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Regeleinrichtung für Stufentransformatoren Es sind bereits Stufentransformatoren
mit einer regelbaren Wicklung und einer nicht regelbaren Wicklung gleicher Windungszahl
bekannt, bei denen ohne Vergrößerung des Laststufenschalters und ohne Vermehrung
der Regelstufenzahl eine Spannungsreglung von einem positiven Wert, der der doppelten
Spannung der regelbaren Wicklung entspricht, über Null zu einem gleichen negativen
Wert dadurch erreicht wird, daß nicht nur die regelbare, sondern auch die nicht
regelbare Wicklung mittels ,Schalter ohne Leistungs- bzw. Stromunterbrechung umpolbar
ist. Die Umpolung der nicht regelbaren Wicklung erfolgt, wenn die Transformatorspannung
Null ist; die Spannung Null wird durch Gegenschaltung der beiden Wicklungen des
.Stufentransformators erreicht. Die Regelung von dem positiven Spannungsmaximum
über Null zum negativen Spannungsmaximum erfolgt in der Weise, daß nach dem Durchlaufen
der Stufen der mit der nicht regelbaren Wicklung gleichsinnig in Reihe geschalteten
regelbaren Wicklung diese der nicht regelbaren Wicklung entgegengeschaltet wird,
daß nach nochmaligem Durchlaufen der Stufen der regelbaren Wicklung dann, wenn die
Transformatorspannung zu Null geworden ist, die nicht regelbare Wicklung umgepolt
und gleichzeitig die regelbare Wicklung im entgegengesetzten Sinn zur nicht regelbaren
Wicklung in Reihe geschaltet wird; durch stufenweises -Abschalten der regelbaren
Wicklung wird eine der früheren Spannung des Transformators entgegengesetzt gerichtete
Spannung aufgebaut; nach dem Durchlaufen sämtlicher Stufen der regelbaren Wicklung
wird dann diese der nicht regelbaren Wicklung entgegengeschaltet, worauf die Stufen
der regelbaren Wicklung wiederum (zum vierten Male) durchlaufen werden, bis
schließlich
das negative Spannungsmaximum erreicht ist.
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Dieser bekannte Stufentransformator hat den achteil, daß bei dem Zu-
bzw. -Gegenschalten der regelbaren Wicklung zur nicht regelbaren Wicklung und beim
Umpolen der nicht regelbaren Wicklung die Regeleinrichtung unwirksame :Schaltschritte
macht, d. h. Schaltschritte, ,die keine,Spaniiungsänderung zur Folge haben und die
nicht nur bei einer Handregelung, sondern insbesondere auch bei einer motorischen
Regelung stören. Es ist zwar bei Stufentransformatoren, bei denen die regelbare
Wicklung der nicht regelbaren Wicklung zu- und gegengeschaltet wird, bei denen aber
eine Umpolung der nicht regelbaren Wicklung nicht stattfindet, bekannt, solche unwirksamen
Schaltschritte dadurch zu vermeiden, daß die beiden Enden der regelbaren Wicklung
nicht an die Stufenregeleinrichtung, sondern lediglich an die beiden Kontakte des
zum Zu- und Gegenschalten der regelbaren Wicklung dienenden Wendeschalters angeschlossen
«-erden. Dieses Mittel ist aber bei den eingangs erwähnten Stufentransformatoren,
bei denen zur Verdoppelung des Regelbereiches nicht nur die regelbare, sondern auch
die nicht regelbare Wicklung umgepolt wird, nicht anwendbar, weil bei diesen Stufentransforrnatoren
sämtliche Stufen, d. h. also auch der Anfang und das Ende der regelbaren Wicklung,
durchlaufen, also an die Stufenregeleinrichtung angeschlossen werden müssen, bevor
die Zu- bzw. Gegenschaltung der regelbaren Wicklung bzw. die Umpolung der nicht
regelbaren Wicklung vorgenommen wird.
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Die Erfindung betrifft Eine Regeleinrichtung für Stufentransformatoren
der eingangs erwähnten Art, bei der unwirksame Schaltschritte weder beim Zu- und
Gegensch.alten der regelbaren Wicklung noch beim Umpolen der regelbaren Wicklung
auftreten. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß außer -dem Wendeschalter
zum Zu- und Gegenschalten der regelbaren Wicklung und dem bzw. den zum Umpolen der
nicht regelbaren Wicklung dienenden Umschaltern ein weiterer Umschalter vorgesehen
ist, der einen Kontakt der Stufenwähleranordnung, auf den diese nach jedem vollständigen
Durchlaufen -der Stufen der regelbaren Wicklung gelangt, entweder an das eine oder
an das andere Ende der regelbaren Wicklung oder an die von dem Wendeschalter zu
der nicht regelbaren Wicklung führende Leitung anschließt. Dieser Kontakt der Stufenwähleranordnung
wird in derjenigen Stellung der Regeleinrichtung, in der die Spannung Null ist,
während des Umlegens der zum Umpolen der nicht regelbaren Wicklung dienenden Umschalter
durch den einen von diesen Umschaltern oder durch einen besonderen Schalter vorübergehend
mit der einen abgehenden Leitung direkt verbunden, so daß auch das Umpolen der nicht
regelbaren Wicklung ohne Leistungs- bzw. Stromunterbrechung erfolgt.
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In der Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel für eine Regeleinrichtung
gemäß der Erfindung schaltungsgemäß dargestellt. Mit i i ist die nicht regelbare
und mit i2 die regelbareWicklung des Stufentransformators bezeichnet. Die regelbare
Wicklung 12 ist mit einer Anzahl Anzapfungen 2 bis 6 versehen, die an die Kontakte
b bis f einer in bekannter Weise zwei Wähler 13 und 14 aufweisenden,Stufenwähleranordnung
angeschlossen sind, und zwar sind die ungeradzahligen Anizapfungen 3 und 5 an die
Kontakte c und b des. Wählers 13, die geradzahligen Kontakte a, 4 und 6 an die Kontakte
f, e bzw. d des Wählers 14 geführt. Mit 15 ist der zu der Stufenwähleranordnung
gehörige Lastschalter bezeichnet, der in bekannter Weise ausgebildet und mit Überschaltwiderständen
versehen ist. Die beiden -Enden i und 7 der regelbaren Wicklung 12 sind einmal an
die Kontakte des Wendeschalters 16 geführt, der zum Zu- und Gegenschalten der regelbaren
Wicklung zu der nicht regelbaren Wicklung dient, zum anderen sind sie an den unteren
bzw. oberen Kontakt eines noch mit einem mittleren Kontakt versehenen Umschalters
17 geführt, .der an den Kontakt a des Wählers 13 der Stufenwähleranordnung angeschlossen
ist. Zum Umpolen der nicht regelbaren Wicklung i i dienen die beiden Umschalter
18 und i9, von denen der zweite, icg, einen Zwischenkontakt aufweist, der an den
Kontakt a der Stufenwähleranordnung angeschlossen ist. Der Umschalter i9 ist so
ausgebildet, daß sein bewegliches Schaltstück beim Umschalten den unteren Kontakt
erst verläßt, nachdem es in Berührung mit dem Zwischenkontakt gekommen ist, daß
es dann eine kurze Zeit nur mit dem Zwischenkontakt in Verbindung steht und diesen
erst v erläßt, nachdem es auf den oberen Kontakt aufgelaufen ist; die Umschaltung
vom oberen Kontakt auf den unteren Kontakt erfolgt in entsprechender Weise. Mit
2o ist die vom Umschalter i9 abgehende Leitung, mit 21 die vom Zwischenkontakt des
Umschalters i9 zum Kontakt a der Stufenwähleranordnung führende Verbindungsleitung
und mit 22 die zweite, vom Lastschalter 15 abgehende Leitung bezeichnet. Der Antrieb
der Wähler 13, 14 und des Lastschalters 15 geht wie üblich in der Weise vor sich,
daß nach Weiterschalten des einen Wählers der Lastschalter auf den von diesem Wähler
gewählten nächsten Anschluß der regelbaren Wicklung umgelegt wird, worauf der andere
Wähler weitergeschaltet und der Lastschalter auf den jetzt gewählten weiterentAn.schluß
umgeschaltet wird. Der Wendeschalter 16 und die Umschalter 17, 18 und- i9 werden
zu den aus der folgenden Beschreibung ersichtlichen Zeiten von dem Antrieb der .Stufenwähleranordnung
aus gesteuert.
