DE709610C

DE709610C - Step-jacket transformer with flux drainage

Info

Publication number: DE709610C
Application number: DEP76186D
Authority: DE
Original assignee: Julius Pintsch AG
Current assignee: Julius Pintsch AG
Priority date: 1937-11-04
Filing date: 1937-11-04
Publication date: 1941-08-21

Description

Stufenmanteltransformator mit Flußabdrängung Die Erfindung bezieht sich auf einen Stufenmanteltransformator mit Flußa@bdrängung.Stepped jacket transformer with flux displacement The invention relates on a stepped jacket transformer with Flußa @ bdrängung.

Bei bekannten Transformatoren dieser Art sind die Erregerwicklung und die Regelwicklung auf dem Mittelschenkel des Mantelkernes angeordnet, und die Regelwicklung ist bei dreischenkliger Ausführung des Kernes immer nach einer Halbwindung mit Anzapfungen versehen, die zu einer gemeinsamen, kollektorähnlich ausgebildeten Kontaktbahn geführt sind. Diese Ausbildung des Transformators erlaubt eine Spannungsregelung unter Last und ohne Überschaltwiderstände, da der beim Überschreiten zweier Lamellen der Kontaktbahn entstehende Kurzschlußkreis immer nur einen der Rückschlüsse umfaßt, so daß der diesen Rückschluß durchsetzende Erregerkraftfluß auf den anderen Rückschluß abgedrängt wird. Das Auftreten unzulässig hoher Kurzschluß-ströme bei Überbrückung zweier Lamellen ist somit vermieden. Die bei dem Transformator notwendigen Anzapfungen und die gescinderte Kontaktbahn bedeuten häufig einen großen Aufwand. Es ist deshalb wünschenswert, die Regelwicklung selbst als Kontaktbahn auszubilden, auf der dann der Stromabnehmer schleift, wie es an sich bei Regeltransformatoren ohne Flußabdrängung bekannt ist. Bei Flußa)bdrängungstransformatoren, auf die sich die Erfindung bezieht, ist es jedoch nicht ohne weiteres möglich, die auf dem Mittelschenkel angeordnete Regelwicklung als Kontaktbahn auszubilden, da der Stromabnehmer bei diesen Transformatoren niemals eine volle Windung und damit den ganzen Erregerkraftfluß, sondern höchstens eine Halbwindung der Regelwicklung und damit einen Teil des Flusses kurzschließen darf.In known transformers of this type, the excitation winding and the control winding arranged on the center leg of the jacket core, and the With a three-legged core, the regular winding is always after a half turn provided with taps that lead to a common, collector-like design Contact path are guided. This design of the transformer allows voltage regulation under load and without transition resistances, as the one when crossing two slats the short circuit created by the contact track always only includes one of the inferences, so that the excitation force flow permeating this inference to the other inference is pushed away. The occurrence of impermissibly high short-circuit currents when bridging two slats is thus avoided. The taps required for the transformer and the scindered contact path often means a great deal of effort. It is therefore desirable to train the control winding itself as a contact track on which then the pantograph grinds, as is the case with regulating transformers without flux displacement is known. In the case of flux a) displacement transformers to which the invention relates, however, it is not readily possible to use the one arranged on the middle limb Train the control winding as a contact track, as the current collector in these transformers never a full turn and thus the entire flow of excitation force, but at most a half turn of the control winding and thus short-circuit part of the flux allowed.

Um nun auch bei Stufenmanteltransformatoren mit Flußabdrängung die Regelwicklung als Kontaktbahn ausbilden zu können, ist die Regelwicklung erfindungsgemäß aus Windungen zusammengesetzt, die lediglich den Mittelschenkel umfassen und aus solchen, die die Rückschlüsse umfassen, wobei längs der durch die Regelwicklung gebildeten Kontaktbahn Windungen der einen Art finit Windungen der.' ati;leren Art abwechseln.b@ "' Die Abbildungen zeigest Ausführungsl' spiele -der Erfindung.To now also with stepped-jacket transformers with flux displacement the To be able to form the control winding as a contact track, the control winding is according to the invention composed of turns, which only form the middle limb include and from those that include the inferences, along the length of the control winding formed contact path turns of a kind of finite turns of the. ' original kind alterneln.b @ "'The figures show embodiments of the invention.

