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Streutransformator
| Es sind sogenannte Streutransformatoren be- |
| kannt, bei welchen aus irgendwelchen Gründen ein |
| starker induktiver Spannungsabfall notwendig ist. |
| Dieser Spannungsabfall wird dadurch erreicht, daß |
| der magnetische Streuftuß, sei es der Primär- oder |
| Sekundärwicklung, sei es beider, durch als Streu- |
| pfad dienende und entsprechend angeordnete Eisen- |
| einlagen verhältnismäßig groß gemacht wird, wobei |
| der Streupfad nur von einer der beiden Wicktungen |
| umschlungen ist. |
| Die vorliegende Erfindung betrifft Streutrans- |
| formatoren mit Zylinder-,vicklung, bei welchen der |
| Streupfad durch entsprechend angeordnete, zusätz- |
| liche, vorzugsweise in lamellierter Form vor- |
| liegende Eisenteile geschaffen ist, so daß ein magne- |
| tischer Streufluß der (gewünschten Stärke erzeugt |
| wird. |
| Gemäß der Erfindung ist ein solcher Streu- |
| transformator dadurch gekennzeichnet, daß die |
Form der den Streupfad bildenden Eisenteile im wesentlichen der Form des den Nutzfluß
führenden Eisenkörpers entspricht. Der Nutzfluß ist derjenige, welcher für die Primär-
und Sekundärwicklung gemeinsam ist. Durch die gekennzeichnete Ausführungsform sind
besonders einfache konstruktive Möglichkeiten eines zuverlässigen Zusammenbaues
der Eisenteile des Transformators gegeben. Gleichzeitig ist der Materialmehrverbrauch
auf ein Minimum reduziert. In Abb. i ist schematisch der Aufbau eines Einphasenmanteltransformators
der gekennzeichneten Art dargestellt. Im Grundriß der Abbildung ist der Streupfad
mit
Pf
bezeichnet. Darüber sieht man auf der rechten Hälfte die Form eines
derjenigen Bleche, die den Streupfad aufbauen. Mit Sp ist der Luftspalt des Streukörpers
bezeichnet, dessen Abmessungen im wesenttichen den magnetischen Widerstand des Streupfades
bestimmen. WP ist die Primärwicklung,
lf's die Sekundärwicklung.
Der Übersichtlichkeit wegen ist die Wicklung nur auf der linken Hälfte der Abb.
i dargestellt. Die Primärwicklung ist nicht geschnitten. Zwischen dem den Nutzfluß
führenden Eisenkörper
Kn und dem Streupfad ist ein aus nicht magnetischem
Material bestehendes Distanzstück D eingefügt, welches im wesentlichen der Dicke
der inneren Wicklung entspricht, damit der den Streupfad bildende Eisenkörper nicht
gegen diese Wicklung gepreßt wird. Das Distanzstück kann z. B. aus Holz bestehen.
Durch gemeinsame, sowohl durch Kn als durch
P f hindurchgehende Schrauben
wird eine feste Verbindung der beiden Eisenkörper@erreicht. Soll der Luftspalt unabhängig
von der Dicke der inneren Wicklung sein, und ist eine willkürliche Befestigung der
Eisenteile mit Rücksicht auf die Dicke der Primär- und Sekundärwicklung nicht möglich,
etwa um einen kleinen oder großen Luftspalt zu erzielen; dann kann das Joch des
Haupteisenkörpers verstärkt oder geschwächt sein, oder der entsprechende Teil des
Streukörpers wird vorspringend oder zurücktretend ausgeführt.
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In Abb. 2 ist die entsprechende Anordnung für einen dreiphasigen Kerntransformator
dargestellt. In diesem Fall ist der Luftspalt des Streupfades durch die Stärke des
Distanzstückes D bestimmt. Jedem Hauptkern, der den für Primär- und Sekundärwicklung
gemeinsamen Kraftfluß führt, ist ein Streukern gegenübergestellt, der in einfacher
Weise etwa mittels durchgehender Schrauben die den Streupfad bildenden Eisenstücke
mit dem Eisenkörper Kn, der den Nutzfluß führt, verbindet. Die Streukörper
brauchen in diesem Fall nicht durch Joche miteinander verbunden zu sein. Mit WP
und WS sind wieder Primär- und Sekundärwicklung bezeichnet. Eine gewisse Beeinflussung
der magnetischen Kraftflüsse ergibt sich auch je nach der Schichtung der Bleche,
ob nämlich an den in Frage kommenden Stellen der Fluß die Isolation zwischen den
Blechen überwinden muß oder nicht. :Ulan kann also die Schichtung der Streukörper
in der Längsachse der Kerne um 9o° gedreht gegenüber derjenigen der Hauptkörper
ausführen.
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Kehrt man nun die Schaltung um und macht die äußere Wicklung zur Primärwicklung,
dann ergibt sich durch entsprechende Bemessung des Hauptpfades, der durch den Körper
Kn dargestellt wird, und des Streupfades die Möglichkeit, Spannungsschwankungen
der Primärseite von der Sekundärseite mehr oder weniger fernzuhalten. Das erkennt
man am besten an Abb. 3. Trägt man über dem Magnetisierungsstrom 1" den magnetischen
Kraftfluß 0 auf, dann ist im allgemeinen für den Streupfad als Magnetisierungskurve
0s = f (7,,), eine gerade Linie gegeben, für den Hauptpfad aber 0" = f (7,,),
die durch die Eisensorte gegebene gekrümmte Magnetisierungskurve. Bezeichnet man
mit @" ",;" den Kraftfluß, der bei der niedrigsten Spannung den Hauptpfad durchsetzt,
dann wird bei einer Spannungssteigerung das erforderliche Mehr an Kraftlinien sich
auf Streupfad und Hauptpfad entsprechend der magnetischen Leitfähigkeit verteilen.
Überträgt man in den Schnittpunkt P der horizontalen Linie 0" min mit der
Mägnetisierungskennlinie 0" eine Parallele zu 0, dann verteilt sich eine
Kraftflußzunahme d 0 = d 01 + d 02 mit den aus Abb. 3 zu entnehmenden Beträgen dOl
und d 02 auf Hauptpfad und Streupfad. Man sieht, daß der auf den Hauptpfad entfallende
Anteil d 01 um so kleiner ist, je steiler 0, und je flacher 0" in dem betreffenden
Punkt verläuft. Infolgedessen kann sich eine Spannungsänderung, die sich ja in einer
Änderung des magnetischen Kraftflusses ausdrückt, auf die Sekundärwicklung, die
nur den Nutzpfad umschlingt, nur in verringerter `'eise au,-Avirken. Das gewünschte
Verhältnis zu bekommen, ist Sache der Bemessung des Transformators.
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Läßt man jedoch auch für den Streupfad 0, eine gewisse magnetische
Sättigung jedenfalls für höhere Kraftflüsse zu, dann lassen sich die Verhältnisse
besser in Abb. .4 übersehen. Hier stellt wiederum 0s den magnetischen Kraftfluß
des Streupfades über dem Magnetisierungsstrom 7," 0" den magnetischen Kraftfluß
des Nutzpfades und 0" + 0s die Summe beider dar. 0",i" ist der Gesamtkraftfluß bei
der niedrigsten zu erwartenden Spannung, d O sei die einer Spannungsänderung entsprechende
Kraftflußänderüng. Dann ergibt sich aus der Abb.4 ohne weiteres die Aufteilung von
d 0 in d 01 und d 02 gemäß der Bezeichnung in Abb..4. d 02 ist wesentlich
größer als 4O1. In B-reichen größerer Sättigung, auch des Streupfades, wird das
Verhältnis wieder ungünstiger.
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Ein steiler Anstieg der Kurve 0, und geradliniger Charakter
dieser Kurve bedeuten im allgemeinen große Eisenquerschnitte. Um die Verhältnisse
in gewünschter Weise zu beeinflussen, kann man für den Nutzpfad und den Streupfad
verschiedene Eisensorten von entsprechenden magnetischen Eigenschaften wählen. Unter
Umständen genügt es, den Streupfad entsprechend zu profilieren, indem man dafür
sorgt, daß der Übergangsquerschnitt in die Luft recht groß wird, während der Eisenquerschnitt
über dem wesentlichsten Teil seiner Erstreckung längs der Zylinderwicklung nur geringer
bemessen ist, entsprechend der magnetischen Liniendichte im Eisen, die man zulassen
will.
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Verlegt man die Sekundärwicklung gemäß der zuletzt erörterten Ausführungsform
nach innen, dann stellt sich unter Umständen der Nachteil ein, daß eine veränderliche
Sekundärspannung durch Anzapfungen der Sekundärwicklung nur schwer zu erhalten ist.
Mit außenliegender Sekundärwicklung lassen sich leicht entsprechende Anzapfstellen
zugänglich machen. Um diesen Mangel bei innenliegender Sekundärwicklung zu beheben,
kann man zweckmäßig die den Streupfad bildenden Eisenteile beweglich machen, so
daß man einen veränderlichen Luftspalt zwischen Nutzkörper Kn und Streupfad
Pf erhält. Die so zu erzielende Veränderung der magnetischen Streuleitfähigkeit
wirkt sich dann wie ein veränderliches Übersetzungsverhältnis aus. Besonders wenn
man den Eisenkörper Kn und den
verstellbaren Körper
Pf nach Abb. 5 oder 6 in einer Endstellung zum direkten Kontakt bringt, 'kann
man eine sehr starke Veränderung des Verhältnisses von Primär- und Sekundärspannung
mit verhältnismäßig sehr kleinen Bewegungen des Streukörpers erzielen und so eine
Spannungsregelung in großem Bereich durchführen, wobei dann die Primärwicklung für
eine Bewegung des ganzen Streukörpers eine entsprechende Toleranz aufweisen muß.
Es ist aber auch möglich, nur einen aus der Wicklung herausragenden Teil des Streukörpers
verstellbar zu machen. Falls die zum Zusammenpressen der Eisenkörper dienenden Preßstücke
Pr eine genügende Annäherung von Kn und Pf nach Abb.5 nicht zulassen, kann
man den Eisenkörper Pf gemäß Abb. 6 über den Körper Kn übergreifen lassen
und so die erforderliche Annäherung von Pf und Kn bewirken. Es ist zweckmäßig,
dafür zu sorgen, daß an keiner anderen Stelle zwischen Pf und Kn etwa
ein zweiter Luftspalt vorliegt, weil dadurch die Ausnutzung der magnetischen Eiseneigenschaften
für eine Änderung des Spannungsverhältnisses von Primär- und Sekundärwicklung stark
beeinträchtigt werden kann. Ist weniger Wert auf veränderliche Leerlaufspannung,
sondern nur auf veränderliche Induktivität zu legen, dann verlegt man nach Abb.
7 den veränderlichen Luftspalt zweckmäßig in das Innere der Spule. Sp bedeutet in
Abb. 7 wieder den Luftspalt. .
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Bei Mehrphasentransformatoren kann sich für die Sekundärseite leicht
eine unsymmetrische Spannung ergeben. Um diese Unsymmetrie auszugleichen, mache
man jeden Streukörper für sich verstellbar.