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Die Wirkungsweise der in Abb. i dargestellten Einrichtung ist folgende:
In der gezeichneten Stellung der Regeleinrichtung ist die abgehende Leitung 22 über
den Lastschalter 15, den auf dem Kontakt a stehenden Wähler 13 und den Umschalter
17 an das obere Ende 7 der regelbaren Wicklung 12 angeschlossen, die über den Wendeschalter
16 und den Umschalter 18 der nicht regelbaren Wicklung ii zugeschaltet ist, mit
ihr also gleichsinnig in Reihe liegt. In dieser Stellung hat die abgenommene Spannung
ihren Höchstwert.
Wenn die Spannung um eine,Stufe erniedrigt werden
soll, muß der Lastschalter 15 nach rechts umgelegt werden. Zur weiteren Verringerung
der Spannung wird der Wähler 13 .auf den Kontakt b gelegt und der Lastschalter 15
nach links umgeschaltet. Darauf wird der Wähler 14 von dem Kontakt d auf
den Kontakt e umgelegt und der Lastschalter 15 wieder nach rechts geschaltet.
Der Umschalter 17 wird von seinem oberen Kontakt auf den mittleren Kontakt umgeschaltet,
nachdem beim Herabregeln :der Spannung der Wähler 13 den Kontakt ca verlassen hat
und bevor er. zum zweiten Male auf diesen Kontakt gelangt, also z. B. dann, wenn
der Wähler 14 von dem Kontakt e auf den Kontakt f geschaltet wird. Wenn beim weiteren
Herabregeln der Spannung in der angedeuteten Art und Weise der Wähler 14 von dem
Kontakt f auf den Kontakt d gelangt, wird der Wendeschalter 16 von links nach rechts
umgelegt. Da vorher der Wähler 13 auf den Kontakt a gelangt ist und der Lastschalter
15 in der in Abb. i gezeichneten Stellung steht, ist im Augenblick der Umschaltung
des Wendeschalters 16 die abgehende Leitung 22 über den Lastschalter 15, den Wähler
13 auf dem Kontakt a, den Umschalter 17 in seiner Mittelstellung und den Umschalter
18 in der in Abb. i gezeichneten Stellung mit dem oberen Ende der nicht regelbaren
Wicklung i i verbunden. An den Leitungen 2o und 22 liegt also nur die Spannung der
nicht regelbaren Wicklung i i. Durch das Umlegen des Wendeschalters 16 wird das
obere Ende 7 der regelbaren Wicklung 12 mit dem oberen Ende der nicht regelbaren
Wicklung ii verbunden, so daß beim weiteren Drehen der Wähler im Gegenuhrzeigersinn
die einzelnen Stufen der regelbaren Wicklung 12 der nicht regelbaren Wicklung i
i entgegengeschaltet werden. Sobald dabei der Wähler 13 den Kontakt a verlassen
hat und bevor er wiederum auf ihn gelangt, wird z. B. dann, wenn der Wähler 14 von
dem Kontakte auf den Kontakt f
umgelegt wird, der Umschalter 17 von
seinem mittleren Kontakt auf den unteren Kontakt umgeschaltet, so daß sich die in
Abb.2 gezeichnete Schaltung ergibt. Wenn dann beim weiteren Herabregeln der,Spannung
der Wähler 14. auf den Kontakt f und der Wähler 13 auf den Kontakt a gelangt
und der Lastschalter 15 in die in Abb. i gezeichnete Stellung umgelegt wird, ist
die Spannung zwischen den abgehenden Leitungen 20 und 22 zu Null geworden, da die
ganze regelbare Wicklung 12 der nicht regelbaren Wicklung I i entgegengeschaltet
ist. Um die Spannung nun von Null bis zu dem negativen Maximum weiter herabzuregeln,
wird heim Umlegen des Wählers 1:I von dem Kontakt f auf den Kontakt
d der Umschalter 1g über den mittleren Kontakt hinweg auf den oberen Kontakt
umgeschaltet; in -dem Augenblick, in dem der Umschalter 1g nur den mittleren Kontakt
berührt, werden der Wendeschalter 16 von rechts nach links, der Umschalter 18 von
links nach rechts und der Umschalter 17 von seinem unteren über den mittleren auf
den oberen Kontakt umgeschaltet. Während dieses Umschaltvorganges ist die abgehende