Der Manteltransformator nach Abb.-i besitzt einen Mittelschenkel z und zwei Rückschlüsse = und 3. Auf dein Mittelschenkel i ist die nicht gezeichnete Erregerwicklung auf -geüracht. Die Regelwicklung d bestellt hier aus zwei Arten vors Windungen, nämlich solchen. die um alle drei Schenkel i, 2. 3 herum--eführt sind. und aus solchen, die lediglich den Mittelschenkel i umfassen. Auf der Breitseite des Transformator:, wo die Leiter lie--en, die all sämtlichen Schenkeln vorbeiführen, ist die Regelwicklung vor dein Mittelsclienkel von der Isolation befreit und bildet eine Kontaktbahn >, auf welcher der Stromabnelnner 6 verschoben wird. Der Stroniali9eIniier G ist derart bemessen, daß er höchstens zwei nebeneinanderliegende Leiter der Regelwicklung berühren kann. Der Verbraucher liegt zwischen der Klemme 7 und dem Strornabriehrner 6.The jacket transformer according to Fig.-i has a central leg z and two conclusions = and 3. On your middle leg i is the one not shown Excitation development on -geüracht. The control winding d orders here of two types in front of turns, namely such. which leads around all three legs 1, 2, 3 are. and from those that only include the central leg i. On the broadside of the transformer: where the conductors lay, all of the legs lead past, the normal winding in front of the middle clasp is freed from the insulation and forms a contact track> on which the Stromabnelnner 6 is moved. The Stronial Indian G is dimensioned in such a way that it has at most two conductors of the control winding lying next to one another can touch. The consumer lies between terminal 7 and the current shut-off device 6th

Befindet sich der Stromabnehmer 6 in der dargestellten Lage. so wird infolge der 1`berbrückung zweier benachbarter Leiter eine clen Schenkel i und (lest Schenkel 3 ilnschlingende Leiterschleife kurzgeschlossen, was zur Folge hat, !laß im Schenkel 2 -:ler Erregerkraftfluß verschwindet. d. 1i. der Fluß' in' Schenkel 3 wird gleich dein Fluß firn Mittelschenkel i. Befindet sich dagegen der Stromabnehmer beispielsweise in der punktiert eingezeichneten Lage 6 , so werden der Schenkel i und der Schenkel 2 durch eine Leiterschleife kurzl;esclilossen. Es kann also in diesem Falle im Außenschenkel 3 ein Erregerfluß nicht mehr vorhanden sein.The current collector 6 is in the position shown. Thus, as a result of the bridging of two adjacent conductors, one leg i and (reads leg 3 in the looping conductor loop short-circuited, with the result that in leg 2 the flow of excitation force disappears. d. 1i. the flow 'in' leg 3 will be equal to your flow in the middle leg I. If, on the other hand, the current collector is, for example, in the dotted position 6 , then leg i and leg 2 are short-circuited by a conductor loop to be available.

-'#,bb.2 stellt eine konstruktive Ausführungsform dar. Unmittelbar auf dem Schenkel i ist die Erregerwicklung 8 aufgebracht. ('her ihr, zweckmäßig in einem zur Kühlung lienenden Abstand, ist ein Isolierzylinder g angeordnet, über den dann die Regelwiektung .I geschoben wird. Da die Erregerwick-;ullg auf dein Mittelschenkel und ferner der lsolierzvlinder Platz beanspruchen, erhält 111a11 eine schräge Führung des Regelwickiungsleiters vorn Mittelschenkel zu den Rücksrhlüssen. Um diese schräge Führung etwas auszugleichen, können Isolierteile 13 zwischen Rückschlüsse und Leiter eingesetzt werden. Der Abstand i i zwischen Rückschlüssen und Mittelschenkel dient zur Kühlung.- '#, bb.2 represents a constructive embodiment. Immediately the excitation winding 8 is applied to the leg i. ('here you, appropriate at a distance serving for cooling, an insulating cylinder g is arranged above which then the rule weighing .I is pushed. Since the pathogen develops on your The middle limb and the insulating cover take up space, is given 111a11 an inclined guide of the rule winding conductor in front of the middle limb to the backflows. In order to compensate for this inclined guidance somewhat, insulating parts 13 can be drawn between conclusions and conductors are used. The distance i i between inferences and the middle limb serves for cooling.

