DE737105C

DE737105C - Transformer with adjustable secondary voltage

Info

Publication number: DE737105C
Application number: DES124955D
Authority: DE
Inventors: Louis E Sauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1935-11-29
Filing date: 1936-11-15
Publication date: 1943-07-06

Description

Transformator mit regelbarer Sekundärspannung Die Erfindung betrifft einen Transformator mit regelbarer Sekundärspannung, der einen Eisenkern mit mindestens drei Schenkeln hat. Von diesen dient mindestens ein Schenkel ohne Leistungswicklungen als Rückschlußschenkel.Transformer with adjustable secondary voltage The invention relates to a transformer with adjustable secondary voltage, which has an iron core with at least has three legs. Of these, at least one leg is used without power windings as an inference leg.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Transformator derart auszubilden, daß bewegliche Eisenkerne und Wicklungen vermieden werden und trotz feinstufiger Regelbarkeit vom Spannungsmaximum bis auf den Spannungswert Null herunter ,ein einfacher Aufbau und einfache Schalteinrichtungen verwendet werden können. Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß der die Sekundärwicklung tragende Schenkel, der von Leistungswicklungen freie Rückschlußschenkel sowie Teile dieser Schenkel mit schaltbaren Kurzschlußwindungen versehen sind, und daß die Kurzschlußwindungen dieser Schenkel derart geschaltet werden, daß immer bei dem einen Schenkel ein Teilquerschnitt für den Kraftflußdurchtritt geöffnet wird, während bei dem anderen Schenkel ein Teilquerschnitt gesperrt wird. Der Transformator gemäß der Erfindung kann z. B. für Netzregelung, für die Regelung von Verbrauchern, für Schweißzwecke, Ofenbetrieb, Prüfzwecke und Meßinstrumente verwendet werden.The object of the invention is to design the transformer in such a way that that moving iron cores and windings are avoided and in spite of finer levels Controllability from the voltage maximum down to the voltage value zero, a simple one Structure and simple switching devices can be used. According to the invention this is achieved in that the leg carrying the secondary winding, that of Power windings free return legs and parts of these legs with switchable Short-circuit turns are provided, and that the short-circuit turns of these legs are switched in such a way that always a partial cross-section for one leg the power flow passage is opened, while the other leg has a partial cross-section is blocked. The transformer according to the invention can e.g. B. for grid control, for the regulation of consumers, for welding purposes, furnace operation, test purposes and Measuring instruments are used.

Man hat zwar schon zur Kraftflußsteuerung in mehreren Eisenkernen oder mehreren Kernteilen des gleichen Kernes auf diesen durch Widerstände belastbare Hilfswicklungen vorgesehen oder die Kerne mit regelbaren Gleichstromvormagnetisierungen ausgerüstet. Auch durch Elektronenröhren regelbare Wechselstromvormagnetisierungen des Eisenkernes sind zu Regelzwecken bekanntgeworden. Alle diese Regelarten haben aber den Nachteil, daß sie zusätzliche Hilfseinrichtungen und Apparate erfordern. Bei den Kernen mit Gleich- oder Wechselstromvormagnetisierungen wird außerdem keine wirtschaftliche Ausnutzung des Eisenkernes erzielt, weil der Eisenkern oder die Eisenkernteile je nach der Einstellung der die Vormagnetisierung regelnden Apparate auf veränderlichen Arbeitspunkten der Magnetisierungskennlinie arbeiten.It is true that one already has to control the flow of force in several iron cores or several core parts of the same core can be loaded on these by resistances Auxiliary windings provided or the cores with controllable direct current bias equipped. Alternating current pre-magnetizations that can also be regulated by means of electron tubes of the iron core have become known for control purposes. Have all of these types of rules but the disadvantage that they require additional auxiliary equipment and apparatus. In the case of cores with direct or alternating current bias, there is also no economic utilization of the iron core achieved because of the iron core or the Iron core parts depending on the setting of the premagnetization regulating apparatus on variable working points of the magnetization characteristic work.

Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel des Regeltransformators gemäß der Erfindung wieder.The drawing shows an embodiment of the regulating transformer according to the invention again.

