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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Gleichrichtertransformator, insbesondere einen Gleichrichtertransformator wie er für Wechselstrom eingesetzt wird.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein Gleichrichtertransformator und ein Gleichrichter werden im Allgemeinen im Stand der Technik eingesetzt um eine gleichrichtende Schaltung auszubilden mit dem Ziel eine Wechselstromversorgung (AC) in eine Gleichstromversorgung (DC) umzuwandeln. 1 zeigt einen Schaltplan eines Sechs-Puls-Wellenbrückengleichrichters des Standes der Technik. Wie in 1 gezeigt bilden der Gleichrichtertransformator und der Gleichrichter eine Gleichrichtereinheit. In einem Wechselstromkreis oder in einem 360°-elektrischen Winkel umfasst die Gleichspannung VDC sechs Pulswellen und das Intervall des elektrischen Winkels jeder Welle ist 60°. Bei der Gleichrichtung überträgt der Gleichrichter eine große Menge an Oberschwingungsstrom auf das Stromnetz. Um die in das Stromnetz übertragenen Oberschwingungsströme zu reduzieren, ist eine effektive Methode mehrere Gleichrichtereinheiten parallel zu schalten; wobei die verteilerseitige Spannung jedes Transformators phasenverschoben sein sollte und den Oberschwingungsströmen zwischen den parallel geschalteten Gleichrichtern stromnetzseitig entsprechend entgegengewirkt werden kann. Zwei Einheiten bilden eine 12-Pulsgleichrichtung; vier Einheiten bilden eine 24-Pulsgleichrichtung und acht Einheiten bilden eine 48-Pulsgleichrichtung, etc.
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2 zeigt den zusammengesetzten Schaltplan eines 12-Pulsgleichrichters aus zwei parallelgeschalteten Sechs-Puls-Wellenbrückengleichrichtereinheiten des Standes der Technik. Wie in 2 gezeigt beträgt die Phasenwinkeldifferenz zwischen der Spannung der verteilerseitigen Wicklung L1 (0°) und der Spannung der verteilerseitigen Wicklung L2 (30°) 30° in der 12-Pulsgleichrichtung zusammengesetzt aus zwei parallelgeschalteten Gleichrichtereinheiten. In einem Wechselstromkreis umfasst die Gleichspannung VDC 12 Pulswellen, und das Intervall des elektrischen Winkels jeder Welle beträgt 30°. Wenn die Gleichrichtereinheiten parallelgeschaltet sind, erzeugt die verteilerseitige Wicklungsphasenwinkeldifferenz (verursacht durch unterschiedliche Spannungsphasenwinkel) einen Ringstrom (6-fache Netzfrequenz) zwischen den parallelgeschalteten Einheiten. Diese Art von Ringspannung, verursacht durch Phasenwinkelspannungsdifferenzen, beeinflusst und beeinträchtigt die reguläre Arbeitsweise von Gleichrichtern. Das Ausgleichselement I-T in 2 ist eine effektive Methode um den Ringstrom, verursacht durch Phasenwinkelspannungsdifferenzen, zu reduzieren.
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Eine andere Betriebsart einer 12-Pulsgleichrichtung ist die Reihenschalung von zwei Gleichrichtereinheiten. Im Vergleich zur parallelgeschalteten Betriebsart einer Gleichrichtung weist die in Reihe geschaltete Betriebsart einer Gleichrichtung keinen Ringstrom der Parallelschaltung zwischen den Gleichrichtern auf, aber der Widerstandsverlust von den in Reihe geschalteten Gleichrichtern ist um 100% erhöht, so dass in Reihe geschaltete Gleichrichter weniger eingesetzt werden.
