DE766494C - Mit einem Verbraucher hintereinander geschaltete, unter Last regelbare Drosselspule - Google Patents

Description

• Mit einem Verbraucher hintereinander geschaltete, unter Last regelbare Drosselspule . Insbesondere für die Betriebsführung von Lichtbogenschmelzöfen gewinnen in letzter Zeit die unter Last regelbaren, dem Transformator vorgeschalteten Drosselspulen an Bedeutung. Die unter Last regelbare Drossel ermöglicht, mit.dem Fortschreiten des Einschmelzvorganges die dem Transformator vorgeschaltete Reaktanz ohne Betriebsunterbrechung zu ändern. Die Erfindung bezieht sich auf eine derartige unter Last regelbare Drosselspule, bei der der Lastschalter unter Zuhilfenahme von überschaltmitteln an Stufen der Drosselspulenwicklung entlang geschaltet wird. Die Schalteinrichtung solcher Spulen arbeitet ähnlich wie die von unter Last regelbaren Transformatoren; so wird man z. B. Überschaltwiderstände aus Widerstandsmaterial verwenden, die beim Übergang von der einen auf die andere Drosselspule kurzzeitig zwischen die beiden Stufen geschaltet werden. Hierbei ergeben sich jedoch während der Überschaltung erhebliche Phasenänderungen des Drosselflusses, die die Kontakte zusätzlich beanspruchende Ausgleichsströme hervorrufen. Auch die Verwendung der bei Stufenregeleinrichtungen für Transformatoren bekannten Spannungsteilerdrossel als Überschaltmittel'bei der unter Last regelbaren, mit dem Verbraucher hintereinander geschalteten Drosselspule. zeitigt Nachteile. Der Verlauf der Widerstandscharakteristik während des Umschaltvorganges wird gestört. So steigt beim Herabregeln der Drossel der Widerstand vorübergehend an. Auch treten beim Schalten ungünstige Kontaktbeanspruchungen auf.
• Die Erfindung hat die Aufgabe, diese Mängel zu vermeiden und von den möglichen Schaltmitteln für die Überschaltstellung von Widerstandsstufe zu Widerstandsstufe das günstigste auszuwählen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Überschaltmittel eine Schaltdrossel verwendet ist, die während des Lberschaltens von Stufe zu Stufe jeweils zwischen dem Lastleiter und dem an der niedrigeren Widerstandsstufe angeschlossenen Schaltkontakt liegt.
• Die Erfindung soll an Hand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher erläutert «erden. Die Wicklung i (Fig. i) der Drosselspule hat mehrere Anzapfungen 2 bis 6, die Windungszahlen der einzelnen Stufen sind in bekannter Weise zwecks Erzielung gleicher Widerstandsschritte quadratisch unterteilt. fi, S sind die beiden Lastleiter, 9 ist die Schaltdrossel, die mit den Kontakten io, ri des sog. Lastschalters L verbunden ist. 12, 13 sind die sog. Stufenwählerkontakte, die in bekannter Weise schrittweise nacheinander an den Anzapfungen 2 bis 6 entlang geschaltet werden. 14 ist ein weiterer Kontakt des Lastschalters, dessen beweglicher Gegenkontakt mit 15 bezeichnet ist. Im Verlauf des Umschaltvorganges verbindet der bewegliche Gegenkontakt 15 des Lastschalters zunächst die Kontakte i.1. und io. Dadurch wird die über den Wähler i3 mit der AnzaPfung 3 der niedrigeren Widerstandsstufe verbundene Schaltdrossel 9 dem zwischen den Anzapfungen 2 und 3 liegenden Widerstand parallel geschaltet. Der Laststrom teilt sich im umgekehrten Verhältnis der Widerstandswerte im Parallelstromkreis auf, der resultierende Widerstand geht zurück. Rückt nun der bewegliche Gegenkontakt 15 des Lastschalters «-eiter und steht nur mehr mit dem Kontakt io in Verbindung, so wird der zwischen den Anzapfungen 2 und 3 liegende Widerstandsteil abgeschaltet, der ganze Laststrom fließt über die Drossel 9, der resultierende Widerstand setzt sich aus der Summe der Widerstände der Drosselteile zwischen dem Anschluß S und der Anzapfüng 3 und dem Widerstand der Schaltdrossel zusammen. Schließlich wird durch den beweglichen Gegenkontakt 15 die Drossel 9 kurzgeschlossen, der Laststrom fließt unmittelbar über den Kontakt i i. Unmittelbar nachdem der bewegliche Gegenkontakt 15 den Kontakt i.[ verlassen hat, oder auch in einem späteren Zeitpunkt des Umschaltvorg Y a na ge S kann der stromfreie Wähler 12 auf die _@nzapfung 3 verstellt und mit Beendigung des Schaltvorganges der bewegliche Gegenkontakt auf den Kontakt i.1 und anschließend der Stufenwähler 13 mit der Drossel 9 auf die Anzapfung .I, also wieder auf die niedrigere Widerstandsstufe, gebracht werden. Der nächste und alle weiteren Schaltvorgänge spielen sich dann, wie oben beschrieben, ab.
• Die Kontakte 1a., io, i i können auch, wie Fig.3 zeigt, unter Verdoppelung des Kontaktes i.I in die Kontakte 14.1, 142 im Kreise angeordnet sein. Die Arbeitsweise der Einrichtung ist dann ähnlich wie eben beschrieben und von den Stufenregeleinrichtungen tiir Transformatoren bekannt. Sie soll daher nicht näher erläutert werden. Es ist ersichtlich. daß bei dem erfindungsgemäßen Schaltverfahren praktisch keine Phasenverschiebungen der Ströme im Lastschalterkreis, aber auch keine Ausgleichsströme auftreten. Dadurch, daß die Schaltdrossel jeweils zwischen dem Lastleiter und dem an der niedrigeren -t@'iderstandsstufe angeschlossenen Schaltkontakt liegt. liegt auch der Wert des Widerstands in Zwischenstellung zwischen den Werten der Betriebsstellungen. Der Widerstandsverlauf und die Schaltbeanspruchungen können durch geeignete Wahl des Widerstandswertes der Drossel günstig gestaltet werden. Besonders zweckmäßig ist es, die Drossel mit einem Eigenwiderstand auszuführen, der gleich der Hälfte der Widerstandsdifferenz aufeinanderfolgender Schaltstufen der Hauptdrossel i ist, oder noch besser macht man den Selbstinduktionskoeffizienten der Schaltdrossel etwa gleich der Differenz aus dem geometrischen Mittelwert der Selbstinduktionskoeffizienten aufeinanderfolgender Stufen der Hauptdrossel und dem Selbstinduktionskoeffizienten der niedrigeren der beiden Stufen dieser Drossel. Man erhält dann in den Zwischenstellungen, in denen der bewegliche Gegenkontakt 1,5 des Lastschalters die Kontakte i.1 und io überbrückt, und in der Zwischenstellung. in der der Kontakt 1,5 nur auf Kontakt io steht, als wirksamen Widerstand den -Mittelwert aus den Werten zweier benachbarter Stufen. Diese Stellungen können als Betriebsstellungen zur Verdoppelung der Stufenzahl benutzt werden. Bei den Regelvorgängen vom hohen Widerstand zum Widerstand Null treten dabei keine Abschaltbeanspruchungen auf. Bei der Regelung im umgekehrten Sinne bleiben Schaltströme und Schaltspannung klein.
• Wie Fig. d. zeigt, kann man in bekannter Weise Lastschalter und Stufenwähler in einem Laststufenwähler zusammenfassen. Die Erfindung bietet u. a. folgende Vorteile: Da der Regelvorgang ungestört abläuft, Phasenlagenänderungen des Drosselflusses vermieden werden und keine Ausgleichsströme auftreten, werden die Schalteinrichtungen geschont und dadurch ihre Lebensdauer erhöht. Außerdem kann ohne Störung der Regelmäßigkeit des Regelvorganges wegen der Ausnutzung der Überschaltstellung als Zwischenstufe bei einer bestimmten Zahl von Anzapfungen der Drosselwicklung fast die doppelte Zahl von Widerstandsstufen erzeugt werden.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Mit einem Verbraucher hintereinander geschaltete, unter Last regelbare Drosselspule, bei der der Lastleiter unter Zuhilfenahme von einer Drosselspule als Überschaltmittel an Anzapfungen der Wicklung entlang geschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, däß die Schaltdrosselspule während des Überschaltens von Stufe zu Stufe jeweils zwischen dem Lastleiter und dem an der niedrigeren Widerstandsstufe angeschlossenen Schaltkontakt liegt.
2. 2. Drosselspule nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,-daß wenigstens eine der beiden möglichen Zwischenstellungen, in denen die Schaltdrossel parallel zur Hauptdrossel oder in Serie mit dieser Hauptdrossel liegt, als betriebsmäßige Dauerstellung verwendet ist.
3. 3. Drosselspule nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand . der Schaltdrossel etwa die Hälfte der Widerstandsdifferenz zweier aufeinanderfolgender Stufen der Hauptdrossel beträgt.
4. 4. Drosselspule nach den Ansprüchen i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Selbstinduktionskoeffizient der Schaltdrossel etwa gleich ist der Differenz aus dem Produkt der Quadratwurzeln der S elbstinduktionskoeffizienten benachbarter Widerstandsstufen und dem Selbstinduktionskoeffizienten der kleineren Widerstandsstufe der in gleiche Widerstandsstufen unterteilten Hauptdrossel. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 467 56o, 585 959; schweizerische Patentschrift Nr. 131 2o9; B ö 1 t e u. K ü c h 1 e r, Transformatoren mit Stufenregelung unter Last, S. 49.