CH139289A - Transformer for supplying two or more anodes of mercury vapor rectifiers working in parallel. - Google Patents

Transformer for supplying two or more anodes of mercury vapor rectifiers working in parallel.

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CH139289A
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Cie Aktiengesellschaft Boveri
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Bbc Brown Boveri & Cie
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Description

  

  Transformator zur Speisung von zwei oder mehr parallel arbeitenden Anoden von       Queeksilberd        ampf-Gleichr        ichtern.       Es ist bekannt, die Anoden parallel ar  beitender Gleichrichter oder .die parallel ar  beitenden     Anoden,    eines Gleichrichters von  einem gemeinsamen Transformator aus zu  ,speisen.

   Zur Erzielung gleicher Stromauf  nahme .der parallel arbeitenden Anoden ohne  Verwendung     zusätzlicher    Apparate (Drossel  spulen, Kopplungsspulen     etc.)    wurde hierbei  der Haupttransformator selbst derart ausge  bildet,     dass    er das Verhältnis der den paral  lelen Anoden zufliessenden     .Ströme    bestimmt,  indem ,durch .die Verwendung besonderer  Sekundärwicklungen für die parallelen Ano  den und durch eine eigenartige Anordnung  der     8ekundärwicklungsteile    auf dem Magnet  schenkel eine gleiche Stromverteilung auf die  Anoden herbeigeführt wurde.

   Um     dies    zu  erreichen, waren die den parallelen Anoden       zugeordneten        Sekundärwicklungsteile    in  Richtung der     Schenkelaxe    nebeneinander un  mittelbar über .der auf dem Magnetschenkel  verteilten     Primärwicklung    angeordnet, so dass    sie in gleicher Weise mit ,der Primärwicklung  gut verkettet waren. Dadurch wurde     erreicht,     dass die von den     einzelnen    parallel arbeiten  den Anoden aufgenommenen Ströme in fe  stem durch die     Windungszahlen    der betref  fenden Wicklungsteile bestimmten Verhältnis  stehen.

   Durch die     gleichmässige    Verteilung  der gleichzeitig stromführenden Sekundär  wicklungsteile über die ganze     Primärwick-          lung    wurde ferner eine möglichst vollkom  mene Kompensation der primären Ampere  windungen -erzielt, so     ,dass    also der Gleich  richter mit' geringem Spannungsabfall arbei  tete.  



  Diese bekannte Einrichtung besitzt aber  noch einige Nachteile. Ordnet man nämlich  die gleichzeitig stromführenden Sekundär  wicklungsteile, wie bekannt, derart     in    zwei  Schichten an, dass die den     Strom-Halbwellen     verschiedenen Vorzeichens zugeordneten Se  kundärwicklungsteile übereinander liegen,       dann.    sind die beiden Wicklungsschichten      nicht in gleicher Weise mit der Primärwick  lung verkettet.

   Der Gleichrichter     zeigt-somit     für die     Strom-Halbwellen    verschiedener Rich  tung einen verschiedenen     iSpannungsabfall.          Ferner    liegen zwar .die gleichzeitig stromfüh  renden     Sekundärwicklungsteile    in ihrer Ge  samtheit gleichmässig über die Primärwick  lung verteilt, einzeln aber liegen sie, in Be  zug auf eine durch die Schenkelmitte (senk  recht zur Schenkelmitte) senkrecht zur  Schenkelase gelegte Ebene (Symmetrieebene)  einseitig (also unsymmetrisch).

   Dies hat zur  Folge, dass zum Beispiel bei Ausfall eines  Gleichrichters, aber besonders bei Kurzschlüs  sen in einzelnen Anodenkreisen, ein     einsei=          tiger    magnetischer Zug (oder Druck)     von.    der  Primär- und ;Sekundärwicklung aufeinander  ausgeübt wird, welcher bei Transformatoren  grosser Leistung derart gross sein kann,     .da_ss     die Konstruktionsfestigkeit des Transforma  tors nicht ausreicht, dieser mechanischen Be  anspruchung     standzuhalten.     



  Diese Nachteile sollen erfindungsgemäss  dadurch vermieden werden, dass die den       Strom-Halbwellen    verschiedener Richtung  zugeordneten     Sekundärwicklungsteile    unter  mischt nebeneinander liegend und in ihrer  Gesamtheit gleichmässig über die Primär  wicklung verteilt angeordnet werden. Es  kann hierbei bis zu einem gewissen Grade  vorteilhaft sein, die einzelnen Sekundärwick  lungen weitgehend zu unterteilen und zu un  termischen.

   Man erreicht dabei     neben    der in  duktiven Stromverkettung sowohl den Vor  teil .der gleichwertigen Lage     nicht        nur    der       gleichzeitig        stromführenden,    sondern aller       Sekundärwicklungen        überhaupt,    als auch die  Möglichkeit, die     Sekundärwicklungsteile    der  art zu gruppieren,     dass    die     magnetischen     Zugkräfte     (bezw.    Druckkräfte)     zwischen     Primär- und Sekundärwicklungen soweit  herabgesetzt wenden,

       aals    es die mechanische  Festigkeit des     Transformators    erfordert. Sehr  zweckmässig     ist    es für     diesen    Zweck, die       Sekundäswicklungsteile        minensymmetrisch     anzuordnen, das heisst die Teile jeder einer  Anode zugeordneten Wicklung zu beiden Sei  ten der bereits genannten     Symmetrieebene       und möglichst in gleichem Abstand von die  ser anzuordnen.

   Eine     derartige        Anordnung     jeder einzelnen Sekundärwicklung     bedingt,          da.ss    eine einseitige mechanische Beanspru  chung, also ein einseitiger     Zug    oder     Druck     auf die     Primärwicklung    auch     i-m    Kurzschluss  falle eines     Anadenstromkreises    nahezu ver  mieden wird.

   Wenn nun auch durch diese  Wicklungsverteilung die Kompensation der       primären        Amperewindungen    durch die gleich  zeitig stromführenden     Sekundärwicklungs-          teile    weniger vollkommen ist, weil sie zur  Einschiebung der Wicklungsteile entgegen  gesetzter Stromrichtung voneinander distan  ziert sein müssen, so ist diese Vergrösserung  der Streuung     bezw.    des     Spannungsabfalles     gegenüber .dem erzielten Vorteil der Verrin  gerung der     mechanischen        Beanspruchung    der  Konstruktion weniger bedeutungsvoll.

   Man  kann die     Mittensymmetrie    pro Schenkel auch  mehrfach wiederholen, indem man zum Bei  spiel jeden Halbschenkel durch eine Symme  trieebene in zwei Hälften unterteilt und     die     diesem Halbschenkel zugeordneten .Wick  lungsteile bereits in Symmetrie zu     dieser     Ebene anordnet. Gleichzeitig kann ,dabei na  türlich die Symmetrie zu der den     ganzen     Schenkel halbierenden Ebene gewahrt bleiben.  Durch das     Nebeneinanderliegen    aller     S.ekun-          därwicklungsteile    wird die Herstellung von       Sekundärspulen    von ungleichem Radius ver  mieden.

   Alle Spulen werden nunmehr mit  gleichem     Radius    ausgeführt und ihre Anord  nung in einer einzigen Schicht     gestattet,    sie  mechanisch fester herzustellen als bisher.  



  Der Erfindungsgegenstand sei anhand der  Ausführungsbeispiele der     Fig.    1 und 2 näher  erläutert.  



  In     Fig.    1 bedeutet p die Primär-, q die  Sekundärwicklung des die beiden     Gleichrich-,          ter        g,    und     y2    speisenden     Transformators    t.  Es ist der Einfachheit halber eine einphasige  Darstellung gewählt, aber die Erfindung be  zieht sich in gleicher Weise auf Mehrphasen  systeme. Bei einem solchen     könnbe    jeder  Schenkel des     Mehrphasentränsformators    in  der gezeichneten Art ausgeführt sein.

