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Durch Vormagnetisierung regelbare Drosselanordnung Bei durch Vormagnetisierung
regelbaren Drosseln muß dafür gesorgt sein, daß in der Gleichstrom-Erregerwicklung
möglichst keine Wechselspannungen induziert werden können. EineDrosselspule, die
:diese Bedingung weitgehend erfüllt, isst die sogenannte :Dtrei.schenkeldrossel.
Dreischenkeldrosseln sind jedoch wegen ihrer verhältnismäßig großen Streuung zwischen
den Gleich- und Wechselstromwicklungen ungünstig. Günstiger in dieser Beziehung
sind Drosselanordnungen, die aus zwei Zweischenkeldrosseln bestehen. Hierfür gibt
es zwei verschiedene Schaltungsmöglichkeiten. Man kann sowohl die Gleichstromwicklungen
als auch die Wechselstromwicklungen beider Zweischenkeldrosseln hintereinanderschalten,
wobei jedoch der Wicklungssinn einer der beiden Wicklungen in der einen Drossel
anders gewählt sein muß als in der anderen. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß
die Trägheit der Regelung verhältnismäßig gering ist, daß also der; Gleichfluß der
Regeldrossel sehr raschen Änderungen des Vormagnetisierungsstromes, zu folgen vermag.
In den Gleichstromwicklungen wird aber nur die Grundwelle der Wechselspannung aufgehoben,
während die bei Regeldrosseln unveTmeidbaren Oberwellen immer noch auf die Gleichstromwicklung
zurückwirken. Eine vollständige Kompensation der Wechselspannungen in den Erregerwicklungen
wind bei einer anderen Schaltung erreicht, bei der die Gleichstromwicklungen der
beiden Zweischenkeldrosseln in Reihe, die Wechselstromwicklungen jedoch parallel
geschaltet sind. In bezug auf den Gleichfluß stellt dann aber
die
Parallelschaltung der beiden Wechselstromwicklungen eine kurzgeschlossene Wicklung
dar, die sich Änderungen des Gleichflussesi widersetzt und daher eine erhebliche
Trägheit der Regelung bedingt. Bei Änderungen der an die Gleichstromwicklung angelegten
Spannung tritt zwar augenblicklich eine entsprechende Änderung ;des Erregergleichstromes
ein, nur vermag das Gleichfeld dieser Stromänderung nicht ohne Verzögerung zu folgen.
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Der Erfindung liegt .die Aufgabe zugrunde, eine Drosselanordnung zu
schaffen, bei der einerseits eine möglichst vollständige Kompensation der Wechselspannungen
in dem Erregerkreis erzielt wird, die aber andererseits auch nur eine sehr geringe
Trägheit aufweist. Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, das durch
Parallelschaltung von Wicklungsteilen mit ungleicher Windungszahl die Induktivität
in bezug auf das Gleichfeld vermindert wird.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i sind zunächst zwei Drosseln a und b mit
den Wechselstromwicklungen d, bzw. 6 und den Gleichstromwicklungen 5 bzw. 7 vorhanden,
die ähnlich wirken wie die obenerwähnte bekannte Schaltung mit parallel geschalteten
Wechselstromwicklungen. Außer den beiden Drosseln a und b ist aber noch eine dritte
Drossel c vorgesehen, welche drei Wicklungen i, 2 und 3 besitzt. Die Wicklung 3
liegt in Reihe mit den Gleichstromwicklungen 5 und 7 der beiden anderen Drosseln,
während die beiden Wechselstromwicklungen i und 2 einander parallel geschaltet sind.
Wesentlich ist dabei, daß die Windungszahlen der Wechselstromwicklungen i und 2
voneinander verschieden sind. Die Windungszahl der Wicklung i zu der der Wicklung
2, möge beispielsweise im Verhältnis io : 9 stehen. Eine Mittelanzapfung der Wicklung
i bilidet den einen Wechselstromanschluß der Drosselanordnung.
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Zwei gleichsinnig parallel geschaltete, magnetisch miteinander verkettete
Wicklungen besitzen resultierend praktisch keine Induküivität. Infolgedessen können
an :der Parallelschaltung von. i und 2 auch bei ungleichen Augenblicksströmen in
den Wicklungen 4. und 6 keine nennenswerten Wechselspannungen auftreten. Der Grund
hierfür liegt darin, daß die parallel geschalteten Wicklungen zwangsläufig mit dem
gleichen magnetischen Fluß verkettet sein müssen und daß trotz verschiedener Windungszahlen
die Spannung an beiden wegen der Parallelschaltung die gleiche Größe besitzen müßte.Diese
Bedingungen lassen sich aber offenbar nicht gleichzeitig erfüllen.
