Transformatorenanordnung zur Umwandlung von Dreiphasenstrom in Strom grosser Phasenzahl. Die Erfindung bezieht sich auf eine Transf ormatoranordnung zur Umwandlung von Dreiphasenstrom in Strom grosser Pha- zenzahl, der insbesondere einer Gleich richteranlage zugeführt wird.
Man kann bekanntlich derartige Anlagen derart anordnen, dass man zur Erzeugung von beispielsweise 12-Phasenstrom zwei seehspha- si,ge, aus demselben Drehstromnetz gespeiste Gleichrichter parallels.chaltet,deren Trans formatoren so geschaltet sind, dass die 6-Phasen-Sekundärspamnungen um 30 ge geneinander phasenverschoben sind.
Derar tige Schaltungsanordnungen sind im allge meinen einfacher als 12phasige Gleich- richtereiuheiten. Wenn zwei 6-Phasentrans- formatoren, .die an das ;
gleiche Drehstrom netz geschaltet sind, in ihren Sekund@ärwick- lungen 30 Phasenverschiebung gegenein- an-der aufweisen sollen, so kann der eine Transformator primärseitig in Stern, der andere in Dreieck geschaltet werden.
Dies hat zunächst den Nachteil, dass die beiden sonst gleichen. Transformatoren verschiedene Pri märwicklungen aufweisen. Die Anlage wird also teurer, als. wenn zwei genau, .gleiche Transformatoren Anwendung finden. Beson dere Schwierigkeiten entstehen noch dann, wenn man in diesem Falle für eine Reserve zu sorgen hat.
Man hat auch \ ,die Phasenverschiebung der Sekundärspannungen der beiden zusam menarbeitenden Transformatoren in der Weise erzielt, dass man entweder auf Ader Primär- oder auf der Sekundärseite eine Zickzacks.chaltung anwendete, die bei dem einen Transformator die sekundäre Phasen spannung um + 15 , bei dem andern um - 15 versetzt. Dabei mussten die Hilfs- wicklungen auf den beiden Transformatoren mit verschiedenen Phasen verbunden werden.
Es ergeben sich also die gleichen Schwierig keiten, wenn man nicht Umschalter vorsehen will, die es ermöglichen, -die sämtlichen Hilfswicklungen abwechselnd an die eine oder andere Hauptwicklung anzuschliessen. Eine solche Anordnung verlangt die Anwendung von neun Hochspannungsklemmen und die Anordnung eines dreipoligen Umschalters.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine Transformatorenanordnung zur Umwandlu.n- von Dreiphasenstrom in Strom grosser Pha senzahl, der insbesondere einer Stromrichter- anla.ge, zugeführt wird durch Parallel schalten von Transformatoren, bei denen die Phasenlage der sekundären Spannungen ge gen die Phasenlage der primären Spannun gen verdreht ist, bei welcher die geschilder- ten Mängel dadurch vermieden sind,
dass erfindun_gs.gemäss Umschaltvorrichtungen auf der Primärseite mindestens eines der Trans formatoren vorgesehen sind, welche die Phasenfolge derart umkehren, dass je nach der .Stellung der Umschaltvorrichtung die Phasenlage der sekundären Spannung vor- oder nacheilend gegenüber der Phasenlage der primären Spannungen ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele der Erfindung schematisch in Fig. 1 bis 4 dargestellt. Die Fig. 1 bis 3 zeigen die Anordnung zur Umwandlung von Dreiphasen strom in 12-Phasenstrom mit Hilfe eines primär dreiphasigen und sel;
#undär "#eeh@spliaei- gen Transformators zur Speisung eines Gleich- richters. Fig. 2 zeigt eine Umschaltvorrich- tung hierfür und die Fig. 3a und 3b die Phasenlage in den Stellungen I und II des Umschalters.
Die Fig. 4 zeigt die Erzeug-ting von 36phasigem Strom unter Verwendung von zwischen Netz und Stromrichter in Reihe geschalteten Vor- und Speisetransfor matoren.
Bei dem in Fi-. 1 dargestellten Transfor mator wird die Primärwicklung P mit den Phasen<I>R, S, T</I> aus einem nichtdargestellten Dreiphasen.netz gespeist. Die Sekundärwiek- lung S besteht aus zwei Dreiphasenwicklun- gen, die an einen Gleichrichter G angeschlos sen sind. Im Beispiel ist auf der Primär seite eine Wicklungsanordnung vorgesehen, die eine Phasenverschiebung der Spannungen um 15 in an sieh bekannter Weise, näm lich durch eine ungleiehsehenklige Zickzack wieklun:g, herbeiführt.
Die Zicluacl,-wicklung kann jedoch auch auf der Sekundärseite vor gesehen sein. Es ist hier der Fall angedeutet, da.ss bei der Phasenfolge<I>R, S, T</I> eine Nach-- eilung der Sekundärspannung um 15 gegen über der Primärspannung eintritt.
Durch Vertauschen zweier Zuleitungen der Transformatorwieklung P, also durch Herbeif'ührung der Phasenfolge R (S), (T) (vergl. die Bezuigszeichen der Fib. 1), er- (,-ibt sieh dann für die Spannung der Wick- lu.n S eine Voreilung von 15 .
Diese Ver tauschung wird durch einen Umschalter U (Fig. 2) in zwei. Anschlussleitungen der Wicklung P mit den beiden Umschalter- :stellungen I und II bewirkt. Das Phasen diagramm für die Schalterstellung I ergibt sieh aus Fig. 3a und das für die Schalter stellung II aus Fig. 3b.
Schaltet man zwei derartige Einheiten, bei. denen der eine der Umschalter sich in Stellung 1 nad der andere in Stellung 1I befindet, parallel, so ergibt sieh ohne weite- res eine Pliasenverseliiebung um 30 der Se kundärspannungen gegeneinander, und somit die gewünschte 12-Phaseneinheit.
Man erkennt ohne weiteres. da.ss man nur einheitliche Trarisform.a.tortypen braucht und demnach auch mit einem einzigen Reserve- tra.nsforinator selbst für grössere Anlagen auskommen kann. Es brauchen. nur die nor- inalen drei Hochspannungsklemmen: angeord net zu werden, und e:s genügt ein Umschalter in zwei Zuleitungen.
Die erfindungsgemässe Transformator- a.nordnung lässt sich ohne weiteres zur Um- wandlung von Dreiphasenstrom in 2-p-Ph@a:sen Strom benutzen, wenn die Ziekzackv@icklung so ausgeführt wird, dass die sekundäre Pha senlage gegen die primäre um
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elektrische Grade verdreht ist.
Beispielsweise lässt sieh ein 21phasiges System Sehaffen, indem zwei 12phasige Transformatoren mit einer primär- .seitigen Phasenkombination so versehen wer den, dass sie um
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von der Netzphase abweichen.
Durch die Umschaltung entsprechend dem vorher be schriebenen Beispiel wird dann der eine Transformator auf + 71/2 und der andere auf - 7 1/2 Verdrehung gebracht, so ,dass die beiden 1-2-Phaeensysteme :gegeneinander 1,5' Phasenverschiebung erhalten. Weitere Anwendungen ergeben sich von selbst.
An Stielleder beschriebenen Vertauschung der Anschlüsse von Wicklungen oder Wick lungsteilen mit Hilfe der Umschaltvorrieh- tungen besteht auch die Möglichkeit, Um schaltungen im Transformator selbst vorzu nehmen, um eine vor- oder nachseilende Pha senlage der sekundären Spannungen gegen über den primären Spannungen zu erzielen.
Dies kann beispielsweise in der Weise durch geführt werden, -dass die Teilwicklung ,S2 der Primärwicklung P in F'ig. 1 mit -der Wick lung t1, die Teilwicklung t2 mit der Wick lung r1 und die Teilwicklung r" mit der Wicklung rS'2 verbunden wird.
Der 36phasige :Strom für den Gleichrich- terbetrieb bei ;dem Beispiel nach Fig. 4 wird in 6 Sechspha enwicklungen w, bis w, erzeugt, die um je 60 : 6 = 10 gegeneinander pha senverdreht sind.
Zwischen dem nichtge zeichneten Netz und den ebenfalls nichtge zeichneten Gleichrichtern sind Transforma- torgruppen geschaltet, die aus in Reihe ge- sohalteten Vortransformatoren Al bis A3 und Gleichrichterspeisetransformatoren B,
bis B3 bestehen.. Bei dem dargestellten Beispiel sind jedem Vortransformator zwei Gleichrichter- speisetransformatoren zugeordnet. Die Vor transformatoren A, bis As sind mit Zickzack- schaltung ausgeführt, die eine um 5 ,gegen über ;der Primärspannung verdrehte -Sekun därspannung ergibt.
Durch Vertauschen der Anschlüsse zweier Phasen wird beim Bei spiel :diese Phasenverschiebung positiv oder negativ ;gemacht. Der gleiche Zweck kann ebenfalls durch Umschaltungen ;
der Teil- wieklungender Primärwicklung P im Trans formator selbst erreicht werden, wie oben be schrieben. Die mit Dreieck-Zickzackschaltung versehenen Transformatoren B, bis B3 kön nen zweiteilig sein, wodurch sich eine ge- wisse Ersparnis an aktivem Eisen ergibt, sie können jedoch auch als getrennte Transfor matoren vorgesehen werden.
Von den insge samt sechs- bezw. dreimal zwei Doppel- Gleichrichterspeisetransformatoren erzeugen drei eine Verschiebung von 10 zwischen der Primär- und der Sekundärspannung, wäh rend die drei übrigen eine Verschiebung von 20' ergeben. Auch hier kann zum Beispiel durch Vertauschender Primäranschlüsse ;
die Phasenverschiebung positiv oder negativ ein- bestellt werden, oder, wie dargestellt, durch Ums ehaltungen im Transformator selbst. Durch Kombination der positiven und nega tiven Verdrehung der Vor- und Speisetrans- formatoren entstehen sekundärseitig die ge wünschten gleichmässigen Phasenverdrehun gen,
wobei im 'vorliegenden Fall !die 'zwei eirnem gemeinsamen Vortransformator zugeord neten 6-Phasensysteme ein vollkommenes 12-Phasensystem bilden. Alle Transformato- ren sind untereinander :gleich ausgeführt; die Vortransformatoren können.Stufentransforma- toren sein.