekundärwicklung des Transformators mit den Zapfstellen U" bis U7. Die auf einer Unterlage aus Isolierstoff befestigten und von innen nach -außen mit A bis E bezeichneten fünf ringförmigen Kontaktbahnen des Schalters sind teils (A bis C) im ganzen aus leitendem Werkstoff hergestellt, teils (D und E) durch (in der Zeichnung schraffierte) Einsätze aus isolierendem Stoff unterbrochen. Die schematisch angedeutete zweiarmige Kurbel K trägt sechs Gleitkontakte, von denen H und 0 (auf den Ringen B und E gleitend), L und M (auf den Ringen C und D gleitend) und R und T (auf den Ringen A und E gleitend) jeweils untereinander leitend verbunden, jedoch gegenüber dem Tragkörper der Kurbel isoliert sind. Zum Zwecke der Umschaltung nimmt die Kurbel 28 durch o bis 27 bezeichnete Stellungen ein.In Fig. 2, P denotes the primary winding and S the secondary winding of the transformer with the taps U "to U7 C) made entirely of conductive material, partly (D and E) interrupted by inserts (hatched in the drawing) made of insulating material. The schematically indicated two-armed crank K has six sliding contacts, of which H and 0 (on rings B and E. sliding), L and M (sliding on rings C and D ) and R and T (sliding on rings A and E) are each conductively connected to one another, but are isolated from the supporting body of the crank. For the purpose of switching, the crank 28 positions indicated by o to 27.

In Abb. 3 sind entsprechend Abb. i die beiden Drosselspulen mit G, und G, und die beiden Zusatzwiderstände mit Z1 und Z. bzw. ihre jeweiligen Glieder mit a, b, c bezeichnet. 1-)er Schalter hat eine dem Schalter von Abb. 2 ähnliche Bauart. Auch hier sind fünf ringförmige Kontaktbahnen A bis E vorgesehen, von denen die Bahnen .4 und B ganzteilig leitend hergestellt sind, während die Bahnen C bis E schraffiert angedeutete Einsätze aus Isolierstoff besitzen. Die zweiarmige Kubel k besitzt acht Gleitkontakte, von denen H und Q (auf den Balmen B und E gleitend), I_ und 117,T und V (auf den Bahnen C und D gleitend), R und W (auf den Bahnen A und E gleitend) jeweils untereinander leitend verbunden, jedoch gegenüber dem Tragkörper der Kurbel isoliert sind. Zum Zwecke der Umschaltung nimmt die Kurbel zweimal i(-) Stellungen ein.In Fig. 3, in accordance with Fig. I, the two choke coils are denoted by G and G, and the two additional resistors are denoted by Z1 and Z. or their respective elements are denoted by a, b, c. 1-) The switch has a similar design to the switch of Fig. 2. Here, too, five ring-shaped contact tracks A to E are provided, of which tracks 4 and B are made entirely conductive, while tracks C to E have inserts made of insulating material, indicated by hatching. The two-armed cube k has eight sliding contacts, of which H and Q (sliding on beams B and E), I_ and 117, T and V ( sliding on tracks C and D ), R and W (on tracks A and E. sliding) are conductively connected to one another, but are isolated from the support body of the crank. For the purpose of switching, the crank takes two i (-) positions.