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Tritt nun in den Erregerwicklungen der Drosselna und b eine Änderung
des Erregerstromes auf, beispielsweise so, daß der volle Erregerstrom plötzlich
abgeschaltet wird, ,so fließt ein Ausgleichstrom durch die Wechselstromlwicklun:gen
q. und 6, der auch über die Wechsels:tromwicklungen der Drossel c fließen muß. Aus
den oben angeführten Gründen widersetzt sich die Parallelschaltung von i und 2 einer
Feldänderung, und es müssen infolgedessen Gegenamperewindungeri das Gleichgewicht
halten. Bei dem oben angenommene Windungsverhältnis zwischen i und 2 von io :9 muß,
da die für eine Magnetisierung des. Kernes übrigbleibemde Restwindungszahl nur io-9
= i, also nur ein Zehntel der Windungszahl von i beträgt, etwa der zehnfache Strom
als Ausgleichstrom auftreten. Dieser hohe Ausgleichstrom verursacht in, den Ohmschen
Widerständen der Wicklungen entsprechend groß-u Verluste, so daß die magnetische
Energie der Drosseln a. und b sehr schnell aufgezehrt wird; die an
der Wicklung i dabei entstehende Spannung stellt sich auf denjenigen. Wert ein,
der notwendig ist, um dem, Ohmschen Spannungsabfall in dein Wicklungen i und 2,
hervorgerufen durch den Ausgleichstrom, zu decken und die Gegenspannung von 2 zu
überwinden. Die nähert sich also in ihrem Verhalten gegenüber Änderungen des Erregergleichstromes
dem Verhalten eines Ohmschen Widerstandes.
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Die Drosselspule c enthält, wie schon erwähnt, noch eine dritte Wicklung
3, die mit dem Erregerwicklungen der Drosseln a und b hintereinandergeschaltet
ist:. Diese Wicklung soll in jedem Fall das Auftreten einer zusätzlichen Spannung
in dem Gleichstromkreis verhindern. Ihre Windungszahl steht zu der Windungszahl
der Wicklung i in dem gleichen Verhältnis wie die Windungszahl der Gleichstromwicklung
5 zu der Wechselstromwicklung ,4. Da die Summe der Spannungen in den Wicklungen
i, 4 und 6 gleich Null ist, so, muß zwangsläufig auch die resultierende Spannung
in den Wicklungen 5, 3 und 7 gleich Null sein.
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Ein anderes Ausführungsbeispiel zeigt Fig.2. Dort sind die Wechselstromwicklungen
i bz.w. .I der Drosseln d und b mit verschiedenem Wicklungssinn hinterennandergeschaltet,
und die Gleichstromwicklungen 2 und 5 bilden ebenfalls eine allerdings gleichsinnige
Reihenschaltung. Parallel zu der letztgenannten Reihenschaltung liegt eine Reihenschaltung
aus zwei weiteren Wicklungen 3 und 6. Die Windungs.zahlen gleichartiger Wicklungen
mögen untereinander gleich sein. Es mögen also die Wicklungen i und q. bzw. 2 und
5 bzw. 3 und 6 je unter sich übereinstimmen. Dagegen müssen die. Windungszahlen
der Wicklungen .2 und 3 ebenso wie die der Windungen 5 und 6 verschieden, z. B.
im Verhältnis io :9 gewählt sein. Nimmt man an, däß ,an den Enden der Reihenschaltung
aus 2 und 5 eine Wechselspannung auftritt, so, wird eine gleichphasige, aber im
Verhältnis derWin.dungszahl kleine@reWechselspannung auch an den: Enden der Reihenschaltung
aus den Wicklungen 3 und 6 entstehen.. Da andererseits die beiden Reihenschaltungen
durch ihre Parallelschaltung auf gleiche Spannungen gehalten, werden, so muß sich
ein Ausgleichst!rom einstellem, der eine Angleichung der Wechselspannungen in 2
und 5, 3 und 6 und i und q. herbeiführt. Bei gleichen Augenblickswerten der Spannung
in i und q. können auch keine Ausgleichströme mehr auftreten.
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Plötzliche Änderungen .des Erregergleichstromes bewirken in den Wicklungen
2, 5, 6 und 3 dieselben
Ausgleichströme wie in, den. Wicklungen
i und 2 der Schaltung nach Fig. i.
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Die magnetische Trägheit wird also auch bei dieser Schaltung ganz
erheblich vermindert, und zwar sogar noch bis unter die natürliche Trägheit der
eingangs erwähnten bekannten: Schaltung mit hintereinandergeschalteten Wechselstrom-
bzw. Gleichstromwicklungen:.
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Die Anwendung des Erfindungsgedankens kommt überall dort in Betracht,
wo eine kleine Trägheit notwendig ist und wo eine größere Wechselspannung im Erregerkreis
unangenehm und eine symmetrische Wechselspannung erwünscht ist. Das ist insbesondere
der Fall bei der selbsttätigen Regelung von Wechselstromkreisen, von Gleichrichtern
und Maschinen sowie bei der Steuerung und Überwachung von Stromkreisen..