DE508909C - Step transformer whose voltage is to be regulated under load - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
3. OKTOBER 1930ISSUED ON
OCTOBER 3, 1930

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

M508909 KLASSE 21 d² GRUPPE M 508909 CLASS 21 d ² GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Mai 1928 abPatented in the German Empire on May 10, 1928

Die bekannten Stufentransformatoren, bei denen die Spannung mittels eines an eine Regulierwicklung angeschlossenen Stufenschalters schrittweise verändert wird, können unter Last entweder überhaupt nicht oder nur bei ziemlich verwickeltem Bau wenigstens eines Teiles der Anordnung, zumeist unter Verwendung von Widerständen oder Drosselspulen, geschaltet werden. Diese Schwierig-The well-known step transformers, in which the voltage is connected to a regulating winding connected tap changer is changed gradually, either not at all or only under load in the case of a rather intricate construction, at least part of the arrangement, mostly under Using resistors or reactors. This difficult

to keit hat ihren Grund darin, daß man immer von der Forderung einer ununterbrochenen Metalleitung für den Strom auch während der Betätigung des Stufenschalters ausgegangen ist. Denn diese Forderung führt bei einem einfachen Stufenschalter mit einer an eine einfache Regulierwicklung angeschlossenen Reihe fester Kontakte und einem beweglichen Schleifstück dazu, daß das bewegliche Schleifstück die Lücken zwischen den nebeneinanderliegenden festen Kontakten überbrückt und dadurch die einzelnen Abteilungen der Regulierwicklung kurzschließt. Die Notwendigkeit, diese Kurzschlüsse zu vermeiden oder wenigstens die Kurzschlußströme zu dämpfen, führt auf die verwickelten Anordnungen.toness has its basis in the fact that one is always dependent on the demand for an uninterrupted Metal line for the current also run out while the tap changer was actuated is. Because this requirement leads to a simple tap changer with one connected to a simple regulating winding Series of fixed contacts and a movable contact strip to ensure that the movable Contact strip bridges the gaps between the adjacent fixed contacts and thereby the individual departments the regulating winding short-circuits. The need to avoid these short circuits, or at least the short circuit currents dampening leads to the intricate arrangements.

Die vorliegende Erfindung bringt durch den Verzicht auf Erfüllung der genannten Forderung eine besondere einfache Form des unter Last schaltbaren Stufentransformators.By dispensing with the above, the present invention accomplishes the above Requirement for a particularly simple form of the step transformer that can be switched under load.

Die Besonderheit beruht auf dem Gedanken, den Lichtbogen, der an einem die Metallleitung des Stromes unterbrechenden Stufenschalter auftritt, wenn der Transformator unter Last geschaltet wird, zeitweilig als Bahn für den Nutzstrom des Transformators und als einen den Kurzschlußstrom in der abzuschaltenden oder zuzuschaltenden Wicklungsabteilung dämpfenden Schließungswiderstand auszunutzen, aber durch Verwendung eines Stufenschalters geeigneter Ausführung dafür zu sorgen, daß der Lichtbogen an dem Schalter keinen nennenswerten Schaden anrichten kann.The peculiarity is based on the thought, the arc, which on one the metal line of the current-interrupting tap changer occurs when the transformer is switched under load, temporarily as Railway for the useful current of the transformer and as one the short-circuit current in the to be switched off or switched on winding section damping closing resistance to take advantage of, but by using a tap changer of suitable design to ensure that the arc at the Switch cannot cause any significant damage.

Für die Eignung eines Schalters, diesem Zweck zu dienen, sind maßgebend die Abmessungen seines Kontaktwerkes und die Beschaffenheit der Teile des Schaltergetriebes, von denen die Schnelligkeit der Schaltung abhängt.The dimensions are decisive for the suitability of a switch to serve this purpose its contacts and the nature of the parts of the switch gear, of which the speed of the circuit depends.

Das Kontaktwerk muß so beschaffen sein, daß die Unterbrechungsstrecke (bei mehrfacher Unterbrechung die Gesamtlänge der Unterbrechungsstrecke), die zwischen dem beweglichen Schleifstück und dem von ihm gerade verlassenen festen Kontakt sich öffnet, die Länge, über welche die auf einmal zuzuschaltende oder abzuschaltende Teilspannung einen Lichtbogen aufrechterhalten kann, überschreitet, wenn das Schleifstück auf demThe contact system must be designed in such a way that the interruption path (in the case of multiple Interruption is the total length of the interruption path) between the movable contact strip and that of it Fixed contact just left opens, the length over which the one to be switched on at once or the partial voltage to be switched off can maintain an arc, when the contact strip is on the

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dipl.-Ing. Paul Schade in Nürnberg.Dipl.-Ing. Paul Schade in Nuremberg.

* L. j a w* ti * L. yes w * ti

5OS5OS

nächsten Kontakt sich zwischen seiner -Bewicklungsstellung und seiner Ruhestellung befindet. Das Maß dieses Überschreitens richtet sich nach dem verlangten Sicherheitsgrad der Wirkung. Es soll möglichst klein sein, damit die Unterbrechungsstrecke, die zwischen dem beweglichen Schleifstück und dem gerade von ihm verlassenen festen Kontrakt liegt, wenn das Schleifstück den nächsten Kontakt berührt, möglichst kurz und der Widerstand des diese Strecke überbrückenden, den Belastungsstrom führenden Lichtbogens möglichst niedrig bleibt.next contact between its wrapping position and its rest position is located. The extent to which this is exceeded depends on the level of security required the effect. It should be as small as possible so that the interruption distance between the movable contact strip and the firm contract he has just left, when the contact point is the next Contact is touched, as short as possible and the resistance of the bridging this distance, the load current carrying the arc remains as low as possible.

Das Schaltergetriebe muß so beschaffen sein, daß die Übergänge von. einer Schaltstellung zur anderen als Sprünge von sehr kurzer Dauer, etwa von der Größenordnung eines Tausendstels einer Sekunde, erfolgen. Schalter, die bei Spannungen begrenzter ao Höhe diesen Bedingungen entsprechen, sind bekannt, z. B. in den Patentschriften 206 795 und 208 598. Die in Starkstromanlagen allgemein verwendeten Drehschalter, die ein Federwerk zwischen dem Handgriff und dem beweglichen Schalterteil enthalten, gehören dazu. Diese bekannten Sprungschalter oder Schnappschalter, insbesondere wenn man sie in Öl setzt, können als Stufenschalter für Transformatoren verwendet werden. Insoweit umfaßt die Erfindung auch die Benutzung solcher Schalter zu dem eben genannten Zweck.The gearbox must be designed in such a way that the transitions from. a switch position on the other hand, as jumps of very short duration, about the order of magnitude of a thousandth of a second, take place. Switches that meet these conditions at voltages of limited ao height are known, e.g. B. in the patents 206 795 and 208 598. The in high voltage systems commonly used rotary switches that contain a spring mechanism between the handle and the movable part of the switch, belong to. These known snap switches or snap switches, especially if you put them in oil, can be used as Step switches can be used for transformers. To this extent, the invention includes also the use of such switches for the purpose just mentioned.

Eine durch Feinheit der Regulierung undOne by delicacy of regulation and

Größe des Regulierbereiches ausgezeichnete Anordnung zur Stufensprungschaltung eines Transformators kann mittels einer Reihe von an sich gleichen, aber an Wicklungsteile von verschiedener bestimmt abgestufter Größe angeschlossenen Stufensprungschaltern auf folgende Weise ausgeführt werden.Size of the regulation area excellent arrangement for incremental switching of a Transformer can be by means of a number of per se, but on winding parts of different specific graduated size connected step jump switches can be carried out in the following manner.

Jeder der Stufenschalter ist so eingerichtet, daß er beim Durchlaufen seiner sämtlichen Schaltstellungen, deren Zahl gleich η sein möge, die Spannung um η— ι gleiche Vorwärtsstufen oder Vorwärtsschritte gleichsinnig verändert und durch eine Rückwärtsstufe oder einen. Rückwärtsschritt auf den Anfangswert zurückbringt. Die Schalter sind mit der Regulierwicklung so verbunden, daß, wenn bei dem ersten Schalter der Reihe die Vorwärtsspannungsstufe gleich e ist, sie bei dem zweiten, dritten .... Schalter gleich η e, n~e, n^se .... ist. Die Schalter werden so miteinander gekuppelt, daß jeder in der Reihe folgende sprungweise einen Schaltschritt ausführt, wenn der vorhergehende den die Rückwärtsstufe der Spannung bedingenden Schaltschritt macht.Each of the tap changers is set up so that when it passes through all of its switching positions, the number of which may be equal to η , the voltage changes by η - ι equal forward steps or forward steps in the same direction and through a reverse step or a. Backward step returns to the starting value. The switches are connected to the regulating winding in such a way that if the forward voltage level is equal to e for the first switch in the series, it is η e, n ~ e, n ^s e .... for the second, third .... switch. is. The switches are coupled with one another in such a way that each one following in the series carries out a switching step in leaps and bounds when the preceding one makes the switching step which causes the reverse step of the voltage.

Für die Durchführung der Stufensprungschaltung bei großer Stromstärke, wo eine genügend schnelle Bewegung von Schalterteilen, die den ganzen Strom dauernd führen können, nur schwer zu erreichen wäre, kann man einen langsamer bewegten schweren Hauptschalter und einen leichteren sprungweise bewegten Hilfsschalter elektrisch parallel schalten und mechanisch so kuppeln, daß der Hilfsschalter aus einer Schaltstellung in die nächste springt, während sich der Hauptschalter stromlos im Bereich zwischen den beiden Schaltstellungen bewegt.For the implementation of the incremental switching with high amperage, where a sufficiently rapid movement of switch parts that carry all the current continuously can be difficult to achieve, you can move a slower heavy one Main switch and a lighter auxiliary switch that is moved in jumps electrically in parallel switch and couple mechanically so that the auxiliary switch from a switch position to the next jumps while the main switch is de-energized in the area between the moved in both switch positions.

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung durch Ausführungsbeispiele näher erläutert werden:The invention is to be explained in more detail with reference to the drawing by means of exemplary embodiments will:

Abb. ι ist ein Schema der einfachen An-Ordnung, die nach der Erfindung ausgeführt werden kann.Fig. Ι is a schematic of the simple to-order carried out according to the invention can be.

Abb. 2 ist das Schema eines Stufentransformators, dessen Spannung mittels eines Sprungschalters bekannter Art um zwei Schritte vorwärts und rückwärts verändert werden kann.Fig. 2 is the scheme of a step transformer, the voltage of which by means of a Snap switch of known type can be changed by two steps forwards and backwards.

Abb. 3 ist ein Bild des Zusammenhanges zwischen den Spannungen und den Schalterstellungen bei der Anordnung nach Abb. 2.Fig. 3 is a picture of the relationship between the voltages and the switch positions with the arrangement according to Fig. 2.

Abb. 4 ist das Schema eines Stufentransformators mit zwei durch ein Maltesergetriebe gekuppelten Paaren von Sprungschaltern bekannter Art, dessen Spannung bei nur vier an die Schaltvorrichtung angeschlossenen Wicklungsteilen in 15 gleichen Schritten vorwärts oder rückwärts verändert werden kann.Fig. 4 is the schematic of a step transformer with two pairs of snap switches coupled by a Geneva gear known type, the voltage of which is connected to the switching device with only four Winding parts in 15 equal steps can be changed forwards or backwards.

