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.
Transformer arrangement for converting three-phase electricity into electricity with a large number of phases. The invention relates to a transformer arrangement for converting three-phase current into current with a large number of phases, which is fed in particular to a rectifier system.
It is known that such systems can be arranged in such a way that, to generate, for example, 12-phase current, two seehspha- si, ge rectifiers fed from the same three-phase network are connected parallels.ch, whose transformers are connected so that the 6-phase secondary spamings by 30 ge are out of phase with each other.
Such circuit arrangements are generally simpler than 12-phase rectifier units. If two 6-phase transformers, .that connected to the;
If the same three-phase network are connected, their secondary windings should have 30 phase shifts with respect to one another, one transformer can be connected on the primary side in star and the other in delta.
This has the disadvantage that the two are otherwise the same. Transformers have different primary windings. The system is therefore more expensive than. if two exactly identical transformers are used. Particular difficulties arise when you have to provide a reserve in this case.
The phase shift of the secondary voltages of the two transformers working together has also been achieved by using a zigzag circuit either on the primary or on the secondary side, which in one transformer increases the secondary phase voltage by +15 the other by - 15. The auxiliary windings on the two transformers had to be connected to different phases.
So there are the same difficulties, if you do not want to provide changeover switches that make it possible to connect all auxiliary windings alternately to one or the other main winding. Such an arrangement requires the use of nine high voltage terminals and the arrangement of a three-pole changeover switch.
The invention now relates to a transformer arrangement for converting three-phase current into current with a large number of phases, which is fed in particular to a converter system by connecting transformers in parallel, in which the phase position of the secondary voltages opposes the phase position of the primary Voltage is twisted, at which the described defects are avoided,
According to the invention, switching devices are provided on the primary side of at least one of the transformers which reverse the phase sequence in such a way that, depending on the position of the switching device, the phase position of the secondary voltage is ahead or behind the phase position of the primary voltages.
In the drawing, Ausführungsbei games of the invention are shown schematically in Figs. 1 to 3 show the arrangement for converting three-phase current into 12-phase current using a primarily three-phase and sel;
# undär "# eeh @ spliaigen transformer for feeding a rectifier. FIG. 2 shows a switching device for this and FIGS. 3a and 3b the phase position in positions I and II of the switch.
Fig. 4 shows the generation of 36-phase electricity using feed and feed transformers connected in series between the network and converter.
In the case of FIG. 1, the primary winding P is fed with the phases <I> R, S, T </I> from a three-phase network (not shown). The secondary winding S consists of two three-phase windings that are connected to a rectifier G. In the example, a winding arrangement is provided on the primary side, which brings about a phase shift of the voltages by 15 in a manner known per se, namely through an unlikely zigzag like: g.
The Zicluacl, winding can, however, also be seen on the secondary side. The case is indicated here that with the phase sequence <I> R, S, T </I> there is a lag of the secondary voltage by 15 compared to the primary voltage.
By interchanging two supply lines of the transformer as P, that is, by bringing about the phase sequence R (S), (T) (see the reference symbols in Fig. n S an advance of 15.
This exchange is made by a switch U (Fig. 2) in two. Connection lines of the winding P with the two changeover switch: positions I and II. The phase diagram for the switch position I is shown in FIG. 3a and that for the switch position II from FIG. 3b.
If you switch two such units, at. where one of the changeover switches is in position 1 and the other in position 1I, this results in a plias shift by 30 of the secondary voltages against each other, and thus the desired 12-phase unit.
One recognizes without further ado. that you only need a uniform type of doorway and can therefore get by with a single reserve transformer even for larger systems. Need it. only the normal three high-voltage terminals: need to be arranged, and a changeover switch in two supply lines is sufficient.
The transformer arrangement according to the invention can easily be used for converting three-phase current into 2-p-phase current if the zigzag winding is designed in such a way that the secondary phase position is opposite to the primary one
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electrical grade is twisted.
For example, you can see a 21-phase system by providing two 12-phase transformers with a primary .side phase combination so that they are around
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differ from the mains phase.
By switching according to the example previously described, one transformer is then brought to + 71/2 and the other to - 7 1/2 rotation, so that the two 1-2-phase systems: receive 1.5 'phase shift from one another. Further applications arise automatically.
At Stieleder, interchanging the connections of windings or winding parts with the help of the switching devices, there is also the possibility of switching in the transformer itself in order to achieve a leading or lagging phase of the secondary voltages compared to the primary voltages.
This can be done, for example, in such a way that the partial winding, S2 of the primary winding P in FIG. 1 is connected to the winding t1, the partial winding t2 with the winding r1 and the partial winding r ″ with the winding rS'2.
The 36-phase: current for rectifier operation in the example according to FIG. 4 is generated in 6 six-phase windings w, to w, which are each phase shifted by 60: 6 = 10.
Between the network, which is not shown, and the rectifiers, which are also not shown, transformer groups are connected, which consist of series-connected pre-transformers A1 to A3 and rectifier supply transformers B,
to B3 exist .. In the example shown, two rectifier feed transformers are assigned to each pre-transformer. The upstream transformers A to As are designed with a zigzag circuit, which results in a secondary voltage that is rotated by 5 compared to the primary voltage.
By swapping the connections of two phases, for example: this phase shift is made positive or negative. The same purpose can also be achieved by switching;
the part like the primary winding P can be achieved in the transformer itself, as described above. The transformers B to B3 provided with a triangular zigzag circuit can be in two parts, which results in a certain saving of active iron, but they can also be provided as separate transformers.
Of the total of six or three times two double rectifier supply transformers, three produce a displacement of 10 between the primary and secondary voltage, while the other three produce a displacement of 20 '. Here too, for example, by swapping the primary connections;
the phase shift can be ordered positive or negative, or, as shown, by changes in the transformer itself. By combining the positive and negative rotation of the feed and feed transformers, the desired uniform phase rotations arise on the secondary side,
where in the 'present case! the' two 6-phase systems assigned to a common pre-transformer form a complete 12-phase system. All transformers are among themselves: the same; the pre-transformers can be step transformers.