Fig. i zeigt einen Einphasenregeltransformator mit einem dreischenkellgen Eisenkern i. Der Schenkel 2 trägt die Erregerwicklung 3. Auf dem Schenke14 ist die Sekundärwicklung 5 oder ein Teil derselben angeordnet, während der Schenkel 6 als Rückschlußschenkel unbewickelt bleibt. Der die Sekundärwicklung tragende Schenkel 4, der von Leistungswicklungen freie Rückschlußschenkel6 sowie Teile dieser Schenkel sind mit schaltbaren Kurzschlußwindungen 7 bzw. 8 versehen. Die Kurzschlußwindungen beider Schenkel sind an einen unter Last schaltenden Stufenschalter 9 angeschlossen. Dieser hat den beweglichen Schaltkontakt io, der über die festen Kontakte i i bis 18 gleitet. Will man den Kontaktabbrand am Stufenschalter verhindern, so empfiehlt sich die Verwendung eines stromlos zu schaltenden Stufenschalters und eines besonderen Lastschalters, der den Laststrom beim Ü berschalten übernimmt.Fig. I shows a single-phase regulating transformer with a three-legged iron core i. The leg 2 carries the excitation winding 3. The secondary winding 5 or a part thereof is arranged on the leg 14, while the leg 6 remains unwound as a return leg. The leg 4 carrying the secondary winding, the return leg 6 free of power windings and parts of these legs are provided with switchable short-circuit windings 7 and 8 , respectively. The short-circuit windings of both legs are connected to a tap changer 9 that switches under load. This has the movable switching contact io, which slides over the fixed contacts ii to 18. If you want to prevent contact erosion on the tap changer, it is advisable to use a tap changer that is de-energized and a special load switch that takes over the load current when switching over.

Aus Fig.2 geht die Anordnung der einzelnen Kurzschlußwindungen und der Anschluß derselben an den Stufenschalter hervor. Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Eisenkernschenkel entsprechend dem Schnitt A-B in Fig. i. Die Kurzschlußwindung i9 umfaßt den Eisenkernschenkel4 vollständig, desgleichen die Kurzschlußwindung 2o den Eisenkernschenkel 6. Teile des Schenkels 4 werden von den Teilkurzschlußwindungen 21 bis 26 umschlungen, während die Teilkurzschlußwindungen 27 bis 32 Teile des Rückschlußschenkels 6 umschlingen. Es ist nun an dem ersten Stufenkontakt i i und an dem beweglichen Kontakt io des Stufenschalters 9 die den ganzen Schenkel 4 umschließende Kurzschlußwindung i9 angeschlossen, während die den ganzen Schenkel 6 umschließende Kurzschlußwindung 2o mit dem Stufenkontakt i 8 und dem beweglichen Kontakt io verbunden ist. Die Teilkurzschlußwindung 32 ist mit der Teilkurzschlußwindung 21 in Reihe geschaltet und mit dem Stufenkontakt 12 verbunden. An den Stufenkontakt 13 sind die beiden in Reihe geschalteten Teilkurzschlußwindungen 31 und 22 angeschlossen. In ähnlicher Weise sind auch die übrigen Teilkurzschlußwindungen mit dem Stufenschalter 9 verbunden, wie Fig. 2 erkennen läßt. Wenn nun der bewegliche Stufenschalterkontakt io auf den ersten Kontakt i i geschaltet wird, dann ist die Kurzschlußwindung i9 geschlossen und der die Sekundärwicklung 5 durchdringende Fluß bis auf geringfügige Streuflüsse unterdrückt. Der von der Erregerwicklung gelieferte Kraftfluß schließt sich dann über den Schenkel 6. Die Spannung an der Sekundärwicklung 5 ist daher Null. Wird der Stufenschalter g auf den nächsten Kontakt 12 geschaltet, dann ist von der den Schenkel 4 umschließenden Kurzschlußwindung i9 die Teilwindung 21 abgeschaltet, während die Teilwindung 32 des Schenkels 6 geschlossen wird. Dadurch wird ein Teil des den Schenke16 durchsetzenden Flusses in den Schenke14 hinübergeleitet. Beim weiteren Fortschalten des Stufenschalters 9 werden am Schenkel 4 weitere Teilwindungen abgeschaltet und am Schenkel 6 weitere Teilwindungen geschlossen, bis beim Einschalten des Kontaktes 18 die den Schenkel 6 vollständig umschließende Kurzschlußwindung 20 geschlossen wird. Nunmehr durchsetzt der gesamte Erregerkraftfluß den Schenkel 4, während er im Schenkel 6 abgedrosselt ist. Die Spannung an der Sekundärwicklung 5 hat ihren Maximalwert. Es empfiehlt sich, die Lage der Teilkurzschlußwindungen so zu wählen, daß sich beim Schalten der Windungen die Reluktanz des Schenkels 6 im gleichen Maße vermindert, wie sich die Reluktanz des Schenkels 4. erhöht oder umgekehrt.The arrangement of the individual short-circuit windings and the connection of the same to the tap changer can be seen from FIG. Fig. 2 is a plan view of the iron core legs corresponding to the section AB in Fig. I. The short-circuit winding i9 completely encompasses the iron core leg 4, as does the short-circuit winding 2o the iron core leg 6. It is now connected to the first tap contact ii and to the movable contact io of the tap changer 9 the short-circuit winding i9 surrounding the entire leg 4, while the short-circuit winding 2o surrounding the entire leg 6 is connected to the tap contact i 8 and the movable contact io. The partial short-circuit winding 32 is connected in series with the partial short-circuit winding 21 and connected to the step contact 12. The two series-connected partial short-circuit windings 31 and 22 are connected to the step contact 13. In a similar way, the other partial short-circuit windings are also connected to the tap changer 9, as can be seen in FIG. If now the movable tap changer contact io is switched to the first contact ii, then the short-circuit winding i9 is closed and the flux penetrating the secondary winding 5 is suppressed apart from slight leakage fluxes. The power flow supplied by the exciter winding then closes via the limb 6. The voltage on the secondary winding 5 is therefore zero. If the step switch g is switched to the next contact 12, then the partial winding 21 of the short-circuit winding i9 surrounding the leg 4 is switched off, while the partial winding 32 of the leg 6 is closed. As a result, part of the river passing through the tavern 16 is passed over into the tavern 14. When the tap changer 9 is switched further, further partial windings are switched off on the leg 4 and further partial windings are closed on the leg 6 until the short-circuit winding 20 which completely surrounds the leg 6 is closed when the contact 1 8 is switched on. The entire flow of excitation force now passes through leg 4, while it is throttled in leg 6. The voltage on the secondary winding 5 has its maximum value. It is advisable to choose the position of the partial short-circuit turns so that when the turns are switched, the reluctance of the leg 6 decreases to the same extent as the reluctance of the leg 4 increases, or vice versa.

