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Einphasentransformatorsatz . In Betrieben mit in weiten Grenzen veränderlicher Lastspannung, insbesondere bei den Fahrzeugen der elektrischen Zugförderung, müssen bekanntlich die verwendeten Transformatorsätze mit möglichst geringem Gewicht ausgeführt werden. Bei grossen Leistungen ist man deshalb dazu übergegangen, die Regelung der Verbrauchsspannung auf der Speisespannungsseite vorzunehmen, um die schwere Schaltapparatur der Niederspannungsseite durch die leichte Apparatur der Hochspannungssteuerung zu ersetzen. Die Schaltanordnung derselben kann wohl von etwelchem Einfluss auf den gesamten Gewichtseinsatz sein, doch spielt, wie leicht einzusehen ist, die Grösse des Eisengestells des Transformatorsatzes in dieser Hinsicht die ausschlaggebende
Rolle.
Um das Gewicht des Transformatorsatzes zu vermindern, kann daher bekanntlich der Regel- und der Leistungstransformator auf einem ge- meinsamen Eisengestell angeordnet werden, wo- durch mindestens ein Joch eingespart wird. Ferner wird zwecks einer besseren Ausnützung der ver- fugbaren Bauhöhe des Transformatorsatzes ein radialgeblechter Kern verwendet, wobei die Joch- hohe wesentlich gekürzt und somit eine Gewichts- ersparnis erzielt werden kann. Bei all diesen bekannten Anordnungen werden die Wicklungen bei der Transformatoren, des Regel-sowohl wie des Leistungstransformators, auf getrennten Säulen angeordnet, u. zw. derart, dass die Ausgleichssäule für einen über den ganzen Regelbereich hin kleinstmöglichen Differenzfluss ausgelegt wird.
Dadurch erzielte man wohl das kleinste Gewicht der Ausgleichssäule, nicht aber das kleinste Gewicht des ganzen Gestells. Das ist erst möglich, wenn es gelingt, den Säulenquerschnitt des Leistungstransformators unter Ausnützung der bereits angeführten Vorteile dem Säulenquerschnitt des Regeltransformators anzugleichen, mit anderen Worten : der Regeltransformator ist jetzt nicht mehr der Abkömmling des Leistungstransformators, sondern umgdcehrt ; letzterer hat sich in seiner Auslegung dm erstere. anzupassen. Es ist aber klar, dass die viel grössere
Eigenleistung des Leistungstransformators be- sonderer Massnahmen bedarf, um bei den zu jenem passenden Säulenquerschnitt die Kur7- schlussspannung einzuhalten, welche beim jeweiligen Betrieb noch zulässig ist.
Bei einem Dreiphasen-Transfbrmatorsatz ist es bereits bekannt, die eine Phasenwicklung des einen Transformators mit der anderen Phasenwicklung des zweiten Transformators auf einem gemeinsamen Schenkel anzuordnen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich aber auf einen Einphasen-Transformatorsatz, bestehend aus einem an das Speisenetz angeschlossenen, mit Anzapf1mgen ven. ehenen Regeltransformator und einem über diesen gespeisten Leistungstransformator, die auf einem gemeinsamen Magnetgestell angeordnet und voneinander durch ein Zwischenjoch getrennt sind. Bei einem Ein- phasen-Transformatorsatz dieser letztgenannten Art wird gemäss der Erfindung die gewünschte
Gewichtsverminderung dadurch erzielt, dass die
Säule des Regekransfbrmators und diejenige des
Leistungstranformators dieselbe Achse haben und dass die Primärwicklung und die Sekundärv'ickmng des Leistungstransformators mindestens doppel- konzentrisch angeordnet sind.
In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes in schematischer
Weise dargestellt, u. zw. zeigt die Fig. 1 einen
Transformatorsatz im Längsschnitt, während in
Fig. 2 derselbe im Grundriss dargestellt ist. Die
Fig. 3 und 4 zeigen zwei alternative Anordnungs- möglichkeiten für die den Verbraucher speisende
Wicklung.
In den Fig. 1 und 2 bedeutet 1 den gemeinsamen Eisenkern, der am zweckmässigsten in an sich bekannter Weise radial geblecht ist. Auf diesen Eisenkern ist sowohl die Wicklung 2 des Regeltransformators, dessen Anzapfungen 3 zu einem nur angedeuteten Lastschalter 4 führen, sowie die Oberspannungswicklung 5 und die Unterspannungswicklung 6 des Leistungstransformators in doppelkonzentrischer Anordnung angeordnet, u. zw. so, dass der Leistungstransformator sich räumlich über dem Regeltransformator befindet. Zur Aufnahme der mag- netischen Differe. lzflüsse von Regel-und Leistungstransfurmator ist ein Zwischenjoch 7 aus waagrecht geschichteten Blechringen vorgesehen.
