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Stufentransformator Es sind Stufentransformatoren mit einer regelbaren
Wicklung und einer nicht regelbaren Wicklung gleicher Windungszahl bekannt. Bei
solchen Transformatoren ist es möglich, durch Zu- und Gegenschalten der regelbaren
Wicklung zur nicht regelbaren Wicklung einen Spannungsbereich stufenweise zu beherrschen,
der dem doppelten Spannungswert der regelbaren Wicklung entspricht, und zwar kann
von einem positiven Spannungswert bis auf Null und umgekehrt geregelt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, bei einem Stufentransformator mit
einer regelbaren Wicklung und einer nicht regelbaren Wicklung gleicher Windungszahl
dafür zu sorgen, daß ohne Vergrößerung des Laststufenschalters und ohne Vermehrung
der Regelstufenzahl eine Spannungsregelung von einem positiven Wert, der der doppelten
Spannung der regelbaren Wicklung entspricht, über Null zum gleichen negativen Wert
erreicht wird. Zu diesem Zweck ist erfindungsgemäß nicht nur die regelbare, sondern
auch die nicht regelbare Wicklung mittels Schalter ohne Leistungs- bzw. Stromunterbrechung
umpolbar gemacht. Die Umpolung der nicht regelbaren Wicklung erfolgt, wenn die Transformatorspannung
Null ist. Die Spannung Null wird erreicht entweder durch Gegenschalten der beiden
Wicklungen des Transformators oder durch aufeinanderfolgendes Ausschalten der nicht
regelbaren und der regelbaren Wicklung.
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Wollte man entsprechend der bekannten Anordnung, bei der der Laststufenschalter
im allgemeinen aus zwei beim Überschalten gegeneinander beweglichen Kontakten besteht,
die über einen Widerstand miteinander verbunden sind, und bei der nur der regelbare
Wicklungsteil umpolbar ist, denselben Spannungsbereich beherrschen, wie er mit der
Anordnung gemäß der Erfindung beherrscht werden kann, dann müßten beide Wicklungen
für die doppelte
Spannung ausgelegt werden. Dadurch würden aber
auch die Spannungsstufen der regelbaren Wicklung und somit der Laststufenschalter
doppelt so groß «-erden. Wollte man dieselbe Laststufenschaltergröße benutzen, dann
wäre die doppelte Anzahl vors Anzapfungen an der regelbaren Wicklung notwendig.
Demgegenkleineren über ermöglicht Laststufenschalter nun die Erfindung, auszukommen;,
mit einem.' ohne daß an der Regelstufenzahl der regem:.' baren Wicklung etwas geändert
wird.
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In der Zeichnung sind die beiden Schaltmöglichkeiten gemäß der Erfindung
in vereinfachter Form dargestellt. Die Primärwicklung ist in allen Figuren fortgelassen.
Die Fig. i bis 9 geben die Schaltphasen eines Transformators wieder, bei
dem gemäß der Erfindung die Spannung 17u11 durch Gegeneinanderschalten der Transformatorwicklungen
herbeigeführt wird. Die Fig. io bis 18 dagegen zeigen die Schaltphasen eines Transformators,
bei dein die Spannung Null durch aufeinanderfolgendes Ausschalten der Transformatorwicklungen
erreicht wird.
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In den Figuren bedeutet a die regelbare Transformatorwicklung mit
den Anzapfungskontakten I bis V, auf denen der Regelkontakt c des Laststufenschalters
gleitet. b ist die nicht regelbare Wicklung des Transformators. i. 2, 3, .I sind
die erfindungsgemäß vorgesehenen stroni- und leistungslos zu betätigenden Wendeschalter,
5 bis i: die zugehörigen Umschaltkontakte. VI ist ein mit dem Kontakt 7 verbundener
weiterer Kontakt, der ebenfalls vorn Regelkontakt c bestrichen werden kann.
13, 14 sind die Transformatoranschlußleitungen. Die Pfeile deuten die Richtung
der in den Wicklungen induzierten Spannung an.
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In Fig. i sind die Transformatorwicklungen a. und
b gleichsinnig in Reihe geschaltet, so daß sich ihre Spannungen addieren.
je nach der Stellung des Kontaktes c wird eine größere oder kleinere Spannung der
Wicklung a zur Spannung der Wicklung b hinzugesetzt. Ist die Regelwicklung
a. durchlaufen. der Kontakt c also auf dem Kontakt V angelangt, so wird im stromlosen
Zustand der Schalter 3 geschlossen und hierauf der Kontakt c auf VI gebracht. Dann
ist die nicht regelbare Wicklung b allein eingeschaltet (Fig. 2). Der Schalter i
wird nun strom- und leistungslos von 6 auf 3 umgelegt (Fig.3), so daß die Wicklung
a gegensinnig an die Wicklung b angeschlossen ist. Wird jetzt der Kontakt c wieder
von Stufe I ausgehend nach und nach über die Stufenkontakte 1I, III usw. bewegt,
so wird eine immer größere Gegenspannung aus a der Spannung von b entgegengeschaltet,
bis schließlich (Fig.4) beide Wicklungen a und b einander in ihrer vollen Größe
entgegenwirken, die Spannung am Transformator also \7u11 ist.- Nun ist es möglich,
die Wicklungen zwecks Umpolung von den Transforinatorleitungen abzutrennen, was
dadurch geschieht, daß ein einfacher Nebenschluß zu ihnen hergestellt wird, indem
zuerst der mit einem verlängerten Kontaktstück versehene Schalter d. nach i i bewegt
und dann vor dein schalten des Schalters d. von io der Regeltakt c auf den Kontakt
VI übergeführt `Wird (Fig. 5). Bei dieser Schaltung kann ohne Strom- oder Leistungsunterbrechung
die nicht regelbare Wicklung b durch Umlegen des Schalters 2 von g auf b umgepolt
und zugleich die regelbare Wicklung a durch Umlegen des Schalters i von 5 auf 6
zu ihr gegensinnig angeschlossen werden. Gleichzeitig ist auch der Schalter d. von
i i auf 12 weiterzubewegen. Wird nun, wie in Fig.6 gezeigt, der Regelkontakt c auf
die Anfangsstufe I gebracht, dann sind beide Wicklungen ca und b wiedereingeschaltet,
jedoch beide umgekehrt wie früher, so daß sich auch nach der L`mpolung wieder die
Spannung Null am Transformator ergibt. Durch stufenweises Abschalten der Regelwicklung
wird ntin eine gegen früher entgegengesetzt gerichtete Spannung wieder aufgebaut
(Fig.7). Ist die regelbare Wicklung vollständig durchlaufen, so wird durch Überführen
des Regelkontaktes c auf VI (Fig. 8) die Umpolung der Regelwicklung ca durch den
Schalter i ohne Strom- und Leistungsunterbrechung ermöglicht, so daß sich bei stufenweisem
Einschalten der Regelwicklung deren Spannung zur Spannung der nicht regelbaren Wicklung
addiert (Fig. g). Die Summenspannung ist der durch die Schaltung nach Fig. i erhaltenen
entgegengesetzt gerichtet.
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In den Fig. io bis 18 bedeutet ca wieder die regelbare Wicklung, b
die nicht regelbare Wicklung, c den Regelkontakt, der auf den Anzapfungskontakten
I bis V der regelbaren Wicklung gleitet. i bis d. sind die erfindungsgemäß angeordneten
Schalter, ;, 6, 7. 8 sind die zugehörigen Umschaltekontakte, VI ist ein niit dem
Schalter .I verbundener Kontakt, der vom Regelkontakt c bestrichen «-erden kann.
Gemäß Fig. io sind die Wicklungen a und b gleichsinnig eingeschaltet, so daß sich
ihre Spannungen addieren. Fig. i i zeigt die Schaltphase, bei der nach Durchlaufen
der regelbaren Wicklung nur noch die nicht regelbare Wicklung b eingeschaltet ist.
Gemäß Fig. 12 wird nun durch Umlegen des Schalters -2 von 7 auf 6 und darauffolgendes
überführen des Regelkontaktes c auf Stufe I die regelbare Wicklung a an Stelle der
nicht regelbaren Wicklung eingeschaltet. Ist, wie Fig. 13
zeigt, im Verfolg
der weiteren Spannungsregelung der Regelkontakt c auf der Stufe V angelangt, die
regelbare 1@'icklung also ganz
durchlaufen, so ist die Tranformatorspannung
Null erreicht. Durch Umlegen des Schalters 4 auf den Kontakt 8 (Fig. 13) und Überführen
des Regelkontaktes c auf VI (Fig. 14) ist es nun möglich, beide Transformatorwicklungen
stromlos umzupolen. Dies wird durch Umlegen des Schalters i auf Kontakt 5 bzw. des
Schalters 3 auf Kontakt 7 erreicht; die Verbindung des Schalters 2 mit Kontakt 6
wird gleichzeitig unterbrochen und hierauf der Regelkontakt c auf die Anfangsstufe
I übergeführt (Fig. i 5) . Durch stufenweises Weiterschalten des Regelkontaktes
c wird die Spannung entgegengesetzt wie früher wieder aufgebaut. Die nicht regelbare
Wicklung ist hierbei zunächst noch ausgeschaltet: Ist der Regelkontakt c auf der
Stufe V angelangt, so ist die regelbare Wicklung ganz eingeschaltet (Fig. 16). Durch
Überführen des Regelkontaktes auf den Kontakt VI wird die regelbare Wicklung d ausgeschaltet
und an ihrer Stelle die nicht regelbare Wicklung b eingeschaltet (Fig. i7). Durch
das Überführen des Regelkontaktes c auf VI ist es gleichzeitig möglich, den Schalter
i stromlos auf den Kontakt 6 umzulegen (Fig. 18). Wird nun wieder der Regelkontakt
c auf die Stufe I gebracht, so kann nun die regelbare Wicklung ca gleichsinnig zur
Wicklung b stufenweise zugeschaltet werden, bis, nachdem der Regelkontakt c die
Stufe V erreicht hat, die den beiden Wicklungen entsprechende volle Spannung erreicht
ist (in Fig. 18 gestrichelt gezeichnet).
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Die Wendeschalter werden zweckmäßig in an sich bekannter Weise durch
entsprechende Steuerorgane zwangsläufig in Abhängigkeit von einer Antriebswelle
betätigt.
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Mit den Wicklungsteilen des Stufentransformators nach der Erfindung
(a und b in der Zeichnung) können naturgemäß auch weitere, nicht geregelte
Wicklungsteile noch. in Reihe geschaltet sein, die entweder bei 13 oder 14 oder
auch bei 13 und 14 angeschlossen werden.