DE870728C - Regeltransformator mit Wicklungsanzapfungen - Google Patents

Description

• Regeltransformator mit Wicklungsanzapfungen Bei den bekannten Regeltransformatoren mit Wicklungsanzapfungen sorgt ein sogenannter Lastschalter dafür, daß nach entsprechender Einstellung eines Vorwählers von Stufe zu Stufe über Drosseln oder Widerstände unter Last umgeschaltet wird. Die grundsätzlichen 1*NTachteile dieses Regelverfahrens liegen ;auf der Hand. überdies sind die dazu; benutzten Regelschalter sehr umfangreich und kompliziiert. Sie arbeiten verhältnismäßig langsam, so daß ein schnelles Durchfahren des Regelbereiches ummöglich isst. Erfindungsgemäß können diese Nachteile dadurch verinieden werden, daß in jeder Anzapfleitung sein durch stromabhängige elektromagnetische Steuerung beim Stromnulldurchgang betätigter Selbstschalter angeordnet ist und daß die einander- benachbarten Selbstschalter zwecks gleichzeitiger, gegensinniger Betätigung miteinander gekuppelt sind.
• In der Zeichnung sind in Fig. i und z Schaltungsheispiele von Regeltransformatoren gemäß der Erfindung dargestellt; Fig. 3 und q. zeigen bauliche Einzelheiten eines dazu besonders geeigneten Sielbstschalters.
• Gemäß Fig. i ist die Primärwicklung io eines Regeltransformators mit Regelwicklungen i i bis 1 ¢ ausgestattet. Diese rund die zugehörige Regelanordnung sind der Einfachheit halber nur für eine Phase gezeichnet und mithin für die beiden anderen Phasen dies Transformators in gleicher Ausführung zu ergänzen. Von den Enden der Regelwicklungen sind Anzapfleitungen über elektromagnetisch gesteuerte Selbstschalter 16 bis 2o zu einer gemeinsargen Aw"sgangssammelschiene 15 geführt. Die Selbstschalter sind mit Aüslösewicklungen 2 1 bis 25 für das Einsebalben und mixt Auslösewieklungen 26 bis 3o für das Ausschalten versehen. In Reihe mit dien Wicklungsanzapfungen kann n der gemeinsiäm@en. Ausgangsleitung 15 ein selbsttätig veränderlicher Scheinwiderstand angeordnet werden, durch dessen periodische Veränderung jeedesmal in der Nähe des Stnomnüllwerteseine stromschwache Pause hervorgerufen wird, die einten vergrößerten zeitlichen Spielraum für die Betätigung der Selbstschalter bietet. Als veränderlicher, Scheinwiderstand -wird vorteilhaft eine beim Nennstromwert hochgesättigte und sich nur in der Nähe des Stromnullwertes. eentsättvgende Schaltdrossel 40 verwendet, dienen Magnetkern laus hochwertigem Magnetblech hergestellt, und zwar vorzugsweise aus Blechband ringförmig ;gewickelt ist.
