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Regeltransformator mit Wicklungsanzapfungen Bei den bekannten Regeltransformatoren
mit Wicklungsanzapfungen sorgt ein sogenannter Lastschalter dafür, daß nach entsprechender
Einstellung eines Vorwählers von Stufe zu Stufe über Drosseln oder Widerstände unter
Last umgeschaltet wird. Die grundsätzlichen 1*NTachteile dieses Regelverfahrens
liegen ;auf der Hand. überdies sind die dazu; benutzten Regelschalter sehr umfangreich
und kompliziiert. Sie arbeiten verhältnismäßig langsam, so daß ein schnelles Durchfahren
des Regelbereiches ummöglich isst. Erfindungsgemäß können diese Nachteile dadurch
verinieden werden, daß in jeder Anzapfleitung sein durch stromabhängige elektromagnetische
Steuerung beim Stromnulldurchgang betätigter Selbstschalter angeordnet ist und daß
die einander- benachbarten Selbstschalter zwecks gleichzeitiger, gegensinniger Betätigung
miteinander gekuppelt sind.
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In der Zeichnung sind in Fig. i und z Schaltungsheispiele von Regeltransformatoren
gemäß der Erfindung dargestellt; Fig. 3 und q. zeigen bauliche Einzelheiten eines
dazu besonders geeigneten Sielbstschalters.
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Gemäß Fig. i ist die Primärwicklung io eines Regeltransformators mit
Regelwicklungen i i bis 1 ¢ ausgestattet. Diese rund die zugehörige Regelanordnung
sind der Einfachheit halber nur für eine Phase gezeichnet und mithin für die beiden
anderen Phasen dies Transformators in gleicher Ausführung zu ergänzen. Von den Enden
der Regelwicklungen sind Anzapfleitungen über elektromagnetisch gesteuerte Selbstschalter
16 bis 2o zu einer gemeinsargen
Aw"sgangssammelschiene 15
geführt. Die Selbstschalter sind mit Aüslösewicklungen 2 1 bis 25 für das Einsebalben
und mixt Auslösewieklungen 26 bis 3o für das Ausschalten versehen. In Reihe mit
dien Wicklungsanzapfungen kann n der gemeinsiäm@en. Ausgangsleitung 15 ein
selbsttätig veränderlicher Scheinwiderstand angeordnet werden, durch dessen periodische
Veränderung jeedesmal in der Nähe des Stnomnüllwerteseine stromschwache Pause hervorgerufen
wird, die einten vergrößerten zeitlichen Spielraum für die Betätigung der Selbstschalter
bietet. Als veränderlicher, Scheinwiderstand -wird vorteilhaft eine beim Nennstromwert
hochgesättigte und sich nur in der Nähe des Stromnullwertes. eentsättvgende Schaltdrossel
40 verwendet, dienen Magnetkern laus hochwertigem Magnetblech hergestellt, und zwar
vorzugsweise aus Blechband ringförmig ;gewickelt ist.
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Diie Awslösuug der Selbstschalter kann :durch Steuerimpuls e bewirkt
werden; die beispielsweise mittels feines Sättigungswandlers in der Nähe der Stnomnulldurchgänge
hervorgerufen werden. zier Sättigüngswandlex wird (ebenfalls in Reihe mit den Wcklungsianzapfungen
in die gemeinsame Ausgangsleitung 15g eingefügt. Die gobenerwähnte Schaltdrossel
q.o kann beispielsweise zugleich als Sättigungswandler zur Erzeugung gder Auslöseimpulse
verwendet werden: Sie' ist zu diesem Zweck gemäß Fig. i mit leer besonderen Wicklung-41
versieben, an welche die Auslösespiülen 21 bis 30 angeschlossen sind, und zwar dme
Einschaltspulen 21 bis 25 an die eine . und (die Ausschaltspulen 2 6 bis 3 o an
:die ändere Klemme ider Wicklung 41. Diamit die von der Schaltdrossiel q.o hervorgerufene
stromschwache Pause nicht durch -eine zu große Bürde verdorben wird, ist Reit gdex
Spule 41 ein Widerstand 42 in Reihe geschaltet. Die freiten Enden der Auslösespulen
21 bis 3o sind zu einem Wahlschalter 9 mit dien Schaltstellungen i bis 8 geführt,
der jeweils eein!e Spule nüt der Gegenspule reines benachbarten Sielbstschalbers
verbindet, .z. B. im der Stellung 2 -die Einschaltspule 22 mit der Ausschaltspule
26. Die beeiden Spulen sind :also im Au'slösekreis hinterainandergeisthaltet, sie
werden: also von dem gleichen Auslöseimpluls durchflossen und bringen ihre Sielbstsc'hlter
gleichzeitig zum Ansprechen. In der @erwähnten Stellung 2 wird also !die Kantakteinrichtün
g 16 geöffnet rund tdie Kontakteinrichtung 17 geschlossien. Biei!m Fortschreiten
in die Stellung 3 des Wahlseblalters wird die EinschaltspUle 22 mit der Aüssehaltspulle
28 in Reihe geschaltet. Diabei findet eine Stellungsänderung der .Selbstschalter
nicht statt, weil :die Kontakteinrichtung 17 schon geschloissen und idie Kontakteinrichtung
i 8 schon ge-Öffnet ist. Behn überg eng in die Stellung q. des Wahlschalters wird
die Ausschaltspule 27 in Reihe mit der Einschaltspule 23 an ,die'Wicklung 41 gelegt
und gdadurch beim nächsten Stromnulldurchgang so,-wohl :die S@Chließung- der Kontakteinrichtung
18 als auch! ,die Öffnung gder Kontakteinrichtung i 7 veranlaßt.
