DE2816356C2 - Primärseitig umschaltbarer Stromwandler - Google Patents

Description

a) das Kopfgehäuse (2, 21, 35) galvanisch mit einem Ende (Ld) eines Wicklungsteils (3d) verbunden ist,

b) das Kopfgehäuse η — 1 Zapfen (24) aufweist, die in einer Reihe liegen,

c) das andere Ende (Kd) des einen Wicklungsteüs (3d) und alle anderen Enden (K-Lr, ...; /C_n-I-L_n-O der weiteren Wicklungsteile mit den Schaltklemmen (6) verbunden sind, die räumlich parallel zu den Zapfen (24) angeordnet sind, und

d) die Anschlußklemmen (26) für den einen Primäranschluß (K) mit den Zapfen (24) des Kopfgehäuses (2, 21, 35) kammartig verzahnt angeordnet sind.

2. Stromwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß abwechselnd ein K- und L-Ende eines Wicklungsteils (3) an die Schaltklemmen (6,28) angeschlossen ist.

3. Stromwandler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen benachbarten Zapfen (24) und Anschlußklemmen (26) gleich, aber anders als der ebenfalls jeweils gleiche Abstand zwischen benachbarten Enden (K_n-L_n) unterschiedlicher Wicklungsteile (3) und zwischen den Zapfen (24) sowie den Anschlußklemmen (26) und den jeweils benachbarten Schaltklemmen (6) ist.

Die Erfindung betrifft einen primärseitig umschaltbaren Stromwandler mit π wahlweise parallel oder in Reihe schaltbaren primären Wicklungsteilen aus Leitermaterial gleichen Querschnitts und mit einer einzigen Umschaltvorrichtung, die an einem aus elektrisch leitendem Material bestehenden Kopfgehäuse auf der Seite eines gegen dieses isolierten Primäranschlusses angebracht ist, wobei das Kopfgehäuse galvanisch mit einem weiteren Primäranschluß verbunden ist und auf der Seite der Umschaltvorrichtung eine Öffnung besitzt, die durch eine Durchführungsplatte aus Isoliermaterial dichtend abgeschlossen ist, auf welcher Schaltklemmen zum Anschluß der Wicklungsteile angebracht sind, wobei der eine Primäranschluß η Schaltklemmen und das Kopfgehäuse auf der Seite der Umschaltvorrichtung

s Zapfen aufweist und wobei Uinschaltlaschen zum Verbinden von Zapfen und Anschlußklemmen mit den Schaltldemmen oder der Schaitklemmen untereinander vorgesehen sind.

Bei einem bekannten primärseitig umschaltbaren

ίο Stromwandler dieser Art in Kopfbauweise (DE-OS 25 44 057) ist eine seitliche Öffnung im Kopfgehäuse des Stromwandlers mit einer Isolierstoffplatte dichtend abgedeckt An diese Isolierstoffplatte ist ein Primäranschluß mit einer der Zahl der Wicklungsteile entsprechenden Anzahl von Anschlußklemmen angeschraubt Weiterhin sind in der Isolierstoffplatte Schaltklemmen vorgesehen, an die die Enden sämtlicher Wicklungsteiie angeschlossen sind. Das Kopfgehäuse weist auf der Seite der Umschaltvorrichtung Zapfen auf. Diese Zapfen, die Anschlußklemmen und die Schaltklemmen können dabei entweder auf zwei konzentrischen Kreisen oder zwei entsprechenden Quadraten um den Primäranschlußbolzen angeordnet sein. Je nachdem welche Klemmen bzw. Zapfen man miteinander verbindet, sind die einzelnen Wicklungsteile entweder alle parallel bzw. in Reihe oder auch teilweise parallel und teilweise in Reihe geschaltet

Ferner ist ein umrrhc.'.t^u~rer Wandler bekannt (DE-GM 17 27 26y), bei dem die Teilwicklungen mit

μ ihrem jeweils einen Ende an in Reihe liegende Anschlußstücke und mit ihrem jeweils anderen Ende an eine parallel liegende Reihe von Anschluß;»Lücken angeschlossen sind. Kontaktbrücken auf mehreren Isolierplatten dienen zur Erzielung der jeweils gewünschten Schaltung der Teilwicklungen durch Verbindung entsprechender Anschlußstücke miteinander.

Bei einem weiteren bekannten Hochspannungsmeßwandler (AT-PS 2 42 796) ist eine Anschlußplatte mit Anschlüssen für Primärwicklungsteile versehen. An diese Anschlüsse sind auch beide Primäranschlüsse des Wandlers geführt die demzufolge vom Gehäuse isoliert angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umschaltvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die bei Stromwandlern in Kopf- als auch in Topfbauweise verwendet werden kann und bei der die Umschaltung noch einfacher und die Überprüfung der Schaltung noch übersichtlicher ist Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß

a) das Kopfgehäuse galvanisch mit einem Ende eines Wicklungsteils verbunden ist,

b) das Kopfgehäuse η — 1 Zapfen aufweist die in einer Reihe liegen,

c) das andere Ende des einen Wicklungsteils und alle anderen Enden der weiteren Wicklungsteile mit den Schaltklemmen verbunden sind, die räumlich parallel zu den Zapfen angeordnet sind, und

d) die Anschlußklemmen für den einen Primäran-Schluß mit den Zapfen des Kopfgehäuses kammartig verzahnt angeordnet sind.

Dadurch, daß die Schaltklemmen für die Enden der Wicklungsteile in einer Reihe und die Zapfen des Kopfgehäuses und die Anschlußklemmen des Primäranschlusses kammartig verzahnt in einer parallelen Reihe dazu angeordnet sind, ist diese Umschaltvorrichtung durch die geringe Höhe der Umschaltstelle noch

raumsparender als die bereits bekannte. Dadurch wird es möglich, diese Umschaltvorrichtung nicht nur bei Stromwandlern in Kopfbauweise einzusetzen, bei denen das Kopfgehäuse zur Aufnahme des solenoidförmigen Eisenkerns und der Sekundärwicklungen sowieso eine ausreichende Höhe haben muß, sondern auch für Stromwandler in Topfbauweise, bei denen das Kopfgehäuse eine geringere Höhe besitzt Der Einsatz ein und derselben Umschaltvorrichtung für verschiedene Stromwandlertypen wirkt sich wiederum vorteilhaft teilesparend aus.

Als voi teilhaft wird es angesehen, wenn bei der Umschaltvorrichtung des erfindungsgemäßen Stromwandlers abwechselnd ein K- und L-Ende eines Wicklungsteils an die Schaltklemmen angeschlossen ist Dadurch haben die durch einen Kurzschlußstrom erzeugten dynamischen Kräfte auf die einzelnen Schaltklemmen geringere Wirkung, weil sich die angreifenden Kräfte größtenteils gegenseitig aufheben. Weiterhin ist die Umschaltart eines derartigen Stromwandlers mit einem Blick erfaßbar, da waagerechte Umschaltlaschen zwischen Schaltkiemme und Zapfen eine Reihenschaltung und senkrechte Umschaltlaschen eine Parallelschaltung der einzelnen Wicklungsteile bedeuten.

In Weiterbildung der Erfindung wird es als besonders vorteilhaft erachtet, daß der Abstand zwischen benachbarten Enden eines Wicklungsteils und zwischen benachbarten Zapfen bzw. Anschlußklemmen gleich, aber anders als der ebenfalls jeweils gleiche Abstand zwischen benachbarten Enden unterschiedlicher Wicklungsteile und zweischen den Zapfen sowie den Anschlußklemmen und den jeweils brnachbarten Schaltklemmen ist Durch diese Wahl der Abstände ist sichergestellt daß eine falsche Schaltung, beispielsweise ein Kurzschluß eines Wicklungsteils, vermieden wird.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele nach der Erfindung anhand der Fig. 1 bis 13 näher beschrieben und erläutert Dabei zeigt

F i g. 1 in schematischer Darstellung einen erfindungsgemäßen Stromwandler in Topfbauweise;

Fig.2 entsprechend einen Stromwandler in Kopfbauweise;

Fig.3 zeigt als Prinzipbild in Draufsicht die wesentlichen Teile der Umschaitvorrichtung für eine 1:2:4-Umschaltung. Die

Fig.4 bis 6 zeigen die drei damit möglichen Schaltzustände. Die

F i g. 7 bis 9 zeigen eine entsprechende Ausführung für eine 1 :2-Umschaltung. Die

Fig. 10 bis 12 zeigen teilweise im Schnitt drei Ansichten der Umschaltvorrichtung bei einem Stromwandler in Topfbauweise. Die

Fig. 13 zeigt im Schnitt eine Ansicht der Umschaltvorrichtung für einen Stromwandler in Koofbauweise.

Der Stromwandler 1 nach der F i g. 1 besitzt zwei Primäranschlüsse K und L, von denen der Anschluß L mit einem Kopfgehäuse 2 leitend verbunden ist. Im Innern dieses Kopfgehäuses 2 befinden sich vier primäre Wicklungsteile 3, die durch eine hier nicht dargestellte Durchführung nach unten zum Kern 5 mit Sekundärwicklung 4 geführt sind. Ein Ende La eines primären Wicklungsteils ist ebenfalls leitend mit dem Kopfgehäuse 2 verbunden. Die anderen Enden der Wicklungsteile sind mit Schaltklemmen 6 verbunden, die aus in einer Reihe liegenden, eine Isolierstoffplatte 7 durchsetzenden Durchführungsbolzen bestehen.

Unterhalb der Isolierstoffplatte 7 besitzt das Kopfgehäuse 2 Zapfen 24 und der mit einer Isolation 8 gegen das Kopfgehäuse 2 elektrisch isolierte Primäranschluß K Anschlußklemmen 26. Die konstruktive Ausführung der Zapfen und Anschlußklemmen und ihre Lage ergibt sich aus den Fig.3 und 10 bis 12. Über hier nicht dargestellte Umschaltlaschen können die Zapfen bzw. Anschlußklemmen mit den SchaltkJemmen 6 verbunden werden.

F i g. 2 zeigt eine entsprechende Darstellung für einen ίο Stromwandler in Kopfbauweise. Der einzige Unterschied besteht bei dieser schematischen Darstellung darin, daß der Kern 5 mit Sekundärwicklung 4 im Kopfgehäuse 2 untergebracht ist und die Sekundäranschlüsse 11 durch die wiederum nicht dargestellte is Durchführung nach unten herausgeführt sind. Einzelheiten der Zapfen bzw. Anschlußklemmen sind für den Stromwandler in Kopfbauweise ebenfalls der Fig.3 und darüber hinaus der F i g. 13 zu entnehmen.

Bei beiden Ausführungsformen bestehen sämtliche primären Wicklungsteile 3 aus Leitermaterial gleichen Querschnitts.

in Fig.3 sind in Draufsicht auf einen Stromwandler schematisch die wesentlichen Teile der Umschaltvorrichtung dargestellt Das Kopfgehäuse 2 weist drei in einer Reihe liegende Zapfen 24 auf; der Primäranschluß K vier entsprechende Anschlußklemmen 26, die mit den Zapfen 24 kammartig verzahnt sind. Den Zapfen bzw. Anschlußklemmen liegen je eine Schaltkiemme 6 gegenüber. Die mit den Schaltklemmen verbundenen Enden der primären Wicklungsteile 3 sind mit K,— L,; K_b—Lb; Kc—Lcxma Ka gekennzeichnet. Die primärseitigen Umschaltungen erfolgen mit Umschaltlaschen IS, wie sie in den folgenden F i g. 4 bis 6 dargestellt sind. Bei allen drei möglichen Umschaltarten muß stets zwischen einer Anschlußklemme 26 und dem Ende K, eine Verbindung vorhanden sein. Es darf nicht passieren, daß ein Zapfen mit einer Anschlußklemme bzw. zwei zu einem Wicklungsteil gehörende Enden, beispielsweise K, und L, miteinander verbunden sind; das würde im ersten Fall ein Überbrücken des gesamten Stromwandlers bedeuten, der damit außer Funktion gesetzt wäre und in den anderen Fällen ein Kurzschließen einzelner Wicklungsteile, wodurch die optimale Stromausnutzung der Leiterquerschnitte der Wicklungsteile nicht mehr gegeben wäre. Eine falsche Schaltung kann man beispielsweise dadurch vermeiden, daß der Abstand zwischen Zapfen und Anschlußklemmen sowie zwischen den mit K_n- /,„-Enden verbundenen Schaltklemmen 6 — η stellt dabei einen Laufindex für a bis c'dar — anders wählt als den Abstand zwischen Zapfen 24 bzw. Anschlußklemmen 26 und gegenüberliegenden Schaltklemmen 6 und den Abstand zwischen Schaltklemmen, die mit Enden unterschiedlicher Primärwicklungsteile verbunden sind

Abgesehen von der ersten Verbindung zwischen der im Ausführungsbeispiel linken Anschlußklemme 26 und der mit dem /ί,-Ende verbundene Schaltklemme 6, die auf jeden Fall vorhanden sein muß, bedeutet jede weitere waagerechte Verbindung eine Reihenschaltung und jede senkrechte Verbindung eine Parallelschaltung und jede senkrechte Verbindung eine Parallelschaltung der jeweiligen Primärwicklungen. Nach F i g. 4 erfolgt eine Parallelschaltung aller vier primären Wicklungsteile 3a bis 3d, so daß nur eine Windung wirksam eingeschaltet ist. Damit ist der größte Strombereich eingeschaltet Nach F i g. 5 sind die Wicklungsteile 3a und 3b sowie 3c und 3d jeweils durch waagerechte Verbindungslaschen 15 in Reihe geschaltet; sie bilden

Windungsgruppen aus je zwei primären Wicklungsteilen. Durch die weiteren zwei senkrechten Verbindungslaschen 15 werden diese Windungsgruppen parallel geschaltet. Insgesamt sind somit zwei Windungen wirksam, so daß der nächst kleinere Strombereich eingeschaltet ist.

Nach F i g. 6 sind sämtliche primären Wicklungsteile durch drei waagerechte Verbindungslaschen in Reihe geschaltet. In diesem Fall ergeben sich vier wirksame Windungen und damit eine Schaltung für den kleinsten Strom.

Die F i g. 7 bis 9 zeigen eine entsprechende Anordnung für eine 1 :2-Umschaltung.

Fi g. 10 zeigt im Schnitt eine Seitenansicht durch das Kopfgehäuse eines Stromwandlers 1 in Topfbauweise. Andeutungsweise ist der Stützisolator 20 dargestellt, durch den die primären Wickiungsteiie 3 nach unten und durch einen nicht dargestellten Eisenkern geführt sind. An das Kopfgehäuse 21 ist auf einer Seite der Primäranschluß L angeschraubt Auf der gegenüberliegenden Seite ist eine öffnung 22 im Kopfgehäuse 21 mit einer Durchführungsplatte 7 aus Isoliermaterial dichtend verschlossen. Unterhalb dieser Platte 7 besitzt das Kopfgehäuse drei in einer Reihe nebeneinanderliegende Zapfen 24. Durch eine Isolation 8 ist der Primäranschluß K elektrisch gegen das Kopfgehäuse 21 isoliert. Dieser Primäranschluß K besitzt vier in der gleichen Ebene wie die Zapfen des Kopfgehäuses liegende Anschlußklemmen 26. Diese sind an ihren Enden senkrecht nach oben abgewickelt und bilden vier Schaltklemmen. An die drei Zapfen 24 des Kopfgehäuses 21 sind Verbindungslaschen 27 angeschraubt, deren anderes Ende in der gleichen Höhe wie die abgewinkelten Enden der Anschlußklemmen 26 des Primäranschlusses K liegen. Insgesamt ergeben sich somit sieben in einer Reihe nebeneinanderliegende Schaltstellen. Entsprechend besitzt die Durchführungsplatte 7 sieben Durchführungsbolzen 28, an die auf der Innenseite des Kopfgehäuses die Enden K» L, bis Kd der primären Wicklungsteile 3 angeschlossen sind. Der letzte Anschluß L_d ist direkt galvanisch mit dem Kopfgehäuse verbunden. Über Umschaltlaschen 15 können die Schaltklemmen wie in der anhand der F i g. 3 bis 9 dargestellten Art und Weise miteinander verbunden werden.

Oberhalb des Kopfgehäuses 21 befindet sich ein Volumenausgleichsgehäuse 30, mit dem Volumenausdehnungen des im Stromwandler 1 vorhandenen Isolieröls aufgefangen werden können.

F i g. 11 zeigt einen Schnitt durch F i g. 10 entlang der

Linie AB. Der besseren Übersichtlichkeit halber sind die Durchführungsbolzen 28 nur als strichpunktierte Linien dargestellt Auf der Innenseite des Kopf gehäuses 21 sind die Durchführungsbolzen mit den Anschlüssen der primären Wicklungsteile verbunden. Außerhalb des Kopfgehäuses, in der Darstellung links von der Durchführungsplatte 7, befinden sich unterhalb der Durchführungsbolzen die drei Zapfen 24 des Kopfgehäuses mit den Verbindungslaschen 27 sowie die vier

ίο Anschlußklemmen 26 des Primäranschlusses K.

Fig. 12 zeigt eine weitere Seitenansicht des oberen Teils des Stromwandlers 1, bei der man auf die Umschaltvorrichtung schaut. Dabei sind deutlich die vier Anschlußklemmen 26 des Primäranschlusses K mit

is ihren senkrecht nach oben gebogenen Enden zu erkennen. Zwischen diesen Anschlußklemmen 26 befinden sich die Verbindungslaschen 27 zu den Zapfen 24 des Kopfgehäuses 21. In einer Reihe darüber befinden sich die Durchführungsbolzen 28, die wieder um nur — diesmal durch Kreuze — angedeutet sind. Außerdem ist eine Umschaltlasche 15 eingezeichnet, die anzeigen soll, daß die Verbindung zwischen einer Anschlußklemme 26 und dem ^.-Anschluß stets vorhanden sein muß.

Fig. 15 zeigt in entsprechender Weise das Kopfgehäuse 35 eines Stromwandlers in Kopfbauweise. Dieses Kopfgehäuse 35 ist sehr viel höher als das des Stromwandlers in Topfbauweise, da es den Eisenkern und die Sekundärwicklung 36 enthält Die eigentliche Umschaltvorrichtung jedoch ist mit der für den Stromwandler in Topfbauweise verwendeten identisch. Das bringt wesentliche Vorteile mit sich. Zum einen müssen weniger unterschiedliche Teile gefertigt werden, zum anderen ist auch die Montage und das Erfassen der jeweiligen Umschaltart vereinfacht.

Da die Anschlüsse der Primärleiter und der primären Wicklungsteile in den beiden Reihen in der Folge K—L—K... angeordnet sind, haben die durch einen Kurzschlußstrom erzeugten dynamischen Kräfte auf einzelne Anschlüsse 24, 26 bzw. Durchführungsbolzen 28 geringere Wirkung, da sich die angreifenden Kräfte größtenteils gegenseitig aufheben. Das ist besonders vorteilhaft für Stromwandler 1 in Topfbauweise, da deren Gehäuse 21 allgemein mechanisch nicht so stabil

«5 zu sein braucht wie das Gehäuse 35 eines Stromwandlers in Kopfbauweise. Durch die vorteilhafte Anordnung der Anschlüsse kann auf eine zusätzliche Versteifung des Gehäuses verzichtet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Primärseitig umschaltbarer Stromwandler mit π wahlweise parallel oder in Reihe schaltbaren primären Wicklungsteilen aus Leitermaterial gleichen Querschnitts und mit einer einzigen Umschalt vorrichtung, die an einem aus elektrisch leitendem Material bestehenden Kopfgehäuse auf der Seite eines gegen dieses isolierten Primäranschlusses (K) angebracht ist, wobei das Kopfgehäuse galvanisch mit einem weiteren Primäranschluß (L) verbunden ist und auf der Seite der Umschaltvorrichtung eine Öffnung besitzt, die durch eine Durchführungsplatte (7) aus Isoliermaterial dichtend abgeschlossen ist, auf welcher Schaltklemmen (6) zum Anschluß der Wicklungsteiie (3„) über Durchführungsbolzen (28) angebracht sind, wobei der eine Primäranschluß (K) π Anschlußklemmen (26) und das Kopfgehäuse auf der Seite der Umschaltvorricittung Zapfen (24) aufweist und wobei Umschaltlaschen (15) zum Verbinden von Zapfen (24) und Anschlußklemmen (26) mit den Schaltklemmen (6) oder der Schaltklemmen (6) untereinander vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß