DD247552A1 - DEVICE FOR CONTROLLING ELECTRICAL VOLTAGE HARMONIC IN AC / DC CIRCUIT SYSTEMS - Google Patents

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DD247552A1
DD247552A1 DD28850586A DD28850586A DD247552A1 DD 247552 A1 DD247552 A1 DD 247552A1 DD 28850586 A DD28850586 A DD 28850586A DD 28850586 A DD28850586 A DD 28850586A DD 247552 A1 DD247552 A1 DD 247552A1
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Volkmar Pfeiler
Manfred Hellmann
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Ilmenau Tech Hochschule
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    • Y02E40/30—Reactive power compensation

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beherrschung der Strom-Spannungsharmonischen in Wechsel-/Drehstromsystemen, insbesondere zur Verminderung des Oberschwingungsgehaltes und zur Blindstromkompensation unter Verwendung von Folienwickeln, die aus zwei aufgewickelten, durch ein Dielektrikum getrennten, leitfaehigen, jeweils am Anfang und Ende mit Anschlussklemmen versehenen Kondensatorbelaegen bestehen und ein sowohl induktiv, als auch kapazitiv wirkendes Element bilden. Durch die Erfindung soll eine freizuegige Anpassung der Einrichtung entsprechend den systembedingten Anforderungen am Einsatzort verwirklicht werden. Erfindungsgemaess werden n Folienwickel zu einem Wickelpaket zusammengeschaltet, wobei die Folienwickel untereinander durch elektrische Verbindungen jeweils zwischen der Anschlussklemme am Ende des zweiten Kondensatorbelages des i-ten Folienwickels und der Anschlussklemme am Anfang des ersten Kondensatorbelages des i1. Folienwickels verbunden sind, und die Anschlussklemme am Anfang des ersten Kondensatorbelages des ersten Folienwickels den Anfang des Wickelpaketes und die Anschlussklemme am Ende des zweiten Kondensatorbelages des n-ten Folienwickels das Ende des Wickelpaketes bilden.The invention relates to a device for controlling the current-voltage harmonics in AC / three-phase systems, in particular for reducing the harmonic content and reactive current compensation using film wounds, the two wound, separated by a dielectric leitfaehigen, respectively provided at the beginning and end with terminals Condenser Belaegen exist and form both an inductively, as well as capacitive element. The invention is a freizuegegliche adjustment of the device according to the system-related requirements at the site be realized. According to the invention, n film wraps are interconnected to form a winding package, the film wraps being interconnected by electrical connections in each case between the connection terminal at the end of the second capacitor coating of the i th film winding and the connection terminal at the beginning of the first capacitor coating of i1. Foil rolls are connected, and the terminal at the beginning of the first capacitor coating of the first film winding the beginning of the winding package and the terminal at the end of the second capacitor coating of the nth film winding form the end of the winding package.

Description

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß η Folienwickel zu einem Wickelpaket zusammengeschaltet sind, wobei die Folienwickel untereinander durch elektrische Verbindungen zwischen den Anschlußklemmen am Ende des zweiten Kondensatorbelages des i-ten Folienwickels und den Anschlußklemmen am Anfang des ersten Kondensatorbelages des i+1. Folienwickels verbunden sind, wobei i eine Zahl von 1 bis n—1 ist, und die Anschlußklemme am Anfang des ersten Kondensatorbelages des ersten Folienwickels den Anfang des Wickelpaketes und die Anschlußklemme am Ende des zweiten Kondensatorbelages des η-ten Folienwickels das Ende des Wickelpaketes bildet.According to the invention the object is achieved in that η Folienwickel are interconnected to form a winding package, wherein the film winding with each other by electrical connections between the terminals at the end of the second capacitor coating of the i-th film winding and the terminals at the beginning of the first capacitor of the i + 1. Foil coils are connected, where i is a number from 1 to n-1, and the terminal at the beginning of the first capacitor coating of the first film winding forms the beginning of the winding package and the terminal at the end of the second capacitor coating of η-th film winding forms the end of the winding package.

