DE645455C - Transformator, dessen UEbersetzungsverhaeltnis durch einen in den magnetischen Kreislauf eingefuegten Drehanker regelbar ist - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Transformator, dessen Übersetzungsverhältnis durch einen in den magnetischen Kreislauf eingefügten drehbaren Anker regelbar ist.
Bei einem Teil der bekannten Transformatoren dieser Art ist die primäre oder die sekundäre Wicklung ganz oder teilweise auf dem beweglichen Drehanker angeordnet, so daß besondere Schleifringe oder bewegliche Leitungen zur Stromabnahme erforderlich sind, die den Apparat komplizieren und verteuern. Um diese besonderen Stromabnehmer zu vermeiden, ist man daher bereits dazu übergegangen, die Primär- und die Sekundärwicklung ausschließlich auf dem ruhenden Teil des Magnetsystems anzuordnen. Diese umgeben dann den Luftspalt für den drehbaren Anker nach Art einer Trommelwicklung.

ao Diese Anordnungen sind jedoch noch insofern nachteilig, als die gesamte Sekundärwicklung mit dem drehbaren Anker zusammenwirkt. Ihr Regelbereich ist daher sehr groß, was aber vielfach unerwünscht ist, weil dadurch eine Feinregelung erschwert wird. Denn einer geringen Drehung des Regelankers entspricht bereits ein verhältnismäßig großer Spannungsschritt, so daß es schwer ist, und häufig ein längeres Herumprobieren erfordert, bis man eine bestimmte Spannung eingestellt hat.

Nach der Erfindung wird nun eine Verbesserung in dieser Hinsicht dadurch erzielt, daß nicht die ganze Sekundärwicklung mit dem drehbaren Regelanker zusammenwirkt, sondern nur eine besondere, zur Sekundärwicklung gehörende Schaltspule, und daß das Magnetsystem, auf dem die restliche Sekundärwicklung und die Primärwicklung angeordnet sind, derart ausgebildet ist, daß die Regelbewegung des Drehankers diese Wicklungen im wesentlichen nicht beeinflußt. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß infolge der verhältnismäßig nur wenige Windungen umfassenden, mit dem Regelanker zusammenwirkenden Schaltspule die Verhältnisse bezüglich der Spannungseinstellung umgekehrt werden und nunmehr zu einem verhältnismäßig großen Drehwinkel am Drehanker nur ein verhältnismäßig kleiner Regelschritt gehört. Die Spannungsregelung kann daher in einem bestimmten Bereich sehr fein unterteilt und bequem ohne längeres Herumprobieren vorgenommen werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die

Abb. ι und 2 zeigen den Regeltransformator in schematischer Darstellung bei zwei verschiedenen Stellungen des beweglichen Ankers, während Abb. 3 ein Diagramm für die Streureaktanz in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Drehankers enthält.

Der Transformator besitzt einen Eisenkern 10 mit zwei Wicklungen 11 und 12, von denen die Wicklung 11 als Primärwicklung und die Wicklung 12 als Sekundärwicklung angesehen werden mag. Der Kern 10 hat zwei FOIe 13 und 14, in deren kreisförmigen Zwischenraum ein drehbarer Anker 15 aus magnetischem Material angeordnet ist. Die Oberfläche des Poles 13 besitzt eine Nut 16, die die Polfläche in zwei Hälften 17 und 18 teilt. In gleicher Weise wird der Pol 14 durch eine Nut 19 in zwei Hälften 20 und 2\ unterteilt. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Luftspalte zwischen den Polflachen und der Kreisfläche des Drehankers 15 schmal sind und der magnetische Widerstand entsprechend klein wird. Die Sekundärwicklung 12 besteht aus zwei Teilen 22 und 23 auf je einem Schenkel des Kernes 10 in Reihenschaltung miteinander und mit einem dritten Wicklungsteil 24, dessen Windungen in den Nuten 16 und 19 liegen.

Der durch die Primärwicklung 1 r erzeugte Kraftfluß schließt sich über den Drehanker 15 und induziert Spannungen in den drei Teilen 22, 23 und 24 der Sekundärwicklung, wobei die drei Teilspannungen infolge der Serienschaltung sich zu der gesamten Sekundärspanung zusammensetzen. Die in dem Wicklungsteil 24 induzierte Spannung und infolgedessen die gesamte Sekundärspannung wird durch Verdrehung des Ankers 15 reguliert. Der Drehanker ist in Abb. 1 in einer Stellung gezeichnet, in welcher er den ganzen Kraftfluß von der oberen Hälfte 17 des linken Poles 13 in die untere Hälfte 21 des rechten Poles 14 lenkt. Der ganze Fluß durchsetzt infolgedessen die Windungsfläche der W⁷icklung 24 und induziert in dieser Wicklung die größte Spanung in gleichem Sinn mit den Spannungen in den Wicklungsteilen 22 und 23.

