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Reguliertransformator Bei einer bekannten Art von Reguliertransformatoren
wird das durch Abb. i und 2 der Zeichnung veranschaulichte Regulierprinzip verwendet:
Der magnetische Kreis besteht aus zwei Teilen a und b, die gegeneinander
unter Erhaltung guten magnetischen Schlusses in einer zu den Ebenen der Primärwicklung
P und der Sekundärwicklung S parallelen Richtung so verschoben werden, daß der von
der Sekundärwicklung umfaßte Teil des magnetischen Flusses, den die Primärwicklung
in dem magnetischen Kreis erzeugt, sich ändert. Dabei kann die Veränderung zwischen
den in Abb. i angedeuteten Grenzen erfolgen. In der Stellung S (ausgezogen) umschließt
die Sekundärwicklung den ganzen Fluß, in der Stellung S' (gestrichelt), die der
Sekundärwicklung durch Verschiebung des Kernteiles b in die Stellung b' angewiesen
wird, ist der von ihr umschlossene Flüß gleich Null.
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Es ist bekannt, daß ein solcher Transformator großen induktiven Spannungsabfall
aufweist bei den Zwischenstellungen der Sekundärwicklung, von denen eine in Abb.2
gezeichnet ist. Dabei ist die unter dem Pol des Kernteiles a liegende Seite S, der
Sekundärwicklung rings von Eisen umschlossen, und darum entsteht ein starkes, mit
gestrichelten Linien angedeutetes Streufeld, wenn Strom in der Sekundärwicklung
fließt.
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Nach der Erfindung wird zur Verminderung dieser Streuung eine Primärwicklung,
die in an sich bekannter Weise von einem zur Verschiebungsrichtung quer, insbesondere
senkrecht, stehenden Kernpol getragen wird, aus zwei konduktiv oder induktiv parallel
geschalteten Teilen aufgebaut, und zwar aus einer Kernwicklung, die den Gesamtfluß
des Kernpoles umschließt, und einer Nutenwicklung, die aus mehreren je mit einer
Seite in einer Nut des Kernpoles liegenden Spulen besteht. Der beabsichtigte Zweck
wird dabei dadurch erreicht, daß die Sekundärwicklung in ihren Zwischenstellungen
durch ihr Streufeld sich mit der ihr gerade gegenüberstehenden Spule der Nutenwicklung
verkettet und in dem aus dieser Spule und der Kernwicklung gebildeten geschlossenen
Stromkreis einen (über dem Erregerstrom und dem iVutzstrom gelagerten) Kurzschlußstrom
induziert, der rückwirkend das Streufeld der Sekundärwicklung abschwächt.
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Diese Verbindung kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden: Die
Spulen der Nutenwicklung können unmittelbar untereinander und mit der Kernwicklung
parallel geschaltet werden, wenn durch Anpassung der Windungszahlen der Nutenwickl'ungspulen
an die von ihnen umschlossenen Teile des Gesamtflusses die Bedingung dieser Parallelschaltung,
gleiche elektromotorische Kräfte in den parallel geschalteten Zweigen, erfüllt ist.
Man kann aber auch die einzelnen Spulen der Nutenwickl'ung einer mit Anzapfungen
versehenen
Kernwicklung parallel schalten, z. B. in der Weise, daß die Spulen der Nutenwickiung
je mit einem Ende an dasselbe Ende der Kernwicklung, mit den anderen Enden an verschiedene
Anzapfungen der Kernwicklung gelegt werden. Dabei können die Spulen der Nutenwicklung
gleiche Windungszahlen haben.
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Wenn die Primärspannung sehr hoch ist, so nimmt bei der unmittelbaren
Parallelschaltung der beiden Teilwicklungen die Isolation der Nutenwicklung einen
erheblichen Teil des Nutenraumes in Anspruch.. Dieser Nachteil wird vermieden, wenn
die Parallelschaltung durch Vermittlung eines Transfor-_ mators ausgeführt wird.
Die Primärwicklung dieses Transformators wird mit der Kernwicklung parallel geschaltet,
an die Sekundärwicklung werden die Spulen der Nutenwicklung in solcher Weise angeschlossen,
daß die in ihnen entstehenden Ströme nach Stärke und Phase den Strömen bei unmittelbarer
Parallelschaltung der Nutenwicklung und Kernwicklung gleich sind.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung ist auf der Zeichnung weiter
dargestellt: In Abb. 3 ein perspektivisches Bild einer Kern- und Wicklungsanordnung
mit einer dreispuligen Nutenwicklung, deren Spulen untereinander und mit der Kernwicklung
parallel geschaltet sind, in Abb. 4 ein Aufriß dieser Anordnung, in der Darstellungsweise
von Abb. z und 2, wobei aber die Sekundärwicklung und die Nutenwicklung im Schnitt
gezeichnet sind, in Abb. 5 der Aufriß einer abgeänderten Anordnung, bei der die
Spulen der Nutenwickl'ung zu einer mit Anzapfungen versehenen Kernwicklung parallel
geschaltet sind, in Abb. 6 der Aufriß einer Anordnung mit einem besonderen Transformator
zur mittelbaren Parallelschaltung der Kernwicklung und der _1'utenwicklung, in Abb.
