DE761726C - Durch Flussverdraengung regelbarer Transformator mit Dreischenkelkern - Google Patents

Description

• Durch Flußverdrängung regelbarer Transformator mit Dreischenkelkern Es ist ein durch Flußverdrängung regelbarer Transformator mit Dreischenkelkern bekannt, der auf seinem einen Schenkel., der zu den übrigen Schenkeln 4einen magnetischen Nebenschluß bildet, eine Hilfswicklung trägt, die von einer von der Belastung des Transformators unabhängigen, nach Größe oder Phase öder nach beiden Werten regelbaren Wechselspannung über einen Spartransformator mit einer auf dessen Wicklung gleitenden Bürste oder über einen Drehtransformator gespeist wird. Nachteilig ist hierbei, daß die Wicklung des Spartransformators oder die Sekundärwicklung des Drehtransformators fei. großen Regelbereichen ungefähr für die gleichen Ströme bemessen werden muß, für die die Primärwicklung des Haupttransformators ausgelegt ist. Hierdurch ergibt sich eine teuere Zusatzeinrichtung. Beträgt nämlich die mittlere Verbraucherspannung U und wird durch die Hilfswicklung die Verbraucherspannung auf zwei U .gehoben, so wirken wegen des magnetischen Nebenschlusses des Regelschenhels die Gegenamperewindungen der Verbraucherwicklung sowohl auf die Primärwicklung als auch auf die Hilfswicklung und natürlich auch auf den der Hilfswicklung vorgeschalteten Spar- oder Drehtransformator. Das bedeutet aber, daß der Strom, der über die Abnahmebürste des Spartransformators oder von der Sekundärwicklung des Drehtransformators der Hilfswicklung zufließt, gleich wird dem Primärstrom des Haupttransformators.
• Ferner ist hier eine selbsttätige Regelung oder die Regelung nach ..einem bestimmten Plan nur mit einem motorischen Antrieb des Spartransformators bzw. Drehtransformators und mittels komplizierter Gebereinrichtungen möglich, was natürlich eine solche Anlage erlieblich vert°uern würde. Ein weiterer -Nachteil ist noch darin zu selten, daß die die Regelung der Spannung hmwirkenden Einrichtungen von der Netzspannung abhängig sind.
• Aufgabe der Erfindung ist es, einen durch Flußverdrängung regelbaren Transformator zu schaffen, der praktisch verlustlos regelbar ist, nur eine kleine Steuerleistung verlangt und bei dem durch eine kleine Änderung der Regclgräße eine große Änderung der Verbraucherspannung erzielt wird. Außerdem soll die Flußverdrängun:g so wirken, daß der verdrängte Fluß sich nicht über die Luft schließt, denn das hätte eine starke Lastabhängigkeit der Verbraucherspannung bei sonst konstanter Regelgröße zur Folge.
• Das wird bei einem durch Flußverdrängüng regelbaren Transformator mit Dreischenkelkern. bei dem die aus zwei in Reihe geschalteten Teilwicklungen bestehende Primärivicklung auf zwei Schenkel und die Sekundärwicklung auf dem dritten Schenkel angeordnet ist, erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zu der einen primären Teilwicklung entweder ein regelbarer Blindwiderstand oder aber zwei gegensinnig parallel geschaltete gittergesteuerte Entladungsgefäße parallel liegen.
• Den prinzipiellen Aufbau eines Transformators gemäß der Erfindung zeigt die Fig. i. Die Teilwicklungenwi und zerr' der Primärwicklung liegen auf den beiden äußeren Schenkeln, besitzen gleiche Windungszahl, sind in Reihe geschaltet und an die Netzspannung E, angeschlossen. Der mittlere Schenkel, der einen größeren Ouerschnitt aufweisen kann als die übrigen Schenkel, trägt die Sekundärwicklung 2t,,. Z ist ein veränderlicher Scheinwiderstand, der parallel zu u"' liegt. Ist dieser Widerstand unendlich groß, so heben sich bei gleichem Ouerschnitt der äußeren Schenkel und bei gleicher G'4indungszahl der beiden Teiliv icklungen die von den, Teilwicklungen .erzeugten Flüsse im mittleren. Schenkel auf. Dementsprechend wird auch an den Klemmen der SekundärivickIung zcr, keine Spannung auftreten. Für den anderen Extremfall Z= o, was einem Kurzschluß der Teilwicklung z!uli gleichkommt, verschwindet der Fluß im linken Schenkel. Die gesamte Spannung des Netzes liegt daher an der Teilwicklung i21" und hat einen Fluß zur Folge, der genau doppelt so groß ist wie im erstgenannten Fall. Der gesamte Fluß wird jetzt durch den mittleren Schenkel gedrückt. An den Klemmen der Sekundärwicklung tritt daher die maximale Spannung auf.
• Ein praktisches Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. ?. Der Fluß des rechten Schenkels setzt sich aus den Teilflüssen e,... und zusammen, und die Sekundärspannung an den Verbraucherklemmen schwankt in der Größenordnung zwischen o und E=. Der regelbare Blindwiderstand besteht aus einem Sperrkreis mit der Kapazität C und der Induktivität L.
• Zweckmäßig wird der Sperrkreis gemäß Fig. :2 a ausgebildet. Um den Kondensator C klein zu halten, ist es vorteilhaft, ihn über einen Spartransformator S an eine höhere Spannung anzuschließen. Das V-bersetzungsverhältnis kann immer so gewählt werden, daß die Kondensatorspannung gerade so hoch ist, wie. es aus Sicherheitsgründen für den Kondensator zulässig ist. Die Regelung der Induktivität des Sperrkreises erfolgt stetig durch einen über eine Hilfswicklung H einer vormagnetisierten Drossel D geführten Gleichstrom ig. Die Abstimmung kann nun entweder durch Verschieben des Gleitkontakts auf dem Spartransformator (Veränderung des kapazitiven Stroms) erfolgen oder aber bei fest eingestelltem Kondensatoranschluß durch Veränderung der Selbstinduktion der Drossel D durch den überlagerten Steuerstrom ig. Man kann auch beide Methoden so kombinieren, daß der Sperrkreis ein für allemal bei i, = o durch Veränderung des Anschlusses des Kondensators auf Stromresonanz eingestellt ist. Steigt dann. ig, so fällt L der Drossel, und der Scheinwiderstand sinkt. Der Steuerstrom i. kann sehr klein gehalten «-erden, wenn die Hilfswicklung H entsprechend viele Windungen aufweist. Es ist einleuchtend, daß eine selbsttätige Regelung auf einfachste Weise dadurch erfolgen kann, daß der Steuerstrom i, von dem kommandogebenden Organ abgegeben wird. Wenn der Sperrkreis entsprechend entdämpft ist, d. h. sein Ohmscher Widerstand genügend klein gehalten wird, so ist die Regelung durch Verstimmung außerordentlich empfindlich und bewirkt große Spannungsänderungen im geregelten Verbraucherstromkreis. Eine weitere Regelmöglichkeit zeigt die Fig. 3. Hier werden zwei gittergesteuerte Entladungsgefäße benutzt, die gegensinnig parallel geschaltet sind und In Reihenschaltung mit einer Drossel d an den, Enden der .auf dem linken Schenkel angeordneten Teilwicklung liegen. Wird die Gitterwechselspannung der Größe und: Phasenlage nach in bezug auf die Spannung i, geändert, so wird dadurch etin größerer oder kleinerer Strom über den so geschaffenen Parallelkreis fließen. Auf die Art und Weise, wie eine Gittersteuerung erreicht werden kann, soll hier nicht näher eingegangen werden, da dies bekannt ist. Die Drossel d im Parallelkreis sorgt dafür, daß die Regelung im wesentlichen mit Blindleistung erfolgt. Durch entsprechende Wahl der Größe und der Phasenlage der Gitterwechselsparinung für die zwei Entladungsgefäße läßt es sich erreichen, daß beide Entladungsgefäße entweder vollkommen, sperren, wodurch an den Klemmen der Sekundärwicklung die Spannung Null herrscht, oder daß die Entladungsgefäße für jede, der beiden Halbwellen vollkommen durchlässig sind, wodurch das Maximum der Sekundärspannung erzielt wird. Auch: in diesem Fall sind die Energien, die zur Regelung benötigt werden, äußerst gering. Ferner ist auch hier eine selbsttätige Regelurig (Regelung der Sekundärspannung nach einem bestimmten Programm) ohne großen Aufwand möglich.
• Drei Regeltransformatoren der beschriebenen Art können für Drehstrom benutzt werden. Die einzelnen Regeltransformatoren werden in diesem Fall so zusammengeschaltet, daß dem. ungeregelten Dreiphasensystern ein geregeltes entnommen wird. Die Steuerung der drei Scheinwiderstände für die drei Phasen muß dann mechanisch bezw. elektrisch gekuppelt sein.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Durch Flußverdrängung regelbarer Transformator mit Dreischenkelkern, bei dem die aus zwei in Reihe geschalteten Teilwicklungen bestehende Primärwicklung auf zwei Schenkeln und die Sekundärwicklung auf dem dritten Sehenkel angeordnet ist, dadurch .gekennzeichnet, daB zu der einen primären Teilwicklung entweder ein regelbarer Blindwiderstand oder aber zwei gegensininig parallel geschaltete gittergesteuerte Entladungsgefäße parallel liegen.
2. 2. Regeltransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der regelbare Blindwiderstand aus einem zu einer Drossel parallel geschalteten Kondensator besteht.
3. 3. Regeltransformator nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität der Drossel durch eine Gleichstromvormagneti.sierung regelbar ist.
4. 4. Regeltransformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelschaltung des Kondensators zur Drossel über einen regelbaren Spartransformator erfolgt (Fig. 2 a). Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 496 177, 538663, 562418, 6o6 7io.