DE1035264B - Einphasentransformator, insbesondere zur Speisung von Bahnmotoren - Google Patents
Einphasentransformator, insbesondere zur Speisung von BahnmotorenInfo
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung bezieht sich auf einen Einphasentransformator, insbesondere zur Speisung von Bahnmotoren,
mit dreischenkligem Kern, der Leistungstransformatorwicklungen und auf einem der Schenkel
eine mit Anzapfungen versehene Regulierwicklung trägt.
Zur Speisung von Einphasen-Bahnmotoren werden oft Transformatoren mit Spannungsregelung auf der
Oberspannungsseite verwendet, um damit das Schalten von hohen Strömen auf der Sekundärseite zu vermeiden.
Die Hochspannungsregelung erfordert einen als Potentiometer wirkenden Reguliertransfortnator
und einen für die volle Motorleistung bemessenen Leistungstransformator, dessen Primärwicklung an
verschiedene Teilspannungen der Regulierwicklung angeschlossen wird. Die beiden Transformatoren
können auf zwei getrennten Kernen angeordnet sein. Es sind jedoch auch Anordnungen bekannt, bei
welchen die magnetischen Kreise der beiden Transformatoren teilweise miteinander verbunden sind.
Fig. 1 zeigt das Schema einer solchen bekannten Anordnung, wie sie im Bahnbetrieb verwendet wird.
Auf einem lameliierten Eisenkern mit drei Schenkeln 1, 2 und 3 sind Wicklungen angeordnet. Der Schenkel 1
trägt eine Regulierwicklung 4, welche über einen Stromabnehmer 6 und eine Erdleitung 7 an eine
konstante Primärspannung angeschlossen ist. Ein Stufenschalter 5 greift an Anzapfungen 4' der Wicklung
4 die benötigte Spannung ab, mit welcher eine auf dem Schenkel 2 angeordnete Leistungstransformator-Primärwicklung
8 gespeist wird. Auf dem gleichen Schenkel 2 ist auch die Leistungstransformator-Sekundärwicklung
9, welche die Fahrmotoren 10 speist, angeordnet. Die Wicklungen 8 und 9 sind je
für die volle Motorleistung bemessen, so daß die Wicklungsleistung auf dem Schenkel 2 der doppelten
Motorleistung gleicht. Die Wicklung 4 ist dagegen infolge der Sparschaltung nur für etwa zwei Drittel
der Motorleistung bemessen. Die Wicklungsleistung auf dem Schenkel 2 betragt somit etwa das Dreifache
der Wicklungsleistung auf dem Schenkel 1. Diese bekannte Anordnung ergibt demzufolge sehr ungleichmäßige
Wicklungsvolumina auf den Schenkeln 1 und 2, während der Schenkel 3 überhaupt nicht bewickelt
ist. In bezug auf Form und Herstellung des Kessels ist daher diese Anordnung ungünstig.
Für diese bekannte Anordnung zeigen die Fig. 2 und 3 vereinfacht den Verlauf der magnetischen
Flüsse im Eisenkern.
Wie Fig. 2 zeigt, sind im Eisenkern zwei voneinander unabhängige Flüsse Φ1 und Φχ vorhanden. Der
konstante Fluß Φχ wird durch Erregung der Wicklung
4 erzeugt, während ein von Null bis zu einem Maximalwert veränderlicher Fluß Φχ durch Erregung
Einphasentransformator,
insbesondere zur Speisung
von Bahnmotoren
Anmelder:
Maschinenfabrik Oerlikon,
Zürich-Oerlikon (Schweiz)
Zürich-Oerlikon (Schweiz)
Vertreter: Ph. Frhr. v. Habermann, Rechtsanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 34
München 22, Widenmayerstr. 34
Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 1. Juni 1955
Schweiz vom 1. Juni 1955
Dipl.-Ing. Pierre Leyvraz, Zürich (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
der Wicklung 8 erzeugt wird (Fig. 3). Die Flüsse Φχ
und Φχ bilden im Schenkel 3 einen resultierenden
Fluß Φ3 = Φχ — Φν Um bei Nullast keinen übermäßigen
Leerlaufstrom zu erhalten, wird in der Regel der Eisenquerschnitt des unbewickelten Schenkels 3
größer bemessen als der Querschnitt des Schenkels 1, was nachteiligerweise das Kerngewicht des Transformators
vergrößert.
Die geschilderten Nachteile lassen sich vermeiden, wenn bei einem Transformator der vorher beschriebenen
Art mit einer Regulierwicklung auf einem der Schenkel erfindungsgemäß auf den beiden anderen
Schenkeln je ein Teil der Primär- und der Sekundärwicklung der Leistungstransformatorwicklung angeordnet
wird.
In Fig. 4 der Zeichnung ist ein Transformator nach der Erfindung schematisch dargestellt, während in
Fig. 5 schematisch und in Fig. 6 diagrammatisch der Verlauf der magnetischen Flüsse im Eisenkern dieses
Transformators dargestellt ist. Gemäß Fig. 4 ist auf einem Schenkel 11 des Transformators eine mit Anzapfungen
14' versehene Regulierwicklung 14 angeordnet, welche über einen Stromabnehmer 16 und
eine Erdleitung 17 an ein nicht gezeigtes Primärnetz angeschlossen ist. An den Anzapfungen 14' greift ein
Stufenschalter 15 die zur Speisung einer zweiteiligen Leistungstransformator-Primärwicklung 18, 18' er-
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forderliche Spannung ab. Die Wicklung 18 ist auf einem Schenkel 12 und die Wicklung 18' auf einem
Schenkel 13 des Transformators angeordnet. Eine zweiteilige Leistungstransformator-Sekundärwicklung
19, 19', weiche Triebmotoren. 20 mit veränderlicher Spannung speist, ist ebenfalls auf den Schenkeln 12
und 13 verteilt angeordnet.
