DE1108316B

DE1108316B - Transformator fuer mechanische Stromrichter in sechsphasiger Brueckenschaltung mit Schaltdrosseln

Info

Publication number: DE1108316B
Application number: DEL20543A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gottfried Krahl; Dr-Ing Gustav Reinhardt
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1954-12-02
Filing date: 1954-12-02
Publication date: 1961-06-08

Description

Transformator für mechanische Stromrichter in sechsphasiger Brückenschaltung mit Schaltdrosseln Sechsphasige Brückenschaltungen werden mit Vorteil für mechanische Stromrichter mit Schaltdrosseln verwendet. Besonders günstig ist die Transformatorschaltung mit drei offenen Sekundärphasen, an deren sechs Wicklungsenden die eigentliche Bräkkenschaltung angeschlossen ist. Da diese Schaltung wegen des AW-Ausgleiches auf der Primärseite eine Dreieckschaltung verlangt, bietet sie nicht die häufig erforderliche Möglichkeit einer Phasenversetzung zweier solcher Systeme um 301 durch Ausführung des einen Transformators mit primärer Dreieck-, des anderen mit Sternschaltung. Eine solche Ausführung wäre zwar möglich, wenn der primärseitig in Stern geschaltete Transformator noch eine tertiäre Dreieckwicklung erhielte; jedoch würde sich hiermit die Typenleistung dieses Transformators erheblich vergrößern.
Es war daher bisher üblich, die erforderlichen Phasenversetzungen von 301 durch Ansetzen von Schwenkzipfeln an die Dreieckschaltung der Primärseite oder durch Vorschaltung von besonderen Schwenktransformatoren zu erreichen. Beides bedeutet erhöhten Aufwand. Außerdem aber schließen Schwenkzipfel die ebenfalls häufig erwünschte Verwendung einer Spannungsverstellung durch Zu- oder Abschalten von Wicklungsteilen der Primärseite aus, weil sich hiermit die Schwenkwinkel der beiden Transformatoren gegensinnig ändern. Auch ist es bekannt, Schwenkzipfel nur für einen Teil der Anoden des mehranodigen Entladungsgefäßes bzw. der periodisch betätigten Kontakte vorzusehen; mithin kann ein AW-Ausgleich nicht erzielt werden.
Für Quecksilberdampfstromrichter ist eine Anordnung mit zwei Transformatoren bekannt, bei welchem zwei gleich lange Wicklungsteile mit 120' Phasenversetzung verwendet werden. Dabei fließt der Strom aus der mehrphasigen Sternwicklung des einen Transformators in den Mittelpunkt der Wicklungsteile des zweiten Transformators, so daß er zeitlich aufgeteilt an den Enden der angesetzten Wicklungsteile austritt. Die um 120' phasenversetzten Wicklungsteile werden nicht vom gleichen Strom durchflossen, und die bekannte Anordnung kann also den AW-Ausgleich nicht ermöglichen, welcher im Gegensatz dazu bei der erfindungsgemäßen Anordnung besteht. Es ist an sich bekannt, bietet jedoch im Zusammenhang mit der Erfindung schaltungstechnische Vorteile, daß auf der Primärseite des erfindungsgemäßen Transformators schaltbare Wicklungsteile vorgesehen sind, die eine Änderung der Sekundärspannung ohne Veränderung der sekundären Phasenlage ermöglichen, und daß die Sekundärwicklung aus umschaltbaren Wicklungsteilen zum Zwecke der grobstufigen Änderung der Sekundärspannung besteht.
Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator für mechanische Stromrichter in sechsphasiger Brückenschaltung mit Schaltdrosseln. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärseite von drei je aus mindestens zwei in Reihe geschalteten, gleich langen, um 120' phasenversetzten Wicklungsteilen bestehenden offenen Zickzackschaltungen gebildet ist, an deren offenen Enden die Brückenzweige angeschlossen sind, wobei die Primärseite eine beliebige Dreiphasenschaltung ist.
Fig. 1 a und 1 b der Zeichnung zeigen Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung, und zwar einmal mit einer Dreieck-, das andere Mal mit einer Sternschaltung auf der Primärseite. Das AW-Gleichgewicht ist hierbei auch bei primärer Sternschaltung vorhanden. Die wirksamen Sekundärspannungen entstehen aus der geometrischen Addition von je zwei um 120' el versetzten gleich großen Teilspannungen (Zickzack). Die Vergrößerung der sekundären Wicklungsleistung um den Faktor 2/J-3-gegenüber der Durchmesserschaltung wird durch eine Verringerung der primären Wicklungsleistung um den gleichen Faktor ausgeglichen, so daß die Transformator-Typenleistung unverändert bleibt.
Es ist weiter möglich, diese Primärwicklungen mit schaltbaren Wicklungsteilen nach Art eines Anzapftransformators auszuführen (Fig. 2 a und 2 b), ohne daß sich beim Schalten Winkeländerungen ergeben.
Ein bekannter Vorteil der offenen dreiphasig ,en Durchmesser-Schaltung in der ursprünglichen Form ist die Mögichkeit einer sekundären Reihen-Parallel-Umschaltung bei Ausführung mit unterteilten Wicklungen. Eine solche Umschaltung ist auch bei der offenen Zickzack-wicklung allgemein möglich, wenn diese für die volle Sekundärspannung als Doppelzickzack nach Fig. 3 a und 3 b ausgeführt wird, wo jedes Teilstück durch das benachbarte Teilstück kompensiert wird.
Die oft erforderliche Phasenversetzung von 301 läßt sich aber vorteilhaft auch durch Kombination der ursprünglichen Schaltung Dreieck/offene Durchmesser mit der neuen Schaltung Dreieck/offenes Zickzack erzielen. Dies ist unter anderem auch dann bedeutungsvoll, wenn eine bestehende Anlage in der ersten Schaltung durch eine zweite gleicher Größenordnun- erweitert werden soll und hierbei mit Rücksieht auf die Netzrück-wirkungen eine solche Phasenversetzuna erwünscht ist. Die Phasenversetzung erfordert wiederum keine Typenvergrößerung.
Bringt, man die letztgenannte Kombination auf einem gemeinsamen dreiphasigen Transformatorkern unter, also zwei in Dreieck geschaltete Primärwicklungen, eine offene Durchmesser- und eine offene Zickzackschaltung, so erhält man in diesem einen Transformator bereits die gewünschte Phasenversetzun ' g' der preisgünstiger als zwei Transformatoren halber Leistung ist.
Vereinigt ., man überdies vorteilhaft die beiden primären Dreieckwicklungogen, die mit der zugehörigen Sekundärwicklung je auf einer Schenkelhälfte angeordnet sind, zu einer einzigen, über den ganzen Schenkel ausgedehnten (Filg. 4a und 4b), wobei die beiden Sekundärwicklungen ebenfalls über die ganze Schenkeflän-e verteilt und verschachtelt sind, so ergibt sich für jeden Teiltransformator angenähert eine Halbierun- der für die Kommutierung maßg gebep -den Kurzschlußspannung. Dies kommt aber dem Betrieb mechanischer Kontaktgleichrichter bekanntlich entgegen.
Zwecks Erhalt gleicher resultierender Sekundärspannungen müssen die Windungszahlen der in Zickzack und in Durchmesser geschalteten Sekundärwicklungen im Verhältnis 1" -i- . 2 stehen. Das ist bei Unterbringung zweier Systeme auf einem Kein bei Großen Leistungen und niedriger Gleichspannung wegen der hohen Windungsspannung meist nicht genau einzuhalten. Ein Ausgleich entstehender Differenzen für die sich ergebende Gleichspannung kann weni-Stens für einen bestimmten Belastungsfall, beispielsweise für Nennlast -, vorteilhaft dadurch erzielt werden, daß das System mit der höheren Leerlaufspannung mit entsprechend höherer Kurzschlußspannung, also höherem Spannungsabfall, ausgeführt wird. Zweckmäßig wird hierfür das System mit der C an sich höheren Gesamtwindungszahl, also das Zickzacksystem gewählt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE-1. Transformator für mechanische Stromrichter in sechsphasiger Brückenschaltung mit Schaltdrosseln, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärseite von drei je aus mindestens zwei in Reihe geschalteten, gleich langen, um 120' phasenversetzten Wicklungsteilen bestehenden offenen Zickzackschaltungen gebildet ist, an deren offenen Enden die Brückenzweige angeschlossen sind, wobei die Primärseite eine beliebige Dreiphasenschaltung ist.
2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Primärwicklungen schaltbare Wicklungsteile vorgesehen sind, die eine Änderung der Sekundärspannung ohne Veränderung der sekundären Phasenlage ermöglichen (Fig. 2). 3. Transformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung aus umschaltbaren Wicklungsteilen zum Zwecke der grobstufigen Änderung der Sekundärspannung besteht. 4. Transformator nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sekundärschaltung nach Anspruch 1 und eine mit offenen Durchmesserwicklungen mit zugehörigen in Dreieck geschalteten Primärwicklungen auf einem Transformatorkern untergebracht sind. 5. Transformator nach Anspruch 4, dadurch Gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Herabsetel zung der für die Kommutierung jedes Systems maßgebenden Kurzschlußspannung eine gemeinsame, über die ganze Schenkellänge verteilte Primärwicklung vorgesehen ist und daß die beiden Sekundärwicklungen-, unter sich verschachtelt, ebenfalls über die ganze Schenkellänge verteilt sind. 6. Transformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke des Ausgleichs eines Unterschiedes der beiden Gleichspannungen, die aus einer unvollkommenen übereinstimmung der sekundären Leerlaufspannungen der beiden Sekundärsysteme herrühren, deren Kurzschlußspannungen verschieden, und zwar so gewählt sind, daß für einen bestimmten Belastungsfall sich Gleichspannungsabfälle ergeben, die zu gleichen Klemmenspannungen führen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 504 738, 575 249, 658 983; schweizerische Patentschriften Nr. 222 888, 300 400; britische Patentschrift Nr. 702 916; Siemens-Zeitschrift, 1954, S. 445 bis 454.