DEL0018992MA

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Info

Publication number: DEL0018992MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 3. Juni 1954 Bekanntgemacht am 5. Juli 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft eine Drosselspule mit stufenlos regelbarer Induktivität. Die Regelbarkeit wird dadurch bewirkt, daß der Kern und die Wicklung der Drossel relativ zueinander beweglich angeordnet sind und beim Regeln gegeneinander verschoben werden. Diese Regelspulen finden insbesondere auch als Erdschlußspulen Verwendung. .

Die bekannten Anordnungen dieser Art sind insofern nachteilig, als eine annähernd quadratische Abhängigkeit zwischen der Größe des Magnetisierungsstromes und dem Regelhub besteht. Hierdurch gestaltet sich der Regelbereich der Drossel ungünstig, und es ergibt sich eine hohe Kernsättigung in den Endstellungen der Drossel. Diese bedingt aber entweder eine verhältnismäßig niedrige mittlere Kerninduktion oder aber eine verhältnismäßig hohe Stromabhängigkeit der Drossel bei kleinen Induktivitätswerten.

Eine erhebliche Verbesserung wird nach der Erfindung dadurch erzielt, daß die Drosselwicklung in axial hintereinander angeordnete Teilspulen aufgelöst und diese im wesentlichen parallel geschaltet werden. Das hat die Wirkung, daß bei einer relativen Verschiebung von Kern und Wicklung zuerst die unterste Stufe ihren Höchststrom erzielt, dann

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die darauffolgende Stufe, bis schließlich ζ. Β. beim völligen Herausziehen des Kernes auch die letzte Stufe ihren Höchststrom führt. Auf' diese Weise gelingt es, bei einer entsprechend weitgehenden Unterteilung der Wicklung der Drosselspule ein praktisch lineares Ansteigen des Gesamtstromes und damit einen großen Regelbereich der Drosselspule zu erzielen.
Wenn die an die Drossel angelegte Spannung konstant ist, was z. B. bei Erdschlußspulen der Fall ist, bei welchen im Erdschluß die Phasenspannung an der Wicklung der Drossel liegt, so wird durch die Parallelschaltung der Fluß über die ganze Länge der Spule konstant gehalten. Infolgedessen kann-

z. B. beim Herausziehen des Kernes aus der Spule keine Induktionserhöhung im Kern eintreten. Gleichzeitig wird die auf den Kern ausgeübte Zugkraft über die ganze Spulenlänge konstant und damit auch wesentlich kleiner als die bei der Einschaltung auftretende Kraft, die von der Ausgangsstellung bis zur Endstellung stark ansteigt.

An sich ist es bei Ein- oder Mehrphasentransformatoren zum stufenlosen Regeln der Spannung oder des Stromes mit gegeneinander verschiebbarer Primär- und Sekundärwicklung bekannt, die Primärwicklung aus einzelnen parallel geschalteten Teilwicklungen aufzubauen. Jedoch handelt es sich dort nicht um das erfindungsgemäße Problem, bei einer Drosselspule der vorbeschriebenen Art ein praktisch lineares Ansteigen des Gesamtstromes beim Regeln der Induktivität zu erzielen, sondern darum, die Streuung, welche Spannungsabfälle erzeugt, bei den vorerwähnten Schubtransformatoren ohne Anwendung von Ausgleichswicklungen mögliehst gering zu halten. Einen Hinweis auf die Erfindung vermögen diese bekannten Schubtransformatoren mit aus untereinander parallel geschalteten Teilspulen bestehender Primärwicklung nicht, zu geben.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Fig. ι zeigt zunächst schematisch den Aufbau der bekannten Drosselspulen mit relativ zueinander beweglichem Kern 1 und Wicklung 2, während Fig. 2 das dazugehörige Strom-Hub-Diagramm erkennen läßt. Der vorerwähnte wesentliche Nachteil der bekannten Anordnungen, der in einer erheblichen Abhängigkeit der Größe des Magnetisierungsstromes vom Regelhub besteht, wird dabei aus dem Diagramm nach Fig. 2 erkenntlich;

In Fig. 3 und 4 sind die entsprechenden Verhältnisse für eine erfindungsgemäße Ausführung dargestellt, bei welcher die mit dem Kern 1 zusammenarbeitende Wicklung 2 aus einzelnen Teilspulen I, II, III . . . N besteht, die axial aufeinandergeschichtet und im wesentlichen parallel geschaltet sind. Dabei ist es, um die Parallelschaltung mit geringem Isolationsaufwand der Teilspulen gegeneinander durchführen zu können, zweckmäßig, die Teilspulen als Lagenwicklungen auszubilden. Dann liegt zwischen zwei benachbarten Lagen zweier Teilspulen nur die Lagenspannung. Im Diagramm nach Fig. 5 ist die Veränderung des Stromes innerhalb einer Teilspule der Drossel während des Regeins dargestellt.

Bei fehlendem oder unvollständigem magnetischem Rückschluß müssen die am Ende der Wicklung liegenden Teilspulen einen erhöhten Magnetisierungsstrom aufnehmen, da sie auch noch die Amperewindungen für den Rückschluß aufbringen müssen. Um nun die gewünschte gleichmäßige Stromaufnahme zu erhalten, ist es daher zweckmäßig, die Endspulen mit größerer Windungszahl zu versehen. Schließlich kann man natürlich auch eine aus Reihen- und Parallelschaltung gemischte Schaltungsanordnung der Teilspulen der Wicklung verwenden.

Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform dieser Art ist in Fig. 6 dargestellt. Bei dieser ist mit der Teilspule A eine Hilfsspule Ä in· Reihe geschaltet, die am anderen Ende der Wicklung liegt. Beim Herausziehen des Kernes und der damit verbundenen erhöhten Stromaufnahme der Außenspule A der Wicklung wird die Hilfsspule Ä mit dem Kern eng verkettet und wirkt dadurch in dem Sinne, daß der Strom der Außenspule nicht über den Strom der innenliegenden. Teilspulen ansteigt. Die in parallele Wicklungszweige aufgelöste Wicklung kann man in bekannter Weise durch einenicht unterteilte Wicklung mit zusätzlicher Schubwicklung oder Schubzylinder ersetzen.

Schließlich kann man zur gleichmäßigen Belastung der Teilspulen den Kern auch als Doppelkern ausbilden und die beiden Kernhälften aus den beiden Spulenenden herausziehen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Stufenlos regelbare Drosselspule mit relativ zueinander verschiebbarem Kern und Wicklung, insbesondere Erdschlußspule, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung (2) in mehrere Teilspulen (I, II, III . . . N) aufgelöst ist, die in Achsrichtung übereinander angeordnet und im wesentlichen parallel geschaltet sind.

2. Drosselspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilspulen der Wicklung vorzugsweise als Lagenwicklungen ausgeführt sind.

3. Drosselspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Teilspule (A), aus welcher der relativ bewegliche Kern zuerst heraustritt, eine erhöhte Windungszahl besitzt.

4. Drosselspule nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilspule (A), aus welcher der relativ bewegliche Kern zuerst heraustritt, mit einer Hilfsspule (A') in Reihe geschaltet ist, die am anderen Ende der Wicklung sitzt und mit dem Kern eng verkettet ist.

5. Drosselspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern als Doppelkern 12» ausgeführt wird, der zu beiden Seiten der Spule herausgezogen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen