DE519562C

DE519562C - Anordnung zur stufenlosen Spannungsregelung an Wechselstromtransformatoren mit Anzapfstufen mittels regelbarer Spannungsteiler

Info

Publication number: DE519562C
Application number: DEK111574D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Kurt August Sterzel
Original assignee: Koch and Sterzel AG
Current assignee: Koch and Sterzel AG
Priority date: 1928-10-10
Filing date: 1928-10-10
Publication date: 1931-03-02

Description

Anordnung zur stufenlosen Spannungsregelung an Wechselstromtransformatoren mit Anzapfstufen mittels regelbarer Spannungsteiler Eine stufenlose Spannungsregelung bei Transformatoren mit Anzapfstufen hat man bisher dadurch erreicht, daß man zwischen zwei Anzapfungen einen für sich regelbaren Widerstand schaltet. Ist bei Erhöhen der Spannung durch allmähliches Ausschalten bzw. bei Vermindern der Spannung durch allmähliches Einschalten des @Ä'iderstandes die Spannung der nächsten Anzapfung erreicht, so wird derselbe Widerstand ohne Stromunterbrechung an die nächste Stufe gelegt, und das Spiel wiederholt sich von neuem. Für dieses Umlegen sind jedoch neben der Regelbürste und dein Stufenschalter noch andere Umschalter erforderlich. die zu Erweiterungen der Schalteinrichtungen führen.
Es ist aber auch durch die deutsche Patentschrift 26? 269 bekannt geworden. bei Stufentransformatoren die Umschaltung von Stufe zu Stufe mit Hilfe von zwei Widerstandsbrücken ohne Unterbrechung des Stromkreises vorzunehmen. Um finit dieser Einrichtung von einer Stufe zur anderen regulieren zu können, müssen acht Schaltstellungen durchlaufen werden, zu deren Herstellung eine Anzahl von Umschaltern außer :dein Stufen- und Regelschalter notwendig sind. Alle diese bei den bekannten Anordnungen vorhandenen Nachteile werden bei dem Verfahren und der Anordnung nach der Erfindung dadurch vermieden, daß zwei regelbare Spannungsteiler derart zwischen aufeinanderfolgende Anzapfungen geschaltet werden, daß immer nur je ein Spannungsteiler zwischen zwei \.nzapfungen liegt urid daß bei.rn Stufenregeln in bei Doppeldrehschaltern an sich bekannter Weise dem einen Spannungsteiler die Stufen von den ungeradzahligen zu den geradzahligen Anzapfungen und dem anderen Spannungsteiler die Stufen von den geradzahligen zu' den ungeradzahligen Anzapfungen oder umgekehrt in zwangläufig zyklischer Aufeinanderfolge zugeteilt werden. Die Anschlüsse bzw. die Spannungsteiler selbst können dazu so angeordnet werden, daß beim Stufenregeln ein zwangläufiges Durchschalten der Spannungsteiler in zyklischer Aufeinanderfolge (nach dem später beschriebenen Ausführungsbeispiel etwa wliwl, 701;17"l) erzielt wird. Infolge der Verwendung von zwei Spannungsteilern ist ein ohne Unterbrechung fortschreitendes Durchregeln möglich, und es ergibt sich der Vorteil, daß die besonderen tTmschalteinrichtungen fortfallen, v.-eil der an sich vorhandene Stufenschalter nunmehr so ausgebildet werden kann, daß er gleichzeitig als Umschalter für die Spannungsteiler dient.
In den Abbildungen sind hierfür Ausführungsbeispiele gegeben.
Die Abb. i bis 5 zeigen die Schaltungsweise und ciie Anordnung des Stufenschalters mit den Spannungsteilern.
Zwischen der Anzapfung i und der Anzapfung 2 des Stufentransformators i a liegt der Spannungsteiler wi, von dessen Regelkurbel 12 die Leitung 13 abgeht. Die Anschlußenden des Spannungsteilers w, sind an Schleifbürsten 14, 15 herangeführt, die entsprechend den gegeneinander versetzten... je einer besonderen Schleifbahn a, _h zugeordneten Anzapfkontakten 1, 2 angeordnet sind. Der Spannungsteiler zu, verbindet also die links liegenden, der Zahl nach ungeraden Anzapfungen mi.t den rechts liegenden, der Zahl nach geraden Anzapfungen, während die Anschlußenden des Spannungsteilers zu, in umgekehrter Weise an die Schleifbürsten 16, 17 herangeführt sind. Die Schleifbürste 16 kommt also finit den geradzahligen lind die Schleifbürste 1; mit den ungeradzahligen Anzapfungen in Berührung. Mit anderen Warten, die Doppelanschlußschleifbürsten der einander benachbarten Enden 14,17 und 15, 16 der Spannungsteiler ivl, 