Transformator zum Regulieren von Wechselspannungen. Gegenstand,der Erfindung ist ein Trans formator zum Regulieren von Wechselspan nungen, der sich von bekannten Ausfüh rungsformen dadurch unterscheidet, dass, er aus mehreren Teilen bestehende Eisenkerne besitzt, wobei alle zu einem Kern gehören den Teile von einer festen Erregerwicklung umschlossen sind, und dass, die mit Kontakten versehenen Regelwindungen derart auf den Kernteilen aufgebracht sind, dass bei Kurz schluss zweier Kontakte durch den Regel schalter der Kurzschlusskreis jeweils nur einen. Kernteil umfasst.
In -der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele des Erfindungsgegenstandes zum Teil schematisch dargestellt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Dreiphasen reguliertransformator mit regelbarer Sekun därwicklung im Grundriss und im Aufriss. Fig. 3 zeigt das Schaltschema einer der über je einem der Schenkel 12, 1'3, 14 dieses Drei phasentransformators angeordneten. Sekun- därwicklung. Die drei Schenkel 12, 13, 14 des Transformators sind in je sechs Teil schenkel 15, 16, 17 etc. unterteilt und stellen ein Verzweigungssystem magnetischer Wech- selflussleiter dar.
Die sechs magnetischen Wechselflussleiter, die hier zu einer Phase gehören, das heisst die Teilschenkel 15, 16, 17 etc. des .Schenkels 12, sind untereinander durch Joche 18, 19 magnetisch verbunden. Die Zahl der magnetischen Wechselflussleiter innerhalb einer Transformatorphase ist natur gemäss nicht auf sechs beschränkt, sie kann vielmehr beliebig vergrössert werden.. Jeder dieser magnetischen Wechselflussleiter 15, 16, 17 etc. ist von einer Wicklung umgeben; der Einfachheit halber wird angenommen, dass alle dieselbe Windungszahl haben mögen.
Das Schaltungsschema dieser Wicklungen 20 bis 25 ist in Fig. 3 dargestellt.
Für ein derartiges, mit Wechselstrom er regtes Verzweigungssystem magnetischer Wechselflussleiter lassen; sich Gesetze auf- ,stellen, die den Kirchhoff'schen Gesetzen eines Verzweigungssystemes von Stromlei tern entsprechen: 1. Die Summe der Wechselspannungen in den Wicklungen sämtlicher Wechselfluss- leiter, welche von einem und demselben Ver zweigungspunkte ausgehen, ist null.
Es folgt dies aus dem Umstand, dass die Summe der, in einem Verzweigungspunkt zusammen kommenden Wechselflüsse null sein muss, falls Streufelder ausserhalb der Flussleiter vernachlässigt werden können.
2. Die Summe der Ströme in den Wick lungen, welche von einem durch Wechselfluss- leiter gebildeten und in sieh geschlossenen Weg umschlossen werden, ist null. Es folgt dies aus der Annahme, dass die magnetischen Wechselflussleiter praktisch unendlich gut leiten, so dass magnetische Spannungsabfälle im Innein der. Wechselflussleiter, also auch Magnetisierungsströme, vernachlässigt wer den können:.
Diese Gesetze ergeben eine Reihe von linearen Gleichungen zwischen Wechselspan nungen und Wechselströmen in den die Wechselflussleiter umfassenden Wicklungen.
Wird beispielsweise nur an eine be stimmte Wicklung eine Wechselspannung angelegt und sind alle andern Wicklungen über beliebig vorgegebene Impedanzen ge schlossen, so lassen sich die Ströme und Spannungen in sämtlichen Wicklungen ein deutig berechnen. Insbesondere ergibt sich, dass, bei Kurzschluss einer Wicklung, welche einen der Teilschenkel umgibt, die Spannung an dieser Wicklung zusammenbricht, da der Kraftfluss in diesem Falle aus diesem Teil schenkel abgedrängt wird und dafür in den übrigen Schenkeln entsprechend den obener wähnten Gesetzen wieder zur Geltung kommt.
Zu bemerken ist hierbei noch, dass es zur Ermöglichung der Abdrängung des Flusses aus einem Wechselstromleiter (Teil kern) nach dem andern nicht erforderlich ist, dass die Teilkerne untereinander durch die Joche 18, 19 unmittelbar verbunden sind. Es genügt vielmehr auch, dass sie durch Wicklungen miteinander gekoppelt sind, da- mit bei Kurzschluss eines Wicklungsteils der Kraftflu3 aus dem von dem Kurzschlussstrom umfassten Teilkern in die übrigen Teilkerne verdrängt werden kann.