Leitung 2ö über die VerbindungsleitUng 21, :den Kontakt ca des Wählers 13 und den
Lastschalter 15 direkt mit der abgehenden Leitung 22 verbunden. Nach Beendigung
dieses Umschaltvorganges ergibt sich die in Abb.3 gezeichnete Schaltung. Die nicht
regelbare Wicklung i i und die regelbare Wicklung 12 sind jetzt wieder in Reihe
geschaltet, aber im entgegengesetzten Sinn wie vorher bei der in Abb. i gezeichneten
Schaltung. Beim weiteren Drehen der Wähler 13 und 14 im Gegenuhrzeigersinn strebt
also die Spannung von dem Wert Null dem negativen Maximum zu. Wenn der Wähler 1,4
von dem Kontakt e auf den Kontakt f geschaltet wird, wird der Umschalter 17 von
dem oberen Kontakt auf den mittleren Kontakt umgelegt. Der Wendeschalter 16 wird
nach rechts umgeschaltet, sobald der Wähler 14 von dem Kontakt f auf den Kontakt
d gedreht wird. Dadurch wird die regelbare Wicklung 12 der nicht regelbaren Wicklung
i i entgegengeschaltet. Dann wird, sobald der Wähler 14 vom Kontakt e auf den Kontakt
f geschaltet wird, der Umschalter 17 von dem mittleren Kontakt auf Iden unteren
Kontakt umgelegt, so daß sich die in Abb. q. gezeichnete Schaltung ergibt. Sobald
der Wähler 13 beim @#,leiterschalten der Regeleinrichtung im Gegenuhrzeigersinn
auf den Kontakt a gelangt und der Lastschalter 15 nach links umgelegt ist, ist das
negative Maximum der Spannung erreicht.
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Dreht man jetzt die Wähler 13 und 14. umgekehrt wie vorher, also im
Uhrzeigersinn, so wird die negative Spannung vermindert; dann wird die Spannung
zu Null und schließlich bis zum positiven Maximum gesteigert. Der Wendeschalter
und die verschiedenen Umschalter werden dabei zu entsprechenden Zeiten betätigt,
wie aaus der vorhergehenden Beschreibung ohne nähere Erläuterung verständlich ist.
Da bei jedem Schaltschritt der Regeleinrichtung die Spannung um eine ,Stufe gesteigert
oder vermindert wird, treten weder beim Herauf- noch beim Herunterregeln unwirksame
Schaltschritte auf.
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Die Erregerwicklung ist der Einfachheit halber in allen Abbildungen
fortgelassen.
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Der Umschalter ig kann auch als einfacher Umschalter, also ohne Zwischenkontakt
ausgebildet werden, wenn man die Verbindungsleitung 21 mit der abgehenden Leitung
2o über einen einfachen Schalter verbindet, der nur für die Dauer der Umschaltung
des Schalters ig geschlossen wird, sonst aber dauernd geöffnet bleibt. In der Abb.
5 sind die sich dabei ergebenden Änderungen der Schaltung herausgezeichnet. Der
in der Verbindungsleitung 21 liegende iSchalter ist mit 23 bezeichnet. Der an die
Stelle des Umschalters i9 tretende einfache Umschalter kann dabei mit dem Umschalter
18 zu einem doppelpoligen Umschalter 18', i9' vereinigt werden.
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Die Regeleinrichtung gemäß :der Erfindung ist auch bei .solchen Stufentransformatoren
anwendbar, die außer dem regelbaren Wicklungsteil 12 und dem nicht regelbaren Wicklungsteil
i i gleicher Windungszahl noch weitere nicht regelbare Wicklungsteile
aufweisen;
diese liegen dann im Zuge der Leitung 2o oder/und der Leitung 22.
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Statt der in dem dargestellten A.usführungsbeiepiel benutzten Stufenwähler-
und: Lastschalt,eranordnung kann man auch irgendeine andere der bekannten hierfür
geeigneten Einrichtungen, z. B. einen gleichzeitig als Lastschalter ausgebildeten
Stufenwähler, verwenden.