An der Kontaktbahn 3 sind die Windungen der Regelwicklung unter Zwischenlage geeigllrter Isolation (licht aneinandergepreßt. Der Stromabnehmer 6 kann in an sich bekannter Weise durch eine Schraubenspindel oder eine Zalnistange, die gegen den Kern abgestützt äst, bewegt werden. Es kann zweckmäßig clem Stromabnehmer eine der Steigung Regelwicklung entsprechende Schräg- zu geben. Für die Herstellung des Transformators wird die Regelwicklung vorteilhaft auf einer Holzschablone in die erforderliche Form gebracht. Diese Holzschablone hat an den Stellen, die den Rückschlüssel 2- und 3 entsprechen, bewegliche Teile, die immer dann, wenn die volle Windung der Regelwicklung um den Schenkel i gelegt werden muß, zurückgezogen werden, so daß der Raum für das auflaufende Leiterende frei wird. Der Zusammenbau des Transformators geschieht in der Weise, daß beispielsweise auf ein am Boden liegendes Joch die drei Schenkel i, 2, 3 aufgesetzt werden. Darauf werden über den Mittelschenkel die Erregerwicklung 8 und der Isolierzvlinder g geschoben und gegen den Kern durch Keile versteift. Hierauf kann die Regelwicklung .I über den Isolierzylinder 9 und die Außenschenkel 2 und 3 geschoben werden. Danach wird das zweite Joch auf die drei Schenkel aufgesetzt. Nach dein Tränken finit Isolierlack und nach dem Trocknen wird der Transformator an der Stelle der Kontaktbahn 5 bearbeitet, so daß sich hier eine glatte Fläche ergibt.On the contact track 3, the turns of the control winding are pressed against each other with the interposition of suitable insulation (light clem pantograph one of the slope Regular winding corresponding helical admit. For the manufacture of the transformer, the control winding is advantageously brought into the required shape on a wooden template. This wooden template has moving parts at the points that correspond to the back keys 2 and 3, which are always withdrawn when the full turn of the control winding has to be placed around the leg i, so that the space for the leading end of the conductor is free . The transformer is assembled in such a way that, for example, the three legs i, 2, 3 are placed on a yoke lying on the floor. Then the excitation winding 8 and the insulating cylinder g are pushed over the middle limb and stiffened against the core by wedges. The control winding .I can then be pushed over the insulating cylinder 9 and the outer legs 2 and 3. Then the second yoke is placed on the three legs. After your soaking finite insulating varnish and after drying, the transformer is processed at the point of the contact track 5, so that a smooth surface results here.

Zur Verminderung der Streuung kann es bei (lein beschriebenen Ausführungsbeispiel zweckmäßig sein, in all sich bekannter Weise uni die drei Schenkel t, 2, 3 herum, etwa in Hölle der Joche, einen oder mehrere Kurzschlußrilige vorzusehen.To reduce the scatter, it can be used in (the exemplary embodiment described here be expedient, in a known manner uni the three legs t, 2, 3 around, in hell of yokes, for example, to provide one or more short-circuit runners.