Um eine Regelung der Transformator spannung zu ermöglichen, ist jede der Wick lungen 20 bis 25 durch Anzapfungen bei spielsweise in vier Abschnitte unterteilt. Die Anzapfungen der Wicklung 20 führen zu Kontakten, die abwechselnd mit den entspre chenden Kontakten, der Wicklung 21 zu einer Kontaktbahn vereinigt sind, welche durch ,das bewegliche Kontahtstücli 26, insbeson dere eine Bürste, bestrichen werden kann. Genau dieselbe Anordnung ist getroffen für die Wicklungen<B>22</B> und 23 bezw. 24 und 25.
Solange die beweglichen Kontaktstücke 26, 27 und 2'8 in der in Fig. 3 dargestellten untersten Lage sich befinden und die untern Enden der Wicklungen 20 und 21 bezw. 22 und 23 bezw. 24 und 25 miteinander verbin den, sind die sechs Teilwicklungen in Reihe geschaltet und ergeben zwischen den Klem men 29 und 30 den Maximalwert der geregel ten Spannung.
Es ist klar, dass, wenn die Kontaktstücke 26, 27, 2$ auf die ihnen zu gehörigen Kontaktbahnen nach oben gescho ben werden, diese regulierte Spannung linear abnimmt und mit Erreichen der obern End- lage dieser beweglichen Kontakte auf den Wert null zurückgeht. Unzulässig hohe Kurzschlussströme werden durch die ermög lichte Abdrängung des magnetischen Kraft flusses aus einem der Teilschenkel in die an dern bei Kurzschluss einzelner Wicklungs teile vermieden.
Die Regelung kann somit durch einfaches Überschalten der Regelbürste von Anzapfung zu Anzapfung vorgenommen werden, ohne dass dabei ein Unterbrechen des Arbeitsstromes oder irgendwelche besonderen Lastschalter zum Überschalten von Stufe zu Stufe erforderlich wären.
Die Wirkungsweise des Transformators bei der Bewegung der Regelbürste über die Kontaktstücke ist die folgende: Wird das bewegliche Kontaktstück 26 nach oben geschoben, so dass es statt der festen Kontakte<B>31</B> und 82 die festen Kon- takte 32 und 33 überbrückt, so wird damit der Wicklungsteil 34 der Teilwicklung ?0 abgeschaltet und die zwischen den Klemmen 29 und 30 bestehende regulierte Spannung um die über den Wicklungsteil 34 induzierte Teilspannung vermindert.
Soll der über das Kontaktstück 26 fliessende Belastungsstrom der Sekundärwicklung bei diesem Schaltvor gang in keinem Moment unterbrochen wer den, so muss notwendigerweise das bewegliche Kontaktstück 26 den Kontakt 33 erreichen, bevor es den Kontakt 31 verlässt. Es gibt also einen Zeitintervall, während .dessen er Wicklungsteil 34 über die Kontakte 31, 3'2, 33 kurzgeschlossen wird.. Der Kurzschluss- strom, welcher in diesem Wicklungsteil 34 verläuft, verdrängt nun den ,durch den Teil schenkel, welcher zur Wicklung 20 gehört, fliessenden Fluss auf die fünf übrigen Teil schenkel des Schenkels 12.
Infolge davon vermindert sich dieser Kurzsehlussstrom so fort auf die Grösse des für die Flussverschie- bung notwendigen Magnetisierungsstromes, also auf einen gegenüber dem Belastungs strom vernachlässigbar kleineri Betrag. Die ser Nagnetiserungsstrom muss beim Öffnen des Kurzschlusskreises zwischen dem beweg lichen Kontakt 26 und dem festen Kontakt 31 unterbrochen werden. Genau dieselben Vorgänge spielen sich ab beim Verschieben eines der beweglichen Kontakte 2'7 und 28.
