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Als Steuerspannungsgeber für einen Wechselspannungsverstärker dienender
Regeltransformator Es sind Regeltransformatoren. bekannt, deren Sekundärs.panmung
von einem Maximum über Null zum gleichen Maximum von entgegengesetzter Phasenlage
und umgekehrt durch eine verschiebbar angeordnete Sekundärwicklung regelbar ist,
:die in ihrer Nullstellung in einem Luftspalt des Transformatorkerns liegt und hier
von (durch .die Primärwicklung erzeugten Teilflüssen durchsetzt wird.
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Ein solcher zur Steuerung kleiner Spannungen dienender Regeltransformator,
von dem die Erfindung ausgeht, ist in Abb. r. dargestellt. Er hat einen dreischenkligen
lamellierten Eisenkern K und ein ebenfalls lamnelliertes Joch J. Zwischen dein mittleren
Schenkel, auf dem die Primärwicklung P sitzt, und dem Joch J :befindet sich ein
Luftspalt, in dem die ,das Joch umfassende Sekundhrwicklu.ng S nach rechts bzw.
links verschiebbar angeordnet ist. Die von der Primärwicklung P erzeugten beiden
Teilflüsse sind durch ILraftlinienpfeiledargestellt. In der gezeichneten Nullstellung
wird die Sekundärwicklung S von -beiden Teilflüssen gegenläufig geschnitten, so
daß die induzierte Wechselspannung theoretisch gleich Null sein müßte.
Wird nun
die Wicklung S' nach rechts verschoben, so überwiegt
der rechte TeiIfluß, und es wird in der Wicklung S eine mehr oder weniger hohe Wechselspannung
bestimmter Phasenlage induziert. B°1 einer Verstellung der U'icklung S nach links
überwiegt der linke Teilfluß und induziert in S eine um i` o` phasenverschobene
Wechselspannung. Derartige Regeltransformatoren befriedigen aber in der Praxis nicht.
wenn es sich darum handelt, mit kleinen der Sekundärwicklung S zu arbeiten und die
induzierten Wechselspannungen zu verstärken. Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei
einer derartigen Anordnung kein sauberer Phasensprung, wie theoretisch zu erwarten
wäre, einsetzt und daß in der Nullstellung der Sekund3.rwicklung S -eine störende
Restspannung induziert wird. Diese Restspannung ist in der Phase gegenüber der vomRegeltransformator
außerhalb der Nullstellung der Sel.:undärwicl;ltuig gelieferten Z@"echselspannung
verschoben und hängt von der Netzfrequenz und deren Oberwellen ab. Soll nun ein
mit dem Regeltransformator zusammenarbeitender Verstä rke: z. B. die Forderung erfüllen,
daß er bereits bei kleinen Verstellwegen der Sekundärwicklung, also schon bei einer
geringen Änderung des Regelsollwertes ausgesteuert ist, so kann die in der Nullstellung
der Sekundärwicklung auftretende Restspannung bereits die volle Ausstauerung des
Verstärkers herbeiführen. Obwohl die Restspannung infolge ilir°r Phasendrehung sich
nicht drehmomentbildend auf einen von dem Verstärker gespeisten Verstellmotor auswirken
kann, der auf die uni iSo' schwenkbare Phasenlage der Selcund'ä@r- , spannung anspricht,
so führt sie doch zu einer störenden Erwärmung dieses Motors. Wollte man außerdem
die Steilheit des Verstärkers vergrößern, beispielsweise um die Regelempfindlichkeit
zu erhöben. so müßte die von dem Regeltransformator gelieferte, zur vollen Aussteuerung
des Verstärkers dienende Steuerspannung noch geringer sein und kann unter Umständen
unterhalb des Höchstwertes der Restspannung liegen. Eine Vergrößerung i der Verstärkungssteilheit
Iäßt sich also mit dem bekannten Regeltransformator nicht durchführen. Diese Unregelmäßigkeiten,
die im Nullbereich des Regeltransformators auftreten, entstehen durch unvermeidliche
Unsvmmetrien im mechanischen Aufbau, durch Inhomogenität des Eisens und insbesondere
dadurch, daß hei der bekannten Anordnung eine gegenseitige Beeinträchtigung der
beiden Teilflüsse bei einer Verstellung der Sekundärwicklung S'stattfindet.
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Wird z. B. die Wicklung S aus der Nullage nach rechts verschoben,
so wird nach bekannten elektromagnetischen Gesetzen -der magnetische Widerstand
des rechten Teilflußkreises vergrößert. so daß der linke Teilfluß sich auf Kosten
des rechten Teilflusses verstärkt.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun. die in der Nullstellung der Sekundärwicklung
auftretende störende Restspannung zti vermindern bzw. praktisch zu beseitigen und
eine möglichst saubere und steile Regelcharakteristik im Nullbereich des Regeltransformators
zu erzielen. Dazu ist es erforderlich. den Regeltransformator so auszubilden. daß
die geschilderte Flußverdrängung vermieden wird, was wieder bedingt, daß zwei voneinander
unabhängige, sich gegenseitig nicht üeeinträchtigende Teilflüsse vorhanden sein
müssen.
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Erfindutigsgem;ä.ß wird das dadurch erreicht. daß die Primärwicklung
aus zwei parallel geschalteten Wicklungsteilen besteht.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung geben die Abb. 2 und 3 der Zeichnung
wieder. In Abb. 2 liegt jeder der beiden parallel geschalteten primären Wicklungsteile
P1 und P., auf einem äußeren Schenkel eines dreisclienklireci Eisenkerns. Bei einer
Verstellung der Sekundärwicklung S kann hier keine Flußverdrängung stattfinden,
da die beiden durch Kraftlinienpfeile angedeuteten Teilflüsse durch unabhängige
Wicklungsteile P1 und I', erzeugt werden und sich gegenseitig nicht beeinträchtigen.
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Ein praktisch ausgeführter Versuch ergab, daß die Restspannung, die
bei der bekannten Ausführung nach Abb. i etwa o,q.Volt betrug, bei der Ausführung
nach Abb.2 nur noch o,o.l Volt war. Durch die Parallelschaltung der Wicklungsteile
P1 und P, wird erreicht. daß derjenige Wicklungsteil, nach dessen Seite hin die
Sekundärwicklung S verschoben wird, automatisch einen höheren Strom aufnimmt. also
trotz vergrößerten magnetischen M'dderstandes den Teilfluß in alter Stärke aufrechterhält.
`'Würde man die primären N'X'icklungsteile P1 und P, dagegen in Reihe schalten,
so würde die beabsichtigte Wirkung nicht eintreten, da sich dann die an diesen Wicklungsteilen
anliegenden Teilspannungen bei einer Verstellung der Sekundärwicklung
S
verändern und mithin auch die Teilflüsse.
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Eine weitere Verbesserung der Regelwirkung bzw. eine weitere Herabsetzung
der Restspannung läßt sich dadurch erzielen, daß man die unvermeidlichen Ungleichheiten
der beiden primären Wicklungsteile P1 und P: durch einen in Reibe mit dem einen
prim@äreri Wicklungsteil geschalteten Ausgleichswiderstand ausgleicht. Durch eine
derartige Symmetrierung konnte die Restspannung auf o,oi 2 Volt herabgesetzt werden.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines Regeltransformators
gemäß der
Erfindung zeigt,die Abb. 3. Hier besitzt .der Regeltransformator
einen Mantelkern, der aus zwei E-förmigen, aneinanderstoßenden, symmetrisch angeordneten
Eisenlernen K1 und K2 besteht, deren Mittelschenkel die beiden primären Wicklungsteile
P1 und P2 tragen und von der verschiebbar angeordneten Sekun -därwicklung S umgeben
sind.
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Diese Ausführung bietet den Vorteil, daß die Wickelräume voll aus-genutzt
werden können und die Herstellung und der Zusammenbau wesentlich vereinfacht werden.
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Ein weiterer Vorteil ist ,der, daß die Stoßfugen, an denen die lamellierten
E-förmigen Kerne zusammenstoßen, keinen Einfluß auf den Magnetfluß haben, weil die
Stoßfugen gerade an eher Grenze der beiden Teilflüsse liegen. Bei :dem in Abb. 2
dargestellten Ausführungsbeispiel dagegen «erden die Stoßfugen zwischen Kern K und
Joch J von den Teilflüssen voll durchsetzt, so daß sich Ungleichheiten der Stoßfugen
schädlich auswirken kQnnen.