Der in Abl).3 dargestellte Stufenmanteltransformator zeichnet sich durch eine besonders geringe Streuung aus. Die Windungen der Regelwicklung, die nur den Mittelschenkel umfassen, sind mit 12 bezeichnet. Die Windungen 12' umfassen dagegen nur die Rückschlüsse 2 und 3. Wie sich aus der Abbildung ergibt, ist die Schaltung so getroffen, daß zu jeder Windung der Wicklung 12 eine die Schenkel 2 und 3 in gleichem Wicklungssinne umfassende Windung 12' parallel geschaltet ist. Das ist ohne weiteres möglich, da die induzierten Spannungen in den Windungen 12 und 12' gleich sind. Auch hier sind die einzelnen Windungen wieder derart angeordnet, daß sich längs der Kontaktbahn Windungen der einen Art mit solchen der anderen Art abwechseln. Lediglich der Deutlichkeit halber sind am Ort der Kontaktbahn besondere Lamellen kenntlich gemacht. Bei der technischen Ausführung sollen die \Vindungen unmittelbar als Kontaktbahn dienen. Die Parallelschaltung der Windungen kann dadurch vorgenommen werden, daß die Windungen 12' an den Punkten 14 und 14' an die Windungen 12 angelötet werden. Es ist aber auch möglich, die Windungen 12' durchzuwickeln und sie galvanisch mit den Windungen 12 zu verbinden.The stepped jacket transformer shown in Abl) .3 stands out due to a particularly low scatter. The turns of the regular winding that encompass only the middle limb are denoted by 12. The turns 12 'comprise on the other hand, only conclusions 2 and 3. As can be seen from the figure, the Circuit made so that for each turn of the winding 12 a leg 2 and 3 turn 12 'comprising the same winding direction is connected in parallel. This is easily possible since the induced voltages in the windings 12 and 12 'are the same. Here, too, the individual windings are arranged in such a way that that along the contact path turns of one kind and those of the other kind alternate. Only for the sake of clarity are special at the location of the contact path Slats marked. In the technical implementation, the \ Vindungen serve directly as a contact path. The parallel connection of the windings can be made in that the turns 12 'at points 14 and 14' to the Windings 12 are soldered. But it is also possible to wind through the turns 12 ' and to connect them galvanically to the windings 12.

Es ist bei der Anordnung nach Abb.3 nicht erforderlich, daß die einzelnen Spannungsstufen nur jeweils einer Windungsspannung entsprechen. Es ist vielmehr auch möglich, jeder Spannungsstufe etwa drei Windungen 12 zuzuordnen. In diesem Falle müssen natürlich parallel zu den drei Windungen 12 auch jeweils drei Windungen 12' geschaltet sein. Eine derartige Anordnung ist in Abb. d. dargestellt. Die nur den Mittelschenkel umfassende Wicklung ist mit 16 und die die Rückschlüsse umfassende Wicklung mit 16' bezeichnet. Jede dritte Windung der Wicklung 16, die als Kontakt für den Stromabnehmer 6 dient, ist emporgehoben, und in den entstehenden Zwischenraum ist ein Isolierstreifen 17 gesteckt. Über den Isolierstreifen laufen dann auch die Leiter der NVicklung 16', so daß auf der Kontaktbahn wieder Windungen 16 und Windungen 16' miteinander abwechseln.With the arrangement according to Fig. 3 it is not necessary that the individual voltage levels only correspond to one winding voltage. Rather, it is also possible to assign approximately three turns 12 to each voltage level. In this case, of course, three turns 12 'must also be connected in parallel to the three turns 12. Such an arrangement is shown in Fig. D. shown. The winding that includes only the center leg is denoted by 16 and the winding that includes the inferences is denoted by 16 '. Every third turn of the winding 1 6, which serves as a contact for the current collector 6, is raised, and an insulating strip 17 is inserted into the resulting space. The conductors of the N-winding 16 'then also run over the insulating strip, so that turns 16 and turns 16' alternate with one another on the contact track.

Steht der Stromabnehmer bei den Transformatoren gemäß Abb. 3 und d. nur auf einem Leiter der Wicklung 12 bzw. 16, so durchfließt der Laststrom immer nur diese Wicklung 12 bzw. 16. Lediglich in den Fällen, in denen der Stromabnehmer 6 nur einen Leiter der Wicklung 12' bzw. 16' berührt, durchfließt der Laststrom auch noch einen Teil der Wicklung i2' bzw. 16'. Durch Anbringen entsprechender Rasten läßt sich erreichen, daß der Stromabnehmer in dieser Stellung nur 'vorübergehend stehenbleibt. Darin kann die Wicklung 12' bzw. i6' schwächer bemessen werden als die Wicklung 12 bzw. 16.If the pantograph is at the transformers according to Fig. 3 and d. only on one conductor of the winding 12 or 16, the load current always flows through it only this winding 12 or 16. Only in those cases in which the pantograph 6 only touches one conductor of the winding 12 'or 16', the load current flows through it also part of the winding i2 'or 16'. By attaching appropriate notches can be achieved that the pantograph in this position only 'temporarily stop. In this, the winding 12 'or i6' can be dimensioned weaker than the winding 12 or 16.

