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Aus zwei Transformatoren bestehender, als regelbarer Zusatz- oder
Leistungstransformator verwendbarer Transformatorsatz Es ist bereits ein aus zwei
Transformatoren bestehender, zur Lieferung einer unter Last regelbaren Zusatzspannung
dienender Transformatorsatz bekannt, bei dem der einen Wicklung des einen Transformators
eine an einer mit Anzapfungen versehenen Wicklung des anderen Transformators abgegriffene
regelbare Spannung derart zugeführt wird, daß das eine Ende der Wicklung des ersten
Transformators mittels einer Stufenregeleinrichtung an der angezapften Wicklung
des zweiten Transformators entlang geschaltet wird, während das andere Ende über
einen Wendeschalter wahlweise mit dem einen oder anderen Ende der angezapften Wicklung
verbunden ist, wobei die Stufenregeleinrichtung nicht nur mit den Anzapfungen, sondern
auch mit den beiden Enden der angezapften Wicklung des zweiten Transformators verbunden
ist und in derjenigen Stellung, in welcher der Wendeschalter umgelegt wird, die
Wicklung des ersten Transformators kurzschließt. Die Zusatzspannung ist also von
einem positiven Maximum über Null bis zu einem negativen Maximum regelbar. Die zweite
Wicklung des ersten Transformators liegt im Zuge derjenigen Leitung, in welche die
regelbare Zusatzspannung hineingeliefert werden soll, während die andere Wicklung
des zweiten Transformators an der Spannung der betreffenden Leitung liegt. Der zweite
Transformator kann auch
als Spartransformator ausgebildet sein;
dann liegt die angezapfte Wicklung dieses Transformators selbst an der betreffenden
Spannung. Die eigentliche Regelung findet hier nicht in der zu regelnden Leitung
selbst, sondern in einem Zwischenkreis statt, so daß man die Stufenregeleinrichtung
nicht den in der zu regelnden Leitung herrschenden Strom- und Spannungsverhältnissen
anzupassen braucht. Nachteilig ist bei dieser bekannten Anordnung jedoch, daß beim
Übergang von der positiven zur negativen Zusatzspannung Schaltschritte auftreten,
die keine Spannungsänderung zur Folge haben. Um diese nicht nur bei einer Handregelung,
sondern insbesondere auch bei einer motorischen Regelung störenden unwirksamen Schaltschritte
zu vermeiden, hat man gemäß einem bekannten Vorschlag die beiden Enden der ,angezapften
Wicklung des Transformatorsatzes nicht an die Stufenregeleinrichtung, sondern lediglich
an die beiden Kontakte des Wendeschalters angeschlossen. Dies hat aber den Nachteil
zur Folge, daß der Regelbereich bei der gleichen Anzahl von Anzapfungen um zwei
Stufen kleiner ist .als bei der eingangs erwähnten Einrichtung, da sowohl bei Zu-
wie auch bei Gegenschaltung jedesmal das eine Ende der angezapften Wicklung für
die Regelung nicht herangezogen wird.
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Die Erfindung geht von der eingangs erwähnten Einrichtung aus und
vermeidet das Auftreten unwirksamer Schaltschritte ohne Verkleinerung des Regelbereiches
erfindungsgemäß dadurch, daß der zweite Transformator mit einer eine Spannung vom
Betrag einer Stufenspannung der angezapften Wicklung liefernden Hilfswicklung versehen
ist, über die das betreffende Ende der ersterwähnten Wicklung des ersten Transformators
je nach der Stellung des Wendeschalters mit dem einen oder anderen Ende der .angezapften
Wicklung des zweiten Transformators verbunden ist. Der Transformatorsätz gemäß der
Erfindung ist nicht nur zur Lieferung einer regelbaren Zusatzspannung, sondern ebenso
vorteilhaft auch als regelbarer Leistungstransformator verwendbar.