1v2 werden über Lireuz miteinander .verbunden. Man ersieht aus diesen Abbildungen, daß auf der einen Schleifbahn a das Ende des einen Spannungsteilers w2, auf der anderen Schleifbahn b das Ende des anderen Spannungsteilers z<<, vorausgeht. Dazu sind Lage und Breite der Anschlußschleifbürsten so gewählt, daß, wenn die Bürsten des einer. Spannungsteilers voll auf den Anzapfkontakten stehen, die Bürsten des anderen Spannungsteilers sich voll auf den Lücken zwischen den Anzapfkontakten befinden. Die Spannungsteiler w1 und zu_ sind halbringförmig ausgebildet und so zueinander gesetzt, daß ihre Mittelpunktachse 18 durch nur einen Regelkurbelhalter gebildet wird. Liegen die Gleitbahnen der Spannungsteiler in verschiedenen Ebenen, so können zwei Regelkurbeln an dem Halter angebracht werden, fallen sie dagegen in eine Ebene, so kann ein und dieselbe Regelkurbel in vollem Kreise über beide Spannungsteiler geführt werden.
Erfolgt nun ein Regeln durch Drehen der Kurbel 1-. so «-erden gleichzeitig die Schleifbürsten 14, i 5e 16, 17 parallel nach unten verschoben, so ciafj sie nacheinander die Stellungen der Abb. i bis 5 einnehmen. Die Kurbel braucht also bei dieser Anordnung bei Erhöhen der Spannung nur in der einen Richtung und bei @`ermindern der Spannung nur in der anderen Richtung zu rotieren, so daß Umsteuerungen des Antriebes innerhalb der einzelnen Stufen fortfallen und sich ohne weiteres eine zwangläufige zyklische Aufeinanderfolge der einzuschaltenden Spannungsteiler ergibt.
Nach Abb. i ist nur der Spannungsteiler w, zwischen,die Anzapfkontakte i und 2 gelegt. Nach Abb.2 wird der Spannungsteiler w2 zwischen Anzapfkontakte z und 3 hinzugeschaltet. Die Spannung an der Regelkurbel 12 ist jetzt gleich der Spannung an der Anzapfung 2. Nun wird nach Abb. 3 der Spannungsteiler w1 ausgeschaltet und nach Abb. 4 wiederhinzugefügt. Es entspricht jetzt die Spannung an der Regelkurbel 12 der Spannung an der Anzapfung 3. Schließlich wiederholt sich in Abb.5 die Stellung der Spannungsteiler nach Abb. i, nur daß der Stufenschalter hierbei um zwei Anzapfungen verschoben ist.
Ab-b. 6 gibt eine praktische Ausführungsform der oben beschriebenen Anordnung. links, a, liegen wieder die ungeraden und rechts, h, die geraden Anzapfkontakte des Stufentransformators. Die Enden der zu einem Ring zusammengefaßten Spannungsteiler a"" zo_ sind an Schleifschienen 18, 19. 2o, 21 angeschlossen, die über Bürsten 22, 23, 24, 25 mit den Anzapfkontakten verbunden werden und hinsichtlich ihrer Schaltung der der Schleifbürsten 1-, 15, 16, 17 nach den Abb. i bis 5 entsprechen. Bewegt wird die als Doppelschleifbürste ausgebildete Regelkurbel 12 über die Spindel :26, an deren Mutter 27 die Bürsten -22, 23, 24, 25 befestigt sind und parallel verschoben werden. Die Steigung der Spindel 26 ist so gewählt, daß sich die in Abb. i bis 5 dargestellten Schaltstellungen ergeben. Es kann also die Bewegung des Stufenschalters und der Regelkurbel von einem Antrieb 1I aus erfolgen. Dieser Antrieb kann durch eine Handkurbel oder einen Steuermotor gebildet werden, wobei sich in dem letzten Falle noch der Vorteil ergibt, daß die Stufenregulierung (höher oder niedriger) so lange vor sich geht, als der Steuermotor vorwärts oder rückwärts, etwa durch Drücken eines Druckknopfes, eingeschaltet bleibt.
Schließlich ist in Abb. 7 im Schnitt und in Abb. 8 in Ansicht auf den Schnitt A-A ein weniger Raum in Anspruch nehmendes Ausführungsbeispiel einer derartigen Anordnung dargestellt. Auf der im Gestell 28 gelagerten Welle 29 sitzt die Regelkurbel 12, die auf den Gleitbahnen der Spannungsteiler zu" w., schleift. Diese Spannungsteiler sind über die Hülse 3o an einem lose auf der Welle 29 sitzenden Träger 31 aus Isolierwerkstoff befestigt, an dem auch die Schleifbürsten 14 bis 17 angebracht sind. Der Träger nimmt Achsen 32. 33 von Planeträdern 3.1 auf, die zwischen dem am Gestell 28 gehaltenen Zahnkranz 35 und dem auf der Welle 29 befestigten Zahnrad 36 rotieren. Die Schleifbürsten 1d. bis 17 stellen die in Abb. i bis 5 beschriebenen Schaltungen her, indem sie reit den isoliert am Gestell gehaltenen und konzentrisch zu den Spannungsteilern angeordneten Anzapfkontakten i bis 5 bei der Drehung der Welle -:_ in Berührung kommen. Hierzu ist die entsprechende Wahl des Übersetzungsverhältnisses der Planeträder erforderlich. Es können demnach wieder Spannungsteiler und Stufenschalter über nur eine Antriebsvorrichtung verstellt werden, indem der Regelkurbelschalter und die Spannungsteiler so gegeneinander vierdrehbar sind, daß die an dem Spannungsteilersvstem befestigten Anschlußschleifbürsten mit den ihnen zugeordneten Anzapfkontakten in Berührung kommen.
Als Spannungsteiler können Ohmsche oder induktive Widerstände bzw. deren Kombination, gegebenenfalls unter zusätzlicher Verwendung von kapazitiven Widerständen, verwandt werden.
Bei Verwendung einer derartigen Anordnung für Mehrphasenstrom sind der Phasenzahl' Anordnungen zu verwenden bzw. untereinander zu kuppeln.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur stufenlosen Spannungsregelung an Wechselstromtransformatoren mit Anzapfstufen mittels regelbarer Spannungsteiler, dadurch gekennzeichnet, daß zwei regelbare Spannungsteiler derart angeordnet sind, daß immer nur je einer der beiden Spannungsteiler zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anzapfungen liegt und daß beim Stufenregeln in sonst an sich bekannter Weise dem einen Spannungsteiler die Stufen von den ungeradzahligen zu den geradzahligen Anzapfungen und dem anderen Spannungsteiler die Stufen von den -eradzahligen zu den ungeradzahligen Anzapfungen oder umgekehrt in zwangläufig zyklischer Aufeinanderfolge zugeteilt sind. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelanschlußschleifbürsten der einander benachbarten Enden der beiden Spannungsteiler je einer besonderen Schleifbahn zugeordnet sind, von denen in an sich bekannter Weise die eine durch geradzahlige, die andere durch ungeradzahlige Anzapfkontakte gebildet wird, und daß die Doppelschleifbürsten der Spannungsteiler über Kreuz miteinander verbunden sind. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch .gekennzeichnet, daß auf .der einen Schleifbahn das Ende des einen Spannungsteilers, auf der anderen Schleifbahn das Ende des anderen Spannungsteilers vorausgeht und daß die Lage und Breite der Doppelanschlußschleifbürsten und der Anzapfkontakte in an sich bekannter Weise so gewählt ist, daß, wenn die Bürsten des einen Spannungsteilers voll auf den Anzapfkontakten stehen, die Bürsten des anderen Spannungsteilers sich voll auf den Lücken zwischen den Anzapfkontakten befinden. q.. Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spannungsteiler halbringförmig ausgebildet und so zueinander angeordnet sind, daß ihre Mittelpunktachse durch nur einen drehbaren Regelkurbelhalter gebildet wird. 5. Anordnung nach Anspruch d., dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitbahnen der Spannungsteiler in derselben Ebene liegen, so daß ein und dieselbe Regelkurbel in vollem Kreise über beide Spannungsteiler geführt werden kann. 6. Anordnung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Stufenschalters und der Spannungsteilerregelkurbel von einem Antrieb aus erfolgt, indem die die Anzapfungen mit den Enden des Spannungsteilers verbindenden Anschlußschleifbürsten von der Mutter einer Spindel verschoben werden, die die Regelkurbel dreht. 7. Anordnung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsteiler und der Stufenschalter über nur eine Antriebsvorrichtung verstellt werden, in dem der Regelkurbelhalter und die Spannungsteiler so gegeneinander verdrehbar sind, ,daß die an dem Spannungsteilersystem befestigten Anschlußschleifbürsten mit den ihnen zugeordneten Anzapfkontakten in Berührung kommen. B. Anordnung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die an einem Isolierträger mit den Anschlußschleifbürsten befestigten Spannungsteilersvsteme über eine Hülse lose auf die Achse des Regelkurbelhalters gesetzt sind, zu den kreisförmig angeordneten Anzapfkontakten konzentrisch liegen und über ein Getriebe von der Achse des Regelkurbelhalters aus angetrieben werden.