DE1015532B

DE1015532B - Einrichtung zur feinstufigen Spannungsregelung von Stufentransformatoren ohne Leistungsunterbrechung, insbesondere fuer Wechselstrom-Triebfahrzeuge

Info

Publication number: DE1015532B
Application number: DEA21809D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Welsch
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1940-12-18
Filing date: 1940-12-18
Publication date: 1957-09-12

Description

Einrichtung zur feinstufigen Spannungsregelung von Stufentransformatoren ohne Leistungsunterbrechung, insbesondere für Wechselstrom-Triebfahrzeuge Es ist bereits eine Einrichtung zur feinstufigen Spannungsregelung von Stufentransformatoren ohne Leistungsunterbrechung, insbesondere für die Steuerung von Wechselstrom-Triebfahrzeugen, vorgeschlagen worden, bei der die miteinander in Reihe liegenden Wicklungen von Schalttransformatoren, deren Sekundärwicklungen mit regelbarer Windungsza.hl ausgeführt sind, mit Hilfe von Stufenschaltern am ganzen Spannungsbereich des Haupttransformators entlang geschaltet werden. Die mit den Anzapfungen der Sekundärwicklungen der Schalttransformatoren verbundenen Kontakte sind vorzugsweise kollektorartig so angeordnet, daß die Summe der jeweils durch eine Bürstenbrücke aufeinandergeschalteten Teile der Sekundärwicklungen gleichbleibt.
In Fig. 1 der Zeichnung ist die vorgeschlagene Schaltung nochmals schematisch, und zwar für hin-und herschwingende Bürsten dargestellt. Darin bedeuten L die mit Anzapfungen versehene Wicklung des Leistungstransformators, I, II, III und IV die Stufenschalter sowie S1 und 32 die beiden Schalttransformatoren, deren Sekundärwicklungen mit bi und b2 bezeichnet sind. Mit C ist der zur Kompensation des Magnetisierungsstromes des jeweils sekundärseitig offenen Schalttransformators notwendige Kondensator angedeutet. Die Stellung di e1 der Bürstenbrücke bzw. des Regelarmes entspricht der Dauerstellung, die in der Mitte der Sekundärwicklungen liegt, in der die Stufenschalter I und II etwa den gleichen Laststrom führen. In dieser Dauerstellung ist der Nachteil vorhanden, daß nur die halben Sekundärwicklungen bi und b2 der Schalttransformatoren unter Strom stehen und die Bürsten den vollen Laststrom führen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung zu vervollkommnen und insbesondere den vorgenannten Nachteil zu vermeiden. Nach der Erfindung werden die in Fig. 2 mit a1 und a2 bezeichneten freien Enden der Sekundärwicklungen bi und b2 in der Hauptstellung der Bürstenbrücke drei, in denen äquipotentiale Anzapfungen der beiden Sekundärwicklungen miteinander in Verbindung stehen, mit Hilfe eines Schalters k miteinander verbunden. Hierdurch ergeben sich für die als Stromtransformatoren wirkenden Schalttransformatoren erstens eine Verminderung des Sekundärstromes auf die Hälfte des vorhergehenden Wertes und eine Verteilung der nur halben Kupferverluste auf die ganze Wicklung und zweitens eine praktisch völlige Entlastung der Bürsten.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsform des Erfindungsgedankens dargestellt, bei der mit Hilfe eines Nockenschalters die freien Enden a1 und a2 der Sekundärwicklungen in den Hauptstellungen der Bürstenbrücke miteinander verbunden sind. Der Schalter k eines Nockenschützes wird durch eine mit dem Bürstenarm gekuppelte Nockenscheibe n in den Hauptstellungen geschlossen. An Stelle des Nockenschalters kann auch ein elektromagnetisches Schütz in Verbindung mit entsprechenden Kontaktschienen für den Steuerstrom verwendet werden.
Die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Einrichtungen haben noch den Nachteil, daß der Kollektor verhältnismäßig groß ausfällt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 steht der Bürstenarm nacheinander auf den Stellungen d bis e; die Bürsteneinrichtung durchläuft somit die über die ganze Sekundärwicklung verteilte Kontaktbahn. Nach der weiteren Erfindung sollen nur jeweils die von der Bürstenbrücke zu gleicher Zeit gemeinsam durchgeregelten Hälften der Sekundärwicklungen bi und b2 der Schalttransformatoren mit kollektorartig zusammengefaßten Anzapfungen versehen, und in den Hauptstellungen der Bürstenbrücke zur doppelten Ausnutzung der Kontaktbahn soll die Reihenverbindung zwischen den Sekundärwicklungen von dem einen nach dem anderen Ende umgelegt werden. In den Fig. 4, 5 und 6 ist die Einrichtung nach der Erfindung dargestellt. Die Enden der Sekundärwicklungen bi und b2 sind sowohl an Schaltkontakte k1 und k2 als auch jeweils an einen Kondensator C gelegt. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist der Schaltkontakt bi geschlossen, während die Bürsten von der Stellung d bis zur Hauptstellung di ei wandern. Nachdem diese Mittelstellung erreicht ist, wird die Reihenverbindung vom Schaltkontakt k1 nach dem Schaltkontakt k2 verlegt. Diese Schaltmaßnahme ist in Fig. 5 dargestellt. Elektrisch ändert sich hierdurch nichts, denn es werden lediglich die unteren Hälften der Sekundärwicklungen mit den oberen Hälften vertauscht. Nunmehr bewegen sich in dem Prinzipschema der Fig. 5 die Bürsten zurück, d. h. nach der Stellung d zu, in der die Sekundärwicklung b2 kurzgeschlossen ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 war in der gleichen Bürstenstellung die Sekundärwicklung bi kurzgeschlossen. Zur Aufrechterhaltung des Sekundärstromes müssen die Schaltkontakte k1 und k2 in den Übergangsstellungen gleichzeitig geschlossen sein. Diese Forderung entspricht aber gerade der gleichen Maßnahme, die zur Herabsetzung der Sekundärströme in den Dauerstellungen getroffen wurde.
1n Fig. 6 ist die kollektormäßige Einrichtung nach der Erfindung für eine umlaufende Bürstenbewegung dargestellt. Die beiden Schaltkontakte k1 und k2 sind als Nockenschütze mit einer mit dem Reglerarm verbundenen Nockenscheibe n so angeordnet, daß in den Hauptstellungen dl ei beide Schaltkontakte geschlossen sind, während bei allen übrigen Stellungen entweder der Schaltkontakt k1 oder der Schaltkontakt k2 allein geschlossen ist.
Durch die Einrichtung nach der Erfindung wird der große Vorteil erreicht, daß der Kollektor nur die halbe Größe erhält, wie ein Vergleich der Fig. 3 mit Fig. 6 ohne weiteres erkennen läßt. Der zur funkenfreien Löschung des Magnetisierungsstromes erforderliche Kondensator C wird bei den Einrichtungen nach den Fig. 4, 5 und 6 zweckmäßigerweise unterteilt. Ein zweiter Kondensator kann jedoch nach der weiteren Erfindung dadurch gespart werden, daß für den einen Kondensator eine entsprechende Umschaltvorrichtung vorgesehen wird.

Claims

PATEN TANSPFCCIIE: 1. Einrichtung zur feinstufigen Spannungsregelung von Stufentransformatoren ohne Leistungsunterbrechung, insbesondere für Wechselstrom-Triebfahrzeuge, bei der die miteinander in Reihe liegenden Wicklungen von Schalttransformatoren, deren Sekundärwicklungen mit regelbarer Windungszahl ausgeführt sind, mit Hilfe von Stufenschaltern am ganzen Spannungsbereich des Haupttransformators entlang geschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden (a1, a2) der Sekundärwicklungen (bi, b2) in der Hauptstellung der Bürstenbrücke (di ei), in denen äquipotentiale Anzapfungen der beiden Sekundärwicklungen miteinander in Verbindung stehen, mit Hilfe eines Schalters (k) miteinander verbunden werden.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur jeweils die von der Bürstenbrücke zu gleicher Zeit gemeinsam durchgeregelten Hälften der Sekundärwicklungen (bi, b2) der Schalttransformatoren (S1, 32) mit kollektorartig zusammengefaßten Anzapfungen versehen sind und in der Hauptstellung (di ei) der Bürstenbrücke zur doppelten Ausnutzung der Kontaktbahn die Reihenverbindung zwischen den Sekundärwicklungen (bi, b2) von dem einen nach dem anderen Ende umgelegt wird (Fig. 4 bis 6).
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Kompensation des Magnetisierungsstromes des jeweils sekundärseitig offenen Schalttransformators dienende Kondensator (C) mit der Umlegung der Reihenverbindung zwischen den Sekundärwicklungen (bi, b2) ebenfalls umgeschaltet wird.