-
Spannungsregelnder Transformator Es ist bereits bekannt, spannungsregelnde
Transformatoren derartig auszubilden, daß zwei Primärwicklungen auf einem Eisenjoch
angeordnet sind und gegen eine auf einem festen Eisenkern befindliche Sekundärwicklung
verschoben werden, sogenannte Schubtransformatoren. Mit Hilfe eines derartigen Schubtransformators
läßt sich die Spannung von dem Plushöchstwert über den Nullpunkt bis zum Minushöchstwert
regeln. Bei derartigen Schubtransformatoren wird zwecks Verminderung des Streuflusses
zwischen den beiden Primärwicklungen eine kurzgeschlossene oder stromgespeiste Ausgleichswicklung
angeordnet. Andererseits dient bei Schubtransformatoren, bei denen zwischen den
beiden Primärwicklungen die auf demselben Kern befindliche Sekundärwicklung liegt,
eine auf dem anderen Kern befindliche kurzgeschlossene oder stromgespeiste Schubwicklung
zur Regelung der Induktionsflüsse und damit der Sekundärspannung. Diese Schubtransformatoren
sind infolge der vorhandenen zwei übereinanderliegenden Primärwicklungen in ihren
Ausmaßen so groß, daß das aktive Material bzw. der Ölinhalt und die sie umschließenden
Ölgefäße unwirtschaftliche Größenanordnungen annehmen.
-
Erfindungsgemäß sind, um einen derartigen Transformator zu verbessern
bzw. zu verkleinern, die an sich bekannten Kurzschlußwindungen bzw. Ausgleichswicklungen
derart in einem Eisenkörper angeordnet, daß sie, soweit sie durch unvollständige
gegenseitige Deckung .der Arbeitswicklung Strom führen, einen Eisenrückschluß erhalten.
Bei teilweisem oder völligem Zusammenarbeiten der Kurzschlußwindungen mit der Sekundärwicklung
bildet sich also der Kraftfluß nicht mehr wie bei dem vorgeschlagenen Transformator
in Luft, sondern in Eisen aus, @d. h. es ist ein Eisenrückschluß vorhanden. Infolgedessen
erfolgt eine gute Kopplung zwischen der Sekundärwicklung und den Kurzschlußwindungen,
so daß demzufolge nur noch ein ungefähr der Streuspannung entsprechender Spannungsabfall
auftritt.
-
Hierbei ergibt sich jedoch bei der praktischen Ausbildung der Übelstand,
daß nicht mehr der doppelte, sondern nur der einfache Regulierbereich vorhanden
ist.
-
Bei Transformatoren mit stufenweiser Spannungsregelung ist es bereits
bekannt, die Primärwicklung umzupolen, um eine positive, negative oder gar keine
Zusatzspannung zu erzeugen. Bei dieser Umschaltung muß .aber unter Wirklast geschaltet
werden. Außerdem ist zu ,der Umschaltung von -f- auf - eine komplizierte Schalteranordnung
erforderlich. Diese ergibt sich dadurch, weil bei offener Primärwicklung in dieser
von dem die
Sekundärwicklung durchfließenden Strom ein starkes Magnetfeld
induziert wird, das in der Primärwicklung eine sehr hohe Spannung erzeugt. Es muß
deshalb von der Plus- über eineKurzschlußstellung auf die Minusstellung q umgeschaltet
werden.
-
Durch die Anwendung dieser an sich bekannten Umschaltung der Primärwicklung
auf den Gegenstand der Erfindung wird zunächst der Vorteil eines doppelten Regulierbereichs
erzielt, wie dies unten näher beschrieben werden wird. Dabei erfolgt erfindungsgemäß
die Umschaltung der Primärwicklung und demzufolge die Umpolung der Sekundärwicklung
in derj:errigen mechanischen Endstellung des beweglichen Eisenkörpers" "in welcher
die Sekundärwicklung mit den Kurzschlußwindungen zusammenarbeitet, also die Primärwicklung
leerlaufend vom Netz gespeist wird. In diesem Falle wird also keine Wirkleistung,
sondern nur der primäre Leerlaufstrom .des Transformators abgeschaltet. Es kann
auch keine hohe Spannung in der Primärspule erzeugt werden, weil die Sekundärspule
dieser nicht gegenüberliegt.
-
In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt.
Abb. i zeigt den Transformator in seiner Maximalstellung, Abb. 3 in seiner Mittelstellung
und Abb. q. in seiner Nullstellung. In A.bb. 2 ist die Schaltung der Wicklungen
schematisch dargestellt.
-
1 ach Abb. i steht der Kern i i fest und trägt in Nuten die Sekundärwicklung
12. Die beiden miteinander verschiebbaren Joche 13, 14 tragen in ihrem unteren Teil
die .konzentrisch zu der Sekundärwicklung 12 liegende Primärwicklung 15, in ihrem
mittleren Teil die Kompensationswicklung 16, die ihrerseits mit einer Hilfswicklung
17 zur Steuerung des Kraftflusses in den Übergangsstellungen zusammenarbeitet, und
in ihrem oberen Teil die gegebenenfalls auf Nuten verteilten Kurzschlußwindungen
18, ig, 2ö. Diese können ihrerseits wieder aus einer großen Anzahl in sich geschlossener
Windungen oder aus Kurzschlußringen bestehen, wie dies aus Abb.2 ersichtlich ist.
Nach Abb. S können diese Kurzschlußringe 18, ig, 2o auch durch Verbindungsleitungen
21 mechanisch und elektrisch untereinander verbunden sein, um mechanische und elektrische
Beanspruchungen des einen Teiles auch auf die übrigen zu verteilen.
-
Die Wirkungsweise der Anordnung nach der Erfindung ist folgende: In
Ab'b. i hat der Transformator seine Maximalspannung, wie dies durch die rechts gezeichneten
Vektoren angedeutet ist. Soll diese vermindert werden, so werden die Joche 13, 14
in der ausgezogenen Pfeilrichtung nach unten bewegt. Dadurch wird in dem Maße, in
dem sich die l Primärwicklung 15 gegen die Sekundärwicklung 12 verschiebt, die Sekundärwicklung
in den Bereich der Kurzschlußwindüngen 18, ig, 20 gebracht. Demzufolge werden diejenigen
Windungen, .die sich im Bereich der Kurzschlußwindungen befinden, in bezug auf das
Übersetzungsverhältnis wirkungslos und nur noch die der Primärwicklung gegenüberliegenden
beiden Teile .der Sekundärwicklung induziert, wie Abb. 3 zeigt. In dieser Stellung
gibt der Transformator nur noch 2/3 der Spannung ab: Werden die Joche 13, 14 noch
weiter nach unten bewegt, so geht die Spannungsherabsetzung in dem Maße- vor sich;
wie die Sekundärwicklung 12 der Induktion der Primärwicklung entzögen wird und mit
den Kurzschlußwindungen zusammenarbeitet: In Abb. d. ist die unterste Endstellung
erreicht. Hierbei arbeitet die Sekundärwicklung mit den Kurzschlußwindungen vollständig
zusammen, und die Primärwicklung 15 ist nur noch als leerlaufender Transformator
vorhanden. In dieser Stellung erfolgt nunmehr, um den doppelten Regulierbereich
zu erhalten, erfindungsgemäß die Umschaltung bzw. der Polwechsel .der Primärspule
über einen Anschlagsumschalter 22, so d,aß sich der Kraftfluß umkehrt. Werden nun
die Magnetjoche 13, 14 iri der gestrichelten Pfeilrichtung; also umgekehrt wie vorher,
wieder nach oben bewegt, so wird die Sekundärwicklung 12 im umgekehrten Sinne vorn
Kraftfluß durchsetzt und hat demzufolge umgekehrte Strom- und Spannungsrichtung.
Mit fortschreitender Bewegung gelangt sie schließlich wieder in die in Abb. i dargestellte
obere Endstellung und damit zur Maximalspannung, aber mit umgekehrten Vorzeichen,
so daß also jetzt der doppelte Regulierbereich vom negativen Maximum über Null zum
positivenMaxirnum vorhanden ist. Die Umschaltung der Primärspule kann, da ja leine
Wirk-; sondern nur die Blind- oder Leerlaufsströme des Transformators geschaltet
werden, unbedenklich mit normalen Umschaltern erfolgen, die durch die beweglichen
Joche 13; 14 selbst oder deren Antriebsvorrichtungen gesteuert werden.
-
Werden die Joche bei größeren Leistungen durch Motorantrieb bewegt;
so kann, weil ja der Motor im Moment der Umschaltung der Primärwicklung auch umgeschaltet
werden muß, die Umsteuerung des Antriebsmotors 23 gleichzeitig mit der Umschaltung
der Primärwicklung da-durch erfolgen; daß der Motor bei Niederspannung unmittelbar
an der Primärwicklung angeschlossen ist. Bei: Hochspannung ist es möglich, ihn unter
Zwischenschaltung eines Zwischentransformators oder unter Aufbringen einer getrennten
Niederspannungswicklung
auf die Primärwicklung von dieser zu speisen.
-
Bei Drehstrom kann mit dem Anschlagsumschalter 22 ein weiterer Motorumschalter
gekuppelt werden, der zwei Phasen zur Umkehr der Drehrichtung des Motors vertauscht.
-
Der Antriebsmotor 23 kann durch einen Druckknopfschalter 24. für sich
gesteuert werden.