Die Zusammenschaltung der Folienwickel zu einem Wickelpaket kann auch so erfolgen, daß die Anschlußklemmen am Anfang des ersten Kondensatorbelages aller η Folienwickel miteinander elektrisch verbunden sind und den Anfang des Wickelpaketes bilden und die Anschlußklemmen am Ende des zweiten Kondensatorbelages aller η Folienwickel miteinander elektrisch verbunden sind und das Ende des Wickelpaketes bilden.The interconnection of the film winding to a winding package can also be done so that the terminals are electrically connected to each other at the beginning of the first capacitor coating all η film winding and form the beginning of the winding package and the terminals are electrically connected to each other at the end of the second capacitor coating of all η film winding and Form end of the winding package.

Außerdem können zur optimalen Gestaltung der Einrichtung unter Berücksichtigung der an einem Anschlußpunkt im Elektroenergiesystem herrschenden Bedingungen und zur Verminderung der Spannungsbeanspruchung der Folienwickel, zwei oder mehrere, aus η Folienwickeln bestehende Wickelpakete untereinander elektrisch verbunden sein.In addition, for optimal design of the device taking into account the conditions prevailing at a connection point in the electric power system conditions and to reduce the voltage stress of the film roll, two or more, consisting of η film winding winding packages can be electrically connected to each other.

Zur Beeinflussung des Filterverhaltens der Einrichtung kann mindestens einer der zu einem Wickelpaket zusammengeschalteten η Folienwickel auf einem Schenkel eines Luftspalte enthaltenden Magnetkreises angeordnet sein.In order to influence the filter behavior of the device, at least one of the η film windings connected together to form a winding package can be arranged on a leg of a magnetic circuit containing air gaps.

Eine weitere Möglichkeit das Filteverhalten und zugleich charakteristische Größen der Elektroenergiequalität, wie z. B. den Leistungsfaktor gezielt zu beeinflussen, wird dadurch realisiert, daß an den Anschlußklemmen am Ende des ersten Kondensatorbelages und am Anfang des zweiten Kondensatorbelages mindestens eines Folienwickels eine komplexe elektrische Last angeschlossen ist.Another way the Filteverhalten and at the same time characteristic sizes of electrical energy quality, such. B. to influence the power factor targeted, is realized in that a complex electrical load is connected to the terminals at the end of the first capacitor coating and at the beginning of the second capacitor coating at least one film roll.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den dazugehörenden Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:

Fig. 1: Als Flachwickel ausgeführter Folienwickel mit Magnetkern im SchnittFig. 1: As a flat wrap running foil winding with magnetic core in section

Fig.2: Räumliche Anordnung eines WickelpaketesFig.2: Spatial arrangement of a winding package

Fig.3: Zusammenschaltung der Folienwickel zum Wickelpaket.Fig.3: Interconnection of the film winding to the winding package.

Fig. 1 zeigt den Querschnitt eines als Flachwickel ausgeführten Folienwickel 1, der auf einen geblechten Schenkel 2 eines Magnetkreises angeordnet ist. Der Folienwickel 1 besteht aus zwei leitfähigen, durch ein Dielektrikum 3 getrennten, jeweils am Anfang und Ende mit Anschlußklemmen A1,E1, A2, E 2 versehenen Kondensatorbelägen BI, B 2, wobei die durch die Kondensatorbeläge B1, B2 gebildeten Windungen durch eine Isolation 4 getrennt sind.Fig. 1 shows the cross section of a running as a flat winding film roll 1, which is arranged on a laminated leg 2 of a magnetic circuit. The film roll 1 consists of two conductive, separated by a dielectric 3, respectively at the beginning and end with terminals A1, E1, A2, E 2 provided capacitor pads BI, B 2, wherein the turns formed by the capacitor pads B1, B2 by an insulation 4th are separated.