Die Joche 8 an beiden Enden des Eisenkerns 1 bestehen ebenfalls aus waagrecht geschichteten
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Blechringen, während die magnetischen Rückschlüsse 9, die sternförmig um den Eisenkern 1 angeordnet sind, aus senkrecht geschichteten Blechen gebildet sind. Gleichmässig über dem Umfang der Joche 7, 8 verteilt sind i, den magnetisch inaktiven Teilen derselben Löcher 10 für den Durchfluss des Kühlmittels vorgesehen, wobei die inaktiven Teile der Jochringe nur so viel Raum beanspruchen sollen, als zum Durchtritt der Ableitungen und des Kühlmittels notwendig ist. Der gesamte Transformatorsatz ist in einen Kasten 11 eingebaut, der mit einer Klemme 12 für den Anschluss an die Speisespannung versehen ist.
Mit 13 sind die Ableitungen zum Verbraucher bezeichnet.
Bei der beschriebenen Anordnung ist es von Vorteil, dass der Leistungstransformator über dem Regeltransformator angeordnet ist, weil er den Hauptanteil an den Verlusten hat und ausserdem ermöglicht dies, die Hochstromableitungen 13 möglichst kurz zu halten. Ferner ist es von Vorteil, wenn, wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, die den Verbraucher speisende Wicklung 6 und die zugehörige Erregerwicklung 5 in mindestens zwei in Reihe verbundenen Lagen ausgeführt werden, so dass Anfang und Ende derselben in paralleler Führung von möglichst kurzer Länge zum Kastendeckel gelangen können.
Wenn es sich um die Speisung von Verbrauchern mit sehr grossen Strömen handelt, kann die den Verbraucher speisende Wicklung 6, wie in
Fig. 3 schematisch veranschaulicht ist, ausgeführt werden. In diesem Falle wird die Unterspannungs- wicklung 6 des Leistungstransformators in zwei um die Mittelebene der zugehörigen Erreger- wicklung 5 gegengleich angeordnete Spulen 6', 6" aufgeteilt.
Bei grossen Maschinenleistungen ist es auch vorteilhaft, mehr als zwei magnetische Streukreise für die Wicklungen des Leistungstransformators vorzusehen. Bei einer solchen Anordnung werden, wie aus der Fig. 4 ersichtlich ist, die entsprechenden Lastspannungswicklungen 6 parallel geschaltet und der Ausgleich der Stromaufhahmen der einzelnen Wicklungsteile wird entsprechend der vom geerdeten zum ungeerdeten Ende der Erregerwicklung 5 zunehmenden Wicklungsabstände erreicht. Dieser Ausgleich der Stromaufnahme der zu den einzelnen magnetischen Streukreisen gehörenden Wicklungsteile kann auch anstatt durch die erwähnte Verschiedenheit in den Wicklungsabständen durch eine abnehmende Windungszahl der Spulen vom geerdeten zum ungeerdeten Teil der Erregerwicklung aus gerechnet, erzielt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einphasen-Transformatorsatz, bestehend aus einem an das Speisenetz angeschlossenen, mit Anzapfungen versehenen Regeltransformator und einem von diesem gespeisten Leistungstransforma. or, die auf einem gemeinsamen Magnet- gestell angeordnet und voneinander durch ein
Zwischenjoch getrennt sind, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Säule des Regeltransformators und diejenige des Leistungstransformators dieselbe
Achse haben und dass die Primärwicklung und die
Sekundärwicklung des Leistungstransformators mindestens doppelkonzentrisch angeordnet sind.
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Single phase transformer set. In companies with a load voltage that can vary within wide limits, particularly in the case of vehicles used for electric train transport, it is known that the transformer sets used must be designed with the lowest possible weight. In the case of large powers, one has therefore switched to regulating the consumption voltage on the supply voltage side in order to replace the heavy switching equipment on the low-voltage side with the light equipment of the high-voltage control. The switching arrangement of the same may have some influence on the total weight use, but, as can easily be seen, the size of the iron frame of the transformer set plays the decisive role in this regard
Role.
In order to reduce the weight of the transformer set, it is known that the regulating and power transformers can be arranged on a common iron frame, which saves at least one yoke. Furthermore, for the purpose of better utilization of the available structural height of the transformer set, a radially laminated core is used, the yoke height being able to be significantly reduced and thus a weight saving achieved. In all of these known arrangements, the windings in the transformers, both the control and the power transformer, are arranged on separate columns, u. zw. In such a way that the compensation column is designed for the smallest possible differential flow over the entire control range.
This probably achieved the lowest weight of the balancing column, but not the lowest weight of the entire frame. This is only possible if the column cross-section of the power transformer can be adapted to the column cross-section of the regulating transformer using the advantages already mentioned, in other words: the regulating transformer is no longer the descendant of the power transformer, but the other way round; the latter has become the former in its interpretation. adapt. But it is clear that the much larger
The power transformer's own contribution requires special measures in order to maintain the short-circuit voltage for the column cross-section that is suitable for the respective operation.
In the case of a three-phase transformer set, it is already known to arrange the one phase winding of one transformer with the other phase winding of the second transformer on a common leg.
However, the present invention relates to a single-phase transformer set, consisting of one connected to the supply network, with taps. Ehenen regulating transformer and a power transformer fed via this, which are arranged on a common magnet frame and separated from one another by an intermediate yoke. In the case of a single-phase transformer set of this last-mentioned type, according to the invention the desired
Weight reduction achieved in that the
Column of the Regekransfbrmator and that of the
Power transformer have the same axis and that the primary winding and the secondary winding of the power transformer are arranged at least double-concentrically.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically in the drawing
Way shown, u. Between. Fig. 1 shows a
Transformer set in longitudinal section, while in
Fig. 2 the same is shown in plan. The
3 and 4 show two alternative arrangements for the one that feeds the consumer
Winding.
In FIGS. 1 and 2, 1 denotes the common iron core, which is most expediently laminated radially in a manner known per se. On this iron core, both the winding 2 of the regulating transformer, the taps 3 of which lead to an only indicated load switch 4, as well as the high-voltage winding 5 and the low-voltage winding 6 of the power transformer are arranged in a double-concentric arrangement, u. zw. so that the power transformer is spatially above the control transformer. To accommodate the magnetic differences. For the flow of regulating and power transformers, an intermediate yoke 7 made of horizontally layered sheet metal rings is provided.
The yokes 8 at both ends of the iron core 1 also consist of horizontally layered ones
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Sheet metal rings, while the magnetic yokes 9, which are arranged in a star shape around the iron core 1, are formed from perpendicularly layered sheets. Evenly distributed over the circumference of the yokes 7, 8 are i, the magnetically inactive parts of the same holes 10 for the flow of the coolant, the inactive parts of the yoke rings should only take up as much space as is necessary for the discharge lines and the coolant to pass through . The entire transformer set is installed in a box 11 which is provided with a terminal 12 for connection to the supply voltage.
With 13 the derivatives to the consumer are designated.
In the arrangement described, it is advantageous that the power transformer is arranged above the regulating transformer, because it accounts for the majority of the losses and, in addition, this enables the high-current discharge lines 13 to be kept as short as possible. It is also advantageous if, as can be seen from FIG. 1, the winding 6 feeding the consumer and the associated excitation winding 5 are designed in at least two layers connected in series so that the beginning and end of the same are as short as possible in parallel Length can reach the box lid.
If it is a matter of feeding loads with very large currents, the winding 6 feeding the load can, as in FIG
Fig. 3 is illustrated schematically. In this case, the low-voltage winding 6 of the power transformer is divided into two coils 6 ', 6 "arranged in opposite directions around the center plane of the associated excitation winding 5.
With large machine outputs, it is also advantageous to provide more than two magnetic stray circuits for the windings of the power transformer. In such an arrangement, as can be seen from FIG. 4, the corresponding load voltage windings 6 are connected in parallel and the compensation of the current consumption of the individual winding parts is achieved in accordance with the winding distances increasing from the earthed to the ungrounded end of the excitation winding 5. This compensation of the current consumption of the winding parts belonging to the individual magnetic stray circles can also be achieved instead of by the mentioned difference in the winding distances by a decreasing number of turns of the coils from the earthed to the ungrounded part of the excitation winding.
PATENT CLAIMS:
1. Single-phase transformer set, consisting of a regulating transformer connected to the supply network, provided with taps and a power transformer fed by this. or, which are arranged on a common magnetic frame and separated from each other by a
Intermediate yokes are separated, characterized in that the column of the regulating transformer and that of the power transformer are the same
Axis and that the primary winding and the
Secondary winding of the power transformer are arranged at least double-concentrically.