DE843443C - Transformator - Google Patents

Transformator

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Publication number
DE843443C
DE843443C DES4224A DES0004224A DE843443C DE 843443 C DE843443 C DE 843443C DE S4224 A DES4224 A DE S4224A DE S0004224 A DES0004224 A DE S0004224A DE 843443 C DE843443 C DE 843443C
Authority
DE
Germany
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core
transformer
transformer according
excitation
leg
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Expired
Application number
DES4224A
Other languages
English (en)
Inventor
Erich Bergner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DES4224A priority Critical patent/DE843443C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE843443C publication Critical patent/DE843443C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/08Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with core, coil, winding, or shield movable to offset variation of voltage or phase shift, e.g. induction regulators
    • H01F29/10Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with core, coil, winding, or shield movable to offset variation of voltage or phase shift, e.g. induction regulators having movable part of magnetic circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Description

  • Transformator Die Steilheit der abfallenden Spannungsstromkennlinie eines Transformators bei Ohmscher und induktiver Last hängt im wesentlichen von der Streuung des Transformators ab. -Man kann infolgedessen die Steilheit der Kennlinie vergrößern, indem man die magnetische Leitfähigkeit für die Wege der Streukraftlinien erhöht. Transformatoren mit steil abfallender Kennlinie werden für viele Zwecke, z.13. als Schweißtransformator oder für die Speisung von Ladegleichrichtern, benötigt. Dabei ist es meist erforderlich, die Steilheit der Kennlinie beeinflussen zu können, was nach dem Vorhergesagten auf die Aufgabe hinausläuft, die magnetische Leitfähigkeit der Streuwege regelbar zu machen. Transformatoren, bei denen dies möglich ist, werden beispielsweise für Schweißzwecke ausgeführt. Diese Schweißtransformatoren besitzen ein sogenanntes Streujoch, welches mechanisch dem Hauptkern mehr oder weniger genähert werden kann oder an einer anderen Stelle einen einstellbaren Luftspalt besitzt. Die mechanische Verstellbarkeit des Streujoches bedingt aber eine wesentliche Verteuerung des Transformators und ist insbesondere dann ungeeignet, wenn es darauf ankommt, die Regelung der Streuung in Abhängigkeit von irgendwelchen Betriebsgrößen selbständig durchzuführen. Dies wäre nur mit Hilfe eines besonderen Verstellmotors möglich, der eine recht erhebliche Leistung haben m.üßte und zu dessen Steuerung ein großer Aufwand an Relais und Schützen erforderlich wäre. Außerdem verläuft eine solche Regelung naturgemäß sehr träge. In Fällen, wo es auf eine automatische und rasche Regelung der Kemiliniensteilheit ankommt, z. B. bei der selbsttätigen Batterieladung, zieht man es aus diesem Grund vor, einen gewöhnlichen Transformator zu verwenden und statt dessen in den Speisestromkreis des Ladegleichrichters besondere Drosselspuletz zu schalten, deren Induktiv ität durch Vorlnagnetisierung veränderbar ist. Auch diese Drosseln bedingen einen beachtlichen zusätzlichen Aufwand.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung besonderer Regeldrosseln in dem geregelten Stromkreis den Transformator so auszubilden, daß seine Streuung auf rein elektrischem Weg, d. h. ohne mechanisch verstellbare Glieder, beeinflußt werden kann. Gemäß der Erfindung wird die genannte Aufgabe in der Weise gelöst, daß in den Streuwegen des Transformators Eisenteile liegen, deren Permeabilität durch eine zusätzliche Erregung verändert wird. Die Erfindung nutzt also die Tatsache aus, daß die Permeabilität von Eisen tnit wachsender Erregung abnimmt.
  • Die Anordnung nach der Erfindung wird zweckmäßig so getroffen, daß das Feld der zusätzlichen Lrregung in den Eisenteilen, die in den Streuwegen liegen, auf der Richtung der Streukraftlinien senkrecht steht. Da bei einer Vormagnetisierung der genannten Eisenteile die Molekularmagnete in ihnen bereits sämtlich oder zum Teil ausgerichtet sind, nimmt die magnetische Leitfähigkeit des Eisens quer zu der Richtung der llolekularmagnete ab. Durch die Querstellung des zusätzlichen Erregerfeldes zu dem Streufeld wird neben einem äußerst einfachen Aufbau erreicht, daß die zur Erzeugung des zusätzlichen Erregerfeldes dienenden Wicklungen mit den Arbeitswicklungen des Transformators nicht verkettet sind und somit in diesen keine Wechselspannung induziert werden kann;- das erlaubt eine Steuerung der Transformatorstreuutig mit einer sehr geringen Steuerleistung.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Fig. i a und i b der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt Fig. i a einen Transformator gemäß der Erfindung in Vorderansicht und Fig. i b im Grundriß. Es handelt sich dabei um einen dreiphasigen Transformator der sogenannten Kerntype. Sein Lisenkern i, in der Folge als Hauptkern bezeichnet, besteht in der üblichen Weise aus drei parallel angeordneten; nicht näher bezeichneten Schenkeln, die auf den Stirnseiten durch Schlußjoche untereinander verbunden sind. Jeder dieser Schenkel trägt eine primäre Wicklutrg 2 und eine sekundäre Wicklulig 3. Diese beiden Wicklungen sind jedoch licht, wie sonst bei streuungsarmen Transformatoren üblich, konzentrisch angeordnet; sie bestehen vielmehr aus je einer besonderen Spule, und diese beiden Spulen sind in der Längsrichtung des betreffenden Schenkels übereinander so angeordnet, (laß zwischen ihnen ein unbewickelter Schenkelteil übrigbleibt. Zur Verdeutlichung der Schaltung der Spulen, die hier beiderseitig als Sternschaltung ausgeführt ist, ist in die Zeichnung auch noch das schematische Schaltbild eingetragen, worin UVW (las speisende Drehstromnetz und 4 den in Dreieck geschalteten Verbraucher bedeutet.
  • Senkrecht zu der Ebene des Hauptkerns ist nun hoch ein Hilfskern 5, ebenfalls aus geblättertem Lisen, angeordnet, der hier die Form eines gewöhnliehen Zweischenkelkerns besitzt. Die beiden Schenkel sind durch die Fenster des Hauptkerns i hindurchgeführt, und zwar an den Stellen, die in der Schenkelmitte des Hauptkerns von den Transformatorwicklungen 2 und 3 frei sind. Die Schenkel des Hilfskerns füllen dabei die volle Fensterbreite des 'Hauptkerns aus, was aber nicht unbedingt erforderlich ist. Auf den Jochen des Hilfskerns 5 sind die beiden Teilspulen 8 und 8' der zusätzlichen Erregerwicklung angeordnet. Die beiden Spulen 8 und 8' liegen in Hintereinanderschaltung an einer regelbaren Gleichspannungsquelle.
  • Um das Verständnis der @'N irkungsweise zu erläutern, sind die Hauptrichtungen der verschiedenen Magnetflüsse- durch besondere Pfeile in den Figuren angedeutet. Die Pfeile 6 liegen in der Richtung des Hauptflusses, der die primäre und die sekundäre Wicklung des Transformators miteinander verkettet. Die Pfeile 9 geben die Richturig des Erregerfelds in dem Hilfskern 5 und die Pfeile 7 die Richtung des fiktiven Streuflusses des Transformators an. Man erkennt, daß sich der Streufluß quer zu der Richtung des zusätzlichen Erregerfelds des Hilfskerns 5 hindurch schließt, so daß dessen magnetische Leitfähigkeit die Größe des Streuflusses und damit bei gegebener Belastung die Größe des induktiven Spannungsabfalls bestimmt.
  • Fig. 2 zeigt eine Schar von Kennlinien, wie sie mittels eines Transformators gemäß der Erfindung erreicht werden können. Als Abszisse ist der Belastungsstrom i und als Ordinate die sekundäre Klemmenspannung j aufgetragen. Die primäre Klemmenspannung ist als konstant vorausgesetzt. Die Kurven beginnen sämtlich bei der Leerlaufspamiung Uo, um dann etwa längs eines Bogens mit wachsendem Belastungsstrom abzufallen. Die verschiedenen Kurven a bis f entsprechen verschiedenen, jeweils konstan @ gehaltenen Erregerströmen für den Hilfskern, und zwar gehört die Kurve a zu dein höchsten, die Kurve f zu dem niedrigsten Erregerstrom. Der schraffierte Bereich zwischen den beiden Grenzkurven a und f ist der ausnutzbare Regelbereich.
  • Es ist zweckmäßig, den Hilfskern außerhalb der Kreuzungsstelle mit dem Hauptkern im Querschnitt zu vergrößern, weil dann die Erregeraniperewindungen klein gehalten werden können.
  • Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Scheibenspulen zeigen die Fig. 3a, 31 und 3c. F ig. 3 a zeigt den Hauptkern in Ansicht und den Hilfskern im Schnitt. Fig. 3 b zeigt die Seitenansicht, Fig. 3c den Grundriß. Soweit die Teile mit denen der Fig. i a und i b übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen verwendet. An Stelle von Zylinderspulen sind Scheibenspulen 2 (Primärwicklung) und 3 (Sekundärwicklung) vorgesehen. Mit j ist wieder der Hilfskern bezeichnet. Ein Vergleich mit Fig. i zeigt, daß die Zuordnung des Hilfskerns zu der Primär- und Sekundärwicklung entsprechend der 'Mehrzahl von einzelnen Spulen mehrfach angewendet ist. Außerdem zeigt Fig. 3b, (iaß außerhalb der Kreuzungsstelle der Querschnitt des Hilfskerns vergrößert ist. Die Erregerspule des Hilfskerns trägt wieder das Bezugszeichen B.
  • Die Anwendbarkeit der Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Transformatorausführungen beschränkt. Die 1?rfindung kann auch bei Manteltransformatoren angewendet werden. Sie ist auch nicht nur bei Mehrphasentransformatoren anwendbar, sondern auch bei Einphasentransforntatoren. Da ein einphasiger Transformator der Kerntype, bei dem entweder beide Schenkel oder nur ein Schenkel bewickelt ist, nur ein Fenster besitzt, wird man in diesem Fall den Hilfskern zweckmäßig entsprechend der sogenannten Zlantelbattart, cl. lt. mit einem Hauptschenkel und zwei rechts und links von diesen liegenden Außenschenkeln ausführen. Der Mittelschenkel, auf dem zweckmäßig auch die Erregerwicklung angeordnet ist, durchdringt dann das Fenster des Hauptkerns, während die beiden Augenschenkel entweder um die Schenkel oder die Joche des Hauptkerns herumgeführt sind.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRLCHE: t. Transformator mit durch Beeinflussung cler magnetischen Leitfähigkeit der Streuwege regelbarer Spannungsstromkennlinie, dadurch gekennzeichnet, daß in den Streuwegen Eisenteile liegen, deren Permeabilität durch eine zu-s # 'itzl«che 1 Erregung - verändert wird. z. Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Feld der zusätzlichen l#'rregttttg in den Hisenteilen, die in den Streuwegen liegen, quer zu der Richtung der Streukraftlinien gerichtet ist. 3. Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Streuwegen liegenden Eisenteile regelbarer Permeabilität durch Teile eines in sich geschlossenen Eisenkerns gebildet werden, auf dem die die Zusatzerregung liefernden Wicklungen angebracht sind. 4. Transformator nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Länge jedes bewickelten Schenkels nur primäre, ein anderer Teil nur sekundäre Windungen trägt und im Bereich eines dazwischenliegenden, unbewickelten Schenkelteils ein Schenkel des zur Hauptebene des Transformators senkrecht angeordneten, mit Erregerwicklungen ausgerüsteten Hilfskerns durch das Fenster des Hauptkerns geführt ist. 5. Transformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schenkel des Hilfskerns die Fensterbreite ausfüllt. 6. Dreiphasiger Transformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskern aus zwei durch die beiden Fenster des Hauptkerns geführten Schenkeln und zwei vorzugsweise die Erregerwicklung tragenden Schlußjochen besteht. Einphasiger Transformator nach Anspruch .4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfskern die ,Kernform eines einphasigen Manteltransformators besitzt, dessen vorzugsweise die Erregerwicklung tragender Mittelschenkel durch das Fenster des Hauptkerns geführt ist, während die Außenschenkel außen an den Schenkeln oder den Jochen des Hauptkerns vorbeigeführt sind.
DES4224A 1950-05-24 1950-05-24 Transformator Expired DE843443C (de)

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DE843443C true DE843443C (de) 1952-07-07

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ID=7470544

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DES4224A Expired DE843443C (de) 1950-05-24 1950-05-24 Transformator

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DE (1) DE843443C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2844804A (en) * 1955-07-06 1958-07-22 Letourneau Westinghouse Compan Control transformer
DE1178959B (de) * 1962-03-16 1964-10-01 Bbc Brown Boveri & Cie Einphasen-Transformator fuer Schweisszwecke

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2844804A (en) * 1955-07-06 1958-07-22 Letourneau Westinghouse Compan Control transformer
DE1178959B (de) * 1962-03-16 1964-10-01 Bbc Brown Boveri & Cie Einphasen-Transformator fuer Schweisszwecke

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