In Fig.2 ist die räumliche Anordnung eines aus η = 6 Folienwickeln 1 bestehenden Wickelpaketes 5 dargestellt, bei dem jeder Folienwickel 1 auf einen geblechten Schenkel 2 eines Magnetkreises aufgeschoben ist. Die sechs Folienwickel 1 sind über elektrische Verbindungen 6 miteinander zusammengeschaltet.In Figure 2, the spatial arrangement of a consisting of η = 6 film rolls 1 winding package 5 is shown, in which each film roll 1 is pushed onto a laminated leg 2 of a magnetic circuit. The six film rolls 1 are interconnected via electrical connections 6.

Fig. 3 zeigt die elektrische Zusammenschaltung der Kondensatorbeläge B1, B 2 der sechs Folienwickel 1 der in Fig. 2 abgebildeten Anordnung des Wickelpaketes 5, wobei die Kondensatorbeläge B1, B 2 und das Dielektrikum 3 der Folienwickel 1 im abgerollten Zustand dargestellt sind.Fig. 3 shows the electrical interconnection of the capacitor pads B1, B 2 of the six film roll 1 of the arrangement shown in Fig. 2 of the winding package 5, wherein the capacitor pads B1, B 2 and the dielectric 3 of the film roll 1 are shown in the unrolled state.

Die Folienwickel 1 sind untereinander durch elektrische Verbindungen 6 zwischen den Anschlußklemmen E2am Ende des zweiten Kondensatorbelages B2 des i-ten Folienwickels 1 und den Anschlußklemmen A1 am Anfang des ersten Kondensatorbelages B1 des i+1. Folienwickels 1 verbunden, wobei i eine Zahl von 1 bisn-1 ist. Die Anschlußklemme A1 am Anfang des ersten Kondensatorbelages B1 desi = 1. Folienwickels 1 bildet den Anfang AW des Wickelpaketes 5 und die Anschlußklemme E 2 am Ende des zweiten Kondensatorbelages B 2 des η-ten Folienwickels 1 bildet das Ende EW des Wickelpaketes 5.The film rolls 1 are interconnected by electrical connections 6 between the terminals E2am the end of the second capacitor B2 of the i-th film winding 1 and the terminals A1 at the beginning of the first capacitor B1 of the i + 1. Folienwickels 1, where i is a number from 1 to n-1. The terminal A1 at the beginning of the first capacitor coating B1 desi = 1 film winding 1 forms the beginning AW of the winding package 5 and the terminal E 2 at the end of the second capacitor coating B 2 of the η-th film roll 1 forms the end EW of the winding package fifth

Claims (5)