7 der Aufriß eines Reguliertransformators verwickelteren Aufbaues, der die mehrfache
Anwendung der Erfindung bei einem Transformator veranschaulicht.
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In allen Abbildungen bezeichnet p" die Kernwicklung, p" p2, p3 die
Spulen der Nutenwicklung.
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In Abb. 3 sind bei w,, w2, w" Widerstände angedeutet, die induktiv
und regelbar sein und zur Justierung der Wirkung der Primärwicklung dienen können.
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Für Abb.5 sind gleiche Windungszahlen der Spulen der Nutenwicklung
vorausgesetzt. Da p, etwa ein Viertel, p2 etwa die Hälfte, p3 etwa drei Viertel
des von der Kernwicklung p. umschlungenen Gesamtflusses umschlingt, so müssen auch
die zwischen der Eingangswindung e der Kernwicklung und den Anzapfungen z1, z@,
z3 liegenden Windungszahlen sich ungefähr wie z ::2 : 3 verhalten.
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Bei der Anordnung nach Abb. 6 entspricht die Verbindung der Nutenwicklung
p,,, p2, p, mit der Sekundärwicklung p' des Transformators T der Verbindung zwischen
der Nutenwicklung und der Kernwicklung gemäß Abb. q.. Die Primärwicklung p" dieses
Transformators ist mit der Kernwicklung p" parallel geschaltet.
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Aus wirtschaftlichen Gründen wählt man für die praktische Ausführung
der Erfindung nicht die einfachste, in Abb. 3 bis 6 dargestellte Form des Reguliertransformators.
Man verstärkt vielmehr zunächst die Sekundärwicklung, indem man außer der einen
Sekundärspule s noch weitere Sekundärspulen in den Kernteil b legt. Ferner wird
der in Abb. z bis 6 nur als magnetischer Rückschluß wirkende untere Pol des Kernteiles
a ebenfalls mit einer gemäß der Erfindung ausgeführten Primärwicklung ausgerüstet,
und der Kernteil b erhält eine Sekundärwicklung, die auch von dieser zweiten Primärwicklung
induziert wird. Auf diese Weise kommt man zunächst zu einer Anordnung, die durch
die linke Hälfte der Abb. 7 mit den Primärwicklungen P, Pl und der linken Hälfte
der Sekundärwicklung S veranschaulicht wird.
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Um die Leistungsfähigkeit des Transformators weiter zu steigern, insbesondere
um den Kernteil' b besser auszunutzen und die (nicht gezeichnete) Einrichtung. zur
Bewegung und Führung dieses Kernteiles zu verbilligen, wird diese Anordnung noch
verdoppelt, so daß sich die ganze in Abb. 7 dargestellte Anordnung ergibt. Die Kernwicklungen
der vier Primärwicklungen P, P" P, P, werden so in den Primärstromkreis eingeschaltet,
daß ihre magnetomotorischen Kräfte auf den von den Kernteilen a und A
und
den zwischen ihren Polen liegenden Stücken des Kernteils b gebildeten magnetischen
Kreis in demselben Sinne einwirken; dabei werden auf den Kernteil b keine magnetischen
Zugkräfte ausgeübt. Es ist darum leicht, ihn zwischen den an einem starren Gerüst
befestigten Kernteilen a und A zu bewegen und zu führen. ' Jede .Hälfte der
Sekundärwicklung S dieses Transformators mit ihren langen, von Kernpol zu Kernpol
reichenden Spulen kann man sich durch Verschmelzung von zwei mehrspuligen Sekundärwicklungen
mit kurzen Spulen nach Art der Spule s in Abb. z bis 6 entstanden denken. Die Spulen
jeder Hälfte sind in Reihe geschaltet; die beiden Hälften können in Reihe oder parallel
geschaltet sein.
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Die Sekundärspannung kehrt ihre Richtung um, wenn der Kernteil b durch
die gezeichriete
Mittelstellung, bei welcher die Sekundärspannung
Null ist, hindurchgeschoben wird.