DE607296C

DE607296C - Selbstregelnder Transformator

Info

Publication number: DE607296C
Application number: DES104043D
Authority: DE
Inventors: Max Schwaiger
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1932-04-07
Filing date: 1932-04-07
Publication date: 1934-12-21

Description

Selbstregelnder Transformator Die Erfindung betrifft einen selbstregelnden Transformator, der beispielsweise eine Spannung ohne Zuhilfenahme von Regulierschaltern, veränderlichen Widerständen usw. auf stets gleicher Größe hält oder die zu regelnde Spannung in gewünschter Weise von der vorhandenen Spannung abhängig macht, z. B. die Spannungsschwankungen überkompensiert.
Der Transformator kann mit besonderem Vorteil überall dort angewendet werden, wo es auf genaue Einhaltung einer bestimmten Spannung ankommt, also z. B. bei Meßeinrichtungen, Fahrplansteuerungen usw.; er Iäßt sich aber auch dort anwenden, wo es genügt, wenn die auftretenden Spannungsschwankungen so weit herabgesetzt werden, daß sie sich in vorgeschriebenen Grenzen halten, also z. B. bei Verbrauchsanlagen mit Lampen, bei Netzanschlußgeräten u. dgl. Die Erfindung geht besonders darauf aus, die Verluste, die Streuung und die primäre Stromaufnahme möglichst klein zu halten und mit einem Minimum an Eisen auszukommen.
Es ist eine Einrichtung zur Entnahme einer von einer gegebenen veränderlichen Primärspannung in weiten Grenzen nahezu unabhängigen Sekundärspannung vorgeschlagen worden, die zwei von einer gemeinsamen Primärwicklung erregte Magnetpfade mit je einer Sekundärwicklung hat. Diese Sekundärwicklungen sind in Reihe geschaltet. Der eine Magnetpfad enthält zwecks Erzeugung einer Spannungsregelung einen Luftspalt.
Diese bekannte Einrichtung leidet an dem Mangel, daß der Luftspalt den Wirkungsgrad beeinträchtigt und die Spannungsregelung stark von der sekundären Belastung abhängig macht.
Die Erfindung beseitigt diese Mängel. Zwei von einer gemeinsamen Primärwicklung erregte Eisenkerne, die einander entgegengeschaltete Sekundärwicklungen tragen, werden erfindungsgemäß luftspaltfrei ausgeführt und aus verschiedenem magnetischem Material zwecks Erzeugung voneinander verschiedener Charakteristiken hergestellt, also z. B. aus gewöhnlichem legiertem Eisenblech und einem Magnetmaterial mit hoher Anfangspermeabilität. Die eine Sekundärwicklung erzeugt eine Zusatz-, die andere eine Absatzspannung, die stets so aufeinander einwirken, daß die abgenommene Sekundärspannung in der gewünschten Weise selbsttätig geregelt wird.
Zweckmäßig wird der Erregerwicklung ein Ohmscher, induktiver oder gemischter Widerstand vorgeschaltet, falls die Sekundärspannung unabhängig von der sekundären Belastung sein oder sich in bestimmter Weise in Abhängigkeit von dieser ändern soll.
Die Wirkungsweise dieses Widerstandes erklärt sich daraus, daß dieser Widerstand einen um so höheren Spannungsabfall erzeugt, je größer die sekundäre Belastung ist, und daß infolgedessen die für die Magnetisierung übrigbleibende Erregerspannung und damit der Erregerstrom entsprechend herabgesetzt .wird.
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung erläutert werden.
Die Fig. i und 2 zeigen schematisch eine Ausführungsform des Transformators; i ist die Primärwicklung, die beispielsweise an ein Netz angeschlossen ist. 2 ist der eine Eisenkern mit der Sekundärwicklung 2o, 3 ist der andere Eisenkern mit der Sekundärwicklung 30.