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In der Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel für einen Drehstromtransformatorsatz
gemäß der Erfindung schaltungsmäßig dargestellt, wobei der Einfachheit halber nur
die für eine Phase erforderlichen Teile gezeichnet sind. In der Leitung i i, in
welche die regelbare Zusatzspannung hineingeliefert werden soll, liegt die Wicklung
12 eines Transformators 13, dessen anderer Wicklung 14 eine regelbare Spannung zugeführt
wird, die über eine in bekannter Weise aus zwei Wählern 15, 16 und einem Lastschalter
17 bestehende Stufenregeleinrichtung an einer mit Anzapfungen versehenen Wicklung
18 eines zweiten Transformators . abgegriffen wird. Dieser Transformator ist in
Sparschaltung geschaltet; primärseitig liegt die Wicklung 18 dieses Transformators
zwischen der Leitung i i und dem Sternpunkt 19, also an der Phasenspannung
der betreffenden Leitungsphase. Anfang und Ende der Wicklung 18 sind mit i und 7,
die Anzapfungen mit 2 bis 6 bezeichnet. Mit den gleichen Bezugszeichen sind auch
die von den beiden Wählern 15, 16 bestrichenen Kontakte bezeichnet.
Die ungeradzahligen Anschlüsse i, 3, 5 und 7 der Wicklung 18 sind an die Kontakte
des Wählers 15, die geradzahligen Anschlüsse 2, ¢ und 6 an 'die Kontakte des Wählers
16 geführt. Der Lastschalter 17 ist in bekannter Weise ausgebildet und mit überschaltwiderständen
versehen. .Der Antrieb der Stufenregeleinrichtung geht wie üblich in der Weise vor
sich, daß nach Weiterschalten des einen Wählers der Lastschalter auf den von diesem
Wähler gewählten nächsten An-.schluß umgelegt wird, worauf der andere Wähler weitergeschaltet
wird und der Lastschalter auf den jetzt gewählten weiteren Anschluß umgelegt wird.
Der Spartransformator besitzt außer der Wicklung 18 noch eine Hilfswicklung 2o,
die eine Spannung vom Betrag einer Stufenspannung der angezapften Wicklung 18 liefert.
Die beiden Enden der Hilfswicklung 2o sind an die beweglichen Kontakte des doppelpoligen
Wendeschalters 21 angeschlossen. Zwei von den festen Kontakten des Wendeschalters
sind mit den Enden i bzw. 7 der angezapften Wicklung 18 verbunden, während die beiden
anderen festen Kontakte des Wendeschalters 21 gemeinsam an das eine Ende 22 der
Wicklung 14 des Transformators 13 geführt sind, das außerdem rhit dem Kontakt 8
des Wählers 16 verbunden ist. Der Wendeschalter 21 ist mit dem Antrieb der
Stufenregeleinrichtüng derart gekuppelt, daß er beim Weiterschalten des Wählers
15 von dem Kontakt 7 auf den Kontakt i nach links umgelegt wird bzw. beim
Umschalten des Wählers 15 von dem Kontakt i auf den Kontakt 7 von links nach
rechts umgelegt wird. Bei den übrigen Schritten der Stufenregeleinrichtung wird
der Wendeschalter 2 i nicht betätigt.
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Die Wirkungsweise der in Abb. i dargestellten Einrichtung ist folgende.
In der gezeichneten Stellung der Stufenregeleinrichtung und des Wendeschalters liegt
die Wicklung 14 des Transformators 13 an der gesamten von der Wicklung 18
und der Hilfswicklung 2o lieferbaren Spannung. Die in die Leitung i i gelieferte
Zusatzspannung hat also in dieser Stellung ihren Höchstwert. Wenn die Zusatzspannung
um eine Stufe erniedrigt werden soll, müß der Lastschalter 17 auf den Wähler 16
umgelegt werden, so daß das Ende 23 der Wicklung 14 über den Lastschalter 17 und
den Wähler 16 an der Anzapfung 2 der Wicklung 18 liegt. Zur weiteren Verringerung
der Spannung wird der Wähler 15 auf den Kontakt 3 geschaltet und der Lastschalter
17 auf den Wähler 15 umgelegt, so daß das Ende 23 der Wicklung 14 über den Lastschalter
17 und den Wähler 15 mit der Anzapfung 3 der Wicklung 18 verbunden wird.