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3 zeigt eine schematische Darstellung von zwei Sätzen verteilerseitiger Ausgangswicklungen, welche axial getrennt sind, eines Transformators (einphasig und kein Eisenkern) des Standes der Technik. „Getrennt” ist hier im Sinne von „gesplittet” im elektrotechnischen Bereich gemeint. Wie in 3 dargestellt umfasst ein Transformator zwei Sätze verteilerseitiger Ausgangswicklungen; wobei L1 und L2 zwei Sätze verteilerseitiger Ausgangswicklungen sind, die radial getrennt sind (in Richtung des Radius), und H die netzseitige Eingangswindung ist, sodass sowohl die Kosten des Gleichrichtertransformators als auch die Grundfläche des Transformators reduziert sind. Im Falle der zwei Sätze verteilerseitiger Ausgangswicklungen desselben Eisenkerns, wenn L1 und L2 jeweils sternförmig und im Dreieck verbunden sind, erzeugt jedoch die Umwandlungsverhältnisspannungsdifferenz (Spannungsabweichung von sternförmigen und dreieckigen Wicklungen 1: √3 ), verursacht dadurch, dass die Anzahl von Umdrehungen von sternförmigen und dreieckigen Wicklungen als ganze Zahl eingeht, eine andere Art von Ringstrom (Gleichstrom) zwischen den parallelgeschalteten Gleichrichtern. Wie in 3 gezeigt sind L1 und L2 radial (in Richtung des Radius) getrennte Wicklungen, ist die Impedanz der magnetischen Streuung (die Impedanz, welche die Umwandlungsverhältnisspannungsdifferenz von der Erzeugung des Ringstroms der Parallelschaltung beschränkt) zwischen den radial getrennten verteilungsseitigen Wicklungen klein, und führt leicht zu einem großen Umwandlungsverhältnisspannungsdifferenzringstrom. Der Umwandlungsverhältnisspannungsdifferenzringstrom resultiert in einem Stromungleichgewicht (oder Ungleichheit) zwischen den parallelgeschalteten Gleichrichtern. Einerseits reduziert das Stromungleichgewicht die operative Leistungsfähigkeit der parallelgeschalteten Gleichrichtereinrichtung; andererseits kann den 5-fachen und 7-fachen Oberschwingungsströmen auf der Netzseite nicht entsprechend vollständig entgegengewirkt werden, und die 5-fachen und 7-fachen Oberschwingungsströme, denen nicht entgegengewirkt wurde, werden noch auf das Stromnetz übertragen. Daher muss der Umwandlungsverhältnisspannungsdifferenzringstrom in der Gestaltung und Herstellung von parallelgeschalteten Gleichrichtereinheiten reduziert und kontrolliert werden.
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4 zeigt die schematische Darstellung von zwei Sätzen verteilerseitiger Ausgangswicklungen, welche axial getrennt sind, eines Transformators (einphasig und ohne Eisenkern) des Standes der Technik. Wie in 4 dargestellt sind die zwei Sätze verteilerseitiger Ausgangswicklungen des Transformators als axial getrennte Wicklungen ausgestaltet. L1 und L2 in 4 sind zwei Sätze verteilerseitiger axial (Mittelachse des Kreises) getrennter Ausgangswicklungen, und H sind parallelgeschaltete axial getrennte Eingangswicklungen auf der Netzseite. Die Impedanz der magnetischen Streuung zwischen den axial getrennten Wicklungen auf der Verteilerseite ist groß und kann den Ringstrom effektiv begrenzen, welcher durch die Umwandlungsverhältnisspannungsdifferenz und die Phasenwinkelspannungsdifferenz erzeugt wird.