Die Ringe A und B .beider Schalter sind jeweils untereinander verbunden. Es möge nun in Abb. 3 die Kurbel mit ihrem Arm Y auf dem Punkt i, in Abb. 2 die Kurbel mit ihrem Arm Y auf dem Punkt o stehen. Dann ist die Netzphase .V auf Abb. 3 über Ring E, Kontakt l1,' , Kontakt R, Ring A und weiter auf Abb. 2 über Ring A, Kontakt R, Kontakt T, Ring E mit der Klemme U der Primärwicklung P des Transformators unter vollständiger Abschaltung der Sekundärwicklung S verbunden. Diese Stellung sei als Nullstellung bezeichnet. Soll nun z. B. die Abteilung U, bis U,, der Sekundärwicklung eingeschaltet werden, so ist zunächst die Kurbel (Abb. 3) von Stellung i auf Stellung 2 zu drehen. Dabei möge (etwa durch einen Mitnehmer) die Kurbel (Abb. 2) zwangläufig auf Stellung i gestellt werden. Die Netzphase bleibt dabei auf dem angegebenen Weg mit Klemme U verbunden, gleichzeitig wird aber auf Abb. 2 die Zapfstelle To der Sekundärwicklung S über Ring D, Kontakt 11, Kontakt L, Ring C mit Klemme U verbunden und die Netzphase 11 auf Ab#b. 3 über Drosselspule Gz, gesamten Zusatzwiderstand Z2, Ring E, Kontakt Q, Kontakt H, Ring B und weiter auf Abb. 2 über Ring B, Kontakt H, Kontakt Q, Ring E mit Zapfstelle U@ verbunden. Wird jetzt die Kurbel in Abb.2 auf ihrem Platze belassen und die Kurbel in Abb. 3 bis Stellung 16 weitergedreht, so werden dabei die Drosselspulen G, und G2 und die Zusatzwiderstände Z,, und Z. nach dem Schema .der Abb. i Stellungen i bis 16 zu-und abgeschaltet. Nunmehr ist die Netzphase 1' bereits direkt auf Abb. 3 über Ring E, Kontakt Q, Kontakt H, Ring B und weiter auf Abb. 2 über Ring B, Kontakt H, Kontakt Q, Ring E mit Zapfstelle U, verbunden, während andererseits noch die Netzphase N auf der Abb. 3 über Drosselspule G1, gesamten Zusatzwiderstand Z" Ring E, Kontakt W, Kontakt R, Ring A und weiter auf Abb. 2 über Ring A, Kontakt R, Kontakt T, Ring E an Klemme U angeschlossen ist. Dabei ist das Schaltbild 16 von Abb. i verwirklicht. Durch Weiterdrehen der Kurbel in Abb. 3 ,auf Stellung 17 wird die Kurbel in Abb.2 (wiederum zwangsläufig) durch einen Mitnehmer auf Stellung 2 gebracht, dabei der Weg Netzphase IV-Klemme U o unterbrochen und die Netzphase N lediglich an Zapfstelle U1 gelegt (Schaltbild 17 von Abb. i). Zumüber -gang auf Zapfstelle U2 ist eine weitere halbe 'Umdrehung der Kurbel in Abb. 3 von Stellung 1' -bis 17' unter Mitnahme der Kurbel in Abb. 2 -von Stellung 2 auf Stellung q. erforderlich. Der Übergang auf die übrigen Zapfstellen sowie bei Umkehr der Drehrichtung beider Kurbeln die Rückkehr zur Nullstellung und die Umkehrung der Windungsrichtung in der Sekundärwicklung S durch Lösung der Verbindung U-U" (Abb. 2) und Herstellung der Verbindung U-U7 erfolgt in gleicher Weise, wie bisher beschrieben.Rings A and B of both switches are connected to one another. Let the crank with its arm Y be on point i in Fig. 3, and the crank with its arm Y on point o in Fig. 2. Then the network phase .V on Fig. 3 via ring E, contact l1, ', contact R, ring A and further on Fig. 2 via ring A, contact R, contact T, ring E with the terminal U of the primary winding P des Transformer connected with complete disconnection of the secondary winding S. This position is called the zero position. Should z. B. the division U, to U ,, of the secondary winding are switched on, then the crank (Fig. 3) must first be turned from position i to position 2. The crank (Fig. 2) must be set to position i (e.g. by means of a driver). The mains phase remains connected to terminal U in the specified way, but at the same time in Fig. 2 the tap To of the secondary winding S is connected to terminal U via ring D, contact 11, contact L, ring C and the mains phase 11 to Ab # b . 3 connected via choke coil Gz, entire additional resistor Z2, ring E, contact Q, contact H, ring B and further on Fig. 2 via ring B, contact H, contact Q, ring E with tap U @. If the crank in Fig. 2 is left in its place and the crank in Fig. 3 is turned further to position 16, the choke coils G and G2 and the additional resistors Z ,, and Z. according to the scheme of Fig. I Positions i up to 16 switched on and off. Now the network phase 1 'is already directly connected to Fig. 3 via ring E, contact Q, contact H, ring B and further on Fig. 2 via ring B, contact H, contact Q, ring E with tap U, while on the other hand the mains phase N in Fig. 3 via the choke coil G1, the entire additional resistance Z "ring E, contact W, contact R, ring A and further on Fig. 2 via ring A, contact R, contact T, ring E connected to terminal U. The circuit diagram 16 of Fig. i is implemented. By further turning the crank in Fig. 3, to position 17, the crank in Fig. Terminal U o is interrupted and the mains phase N is only connected to tap U1 (circuit diagram 17 from Fig. I). To transition to tap U2, another half turn of the crank in Fig. 3 from position 1 'to 17' is entrained the crank in Fig. 2 - required from position 2 to position q .. The transition to the other pegs len and when the direction of rotation of both cranks is reversed, the return to the zero position and the reversal of the winding direction in the secondary winding S by releasing the connection UU "(Fig. 2) and the connection U-U7 is established in the same way as previously described.

Claims

PATENT CLAIM: A method for switching the taps on step transformers, characterized in that during the transition from one tap to the next, a plurality of ohmic resistors from a series circuit with a choke coil are switched off one after the other before the new stage, then to a second initially short-circuited choke coil before the stage to be left connected in parallel one after the other, then the choke coil is short-circuited before the new stage by gradually switching off parallel resistors and increasing resistance is switched on in the line to be switched off.