Wie Fig. 5 zeigt, sind im Eisenkern zwei voneinander unabhängige Flüsse Φη und Φχ vorhanden. Der
konstante Fluß Φη wird durch Erregung der Wicklung
14 erzeugt, während ein von Null bis zu einem Maximalwert veränderlicher Fluß Φχ durch Erregung
der Wicklungen 18, 18' erzeugt wird (Fig. 6).
Der Fluß Φ12 im Schenkel 12 setzt sich zusammen
aus den Flüssen ΦηΙ2 und Φχ. Der Fluß Φ13 im
Schenkel 13 resultiert aus den Flüssen Φχ und ΦηΙ2.
Bei einer Motorspannung E^ = 0 (Fig. 6), d. h. wenn
Φχ = 0 ist, sind die Flüsse Φ12 und Φ13 je etwa halb
so groß wie der Fluß Φη. Der Leerlauf strom ist daher
verhältnismäßig klein. Da die Flüsse in den Schenkeln 12 und 13 bei EM = 0 gleich groß sind und dieselbe
Richtung haben, heben sich die induzierten Spannungen in den Teilwicklungen 19, 19' gegenseitig auf.
Beim allmählichen Ansteigen der Spannung steigt der Fluß Φχ und erreicht bed einer relativ niedrigen
Spannung· einen solchen Wert, daß der resultierende Fluß Φ,3 im Schenkel 13 Null wird (Fig. 6). In
diesem Fall wird nur in der um den Schenkel 12 gewickelten Teilspule 19 Spannung induziert. Beim
weiteren Anstieg der Spannung kehrt der resultierende Fluß Φ13 seine Richtung um, so daß dann die induzierten
Spannungen in beiden Tedlspulen 19, 19' sich addieren. Bei der höchsten Spannung Em ist der
resultierende Fluß Φ13 im Schenkel 13 etwa gleich
groß wie der Fluß Φ11, der resultierende
Φ12 = Φχ + ΦηΙ2 im Schenkel 12 dagegen
Fluß etwa
doppelt so groß. Bei annähernd gleichem Wicklungsquerschnitt auf allen drei Schenkeln wird auf diese
Weise erreicht, daß die Leistung der Wicklung 18, 18' und 19, 19' zusammen ungefähr das Dreifache der
Leistung der Regulierwicklung 14 beträgt. Die erfindungsgemäße Anordnung ergibt somit eine
günstigere Wicklungsbemessung, ein kleineres Kerngewicht und eine einfachere Kesselform.
Damit die Induktion im Schenkel 12 nicht zu groß wird, ist dessen Eisenquerschnitt in an sich bekannter
Weise größer bemessen als der des Schenkels 13. Der Schenkel 12 ist als mittlerer Kernschenkel angeordnet,
wodurch die Jochquerschnitte kleiner werden als bei anderer Anordnung dieses Schenkels.
Zur besseren Material- und Platzausnutzung sowie zur Vereinfachung der Schenkelfabrikation sind die
Schenkel 11 und 13 wie üblich mit gleichen Eisenquerschnitten ausgeführt.
Die Teilwicklungen 18 und 18' besitzen gleiche Windungszahlen, wie es bei, anderen Anordnungen mit
Teilwicklungen bereits vorgeschlagen worden ist.
Claims (6)
1. Einphasentransformator, insbesondere zur Speisung von Bahnmotoren, mit dreischenkligem
Kern, der Leistungstransformatorwicklungen und auf einem der Schenkel eine mit Anzapfungen versehene
Regulierwicklung trägt, dadurch gekennzeichnet, daß auf den beiden anderen Schenkeln je
ein Teil der Primär- und der Sekundärwicklung der Leistungstransformatorwicklung angeordnet
ist.
2. Einphasentransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden, die
Leistungstransformatorwicklung tragenden Schenkel verschiedene Eisenquerschnitte aufweisen.
3. Einphasentransformator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leistungstransformatorwicklung
auf einem Außenschenkel und dem Mittelschenkel des Eisenkörpers angeordnet ist.
4. Einphasentransformator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelschenkel
in an sich bekannter Weise einen größeren Querschnitt aufweist als die Außenschenkel.
5. Einphasentransformator nach Anspruch. 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenschenkel
in an sich bekannter Weise gleiche Querschnitte aufweisen.
6. Einphasentransformator nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die in Reihe
geschalteten Teile der Leistungstransformatorwicklung in an sich, bekannter Weise gleiche
Windungszahlen besitzen.
In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 672 500, 752 759,
892174;
schweizerische Patentschrift Nr. 142 560.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
@ 8« 579/223 7.58
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DE (1) | DE1035264B (de) |
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- 1955-10-28 CH CH338492D patent/CH338492A/de unknown
- 1955-11-15 DE DEM28801A patent/DE1035264B/de active Pending
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- 1956-05-16 GB GB15312/56A patent/GB799004A/en not_active Expired
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