Abb. 5 ist ein Bild des Zusammenhanges zwischen der Spannung und den Schalter-Stellungen bei dem Transformator nach Abb. 4.Fig. 5 is a picture of the relationship between voltage and switch positions with the transformer according to Fig. 4.

Abb. 6 ist der Aufrißschnitt und Abb. 7 der Grundriß eines zur Ausführung der Erfindung bei einem Transformator großer Stromstärke geeigneten Schalters, in dem ein Hauptschalter und ein relativ zum Hauptschalter sprungweise bewegter Hilfsschalter miteinander vereinigt sind.Fig. 6 is the front elevation section and Fig. 7 is the plan view of one for execution of the invention in a transformer of high amperage suitable switch, in which is a main switch and an auxiliary switch that moves abruptly relative to the main switch are united with each other.

In Abb. ι ist an den Teil w der Wick- 10= lung W eines nur durch diese Wicklung dargestellten Transformators der Sprungschalter 6", ein einpoliger Umschalter, angeschlossen. Die festen Kontakte C₁ und C₂ des Schalters sind je an eines der Enden des Wick- nt lungsteiles ζυ angeschlossen. Das bewegliche Schleifstück b wird von dem einen Ende des Schalthebels j gebildet, der auf der Achse a drehbar gelagert ist und mit seinem zweiten Ende b_x ein bogenförmiges Kontaktstück C₃ ui berührt. Auf der Achse α ist auch der Hebel H gelagert. Sein längerer Arm Ji₁ dient als Handgriff zur Bedienung des Schalters; die beiden kurzen Arme A₂ und A₃ sind Mitnehmer für den Schalthebel s. Ihre Enden sind durch die Federn f_x und f„ mit dem Stifte d des Schalthebels verbunden. DieIn Fig. Ι, the snap switch 6 ″, a single-pole changeover switch, is connected to part w of the winding 10 = W of a transformer shown only by this winding. The fixed contacts C ₁ and C _{2 of} the switch are each at one of the ends the Wick- nt lung portion ζυ connected. the movable contact strip b is formed from the one end of the shift lever j, which is mounted on the axis of a rotatable and with its second end b _x a curved contact piece C ₃ contacts ui. is α to the axis . also, the lever H stored His longer arm Ji ₁ serves as a handle for operating the switch, the two short arms of A ₂ and A ₃ are carriers for the shift lever s Their ends are by the springs f _x and f "with the pins d. of the shift lever connected

Spannung wird von der Klemme /C₁ an einem Ende der Wicklung W und der Klemme K₂, die an das Schleifstück c_s angeschlossen ist, abgenommen.Voltage is taken from the terminal / C ₁ at one end of the winding W and the terminal K ₂ which is connected to the contact strip c _s .

Mit diesem Schalter kann der Wicklungsteil w sprungweise abgeschaltet und wieder eingeschaltet werden. Bei der gezeichneten Schalterstellung ist der Wicklungsteil w eingeschaltet. Durch Druck auf den Hebelarm H₁ With this switch, the winding part w can be switched off suddenly and switched on again. In the switch position shown, the winding part w is switched on. By pressing the lever arm H ₁

ίο in Richtung des Pfeiles P wird die Feder Z₁ mehr und mehr gespannt. Schließlich überwiegt diese Spannung die Reibung, die der Schalthebel .9 an den Kontakten C₂ und c_:i findet; der Schalthebeln wird im Uhrzeiger sinn herumgeschnellt, und dabei geht das Schleifstück b auf den anderen Kontakt C₁ über.ίο in the direction of arrow P , the spring Z _{1 is} stretched more and more. Finally, this tension outweighs the friction that the shift lever .9 finds on contacts C ₂ and c _{: i} ; the switch lever is flicked around in a clockwise direction, and the contact strip b goes over to the other contact C ₁ .

Wenn b den Kontakt c₂ verlassen, den Kontakt C₁ aber noch nicht erreicht hat, fließt der ganze Belastungsstrom über den Lichtbogen, der die Unterbrechungsstrecke zwischen dem Kontakt c₂ und dem Schleifstück b überbrückt. Dieser Lichtbogen ist in der Zeichnung bei L angedeutet für die Stellung b', in der das Schleifstück b den Kontakt C₁ gerade berührt. Der Lichtbogen muß erlöschen, ehe das Schleif stück b seine bei b" angedeutete Ruhelage auf dem Kontakt C₁ erreicht. Dieses Erlöschen tritt ein, wenn sowohl die Entfernung zwischen den festen Kontakten C₁, c„ wie die Unterbrechungsstrecke zwischen dem Kontakt c₃ und dem Schleifstück in der neuen Ruhestellung b" größer ist als die Strecke, über die die Spannung des Wicklungsteiles w einen Lichtbogen aufrechterhalten kann.When b leaves contact c ₂ but has not yet reached contact C ₁ , the entire load current flows through the arc, which bridges _{the interruption path between contact c 2} and contact strip b. This arc is indicated in the drawing at L b for the position 'in which the contact strip contact b C ₁ just touches. The arc must extinguish before the grinding piece b reaches its rest position on contact C ₁ indicated at b " . This extinction occurs when both the distance between the fixed contacts C ₁ , c" and the interruption _{distance between contact c 3} and the contact strip in the new rest position b ″ is greater than the distance over which the voltage of the winding part w can maintain an arc.

In der gleichen Weise spielt sich der Vorgang ab, wenn der Wicklungsteil w durch Bewegung des Schalters gegen den Uhrzeigersinn wieder zugeschaltet wird.The process takes place in the same way when the winding part w is switched on again by moving the switch counterclockwise.