   Die  Sekundärwicklung q besteht aus Teilen a, a',           ss,        ss',    von denen jeder     einer        Anode    a., a', b,<I>b'</I>  der beiden Gleichrichter     g1    und     g,    zugeordnet  ist und diese speist. Eine senkrecht zur Zei  chenebene durch die die Wicklung p halbie  rende Gerade     y-y        gelegte    Ebene soll     Sym-          metrieebene        genannt    werden.

   Wenn man be  rücksichtigt, dass in den Gleichrichtern     g,.    und       g2    der     ,Strom    nur     jeweils    von einer Anode       zur    Kathode fliessen kann, ,dann erkennt man,  dass die     Stromrichtung    in den Wicklungen       a    und     ss        b,ezw.    ä und     ss'    die gleiche ist,

   dass  aber die Stromrichtung     in    a und     ss    entgegen  gerichtet ist der Stromrichtung in ä und     ss'.     Die Wicklungsgruppe a     und        ss    einerseits und  a' und     ss'        anderseits    sind somit den Strom  halbwellen verschiedenen Vorzeichens zuge  ordnet.

   Da nun die     Anoden    a und     cä    ebenso  b und b' abwechselnd Strom     führen,    sind die       Wicklungen    a' und     ss'    stromlos, wenn die       Wicklungen    a und     ss    stromführend sind und  umgekehrt. Jede der Wicklungen     a,        ss,   <I>ä ,</I>     ss'     besteht,     wie    aus der     Zeichnung    ersichtlich  ist, aus zwei Teilen. Diese Teile liegen unter  mischt nebeneinander und sind in ihrer Ge  samtheit auf die ganze Primärwicklung  gleichmässig verteilt.

   Ferner     liegen    die bei  den Teile jeder Wicklung symmetrisch zur  Symmetrieebene     y-y,    so dass unter allen  Umständen Zug= oder Druckkräfte, welche  die mechanische Festigkeit .des Transforma  tors gefährden, vermieden werden.  



  In     Fig.    2 ist ein Schnitt durch die Pri  mär- und Sekundärwicklung auf einer Seite  des     TransformatorscUenkels    schematisch dar  gestellt. Hier wird ein Fall gezeigt, bei wel  chem     ausser    der Hauptsymmetrie nach Unter  symmetrien in der sekundären Wicklungsan  ordnung bestehen.

   Ausser der durch die Linie       y-y    gekennzeichneten     Symmetrieebene    sind       auch    noch die Wicklungshälften von p durch  weitere     Symmetrieebenen        u-u        bezw.        v-v          geteilt.    In ,diesem     Ausführungsbeispiel    be  steht jede der Sekundärwicklungen<I>a, a',</I>       ss,        ss'    aus vier Teilen, von denen je zwei auf  jeder Seite der     Hauptsymmetrieebene    liegen.

    Die jeweils auf der gleichen     ,Seite    der Haupt  symmetrieebene liegenden beiden Teile sind  nun ihrerseits symmetrisch zur Unsymmetrie-    ebene     u-u    beziehungsweise     v-v        angeordnet.     Damit wird der axiale Druck der Wicklungen,  als Folge der magnetischen     Kräfte,    welche  die primären und sekundären Wicklungen  bei teilweiser     Strombeanspruchung    aufeinan  der ausüben, noch weiter herabgesetzt.

   Die  induktive     Kopplung    .der gleichzeitig Strom  führenden Sekundärwicklungen,     die    gegen  einander relativ grosse Streuung besitzen, er  folgt auch hier, wie in dem bekannten Falle,  über die Primärwicklung, so dass auch hier  die Ströme der     parallel    arbeitenden Anoden  in einem festen, durch das     Windungsverhält-          nis    gegebenen Verhältnis zueinander stehen.  Hierbei ist ohne Belang, ob die parallel ar  beitenden Anoden den gleichen oder verschie  denen Gleichrichtern angehören.



  Transformer for supplying two or more parallel working anodes of Queeksilberd ampf rectifiers. It is known to feed the anodes of parallel working rectifiers or the parallel working anodes of a rectifier from a common transformer.

   To achieve the same current consumption of the anodes working in parallel without the use of additional equipment (choke coils, coupling coils, etc.), the main transformer itself was designed in such a way that it determines the ratio of the currents flowing to the parallel anodes by, through .the The use of special secondary windings for the parallel anodes and a peculiar arrangement of the secondary winding parts on the magnet leg resulted in an equal current distribution on the anodes.

   In order to achieve this, the secondary winding parts assigned to the parallel anodes were arranged next to one another in the direction of the leg axis directly above the primary winding distributed on the magnet leg, so that they were well linked to the primary winding in the same way. As a result, it was achieved that the currents absorbed by the individual anodes working in parallel are in a fixed ratio based on the number of turns of the winding parts concerned.

   Due to the even distribution of the secondary winding parts carrying current at the same time over the entire primary winding, the most complete possible compensation of the primary ampere turns was achieved so that the rectifier worked with a low voltage drop.



  However, this known device still has some disadvantages. If the secondary winding parts that carry current at the same time are arranged, as is known, in two layers in such a way that the secondary winding parts assigned to the current half-waves of different signs lie one above the other, then. the two winding layers are not linked to the primary winding in the same way.

   The rectifier thus shows a different voltage drop for the current half-waves in different directions. Furthermore, the secondary winding parts that carry current at the same time are evenly distributed in their entirety over the primary winding, but individually they lie on one side with respect to a plane (plane of symmetry) laid through the center of the leg (perpendicular to the center of the leg) perpendicular to the leg nose (plane of symmetry) unbalanced).

   As a result, if a rectifier fails, for example, but especially if there is a short circuit in individual anode circuits, a one-sided magnetic pull (or pressure) of. the primary and secondary winding is exerted on each other, which in transformers of high power can be so large that the structural strength of the transformer is not sufficient to withstand this mechanical stress.



  According to the invention, these disadvantages are to be avoided in that the secondary winding parts assigned to the current half-waves in different directions are arranged in a mixed manner next to one another and in their entirety evenly distributed over the primary winding. It can be advantageous to a certain extent to subdivide the individual secondary windings largely and to mix them un.

   In addition to the inductive current linkage, one achieves the advantage of the equivalent position not only of the simultaneously current-carrying, but of all secondary windings in general, as well as the possibility of grouping the secondary winding parts in such a way that the magnetic tensile forces (or compressive forces) between primary - and turn secondary windings so far reduced,

       as required by the mechanical strength of the transformer. It is very useful for this purpose to arrange the secondary winding parts symmetrically to the mine, that is to say to arrange the parts of each winding associated with an anode on both sides of the plane of symmetry already mentioned and, if possible, at the same distance from the water.

   Such an arrangement of each individual secondary winding means that one-sided mechanical stress, i.e. one-sided tension or pressure on the primary winding, even in the event of a short circuit in an anaden circuit, is almost completely avoided.

   If the compensation of the primary ampere turns by the secondary winding parts that carry current at the same time is less perfect because of this winding distribution, because they have to be separated from one another in order to insert the winding parts in the opposite direction of current, this increase in the spread is resp. the voltage drop compared to .dem achieved advantage of reducing the mechanical stress on the construction less significant.

   The center symmetry can also be repeated several times per leg, for example by dividing each half-leg into two halves by a symmetry plane and already arranging the winding parts assigned to this half-leg in symmetry with this level. At the same time, of course, the symmetry to the plane bisecting the entire leg can be preserved. By placing all secondary winding parts next to one another, the manufacture of secondary coils of unequal radius is avoided.

   All coils are now made with the same radius and their arrangement in a single layer allows them to be made mechanically stronger than before.



  The subject of the invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments in FIGS.



  In FIG. 1, p denotes the primary and q the secondary winding of the transformer t feeding the two rectifiers, ter g, and y2. A single-phase representation is chosen for the sake of simplicity, but the invention relates in the same way to multi-phase systems. In such a case, each leg of the polyphase transformer can be designed as shown.

   The secondary winding q consists of parts a, a ', ss, ss', each of which is assigned to an anode a., A ', b, <I> b' </I> of the two rectifiers g1 and g, and feeds them . A plane perpendicular to the drawing plane through the straight line y-y bisecting the winding p shall be called a plane of symmetry.

