DE204207C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21c. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Januar 1908 ab.

Die Erfindung betrifft eine Schaltung, welche bezweckt, die Leerlaufsverluste in Transformatoren mit Hilfe eines einfachen Relais zu vermeiden. Dieses Relais, welches als ein Elektrömagnet in seiner einfachsten Form ausgebildet, sein kann, besitzt eine Wicklung, welche in Reihe mit einem für gewöhnlich eingeschalteten Transformator liegt. Die Vorrichtung ist so gedacht, daß, wenn die Belastung in diesem

ίο Transformator über einen gewissen Wert (Volllast) gestiegen ist, ein zweiter oder mehrere Transformatoren parallel mit dem ersten geschaltet werden und somit einen Teil der Belastung übernehmen. Die Zu- und Abschaltung der Transformatoren selbst kann in bekannter Weise durch elektrisch beeinflußte Fernschalter erfolgen, welche durch das Relais gesteuert werden (s. Fig. 7 und 8). Es ergibt sich nun bei der Anwendung eines gewöhnliehen Elektromagneten, durch dessen Wicklung der gesamte Verbrauchsstrom fließt (siehe Fig. 1), folgende Schwierigkeit: Sobald der Anker des. Relais angezogen wird, steigt die Zugkraft an demselben ganz bedeutend an, und es müßte die Stromstärke nunmehr erheblich heruntergehen, bevor der Anker wieder in seine Anfangslage zurückgeht. Dieser starke Abfall in der Stromstärke ist aber nicht erwünscht, da der zweite Transformator bereits wieder abgeschaltet werden soll, wenn die Stromstärke nur um einen geringen Betrag unter den Vollaststrom' des ersten Transformators fällt, da andernfalls ja die Transformatoren sehr wenig belastet würden, was einem ungünstigen Wirkungsgrad derselben entspricht.

Das Relais wäre also in dieser einfachen Form noch zu unempfindlich für den gewollten Zweck. Man hat sich nun bisher dadurch geholfen, daß man Relaismagnete verwendete, deren Anker in einer Magnetspule schwebend 40' angeordnet war, und welche nur einen sehr unvollkommenen magnetischen Rückschluß für die Kraftlinien besaßen. Mit derartigen Relais läßt sich aber nur ein sehr geringer Kontaktdruck erzielen, so daß man gezwungen war, noch besondere .Zwischenrelais zu benutzen, welche erst den Stromkreis für die Fernschalter bedienten. . . .'

Um nun am Relais gleichzeitig große Empfindlichkeit und .guten Kontaktdruck zu erreichen, wird es — und das ist das Wesentliche dieser Erfindung —, wie es in den Fig. 2 bis 6 dargestellt ist, geschaltet. Es wird hier der Strom für den oder die zuzuschaltenden Transformatoren unmittelbar an der Wicklung des Relais abgezweigt (Fig. 3 und 4) oder auf dem Relais noch eine Kurzschlußwicklung aufgebracht (Fig. 5 und 6). In den Figuren sind nur die Hinleitungen zu den Transformatoren gezeichnet, während die Rückleitungen der Deutlichkeit halber fortgelassen sind; die Fig. 7 und 8 zeigen Fig. 4 und 5 ergänzt.

Des besseren Verständnisses halber sollen nun zunächst folgende zwei Grenzfälle betrachtet werden: nämlich daß die Abzweigung einmal ganz am Ende der Relaiswicklung und das andere Mal ganz an ihrem Anfang gemacht wird. Im ersteren Falle erhalten wir die Anordnung, welche in Fig. 1 dargestellt ist, und

(2. Auflage, ausgegeben am 3. Oktober igio.j

es ergibt sich dann der bereits erläuterte Nachteil, daß die Stromstärke nach erfolgter Anziehung des Relaisankers erheblich, z. B. auf den vierten bis zehnten Teil, je nach Größe des Luftabstandes zwischen Anker und Polschuh, sinken müßte, bevor der Magnet den Anker wieder freigibt.

Der zweite Grenzfall ist in Fig. 2 dargestellt. Nachdem hier das Relais seinen Anker angezogen und vermittels des in dieser Stellung geschlossenen Kontaktes α die Zuschaltung des Transformators II bewirkt hat, übernimmt der letztere einen Teil der Belastung. Es geht somit die Stromstärke in der Wicklung c entsprechend herab. Da nun in den meisten Fällen der zuzuschaltende Transformator eine größere Leistung als der erste besitzt, außerdem aber auch geringere Eigenverluste hat, so kann es vorkommen, daß die Stromstärke nach erfolgter Zuschaltung im Transformator I so weit sinkt, daß das Relais seinen Anker sofort wieder losläßt, wodurch der Transformator II sofort wieder abgeschaltet würde. Da jedoch jetzt die Belastung wieder ganz auf den Transformator I gelegt ist, wird der Anker des Relais wieder angezogen und schaltet den Transformator II wieder zu. Das Relais beginnt somit zu pendeln.

Es ist nun leicht einzusehen, daß durch Ver-Schiebung des Anschlusses des Transformators II gemäß Fig. 3 ein Punkt gefunden werden kann, wo das Relais gerade aufhört zu pendeln, da wir uns ja mehr dem ersten Grenzfan (Fig. 1) nähern. An dieser Stelle besitzt das Relais seine größte Empfindlichkeit, jedoch ohne daß ein schlechter Kontaktdruck erzielt würde. Der Druck wird zwar geringer, jedoch erst dann, wenn die Zu- oder Abschaltung des zweiten Transformators bereits besorgt ist. Da die Verteilung der Belastung bei verschieden großen Transformatoren, welche primär und sekundär parallel geschaltet sind, bei Leerlauf stets eine andere ist als bei voller Last,. d. h. da sich die Belastung nicht mehr proportional den Leistungen der Transformatoren entsprechend verteilt, so ist es von großer Wichtigkeit, daß die Einstellung des Relais an Ort und Stelle leicht erfolgen kann. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß für die Abzweigung zum zweiten Transformator ein auf der Relaiswicklung verschiebbar angeordneter Kontakt dient.

Es kann nun auch der Fall. eintreten, daß zwei genau gleiche Transformatoren verwendet werden; dann sinkt die Belastung in demjenigen, welcher dauernd angeschlossen ist, auf die Hälfte, sobald der andere zugeschaltet wird. Es könnte dann je nach Lage des Anschlusses d (z. B. Mitte der Spule) die bei der Zuschaltung eintretende Verminderung der Amperewindungen der Relaiswicklung nicht genügen, um das Relais so empfindlich zu machen, daß es bei gegebenenfalls eintretender Verringerung der Belastung um nur wenige Prozent seinen Anker wieder freigibt, wie beabsichtigt wird. Es ist nun in diesem Falle nur nötig, die Anschlüsse d und e miteinander zu vertauschen (Fig. 4 und 7). Da jetzt der Strom des zweiten Transformators durch die unteren Windungen g in entgegengesetzter Richtung als durch die oberen f fließt, wird der Magnetismus des Relais so weit verringert, daß die gewünschte Empfindlichkeit erreicht ist. Die gewünschte Empfindlichkeit kann ebenfalls leicht durch Veränderung der Windungszahlen der beiden Spulen g und f bzw. durch Verschiebung des Anschlusses e erreicht werden.

Ist die Verteilung der Belastung der zwei Transformatoren von vornherein bekannt, so kann die Anzahl der erforderlichen Windungen der Wicklungen f und g festgelegt werden, und es ist nicht unbedingt erforderlich, einen verschiebbaren Kontakt anzuordnen. Eine genaue Einstellung kann dann an Ort und Stelle leicht dadurch erfolgen, daß man vermittels einer Einstellschraube h (Fig. 1) den Hub des Ankers etwas vergrößert oder verkleinert.

Es kann nun auch der Fall eintreten, daß sich die Belastung zweier verschieden großer Transformatoren gerade so verteilt, daß die Windungszahl der Spulenhälfte g für die größte Empfindlichkeit des Relais gerade Null wird (Fig. 2). Dies ist natürlich ein Spezialfall der Anordnung nach Fig. 3 bzw. 4.

Die Schwächung des Magnetismus nach erfolgter Zuschaltung des zweiten Transformators kann auch auf folgende Art geschehen: Das Relais erhält gemäß Fig. 5 und 8 eine Hauptstromwicklung c, welche nach Fig. 1 geschaltet ist, und eine Sekundärwicklung k, welche durch einen Hilfskontakt i an dem durch das Relais beeinflußten Fernschalter (Fig. 8) nach erfolgter Einschaltung des zweiten Transformators kurzgeschlossen wird. Die Kurzschlußstromstärke kann durch einen zwischengeschalteten Regulierwiderstarid m oder durch eine regulierbare Drosselspule bequem auf das gewünschte Maß eingestellt werden. Eine weitere Möglichkeit ist die, daß die Sekundärwicklung direkt kurzgeschlossen und die Veränderung des Kurzschlußstromes durch Änderungen der räumlichen Lage dieser Kurzschlußwicklung gegenüber der Hauptstromwicklung bewirkt wird. Ist z. B. der Abstand zwischen den beiden Wicklungen groß, so tritt eine große Streuung zwischen den beiden Wicklungen auf, d. h. es wird nur ein Teil der Erregung gegenseitig übertragen. Diese Anordnung ist in Fig. 6 dargestellt. Die Vergrößerung der Streuung läßt sich auch durch einen magnetischen Nebenschluß zur Primärspule erzielen.

Claims (2)

1. Patent-An Spruch e:

   ι. Einrichtung zur Vermeidung von Leerlaufsverlusten in Transformatoren, bei welcher ein oder mehrere Transformatoren zu einem dauernd eingeschalteten Transformator mittels eines in seinem Stromkreise liegenden Relais parallel geschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die. zu- und abzuschaltenden Transformatoren an dem nicht mit dem dauernd eingeschalteten Transformator unmittelbar verbundenen Ende der Relaiswicklung oder an einem mittleren Punkte der letzteren so angeschlossen sind, daß gleichzeitig die größtmögliche Empfindlichkeit des Relais für die Wiederabschaltung der Transformatoren erzielt und ein Pendeln des Relaisankers vermieden wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei beliebigem Anschluß der. zu- und abzuschaltenden Transformatoren an die Relaiswicklung außer der im Stromkreise des dauernd eingeschalteten Transformators liegenden Relaiswicklung noch eine zweite Wicklung auf dem Relaiskern angeordnet ist, welche durch einen an dem durch das Relais beeinflußten Schalter angeordneten Kontakt kurzgeschlossen wird, wobei die Kurzschlußstromstärke dieser Wicklung durch einen Ohmschen oder induktiven Widerstand oder auch durch Veränderung der Streuung zwischen den beiden Relaiswicklungen geregelt werden kann.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.