Die Wicklungen sind gemäß Fig. 3 oder q. geschaltet. In Fig. q. ist der Primärwicklung i ein gemischter Widerstand io vorgeschaltet, um die Änderungen der Magnetisierung bei Belastungsänderungen zu steigern und um gegebenenfalls eine überkompensation zu erzielen.
Zur Erläuterung der- Wirkungsweise wird auf Fig. 5 Bezug genommen, in der in Abhängigkeit von den Magnetisierungs AW der Primärwicklung i die Flüsse Z bzw. die Spannungen E für die Kerne 2, 3 aufgetragen sind. Die von der Sekundärwicklung 2o erzeugte Spannung ist durch die Kurve 2i, die von der Wicklung 3o erzeugte durch die Kurve 31 dargestellt. Die Einrichtung wird so abgeglichen, daß die normalen Magnetisierungsschwankungen innerhalb des Bereiches h liegen.
Dann ergibt sich folgende Wirkungsweise: Steigt die Primärspannung an, so vergrößern sich die Magnetisierungs-AW. Durch die Wicklung 2o wird dann eine sekundäre "Peilspannung erzeugt, die nur sehr wenig bei -zunehmender Magnetisierung ansteigt. Diese Spannung E2 wird der primären Spannung zugesetzt.. Von der Summe dieser Spannungen wird die durch die Wicklung 30 erzeugte Spannung E3 abgesetzt, die, wie Fig. 5 zeigt, bei steigender Magnetisierung stark anwächst. Der Zuwachs der Primärspannung wird durch die sekundäre Teilspannung E3 ausgeglichen. Der verbleibende Spannungsrest, die eigentliche Sekundärspannung, ist deshalb von Schwankungen der Primärspannung praktisch unabhängig.
Bei der Schaltung nach Fig. q. kann die abgenommene Spannung E4 auch unabhängig von Belastungsschwankungen gemacht werden, da, wie eingangs erwähnt, der durch Belastungsschwankungen hervorgerufene Spannungsabfall im Widerstand io die Magnetisierung der Eisenkerne steuert, und da die Absatzspannung E3 um so kleiner ausfällt, je kleiner die Magnetisierung ist.
Je nachdem man die Absatz- oder die Zusatzspannung überwiegen läßt, kann man eine Gber- bzw. Unterkompensation erreichen. Man kann auch den Kompensationsgrad einstellbar machen, wenn man die Wicklungen 20, 3o regelbar macht. Allgemein kann als Mittel zur Abgleichung des Apparates neben die Änderung der Windungszahl auch die Änderung der Länge, des Querschnitts oder des Materials der Eisenkerne treten.
Im Diagramm der Fig. 5 ist angenommen, daß der Kern :2 aus einem bekannten Material mit hoher Anfangspermeabilität besteht, der Kern 3 aus normalem legiertem Transformatorblech.
Unter Umständen kann der Apparat auch dazu verwendet werden, die an sich auftretenden Spannungsschwankungen zu verstärken, um so z. B. die Empfindlichkeit von Span-. nungsüberwachungseinrichtungen zu steigern. In diesem Falle wird die EMK E3 als Zusatzspannung, die EMK E2 als Absatzspannung verwendet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Selbstregelnder Transformator, bestehend aus wenigstens zwei von einer getneinsamen Erregerwicklung umschlossenen Eisenkernen, die einander entgegengeschaltete Sekundärwicklungen tragen, von denen die Sekundärwicklung des einen Kernes eine Zusatz-, die andere Sekundärwicklung eine Absatzspannung für die zu regelnde Spannung erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisenkerne luftspaltfrei ausgebildet sind und zwecks Erzielung voneinander verschiedener magnetischer Charakteristiken aus verschiedenem magnetischem Material, z. B. legiertem Eisenblech und Material mit hoher Anfangspermeabilität, bestehen.
2. Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerwicklung ein Ohmscher, induktiver oder gemischter Widerstand vorgeschaltet ist.