Darauf wird der Wähler 16 auf den Kontakt 4 gelegt und der Lastschalter entsprechend
umgeschaltet. Schaltet man dann die Stufenregeleinrichtung in derselben Richtung
weiter, so gelangt schließlich der Wähler 16 ,auf den Kontakt 6 und der Wähler 15
auf den Kontakt 7. Der Last-,schalter ist dann auf den Wähler 15 umgelegt, d. h.
das Ende 23 der Wicklung 14 ist dann über den
Lastschalter 17 und
den Wähler 15 mit dem Ende 7 der Wicklung 18 verbunden. Die Wicklung 1 4 liegt jetzt
also nur noch an der von der Hilfswicklung 2o gelieferten Spannung. Soll jetzt die
Zusatzspannung weiter erniedrigt werden, so wird der Wähler 16 auf den Kontakt 8
gelegt und der Lastschalter 17 entsprechend umgeschaltet, so daß das Ende 23 der
Wicklung 14 über den Lastschalter und den Wähler 16 auf dem Kontakt 8 mit dem Ende
22 verbunden, die Wicklung 14. also kurzgeschlossen wird. Die Zusatzspannung ist
damit um eine weitere Stufe auf den Wert Null erniedrigt worden. Wenn jetzt der
Wähler 15 von dem Kontakt 7 auf den Kontakt i umgeschaltet und gleichzeitig, wie
oben erwähnt, der Wendeschalter 21 nach links umgelegt wird und anschließend der
Lastschalter 17 wieder ,auf den Wähler 15 umgeschaltet wird, so wird die in die
Leitung i i gelieferte Zusatzspannung negativ. Die Wicklung 1.4 des Transformators
13 liegt jetzt wieder an der von der Hilfswicklung 2o gelieferten Spannung, ist
aber im umgekehrten Sinn wie vorher angeschlossen. Zur weiteren Erhöhung der negativen
Zusatzspannung müssen der Wähler 16 auf den Kontakt 2 und der Lastschalter 17 auf
den Wähler 16 umgeschaltet werden, so daß das Wicklungsende 23 mit der Anzapfung
2 verbunden wird. Die negative Zusatzspannung ist damit um eine weitere Stufe vergrößert
worden. Zur weiteren Vergrößerung der negativen Zusatzspannung wird die Stufenregelt'
in der beschriebenen Weise weitergeschaltet, bis schließlich der Wähler 16 auf dem
Kontakt 6 und der Wähler 15 ,auf dem Kontakt 7 stehen und der Lastschalter 17 das
Ende 23 der Wicklung 14 über den Wähler 15 mit dem Ende 7 der Wicklung 18 verbindet.
Damit hat die negative Zusatzspannung ihren Höchstwert erreicht. Zur Erniedrigung
der negativen Zusatzspannung bis auf Null und weiter zur Erhöhung der positiven
Zusatzspannung muß die Stufenregeleinrichtung im umgekehrten Sinn wie vorher betätigt
werden. Die vorstehende Erläuterung zeigt, daß bei jedem Schaltschritt der Stufenregeleinrichtung
die Spannung um eine Stufe erhöht bzw. um eine Stufe erniedrigt wird, so daß ,also
auch beim Übergang von einer positiven Zusatzspannung über Null zu einer negativen
Zusatzspannung und umgekehrt keine unwirksamen Schaltschritte auftreten. Außerdem
sind die Wicklungen 18 und 2o voll ausgenutzt worden.
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Wie das in Abb. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, kann man
durch Anordnung einer weiteren nicht angezapften Wicklung 2:4 an dem die Wicklungen
18 und 2o tragenden Transformator den Regelbereich beträchtlich vergrößern. Die
Wicklung 2.4 besitzt eine der um zwei Stufen vermehrten Gesamtstufenzahl der angezapften
Wicklung 18 entsprechende Anzahl von Windungen; die von ihr gelieferte Spannung
entspricht also in dem dargestellten Beispiel der Spannung von acht Stufen, da die
Wicklung 18 in dem Beispiel sechs Stufen hat. Der Wendeschalter ist hier ein einpoliger
Umschalter, der mit 25 bezeichnet ist. Außerdem sind noch drei weitere Umschalter
26, 27 und 28 vorgesehen, deren Zweck aus der folgenden Beschreibung der Wirkungsweise
der in Abb. 2 dargestellten Einrichtung ersichtlich ist.
