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Mehrphasenstreutransformator.
Die Erfindung bezieht sich auf Mehrphasenstreutransformatoren, die aus zwei oder mehreren Einphasentransformatoren zusammengesetzt und insbesondere für Schweissgleichrichter bestimmt sind. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung solcher Transformatoren, wodurch an erster Stelle die Wirkung des Schweissgleichrichters wesentlich verbessert und ausserdem eine Vereinfachung der Bauart und der
Schaltung des Apparates erzielt werden kann.
Es ist bekannt, den zur Speisung der Gleichrichterröhren eines Selhweissgleichrichters dienenden Transformator aus mehreren Einphasentransformatoren zusammenzusetzen. Ein häufig vorkommender Fall ist, dass ein Dreiphasenstrom in einen Vierphasenstrom umgewandelt werden muss, wobei man mit nur zwei doppeltwirkenden Gleichrichterröhren auskommen kann. Dabei wird zweckmässig der Speisetransformator aus zwei Einphasentransformatoren zusammengesetzt. die ein gemeinsames Joch haben. Die Primärwicklungen können z.
B. gemäss der bekannten Seott-Sehaltullg angeordnet werden, während die Sekundärwicklungen : die, wie es bei Streutransformatoren üblich ist, auf den andern Kernen angebracht sind, mit gegenseitig verbundenen Mittelpunktsanzapfungen versehen sind, so dass man ein Vierphasensystem erhält.
Es hat sich gezeigt, dass es bei solchen Systemen schwer hält, eine gleiche Belastung der Gleichrichterröhren zu erzielen. Jmmer werden, auch wenn die Sekundärwicklungen mit einem gleichen Widerstand belastet sind. die Sekundärströme verschieden sein, u. zw. zeigt es sich immer, dass von den
Strömen in den zwei auf die vorgenannte Weise nebeneinander angeordneten Einphasentransformatoren der Strom in der Wicklung, die durch den voreilenden Kraftfluss durchsetzt wird, den geringsten Wert hat. Die Differenzen nehmen bei steigender Belastung zunächst zu und dann wieder ab, bis bei Sekundärkurzschluss die Ströme wieder annähernd gleich sind.
In einem ungünstigen Fall kann der Strom in einer Phase den doppelten Wert des Stromes in den andern Phasen haben, was zur Folge hat, dass die angeschlossenen Röhren ungleich belastet werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit des Apparates beeinträchtigt wird. Ein Teil der Röhren ist nicht bis zu ihrer vollen Ausnutzung belastet, während die andern Röhren überlastet sind und häufig durch andere ersetzt werden müssen.
Bei näherer Betrachtung stellte es sich heraus, dass diese Erscheinung eine Folge des mit den Wicklungen der beiden Transformatoren gekoppelten Streufeldes ist, das naturgemäss bei Streutransformatoren einen erheblichen Wert haben kann. Versuche haben die Richtigkeit dieser Tatsache bestätigt, und dies hat zu einer Transformatorkonstruktion geführt, bei welcher der genannte Nachteil nicht eintritt.
Gemäss der Erfindung wird bei einem Mehrphasenstreutransformator, der aus zwei oder mehreren Einphasenstreutransformatoren zur Dämpfung der Streufelder zusammengebaut ist, welche die Wicklungen des einen Transformators mit denen des näehstliegenden koppeln, zweckmässig an oder nahe der Stelle, wo diese Felder den geringsten Querschnitt haben, eine kurzgeschlossene Wicklung angebracht, die diese Felder umschliesst. Wenn die Transformatoren ein gemeinsames Joch haben, wird diese Wicklung zweckmässig an der Stelle dieses Joches angebracht werden, u. zw. derart, dass sie den ganzen Transformator möglichst eng umschliesst.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt.
In Fig. 1 ist ein Transformator nach der Erfindung dargestellt, der zur Umwandlung von Drehstrom in einen Vierphasenstrom dient. Die Primärwicklungen sind entsprechend der Scott-Schaltung
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auf andern Teilen des Eisenkernes 3 als die Primärwicklungen angebracht sind, werden an die Doppel- phasengleichrichter 1 und 2, vorzugsweise gasgefüllte Glühkathodengleiehrichter, angeschlossen. Die
Kathoden sind an die Sekundärwicklung. 12 eines Heizstromtransformators angeschlossen. Die Be- lastung befindet sieh zwischen den Klemmen 13. Mit 8 und 9 sind Eisenbrückenteile bezeichnet, die vorzugsweise verstellbar und für die Gleichstromregelung bestimmt sind.
Der Transformator besteht aus zwei Einphasentransformatoren, die ein gemeinsames Joch haben.
Der Vorteil dieser Bauart ist, dass eine Materialersparnis erzielt wird, da der Querschnitt des gemein- samen Joches kleiner als der von zwei getrennten Jochen sein kann. Zur Beseitigung der gegenseitigen
Beeinflussung der zwei Teile wird gemäss der Erfindung eine kurzgesehlossene Wicklung 11, vorzugsweise eine einzige Windung aus gut leitendem Material, z. B. Kupfer, und mit einem grossen Querschnitt vor- gesehen. Zweckmässig ist der Querschnitt von der Grössenordnung des Querschnittes jeder der Spulen.
Diese Windung wird entsprechend der Zeichnung dort angeordnet, wo der Querschnitt des Streufeldes am kleinsten ist, also an der Stelle des gemeinsamen Joches 10, damit mit möglichst wenig Material eine möglichst starke Dämpfung des Feldes erhalten wird. In dieser Windung tritt während des Betriebes ein Strom auf, der mehrere tausend Ampere betragen kann, wodurch der Einfluss des gegenseitigen
Streufeldes praktisch ganz behoben wird.
Die Erfindung ist nicht auf den Fall beschränkt, in dem die zwei Teile ein gemeinsames Joch haben. Auch wenn die Transformatoren getrennt und mit den Jochen nebeneinander angeordnet sind, tritt die gleiche Schwierigkeit auf, und man erhält durch Anordnung einer kurzgeschlossenen Windung an der Stelle, wo die Joche nebeneinanderliegen, eine Verbesserung.
Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, dass es infolge der starken Dämpfung der Streufelder nicht erforderlich ist, besondere Massnahmen zu treffen, um aus Eisen oder anderm magnetischen
Material bestehende Bauteile ausserhalb des Wirkungsbereiches des Transformatorkernes zu halten.
Es genügen bereits die mit Rücksicht auf den Platzbedarf der Wicklungen notwendigen Abstände. Die bekannten Streutransformatoren sind meist in einem Gestell aus nicht magnetischem Material, z. B.
Messing, gefasst, damit Unbestimmtheit in der Grösse des Streufeldes vermieden wird. Der Transformator gemäss der Erfindung kann ohne Bedenken in einem Eisenkasten untergebracht werden.
Die Erfindung kann besonders Anwendung finden, wenn besondere Vorrichtungen zur Regelung der Streuung zwischen den Primär-und Sekundärwicklungen vorgesehen sind. Es ist bei Einphasen- transformatoren bekannt, zu diesem Zweck eiserne Brückenteile zwischen den Primär-und Sekundär- wicklungen anzubringen.
Der Vorteil der Anwendung der Erfindung bei den vorgenannten Mehrphasentransformatoren ist, dass die Gleichheit der Ströme für sämtliche Stellungen der Brückenteile beibehalten wird. Dies wäre nicht der Fall, wenn die Gleichheit der Ströme auf andere Weise : z. B. mittels eines in Reihe mit der höchstbelasteten Röhre geschalteten Widerstandes, erzielt würde.
Ein weiterer Vorteil ist, dass die Ströme unabhängig von der Art und Weise, in der die Phasen des Netzes angeschlossen werden, gleichbleiben. Es wird gewissermassen erst durch die Anwendung einer kurzgeschlossenen Wicklung ermöglicht, die Regelung mit verstellbaren Brüekenteilen bei Mehrphasenstreutransformatoren anzuwenden. Bei andern Bauarten erfolgt die Stromregelung gewöhnlich mittels regelbarer Drosselspulen in Reihe mit den Primärtransformatorwicklungen, mit denen die Spannung an diesen Wicklungen geregelt wird. Wenn man gemäss der Erfindung verfährt, so ist es ausserdem möglich, die Kathoden an Tertiärwicklungen 14, 15 des Transformators anzuschliessen, so dass ein besonderer
Speisetransformator für die Kathoden entbehrt werden kann.
Dieser Fall ist in Fig. 2 dargestellt.
PATENT-ANPRÜCHE :
1. Mehrphasenstreutransformator, der aus zwei Einphasenstreutransformatoren zusammengesetzt und insbesondere für die Speisung von Schweissgleichrichtern bestimmt ist. dadurch gekennzeichnet, dass zur Dämpfung der gegenseitigen Streufelder, welche die Wicklungen eines Transformators mit denen des nächstliegenden koppeln, an oder nahe der Stelle, wo diese Felder den geringsten Querschnitt haben, eine kurzgeschlossene Wicklung angeordnet ist, welche diese Felder umschliesst.