Erfindungsanspruch:Invention claim: 1. Einrichtung zur Beherrschung der Strom-Spannungsharmonischen in Wechsel'/Drehstromsystemen unter Verwendung von Folienwickeln, die beim Aufwickeln von zwei leitfähigen, durch ein Dielektrikum getrennten, jeweils am Anfang und Ende mit Anschlußklemmen versehenen Kondensatorbelägen entstehen, gekennzeichnet durch die Zusammenschaltung von η Folienwickeln (1)zu einem Wickelpaket (5), wobei die Folienwickel (1) untereinander durch elektrische Verbindungen (6) jeweils zwischen der Anschlußklemme (E 2) am Ende des zweiten Kondensatorbelages (B 2) des i-ten Folienwickels (1) und der Anschlußklemme (A 1) am Anfang des ersten Kondensatorbelages (B 1) des i+1. Folienwickels (1) verbunden sind, und die Anschlußklemme (A 1) am Anfang des ersten Kondensatorbelages (B 1) des ersten Folienwickels (1) den Anfang (AW) des Wickelpaketes (5) und die Anschlußklemme (E2)am Ende des zweiten Kondensatorbelages (B2) des η-ten Folienwickels (1) das Ende (EW) des Wickelpaketes (5) bilden.1. A device for controlling the current-voltage harmonics in alternating '/ three-phase systems using film rolls, the winding of two conductive, separated by a dielectric, respectively provided at the beginning and end with terminals capacitor pads, characterized by the interconnection of η Folienwickeln ( 1) to a winding package (5), wherein the film roll (1) with each other by electrical connections (6) between the terminal (E 2) at the end of the second capacitor coating (B 2) of the i-th film roll (1) and the terminal (A 1) at the beginning of the first capacitor coating (B 1) of the i + 1. Foil rolls (1) are connected, and the terminal (A 1) at the beginning of the first capacitor coating (B 1) of the first film roll (1) the beginning (AW) of the winding package (5) and the terminal (E2) at the end of the second capacitor coating (B2) of the η-th film roll (1) form the end (EW) of the winding package (5). 2. Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Anschlußklemmen (A 1) am Anfang des ersten Kondensatorbelages (B 1) aller η Folienwickel (1) durch elektrische Verbindungen (6) miteinander verbunden sind und den Anfang (AW) des Wickelpaketes (5) bilden, und die Anschlußklemmen (E 2) am Ende des zweiten Kondensatorbelages (B 2) aller η Folienwickel (1) durch elektrische Verbindungen (6) miteinander verbunden sind und das Ende (EW) des Wickelpaketes (5) bilden.2. Device according to item 1, characterized in that the terminals (A 1) at the beginning of the first capacitor coating (B 1) of all η film winding (1) by electrical connections (6) are interconnected and the beginning (AW) of the winding package ( 5), and the terminals (E 2) at the end of the second capacitor coating (B 2) of all η Folienwickel (1) by electrical connections (6) are interconnected and form the end (EW) of the winding package (5). 3. Einrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens zwei, aus η Folienwickeln (1) bestehende Wickelpakete (5) miteinander durch elektrische Verbindungen (6) verbunden sind.3. Device according to item 1 and 2, characterized in that at least two, from η film rolls (1) existing winding packages (5) are interconnected by electrical connections (6). 4. Einrichtung nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Schenkel (2) eines Magnetkreises in mindestens einem, der zu einem Wickelpaket (5) zusammengeschalteten η Folienwickel (1) angeordnet ist.4. Device according to item 1 to 3, characterized in that the leg (2) of a magnetic circuit in at least one, to a winding package (5) interconnected η film roll (1) is arranged. 5. Einrichtung nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß an der Anschlußklemme (El) am Ende des ersten Kondensatorbelages (B 1) und an der Anschlußklemme (A2) am Anfang des zweiten Kondensatorbelages (B2) mindestens eines Folienwickels (1) des aus η Folienwickeln (1) bestehenden Wickelpaketes (5) eine komplexe elektrische Last angeschlossen ist.5. Device according to item 1 to 4, characterized in that at the terminal (El) at the end of the first capacitor coating (B 1) and at the terminal (A2) at the beginning of the second capacitor coating (B2) at least one film roll (1) of the from η Folienwickeln (1) existing winding package (5) a complex electrical load is connected. Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Beherrschung der Strom-Spannungsharmonischen in Wechsel-/Drehstromsystemen mit leistungselektronischen Anlagen oder anderen Abnehmern mit nichtlinearer oder unstetiger Strom-Spannungs-Charakteristik, unter Verwendung von Folienwickeln, die aus zwei aufgewickelten, durch ein Dielektrikum getrennten, leitfähigen, jeweils am Anfang und Ende mit Anschlußklemmen versehenen Kondensatorbelägen, bestehen.The invention relates to a device for controlling the current-voltage harmonics in AC / three-phase systems with power electronic equipment or other customers with non-linear or discontinuous current-voltage characteristics, using foil windings consisting of two wound, separated by a dielectric, conductive, respectively at the beginning and end with terminals provided capacitor pads exist. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions Bei den in Wechsel- und Drehstromsystemen gegenwärtig verstärkt zum Einsatz kommenden Saugkreisanlagen für höhere Harmonische kommt es zu einer Zusammenschaltung von Kapazitäten und Induktivitäten, wobei die notwendige Verwendung von Kondensatoren und und Drosselspulen erhöhte Gesamtkosten dieser auch zur Blindleistungskompensation dienenden Einrichtungen zur Folge hat. Ein möglicher Weg, diese Kosten zu reduzieren und gleichzeitig raumsparende Einrichtungen zu schaffen, ist die bewußte Ausprägung und technische Nutzung der Induktivität, die durch Aufwickeln der Kondensatorbeläge von Folienwickel entsteht.With the higher harmonic absorption circuit systems currently being used increasingly in AC and three-phase systems, there is an interconnection of capacitances and inductances, with the necessary use of capacitors and inductors resulting in increased overall costs of these devices also serving for reactive power compensation. A possible way to reduce these costs and at the same time to create space-saving devices is the deliberate expression and technical use of the inductance, which results from winding the capacitor layers of foil wrap. Eine Einrichtung, die eine Nutzung der Filtereingenschaften von sowohl als Kapazität, als auch als Induktivität dienenden Wicklungen von integrierten, induktiv-kapazitiven Elementen vorsieht und die eine gleichzeitige Kompensation der Blindleistungen ermöglicht, ist durch die DD-PS 223870 bekannt geworden. Die umfassende Anwendung leistungselektronischer Anlagen und ihre Einfügung in Wechsel- und Drehstromsysteme setzt die Beherrschung ihrer Wechselwirkungen voraus, die durch Systemstruktur, Schalt- u. Lastzustand bestimmt sind und zugleich die Einsatzbedingungen für die Einrichtung darstellen. Eine charakteristischer Nachteil der bisher bekannten technischen Lösungen, die alle aus einem einzelnen, in sich dimensionierten integrierten Bauelement bestehen, ist die für jeden Einsatzfall komplizierte Anpassung an die systembedingten Anforderungen.A device which provides for use of the filter characteristics of both inductor and capacitance winding of integrated inductor capacitive elements and which enables simultaneous compensation of reactive power has become known from DD-PS 223870. The comprehensive application of power electronic systems and their integration in AC and three-phase systems requires the mastery of their interactions, which through system structure, switching u. Load condition are determined and at the same time represent the conditions of use for the device. A characteristic disadvantage of the hitherto known technical solutions, all of which consist of a single, inherently dimensioned integrated component, is the complicated adaptation to the system-related requirements for each application. Ziel der ErfindungObject of the invention Ziel der Erfindung ist die sichere Beherrschung der Strom-Spannungsharmonischen, insbesondere die Verminderung des Oberschwingungsgehaltes und die Deckung des Blindstrombedarfs in Wechsel- bzw. Drehstromsystemen durch freizügige Anpassung der Einrichtung entsprechend den systembedingten Anforderungen am Einsatzort.The aim of the invention is the safe control of the current-voltage harmonics, in particular the reduction of the harmonic content and the coverage of the reactive power demand in AC or three-phase systems by permissive adaptation of the device according to the system-related requirements at the site. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Beherrschung der Strom-Spannugsharmonischen, insbesondere zur Verminderung des Oberschwingungsgehaltes und zur Blindstromkompensation in Wechsel- bzw. Drehstromsystemen zu schaffen, die unter Verwendung von sowohl induktiv, wie auch kapazitiv wirkenden, aus zwei leitfähigen, durch ein Dielektrikum getrennten jeweils am Anfang und Ende mit Anschlußklemmen versehenen Kondensatorbelägen bestehenden Folienwickeln, eine freizügige Anpassung an das Spektrum der zu filternden Harmonischen und die Größe der zu kompensierenden Blindleistung sichert.The invention has for its object to provide a device for controlling the current Spannugsharmonischen, in particular for reducing the harmonic content and for reactive current compensation in AC or three-phase systems, using both inductively, as well as capacitive, from two conductive, by a dielectric separated each provided at the beginning and end with terminals capacitor pads foil windings, a liberal adaptation to the spectrum of the harmonics to be filtered and the size of the reactive power to be compensated secures.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19918322A1 (en) * 1999-04-22 2000-11-16 Epcos Ag Phase component for detuned, non-detuned filter circuits has magnetic circuit radial symmetrical to longitudinal axis, core region on longitudinal axis, tubular casing region, end plates

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DE19918322A1 (en) * 1999-04-22 2000-11-16 Epcos Ag Phase component for detuned, non-detuned filter circuits has magnetic circuit radial symmetrical to longitudinal axis, core region on longitudinal axis, tubular casing region, end plates

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