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Bei der gezeichneten Stellung der Stufenregeleinrichtung des Wendeschalters
2 5 und der Umschalter 26 bis 28, liegt die Wicklung 14. an der von den miteinander
in Reihe geschalteten Wicklungen 2q., 2o und i 8 gelieferten Spannung. Die in die
Zuleitung i i gelieferte positive Zusatzspannung hat somit ihren Höchstwert. Soll
sie verringert werden, so wird die Stufenregeleinrichtung in der an Hand der Abb.
i beschriebenen Art und Weise betätigt, bis der Wähler 16 auf den Kontakt 6, der
'\Vähler 15 auf den Kontakt 7 gelangt und der Lastschalter 17 auf den Wähler 15
umgelegt ist. Dann ist das Ende 23 der Wicklung 14 über den Lastschalter 17 und
den Wähler 15 mit dem Ende 7 der Wicklung 18 verbunden. Die positive Zusatzspannung
ist also um die sechs Stufen der Wicklung 18 erniedrigt worden; die Wicklung 14.
liegt also parallel zu den in Reihe geschalteten Wicklungen 24 und 2o. Wenn jetzt
der Wähler 16 auf den Kontakt 8 weitergeschaltet und der Lastschalter 17 entsprechend
umgelegt wird, sinkt die positive Zusatzspannung um eine weitere Stufe, da das Wicklungsende
23 jetzt über den Lastschalter 17, den Wähler 16 und den Umschalter 28 mit dem oberen
Ende der Wicklung 24 verbunden ist. Soll die positive Zusatzspannung weiter erniedrigt
werden, so wird der Wähler 15 vom Kontakt 7 auf Kontakt i weitergeschaltet, gleichzeitig
damit wird der Umschalter 27 auf seinen mittleren Kontakt umgelegt. Dies hat zur
Folge, daß die über den Umschalter 26 in Reihe geschalteten Wicklungen 2o und 18,
die vorher an das obere Ende der Wicklung 24 angeschlossen Zearen, nunmehr an das
untere Ende (Sternpunkt i9) dieser Wicklung gelegt werden. Sobald jetzt der Lastschalter
17 auf den Wähler 15 umgelegt wird, wird das Wicklungsende 23 an das Ende i der
Wicklung 18 angeschlossen und damit die positive Zusatzspannung um eine weitere
Stufe erniedrigt, da die Wicklung 1 4. jetzt nur mehr an den insgesamt sieben Stufen
der in Reihe geschalteten Wicklungen 2o und 18 liegt, während sie in der vorhergehenden
Stellung an den acht Stufen der Wicklung 2:4 lag. Jetzt wird der Umschalter 28 von
seinem linken auf seinen mittleren Kontakt umgelegt, sobald zur weiteren Erniedrigung
der positiven Zusatzspannung die Stufenregeleinrichtung wieder in der beschriebenen
Weise weitergeschaltet wird. Wenn dabei der Wähler 15 auf den Kontakt 7, der Wähler
16 auf den Kontakt 8 und der Lastschalter 17 entsprechend auf den Wähler 16 geschaltet
worden sind, ist die Zusatzspannung zu Null geworden, da die beiden Enden 22 und
23 der Wicklung 14 über den Lastschalter 17, den Wähler 16 auf Kontakt 8 und den
Umschalter 28 in seiner mittleren Stellung direkt miteinander verbunden sind. Zum
Übergang auf eine negative Zusatzspannung muß der Wähler 15 von Kontakt 7 auf Kontakt
i umgelegt werden, wobei gleichzeitig der Umschalter 26 von seinem oberen auf seinen
mittleren
Kontakt und der Umschalter 27 von seinem mittleren auf seinen unteren Kontakt umgelegt
werden und außerdem der Wendeschalter 25 nach oben umgelegt wird. Anschließend wird
wie üblich der Lastschalter 17 auf den Wähler 15
umgeschaltet und dadurch
das Wicklungsende 23 mit dem Anfang i der Wicklung 18 verbunden. Die Wicklung
14 liegt jetzt an der von der Hilfswicklung 2o gelieferten Spannung, aber im umgekehrten
Sinn wie vorher. Nunmehr wird der Umschalter 28 von seinem mittleren Kontakt auf
seinen rechten Kontakt umgelegt, sobald zur Erhöhung der negativen Zusatzspannung
die Stufenregeleinrichtung in der vorher beschriebenen Weise weitergeschaltet wird.
