NO812298L - Transformator-reguleringsvikling. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en reguleringsvikling som

er utført i overensstemmelse med innledningen til patentkrav 1. Sådanne reguleringsviklinger er kjent fra de svenske patentskrifter 389 942 og 413 823.

Ved transiente svingningsforløp oppstår ofte

høye spenninger over reguleringsviklingen, og særlig over viklingens endepartier. Det er kjent at disse spenninger er avhengige av den kapasitive kopling mellom viklingens forskjellige vindinger på en'slik måte at en forholdsvis sterk kapasitiv kopling gir lavere overspenninger enn en forholdsvis svak kapasitiv kopling. Ved utforming av en reguleringsvikling prøver man derfor å oppnå en så høy verdi som mulig for reguleringsviklingens såkalte serieka-pasitans, eller man prøver med andre ord å <jjøre reguleringsviklingens evne til å lagre kapasitiv energi så stor som mulig. Således er det kjent med dette formål å anordne en elektrostatisk skjerm radialt utenfor reguleringsviklingen. En sådan skjerm har samme potensial som dens til-koplingspunkt. Dette medfører at isolasjonen mellom skjermen og reguleringsviklingen må være tilpasset for den totale spenning over reguleringsviklingen, hvilket setter en grense for den økning av seriekapasitansen som kan opp-nås ved hjelp av en elektrostatisk skjerm, og da skjermen må anordnes med forholdsvis stor isolasjonsavstand i forhold til viklingen, innebærer skjermen en betydelig økning av viklingens plassbehov.

Formålet med oppfinnelsen er å tilveiebringe en reguleringsvikling ved hvilken den konvensjonelle, elektro-statiske skjerm er erstattet med mindre plasskrevende og samtidig mer effektive,.kapasitansøkende midler.

Ovennevnte formål ér oppnådd ved at hver av et antall isolerte, ikke strømførende sløyfer (i det etter-følgende betegnet.som "potensialsløyfer") som er utformet med i hovedsaken samme skruelinjeform som viklingens strømledersløyfer, langs hele eller en del av sin lengde er anordnet med en vesentlig del av sin overflate vendende mot, og fortrinnsvis i mekanisk kontakt med, en strømleder-sløyf e eller et par strømledersløyfer, idet et endepunkt

av hver potensialsløyfe er tilkoplet til et endepunkt av

én eller annen, i potensialhenseende passende strømleder-sløyfe. Hva som forøvrig kjennetegner oppfinnelsen, frem-går av de etterfølgende patentkrav.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til de skjematiske tegninger, der fig. 1, 2, 3 og 4 viser fire forskjellige utførelsesformer av en reguleringsvikling ifølge oppfinnelsen. I samtilige utfø-relsesf ormer har reguleringsviklingen et i hovedsaken hulsylindrisk viklingslegeme. Figurene 1-4 viser aksialsnitt gjennom sylinderveggen av sitt respektive viklingslegeme.

I klargjørende øyemed er strømledersløyfenes snittflater ikke forsynt med skravering.

Den på fig. 1 viste reguleringsvikling er tilveie-brakt ved at åtte elektrisk isolerte kobberskinner 20 med rektangulært tverrsnitt og åtte elektrisk isolerte kobberskinner 21 med rektangulært tverrsnitt er samlet i et knippe, idet skinnene 21. fortrinnsvis har samme høyde, men mindre bredde enn skinnene 20, hvoretter knippet er viklet to vindinger slik at det er dannet et i hovedsaken hulsylindrisk viklingslegeme med vertikal akse. De på fig. -1 viste snittflater ligger i ett og samme aksialplan, idet snittflaten A ligger i begynnelsen av den første vinding, snittflaten B ligger i overgangen mellom den første og den andre vinding og snittflaten C ligger ved slutten av den andre vinding. Lederne 20 danner åtte skruelinjeformede strømsløyfer, og lederne 21 danner åtte skruelinjeformede potensialsløyfer. Strømledersløyfene, som er betegnet med romertallene I - VIII, er seriekoplet med hverandre ved hjelp av et antall elektriske forbindelseselementer 12' - 18' som er forsynt med tilsvarende tilkoplingskontakter 12 - 18 som tilsvarer forskjellige reguleringstrinn. Den øvre ende av strømledersløyfen I er tilkoplet til en til-koplingskontakt 11 og til det ene endepunkt av en hoved-vikling 10 som sammen med reguleringsviklingen er anordnet på et ikke vist transformatorben. Romertallene I - VIII angir i hvilken rekkefølge de tilsvarende strømledersløyfer er seriekoplet. Den nedre ende av strømledersløyfen VIII er tilkoplet til en kontakt 19 som tilsvarer det høyeste reguleringstrinn ved medkoplet reguleringsvikling. For hver av potensialsløyfene er den øvre ende tildelt samme potensial som den øvre ende av én eller annen av strøm-sløyfene II, IV, V, VII, ved hjelp av hver sin av et antall potensialforbindelser 22 - 29. På tegningen er hver potensialsløyfe forsynt med et tall som tilsvarer romertallet for den strømledersløyfe ved hvis øvre ende poten-sialsløyfen er tilkoplet med sin øvre ende. Ingen potensial-sløyfe er direkte tilkoplet til en ved siden av beliggende strømledersløyfe, hvilket innebærer at potensialforskjellen mellom et vilkårlig punkt i en strømsløyfe og det nærmeste . punkt av en tilgrensende potensialsløyfe alltid er større enn null. I strømsløyfen I er potensialforskjellen, ved normal drift, lik spenningen over de seriekoplede strøm-ledersløyf er I, II, III og IV, og i strømledersløyfen VIII er ovennevnte potensialforskjell lik spenningen over de seriekoplede strømledersløyfer IV, V, VI og VII, altså i begge tilfeller lik 50 % av spenningen over reguleringsviklingen. I strømledersløyfene II og VII er den aktuelle potensialforskjell lik 37,5 % av spenningen over regule- • ringsviklingen, mens den tilsvarende verdi for strømleder-sløyf ene III, IV, V og VI er 25 1.

På fig. 2, 3 og 4 angår henvisningstall som også

forekommer på fig. 1, de samme detaljer.

Den på fig. 2 viste reguleringsvikling har i lik-het med den på fig. 1 viste vikling et i hovedsaken hulsylindrisk viklingslegeme som er dannet ved at et lederknippe er viklet to vindinger langs en skruelinje, og også det på fig. 2 viste viklingslegeme er for oversiktlighetens skyld tegnet med avstand mellom vindingene. Viklingslegemet har en vertikal lengdeakse og inneholder åtte i hovedsaken skruelinjeformede strømledersløyfer. Disse er anordnet med to sløyfer i bredden og forsynt med bare fire potensialsløyfer, idet sideflatene av hver potensialsløyfe vender mot og ligger.an mot hver sin strømledersløyfe.

Slik som i den på fig. 1 viste utførelsesform er potensialsløyfer anordnet i direkte elektrisk forbindelse med hverandre eller med strømledersløyfer bare ved viklingslegemets øvre ende. Tilsvarende potensialforbindelser er betegnet med 31, 32, 33 og 34.

Potensialforskjellen mellom ett eller annet punkt

i en vilkårlig av strømledersløyfene I og VIII og det nærmeste punkt i en tilgrensende potensialsløyfe er lik spenningen over fire seriekoplede strømsløyfer, altså 50 % av spenningen<:>over reguleringsviklingen. Tilsvarende potensialforskjeller for strømsløyfene II og VII er 37,5 %, for strømsløyfene III og VI 25 %, og for strømsløyfene IV og V 12,5 %, hvilket er lik spenningen over en strømsløyfe.

På fig. 3 ligger de partielle snittflater A, B,

C og D i et aksialplan gjennom veggen av et i hovedsaken' hulsylindrisk viklingslegeme som har en vertikal akse og som utgjøres av tre vindinger av et lederknippe som består av seks isolerte kobberskinner. 35 med rektangulært, forholdsvis stort tverrsnitt, og tolv isolerte kobberskinner 36 med rektangulært, forholdsvis lite tverrsnitt. Snittflaten A ligger i begynnelsen av den første vinding og snittflaten D ved slutten av den tredje vinding. Viklingslegemet inneholder seks isolerte, i hovedsaken skruelinjeformede strøm-ledersløyfer I - VI, og tolv isolerte, i hovedsaken skruelinjeformede potensialsløyfer, idet de to sideflater av hver strømledersløyfe er anordnet i mekanisk kontakt med hver sin potensialsløyfe langs strømsløyfens hele lengde. Oppfinnelsen omfatter også tilfeller da sådan kontakt bare finnes langs en del av strømsløyfens lengde. Ved hjelp av et antall potensialforbindelser er den øvre ende av hver potensialsløyfe forbundet med.den øvre ende av én eller annen strømledersløyfe, idet hver av potensialsløyfene på fig. 3 på samme måte som på fig. 1 og 2 er forsynt med et tall som tilsvarer romertallet for den strømledersløyfe til hvilken den er tilkoplet med sin øvre ende. Strømleder-sløyfene I - VI er seriekoplet med hverandre ved hjelp av et antall forbindelseselementer 12' - 16' som er forsynt med tilsvarende, for en viklingskopler beregnede tilkoplingskontakter 12 - 16. For samtlige strømsløyfer I - VI og i hvert punkt av disse er potensialet i forhold til det nær meste punkt av én eller annen ved siden av beliggende potensialsløyfe lik spenningen over to seriekoplede strøm-ledersløyf er , altså ved normal drift lik 33,3 % av spenningen over hele reguleringsviklingen.

På fig. 4 ligger de partielle snittflater A, B

og C i et aksialplan gjennom veggen av et i hovedsaken hulsylindrisk og med en vertikal akse utført viklingslegeme som består av et i hovedsaken skruelinjeformet og med to vindinger utformet knippe av•kobberskinner, idet. snittflaten A ligger i begynnelsen av den første vinding, snittflaten Bi overgangen mellom den første og den andre vinding, og snittflaten C ved slutten av den andre vinding. Det nevnte knippe inneholder fem isolerte, med rektangulært, forholdsvis stort tverrsnitt utformede kobberskinner 37 som danner fem like lange, skruelinjeformede strømsløyfer

I - V, og femten isolerte, med rektangulært, forholdsvis lite tverrsnitt utformede kobberskinner 38 som danner femten skruelinjeformede potensialsløyfer. Strømledersløyfene er" seriekoplet med hverandre ved hjelp av et antall elektriske forbindelseselementer 12' - 15' som er forsynt med tilkoplingskontakter 12 - 1.5. Den seriekoplede gruppes endepunk-*-ter er via forbindelser 11' og 16' tilkoplet til kontaktene II hhv. 16. Potensialsløyfene er forsynt med tall som tilsvarer romertallene for de strømledersløyfer til hvilke potensialsløyfene er tilkoplet med sine øvre endepunkter.

Med hensyn til strømledersløyfen I 'ligger sløyfens fire begrensningsflater an mot hver sin potensialsløyfe, med en potensialforskjell på henholdsvis én, tre, tre og tre ganger spenningen over en strømsløyfe. Uttrykt på samme måte er sløyfens V potensialforskjeller tre, to, to, to og strømledersløyfens II potensialforskjeller to, to,

én, én>mens strømsløyfens II potensialforskjeller er to, tre, to, én. Strømledersløyfens IV potensialforskjeller i forhold til hver av tre inntilliggende potensialsløyfer er tp ganger spenningen over en strømsløyfe. I alle vindinger foruten den øverste ligger dessuten strømledersløyfen IV

an mot en ovenforliggende potensialsløyfe og har i forhold til denne et potensial som er lik spenningen over én strøm-ledersløyfe.

I samtlige utførelsesformer av oppfinnelsen har hver av et antall potensialsløyfer ved den ene eller den andre ende av det nevnte viklingslegeme en ende som er anordnet i elektrisk forbindelse med en ved samme ende av viklingslegemet beliggende ende av én eller annen strøm-ledersløyfe som ikke ligger inntil potensialsløyfen med noen sideflate.

På tegningene er samtlige forbindelser mellom strømsløyfer og potensialsløyfer anordnet mellom tilkoplingspunkter som ligger<y>ed viklingslegemets øvre ende. Man kan selvsagt like godt benytte tilkoplingspunkter som bare ligger ved viklingslegemets nedre ende, eller anordne

noen av disse forbindelser ved viklingslegemets øvre ende. og noen ved viklingslegemets nedre ende.

Når det i patentkravet snakkes om forbindelser mellom sløyfeender som ligger ved samme ende av viklingslegemet, innebærer dette ikke at tilsvarende forbindelses-ledninger må ligge ved den ene eller .den andre ende av viklingslegemet. Dersom for eksempel den øvre ende av en potensialsløyfe er direkte tilkoplet til den nedre ende av en første strømledersløyfe, er dermed den øvre potensial-sløyf ee.nde også tilkoplet til den øvre ende av en andre, seriekoplet strømsløyfe som følger umiddelbart etter den første strømsløyfe i seriegruppen.

I de på tegningene viste utførelsesformer av oppfinnelsen inneholder hver strømledersløyfe bare én leder. Oppfinnelsen omfatter også det tilfelle at hver strømleder-sløyfe er dannet av en leder som består av et flertall individuelt isolerte og innbyrdes parallellkoplede skinner eller trådknipper av elektrisk ledende materiale.

Claims (3)

1. Reguleringsvikling som er anordnet i en transformator og forsynt med et antall på forskjellige potensia-ler anordnede tilkoplingskontakter som tilsvarer hver sitt reguler.ingstrinri, og som omfatter et antall i hovedsaken skruelinjeformede flervindings-strømledersløyfer (20; 37) som inngår i et hulsylindrisk viklingslegeme (A+B+C) med vertikal lengdeakse, idet de nevnte strømleder-sløyf er er elektrisk isolert fra hverandre og anordnet med parallelle, mot hverandre vendende sideflater langs strøm-ledersløyf enes hele lengde på en slik måte at hver strøm-: ledersløyfe har et øvre endepunkt ved viklingslegemets øvre ende og et nedre endepunkt ved viklingslegemets nedre ende, idet et antall første elektriske forbindelseselementer (12' - 18'; 12' - 15') er innrettet til å forbinde et antall av de nevnte øvre endepunkter med et antall av de nevnte nedre endepunkter på en slik måte at de skruelinjeformede strømledersløyfer (20; 37) derved seriekoples med hverandre, idet et antall av de nevnte forbindelseselementer er tilkoplet til hver sin av de nevnte tilkoplingskontakter (12* - 18; 12 - 15), karakterisert ved at viklingslegemet også inneholder et antall isolerte, skruelinjeformede potensialsløyfer (21; 38) som hver er anordnet med minst ett overflateparti vendende mot et inntilliggende overflateparti av minst én av de nevnte strømledersløyfer langs i det minste en del av dennes lengde, idet hver potensialsløyfe ved den ene eller den andre ende av viklingslegemet har en ende som er anordnet i elektrisk forbindelse med en ved den samme ende av viklingslegemet beliggende ende av én eller annen strømlederslø yfe med en' ikke-inntilliggende sideflate.

2. Reguleringsvikling ifølge krav 1, karakterisert ved at antall sløyfer av kategorien strømleder-sløyfer (20; 37) avviker fra antall sløyfer av kategorien potensialsløyfer (21; 38), og at hver sløyfe av den ene kategori er flankert av to sløyfer som tilhører den andre kategori.

3. Reguleringsvikling ifølge krav 2, karakterisert ved at et antall av de nevnte strø mledersløy-fer (37) er innesluttet i hvert sitt hulrom som er avgren-set av fire, mot hver sin side av strømledersløyfen anlig-gende potensialsløyfer (38).