In Abb. 2 ist der Drehanker in seiner neutralen Stellung gezeichnet, in welcher je eine Hälfte des Gesamtflusses auf beiden Seiten der Wicklung 24 liegt. Infolgedessen ist die Durchflutung dieser Wicklung null; es wird in ihr keine Spannung induziert, und die gesamte Sekundärspannung· ist gleich der Summe der beiden Teil spannungen in den Wicklungen 22 und 23. Wenn der Drehanker 15 von der in Abb. 1 gezeichneten äußersten Stellung in die in Abb. 2 dargestellte Lage, gedreht wird, so sinkt demgemäß die in der Wicklung 24 induzierte Spannung von ihrem Maximalwert allmählich auf null.

Der Drehanker 15 kann noch weiter gedreht werden, bis er zwischen den Polhälften 18 und 20 liegt, wobei dann der gesamte Kraftfluß die Wicklung 24 wieder durchsetzt, jedoch in umgekehrter Richtung wie in Abb. i. In dieser Endlage ist also die resultierende Sekundärspannung gleich der Differenz aus den Spannungen 22 und 23 einerseits und 24 andererseits. D.ie gesamte Sekundärspannung ist also hier ein Minimum, i

Der Sekundärstrom in dem Wicklungsteil 24 sucht einen magnetischen Streufluß zu erzeugen, dessen Kraftlinien die Nuten l6 und 19 umschlingen. Es ist wünschenswert, diesen Fluß klein zu halten, da er den Spannungsabfall der Sekundärwicklung des Transformators vergrößert. Der Luftspalt an der öffnung der Nuten 16 und 19 besitzt einen hohen magnetischen Widerstand, so daß nur ein sehr geringer Streufluß sich direkt über diese Luftspalte schließen kann. Wenn jedoch der Drehanker 15 so steht, daß er diese Luft- S₅ spalte überbrückt, so kann sich der Streufluß über den Drehanker schließen, und infolgedessen ändert sich die Reaktanz der Sekundärwicklung mit der Stellung des Drehankers 15, und zwar so, wie dies in Abb. 3 durch die gestrichelte Kurve 25 angedeutet ist. Wie ersichtlich, ist die Reaktanz hierbei mit Ausnahme der beiden Endstellungen des Drehankers 15 verhältnismäßig groß.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist ■gemaß der weiteren Erfindung eine in sich geschlossene Wicklung 26 auf dem Drehanker 15 in geeigneten Nuten untergebracht. Hierdurch wird erreicht, daß die Reaktanz ■ der Sekundärwicklung sich mit der Stellung des Drehankers 15 so ändert, wie die stark ausgezogene Kurve 27 in Abb. 3 zeigt. Wenn der Drehanker in seiner Mitteliage gemäß Abb. 2 steht, so verhindert die KurzschlHßwicklung 26 das Zustandekommen eines Streu- 105-flusses um die Nuten 16 und 19 herum, und die Reaktanz der Sekundärwicklung hat im wesentlichen den gleichen geringen Wert, wie in den beiden Endstellungen des Drehanker« 15. Wenn der Drehanker zwischen seiner no Mittelstellung und einer der beiden Endstellungen sich befindet, so kann ein Streufluß zwar durch eine Seite des Drehankers fließen, jedoch ist hierbei der Querschnitt des Streupfades sehr klein. Infolgedessen ist der Wert des Streuflusses und die Reaktanz der Sekundärwicklung über den ganzen Regelbereich genügend klein.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Transformator, dessen Übersetzungsverhältnis durch einen in den ma^gneri-

sehen Kreislauf eingefügten Drehanker regelbar ist, und bei dem die Wicklungen für die geregelte und die ungeregelte.. Spannung ausschließlich auf dem ruhenden Teil des Magnetsystemes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem drehbaren Anker (15) nur eine besondere, zur Sekundärwicklung gehörende Schaltspule (24) zusammenwirkt, und daß das Magnetsystem (10), auf dem die restliche Sekundärwicklung (22, 23) und die Primärwicklung (11) angeordnet sind, derart ausgebildet ist, daß die Regelbewegung des Drehankers (15) diese Wicklungen nicht beeinflußt.

2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Luftspalt begrenzenden Polschuhe (13, 14) etwa die doppelte Breite aufweisen wie der Drehanker (15) und in der Mitte mit Nuten (16, 19) versehen sind, in denen die Schaltspule (24) nach Art einer Trommelwicklung untergebracht ist.

3. Transformator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehanker (15) eine in sich geschlossene Wicklung (26) trägt, die derart angeordnet ist, daß ihre Achse in der neutralen Lage des Drehankers (15) mit der Achse der Schaltspule (24) gleichgerichtet ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen