.Anzapftransformator mit angezapfter Zusatzspule und mit Kontaktschaltwerk
zur Spannungsregelung Die Erfindung bezieht sich auf einen Schaltmechanismus, mit
dem es möglich ist, die abgegebene Spannung eines Transformators, besonders eines
Spartransformators, praktisch stufenlos zu regeln. Unter dem Schaltmechanismus versteht
man hier Segmentplatten, auf denen Bürsten schleifen. Zur Konstanthaltung oder beliebigen
Regelbarkeit von Wechselspannungen werden bisher Induktionsdrehregler oder Transformatoren
mit Spezialaufbau verwendet, die sich vor allem durch einen besonderen Eisenkern
auszeichnen, der im allgemeinen Luftspalte enthält. Es sind auch Transformatoren
mit Spannungsteilerdrosseln auf besonderem Eisenkern mit entsprechendem Schaltmechanismus
gebaut worden. Diese Anordnungen haben den Nachteil, daß die zusätzliche Spannungsteilerdrossel
für eine verhältnismäßig große Leistung gebaut werden muß, wenn die Kontaktzahl
nicht zu groß sein soll. Die Spannungsregelung wird nun dadurch erreicht, daß die
zusätzliche Spannungsteilerdrossel Anzapfungen erhält, die mit Segmenten verbunden
sind, auf denen eine Bürste schleift. Nach Durchlaufen des - Spannungsbereiches
dieser Spannungsteilerdrossel wird diese umgepolt an die nächsten beiden Anzapfungen
des Haupttransformators gelegt. Soll mit dieser Ausführung z. B.. ein Bereich von
iooo V mit Spannungsstufen von o,= V durchfahren
werden, so sind
hierfür auf dem Haupttransformator und auf der Drossel je ioo Anzapfungen notwendig,
wodurch sich eine Gesamtzahl von Zoo Kontakten ergibt. Hinzu kommt; daß diese Regelung
nicht mit nur einem Handrad und gleichbleibendem Drehsinn desselben erreicht werden
kann, sondern zwei Handräder für Grob- und Feinregelung mit wechselndem Drehsinn
erforderlich sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zahl der Anzapfungen
und Kontakte zu verkleinern und die Regelung mit nur einem Handrad und gleichbleibendem
Drehsinn zu ermöglichen. Dadurch läßt sich auch sehr leicht eine automatische Motorsteuerung
verwenden. Bei dem oben angegebenen Beispiel der Regelung von xooo V mit o,i V Stufensprung
würden hier statt der Zoo Kontakte nur Kontakte bei Verwendung von drei
Kontaktscheiben oder Kontaktscheiben- "benötigt. Außerdem würde die zu-Kontakte
bei Verwendung von vier sätzliche Spannungsteilerdrossel auf fremdem Eisenkern statt
für io V nur für 2,1 V bei drei Kontaktscheiben oder für i V bei vier Kontaktscheiben
ausgelegt werden müssen. Diese Zusatzdrosselspulen sind hier außerdem nur dann notwendig,
wenn der zulässige Stufensprung der Spannung kleiner als die Windungsspannung des
Transformators. sein soll, während sie bei den bisherigen Bauformen immer benötigt
wird. Diese Vorzüge werden dadurch erreicht, daß mehrere Kontakträder in bestimmter
Schaltung hintereinandergeschaltet - werden. Ihre Funktion ist aus der Abbildung
zu erkennen. Als Transformator ist ein Spartransformator gewählt worden, der an
den Klemmen U und V eingespeist wird. Die geregelte Spannung wird an den Klemmen
u und v abgenommen. Die durch U und V begrenzte Wicklung H hat acht
Anzapfungen, die an acht Segmente eines Grobwählers. G geführt sind, auf dem wie
bei einem Kollektor zwei Bürsten BG, und BG, getrennt bewegt werden können. Auf
dem Kern des Spartransformators befindet sich außerdem noch eine Zusatzwicklung
ZZi, deren Spannungsbereich % der Spannung zwischen zwei Anzapfungen der Hauptwicklung
H beträgt, mit acht Anzapfungen, von denen sieben mit den Segmenten des Mittelgrobwählers
M verbunden sind, während die erste Anzapfung mit der Bürste BG, verbunden ist.
Das frei gebliebene Segment SM, ist mit der Bürste BG, verbunden. Ferner befindet
sich auf dem Hauptkern noch eine zweite Zusatzwicklung Z2, welche hier eine Spannungsteilerdrossel
speist, da der Stufensprung der geregelten Spannung kleiner als die Windungsspannung
angenommen wurde. Die Spannungsteilerdrossel hat neun Anzapfungen, von denen die
neunte nicht benutzt wird. Ihr Spannungsbereich beträgt 1/8 der Spannung zwischen
zwei Anzapfungen der Hauptwicklung H. Von den übrigen acht Anzapfungen sind wieder
sieben mit den Segmenten eines Feinwählers F verbunden, während die erste Anzapfung
wieder mit der Bürste BM, verbünden ist. Analog ist auch das Segment SF, mit der
Bürste BM2 verbunden. Auf dem Feinwähler gleitet jetzt eine Bürste BF, die mit dem
Abgriff v verbunden ist. Um den Kurzschlußstrom beim Kurzschließen einer Windung
der Spannungsteilerdrossel zu begrenzen, ist diese Bürste aus zwei Teilen zusammengesetzt,
die über einen Widerstand verbunden sind. Die gezeichnete Bürstenstellung ergibt
sekundär die größtmögliche Spannung. Zum Herabregeln der Spannung wird die Bürste
BF im Uhrzeigersinn bis auf das Segment SF, gedreht. Nun führt die Bürste BM, den
Strom, während BM, entlastet ist. Da nun der Spannungsbereich der Zusatzwicklung
Z2 durchfahren wurde, kann jetzt die Bürste BMi stromlos von Segment SM? auf SM,
geschaltet werden. Nun kann, um die Spannung weiter herabzuregeln, mit der Bürste
BF im alten Drehsinn weitergefahren werden. Sobald diese das Segment SF, verlassen
hat, ist die Bürste BM, stromlos. Sie kann jetzt. vom Segment SM, auf SM, nachgeholt
werden. Ist nach mehreren Umdrehungen der Bürste BF auch der Spannungsbereich der
Zusatzwicklung Z, durchfahren, so befinden sich die Bürsten BM, und BM, auf dem
Segment SM,. Damit ist die Bürste BGS stromlos geworden und kann jetzt vom Segment
SG, auf SG? verschoben werden, worauf die Spannung weiter herabgeregelt werden
kann. Haben dann die Bürsten BM, und BM, das Segment SM" verlassen, so ist die Bürste
BG2 wieder stromlos geworden und kann daher nachgezogen werden. Das Heraufregeln
der Spannung erfolgt durch entgegengesetzten Drehsinn der Bürsten. Die Bewegung
der Bürste BF kann von Hand oder durch einen Motor erfolgen. Die Bürsten BM, und
BJ112 werden durch einen einfachen mechanischen Vorgang bei jeder Umdrehung der
Bürste BF an bestimmten, hierfür vorgesehenen Stellen um ein Segment verschoben
durch einen Arm, welcher starr mit der Bürste BF verbunden ist. Die Bürsten BG,
und BG2 werden analog bei jeder Umdrehung der Bürsten BM, und BM, ebenfalls jeweils
um ein Segment verschoben durch einen Arm, welcher starr mit der Bürste BM, verbunden
ist. Im aufgezeigten Beispiel sind drei Segmentplatten in Reihe geschaltet. Die
Zahl der in Reihe zu schaltenden Segmentplatten ist aber beliebig. Das wird dadurch
erreicht, daß ein Zusatzkontakt verbunden mit einer Zusatzbürste, die auf der nächstgröberen
Segmentplatte schleift, benutzt wird, also z. B. Zusatzsegment SF, verbunden mit
BM2 oder SM, mit Zusatzbürste BG, auf der Grobsegmentplatte G. Für die Erfindung
charakteristisch ist also die Verwendung dieser Zusatzteile, wodurch die Segmentplatten
in beliebiger Anzahl in Reihe geschaltet sein können, die Umpolung der Zusatzspule
vermieden wird und die Drehrichtung für eine Spannungsänderungstendenz konstant
ist. Ferner können alle Zusatzspulen auf dem Transformatorkern angebracht werden,
wodurch ein zusätzlicher Aufwand an Kupfer und Eisen vermieden wird, ausgenommen
der Fall, bei dem der Spannungsstufensprung kleiner als die Windungsspannung ist.
Der zusätzliche Materialaufwand besteht hier also nur in einer Verbreiterung der
Segmente und der Verwendung einer Zusatzbürste pro Segmentxad außer beim Feinregler.
PATENTANSPRÜCHE:
i. Anzapftransformator mit angezapfter Zusatzspule und mit Kontaktschaltwerk zur
Spannungsregelung, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzapfungen des Transformators
(H) und der Zusatzspule (Z1) an je ein Segmentrad (G bzw. M) angeschlossen sind
und daß jedem Segmentrad eine Zusatzbürste (BG, bzw. BM,) zur Entlastung der Arbeitsbürsten
(BG, oder BM,) zugeordnet ist.