Schaltungseinrichtung für Wechselstromverbraucher unter Verwendung eines Stufentransformators und ruhender Hilfstransformatoren. Die Erfindung bezieht sich auf Schaltungs einrichtungen für Wechselstromverbraucher, bei denen ein Stufentransformator und zwecks Erhöhung der Zahl der Scbaltstufen ruhende Hilfstransformatoren verwendet werden. Die Erfindung bezweckt, eine Einrichtung dieser Art zu schaffen, die sich durch besondere Einfachheit auszeichnet und eine im Verhält nis zur Anzahl der Transformatoranzapfungen und der Schalter hohe Zahl der erreichbaren Schaltstufen aufweist.
Dieser Zweck wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass zwei Hilfstransformatoren mit je zwei Wick lungen vorgesehen sind, von denen eine Wick lung mit der entsprechenden Wicklung des andern Hilfstransformators als Spannungsteiler an die verschiedenen Anzapfungen des Stufen transformators gelegt werden kann, während die andern beiden Wicklungen hintereinander zwischen den Anschlusspunkt des Spannungs teilers und den Verbraucher geschaltet sind.
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abb. 1 und 2 schematisch ver anschaulicht. In Abb. 1 bedeutet t die Sekun- därwicklung des Stufentransformators, der zur Speisung eines Motors m über die Ein zelschalter<I>a,</I> h, <I>c, d</I> bestimmt ist.
An die untereinander parallel geschalteten Schalter cz und c einerseits, sowie<I>b</I> und<I>d</I> anderseits sind die Enden zweier auf getrennten Eisen kernen e und f angeordneter, miteinander verbundener Primärwicklungen g und la der Hilfstransformatoren angeschlossen, die mit einander einen Spannungsteiler bilden, der gleichzeitig auch als Überschaltstromdrossel- spule wirkt.
Durch Schalter r und s sind die Primärwicklungen g und lt unabhängig voneinander kurzschliessbar. Die zugehörigen Sekundärwicklungen il und i2 sind in die von der Verbindungsstelle der Primärwick lungen g und h zum Motor nz führende Leitung so eingeschaltet, dass; wenn beide Primärwicklungen an Spannung liegen, die Spannungen der beiden Sekundärwick lungen einander entgegenwirken.
Die Über setzungsverhältnisse sind bei beiden: Hilfs- transforcnatoren gleich, und zwar = 4 : 1 gewählt. Es ergeben sich nun unter der Annahme, dass po die Spannung der ersten und p die Zunahme derSpannung fürjedefolgendeTrans- formatorstufe bezeichnet>nacheinander folgende Schaltungsmöglichkeiten und Schaltstufen Geschlossene Schalter: Schaltstufe: Spannung:
EMI0002.0006
(bei <SEP> Leerlauf)
<tb> r <SEP> 1 <SEP> <B>PO</B>
<tb> <I>tt <SEP> r <SEP> b <SEP> 2 <SEP> po <SEP> f <SEP> - <SEP> _ <SEP> p/4</I>
<tb> a <SEP> b <SEP> 3 <SEP> po <SEP> +p/2
<tb> <I>cc <SEP> s <SEP> b <SEP> 4 <SEP> po <SEP> +</I> <SEP> 3p/4
<tb> s <SEP> b <SEP> 5 <SEP> po <SEP> -E- <SEP> p
<tb> <I>c <SEP> s <SEP> b</I> <SEP> 6 <SEP> po <SEP> + <SEP> 5p/4
<tb> <I>c <SEP> b <SEP> 7 <SEP> po <SEP> -@- <SEP> 3 <SEP> p/2</I>
<tb> <I>c <SEP> r <SEP> b</I> <SEP> 8 <SEP> po <SEP> -@-- <SEP> 7 <SEP> p/4
<tb> <I>c <SEP> r</I> <SEP> 9 <SEP> p,+2p
<tb> usw.
<SEP> bis
<tb> s <SEP> d <SEP> 13 <SEP> po1-3p Allgemein lassen sieh zwischen je zwei Anzapfungen drei Zwischenschaltstufen, also im ganzen bei ri, Anzapfungen und n -]- <I>2</I> Schaltern n <I>1- 3</I> (7t-1) <I>= 4</I> u-3 Schalt stufen erreichen.
Die Ausführungsform nach Abb. 2 unter scheidet sich von der beschriebenen nur dadurch, dass die beiden Eisenkerne e und /' der Hilfs transformatoren durch einen gemeinsamen dreischenkligen Eisenkern k ersetzt sind, der ausser den Primärspulen g und h eine die Sekundärspulen il und Ü ersetzende, auf dem mittleren Schenkel angeordnete Sekundär spule i trägt.
Die Wirkung dieses doppelten Hilfstransformators mit gemeinsamem Eisen kern ist so, dass bei Schliessung je zweier Einzelschalter des Stufentransformators (z.B. a und b) die Sekundärwicklung<I>i</I> keine Span nung liefert, während bei Schliessung des Schalters a allein der Kraftfluss den die Spule i tragenden Schenkel im entgegenge setzten Sinne durchfliesst, als beim Schliessen des Schalters b allein. Die Wirkung der Spule i ist also zum Beispiel im ersten Fall additiv, im zweiten Fall subtraktiv und es ergeben sich unter sonst gleichen Verhältnissen genau die gleichen Spannungsstufen wie in obenstehen- der Tabelle.
Natürlich könnten auf dem Eisenkern 1c auch zwei getrennte Sekundärspulen wie bei der Ausführung nach Abb. 1 angeordnet sein, doch ist die Anordnung gemäss Abb. 2 ein facher und auch elektrisch völlig gleichwertig, da hierbei die Spulen g und 6a derart ange ordnet sind, dass sie einander entgegengerich- tete Spannungen in der Spule i induzieren.
Das Übersetzungsverhältnis der Hilfstrans formatoren kann auch abweichend von dem hier verwendeten (4 :1) gewählt werden ausserdem brauchen die einzelnen Transforma- torstufenspannungen nicht untereinander gleich zu sein. Doch bietet die Anordnung mit gleichen Stufenspannungen p und dem Übersezungsver- hältnis 4 : 1 den Vorteil, dass alle Schaltstufen gleiche Spannungsunterschiede aufweisen.
Switching device for AC consumers using a step transformer and static auxiliary transformers. The invention relates to circuit devices for AC consumers, in which a step transformer and to increase the number of switching steps resting auxiliary transformers are used. The aim of the invention is to create a device of this type which is characterized by particular simplicity and has a high number of achievable switching stages in relation to the number of transformer taps and switches.
This purpose is achieved according to the invention in that two auxiliary transformers with two windings each are provided, of which one winding with the corresponding winding of the other auxiliary transformer can be applied as a voltage divider to the various taps of the step transformer, while the other two windings are connected in series between the connection point of the voltage divider and the consumer.
Two embodiments of the invention are schematically illustrated in Figs. 1 and 2 ver. In Fig. 1, t means the secondary winding of the step transformer which is intended to supply a motor m via the individual switches <I> a, </I> h, <I> c, d </I>.
The switches cz and c, which are connected in parallel with one another, on the one hand, and <I> b </I> and <I> d </I> on the other hand, are the ends of two interconnected primary windings g and la arranged on separate iron cores e and f Auxiliary transformers are connected, which together form a voltage divider that also acts as a surge current choke coil.
The primary windings g and lt can be short-circuited independently of one another using switches r and s. The associated secondary windings il and i2 are switched on in the line leading from the junction of the primary windings g and h to the motor nz so that; if both primary windings are connected to voltage, the voltages of the two secondary windings counteract each other.
The transmission ratios are the same for both: Auxiliary transformers, namely = 4: 1. Assuming that po denotes the voltage of the first and p denotes the increase in voltage for each subsequent transformer stage> the following switching possibilities and switching stages one after the other Closed switch: Switching stage: Voltage:
EMI0002.0006
(at <SEP> idle)
<tb> r <SEP> 1 <SEP> <B> PO </B>
<tb> <I> tt <SEP> r <SEP> b <SEP> 2 <SEP> po <SEP> f <SEP> - <SEP> _ <SEP> p / 4 </I>
<tb> a <SEP> b <SEP> 3 <SEP> po <SEP> + p / 2
<tb> <I> cc <SEP> s <SEP> b <SEP> 4 <SEP> po <SEP> + </I> <SEP> 3p / 4
<tb> s <SEP> b <SEP> 5 <SEP> po <SEP> -E- <SEP> p
<tb> <I> c <SEP> s <SEP> b </I> <SEP> 6 <SEP> po <SEP> + <SEP> 5p / 4
<tb> <I> c <SEP> b <SEP> 7 <SEP> po <SEP> - @ - <SEP> 3 <SEP> p / 2 </I>
<tb> <I> c <SEP> r <SEP> b </I> <SEP> 8 <SEP> po <SEP> - @ - <SEP> 7 <SEP> p / 4
<tb> <I> c <SEP> r </I> <SEP> 9 <SEP> p, + 2p
<tb> etc.
<SEP> to
<tb> s <SEP> d <SEP> 13 <SEP> po1-3p In general, there are three intermediate switching stages between every two taps, i.e. all in all with ri, taps and n -] - <I> 2 </I> switches n <I> 1- 3 </I> (7t-1) <I> = 4 </I> u-3 switching steps.
The embodiment according to Fig. 2 differs from the one described only in that the two iron cores e and / 'of the auxiliary transformers are replaced by a common three-legged iron core k which, in addition to the primary coils g and h, has a secondary coils il and Ü, arranged on the middle leg secondary coil i carries.
The effect of this double auxiliary transformer with a common iron core is such that when two individual switches each of the step transformer (e.g. a and b) are closed, the secondary winding <I> i </I> does not supply any voltage, while when switch a is closed, only the flow of power the leg carrying the coil i flows through in the opposite sense than when the switch b is closed alone. The effect of coil i is therefore additive in the first case, subtractive in the second case, and under otherwise identical conditions, exactly the same voltage levels result as in the table above.
Of course, two separate secondary coils could also be arranged on the iron core 1c as in the embodiment according to Fig. 1, but the arrangement according to Fig. 2 is simpler and also completely equivalent electrically, since here the coils g and 6a are arranged in such a way that they induce opposing voltages in the coil i.
The transformation ratio of the auxiliary transformers can also differ from the one used here (4: 1). In addition, the individual transformer step voltages do not need to be the same as one another. However, the arrangement with the same step voltages p and the transmission ratio 4: 1 offers the advantage that all switching steps have the same voltage differences.