DE650981C

DE650981C - Choke coil adjustable by changing the number of turns

Info

Publication number: DE650981C
Application number: DEA72197D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Koechling
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1934-01-06
Filing date: 1934-01-06
Publication date: 1937-10-05

Description

Durch Änderung der Windungszahl regelbare Drosselspule Es sind Drosselspulen mit Eisenkern bekannt, deren Induktivität durch Zu- oder Abschalten von Windungen geändert wird. Derartige Drosselspulen werden beispielsweise zur Kompensation des Erdschlußstromes oder auch der Ladeströme in Hochspannungsnetzen benutzt und besitzen gewöhnlich Luftspalte im Eisenkreis, damit der Belastungsstrom der Spule, der Parktisch ein reiner iVlagnetisierungsstrom ist, eine hinreichende Größe -erreicht. Die Änderung der Windungszahlen hat dabei den Zweck, die Stromaufnahme der Drosselspule den jeweiligen Betriebsverhältnissen entsprechend zu regeln.Choke coil that can be regulated by changing the number of turns They are choke coils known with an iron core, whose inductance is achieved by connecting or disconnecting turns will be changed. Such inductors are used, for example, to compensate for the Earth fault current or the charging currents in high-voltage networks used and have usually air gaps in the iron circle, so that the load current of the coil, the parking table is a pure legalization current, has reached a sufficient size. The change The purpose of the number of turns is to determine the current consumption of the inductor according to the respective To regulate operating conditions accordingly.

Da die Spannung an den Klemmen der Drosselspule praktisch konstant ist, so nimmt beim Abschalten von Windungen der Kraft-Iluß zu. Es wächst also die Induktion im Eisen, und man muß den Eisenquerschnitt so groß bemessen, daß auch bei der kleinsten vorkommenden Windungszahl die zulässige Sättigungsgrenze nicht überschritten wird. Man kommt daher zu verhältnismäßig teuren Konstruktionen, bei denen das Eisen im allgemeinen schlecht ausgenutzt ist, da ja die Drosselspule nur selten auf der niedrigsten Anzapfung, d. h. mit der kleinsten Windun.gszabl, arbeiten. muß.Because the voltage at the terminals of the choke coil is practically constant is, the power output increases when the turns are switched off. So it grows Induction in iron, and the iron cross-section must be dimensioned so large that also the permissible saturation limit does not apply to the smallest number of turns occurring is exceeded. One therefore comes to relatively expensive constructions where the iron is generally badly used, since only the choke coil rarely on the lowest tap; d. H. work with the smallest Windun.gszabl. got to.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird erfindungsgemäß die. Wicklangsanor dnung derart getroffen, daß beiWindungsabschaltungen, die beinte Erhöhung des Kraftflusses zur Folge haben, die erregenden. Amperewindungen aus der Nachbarschaft des Kernes nach außen verlegt werden. Hierdurch wird erreicht, daß dem Kraftfluß bei Verringerung der Windungszahl ein größerer Gesamtquerschnitt zur Verfügung steht, so daß die Zunahme des Flusses ohne wesentliche Änderung der Induktion im Eisen möglich ist. Der zusätzliche Flußanteil fließt vielmehr im wesentlichen außerhalb --des Kernes durch den vergrößerten Streukanal zwischen Wicklung und Eisen. Man kann infolgedessen den Eisenkern so bemessen, daß schon bei voller Windungszahl die Induktion im Eisen normale Höhe besitzt; das Eisen wird demnach wesentlich besser ausgenutzt, ohne daß auf die Änderung des Kraftflusses Rücksicht genommen werden muß.In order to avoid this disadvantage, according to the invention. Wicklangsanor dilution in such a way that in the event of winding disconnections, the increase in the power flow result in the exciting. Ampere turns from the neighborhood of the core be relocated to the outside. This ensures that the flow of force when reduced the number of turns a larger total cross-section is available, so that the An increase in the flux is possible without a significant change in the induction in iron. Rather, the additional part of the river flows essentially outside - the core due to the enlarged scattering channel between the winding and the iron. As a result, one can dimension the iron core in such a way that the induction in the iron at the full number of turns has normal height; the iron is therefore used much better without that the change in the flow of forces must be taken into account.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Drosselspule besitzt einen Eisenkern a, dessen beide Schenkel mit Luftspalten b versehen sind. Auf beiden Schenkeln befinden sich nicht abschaltbare Hauptwicklungen cl bzw. c.., und zwischen diesen und dem Kern die Abschaltbaren Wicklungsteile d1 und ;1., die im folgenden als Schaltspulen bezeichnet werden. jede dieser Schaltspulen ist in bekannter Weise nach Art einer mehrgängigen Schraube ausgeführt. Das Ausführungsbeispiel zeigt die Verwendung einer derartigen Drosselspule als Erd- schlußspule, -wobei das freie Ende der I3au :ä Wicklung cl .an dem Sternpunkt eines D stromnetzes liegt, während das andere E Ader Drosselspule über einen Anzapfschalte, an Erde angeschlossen ist. Mittels des Anzapischalters können vier verschiedene Windungszahlen eingestellt werden, um die Stromaufnahme der Erdschlußspule den Netzverhältnissen anzupassen. Die Schaltverbindungen der Wicklungen auf dem rechten Schenkel sind der Übersichtlichkeit halber nicht gezeichnet. Sie können z. B. so sein, daß die Wicklungen beider Schenkel parallel geschaltet sind.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. The choke coil has an iron core a, the two legs of which are provided with air gaps b. On both legs there are main windings cl and c .. which cannot be switched off, and between these and the core the winding parts d1 and; 1. Which can be switched off, which are referred to below as switching coils. each of these switching coils is designed in a known manner in the manner of a multi-start screw. The embodiment shows the use of such a choke coil as a ground closing coil, where the free end of the I3au: ä Winding cl. At the star point of a D. mains, while the other E wire choke coil via a tapping switch, is connected to earth. Using the tapping switch, four different numbers of turns can be set in order to adapt the current consumption of the earth fault coil to the network conditions. The circuit connections of the windings on the right leg are not shown for the sake of clarity. You can e.g. B. be so that the windings of both legs are connected in parallel.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung betrachte man die beiden Grenzfälle, in denen die Schaltspule dl ganz ein-bzw. ausgeschaltet ist. - Im ersteren Falle, der der linken Endstellung des Schalters e entspricht, sind die Windungen der Hauptspule c, und der Schaltspule d, hintereinandergeschalt-et; die Spannung, erzeugt einen der vollen Windungszahl entsprechenden Kraftfluß, der eine bestimmte Induktion im Eisen hervorruft. Da die Wicklung dl von Strom durchflossen ist, so steht dem Kraftfluß innerhalb der Wicklung im Wesentlichen nur der Querschnitt des Kernschenkels zur Verfügung.To explain the mode of operation of the invention, consider the two borderline cases in which the switching coil dl completely on or. is turned off. - In the former case, which corresponds to the left end position of switch e, are the turns of the main coil c, and the switching coil d, cascaded-et; the voltage, generates a power flow corresponding to the full number of turns, the causes a certain induction in iron. Since current flows through the winding dl is, then the power flow within the winding is essentially only the cross section of the core limb available.