Handelt es sich bei den beschriebenen Manteltransformatoren um solche 'mit verhältnismäßig langen Kernen, so kann es zur Herabsetzung der Streuung zweckmäßig sein, die Erregerwicklung aus einzelnen parallel geschalteten Spulen aufzubauen.Are the jacketed transformers described here? 'With relatively long cores, it may be useful to reduce the scatter be to build the excitation winding from individual coils connected in parallel.

Für größere Leistungen ist es vorteilhaft, mehrere Einzeltransformatoren mit parallel geschalteten Erregerwicklungen und mit in Reihe geschalteten Regelwicklungen übereinander anzuordnen. Eine derartige Anordnung ist schematisch in Abb.5 dargestellt. Die Erregerwicklungen sind nicht gezeichnet. Die Mantelkerne 18, ig und 2o sind so übereinander angeordnet, daß sämtliche Mittelschenkel und Rückschlüsse in gleichen Fluchten liegen. Die Joche der Mantelkerne stoßen zweckmäßigerweise aneinander. Zwischen zwei Jochen kann auch gegebenenfalls eine dünne Isolierschicht liegen. Bei dieser Ausführung dient bei Flußabdrängung in dem einen Kern das Joch des benachbarten Kernes mit als Streuweg.For higher outputs it is advantageous to use several individual transformers with excitation windings connected in parallel and with control windings connected in series to be arranged one above the other. Such an arrangement is shown schematically in Figure 5. The excitation windings are not shown. The jacket cores 18, ig and 2o are so arranged on top of each other that all middle legs and conclusions in the same Escape lie. The yokes of the shell cores expediently abut one another. If necessary, a thin insulating layer can also be located between two yokes. In this embodiment, the yoke of the neighboring core is used when the flux is displaced in one core Kernes as a scattering path.

Die Kontaktbahnen der einzelnen Mantelkerne bilden eine einheitliche Kontaktbahn, längs welcher der Stromabnehmer 6 verschoben wird. Um einen Übergang des Stromabnehmers von der Kontaktbahn des einen Kernes auf die Kontaktbahn des folgenden zu ermöglichen, ist zwischen diesen Kontaktbahnen eine zweckmäßig auf dem Potential der Verbindungsleitung liegende Lamelle 22 vorgesehen. Bei der Spannungsregelung findet also .eine Stromunterbrechung nicht statt.The contact paths of the individual jacket cores form a uniform one Contact path along which the current collector 6 is moved. To make a transition of the current collector from the contact track of one core to the contact track of the To enable the following, is an appropriate one between these contact tracks The lamella 22 lying at the potential of the connecting line is provided. When it comes to voltage regulation there is no power interruption.

Es ist u. U. auch vorteilhaft, jedem der Manteltransformatoren 18, i9 und 2o einen Stromabnehmer zuzuordnen. Die Spannungsregelung geht dann in der Weise vor sich, daß zuerst beispielsweise der dem Kern 18 zugeordnete Stromabnehmer von oben nach unten verschoben wird, darauf der Stromabnehmer des Kernes i9 und schließlich der des Kernes 2o. Die drei Stromabnehmer können in diesem Falle auch unmittelbar auf ein und derselben Spindel sitzen, wobei die Spindel in der Höhe der Joche, an denen die einzelnen Mantelkerne aneinanderstoßen, nicht mit Gewinde versehen ist, so .daß jeder Stromabnehmer nur seinen vorgeschriebenen Regelweg durchläuft.It may also be advantageous to use each of the jacket transformers 18, Assign a pantograph to i9 and 2o. The voltage regulation then goes in the Way in front of you that first, for example, the current collector assigned to the core 18 is shifted from top to bottom, then the current collector of the core i9 and finally that of the core 2o. The three pantographs can in this case too sit directly on the same spindle, the spindle in height of the yokes on which the individual casing cores abut, not with a thread is provided, so .that each pantograph only goes through its prescribed control path.

