DE733783C - Transformator oder Drosselspule mit abgeflachter Stromspannungs-Kennlinie - Google Patents

Description

• Transformator oder Drosselspule mit abgeflachter Stromspannungs-Kennlinie Es werden häufig Transformatoren und Drosselspulen gebraucht, deren Stromspannungskennlinie nicht die gewöhnliche Farm gemäß Abb. i haben soll. Die Stromspannungskennlinie soll vielmehr mit steigendem Erregerstrom zuerst rasch ansteigen und dann nur noch langsam zunehmen. wie dies die Abb. 2 zeigt. Hierbei soll die Stelle, an der die beiden Äste zusammenstoßen, entweder ein deutlich ausgeprägtes Knie bilden, oder es soll der Übergang allmählich erfolgen (in der Abb. z strichliniert dargestellt).
• So wird beispielsweise ein Stromwandler, der ztim Anschltrß von Relais verschiedener Art, jedoch nicht ziun Anschluß von Stromzeigern bestimmt ist, vorteilhaft eine derartige abgeflachte Stromspannungskennlinie erhalten. Dann kamt der Sekundärstrom nicht über einen bestimmten Betrag liinaus anwachsen, selbst bei sehr stark steigendem Primärstrom. Bei Kurzschlüssen wird so eine @eschüdigung der Relais vermieden.
• Es ist bekannt, daß eine gewisseAbflachtuig der Stromspannungskennliüie dadurch erreicht wird, daß die Drosselspule oder der Transformator einen Eisenkern mit verinhidertem jo,clicluersclinitt erhält. Es wurde auch vorgesc'hlageil. im Joch Schlitze @ln"lttbriii#,eil, so claß an der lictrcf(eilden Stelle vom vollen I:isenqticrsclinitt nur ein mclir oder weniger breiter Steg übrigbleibt. In den Abb.3 und q. sind diese Maßnahmen veranschaulicht. Bei schwachem Feld, also kleinem Magnetisierungsstrom, bleibt die Kerninduktion auch an den Stellen mit verringertem Eisenquerschnitt gering. Solche Drosseln unterscheiden sich bei geringer Sättigung sehr wenig von einer solchen mit gewöhnlichem Eisenkern. Bei hoher Kerninduktion an der Stelle der Querschnittsv erminderurng oder der Einschnürung. also bei Werten über 16 ooo G, steigt aber das magnetische Gefälle an diesen Stellen rasch an und erfordert entsprechend erhöhte lVIaggttetisiert igsströme. Das bewirkt die gewünschte Abflachung der Stromspannunjskennlinie der Drossel. Ein Teil des Flusses durchsetzt aber auch den Luftraum in der L: mgebung der Querschnittsverengungg. Diesem Teil des Flusses steht ein verhältnismäßig großer Luftquerschnitt zur Verfügung. Der Eisenkern wird daher kräftig entlastet, und der beabsichtigte Zweck, eine im oberen Teil stark abgeliachte Stro:mspannungskcnnlinic zu crIialten, wird mit diesen bekannten Anordmingen nur zum Teil erreicht.
• Hinzu kommt noch ein weiterer \achtcil, falls es sich um einen Transformator oder eine Drossel für Drclistrombetrieb handelt. Die liohc Induktion ".n der Stelle der Quersclinittsverengtriig verursacht, insbesondere bei

  Jochen nach Abb..l, starke Ungleichheiten

  in den Strömen der einzelnen D@relistrorn-

  zweig e.

  Um den angestrebten- Zweck einer stark

  abgeflachten Strolmspannungskenulinie zu er-

  reichen und bei Drohstrom ungleiche Erreger-

  ströme zu vermeiden. hat man 'den umge-

  kehrten Weg cingcschla:gen und hat dein Joch-

  querschnitt nicht nur nicht verringert, sondern

  möglichst noch vergrößert gegenüber dem

  Kernquerschnitt. Zugleich wurden Einschnü-

  rtmgen im Kern vorgesehen, also innerhalb

  der Wicklungen (s. die Abb.5 und 6). Bei

  schwachem Feld unterscheidet sich der

  Magnetisiertungsstroni einer solchen Drossel

  wiederum nur wenig von dem einer gewöhn-

  lichen Drossel. Das Feld tritt zur C=:inze

  durch den Steg hindurch, ohne da(.; s:cli das

  magnetische Gefälle an dieser Stell: w:s;i@t-

  ]ich erhöht. Bei starkem Feld aber nimmt

  die Kerniduktio-n im Steg hohe Werte an.

  die eine bedeutende Zunalnne dLs \Iagneti-

  sierungsstromes zur Folge haben. Zwar bildet

  sich auch jetzt im Luftraum all der Ein-

  schnüru:nb ein merkliches Luftfeld aus, das

  aber nur innerhalb des durch die Erreger-

  spule begrenzten Raumes verlaufen kann. Die

  Entlastung des Steges durch den Luftraum

  der Einschnürun- bleibt daher viel geringer

  als bei einer Drossel nach Abh..l. Der an-

  gestrebte Zweck, Gien oberen Teil der Strom-

  spannungskennlinic stark abzullaclicn, wird

  daher mit einer Anordnung nach Abb.5 oder G

  sicher erreicht.

  Die Verwendung solcher Eilis(71iliiirtrli-en

  wurde, wie schon bemerkt. llercits vorgc-

  schlagen, und zwar in der Form von langtli,

  schmalen Schlitzen innerhalb der bell ickeltrn

  Schenkel des Eisenkerns. 'Man crrc iclit da-

  durch eine deutliche Abflachung der Strom-

  spannungskennlinie @@egenüher derjenigen -c::ncs

  Transformators der cincr Drosselspule ge-

  wöhulicher Bauart. Dc Vcrwcndun;- eines

  solchen Eisenkerns hat aber den Nachteil, daß

  in den hochgesättigten, verhältnismäß:glangen

  Stegen, die die joche verbinden, l)etr:iclitliclie

  Eisenverluste entstehen. Diese Haben im Ilinern

  der beiizckelten Schenkel licti-äclitliclic Er-

  wärmungen zur Folge. Zur @-ci-nicidtiu" dieses

  Nachteils soll die Länge der I@inscliriiirtrn,bc.n

  erhndungsgemä1J kurz sein im Vcrliältnis zur

  Spulenlä nbe. -Man. crreiclit auch hei kurzer

  Länge der Einschnürungen ein genügend

  gro lies tna"lietisclics Gefälle, <las c@le an@c-

  strebte Abflachung der Stronisliannungskcnn-

  linie bewirkt. Wegen des beringen Raum-

  innaltes der Stege cntstelirn aller selbst bei

  sehr liolicu Kerniudtrktionen (laseibst nur ge-

  ririgeEiscnvcrluste. 1);e erieuriteVerlustwärme

  wird von. übrigen schwach gcsüttigten Eisen

  leicht aufgenommen und nach außen abgc-

  geben. Im Innein der bewickelten Schenkel

  sind dalicr keine sc@(i"id!iclicn Lliert-,mpcra-

  turen zu erwarten.

  Zirr Anpassung der Stromspanntungskenn-

  linie des nciucnTransform@ators oder der liet:cai

  Drosselspule an gegebene Detriebsverhältnisse

  soll der Eisenkern Luftspalte erbalten. die

  erfindungsgemäß in unmittelbarer Nähe Gier

  t)ucrsclinittsverenguli@netl atibeoTdliet sind. Die

  Abb.7 und 8 veranschaulichen verschiedene

  Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung.

  Wenn das sog. Knie der Streimspaiiiltrngs-

  kennlinie nicht scharf ausgeprägt sein soll,

  so wird man die Qticrscliiiittst-ereii"tiiiig ge-

  n äß Abb.9 treppcnförrnig oder gemäß Abb. io

  abgeschrägt gestalten.

  .Man kann den durch die' Qt.erschn.itts-

  verengunb im Eisenkern gewonnenen Raum

  schlie(3licli auch noch zerr Unterbringung

  eines zusätzlichen Teils der

  benutzen (s. Abb. i i).

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Transforinato,r oder Drosselspule mit ahgetlachter Strcmspannitirjskennlinie, bei deal bzw. bei der der Querschnitt des Eisenkerns innerhalb des oder der be- wickelten Schenkel verkleinert ist und Luft- spalte zur Beeinflussung der Kennlinie vor- gesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Quersclinittsverkleinerung sich mir auf einen geringen Teil der analen Spulen- höhe erstreckt und daß die Luftspalte in unmittelbarer \ älie der Qttcrschnittsver- kieinerungen angeordnet sind. . 3. Transforinatür oller Drosselspule nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsvercugungen treppenförmig gestaltet sind. . Transformator oder Drosselspule nach Anspruch i, dadurch gekennzciclinct, daß die Quersclinitts%-ereiigungen abgeschrägt ,gestaltet sind. .l. Transformator oder Drosselspule nach Anspruch i bis 3, dadurch gekenuzeiclinct, daß der durch die tI_)tiersclinittsverengun- gcn lm Jaj-eilkerli gewonnene Rauni zur weiteren Abilachimg cler Sti-oinspannu-ngs-_ kennlinie für clie Unterbringung der Er- regerwicklung mitverwendet wird