   If one takes into account that in the rectifiers g ,. and g2, the current can only flow from one anode to the cathode, then you can see that the direction of current in the windings a and ss b, ezw. ä and ss' is the same,

   but that the direction of current in a and ss is opposite to the direction of current in ä and ss'. The winding group a and ss on the one hand and a 'and ss' on the other hand are thus assigned to the current half-waves of different signs.

   Since the anodes a and cä as well as b and b 'alternately carry current, the windings a' and ss' are de-energized when the windings a and ss are current-carrying and vice versa. As can be seen from the drawing, each of the windings a, ss, <I> ä, </I> ss' consists of two parts. These parts are mixed together and are evenly distributed in their entirety over the entire primary winding.

   Furthermore, the parts of each winding are symmetrical to the plane of symmetry y-y, so that tensile or compressive forces that endanger the mechanical strength of the transformer are avoided under all circumstances.



  In Fig. 2 is a section through the primary and secondary winding on one side of the TransformatorscUenkels is shown schematically. Here a case is shown in which, in addition to the main symmetry, there are sub-symmetries in the secondary winding arrangement.

   In addition to the plane of symmetry marked by the line y-y, the winding halves of p are also represented by further planes of symmetry u-u and respectively. v-v divided. In this exemplary embodiment, each of the secondary windings <I> a, a ', </I> ss, ss' consists of four parts, two of which are located on each side of the main plane of symmetry.

    The two parts lying on the same side of the main plane of symmetry are in turn arranged symmetrically to the plane of asymmetry u-u and v-v. This further reduces the axial pressure of the windings, as a result of the magnetic forces which the primary and secondary windings exert on one another when there is partial current stress.

   The inductive coupling of the secondary windings, which carry current at the same time and which have a relatively large scatter with respect to one another, also occurs here, as in the known case, via the primary winding, so that here too the currents of the anodes working in parallel in a fixed, due to the winding ratio - nis given relationship to each other. It is irrelevant here whether the anodes working in parallel belong to the same or different rectifiers.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Transformator zur Speisung von zwei oder mehr parallel arbeitenden Anoden von Quecksilberdampfgleichrichtern, welche Ano den je von einer besonderen Sekundärwick lung des gemeinschaftlichen Transformators gespeist werden, dadurch gekennzeichnet, dass die den Stromhalbwellen verschiedener Rich tung zugeordneten .Sekundärwicklungsteile auf jedem .Schenkel untermischt nebeneinan der liegend und in ihrer Gesamtheit gleich mässig über die Primärwicklung verteilt an geordnet sind. UNTERANSPRÜCHE: 1. PATENT CLAIM: Transformer for supplying two or more anodes of mercury vapor rectifiers working in parallel, which anodes are each fed by a special secondary winding of the common transformer, characterized in that the secondary winding parts assigned to the current half-waves in different directions are mixed in side by side on each leg are arranged horizontally and in their entirety evenly distributed over the primary winding. SUBCLAIMS: 1. Transformator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, .dass die Sekundär wicklungsteile mittensymmetrisch ange ordnet sind, das heisst, ,dass die Teile jeder einer Anode zugeordneten Wicklung zu beiden Seiten einer durch die Schenkel mitte senkrecht zur Schenkelaxe gelegten Ebene - der Symmetrieebene - und möglichst in gleichem Abstand von dieser angeordnet sind. 2. Transformator nach Unteranspruch 1, .da durch gekennzeichnet, dass die Sekundär wicklungsteile symmetrisch zu,den Mitten von Teilen der Primärwicklung angeord net sind. Transformer according to claim, characterized in that the secondary winding parts are arranged symmetrically in the center, that is to say that the parts of each winding assigned to an anode are on both sides of a plane placed through the middle of the limb perpendicular to the limb axis - the plane of symmetry - and if possible in are arranged at the same distance from this. 2. Transformer according to dependent claim 1, .da characterized in that the secondary winding parts are symmetrical about the centers of parts of the primary winding angeord net.
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