-
Anordnung zur stetigen Änderung eines stufenweise unterteilten Leiters.
Es sind bereits Anordnungen vorgeschlagen worden, bei denen eine Widerstandsänderung
beispielsweise durch Änderung der Windungszahl einer Spule durch eine Grob- und
eine Feinregelung herbeigeführt wird. Bei besonders genauen Messungen kann aber
noch eine Berücksichtigung der Verminderung des Widerstandes durch die infolge Einschaltung
der Feinregelung entstehende Stromverzweigung wünschenswert sein.
-
Abb. i zeigt ein Beispiel für die Schaltungsanordnung. Die Klemmen
einer Stromquelle i und 2 sind mit den Enden io und.2o einer Spule verbunden, die
durch die Trennpunkte i o, I I, 12, 13, 14, 15, 20 in sechs Grobstufen geteilt ist.
Die Feinregelung ist mit ihren Enden I 7, 18 an den Punkten 12 ,
13 der Spule angelegt. Der eine Pol der Anschlußpunkte 3, q., deren Spannung
geregelt werden soll, ist mit dem Endpunkt i o der Spule verbunden, während der
andere Pol an dem über die Feinregelung verschiebbaren Gleitkontakt --i angelegt
ist. In der Zeichnung steht der Gleitkontakt 21 an dem Ende 18 der Feinregelung.
Der Strom, der beispielsweise von dem Pol i aus in denn Punkt i o der Spule eintritt,
verzweigt sich in 12, so daß der Widerstand zwischen den Punkten 12 und 13 durch
die Parallelschaltung der Feinregelung nach dem bekannten Gesetz vermindert wird.
Daher ist auch die Spannung zwischen io und 13 bei, der angedeuteten Stellung
der Feinregelung geringer als sie ohne Benutzung einer Feinregelung sein würde.
Will man nun aber die Feinregelung umschalten und legt sie an die Punkte 13, i4.,
wie in der Abbildung punktiert gezeichnet, während der Gleitkontakt 21 seine bisherige
Stellung behält, so steigt in dem Augenblick des Umschaltens die Spannung zwischen
i o und 13 plötzlich auf den Betrag, den sie ohne Feinregelung annehmen würde,
da jetzt keine Windungen mehr parallel geschaltet sind, und ändert sich noch einmal
um denselben -Betrag und in demselben Sinne, wenn die Feinregelung an die nächste
Grobstufe angelegt wird. Die Spannung ändert sich somit in dem Augenblick des Umschalteris
der Feinregelung unstetig.
-
Dieser Übelstand wird - es mag sich um Widerstands- oder Induktionsregelung
handeln - erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die @#@Tindungszahl des parallel
geschalteten Feinregelungswiderstandes über einen oder beide Anschlußpunkte hinaus
erweitert wird.
-
Es seien zunächst Ohmsche Widerstände vorausgesetzt. In dem in Abb.
2 dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist, die Feinregelung mit
Ansätzen versehen, und zwar ist sie über den Endpunkt 17 hinaus bis 19 und
über den Endpunkt 18 hinaus bis 25 verlängert. Die gezeichnete Stellung entspricht
derjenigen in Abb. i. Dabei ist, wie bereits erwähnt ist, die Spannung an den Klemmen
3, q. nicht dieselbe, wie sie zwischen den Punkten i o und 13 bei Abschaltung
der F einregelungsspule herrschen würde, sondern eine geringere.- Nun schaltet man
um, indem man die Verbindung mit 13 bestehen läßt und nur den Punkt 17 von
12 auf i a. umlegt, Während 17 abgeschaltet ist, verschiebt man zunächst den Kontakt
--i von 18 nach 25 und legt dann erst 17 an 14. Die Spannung zwischen den Punkten
io und 13 ist jetzt freilich höher als bei abgeschalteter Feinregelung, und um so
mehr ist sie höher al's vor der Umschaltung. Der überschuß über den gewünschten
Wert der Spannung vor der Umschaltung wird aber durch den Widerstand 18 bis 25 verzehrt,
wenn dieser entsprechend bemessen ist. Es ist dann also die Spannung an den Klemmen
3, q. nach dem Umschalten genau dieselbe wie vor dem. Umschalten. Die
Weiterregelung
nach der Umschaltung er-i folgt durch Verschieben des Kontaktes von 25. über 17
nach i9, worauf die nächste Umschaltung erfolgt. Dann wird 18 an 15 gelegt.