Will man den Zwischenraum, der zwischen den aufeinanderfolgenden Kontaktbahnteilen bei der Anordnung nach Abb. 5 durch die Joche der Mantelkerne bedingt ist, vermeiden, so ist eine Anordnung, wie sie in Abb.6 dargestellt ist, vorteilhaft. Hier besteht der Stufentransformator aus zwei Stufentransformatoren gemäß Abb. 5 mit in parallelen Ebenen liegenden Kontaktbahnen. Die Mittelkerne der Stufentransformatoren sind mit 24. bzw. 25 bezeichnet. Die Kerne 24 sind gegenüber den Kernen 25 in der Längsrichtung versetzt angeordnet, so daß die Mitte eines jeden Kernes 2.I der Stelle gegenüberliegt, an der zwei Kerne 25 aneinanderstoßen. Die Regelwicklung, von der nur die die MitteIschenkel 24 bzw. 25 umfassenden Windungen dargestellt sind, ist abwechselnd nacheinander von einem Transformator mit einem Mittelschenkel 25 zu einem solchen mit einem Mittelschenkel 24 geführt. Zwischen den beiden Kontaktbahnen liegt der Stromabnehmer 6, oder aus zwei Teilbürsten 26 und 26' besteht, die durch eine Feder 27 gegen .die Kontaktbahnen gepreßt werden. 28 sind Isolierlamellen. Die Stromabnahme von der Bürste kann über eine nicht unterteilte Kontaktschiene bzw. über die Spindel 23 oder durch eine Litze erfolgen. Wie aus der Abb.6 hervorgeht, wird auf diese Weise bei kontinuierlicher Bewegung des Stromabnehmers 6 eine stetige Zunahme bzw. Abnahme der Regelspannung erreicht.If one wishes to avoid the gap that is caused between the successive contact track parts in the arrangement according to Fig. 5 by the yokes of the jacket cores, an arrangement as shown in Fig. 6 is advantageous. Here the step transformer consists of two step transformers according to Fig. 5 with contact tracks lying in parallel planes. The central cores of the step transformers are marked 24 and 25, respectively. The cores 24 are arranged offset in the longitudinal direction with respect to the cores 25, so that the center of each core 2.I lies opposite the point at which two cores 25 meet. The control winding, of which only the turns encompassing the middle limbs 24 and 25 are shown, alternately one after the other from a transformer with a middle limb 25 to a transformer with a middle limb 24. Between the two contact tracks is the current collector 6, or consists of two part brushes 26 and 26 ', which are pressed by a spring 27 against .die contact tracks. 28 are insulating lamellas. The current can be drawn from the brush via a non-subdivided contact bar or via the spindle 23 or via a stranded wire. As can be seen from Fig. 6, a steady increase or decrease in the control voltage is achieved in this way with continuous movement of the current collector 6.

Der erfindungsgemäße Flußabdrängungsstufentransformator ist einfach im Aufbau: Anzapfungen und die Anordnung einer besonderen Kontaktbahn fallen fort.The flux displacement step transformer according to the invention is simple under construction: taps and the arrangement of a special contact path are no longer necessary.

Claims

PATENT CLAIMS: r. Step-jacket transformer with flow displacement, whose Current collector can be moved along the middle leg on the bare standard winding is characterized in that the control winding consists of turns that only include the middle leg, and those that include the inferences, and that Windings of one kind along the contact path formed by the regular winding alternate with turns of the other kind. z. Transformer according to claim i, characterized characterized in that turns; which only include the middle limb with which the Inferences comprising turns are alternately connected in series (Fig. I). 3. Transformer according to claim i, characterized in that parallel to the one The windings corresponding to the voltage level lie on the middle leg, which only contain the conclusions (Fig. 3 and d.). d .. transformer after Claim 3, characterized in that the parallel turns of both Winding types have the same number of turns. 5. Transformer according to claim z, characterized in that its core is at the level of the yokes of short-circuit rings is surrounded. 6. Transformer, consisting of several step transformers according to Claims 1 to 5, characterized in that the jacket cores are placed one on top of the other and their yokes butt against each other with a thin layer of insulation in between (Fig.5`. 7. Transformer according to claim 6, characterized in that the excitation windings the step transformers are connected in parallel. B. Transformer according to claim 6 and 7, characterized in that each step transformer has a special current collector is assigned and that these pantographs can be displaced one after the other. 9. transformer, consisting of two transformers according to claim 6, characterized in that the contact tracks of the two transformers that are jointly swept by a pantograph lie in parallel planes and that .die two transformers in their longitudinal direction are offset from each other (Fig.6).