AT2392U1

AT2392U1 - Transformator mit regelbarem leistungsbereich

Info

Publication number: AT2392U1
Application number: AT0048397U
Authority: AT
Original assignee: Transformatorengesellschaft M
Priority date: 1997-07-30
Filing date: 1997-07-30
Publication date: 1998-09-25

Abstract

Ein Transformator mit regelbarem Leistungsbereich mit mindestens einer Primärwicklung (11), mindestens einer Sekundärwicklung (12) und einer Gleichstromsteuerwicklung (13, 14) ist dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (11), die Sekundärwicklung (12) und die Gleichstromsteuerwicklung (13, 14) auf einem gemeinsamen Kern mit mehreren Schenkeln (1, 2, 3, 4) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Transformator mit regelbarem Leistungbereich mit mindestens einer Primärwicklung, mindestens einer Sekundärwicklung und einer Gleichstromsteuerwicklung.

Viele elektrische Verbraucher können nicht mit der Netzspannung betrieben werden, sondern werden über einen Transformator gespeist.

Ferner ist für manche dieser Verbraucher eine Möglichkeit zur Einstellung der Leistung wünschenswert. Ein Beispiel für einen solchen Verbraucher wäre z. B. eine Quecksilberdampfröhre, die im allgemeinen mit einer Spannung von 600-4000 Volt betrieben wird und in einem Leistungsbereicht von 1 bis 100 kW, vorzugsweise stufenlos regelbar sein sollte. Diese Röhren werden z. B. zum Trocknen von flächigen Gütern verwendet und, um unterschiedliche Leistungspunkte erreichen zu können, muss man unterschiedliche Lastpunkt einstellen können.

Aus dem Stand der Technik sind dazu bereits mehrere Vorrichtungen bekannt, z. B. kann eine stufige Verstellung durch einen Streufeldtrafo und eine Vordrossel in Serienschaltung erreicht werden. Diese Anordnung ist jedoch nur für einen Röhrentyp ausgelegt. Bei Änderung der Teillastpunkte für diese Röhre müssen die Drosseln getauscht werden. Der erstmalige Abgleichaufwand ist sehr hoch und für unterschiedlich Frequenzen sind andere Wickeldaten oder Hilfsanzapfungen notwendig. Bedingt durch die grossen Streufelder werden benachbarte Bauteile und Konstruktionen beeinflusst und erwärmt.

Eine weitere bekannte Lösung, mit der eine stufenlose Verstellung erreicht werden kann, ist eine Vorrichtung, die aus einem Trans-

duktor und einem Streufeldtrafo besteht. Der Streufeldtrafo wird dabei wieder nur auf einem Röhrentyp abgeglichen. Der Abgleichaufwand ist sehr hoch und die Vorrichtung hat ein grosses Bauvolumen und Gewicht. Auch bei dieser Vorrichtung werden durch die grossen Streufelder die benachbarten Bauteile und Konstruktionen beeinflusst und erwärmt.

Schliesslich ist eine stufenlose Verstellung mittels Phasenanschnittsteller und Streufeldtrafo bekannt, die jedoch einen verringerten Regelbereich durch Lücken im Teillastbereich aufweist. Die Vorrichtung ist nur für einen Röhrentyp verwendbar und es kommt zu hohen Störaussendungen durch Schalten induktiver Last. Es ist schwierig, den entsprechenden, gesetzlichen Entstörvorschriften gerecht zu werden und es kommt zu Kcmnutierungseinbrüchen. Zusätzlich weist der Phasenanschnittsteller eine verringerte Lebensdauer auf.

Wie die zuvor genannten Vorrichtungen beeinflussen die grossen Streufelder die benachbarten Bauteile und Konstruktionen, insbesondere durch Erwärmung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu finden, die als Elektromagnetverstärker und Strom- und Spannungsquelle für verschiedene Verbraucher dienen kann, wobei die Regelung des Leistungsbereiches stufenlos sein soll und die oben erwähnten Nachteile der Vorrichtungen des Standes der Technik vermindert werden sollen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Primärwicklung, die Sekundärwicklung und die Gleichstromsteuerwicklung auf einem gemeinsamen Kern mit mehreren Schenkeln angeordnet sind. Vorzugsweise sind dabei die Primärwicklung und die Gleichstromsteuerwicklung auf verschiedenen Schenkeln aufgebracht, die gemeinsam von der Sekundärwicklung umgeben werden, wobei ein unbewickelter Schenkel den Kern schliesst. Zur Verringerung der Rückwirkung des Wechselflusses auf die Gleichstromsteuerwicklung ist diese vorzugsweise auf zwei Schenkel aufgeteilt. Zusätzlich tragen die die Gleichstrorrwicklung tragenden Schenkel eine die Unsymmetrie in der

Anordnung ausgleichende Konpensationswicklung.

Durch die Gleichstromsteuerwicklung (magnetische Regelung des Flusses) kann die Ausgangsspannung des Transformators (Übersetzungs- verhältnis) stufenlos geregelt werden. Durch den erfindungsgemässen Aufbau kann eine grosse Anzahl von Verbrauchern, z. B. Röhren mit definiertem Strom-Spannungsbereich, ohne Anpassung mit einem Magnetverstärker abgedeckt werden. Unterschiedliche Frequenzen können über die Gleichstromregelung ausgeglichen werden. Dadurch wird keine Modifikation der Wicklung notwendig. Im Gegensatz zu den Methoden des Standes der Technik weist die Vorrichtung gemäss der Erfindung geringe magnetische Störfelder, geringe Geräuschentwicklung, keine Anpassung an die unterschiedlichen Leistungsbereiche auf. Es treten keine Entstörproblems und Konmnutierungseihbrüche auf.

Durch die kampakte Bauweise hat die vorliegende Vorrichtung ein geringes Einbauvolumen.

Im folgenden soll der erfindungsgemässe Transformator anhand der beiliegenden Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel zeigen, näher beschieben werden.

Dabei zeigt die Fig. 1 schematisch den möglichen Aufbau eines erfin- dungsgemässen Transformators mit steuerbarem Leistungsbereich. Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt gemäss der Linie II-II in Fig. 1, und die Fig. 3 und 4 zeigen die Lage der Kemblechstreifen in zwei verschie- denen Schichten des Kernes.

Auf dem Schenkel 2 befindet sich die Primärwicklung 11, auf den Schenkel 3 und 4 befindet sich die Gleichstromsteuerwicklung 13,14 sowie die Kompensationswicklung 15,16. Die Sekundärwicklung 12 umschliesst die Schenkel 2,3 und 4. Durch die Gleichstromsteuerwicklung 13,14 kommt es in den Schenkeln 3 und 4 zu einer Vormagnetisierung, die den magnetischen Fluss im unbewickelten Schenkel
1 variiert. Da nur der sich im Schenkel 1 schliessende Fluss eine
Spannung in der Sekundärwicklung 12 induziert, kann die an der
Sekundärwicklung 12 abgenommene Spannung durch Variieren des Gleich-

stromes stufenlos eingestellt werden.

Die maximale, erreichbare Spannung an der Sekundärwicklung 12 ist durch das Übersetzungsver- hältnis und das Eisenquerschnittsverhältnis der Schenkel 3 und 4 zum Schenkel 1 und 2 limitiert. Durch das Aufteilen der Gleichstromwicklung 13,14 auf die Schenkel 3 und 4 wird die Rückwirkung des Wechselflusses auf die Gleichstromquelle verringert. Die Kompensationswicklung 15,16 gleicht die Unsymmetrie der Schenkel 3 und 4 aus. Um die Wirkungsweise der Kompensationswicklung 15,16 optimal zu erreichen, muss diese sehr eng an die Schenkel 3,4 plaziert werden. Die Wicklung 15,16 muss die gesamte Länge der Schenkel 3,4 abdecken.

In Fig. 2 erkennt man, dass durch die Anordnung aller Wicklungen auf einem gemeinsamen Kern eine sehr kompakte Vorrichtung vorliegt. Die Schenkel 2,3, 4 tragen die jeweiligen Wicklungen, nämlich die Primärwicklung 11, die Gleichstromsteuerwicklung 13,14 und die Körrpensationswicklung 15,16 und die Sekundärwicklung 12 wird direkt nur durch Eckelement 8 und Distanzstücke 9 getrennt auf die innenliegenden Wicklungen aufgebracht. Der unbewickelte Schenkel 1 ist mit den übrigen Schenkeln 2,3, 4 durch die Joche 6,7 verbunden.

Die Fig. 3 und 4 schliesslich zeigen eine mögliche Anordnung der Kernbleche, und zwar ist in jeder der Figuren jeweils eine Lage dargestellt, die abwechselnd aneinander geschichtet den Kern bilden, wobei die Dicke der Lagen mehrere Kernblechstärken beträgt.

Claims

ANSPRÜCHE 1. Transformator mit regelbarem Leistungsbereich mit mindestens einer Primärwicklung, mindestens einer Sekundärwicklung und einer Gleichstromsteuerwicklung, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung (11), die Sekundärwicklung (12) und die Gleichstromsteuerwicklung (13,14) auf einem gemeinsamen Kern mit mehreren Schenkeln (1, 2,3, 4) angeordnet sind.
2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung (11) und die Gleichstromsteuerwicklung (13,14) auf verschiedenen Schenkeln (2,3, 4) aufgebracht sind, die gemeinsam von der Sekundärwicklung (12) umgeben werden, wobei ein unbewickelter Schenkel (1) den Kern schliesst.
3. Transformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichstromsteuerwicklung (13,14) zur Verringerung der Rückwirkung des Wechsel flusses auf diese Wicklung (13,14) auf zwei Schenkel (3,4) aufgeteilt ist.
4. Transformator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden die Gleichstromsteuerwicklung (13,14) tragenden Schenkel (3,4) zu- sätzlich eine Unsymmetrien in der Anordnung ausgleichende Kcnpensations- wicklung (15, 16) tragen.