In Abb. 2 sind zwei Teilwicklungen W₁ und w_o der Wicklung W vorhanden. Die zweite Teilwicklung hängt mit der ersten nicht direkt zusammen, sie wird mit ihr durch den Schalter S₁ verbunden. Die Enden i, 2, 3, 4 der Teilwicklungen, sind an die gleichbezeichneten Kontakte des Schalters angeschlossen. Sein um die Achse α drehbarer Schaltteil J₁ ist so gestaltet, daß er immer zwei nebeneinanderliegende feste Kontakte miteinander verbindet. Der Schalter ist mit einem Federwerk zwischen dem Handgriff und dem Schaltteil s ausgestattet zu denken.In Fig. 2, two partial windings W ₁ and w _{o of} the winding W are present. The second partial winding is not directly related to the first, it is connected to it through the switch S ₁ . The ends i, 2, 3, 4 of the partial windings are connected to the contacts of the switch with the same name. Its switching part J _{1, which} can be rotated about the axis α, is designed so that it always connects two fixed contacts lying next to one another. The switch is to think equipped with a spring mechanism between the handle and the switching part s.

Sind die Teilwicklungen W₁ und W₂ gleich, so herrscht an jeder dieselbe Teilspannung. Sie mag mit e bezeichnet sein. Dann gehören zu den vier möglichen Stellungen des Schaltteiles s_v die mit I, II, III, IV bezeichnet sind, die in Abb. 3 dargestellten Spannungen unter Annahme einer Spannung £ zwischen den Klemmen K₁ und K₂ bei der Stellung I des Schaltteiles J₁.If the partial windings W ₁ and W _{2 are the} same, the same partial voltage prevails on each. It may be labeled with an e. Then belong to the four possible positions of the switching part s _v , which are labeled I, II, III, IV, the voltages shown in Fig. 3, assuming a voltage £ between the terminals K ₁ and K ₂ in the position I of the switching part J. _1st

Bei der Anordnung nach Abb. 4 hat die Wicklung W des Transformators zwischen ihren Klemmen K₁ und K₂ vier abschaltbare Wicklungsteile W₃, w_it w~, w_G, Die Wicklung ist einmal zwischen W₃ und W₄, ein zweites Mal zwischen w₅ und w_a unterbrochen. Die Unterbrechungen werden mittels der Schalterpaare S₂, S₃ und S₄, S₅ überbrückt. Die Schalter S₂ und S₃ sind übereinander angeordnet zu denken. Sie sind nur der Übersichtlichkeit halber nebeneinander gezeichnet. Dasselbe gilt auch für die Schalter S₄, und S^ Der drehbare Winkelschaltteil J₂ des Schalters S₂, der je zwei nebeneinanderliegende feste Kontakte miteinander verbinden kann, und der bewegliche Durchmesserschaltteil S₃ des Schalters S₃, der die einander diametral gegenüberliegenden festen Kontakte miteinander verbinden kann, sind isoliert auf der gemeinsamen Achse a₂ befestigt. Die Schaltteile J₄ und J₃ der Schalter S₄ und S₅ sitzen isoliert auf der gemeinsamen Achse a₄. Die Achsen a₂ und a₄ sind durch die beiden gleich großen Zahnräder 12, 13 und das Maltesergetriebe mit dem Einzahnrad 14 und dem vierarmigen Malteserkreuz 15 miteinander gekuppelt in solcher Weise, daß bei jedem vierten Schaltschritt der Achse a₂ die Achse a₄ einen Schaltschritt ausführt.In the arrangement according to Fig. 4, the winding W of the transformer between its terminals K ₁ and K _{2 has} four disconnectable winding parts W ₃ , w _it w ~, w _G , the winding is once between W ₃ and W ₄ , a second time between w ₅ and w _a interrupted. The interruptions are bridged by means of the switch pairs S ₂ , S ₃ and S ₄ , S _5. The switches S ₂ and S ₃ are to be thought of as being arranged one above the other. They are only drawn side by side for the sake of clarity. The same applies to switches S ₄ , and S ^ The rotatable angle switching part J ₂ of switch S ₂ , which can connect two adjacent fixed contacts to each other, and the movable diameter switching part S ₃ of switch S ₃ , which has the diametrically opposed fixed contacts can connect with each other, are isolated on the common axis a ₂ attached. The switching parts J ₄ and J _{3 of} the switches S ₄ and S ₅ are isolated on the common axis a ₄ . The axes a ₂ and a ₄ are coupled to each other by the two equally large gears 12, 13 and the Geneva gear with the single gear 14 and the four-armed Maltese cross 15 in such a way that with every fourth switching step of the axis a _2, the axis a ₄ one switching step executes.

Die schaltbaren Wicklungsteile sind verschieden in solcher Weise, daß, wenn W₃ die Spannung e erzeugt, die Spannung von zv₄ . gleich 2_e, die Spannung von W₅ gleich 4_e und die Spannung von w_ü gleich 8_e ist. Die Verbindung der Enden 5, 6, 7, 8 der Wicklungsteile w„ und W₄ mit den festen Kontakten der Schalter S₂ und .S₃ sind so gemacht, daß bei der gezeichneten Stellung der Schaltteile J₂ und J₃ die Wicklungen w₃ und W₄ beide eingeschaltet sind, daß bei dem ersten Schaltschritt im Uhrzeigersinn W₃ abgeschaltet, beim zweiten Schaltschritt w₃ wieder eingeschaltet und dafür W₄ abgeschaltet, beim dritten- Schaltschritt auch w₃ wieder abgeschaltet und beim vierten Schaltschritt, der den Anfangszustand wiederherstellt, die beiden Wicklungen wieder eingeschaltet werden. Die Klemmenspannung vermindert sich dabei in drei gleichen Vorwärtsschritten jedesmal um die Spannung β und kehrt mit einem Rückwärtsschritt von der Größe 3_C zum Anfangs wert zurück. Der Vorgang ist in der linken oberen Ecke von Abb. 5 veranschaulicht, wo durch die Strecken I, II, III, IV die in Abb. 4 gleichbezeichneten Stellungen des Schaltteiles J₃ und die daran gebundenen Stellungen des Schaltteiles J₃ abgebildet sind.The switchable winding parts are different in such a way that when W ₃ generates the voltage e , the voltage of zv ₄ . is 2 _e , the voltage of W ₅ is 4 _e and the voltage of w _ü is 8 _e . The connection of the ends 5, 6, 7, 8 of the winding parts w "and W ₄ with the fixed contacts of the switches S ₂ and .S ₃ are made so that in the drawn position of the switching parts J ₂ and J ₃ w windings ₃ and W _{4 are} both switched on, that in the first switching step clockwise W ₃ switched off, in the second switching step w _{3 switched on} again and instead W ₄ switched off, in the third switching step w _{3 also} switched off and in the fourth switching step, which restores the initial state, the two windings are switched on again. The terminal voltage decreases in three equal forward steps each time by the voltage β and returns with a backward step of the size 3 _C to the initial value. The process is illustrated in the upper left corner of Fig. 5, where the lines I, II, III, IV show the positions of the switching part J _{3 with the} same designation in Fig. 4 and the positions of the switching part J ₃ linked to them.

Die Verbindung der Endpunkte 5, 9, 10, 11 der Wicklungsteile w₀ und W₇ mit denThe connection of the end points 5, 9, 10, 11 of the winding parts w ₀ and W ₇ with the

Schaltern S₄, und S₅ ist dieselbe wie die Verbindung der Wicklungsenden S, 6, J₁ 8 mit den Schaltern S₂ und S_s. Der Form nach ist darum die Änderung, die die Klemmenspannung durch Drehung der Schalter .S₄ und S_s erfährt, dieselbe wie die Änderung, die sie durch Drehung der Schalter S₂ und S₃ erfährt. Dem Maße nach aber ist sie verschieden, weil der Spannungsschritt vorwärts, denSwitches S ₄ , and S ₅ is the same as the connection of the winding ends S, 6, J ₁ 8 with the switches S ₂ and S _s . In terms of shape, the change that the terminal voltage _{undergoes by rotating switches S 4} and S _{s is the} same as the change that it undergoes by rotating switches S ₂ and S ₃ . In terms of measure, however, it is different because the tension step forward is the

ίο ein Schritt der Sehalter 6"₄, S_s hervorbringt, viermal so groß ist wie der Spannungsschritt vorwärts, der zu einem Schritt der Schalter S₂, S₃ gehört.
Der Zusammenhang zwischen den Schalt-Stellungen V, VI, VII, VIII der Schalter S₄, S_s und der Klemmenspannung ist in Abb. 5 durch die gestrichelte Treppenlinie dargestellt. Die Spannung wird dreimal vermindert um Vorwärtsschritte von der Größe^ und dann wieder auf den Ausgangswert erhöht mit einem Rückwärtsschritt von der Größe 12g.ίο one step of the switch 6 " ₄ , S _s produces is four times as large as the voltage step forward that belongs to a step of the switches S ₂ , S ₃ .
The relationship between the switch positions V, VI, VII, VIII of the switches S ₄ , S _s and the terminal voltage is shown in Fig. 5 by the dashed stepped line. The voltage is reduced three times by forward steps of size ^ and then increased again to the initial value with a backward step of size 12g.

Durch die Kupplung der Achsen a₂ und a₄ mittels des Maltesergetriebes ist erreicht, daß die Vorwärtsspannungsschritte der Schalter S₄, S_s zeitlich zusammenfallen mit den Rückwärtsspannungsschritten der Schalter S₂ und S_s. Durch das Zusammenwirken der beiden Schalterpaare ergibt sich eine Spannungsänderung, die in Abb. 5 durch die strichpunktiert gezeichnete Treppenlinie mit fünfzehn gleichen Spannungsstufen von der Größe e dargestellt ist.The coupling of axles a ₂ and a ₄ by means of the Geneva gear ensures that the forward voltage steps of switches S ₄ , S _s coincide in time with the reverse voltage steps of switches S ₂ and S _s . The interaction of the two pairs of switches results in a voltage change, which is shown in Fig. 5 by the stepped line drawn in dash-dotted lines with fifteen equal voltage levels of size e .

Der aus den beiden Schalterpaaren bestehende Stufenschalter ist als Sprungschalter ausgeführt zu denken mit Kontaktwerken, deren Beschaffenheit der oben angegebenen Bedingung genügt. Der Schalter erhält seinen Antrieb durch Vermittlung eines Federwerkes an der Achse a₂. Wird der Antrieb so ausgeführt, daß diese Achse in beiden Richtungen gedreht werden kann, so können die in Abb. 5 durch die strichpunktierte Linie veranschaulichten, je um den Betrag e voneinander verschiedenen Spannungswerte aufwärts und abwärts durchlaufen werden.The step switch consisting of the two pairs of switches is designed as a snap switch with contact mechanisms, the nature of which satisfies the conditions given above. The switch is driven by a spring mechanism on axis a ₂ . If the drive is designed in such a way that this axis can be rotated in both directions, then the voltage values illustrated by the dash-dotted line in Fig. 5, which differ from one another by the amount e , can be traversed upwards and downwards.

An die Achse a₄ kann wieder über ein Maltesergetriebe ein drittes Schalterpaar angekuppelt werden, das an Wicklungsteile mit den Spannungen i6_c und 32_e angeschlossen wird. Man kann auf solche Weise mit der Vermehrung der Schalterpaare und der schaltbaren Wicklungsteile fortfahren und dadurch entweder den Bereich oder die Feinstufigkeit des Regelungsverfahrens oder beide beliebig vergrößern.A third pair of switches can be coupled to axis a ₄ again via a Geneva gear, which is connected to winding parts with voltages i6 _c and 32 _e . In such a way, one can continue with the increase in the number of switch pairs and the switchable winding parts, thereby increasing either the range or the fine-grainedness of the control method or both as desired.

Der in Abb. 6 und 7 schematisch gezeichnete Doppelschalter ist so beschaffen, daß er einen der Schalter S_a, S_B der Anordnung von Abb. 4 ersetzen kann.The double switch shown schematically in FIGS. 6 and 7 is designed so that it can replace one of the switches S _a , S _{B of} the arrangement of FIG.

Das Gerüst des Schalters wird gebildet von einer Dose 16 aus Isoliermaterial. In ihrem Boden ist die Schalterachse 17 befestigt; in ihre Wand sind in zwei Ebenen übereinander die Hauptkontakte 18, 19, 20, 21 und die Hilfskontakte 22, 23, 24, 25 eingebettet. Hauptkontakte und Hilfskontakte sind paarweise, wie aus Abb. 7 ersichtlich ist, miteinander verbunden. Auf der Achse 17 sitzt lose die hohle Achse 26 des Hilfsschaltmessers 27, das an den Flansch 28 der Achse angeschraubt ist. An dem oberen Ende der Achse 26 ist unverdrehbar der Ring 29 befestigt, der einen über den Rand der Dose 16 reichenden biegsamen Arm 30 trägt.The frame of the switch is formed by a box 16 made of insulating material. In The switch shaft 17 is attached to its bottom; in their wall are in two levels The main contacts 18, 19, 20, 21 and the auxiliary contacts 22, 23, 24, 25 are embedded one above the other. Main contacts and auxiliary contacts are connected to one another in pairs, as can be seen in Fig. 7. On the axis 17 sits loosely the hollow axis 26 of the auxiliary switch blade 27, which is attached to the flange 28 of the axis is screwed on. The ring 29 is fixed to the upper end of the axle 26 so that it cannot rotate, which carries a flexible arm 30 reaching over the edge of the can 16.

Auf der Achse 26 sitzt lose die Nabe 31 des Hauptschaltmessers 32. Die Schrauben 33, die das Schaltmesser an seiner Nabe festhalten, halten zugleich den Hebel 34 an der Nabe 3.1 fest. Dieser Hebel dient mit seinem längeren Arm 35 als Bedienungshandgriff, mit dem abgekröpften Teile 36 als Befestigungsstelle einer Feder 37, mit dem kürzeren Arm 38, der in eine Schrägfläche oder Rampe 39 ausläuft, zu der unten näher beschriebenen Einwirkung auf den Arm 30. Das zweite Ende der Feder 37 ist bei 40 an dem Ring 29 der Achse 26 befestigt. Sie kuppelt das Hauptschaltmesser 32 mit dem Hilfsschaltmesser 27.The hub 31 of the main switch blade 32 sits loosely on the axle 26. The screws 33, which hold the switch knife on its hub, also hold the lever 34 on the Hub 3.1 fixed. This lever serves with its longer arm 35 as an operating handle, with the cranked part 36 as the fastening point of a spring 37, with the shorter one Arm 38, which terminates in an inclined surface or ramp 39, to that described in more detail below Action on the arm 30. The second end of the spring 37 is on the ring 29 at 40 the axis 26 attached. It couples the main switch blade 32 with the auxiliary switch blade 27

In den oberen Rand der Dose 16 sind vier Stifte 41, 42, 43, 44 eingesetzt. Sie dienen als Widerlager für den Arm 30 des Hilfsschalters und treten in Wirkung, wenn mittels des Hebels 34 der Hauptschalter im Uhrzeigersinn (Abb. 7) gedreht wird.Four pins 41, 42, 43, 44 are inserted into the upper edge of the can 16. You serve as an abutment for the arm 30 of the auxiliary switch and come into effect when by means of the lever 34 of the main switch is turned clockwise (Fig. 7).

Der Schalter wirkt auf folgende Weise: Wird der Hebel 34 aus der gezeichneten Stellung im Uhrzeigersinn (Abb. 7) gedreht, so sucht die Feder 37 den. Hilfsschalter im gleichen Sinn mitzunehmen. Das Mitgehen des Hilfsschalters ist aber zunächst verhindert, weil der Arm 30 des Hilfsschalters an dem Stift 41 anliegt. Wenn das Hauptschaltmesser 32 die Kontakte 18 und 20, die es in 10g der Ausgangslage voll berührt, verlassen hat, greift der Hebelarm 38 mit seiner Rampe 39 unter den Arm 30 des Hilfsschaltmessers und biegt ihn so weit nach oben, daß er über den Stift 41 weggleiten kann. Die Feder 37, die nc inzwischen durch die Verdrehung des Hauptschalters gegen den Hilfsschalter stärker gespannt worden ist, schnellt nun das Hilfsschaltmesser 27 aus den Kontakten 22 und 24 heraus in die Kontakte 23 und 25; sie sind nj mit den Hauptkontakten 19 und 21 verbunden, die das Hauptschaltmesser 32 erst nach dem Sprung des Hilfsschaltmessers erreicht. Durch das Hemmwerk für den Hilfsschalter, das aus dem Arm 30 und den Stiften 41, iac 42, 43, 44 besteht, werden die Sprünge des Hilfsschalters in die Zeitpunkte verlegt, inThe switch works in the following way: If the lever 34 is out of the drawing Turned clockwise position (Fig. 7), the spring 37 seeks the. Auxiliary switch in to take with you the same sense. The auxiliary switch is initially prevented from going along, because the arm 30 of the auxiliary switch rests against the pin 41. When the main switch knife 32 has left contacts 18 and 20, which it fully touches in 10g of the starting position, the lever arm 38 engages with its ramp 39 under the arm 30 of the auxiliary switch blade and bends it up so far that it can slide over the pin 41. The spring 37, the nc meanwhile more tensioned by the rotation of the main switch against the auxiliary switch has been, the auxiliary switch blade 27 will snap out of the contacts 22 and 24 out into contacts 23 and 25; they are nj connected to the main contacts 19 and 21, which reaches the main switch blade 32 only after the auxiliary switch blade has jumped. By the inhibiting mechanism for the auxiliary switch, which consists of the arm 30 and the pins 41, iac 42, 43, 44 exists, the jumps of the auxiliary switch are relocated to the times in

denen sich das Hauptschaltmesser außer Berührung mit den Hauptkontakten befindet.where the main switch blade is out of contact with the main contacts.

Der Handantrieb des Hauptschalters mittels des Hebelarmes 35 ist nur beispielsweise der Einfachheit halber gewählt worden. Der Antrieb kann in beliebiger anderer Weise, insbesondere auch unter Vermittlung eines Federwerkes, ausgeführt werden, um schon dem Hauptschalter eine springende Bewegung zu verleihen. Die Kupplungsfeder zwischen Hauptschalter und Hilfsschalter muß dann entsprechend kräftig ausgeführt werden, so daß der Hilfsschalter den Hauptschalter noch überholen kann.The manual drive of the main switch by means of the lever arm 35 is only an example has been chosen for the sake of simplicity. The drive can be used in any other way, in particular also with the mediation of a spring mechanism, are executed in order to already to give the main switch a jumping motion. The clutch spring between The main switch and auxiliary switch must then be made correspondingly strong, see above that the auxiliary switch can still overtake the main switch.

Für die Ausführung der Erfindung mit einer Reihe von zusammenarbeitenden, Spannungsschritte verschiedener Größe erzeugenden Stufenschaltern, für die ein Beispiel in Abb. 4 gegeben ist, ist die Zahl von drei Vorwärtsspannungsschritten des einzelnen (im Beispiel aus zwei Schaltern zusammengesetzten) Stufenschalters nicht wesentlich. Der einzelne Stufenschalter könnte auch nur für zwei oder für mehr als drei Vorwärtsspannungsschritte eingerichtet sein. Die Bauweise des einzelnen Stufenschalters ist beliebig; er muß nur beim Durchlaufen seiner sämtlichen Schaltstellungen die Spannung in η—ι gleichen Schritten vorwärts verändern und mit einem Rückwärtsschritt auf den Anfangswert zurückbringen.For the implementation of the invention with a series of working tap changers producing voltage steps of different sizes, an example of which is given in Fig. 4, the number of three forward voltage steps of the single tap changer (in the example composed of two switches) is not essential. The individual tap changer could also be set up for only two or more than three forward voltage steps. The construction of the individual tap changer is arbitrary; he only has to change the voltage forward in η -ι equal steps when passing through all of its switching positions and bring it back to the initial value with a backward step.