-
Mit dieser Schaltung kann also erreicht werden, daß nach der Umschaltung
der Wert der Spannung an 3, 4 derselbe ist wie vor der Umschaltung, daß also alle
Spannungswerte in dem vorhandenen Spannungsbereich hergestellt werden können. Jedoch
ist es. ein Mangel der genannten Schaltungsweise,: daß während des Umschaltens der
Feinregelungsspule zunächst erst beim Abschalten des einen Poles ein Sprung itn
Spannungswert entsteht, der erst beim Neuanschalten, dieses Poles wieder ausgeglichen
wird. Dieser Übelstand wird vermieden, wenn man anstatt eines Ohmschen ZViderstandes
einen induktiven anwendet, der an beiden Enden mit Zusatzwindungen versehen ist;
dieser Widerstand arbeitet dann als Spartransformator.
-
Ehe man den Pol 17 von 12 auf 14 umlegt, verschiebt man zunächst
den Gleitkontakt 21 über 18 weiter bis 25 und erhöht dadurch die Spannung zwischen
3 und 4 so weit, daß sie so groß ist, wie die Spannung zwischen, i o und 13 bei
abgeschalteter Feinregelung sein, würde. Legt man den Pol 17 auf 14 um, wie in Abb.
2a dargestellt ist, so ist die Spannung zmischen io und 13 zwar größer als bei abgeschalteter
Feinregelung. In den Zusatzwindungen 18, 25 entsteht aber eine Gegenspannung
von solcher Größe, daß die Spannung an 3, 4. wieder so groß ist wie die Spannung
i o, 13 bei abgeschalteter Feinregelung. Im ganzen bleibt also bei dieser Regelungsweise
die Spannung an 3, 4. vor, während und nach der Umschaltung dieselbe. Es vollzieht
sich eine vollständige stetige Änderung der Spannung nicht nur ohne Unterbrechung,
sondern auch ohne die bei der Widerstandsschaltung nicht zu vermeidenden ruckweisen
Verstellungen des Kontaktes an den Umschaltpunkten, die mit rückläufiger Änderung
der Spannung verbunden sind. Man erhält also einen idealen Verlauf der Spannungsänderung
mit fortschreitender Regelung ohne jede Störung an den Umschaltpunkten. Außerdem
braucht ,infolge des Umstandes, daß bei jeder Umschaltung der Grobstufen die Zusatzwindungen
auf beiden Seiten der Feinregelungsspule in Tätigkeit treten, die Anzahl der Zusatzwindungen
auf jeder Seite nur halb so groß zu sein, als es einer Regelung in Widerstandsschaltung
entsprechen würde.
-
Eine besondere Ausführungsform der eben beschriebenen, einem Spartransformator
ähnelnden Induktionsspule mit Zusatzwindungen für die Feinregelung stellt die Abb.
3 dar. Da der zu regelnde Verbrauchsstrom durch einen Schleifkontakt abgenommen
wird, so ist es wünschenswert, für größere Stromstärke eine entsprechend große Kontaktfläche
zu erhalten. Man erreicht eine Verdoppelung der Kontaktfläche ohne zu große Ausdehnung
in Richtung der Spulenachse dadurch, daß man statt einer zwei Spulen in Parallelschaltung
nimmt. Hierbei wird eine Vereinfachung der Konstruktion dadurch erzielt, daß beide
Spulen 7 auf demselben geschlossenen Eisenkern 6 angeordnet sind. Der Wicklungssinn
der beiden Spulen wird dann entgegengesetzt gewählt und so erreicht, daß, die in
beiden induzierten Spannungen parallel geschaltet sind. Die Spulen besitzen die
gemeinsamen Zu- und Ableitungen 9 und 9', mittels deren sie an dxe Stufenregelung
angeschlossen werden. Ein beide Spulen überbrückender Gleitkontakt 8 ist an einer
als Führung und zugleich als Ableitung zum Verbrauchsstromkreis dienenden Metallstange
5 verschiebbar angeordnet. 7' sind die Zusatzwindungen an beiden Enden der Spulen.
Die Richtungen der induzierten Spannungen sind durch Pfeile angedeutet.
-
Diese Anordnung zweier Spulen in Parallelschaltung auf demselben geschlossenen
Eisenkern zum Zwecke der Materialersparnis sowie auch die vollkommen stetige Änderung
einer Spannung unter Benutzung einer einem Spartransformator ähnlichen Spule ist
durchaus nicht auf diese Erfindung beschränkt.