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Bieim fortschreitenden Durchlaufen der Regelstellungen des Wahlschalters
in der gleichen Richtung (erfolgen die weiteren Umschaltungen in den Stellungen
6 und B. Bei rückläufiger Regelung eerfolgen die Umschaltungen nacheinander in den
Stiellungen 7, 5, 3 und i i entsprechender Weise. Fig: 2 zeigt im wesentlichen die
gleiche Regelanordnung, jedoch sind statt Beines unmittelbar wirkenden Wahlschalters
Relais 31 bis 38 vorgesehen, die durch Beinen Hilfswahlschalter 39 ;gesteuert werden.
Diie Steuerimpulse. sowohl für die Relais 31 bis 38 als auch für die Auslösespulen
werden von einem Sättigungswandler 43 mit gden Hilfswicklungen 44 und 45 gerzeugt.
Eine Schaltdrossel kann hier noch zusätzlich vorgesehen sein, ist Faber unter Umständen
entbehrlich, wenn nämlich die Eigenzeiten der Selbstschalter und der Relais so kurz
sind, daß die:. Augenblickswerte des Stromes des Transformators tauch bei sinusförmigem
Verlauf während der Umschaltungen eine für die Schaltkontakte lunschädliche Höhe
nicht überschreiben können. Zur zusätzlichen magnetischen Steuerung des Schaltwandlers
¢3 bzw. der Schaltdrossel 40, insbesondere zur Kompensation der Hysteresis, kann
in an sich bekannter Weise eine Vormagnetisierung des Magnetkernes vorgesehen :sein.
Während des DiauerbieetrIiebes Bohne Regelung können Schaltdrossel und Schaltwandler
überbrückt oder mit Hilfe einer besiondenen Kurzschlußwicklung wirkungslos gemacht
werden.
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Zur Erzielung möglichst kurzer Eigenzeiten werden ,die Selbstschalter
vorteilhaft mit Haltemagneten zur Kontaktbetätigung ausgerüstet, jeder Schälten
mit einem Haltemagneten für die Kontaktschließung und einem Haltemagneten für die
Kontakt-Öffnung. Beeiden kann ein bewegliches Ankersystem gemeinsam sein. Dieses
kann mit dem beweglichen Kontalktbeil vereinigt und schwingfähig gelagert oder laufgehängt
werden; s ,o daß. es bei leiner Auslösung von !einem Haltemagneten zum anderen hinüberpendelt,
um von letzterem festgehalten zu werden. Dille Eigenschwingungsfrequenzdes beweglichen
Systems wird vorteilhaft größenordnungsmäßig höher gewählt ,als die Betriebsfrequenz
lies Regeltransformators.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einfies elektromagnetischen
Selbstschalters, die infolge ihrer kurzen Eigenzeit Bund Ansprechsicherheit für
-den erfindungsgemäßen Regeltransformator gut geeignet ist, zeigt Fig.3 in schematischer
Darstellung. Für die Kontaktöffnung sind zwei; Haltemagnete 52 vorgesehen, die zugleich
die ruhenden Kontaktstücke sind. Ein Anker 53 bildet die bewegliche Kontaktbrücke;
er ist an gespannten Klaviersaitendrähben schwingfähig aufgehängt. Zur Kontaktschließung
[dien't Bein dreischenkligex Haltemagnet, 55. Dille Hauptknaftflüs.se der Magnete
52g und 55 können durch Erregung Reit Gleichstrom hervorgerufen werden. Bei dem
dargestellten Ausführungsbeispiel rühren die Hauptkraftfiüsse von Diauermagneten
her, deren Pole mit N, S bezeichnet sind. Die Magniete 52 .sind seitlich mit Messingplatten
abgedeckt, von denen in der Zeichnung die vorderen weggelassen sind. An den Polschuhen
sind silberne Kontaktleisten angelötet. Auch der Aalken 53 ist zwecks guter Kontaktgabe
mit zwei
seitlich angelöteten Silberleisten versehen Die Schenkel
der Magnete 52 sind :durchbrochen. In den Durchbrechungen ist die Auslösewicklung
56 angeordnet. Die Wicklungen .der beiden Magnete sind beispielsweise hinteremandergeschaltet.
In Fig. 4 sind die Polschuhe der Magnete in größerem Maßstab dargestellt; dort ist
auch durch -i- und -der Wicklungssinn,der Spulenseiten angegebien. Diie mit b bezeichneten
Stellen Hengsten Querschnittes sind vorzugsweise so bemessen, daß sie bei angezogenem
Anker durch den über den Anker verlaufenden Haltekraftfluß :geraade bis zum Knick
der Manetisierungskennlinie gesättigt sind. Durch einten in der Auslösewicklunig
fließenden Strom wird in jedem Magnetschenkel um die Durchbrechung herum lein örtliches
Magnetfeld hervorgerufen, das an einer Stelle engsten Querschnittes, wo @es gern
H:altekraftfluß entgegengesetzt gerichtet ist, diesen schwächt, jedoch an der gegenüberliegenden
Stelle engsten Querschnittes wegen der Sättigung keimte wesentliche Stärkung des
Haltekraftflusses verursachten kann. Dlne Folge ist also, insgesamt eine Schwächung
des Haltekraftiusses, idie biet sehr hohem Aus:lösiestrom praktisch bis zurr verschwinden
des H:ahekraftscblusses gesteigert werden kann. Eine Richtungsumkehr des Hauptkraftflusses
rund der Aufhiau seines Haltekraftflusses von entgegengesetzter Richtung sind jedoch
unmöglich, weil in der Bahn «des. Hauptkrafttlusses zwei Spulenseiten mit entgegengesetzt
gleich großer Durchflutung hintereinanderliiegen rund daher die Auslösewicklung
keine längs magnetisierende Wirkung auf der Bahn des Hauptkraftfliusses ausüben
kann. Magnetische Nebenschlüsse 57 schützen die Diauermagnete vor einer übermäßigen
Verringerung ihres Magnetflusses bei: abgefallenem Anker 53. Die Nebenschlüsse sind
nicht gesättigt, damit sie auch,den über :den Anker verlaufenden Teil des. Hauptkraftflusses
bei dessen Verdrängung ohne weiteres aufnehmen. Dierartige Haltemagnete werden Sperrmagnete
genannt. Der Einschaltmagnet 5 5 hat iebenfalls einen - Dauermagneteinsatz N, S
und magnetische Nebenschlüsse 59. Diie Auslösewicklung 58 ist in Durchbrechungen
des mittleren Schenkels angeordnet. Damit sie nicht längsmagnetisierend wirkt, ist
lein Teil der Wicklung 58 ,außen um den Magnetschenkel herumgelegt. Aus Fig. 4 sind
-die Verhältnisse der Durchflutungen 2:i bzw. i; ihrer Richtungen -i- rund - und
:die Eisenquerschnittsverhältnisse an den :engsten Stellen a bzw. a/2 zu sersehen,
welche die genannte Bedingung beispielsweise erfüllt rund dadurch den Einschaltmagneten
5 5 zu einem Sperrmagneten machen. Abweichungen, die eine längs magnetisierende
Wirkung der Auslösewicklung zur Folge haben, können bis zu einem gewissen Grad ohne
praktische Beeinträchtigung der Wirkungsweise zulässig sein.
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Dite Regelstufen können mit sehr hoher Geschwindigkeit durchfahren
rund damit der ganze Regelvorgang sehr ischnell ausgeführt werden, weil bei jedem
Stroinnulldurchgangeine Stufe weitergeschaltet werden kann, die Regelstufen :also
in Abständen von i o ms aufeinanderfolgen können.