Die einwandfreie Arbeit des Regulier transformators ist daran gebunden, dass der über einen Schenkel 12 fliessende Fluss sich ungefähr gleichmässig über die sechs Teil schenkel verteilt. Das ist natürlich nur so lange .der Fall, wie der für die Erzeugung des Flusses in Betracht kommende Magnetie- sierungsstrom auf die sechs Teilschenkel in ungefähr gleicher Weise sich auszuwirken in der Zage ist. Dazu ist offenbar erforderlich, dass die jeweils arbeitendenTeile derWicklung auf den sechs Teilschenkeln ungefähr mitein ander übereinstimmen.
Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, die beweglichen Kontakte 26, 27, 28 ungefähr miteinander aus der einen in die andere Endlage vorwärts zu bewegen, derart, dass sie in irgend einem Moment des Reguliervorganges nahezu dieselbe Höhe zwischen .den beiden Endlagen einnehmen. Anderseits darf natürlich diese Vorwärts bewegung der beweglichen Kontakte 26, 27, 28 nicht in der Weise geschehen, dass in irgend einem Moment des Reguliervorganges mehr als ein Wicklungsabschnitt auf den sechs Teilschenkeln kurzgeschlossen wird, das heisst, es muss so sein, dass stets nur ein Teilfluss' von einem Teilschenkel auf die fünf übrigen abgedrängt wird.
Soll beispielsweise die .Spannung von ihrem maximalen auf ihren kleinsten Wert herabgesetzt werden, so wird zunächst der bewegliche Kontakt 26 um einen Schritt nach oben, hierauf der beweg liche Kontakt 27 um einen Schritt nach oben, hierauf der bewegliche Kontakt 28 um einen Schritt nach oben geschoben. Bei weiterer Herabminderung der Spannung beginnt man dann wiederum mit 26, geht zu 27 und in gleicher Weise zu 28 über, das heisst durch abwechselndes Verschieben der Kontakte je um einen Schritt erzielt man .den gewünsch ten Reguliervorgang. Es ergibt sich daraus die naheliegende Massnahme, die beweglichen Kontakte 26, 27, 28 miteinander zu koppeln oder die drei Kontaktbahnen baulich mitein ander zu vereinigen.
Da im Augenblick des Schaltvorganges der Fluss: über einen Teilschenkel auf die fünf übrigen Teilschenkel abgedrängt wird, erhöht sich in diesen fünf übrigen Teilschen keln die magnetische Induktion, das heisst der Zustand in diesen fünf übrigen Teil schenkeln nähert sich der Sättigung. Es ist klar, da3 diese Erhöhung der magnetischen Induktion umso kleiner ist, je grösser die Zahl der Teilschenkel gewählt wird, indem immer der Fluss von einem Teilschenkel auf die n-1 übrigen Teilschenkel abgedrängt wird. Will man also bei dem Reguliertrans formator eine gute Ausnutzung des Eisens erzielen, so ist die Anwendung einer grö sseren Zahl von Teilschenkeln, z. B. 4, besser 6, unerlässlich.
Tut man das nicht, so muss man entweder mit der Induktion beträchtlich unterhalb der Sättigung und unterhalb einer wirtschaftlichen Ausnutzung des Eisens blei- ben, oder man bewirkt beim Abdrängen des Flusses von einem Teilschenkel eine starke Sättigung ,der übrigen Teilschenkel und da mit auch in dem in Kurzschluss befindlichen Abschnitt, z. B. 34, einen grösseren Magneti- sierungsstrom, der dann bereits zu einem Unterbrechungslichtbogen am abreissenden Kontakt 31 und damit zu einer allmählichen Zerstörung dieses Kontaktes führen kann.
Aus dem Schaltbild Fig. 3 ersieht man ferner, dass es zweckmässig ist, für die Teil schenkel eine gerade Zahl zu wählen, da bei geradzahliger Anordnung die paarweise Zu ordnung von zwei Wicklungen zu ein und derselben Kontaktbahn möglich ist.
Die nun für einen Schenkel 12 geschil derten Verhältnisse lassen sich in genau der selben Weise für die beiden andern .Schenkel 13 und 14 durchführen, so dass der in Fig. 1 und 2 dargestellte Transformator dann als ein in jeder Phase einzeln regulierbarer Drei phasentransformator erscheint. Was für drei Phasen möglich ist, gilt auch für jede andere Phasenzahl, insbesondere für eine Einphasen anordnung.