Claims (7)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Stufentransformator, dessen Spannung unter Last geregelt werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß das Stufenschaltwerk als ein die Metalleitung" des Belastungsstromes unterbrechendes Sprungschaltwerk ausgebildet ist mit solcher Bemessung des Kontaktwerkes, daß die Unterbrechungsstrecke, die zwischen dem beweglichen Schleifstück (b) und dem von ihm gerade verlassenen festen Kontakt (C₂) beim Schalter sich öffnet, die Länge, über welche die auf einmal zuzuschaltende oder abzuschaltende Teilspannung einen Lichtbogen aufrechterhalten kann, überschreitet, wenn das Schleifstück auf dem nächsten Kontakt (C₁) sich zwischen seiner Berührungsstellung (b^r) und seiner Ruhestellung (V) befindet.1. Step transformer, the voltage of which is to be regulated under load, characterized in that the step switch mechanism is designed as a snap switch mechanism which interrupts the metal line "of the load current, with the contact mechanism being dimensioned such that the interruption path between the movable contact strip (b) and that of The fixed contact (C ₂ ) it has just left when the switch opens, exceeds the length over which the partial voltage to be switched on or off at once can maintain an arc when the contact strip on the next contact (C ₁ ) is between its contact position (b ^r ) and its rest position (V) . 2. Stufentransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Stufenschaltwerk aus einem Schalter der in den Patentschriften 206 795 und 208 598 beschriebenen Art oder aus einer Mehrzahl solcher Schalter besteht.2. Step transformer according to claim i, characterized in that the tap changer from a switch in the patents 206 795 and 208 598 described type or of a plurality of such switches. 3. Stufentransformator nach Anspruch i, dessen Spannung um zwei Schritte geändert werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Teile (w_v W₂) der Transformatorwicklung (W) im Zuge dieser Wicklung voneinander getrennt und mit ihren vier Enden an die vier festen Kontakte eines Sprungschalters (S₁) mit einem jeweils zwei nebeneinanderliegende Kontakte verbindenden Winkelschaltteil (S₁) so angeschlossen sind, daß die beiden Enden jedes Wicklungsteiles mit zwei einander gegenüberliegenden Kontakten des Schalters verbunden sind (Abb. 2).3. Step transformer according to claim i, the voltage of which is to be changed by two steps, characterized in that two parts (w _v w ₂ ) of the transformer winding (W) separated from one another in the course of this winding and with their four ends connected to the four fixed contacts leap switch (S ₁₎ angle switching member (S ₁₎ connecting with a respective two adjacent contacts are connected so that the two ends of each winding part connected to two opposing contacts of the switch (Fig. 2). 4. Stufentransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wicklungsteil (w_a) und ein die doppelte Spannung des ersten erzeugender zweiter Wicklungsteil (W₁) im Zuge der Transformatorwicklung (JV) \Oneinander getrennt und mit ihren vier Enden an vier von den acht Kontakten eines Sprungschalters (S₂) mit Winkelschaltteil _(s₂) und eines Sprungschalters (S₃) mit Durchmesserschaltteil (s_s), mit für Gleichschritt gekuppelten Schaltteilen und direkter Verbindung der übrigen vier Kontakte so angeschlossen sind, daß die Enden (7, 8) des zweiten Wicklungsteiles (wj mit zwei einander gegenüberliegenden Kontakten des Schalters (S₂) mit Winkelschaltteil, die Enden (5, 6) des ersten Wicklungsteiles (W₃) mit zwei nebeneinanderliegenden Kontakten des Schalters (S₃) mit Durchmesserschaltteil verbunden sind, wobei der am Trennungsende (6) des ersten Wicklungsteiles (w₃) liegende Kontakt dem am anderen Ende (5) desselben Wicklungsteiles liegenden Kontakt im Drehsinn des Durchmesserschaltteiles (^₃) folgt, bei solcher Winkelstellung der Kontaktbahnen der beiden Schalter gegeneinander, daß bei einer bestimmten Stellung der gekuppelten Schaltteile diese nur die Trennungsstellen der beiden Wicklungsteile (W₃, W₄) überbrücken (Abb. 4).4. Step transformer according to claim i, characterized in that a winding part (w _a ) and a double voltage of the first generating second winding part (W ₁ ) in the course of the transformer winding (JV) \ On each other and with their four ends at four of the eight contacts of a snap switch (S ₂ ) with angled switching part _ (s ₂ ) and a snap switch (S ₃ ) with a diameter switching part (s _s ), with switching parts coupled for lock step and direct connection of the other four contacts are connected in such a way that the ends (7 , 8) of the second winding part (wj with two opposite contacts of the switch (S ₂ ) with angled switching part, the ends (5, 6) of the first winding part (W ₃ ) are connected to two adjacent contacts of the switch (S ₃ ) with a diameter switching part , wherein the contact lying at the separation end (6) of the first winding part (w ₃ ) is the contact lying at the other end (5) of the same winding part in the direction of rotation of the Diameter switching part (^ ₃ ) follows, with such an angular position of the contact paths of the two switches against each other that with a certain position of the coupled switching parts they only _{bridge the separation points of the two winding parts (W 3} , W ₄ ) (Fig. 4). 5. Stufentransformator nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß das Stufenschaltwerk aus einer Reihe von wenigstens zwei Stufenschaltern besteht, von denen jeder beim Durchlaufen seiner sämtlichen η Schaltstellungen die Spannung um (n —■ ι) gleiche Vorwärtsschritte gleichsinnig verändert und durch einen Rückwärtsschritt auf den Anfangswert zurückbringt, und daß diese Stufenschalter so an ungleiche Teile der Transformatorwicklung angeschlossen sind, daß, wenn bei einem der Schalter der Vorwärtsspannungsschritt gleich e ist, er bei den folgenden Schaltern der Reihe5. Step transformer according to claim ι, characterized in that the tap changer consists of a number of at least two tap changers, each of which changes the voltage by (n - ■ ι) the same forward steps in the same direction when going through all its η switching positions and by a backward step on the And that these tap changers are connected to unequal parts of the transformer winding so that if the forward voltage step is equal to e for one of the switches, it is for the following switches in the series gleich ne, n~e, n"e ist, und daß dieis equal to ne, n ~ e, n "e , and that the Schalter so miteinander gekuppelt sind,Switches are coupled to each other in such a way that ■daß jeder in der Reihe folgende Schalter sprungweise einen Schaltschritt ausführt, wenn der in der Reihe vorhergehende seinen den Rückwärtsschritt der Spannung bedingenden Schaltschritt macht.■ that every switch following in the series carries out a switching step in leaps and bounds, when the previous one in the series makes its step which causes the voltage to step backwards. 6. Stufentransformator nach Anspruch r von hoher Stromstärke, dadurch gekennzeichnet, daß das Stufenschaltwerk einen Sprungschalter enthält, in dem ein langsamer bewegter schwerer Hauptschalter und ein leichter sprungweise bewegter Hilfsschalter elektrisch parallel geschaltet und mechanisch so gekuppelt sind, daß der Hilfsschalter aus einer Schaltstellung in die nächste springt, während sich der Hauptschalter stromlos im Bereich zwischen den beiden Schaltstellungen bewegt.6. Step transformer according to claim r of high amperage, characterized characterized in that the tap changer contains a snap switch in which a slow moving heavy main switch and a light step-by-step auxiliary switch electrically in parallel are switched and mechanically coupled in such a way that the auxiliary switch jumps from one switching position to the next, while the main switch is de-energized in the area between the two switch positions emotional. 7. ' Stufentransformator nach Anspruch 6, bei dem der Hilfsschaltteil (27) mit dem Hauptschaltteil (32) durch eine Feder (37) gekuppelt ist, gekennzeichnet •durch ein Hemmwerk (30,41), das den Hilfsschaltteil bei Verstellung des Hauptschaltteiles zunächst festhält, bis der Hauptschaltteil sich stromlos zwischen den Hauptkontakten bewegt und das durch einen mit dem Hauptschaltteil gekuppelten Rücker (38, 39) ausgelöst wird, ehe der Hauptschaltteil die nächste Schließlage (Hauptkontakte 19,21) erreicht. 7. 'Step transformer according to claim 6, in which the auxiliary switching part (27) is coupled to the main switching part (32) by a spring (37), characterized • by an inhibitor (30,41) that controls the auxiliary switching part when the main switching part is adjusted initially holds until the main switching part moves de-energized between the main contacts and that is triggered by a regulator (38, 39) coupled to the main switching part, before the main switching part takes the next one Closed position (main contacts 19, 21) reached. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings