DE1023136B

DE1023136B - Phasendreher, bestehend aus Regeltransformatoren

Info

Publication number: DE1023136B
Application number: DES33036A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Scherer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-04-15
Filing date: 1953-04-15
Publication date: 1958-01-23

Description

Phasendreher, bestehend aus Regeltransformatoren Die Erfindung betrifft einen einstellbaren Phasendreber, bestehend aus Regeltransformatoren. Es sind Regelanordnungen mit Regeltransformatoren bekannt, bei denen eine Einstellung sowohl der Größe als auch der Phase von Spannungen erfolgt. Bei einer Regelanordnung zur stetigen Änderung von Größe und Phase der Spannung eines Mehrphasenstromkreises werden z. B. die Läuferwicklungen des Reglers mit zusätzlichen Ständerwicklungen in Reihe geschaltet, wobei jede dieser zusätzlichen Ständerwicklungen so angeordnet ist. daß ihre Spannung eine andere Phase besitzt. Bei einer anderen Anordnung ist der Regeltransformator so aufgebaut, daß sowohl die Rotoren gemeinsam gegen die Statoren verdreht werden können wie auch die Statoren gegeneinander oder die Rotoren gegeneinander, um neben der Größenänderung auch eine Phasenänderung der sekundären Spannung zu erzielen.
Bei dem einstellbaren Phasendreher gemäß der Erfindung werden Regeltransformatoren benutzt, die aus einem magnetischen Kern mit drei oder mehr Schenkeln, von denen nur einige, insbesondere zwei Schenkel Wicklungen tragen, und einem in seiner Lage veränderbaren Joch bestehen, das so angeordnet und ausgebildet ist, daß wahlweise eine magnetische Verbindung der bewickelten Schenkel untereinander oder jeweils eines bewickelten Schenkels mit einem unbewickelten Schenkel hergestellt werden kann. Derartige Regeltransformatoren sind für die stetige Regelung der Größe von Wechselspannungen bekannt und besitzen eine sehr gute Regelwirkung.
Gemäß der Erfindung werden zwei derartige Regeltransformatoren eingangsseitig parallel und ausgangsseitig in Reihe geschaltet, die derart kombiniert sind, daß um 90° gegeneinander verschobene Primärströme benutzt sind und die Veränderung der Jochlage hei beiden bezüglich des Regelvorganges mit 90° Phasenverschiebung erfolgt. Man erhält so einen Phasendreher außerordentlich einfachen Aufbaus, der eine äußerst exakte Einstellung der Phase gestattet. Es ist dabei außerdem die Gewähr gegeben, daß die Ausgangsspannung konstant bleibt. Durch die Anwendung des an sich bekannten Aufbaus der Regeltransformatoren bleibt der Leerlaufscheinwiderstand der Primärseite im wesentlichem unabhängig von der Rotor,tellung. Die Änderung der Phase kann exakt in weiten Grenzen erfolgen. Es läßt sich mit diesem Phasendreher sogar eine beliebige feste Frequenz bei geeigneter Ausbildung erniedrigen oder erhöhen.
E"orzugsweise finden Regeltransformatoren mit walzenförmigen, drehbaren Jochstücken mit parallelen, schräg zur Drehachse liegenden Begrenzungsflächen Anweaidung. In Fig. 1 ist ein derartiger Regeltranformator dargestellt. Der magnetische Kern hat E-Fortn und weist beispielsweise drei Schenkel 1, 2 und 3 auf. Die Primärwicklung ist auf dem Mittelschenkel 2 und die Sekundärwicklung auf einem Außenschenkel 3 aufgebracht. Es kann dabei einem Abgriff dex Primärwicklung eine Kompensationsspannung entnommen werden. Als Joch ist ein walzenförmiges drehbares Teil 5 mit parallelen, schräg zur Drehachse liegenden Begrenzungsflächen benutzt. Durch eine Drehung um 180° kann es von einer zur anderen Endstellung verstellt werden. An beiden Jochenden sind Ergänzungsstücke 5' und 5" aus unmagnetischem Material angeordnet. Zur Abschirmung der Streuflüsse werden insbesondere an beiden Jochenden passende Metallzylinderstücke, z. B. aus Kupfer oder Aluminium, angesetzt.