Um jeden der :Schenkel 12, 13, 14 ist dann in üblicher Weise, z. B. als Zylinderwick lung, eine sämtliche Teilschenkel umfassende Primärwicklung angeordnet. Diese Anord nung der Primärwicklung hat besondere Vor teile, indem sie dadurch besonders eng gekoppelt wird mit den. um die Teil schenkel angeordneten Sekundärwicklungen. Die Streuung zwischen Primär- und Sekun därwicklungen ist in diesem Falle eine mini male. Selbstverständlich müssen zwischen beiden Wicklungen die für die Kühlung, das heisst für die Luft- oder Ölzirkulation erfor derlichen Durchlässe vorgesehen sein.
Es ist jedoch, auch wenn die Kontakte wie vorstehend beschrieben bewegt werden, unvermeidlich, dass, bei gewissen Schaltstel lungen die Anzahl der Wicklungsteile auf den verschiedenen Teilkernen nicht mehr mit einander übereinstimmt; die Amperewin- dungszahlen auf den Teilkernen sind also nicht immer alle einander gleich. Die Folge davon ist eine -Störung der gleichmässigen Flussverteilung, die durch die Primärwick lung erzeugt wird.
Es stellt sich nun eine Flussverteilung ein, die sich ergibt als Super position der durch die Primärwicklung er zeugten gleichmässigen Flussverteilung mit der ungleichmässigen Flussverteilung, die durch den Überschuss@ oder das Fehlen von Wicklungsabschnitten auf einzelnen Teil kernen gegenüber den übrigen Teilkernen hervorgerufen wird.
Befinden sich beispiels weise bei der Anordnung der Fig. 3 die Kon takte nicht in Stellungen wie dargestellt, sondern sind die Kontakte 26 und 27 um zwei, der Kontakt 2$ um einen Schaltschritt weitergerückt, so werden die Teilkerne in den Spulen 20., 21, 22 , und 23 von je drei Wicklungselementen, der Teilkern in .Spule 24 ebenfalls von drei, der Teilkern in Spule 25 aber von vier Wicklungselementen umfasst.
Zur Vermeidung dieser ungünstigen Rückwirkung des Betriebsstromes auf die für die regelmässige Änderung der zu regelnden Spannung erforderliche gleichmässige Fluss- verteilung können in Reihe mit den einzelnen Teilkernen Luftspalte vorgesehen werden, welche den magnetischen Widerstand derart erhöhen, dass die durch die ungleiche Anzahl der Amperewindungen des Betriebsstromes auf den Teilkernen erzeugten Fluss.differen- zen klein bleiben.
Diese Bedingung ist er füllt, wenn der durch den Betriebsstrom in einem Wicklungselement erzeugte Kraftfluss klein bleibt im Vergleich zu dem durch die Primärwicklung über dieses Wicklungsele ment erzeugten Teil des Hauptflusses.
Dies lässt sich mathematisch durch die Beziehung ausdrücken:
EMI0004.0034
wobei B ,die durch die Primärwicklung er zeugte Kraftflussdichte (magnetische Induk tion) in
EMI0004.0036
A, q, die Windungszahl eines Wicklungselementes, i der Betriebs strom in Amp., s die Grösse des Luftspaltes in cm und ,u, <I>=</I> 4n <I>-</I> 10-9 eine Masssystem- konstante, die sogenannte Permeabilität des Vakuums bedeuten.
Da B und i für eine An ordnung von vornherein gegeben sind, er geben sich umso günstigere Verhältnisse, je kleiner die Windungszahl Az eines Wick lungselementes und je grösser der Luftspalt s gewählt werden. Eine Folge des grossen Luftspaltes ist nun, dassAer Magnetisierungs- strom des Regeltransformators grösser wird; es müssen in der Primärwicklung die für die Überbrückung des Luftspaltes erforderlichen Amperewindungen aufgebracht werden.
Das cos cp des Apparates wird infolge davon klei ner. Gegen .diese nachteilige Wirkung kann man sich nun dadurch schützen, dass bei spielsweise parallel zu den Klemmen der Primärwicklung ein Kondensator angeordnet wird, der die für die Deckung des Magneti- sierungsstromes erforderliche Scheinleistung aufbringt.
Zur Vermeidung der ungünstigen Rück wirkung des Betriebstromes auf die regel mässige Änderung der zu regelnden Span nung kann auch eine grössere Zahl von Grup pen derart geschaltet werden, dass ihre festen Wicklungen parallel, ihre Regelwicklungen aber in Reihe geschaltet sind. Dabei besteht jede Gruppe aus mindestens zwei Teilkernen, einer die Teilkerne umfassenden festen Wicklung und mehreren. mit Anzapfungen versehenen, jeden Teilkern einzeln umschlin genden Regelwicklungen. Die beiden Enden und die Anzapfungen der Regelwicklung sind zu einer gemeinsamen Kontaktbahn ge führt.
Bei leitender Überbrückung zweier benachbarter' Kontakte umfasst der kurz geschlossene Teil der Regelwicklung nur einen Teil des mit .der zugehörigen festen Wicklung verketteten Kraftflusses. Wenn n Teilkerne zu einer Gruppe zusammengefasst und dementsprechend mit einer gemeinsamen festen Wicklung verkettet sind, kann die Regelwicklung ii--1 Anzapfungen erhalten, die so zwischen den Teilkernen hindurch zur Kontaktbahn geführt sind, dass je zwei be nachbarte Anzapfungen zusammen mit dem zwischen ihnen liegenden Teil der Regel wicklung einen Teilkern umfassen.
Besteht nun in einer dieser Gruppen eine ungünstige Stellung des Kontaktes, bei wel cher auf den verschiedenen Teilkernen dieser Gruppe verschiedene Amperewindungen ein wirken, so tritt zwar in dieser einen Gruppe eine Störung der'Flussverteilung ein; da diese eine Gruppe aber nur einen. relativ kleinen Teil der ganzen Regeleinrichtung .darstellt und die Störung, da die Gruppe von den übrigen magnetisch getrennt ist, keine Mög lichkeit hat, auf die übrigen Gruppen über zugreifen, so bleibt die .gewünschte Abhän gigkeit der zu regelnden Spannung von der Stellung -der Bürste auf der Kontaktbahn erhalten.
Anstatt .die einzelnen Teilkerne magne tisch voneinander völlig zu trennen, können sie auch durch gemeinsame Joche verbunden sein, wobei um eine Beeinflussung der be nachbarten Gruppen bei den Schaltvorgängen einzuschränken, vorteilhaft zwischen den Kernen und den mehrere Kerne verbindenden Jochen Luftspalte angeordnet sind.
Die Vorgänge in einer beispielsweise aus zwei Teilkernen, einer Primärwicklung und einer mit einer Anzapfung versehenen Sekun därwicklung bestehenden Gruppe eines sol chen Transformators sind im folgenden an hand der Fig. 4 bis 8 erläutert. ai und au sind die zwei von der Primärspule 41 und nur einer Windung 42,der Sekundärwicklung umfassten Teilkerne. b, und bn sind die magnetischen Rückschlüsse zu a, und au.
Die Fig. 4 bis 8 zeigen die verschiedenen Zustände, wenn der bewegliche Kontakt 43 des Reglers über die festen Kontakte 44, 45, 46 bewegt wird, und so,die die Teilkerne aI und all umfassende Sekundärwicklung dem Sekundärkreis zuschaltet.
Die Fig. 4 zeigt den Fall, dass die Sekun därwicklung 42 stromlos und offen ist. In der Primärwicklung fliesst nur ein geringer Magnetisierungsstrom. Bewegt sich der Kon takt 43. in der Pfeilrichtung weiter, so ergibt sich zunächst die in .der Fig. 5 wiedergege bene Stellung. Die festen Kontakte 44 und 45 sind durch den beweglichen Kontakt 43 überbrückt.
Der Kurzschlussstrom in derer den Teilkern a, umfassenden Teil der Sekun därwicklung ist begrenzt, da der durch :die Primärwicklung 41 erzeugte Kraftfluss von dem Teilkern a, nach dem Teilkern an ab gedrängt wird. Infolgedessen fliesst in der Primärwicklung nur der zur Erzeugung des Kraftflusses im Teilkern an erforderliche Magnetisierungsstrom und in der den Teil kern a, umfassenden kurzgeschlossenen Wick lung ein diesem Primärstrom entsprechender Kurzschlussstrom.
Bewegt sich der Kontakt 43 weiter, so wird der Kurzschluss zwischen den Kontak ten 44, 45 aufgetrennt, und es ergibt sich der Fall der Fig. 6. Beim Auftrennen. des Kurzschlusses treten schädliche Erscheinun gen nicht auf, da nur eine vernachlässigbar geringe Leistung abgeschaltet wird.
