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Drei- oder Mehrphasentransformator mit drei in einer Ebene liegenden Schenkeln.
Gegenstand des Hauptpatentes ist ein Drei-oder Mehrphasentransformator mit drei in einer Ebene liegenden Schenkeln. Es ist dabei durch Bildung einer magnetischen Sterndreieckanordnung für jeden geschlossenen Kraftlinienweg die Summe der erforderlichen magnetomotorischen Kräfte hinsichtlich der 5. und 7. Harmonischen aufgehoben. Zu diesem Zweck sind in der gleichen Ebene in der die Schenkel verlaufen zusätzliche Jochschlussstücke vorgesehen. Wenn sieh diese aber frei zwischen den beiden Aussenschenkeln erstrecken, so erhält man schwierige Ausführungsformen. Vor allen Dingen lassen sich bei grösseren Transformatoreneinheiten die zusätzlichen Jochverschlussstücke infolge ihrer Länge schlecht einschichten.
Erfindungsgemäss werden daher die zusätzlichen Jochschlussstücke so ausgeführt und die auf den Jochteilen befindlichen, in Dreieck geschalteten Scheinleistungsverbraucher zur Steuerung des Flusses der Grundwelle und zur Abdämpfung der dritten Harmonischen derart verteilt angeordnet, dass eine Aufteilung des Jochflusses nur in Breite der Kernfenster eintritt und die im Joch erhaltene Flussverteilung sich ohne Amperewindungsstauung mit den Schenkelflüssen zusammensetzt. Bei kleineren oder mittleren Transformatoren wird man in die in diesem Falle zusammenhängenden Jochbleche Schlitze einstanzen, welche den Fensterbreiten entsprechen. Bei grösseren Einheiten wird man zweckmässig Jochbleche von der halben Gesamtlänge des Kerns in die Bleche zweier benachbarter Schenkel einschichten.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es sind 1, 2,3 die Schenkel eines Drehstromtransformators. Die sie verbindenden Joche sind über den Kernfenstern geschlitzt, so dass die Jochteile 12, 23, 31 a und 31 b entstehen. Diese tragen die in Dreieck geschalteten Hilfswicklungen 7rl, 71'2'7s und 7t, welche sowohl zur Flusssteuerung der Grundwelle als auch zur Abdämpfung der im Fluss vorhandenen Harmonischen dritter Ordnung dienen, die in dem vom Joch gebildeten magnetischen Dreieck auftritt, wenn im Magnetisierungsstrom die Harmonische dritter Ordnungszahl fehlt.
Zur Speisung der Hilfswicklungen 7 dienen die Erregerwicklungen 8, die entsprechend den drei Phasenspannungen UVW der nicht gezeichneten Hauptwieklungen mit 8u, 8v, 8w bezeichnet sind. Den Verlauf der Teilflüsse im Joch zeigt die Fig. 2 a vektoriell und Fig. 2 b räumlich. Er wird durch die an den Hauptwicklungen liegenden verketteten Spannungen UV, VW und WU von den Wicklungen 8 vorgeschrieben. Da sich der Fluss (D v im mittleren Schenkel ausschliesslich aus den
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Jochabschnitte gleich gross und gleichphasig sind, so besteht in dem zwischen den beiden Schlitzen gelegenen Stück p keine Amperewindungsdifferenz zwischen Aussenjoch und Mittelschenkel. Infolgedessen ist keine andere als die in Fig. 2 dargestellte Flussverteilung möglich.
Das Zwischenstück p beeinflusst diese weiter nicht.
Für die Bemessung der Jochabschnitte gilt, bei gleicher Induktion in allen Teilen des Kernes entweder genau oder bei verschiedener Induktion annähernd, die Beziehung 2VAs = 2VAs = 2 (VAn
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dieser Gleichung bedeutet VA. 4 den Scheinleistungsverbrauch des durch den Index gekennzeichneten Teils des Eisenweges.
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Es ist aber auch möglich, die Jochaufteilung in bezug auf die Bemessung der Eisenquerschnitte und die Jochwicklungen in bezug auf die Anzahl der Windungen umgekehrt auszuführen als in Fig. 2 angedeutet ist. Fig. 3 a zeigt schematisch den Aufbau für eine Kernhälfte. Die äusseren Jochteile 31 a und 31 b sind schmal und haben viele Windungen fs, ? < , während die inneren Jochteile 12 und 23 breiter ausgeführt sind und eine geringe Anzahl von Windungen besitzen. Die Fig. 3b zeigt die entsprechende fiktive Flussverteilung.
Schliesslich kann auf die Wicklungen 7r1 und 71"2 auch ganz verzichtet werden, da die Induktion in den zugehörigen Teilen des Jochteildreiecks gering ist gegenüber derjenigen in den Joehstücken mit den Wicklungen 18 und 7t. Die magnetische Kopplung dieser Jochteile mit den Schenkeln ist daher
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die auf den Schenkeln befindlichen Erreger- und Hauptwicklungen bleibt daher der ganze Wickelraum des Fensters verfügbar.
Bei geringeren Jochinduktionen kann bei der Anordnung nach Fig. 1 die Jochwicklung 7s und 7t fortgelassen werden. Man erhält alsdann eine Anordnung entsprechend Fig. 5. Dabei wird die Erregerwicklung auf dem Mittelschenkel 2 überflüssig. Auch diese Restwicklung reicht noch aus, um die 3. Flussharmonische im Joch zu unterdrücken.
- PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Drei-oder Mehrphasentransformator mit drei in einer Ebene liegenden Schenkeln, bei welchem sich für jeden geschlossenen Kraftlinienweg die Summe der erforderlichen magnetomotorisehen Kräfte hinsichtlich der 5. und 7. Harmonischen aufhebt und in gleicher Ebene verlaufende zusätzliche Joch- schlussstücke'zu den Aussenschenkeln vorgesehen sind nach Patent Nr. 159598, gekennzeichnet durch eine solche Ausführung der zusätzlichen Jochschlussstücke und Verteilung der auf den Jochteilen befindlichen, in Dreieck geschalteten Hilfswicklungen, dass nur etwa in der Breite der Kernfenster eine Aufteilung des Joches und damit des Jochflusses erfolgt, dessen Teile sich ohne Amperewindul1gsstauung mit den Schenkelflüssen zusammensetzen.