• Diie Awslösuug der Selbstschalter kann :durch Steuerimpuls e bewirkt werden; die beispielsweise mittels feines Sättigungswandlers in der Nähe der Stnomnulldurchgänge hervorgerufen werden. zier Sättigüngswandlex wird (ebenfalls in Reihe mit den Wcklungsianzapfungen in die gemeinsame Ausgangsleitung 15g eingefügt. Die gobenerwähnte Schaltdrossel q.o kann beispielsweise zugleich als Sättigungswandler zur Erzeugung gder Auslöseimpulse verwendet werden: Sie' ist zu diesem Zweck gemäß Fig. i mit leer besonderen Wicklung-41 versieben, an welche die Auslösespiülen 21 bis 30 angeschlossen sind, und zwar dme Einschaltspulen 21 bis 25 an die eine . und (die Ausschaltspulen 2 6 bis 3 o an :die ändere Klemme ider Wicklung 41. Diamit die von der Schaltdrossiel q.o hervorgerufene stromschwache Pause nicht durch -eine zu große Bürde verdorben wird, ist Reit gdex Spule 41 ein Widerstand 42 in Reihe geschaltet. Die freiten Enden der Auslösespulen 21 bis 3o sind zu einem Wahlschalter 9 mit dien Schaltstellungen i bis 8 geführt, der jeweils eein!e Spule nüt der Gegenspule reines benachbarten Sielbstschalbers verbindet, .z. B. im der Stellung 2 -die Einschaltspule 22 mit der Ausschaltspule 26. Die beeiden Spulen sind :also im Au'slösekreis hinterainandergeisthaltet, sie werden: also von dem gleichen Auslöseimpluls durchflossen und bringen ihre Sielbstsc'hlter gleichzeitig zum Ansprechen. In der @erwähnten Stellung 2 wird also !die Kantakteinrichtün g 16 geöffnet rund tdie Kontakteinrichtung 17 geschlossien. Biei!m Fortschreiten in die Stellung 3 des Wahlseblalters wird die EinschaltspUle 22 mit der Aüssehaltspulle 28 in Reihe geschaltet. Diabei findet eine Stellungsänderung der .Selbstschalter nicht statt, weil :die Kontakteinrichtung 17 schon geschloissen und idie Kontakteinrichtung i 8 schon ge-Öffnet ist. Behn überg eng in die Stellung q. des Wahlschalters wird die Ausschaltspule 27 in Reihe mit der Einschaltspule 23 an ,die'Wicklung 41 gelegt und gdadurch beim nächsten Stromnulldurchgang so,-wohl :die S@Chließung- der Kontakteinrichtung 18 als auch! ,die Öffnung gder Kontakteinrichtung i 7 veranlaßt.
• Bieim fortschreitenden Durchlaufen der Regelstellungen des Wahlschalters in der gleichen Richtung (erfolgen die weiteren Umschaltungen in den Stellungen 6 und B. Bei rückläufiger Regelung eerfolgen die Umschaltungen nacheinander in den Stiellungen 7, 5, 3 und i i entsprechender Weise. Fig: 2 zeigt im wesentlichen die gleiche Regelanordnung, jedoch sind statt Beines unmittelbar wirkenden Wahlschalters Relais 31 bis 38 vorgesehen, die durch Beinen Hilfswahlschalter 39 ;gesteuert werden. Diie Steuerimpulse. sowohl für die Relais 31 bis 38 als auch für die Auslösespulen werden von einem Sättigungswandler 43 mit gden Hilfswicklungen 44 und 45 gerzeugt. Eine Schaltdrossel kann hier noch zusätzlich vorgesehen sein, ist Faber unter Umständen entbehrlich, wenn nämlich die Eigenzeiten der Selbstschalter und der Relais so kurz sind, daß die:. Augenblickswerte des Stromes des Transformators tauch bei sinusförmigem Verlauf während der Umschaltungen eine für die Schaltkontakte lunschädliche Höhe nicht überschreiben können. Zur zusätzlichen magnetischen Steuerung des Schaltwandlers ¢3 bzw. der Schaltdrossel 40, insbesondere zur Kompensation der Hysteresis, kann in an sich bekannter Weise eine Vormagnetisierung des Magnetkernes vorgesehen :sein. Während des DiauerbieetrIiebes Bohne Regelung können Schaltdrossel und Schaltwandler überbrückt oder mit Hilfe einer besiondenen Kurzschlußwicklung wirkungslos gemacht werden.
• Zur Erzielung möglichst kurzer Eigenzeiten werden ,die Selbstschalter vorteilhaft mit Haltemagneten zur Kontaktbetätigung ausgerüstet, jeder Schälten mit einem Haltemagneten für die Kontaktschließung und einem Haltemagneten für die Kontakt-Öffnung. Beeiden kann ein bewegliches Ankersystem gemeinsam sein. Dieses kann mit dem beweglichen Kontalktbeil vereinigt und schwingfähig gelagert oder laufgehängt werden; s ,o daß. es bei leiner Auslösung von !einem Haltemagneten zum anderen hinüberpendelt, um von letzterem festgehalten zu werden. Dille Eigenschwingungsfrequenzdes beweglichen Systems wird vorteilhaft größenordnungsmäßig höher gewählt ,als die Betriebsfrequenz lies Regeltransformators.
• Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einfies elektromagnetischen Selbstschalters, die infolge ihrer kurzen Eigenzeit Bund Ansprechsicherheit für -den erfindungsgemäßen Regeltransformator gut geeignet ist, zeigt Fig.3 in schematischer Darstellung. Für die Kontaktöffnung sind zwei; Haltemagnete 52 vorgesehen, die zugleich die ruhenden Kontaktstücke sind. Ein Anker 53 bildet die bewegliche Kontaktbrücke; er ist an gespannten Klaviersaitendrähben schwingfähig aufgehängt. Zur Kontaktschließung [dien't Bein dreischenkligex Haltemagnet, 55. Dille Hauptknaftflüs.se der Magnete 52g und 55 können durch Erregung Reit Gleichstrom hervorgerufen werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel rühren die Hauptkraftfiüsse von Diauermagneten her, deren Pole mit N, S bezeichnet sind. Die Magniete 52 .sind seitlich mit Messingplatten abgedeckt, von denen in der Zeichnung die vorderen weggelassen sind. An den Polschuhen sind silberne Kontaktleisten angelötet. Auch der Aalken 53 ist zwecks guter Kontaktgabe mit zwei seitlich angelöteten Silberleisten versehen Die Schenkel der Magnete 52 sind :durchbrochen. In den Durchbrechungen ist die Auslösewicklung 56 angeordnet. Die Wicklungen .der beiden Magnete sind beispielsweise hinteremandergeschaltet. In Fig. 4 sind die Polschuhe der Magnete in größerem Maßstab dargestellt; dort ist auch durch -i- und -der Wicklungssinn,der Spulenseiten angegebien. Diie mit b bezeichneten Stellen Hengsten Querschnittes sind vorzugsweise so bemessen, daß sie bei angezogenem Anker durch den über den Anker verlaufenden Haltekraftfluß :geraade bis zum Knick der Manetisierungskennlinie gesättigt sind. Durch einten in der Auslösewicklunig fließenden Strom wird in jedem Magnetschenkel um die Durchbrechung herum lein örtliches Magnetfeld hervorgerufen, das an einer Stelle engsten Querschnittes, wo @es gern H:altekraftfluß entgegengesetzt gerichtet ist, diesen schwächt, jedoch an der gegenüberliegenden Stelle engsten Querschnittes wegen der Sättigung keimte wesentliche Stärkung des Haltekraftflusses verursachten kann. Dlne Folge ist also, insgesamt eine Schwächung des Haltekraftiusses, idie biet sehr hohem Aus:lösiestrom praktisch bis zurr verschwinden des H:ahekraftscblusses gesteigert werden kann. Eine Richtungsumkehr des Hauptkraftflusses rund der Aufhiau seines Haltekraftflusses von entgegengesetzter Richtung sind jedoch unmöglich, weil in der Bahn «des. Hauptkrafttlusses zwei Spulenseiten mit entgegengesetzt gleich großer Durchflutung hintereinanderliiegen rund daher die Auslösewicklung keine längs magnetisierende Wirkung auf der Bahn des Hauptkraftfliusses ausüben kann. Magnetische Nebenschlüsse 57 schützen die Diauermagnete vor einer übermäßigen Verringerung ihres Magnetflusses bei: abgefallenem Anker 53. Die Nebenschlüsse sind nicht gesättigt, damit sie auch,den über :den Anker verlaufenden Teil des. Hauptkraftflusses bei dessen Verdrängung ohne weiteres aufnehmen. Dierartige Haltemagnete werden Sperrmagnete genannt. Der Einschaltmagnet 5 5 hat iebenfalls einen - Dauermagneteinsatz N, S und magnetische Nebenschlüsse 59. Diie Auslösewicklung 58 ist in Durchbrechungen des mittleren Schenkels angeordnet. Damit sie nicht längsmagnetisierend wirkt, ist lein Teil der Wicklung 58 ,außen um den Magnetschenkel herumgelegt. Aus Fig. 4 sind -die Verhältnisse der Durchflutungen 2:i bzw. i; ihrer Richtungen -i- rund - und :die Eisenquerschnittsverhältnisse an den :engsten Stellen a bzw. a/2 zu sersehen, welche die genannte Bedingung beispielsweise erfüllt rund dadurch den Einschaltmagneten 5 5 zu einem Sperrmagneten machen. Abweichungen, die eine längs magnetisierende Wirkung der Auslösewicklung zur Folge haben, können bis zu einem gewissen Grad ohne praktische Beeinträchtigung der Wirkungsweise zulässig sein.
• Dite Regelstufen können mit sehr hoher Geschwindigkeit durchfahren rund damit der ganze Regelvorgang sehr ischnell ausgeführt werden, weil bei jedem Stroinnulldurchgangeine Stufe weitergeschaltet werden kann, die Regelstufen :also in Abständen von i o ms aufeinanderfolgen können.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. mit Wicklungsanzapfungen, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Anzapfleitung ein durch stromabhängige elektromagneitischd Steuerung beim Stromnulldurchga@ng betätigter Selbstschalter angeordnet ist und !daß ,die einander benachbarten Selbstschalter zwecks gleichzeitiger, gegensinniger Betätigung miteinander gekuppelt sind.
2. 2. Regeltransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß :die Einrichtung zur Kontaktbetätigung je einen Haltemagneten für die Schließung und -Öffnung mit gemeinsamem beweglichen Ankersystem enthält.
3. 3. Regeltransformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösewicklungen der Haltemagnete in Durchbrechungen der Magnetschenkel angeordnet sind.
4. 4. Regeltransformator nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung der Awslösewiicklungen, daß, die von einer Auslösewicklung hervorgerufene Erregung praktisch keine auf der Bahn des Hauptkraftflusses längs magnetisierende Komponente hat.
5. 5. Regeltransformator nach Anspruch 2, dadumch gekennzeichnet, daß jeder Haltemagnet eitreu zwischen der magnetischen Spannungsquelle des Hauptkraftflusses und der Auslösewiicklung abgezweigten magnetischen Nebenschluß mit schmalem Luftspalt hat.
6. 6. Regeltransformator nach Anspruch 5, dadurch gekenuzenchnet, daß ,die Haltemagnete mit Da uermagneteins:ätzen zur Erzeugung der H@auptkraftflüsse iausgerüstet sind.
7. 7. Regeltransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Wicklungsanzapfungen ein -selbsttätig veränderlicher S@cheinwiderstand,durch dessen periodische Veränderung in der Nähte ides Stromnullwertes eine stromschwache Pauste hervorgerufen wird, vorzugsweiisie eine beim N:ennstromwert hochgesättigte und sich in der Nähe des Stromniullwertes ent-@sättigende Schaltdrossel in Reihe liegt. B. Regeltransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Wicklungsanzapfungen ein Sättigungswandler in Reihe liegt, an den idie Auslösespulien der Selbstschalter angeschlossen sind. g. Regeltransformator nach Anspruch 7 ,und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösespulen .der Selbstschalter an eine Schaltdrosselwicklung angeschlossen sind. i o. Regeltransformator nach Anspruch. i, gekennzeichnet durch einen Steuerwahlschalter zur wahlweisen Reihenschaltung je einer Ausschaltsteuerspule und einer benachbarten Einscha.ltsteuerspule, die ran verschiedene Ausgangsklemmen seines Impulsgebers angeschlossen sind.