In der Stellung der F'ig. 6 ist der den Teilkern ai umfassende Teil der Sekundär wicklung vom Betriebsstrom durchflossen, und der Teilkern all würde auf den Primär strom und durch die magnetische Kupplung der beiden Ströme auf den Sekundärstrom drosselnd wirken. Diese unerwünschte Wir kung wird schon dadurch vermindert, dass der Teilkern an durch den Primärstrom stark übersättigt wird.
Der Teilkern a, bildet nun mehr gewissermassen mit dem stromdurch- flossenen Teil der Sekundärwicklung und,der Primärwicklung einen normalen Transfor mator, dem primärseitig eine durch die Pri märwicklung 41 und den Kern all gebildete Drossel vorgeschaltet ist. Da diese Drossel durch den Primärstrom stark übersättigt ist, ist sie praktisch fast ohne Wirkung.
Die sich durch die Übersättigung er gebende unerwünschte Rückwirkung auf die erzeugte Sekundärspannung ist in jeder Gruppe an sich schon gering. Bei Anwen dung einer grösseren Anzahl von Gruppen ist sie für die erzeugte Gesamtspannung be deutungslos, da sie auf die einzelne Gruppe beschränkt bleibt.
Besteht der Regeltransformator nur aus einer verhältnismässig kleinen Anzahl von Gruppen oder werden höhere Anforderungen bezüglich der erzeugten Spannung gestellt, so ist es besonders vorteilhaft, auch bei die ser Anordnung bei jedem Einzelkern einen Luftspalt anzuordnen, der so bemessen ist, dass der durch den Betriebsstrom erzeugte Kraftfluss klein ist im Vergleich zu dem durch die Primärwicklung erzeugten Kraft- fluss.
Gegebenenfalls kann auch, um die infolge der Übersättigung auftretenden Spannungs stösse unschädlich zu machen, parallel zur Sekundärwicklung ein Kondensator, und um die Entstehung von Schwingungen zu unter drücken, vorteilhaft noch ein Widerstand geschaltet werden.
Rückt der Kontakt 43 noch weiter, so werden die Kontakte 45 und 46 leitend ver bunden. Diese .Stellung zeigt Fig. 7. In die- sein Fall liegen die Verhältnisse ganz ähnlich wie im Fall der Fig. 5. Die den Teilkern all umfassende Teilwicklung ist kurzgeschlos sen, der Kurzschlussstrom aber begrenzt, weil der durch die Primärwicklung erzeugte Kraftfluss nach dem Teilkern aI abgedrängt wird. Beim Auftrennen des Kurzschlusses ist .demnach wieder nur eine geringe Leistung abzuschalten und schädliche Erscheinungen treten nicht auf.
Fig. 8 schliesslich zeigt die Endstellung. Die ganze Windung der Sekundärwicklung ist vom Betriebsstrom durchflossen. Mit dem Kontakt 46 ist der erste Kontakt des folgen den, dem beschriebenen gleichartigen Teils verbunden, so dass sich bei Weiterbewegung des Kontaktes 43 in der gleichen Richtung die gleichen Vorgänge wiederholen.
Fig. 9 zeigt schematisch einen Teil eines aus einer grösseren Anzahl solcher selbstän diger Gruppen bestehenden Regeltransfor mators. Jede der Gruppen<I>A, B, N</I> besteht wie in Fig. 7 und 8 aus zwei Kernen, einer Primärwicklung und einer mit einer An zapfung versehenen Sekundärwicklung. Der Sekundärwicklung ist der Kondensator 47 und der Widerstand 48 parallel geschaltet.
Damit der Regeltransformator nicht aus einer zu grossen Anzahl Gruppen in Serie bestehen muss, ist es vorteilhaft, die Sekun därwicklung die ganze Reihe von Gruppen mehrmals durchlaufen zu lassen; bei der in Fig. 9 dargestellten Anordnung wären in diesem Fälle mehrere parallele Kontakt bahnen erforderlich, die nacheinander von beweglichen Kontakten durchlaufen werden.
Eine besonders vorteilhafte Anordnung ergibt sich, wenn die einzelnen Gruppen nicht geradlinig, sondern ringförmig ange ordnet sind.