Die gegeneinander verdrehbaren Flächen von Kern und Joch sind vorzugsweise zu schleifen und zu polieren. Es ist zweckmäßig, die Jochlagerung in einer Führung schwimmend mit zentralem Druck anzuordnen, so daß das Joch stets plan aufliegt. Als magnetisches Material eignen sich sowohl Blechkerne, Massekerne als auch Ferritkerne. Bei Anwendung von Blechkernen und Blechjochen ist darauf zu achten, daß die Jochbleche so geschichtet sind, daß der magnetische Fluß die Jochbleche nicht schneidet. Durch geeignete Formgebung des Joches kann die Regelkennlinie beliebig korrigiert werden. Eine Gangkontrolle kann auch durch entsprechende Ausbildung der die Veränderung der Jochlage bewirkenden Antriebsmittel. z. B. durch entsprechend angeordnete Nocken, erreicht werden.
In Fig. 2 ist beispielsweise die erfindungsgemäße Anwendung des Regeltransformators als Phasendreher dargestellt. Es sind dabei zwei ähnliche Regeltransformato-ren derartig kombiniert, da.ß die Veränderung der Jochlage bei beiden bezüglich des Regelvorganges mit 90° Phasenverschiebung erfolgt und um 90`:7' gegeneinander verschobene Primärströme benutzt sind. Die Schaltung zeigt die Fig. 2 links, während das mittlere Bild eine Seitenansicht der Anordnung zeigt und rechts das Spannungsdiagramm dargestellt ist. Zwei räumlich um 90° versetzte DrehtratisfGrmatoren Ü1 und U2 werden primärseitig mit um 90° (Vorwiderstand RV) gegeneinander phasenverschobener Spannung gespeist. Die resultierende Ausgangsspannung U3 =U21-1- U22 ist um den beliebig einstellbaren Verstellw i.nkel a des drehbaren Joches 5, das für beide Regeltransformatoren gemeinsam sein kann, gegen die Primärspannung U11 phasenverschoben und in seiner Amplitude konstant. Läßt man das Joch 5 mit der Frequenz .A f dauernd umlaufen, so wird die Frequenz der Ausgangsspannung gegen die der Eingangsspannung um d f erhöht oder erniedrigt. Für den gleichen Zweck kann man natürlich auch zwei Transformatoren benutzen, deren Joche von einer gemeinsamen Welle z. B. mittels Nocken um 90° phasenverschoben betätigt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einstellbarer Phasendreher, be-,tehend aus Regeltransformatoren, gekennzeichnet durch die Verwendung von zwei an sich bekannten, eingangsseitig parallel- und ausgangsseitig in Reihe geschalteten Regeltransformatoren, die je aus einem magnetischen Kern mit drei oder mehr Schenkeln, von denen nur einige, insbesondere zwei Schenkel Wieklungen tragen, und wenigstens einem in seiner Lage veränderbaren Joch, das so angeordnet und ausgebildet ist, daß wahlweise eine magnetische Verbindung der bewickelten Schenkel untereinander oder jeweils eines bewickelten Schenkels mit einem unbewickelten Schenkel hergestellt werden kann, bestehen und derart kombiniert sind, daß um 90° gegeneinander verschobene Primärströme benutzt sind und die Veränderung der Jochlage bei beiden bezüglich des Regelvorganges mit 90° Phasenverschiebung erfolgt.
2. Phasendreher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Regeltransformatoren mit walzenförmigen, drehbaren Jochstücken mit parallelen, schräg zur Drehachse liegenden Begrenzungsflächen.
3. Phasendreher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeltransforinatoren ein gemeinsames Jochstück aufweisen.
4. Phasendreher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Jochstücke der Regeltransformatoren von einer gemeinsamen Welle gesteuert werden.
5. Phasendreher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da.ß an beiden Jochenden Ergänzungsstücke aus unmagnetischern Material, insbesondere aus Metall, z. B. Kupfer oder Aluminium, angeordnet sind.
6. Phasendreher nach einem der Ansprüche 1. bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gegeneinander verschiebbaren oder vierdrehbaren Flächen von Kern und Joch geschliffen sind.
7. Anwendung eines Phasendrehers nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Frequenzerhöhung bzw. Erniedrigung einer Spannung gegeben.er Frequenz. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 297 0-12, 207 271. 2100 940, 7421309, 227 992. 220 708.