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Stufenmanteltransformator mit Flußabdrängung Die Erfindung bezieht
sich auf einen Stufenmanteltransformator mit Flußabdrängung.
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Bei bekannten Transformatoren dieser Art sind die Erregerwicklung
und die Regelwicklung auf dem Mittelschenkel des Mantelkernes angeordnet, und,die
Re@gelvnicklung ist bei dreischenkliger Ausführung d-es Kernes immer nach Halbwindungen:
mit Anzapfungen versehen, die zu einer gemeinsamen, kollektorähnlich ausgebildeten
Kontaktbahn geführt sind. Diese Ausbildung des Transformators erlaubt eine Spannungsregelung
unter Last allein mit dem Stufenwähler und ohne Über= schaltwiderstände, da der
beim: Überbrücken zweier Lamellen der Kontaktbahn entstehende Kurzschlußkreis immer
nur einen der Rückschlüsse umfaßt, so daß der diesen Rückschluß durchsetzende E.rregerknaftfluß
auf den anderen Rückschluß abgedrängt wird. Das Auftreten unzulässig hoher Kurzschlußströme
bei Überbrückung zweier Lamellen ist somit vermieden.
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Die bei einem solchen Transformator notwendigen Anzapfungsleiter und
die gesonderte Kontaktbahn bedeuten nun häufig einen großen Aufwand, und es ist
deshalb wünschenswert, die Regelwicklung selbst als Kontaktbahn auszubilden, wie
es an sich bei Regeltransformatoren ohne Flußabdrängung bekannt ist. Bei Flußabdrängungstransformatoren
ist es jedoch nicht ohne weiteres möglich, die Regelwicklung als Kontaktbahn auszubilden,
da der bzw. die Stromabnehmer zur Ermöglichung der Flußabdrängung niemals eine volle,
den gesamten Transformatorfiuß umfassende
Regelwindung, sondern
höchstens einen Teil einer Windung, z. B, eine Halbwindung, kurzschließen dürfen.
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Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen Stufenmanteltransformator
mit Flußabdrängung zu schaffen, bei dem die Stromabnehmer unmittelbar auf der auf
dem Mittelschenkel angeordneten, blank gemachten Regelwicklung schleifen können,
ohne daß dadurch die Flußabdrängung beeinträchtigt wird. Erfindungsgemäß wird das
dadurch erreicht, da,ß die beiden Stromabnehmer, von denen der eine auf der Vorderseite
und der andere auf der Rückseite des Mittelschenkels auf der Regelwicklung gleitet,
außerhalb des Transformatorkernes unmittelbar (ohne Zwischenschaltung von Überschaltwiderständen)
elektrisch miteinander vzrbunden, gleichzeitig verschoben und derart gegeneinander
versetzt angeordnet werden, daß sie in Regelstellungen nur eine Halbwindung bzw.
etwa eine Halbwindung kurzschließen. Um das Kurzschließen einer Vollwindung zu vermeiden,
darf die Kontaktfläche eines jeden Stromabnehmers nur so breit sein, daß sie niemals
gleichzeitig zwei aufeina.nderfolgende Leiter der Wicklung berührt.
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Es sei noch bemerkt, daß es an sich bekannt ist, bei nicht mit Flußabdrängung
arbeitenden Regeltransformatoren die Vorder- und die Rückseite der Regelwicklung
als Kontaktbahn auszubilden.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch
einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Auf dem Mittelschenkel des Mantelkernes i (Abb. i) ist die Erregerwicklung
2 und darüberliegend die vorzugsweise aus Profilkupfer bestehende Regelwicklung
3 angeordnet. An den Stellen 3', den sogenannten Wickelköpfen, ist die Regelwicklung
so bearbeitet, daß sie als Kontaktbahn dienen kann. Damit die Leiterteile der Wicklung,
die die Wickelköpfe bilden. am Ort der Kontaktbahn senkrecht zur Richtung der Bürstenverschiebung
verlaufen, ist die Regelwicklung nicht spiralig ausgeführt, sondern der Übergang
von einer Windung auf die nächste erfolgt durch Kröpfung.
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Die Abb. -2a und 2b zeigen den Transformator im Schnitt nach der Linie
_d-B in Abb. i und in der Ansicht von oben. Wie aus Abb.2a hervorgeht, werden die
einzelnen Windungen der Regelwicklung 3 an den beiden Wickelköpfen auseinandergespreizt,
und zwischen die einzelnen Windungen sind verbreiterte Isolierlagen 5 bzw. 5' geschoben.
Die Isolation besteht zweckmäßig aus einer Füllmasse, z. B. Kunstharz, die zur Sicherung
gegen Verschieben in Aussparungen des Wickelkupfers eingepreßt und mitsamt dem Transformator
ausgehärtet wird. Gegebenenfalls werden Spannbolzen oder Druckschrauben zum festen
Zusammenhalten von Wicklungskupfer und Isolation verwendet. Es ergeben sich so zwei
Kontaktbahnen 6 und 6', längs welchen die beiden elektrisch miteinander verbundenen
Stromabnehmer. und . verschoben werden. Wie aus der Abb. 2 a hervorgeht, sind die
beiden Stromabnehmer 4. und 4 so gegeneinander versetzt, daß sich der eine auf einer
Isolierlamelle befindet, während der andere gerade auf einem Leiter steht. Durch
entsprechend breite Ausbildung der Isolierlamellen 5 und 5' ist dafür Sorge getragen,
daß weder der Kontakt .1. noch der Kontakt 4' gleichzeitig zwei aufeinanderfolgende
Windungen berühren kann. Es können somit jeweils nur Halbwindungen kurzgeschlossen
werden, nämlich dann, wenn in einer Zwischenstellung sowohl der Kontakt 4 als auch
der Kontakt d' einen Leiter berührt.
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In Abb. 3 ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Dreipliasentransforma.tor
dargestellt. In jeder Phase sind drei Mantelkerne i bzw. Il bzw. 21 vorgesehen,
deren Erregerw icklungen unter sich parallel und deren Regelwicklungen unter sich
in Reihe geschaltet sind. Die neun Mantelkerne sind in einer Säule übereinanderliegend
angeordnet, so daß sich für jede Phase zwei einheitliche Kontaktbahnen 6 und 6'
bzw. 16 und 16' bzw. 26 und 26' ergeben. Den einzelnen Kontaktbahnen sind die Stromabnehmer
.I, 4' bzw. i4, 1q.' bzw. 24, 24' zugeordnet. Es ist vorteilhaft, die Strornabnehiner
in bekannter Weise als Rollen, beispielsweise als Kohlerollen, auszubilden. Sämtliche
Stromabnehmer werden gleichzeitig bewegt, und sie sind zu diesem Zweck vorteilhaft
an Ketten 8 bzw. 8' befestigt. Die Ketten laufen über Kettenräder, die auf Wellen
9 bzw. j sitzen. Durch Drehen des Handrades io kann die Spannungsregelung erfolgen.
Es ist sell)stverständlich auch Motorantrieb möglich.
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Bei der Anordnung nach Abb. 3 ist es so, daß jeweils der eine Trum
der beiden Ketten leer läuft. Das kann vorteilhaft dadurch vermieden werden, daß
gemäß Abb. 4 a für jede Phase zwei Transformatoren mit Kernen 3 1 und 41
nebeneinander angeordnet werden. Es steht nichts im Wege, je Phase mehrere solcher
Transformatoren übereinander anzuordnen. Wird hier die Kettenradachse 4.9 angetrieben,
dann bewegen sich z. B. die Stromabnehmer 34 und 3.a.' nach oben, während gleichzeitig
die Stromabnehmer .I4. und 44' nach unten verschoben werden.. Um eine eindeutige
Spannungsregelung zu erreichen, müssen also in diesem Falle die Regelwicklungen
der beiden
Transformatoren entsprechend Abb.4b im additiven Sinne
hintereinandergeschaltet sein.
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Der erfindungsgemäß ausgebildete Stufentransformator ist insbesondere
als Klcinreglcr für Niedenspannungsnetze geeignet. Er zeichnet sich durch eine außerordentliche
Kurzschlußsicherhcit und sehr hohe Strombelastbarkeit aus. Der Transformator kann
sowohl unter 01 als auch in Luft betrieben werden,