Einen Transformator mit ringförmig an geordneten Gruppen zeigt schematisch Fig.10. Der Transformator besteht hier aus fünf Gruppen. Die Gruppen könnten hier den in den F'ig. 4 bis 8 abgebildeten Gruppen glei chen. In der Fig. 10 ist jedoch eine andere Ausführungsform gezeigt; jede Gruppe be steht hier aus drei Teilkernen ccl, all, all" einer die drei Teilkerne umfassenden Primärwick lung 41 und einer ebenfalls die drei Teil kerne umfassenden, mit zwei Anzapfungen versehenen Sekundärwicklung 42.
Soll die Sekundärwicklung die Gruppen mehrmals durchlaufen, so kann sie, wie in Fig. 11 dar gestellt, in Form einer Schraubenlinie ge führt sein, und die Kontaktbahn kann im Innern des Ringes ebenfalls in Form einer Schraubenlinie angeordnet sein, wobei die Führung des beweglichen Kontaktes beson ders einfach gestaltet werden kann, z. B. durch eine Spindel, deren Gang der Steigung der Windungsgänge entspricht. Die Bürsten können auch mit entsprechenden Ansätzen versehen sein, so dass sie von der schrauben förmigen Kontaktbahn selbst geführt werden. Selbstverständlich wird sich die Primärwick lung im allgemeinen nicht, wie in Fig. 10 schematisch gezeichnet, aus nur einer, son dern aus einer grösseren Zahl Windungen zu sammensetzen.
Die Sekundärwicklung da gegen, kann auch praktisch aus einer einzigen Draht- oder Bandschlinge bestehen. Es kann aber auch hier eine grössere Zahl Windungen angewendet werden, dabei muss. aber jeder Einzelkern eine Spule tragen, und diese Spu len müssen so miteinander und mit den Kon takten verbunden sein, dass je zwei einander benachbarte Anzapfungen zusammen mit dem zwischen ihnen liegenden Teil der Regel- wicklung einen Teilkern umfassen. Fig. 12 zeigt schematisch die Anordnung der Wick lung in diesem Fall.
Selbstverständlich kann bei den beschriebenen Anordnungen die Ener gierichtung auch umgekehrt, und die Regel- wieklung als Primärwicklung an das Netz, die festen Wicklungen als Sekundärwicklung an den Verbraucher angeschlossen sein.
Fig. 13, bis 17 zeigen weitere Ausfüh rungsformen im Querschnitt zur Flussrich- tung.
Die in Fig. 13 .dargestellte Ausführungs form zeigt die Kerne a, welche von der Regel wicklung 42 umschlungen werden. Die Kerne b bilden die magnetischen Rückschlüsse. Ziz beiden Seiten der Kerne a und<I>b</I> befinden sich die ringförmigen Joche m, welche den Fluss vom einen Kern zum andern überleiten und mit denselben zu einem festen Ganzen vereinigt sind. Die Teile 50 der Regelwick lung 42 sind so geformt und angeordnet, dass sie die Kontaktbahn bilden; auf dieser schleift die Kontaktbüchse '51, welche am Punkt 52 drehbar gelagert ist.
Beim Über gang der Büchse 51 von einem Kontaktseg ment zum andern, wird jedesmal der dazwi schenliegende Wicklungsteil geschlossen und der von demselben umschlungene Fluss ver drängt. Die beiden Enden.<B>53</B> und 54 können im geeigneten Fall direkt an die Primär spannung gelegt werden (Sparschaltung), oder :die Primärwicklung kann genau so wie .die Regelwicklung 42, nur mit mehreren Windungen angeordnet werden oder sie be steht wie bei den vorhergehenden Beispielen aus Einzelspulen, welche die Kerne a und b oder beide einzeln umschlingen.
Die Joche m können auch, wie in Fig. 14 dargestellt, weggelassen werden, wenn die Kerne a geteilt sind und jeder Teil durch einen magnetischen Rückschluss b geschlossen wird.
Für die Anordnung der nicht gezeichne ten Primärwicklung gilt dasselbe wie bei der Einrichtung gemäss: Fig. 13.
Fig. 1,5 zeigt eine ähnliche Einrichtung wie Fig. 10, jedoch mit anderer Anordnung des magnetischen Eisens und nur zwei Teil- kernen. pro Gruppe. Erforderlichenfalls kön nen zwischen zur gleichen Gruppe gehören den Teilkernen magnetische Keile i angeord net sein. Diese magnetischen Keile i müssen in ihrem Querschnitt so bemessen sein, dass sie beim Kurzschluss einzelner Wicklungs teile hochgesättigt sind, um dem Betriebs strom, welcher auch einen über diese Keile fliessenden Fluss zur Folge hat, einen mög lichst kleinen induktiven Widerstand ent gegenzusetzen.
Aus dem Grunde können auch zwischen den Kernhälften a und den Keilen i Luftspalte vorgesehen werden. Um die Regel stufen noch feiner zu unterteilen, können die Wicklungsteile, welche die Kerne b umschlin gen, auch mit Anzapfungen versehen werden, welche zu einer zweiten ausserhalb der Kerne liegenden Kontaktbahn führen, wie in Fig. 16 dargestellt. Zwischen den Teilkernen b kön nen dann ebenfalls magnetische Keile ange ordnet werden oder sämtliche Teilkerne wer den wie in Fig. 13 durch gemeinsame Joche in verbunden.
Die Bürsten, welche auf ,den beiden Kontaktbahnen schleifen, sind so zu führen, dass die eine auf dem Segment der einen Kontaktbahn steht, während die andere zwei Segmente der andern Kontaktbahnen verbindet und umgekehrt. Niemals sollen zu gleicher Zeit auf beiden Kontaktbahnen je zwei Segmente zugleich verbunden werden, um die Flussverdrängung auf einen Teilkern zu beschränken.
Fig. 17 zeigt einen Transformator mit sechs Gruppen, von denen jede vier Teilkerne umfasst, zwischen denen hindurch je drei An zapfungen zur Kontaktbahn geführt sind. Zur besseren Raumausnützung sind die nach aussen liegenden Kerne breiter als -die nach innen liegenden. Im übrigen entspricht die Anordnung derjenigen nach Fig. 10.
Die Wicklungen sind in Fig. 10, 11 und 13 bis 17 radial angeordnet; dieselben können statt dessen auch parallel zur Bürstendreh achse verlaufen, was in manchen Fällen so gar vorteilhaft ist. Die Kerne und Joch- bleche müssen dann radial geschichtet sein. Die Kontakte können an der untern oder obern Seite oder zu beiden Seiten der Blech- pakete zu Kontaktbahnen vereinigt ange bracht werden.
Fig. 18 zeigt eine von der Anordnung ge mäss Fig. 9, abweichende Anordnung der Primärwicklung. Es sind sowohl über den Kernen a, als auch über den Rückschlüssen b Primärspulen angeordnet, die so miteinan der verbunden sind, dass die gleichartige Schenkel der Eisenkerne umfliessenden Spu len miteinander parallel, die beiden Gruppen von Spulen aber in Reihe geschaltet sind.
Fig. 19 und 2,0 zeigen eine andere Aus führungsform eines Regeltransformators mit Flussverdrängung, bei welchem ein Kontakt schieber die Regelwicklung auf der Innen fläche bestreicht. Die Primärwicklung ist nicht gezeichnet. Der Kern ist in zwei oder mehr Teilkerne a1 und a. unterteilt, welche durch den Luftspalt 56 .getrennt sind. In diesem Luftspalt 56 ist der Kontaktschieber 57 so angeordnet, dass er in Längsrichtung des Kernes verschoben werden kann und die an demselben befestigten Kontaktstücke 58 an der Innenfläche der Regelwicklung ab wechselnd auf der einen oder andern Win dung schleifen.
Steht der Kontaktschieber in der Stel lung, wie in Fig. 19 dargestellt, so dass beide Kontakte 58 -die Regelwicklung berühren, so wird die eine Windungshälfte, welche den Teilkern a1 umschlingt, geschlossen und der Fluss aus demselben verdrängt. Schiebt man den Kontaktschieber weiter auf die nächste Windung, so wird die Windungshälfte, welche den Teilkern a2 umschlingt, geschlos sen, der Fluss! aus demselben verdrängt usw., bis der Kontaktschieber den ganzen Regel weg zurückgelegt hat.
Es ist jedoch vorteilhaft, den Kern in mehr als zwei Teilkerne aufzuteilen, z. B. in vier, und dem Kontaktschieber kreuzförmige, bei mehr als vier Teilkernen sternförmige Ge stalt zu geben. Die Breite der Kontaktstücke 58 in Richtung des Kernes muss dabei so ge wählt werden"dass immer nur zwei Kontakte 58 die Regelwicklung berühren, da sonst aus mehr als einem Teilkern der F'luss verdrängt wird.