DE751054C - Einrichtung zur feinstufigen Spannungsregelung von Stufen-transformatoren ohne Leistungsunterbrechung, insbesondere fuer Wechselstromfahrzeuge - Google Patents

Description

• Einrichtung zur feinstufigen Spannungsregelung von Stufentransformatoren_ ohne Leistungsunterbrechung, insbesondere für Wechselstromfahrzeuge Für die Steuerung von Wechselstromtriebfahrzeugen werden Einrichtungen zur feinstufigen Spannungsregelung von Stufentransformatoren ohne Leistungsunterbrechung verwendet, die unter dem Namen Fesnreglersteuerung bekanntgeworden sind. Bei derartigen Steuerungen wind ein Zwischentransformator mit Feinregler mittels Stufenschaltern am ganzen Spannungsbereich des Haupttransformators entlang geschaltet. An die Segmente .des als Kommutator ausgebildeten Feinreglers sind die Windungen eines Hilfstransformators angeschlossen. Auf den Segmenten werden Bürsten verschoben, über welche :die Erregerwicklung :des Zwischentransformators gespeist wird. Der kollektorartig ausgebildete Feinregler dient zur stetigen Änderung und Umpolung einer der jeweiligen Haupttransformatorstufe parallel geschalteten gleich großen Hilfsspannung.
• Ein einwandfreier Betrieb mit dieser be kannten Feinreglersteuerung setzt völlig gleiche Kurzsch.lußspannungen für alle Wicklungsgruppen voraus. Diese Bedingung ist jedoch nicht leicht zu erfüllen. Nach der Durchregelung des Feinreglers treten oft je nach der eingeschalteten Stufe verschieden hohe Restspannungen auf, die sich beim Öffnen der Stufenschalter durch schädliches Funkenziehen bemerkbar machen. Diese Restpannungen haben ihre Ursache in der verschieden hohen Streuspannung der einzelnen Wicklungsgruppen des Haupttransformators. Außerdem macht die Forderung einer genau gleichen Stufenspannung die Ausführung des Haupttransformators in schwingungsfreier Bauart mit Lagenwicklungen praktisch unmöglich. Die Verwendung verschieden hoher Stufenspannungen ist bei der bekannten Feinreglersteuerung praktisch ausgeschlossen, da dann die Kompensierung der Restspannungen noch schwieriger würde.
• Die vorgenannten Nachteile der bisher bekannten Fein.reglersteuerung werden durch eine bekannte Steuerung vermieden. Diese bezieht sich duf eine Einrichtung zur feinstufigen Spannungsregelung von Stufentransformatoren ohne Leistungsunterbrechung, bei welcher die in Reihe liegenden Wicklungen von Schalttransformatoren, deren Sekundärwicklungen mit regelbarer Windungszahl ausgeführt sind, mit Hilfe von Stufenschaltern am ganzen Spannungsbereich des Haupttransformators entlang geschaltet werden und bei der die mit den Anzapfungen der Sekundärwicklungen der Schalttransformatoren verbundenen Regelkontakte derart angeordnet sind, daß .die Summe der jeweils durch eine Bürstenbrücke aufeinandergeschalteten Teile der Sekundärwicklungen konstant bleibt.
• Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine derartige Steuerung durch die besondere Ausgestaltung derRegeleinrichtung zu verbessern. Nach der Erfindung ist der Regelschalter für die Schalttransformatoren kollektorartig ausgebildet, und die symmetrisch zu einer Achse liegenden Segmente des Kollektors sind derart miteinander verbunden, daß ,die die Windungen der Sekundärwicklungen der Schalttransformatoren aufeinanderschaltende Bürstenbrücke immer im gleichen Drehsinn über die Kollektorsegmente gleiten kann. Nach der weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird zur Kompensation des Magnetisierungsstromes des jeweils sekundär offenen Schalttransformators ein Kondensator derart an je ein Ende -der Sekundärwicklung -der Schalttransformatoren angeschlossen, daß er ohne zusätzliche Schaltmaßnahmen der offenen Sekundärwicklung parallel liegt. Zur Kompensation des Ohmschen Spannungsabfalls in den Schalttransformatoren soll schließlich ebenfalls nach der weiteren Erfindung jede der beiden Sekun.därcvicli:lungen eine Zusatzwicklung erhalten, die nicht mit an den Kollektor angeschlossen ist. Alle weiteren Einzelheiten der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele zu entnehmen.
• In den Abb. i und 2 sind mit T die Sekund,ärw icklung des Haupttransformators und mit i bis 4,die Stufenschalter dieses Transformators bezeichnet. Der Schalttransformator St weist die Primärwicklung a1 sowie die Sekundärwicklungblund der SchalttransformatorS2 die Primärwicklunga, und die Sekundärwicklung b2 auf. Die Zusatzwindungen der Sekun-. därwicla:ungen der vorerwähnten Schalttrans formatoren zur Kompensation des Ohmsehen Spannungsabfalls sind mit cl und c2 bezeichnet.
• In der durch die Verbindung der Kollektorseginente Al. und A., gekennzeichneten Stellung der Bürstenbrücke sind gleich viel Wicklungsteile der Sekundärwicklung bi des Schalttransformators Si und der Sekundärwicklung b., des Schalttransformators S2 aufeinandergeschaltet. Am Kondensator K liegt darin keine Spannung. Der Strom 11 in der Primärwicklung a1 des Schalttransformators S1 ist dann genau so groß wie der durch die Primärwicldung a, des Schalttransformators S., fließende Strom J2. In den Abbildungen ist durch Pfeile angedeutet, daß sich diese beiden Ströme Jl und J.., zum Strom J addieren, welcher ,beispielsweise .,den nicht gezeichneten Fahrmotoren zugeführt wird. In der Stellung Dl-D., der Bürstenbrücke ist die Sekundärwicklung b2 des Schalttransformators S2 kurzgeschlossen. Damit fließt über die Primärwicklung a.2 der gesamte Fahrrnotorenstrom J. Es ist also dann J., = J und Ji = o. In der Sekundärwicklung bi 'des Schalttransformators S1 liegt der Kondensator K, also ein vollkommener Sperrkreis. Die umgekehrten Stromverhältnisse ergeben sich dann, wenn die Sekundärwicklung bi des Schalttransformators Si in,der Bürstenstellung Bi B2 überbrückt ist. Dann ist Ji = J und J2 = o. In der in der Abbildung gestrichelt angedeuteten Bürstenstellung Ci-C2 herrscht wieder die gleiche Stromverteilung wie in der Bürstenstellung A,-A2, Es ist dann wieder J, = J2 Die Segmente B1, B2, Dl, D2 werden 2 zweckmäßig breiter als die übrigen Kollektorlamellen ausgeführt, damit bei gleichbleibender Drehgeschwindigkeit der Bürstenbrücke Zeit für die Betätigung der Stufenschalter gewonnen wird.
• Wenn man den Kollektordurchmesser verkleinern will, so kann man, wie in Abb. 2 dargestellt ist, den Kollektor auch in zwei Teil -kollektoren halber Lamellenzahl auflösen. Beide Kollektoren sind miteinander gekuppelt und bilden zusammen einen Doppelkollektor. An jedem Kollektor F, bzw. F2 liegt jetzt nur noch die Sekundärwicklung eines Schalttransformators S1 bzw. S2.
• Wie schon erwähnt wurde, dienen die Zusatzwicklungen cl, c2 der Sekundärwicklungen bi und b2 der Schalttransformatoren dazu, den Ohmschen Spannungsabfall in den Schalttransformatoren zu kompensieren. Jetzt kann die Wfrlckomponente durch den überwiegend als Wirkstrom angenommenen Laststrom kompensiert werden. Die beiden Schalttransformatoren S1 und S2 können erfindungsgemäß auch einen wenigstens teilweise gemeinsamen magnetis;chenkückschlu'ß erhalten.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Einrichtung zur feinstufigen Spannungsregelung, von Stufentransformatoren ohne Leistungsunterbrechung, bei; der die in Reihe liegenden Wicklungen von Schalttransformatoren, -deren Sekundärwicklungen mit regelbarer Windungszahl ausgeführt sind, mit Hilfe von Stufenschaltern am ganzen Spannungsbereich des Haupttransformators entlang geschaltet werden und bei der die mit den Anzapfungen der Sekundärwicklungen der Schalttransformatoren verbundenen Regelkontakte derart angeordnet sind, daß die Summe der jeweils durch eine Bürstenbrücke aufeinandergeschalteten Teile der Sekundärwicklungen konstant bleibt, insbesondere für Wechselstromfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet"daß der Regelschalter für die Schalttransformatoren kollektorartig ausgebildet und die symmetrisch zu einer Achse (Bi, B2) liegenden Segmente. des Kollektors derart miteinander verbunden sind, daß die die Windungen der Sekundärwicklungen (bi, b2) der Schalttransformatoren (S1, S2) aufeinanderschal.tende Bürstenbrücke immer im gleichen Drehsinn über die Kollektorsegmente gleiten kann.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (K) zur Kompensation des Magnetisierungsstromes des jeweilssekundärseitig offenen Schalttransformators derart an je ein Ende der Sekundärwicklungen (bl, b2) der Schalttransformatoren (S1, S2) angeschlossen ist, d!aß er ohne zusätzliche Scbaltmaßniahmen immer zur offenen Sekundärwicklung parallel liegt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d@aß zur Kompensätion des Ohmschen Spannungsabfalls in -den Schalttransformatoren (S1, S2) jede der beiden Sekundärwicklungen (bi, b..,) einige (c1, c2) erhält, die nicht mit an den Kollektor angeschlossen sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch .i, da-.durch gekennzeichnet, daß :der Kollektor als Doppelkollektor (F1, F2) ausgeführt ist und an jeden Kollektor nur die Anzapfungen der Sekundärwicklung eines Schalttransformators geführt sind. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 424 785, 6oo o65; britische Patentschrift Nr. 295 044-