Die Teilkurzschlußwindungen können aus einzelnen die Eisenkernschenkel durchdringenden Schienen oder Bolzen bestehen, oder es können Wicklungen mit mehreren Windungen sein. Zur Herstellung der Nuten im Eisenkern für die Kurzschlußwindungen werden, wie Fig.3 erkennen läßt, vorteilhafterweise verschieden lange Blechlamellen 34 bzw. 35 verwendet. Die Nuten können natürlich an sich an irgendeiner Stelle längs des Schenkels vorgesehen sein. Um den Eisenkern bequemer zusammenbauen zu können und die Zugänglichkeit zu den Kurzschlußwindungen zu erleichtern, empfiehlt es sich jedoch, die Nuten 33 an den Schenkelenden anzuordnen, und zwar an der Stoßstelle zwischen Joch 36 und Schenkel 4 bzw. 6. Nach Abheben des Joches 36 liegen dann die Nuten 33 frei.The partial short-circuit windings can consist of individual iron core legs There are penetrating rails or bolts, or there can be windings with several Be coils. For making the grooves in the iron core for the short-circuit windings are, as Fig.3 shows, advantageously sheet metal lamellas of different lengths 34 and 35 are used. The grooves can of course be along any point of the leg be provided. To be able to assemble the iron core more conveniently and to facilitate access to the short-circuit windings, it is recommended however, to arrange the grooves 33 at the leg ends, namely at the joint between yoke 36 and legs 4 or 6. After lifting the yoke 36 are then the Grooves 33 free.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Transformer with adjustable secondary voltage, which has an iron core with at least three legs, of which at least one Leg without power windings serves as a return leg, characterized in that that the leg carrying the secondary winding is free from power windings Rückschlul.ischenkel and parts of these legs with switchable short-circuit windings are provided, and that the short-circuit turns of these legs are connected in such a way be that always with one leg Partial cross-section for the power flow passage is opened, while the other leg has a partial cross-section is blocked.

2. Transformer according to claim i, characterized in that the Short-circuit turns of both legs to one to be switched under load or de-energized Step switches are connected, and that the short-circuit windings of both legs, which only partially encompass the legs, are connected in series.

3. Transformer according to claim 1 and 2, characterized in that the legs only partially comprehensive short-circuit windings housed in grooves or slots in the legs are.

4. Transformer according to claim 3, characterized in that the grooves in the legs are formed by using sheet metal lamellas of different lengths.

5. Transformer according to claim 3 and 4, characterized in that the grooves on the joint between the yoke and the leg of the iron core.

6. Transformer according to claim i in the form of a single-phase transformer with a three-legged iron core, characterized in that one leg is the excitation winding and the second Leg carries part or all of the secondary winding.