Wird nun die Schaltspule rd, ganz abgeschaltet - rechte Endstellung des Schalters e -, so wird bei gleichbleibender Klemmenspannung der Kraftfluß entsprechend größer. Da aber jetzt die Schaltspule cL, stromlos ist, so steht dem Kraftfluß auch ein entsprechend größerer Gesamtquerschnitt, nämlich der durch den Innendurchmesser der Hauptspule c, begrenzte Querschnitt, zur Verfügung, so daß die zusätzlichen Kraftlinien im wesentlichen den Luftraum zii-ise1ien der Spule c, und dem Kernschenkel durchsetzen und die Sättigung im Schenkel selbst nicht Wesentlich zunimmt. Man kann also den Eisenkern für eine im wesentlichen konstante Sättigung bemessen und gelangt infolgedessen zu einer wesentlich günstigeren Dimensionierung der ganzen Spule.If the switching coil is now switched off completely - right end position of switch e -, the flow of force is correspondingly with constant terminal voltage greater. But since the switching coil cL, is now de-energized, the flow of force is also available a correspondingly larger overall cross-section, namely that through the inner diameter the main coil c, limited cross-section, available so that the additional Lines of force essentially the air space between the coil c and the core limb enforce and the saturation in the thigh itself does not increase significantly. One can thus sized the iron core for an essentially constant saturation and arrives as a result, the entire coil is dimensioned much more favorably.

Die Schaltspulen kann man anstatt als mehrgängige Schrauben auch als konzentrische Wicklungen anordnen. Es würden also an Stelle der dreigängigen Schaltspule d, drei einander konzentrisch umgebende, über die ganze -Schenkellänge verteilte Spulen vorzusehen sein. In diesem Falle ;werden die >Spulen in der Reihenfolge von innen nach @-iißen abgeschaltet, so daß der von erregen- Amperewindungen freie Querschnitt mit Z 1 nehmenderWindungszahl stufenweisewächst. An Stelle der Serienschaltung der Schaltspulen, bei Welcher zur Verringerung der Windungszahl die betreffenden Wicklungsteile ganz abgeschaltet werden, kann man auch einzelne Teile parallel oder gegeneinander schalten. Dies hat den Vorteil, daß bei der Verringerung der Windungszahl keine längeren, von! 'Strom nicht durchflossenen freien Wicklungsteile entstehen.The switching coils can be arranged as concentric windings instead of multi-thread screws. So instead of the three-turn switching coil d, three coils concentrically surrounding one another and distributed over the entire length of the leg would have to be provided. In this case; the> coils are in order from the inside out @ -externally switched off, so that the Ampere turns free cross-section with Z 1 grows gradually with increasing number of turns. Instead of the series connection of the switching coils, in which the relevant winding parts are completely switched off to reduce the number of turns, individual parts can also be connected in parallel or against each other. This has the advantage that when the number of turns is reduced, no longer, from! '' Free winding parts that are not flowed through by current arise.

Die Anordnung gemäß der Erfindung ist nicht nur bei .Erdschlußspulen anwendbar, sondern in allen denjenigen Fällen von Vorteil, %vo .eine Änderung der Stromaufnahme von Drosselspulen mit Eisenkern durch Zu-oder Abschalten von Windungen vorgenommen Werden soll.The arrangement according to the invention is not only for .Erdschlussspulen applicable, but in all those cases an advantage,% of a change in Current consumption of reactors with iron core by connecting or disconnecting windings should be made.

Claims

PATENT ArrsPRL CH E. i. By changing the number of turns adjustable choke coil for connection to an essentially constant voltage with an iron core, which has air gaps on the wound part, characterized by such a winding arrangement that with turn-offs, which result in an increase in the power flow, the exciting ampere turns from the neighborhood of the core can be moved to the outside.

2. choke coil according to claim i, characterized in that that the turn-off winding parts as concentric switching coils (d ,,, d;) within the main windings (c ,, e._) are arranged.

3. choke coil according to claim i, characterized in that the disconnectable winding parts in the manner of a multi-turn Screw distributed over the entire length of the core parts provided with air gaps and are arranged within the main windings (c ,, e.). .

4. Choke coil after Claims i to 3, characterized in that the reduction in the number of turns by switching off or switching in parallel or counter-switching, individual winding parts is achieved.