Sobald dabei der Wähler 16 auf den Kontakt 6, der Wähler 15 ,auf den Kontakt 7 und
der Lastschalter 17 auf den Wähler 15 umgelegt worden sind, ist das Wicklungsende
23 über den Lastschalter 17 und den Wähler 15 mit dem Ende 7 der Wicklung 18 verbunden;
die negative Zustazspannung entspricht daher den sieben Stufen der jetzt über den
Umschalter 27 in Reihe geschalteten Wicklungen 2o und 18. Zur weiteren Erhöhung
der negativen Zusatzspannung werden der Wähler 16 von Kontakt 6 auf Kontakt 8 und
der Umschalter 17 entsprechend umgeschaltet, so daß das Wicklungsende 23 über den
Lastschalter 17, den Wähler 16 und den Umschalter 28 auf seinem rechten Kontakt
mit dem unteren Ende (Sternpunkt 19) der Wicklung 24 verbunden ist. Die Wicklung
14 liegt jetzt parallel zur Wicklung 24, so daß die negative Zusatzspannung wieder
um eine Stufe erhöht ist, da die Wicklung 24 eine acht Stufen entsprechende Spannung
liefert. Wenn jetzt der Wähler 15 zwecks weiterer Erhöhung der negativen Zusatzspannung
von Kontakt 7 auf Kontakt i umgelegt wird, erfolgt gleichzeitig ein Umlegen des
Umschalters 26 von seinem mittleren auf seinen unteren Kontakt. Dies hat zur Folge,
daß die über den Umschalter 27 in Reihe liegenden Wicklungen 20 und 18 von dem oberen
Ende an das untere Ende (Sternpunkt 19)
der Wicklung 24 umgeschaltet werden.
Sobald anschließend der Lastschalter 17 auf den Wähler 15 umgelegt worden ist, liegt
das Wicklungsende 23 an dem Ende i der Wicklung 18, d. h. die negative Zusatzspannung
ist um eine weitere Stufe, nämlich um die der Hilfswicklung 2o entsprechenden Spannung
erhöht worden. Zur weiteren Erhöhung der negativen Zusatzspannung wird die Stufenregeleinrichtung
in der beschriebenen Weise weitergeschaltet, bis schließlich der Wähler 16 auf den
Kontakt 6 und der Wähler 15 auf den Kontakt 7 und der Lastschalter 17 entsprechend
auf den Wähler i 5 umgelegt worden sind; damit hat die negative Zusatzspannung ihren
Höchstwert erreicht. Zur Erniedrigung der negativen Zusatzspannung wird die Stufenregeleinrichtung
im umgekehrten Sinn betätigt, bei der Regelung der Zusatzspannung von einem positiven
Maximum über Null bis zu einem negativen Maximum wird also die angezapfte Wicklung
18 insgesamt viermal durchlaufen: Bei jedem Regelschaltschritt wird dabei die Zusatzspannung
um eine Stufe erhöht bzw. erniedrigt, so daß auch hier keine unwirksamen Schaltschritte
auftreten.
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Bei den beiden dargestellten Ausführungsbeispielen kann der angezapften
Wicklung 18 und der Hilfswicklung 2o eine besondere Erregerwicklung zugeordnet sein,
wenn man keine Sparschaltung für diesen Transformator verwenden will. In diesem
Fall würde die Sternpunktverbindung i g in Fortfall kommen, desgleichen die Verbindung
des oberen Endes i der angezapften Wicklung 18 in Abb. i bzw. des oberen Endes der
Wicklung 24 in Abb. 2 mit der Leitung i i; denn jetzt würde die Erregerwicklung
zwischen die Leitung i i und den Sternpunkt geschaltet werden.
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Wie schon oben kurz erwähnt wurde, ist ein Transformatorsatz gemäß
der Erfindung nicht nur zur Lieferung einer regelbaren Zusatzspannung, sondern auch
als regelbarer Leistungstransformatorsatz verwendbar. In diesem Fall sind die Wicklungen
18 und 2o bzw. auch 24 Bestandteile der Primär- bzw. Sekundärwicklung des Leistungstransformators,
während die Wicklung i z des Zusatztransformators 13 vor die Primär- bzw. Sekundärklemmen
zu liegen kommt.
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Die in Abb. i dargestellte Schaltung der Hilfswicklung mit dem doppelpoligen
Wendeschalter ist zur Vermeidung unwirksamer Schaltschritte - auch bei solchen Transformatoren
verwendbar, bei denen die angezapfte Wicklung zur nicht angezapften Wicklung zu-
und gegengeschaltet wird.