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1500 V DC-Versorgungsgleichrichertransformatoren zum Antrieb der Metro nutzen axial doppelt getrennte Wicklungen. Jeder Gleichrichtertransformator und zwei Gleichrichter bilden eine 12-Pulsgleichrichtung. Es gibt insgesamt zwei Sätze von 12-Pulsgleichrichtereinheiten. Die netzseitigen Wicklungen des Gleichrichtertransformators umfassen Phasenverschiebungsspulen. Mit diesen wird der Phasenwinkel der verteilerseitigen Spannung der zwei Sätze der 12-Pulsgleichrichtereinrichtungen um 15° phasenverschoben. Zwei Sätze von 12-Pulsgleichrichtereinrichtungen werden parallelgeschaltet um eine 24-Pulsgleichrichtung auszubilden. 5 zeigt einen 24-Pulsgleichrichtungsschaltplan zusammengesetzt aus zwei parallelgeschalteten Sätzen von 12-Pulsgleichrichtereinrichtungen aus dem Stand der Technik. Wie in 5 gezeigt umfasst die Gleichspannung VDC 24 Pulswellen und das Intervall des elektrischen Winkels jeder Welle beträgt 15° in einem Wechselstromkreis. Da die Impedanz der magnetischen Streuung zwischen den axial getrennten verteilerseitigen Wicklungen des Gleichrichtertransformators groß ist, und die entsprechende Anzahl von Umdrehungen von sternförmigen und dreieckigen Wicklungen ausgewählt ist, kann ein Ausgleichselement zwischen den parallelgeschalteten Gleichrichtern nicht eingesetzt werden. Jedoch verursacht der Ringstrom (oder Stromungleichheit) zwischen den Gleichrichtern, erzeugt durch die Umwandlungsverhältnisspannungsdifferenz der sternförmigen und dreieckigen Wicklungen auf der Verteilerseite, dass das 24-Pulsgleichrichtersystem die 5-fachen oder 7-fachen Oberschwingungsströme, denen nicht entgegengewirkt wurde, noch auf das Stromnetz überträgt.
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Derzeit existiert kein mögliches technisches System für die Realisierung von einem Gleichrichtertransformator zusammengesetzt aus parallelgeschalteten 24-Pulsgleichrichtungen mit vier Sätzen verteilerseitiger Wicklungen und einer effektiven Kontrolle (oder Beseitigung) von Ringströmen und Oberschwingungsströmen übertragen auf das Stromnetz. Die hauptsächlich einschränkenden Faktoren sind wie folgt: die Impedanz der magnetischen Streuung der radial getrennten Wicklungen unter den vier Sätzen verteilerseitiger Wicklungen ist klein, und die Umwandlungsverhältnisspannungsdifferenz, erzeugt durch den Eingang der Anzahl der Umdrehungen der sternförmigen und dreieckigen Wicklungen als ganze Zahl, erzeugt einen großen Parallelschaltungsringstrom zwischen den Gleichrichtern, so dass die Gleichrichtereinheiten nicht in der Lage sind normal zu arbeiten und große Oberschwingungsströme auf das Stromnetz übertragen.
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Für die 48-Pulsgleichrichtung ist die derzeit existierende Methode, eine 48-Pulsgleichrichtung durch Phasenverschiebung und Parallelschaltung von vier Sätzen von 12-Pulsgleichrichtereinrichtungen auszubilden. Vier Sätze von 12-Pulsgleichrichtereinrichtungen umfassen vier Gleichrichtertransformatoren mit zwei verteilerseitigen Ausgangswicklungen. Die Grundfläche von Gleichrichtertransformatoren und die gesamten Konstruktionskosten können reduziert werden indem die Anzahl von Gleichrichtertransformatoren reduziert wird, d. h. indem die Satzanzahl von verteilerseitigen Ausgangswicklungen der einzelnen Gleichrichtertransformatoren erhöht wird und der gleiche Gleichrichtungseffekt sichergestellt wird.
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Offenbarung der Erfindung
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Um die Nachteile des Standes der Technik auszuräumen beabsichtigt die Erfindung einen 48-Puls-Dreiphasengleichrichtertransformator zusammengesetzt aus zwei parallelgeschalteten 24-Pulsgleichrichtertransformatoren bereitzustellen, um den von den Gleichrichtern erzeugten Oberschwingungsstrom zu reduzieren und die Belastbarkeit der Gleichrichter zu erhöhen.
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Der 48-Puls-Dreiphasengleichrichtertransformator, bereitgestellt durch die Erfindung, besteht aus zwei 24-Pulsgleichrichtertransformatoren mit phasenverschobenen verteilerseitigen Ausgangswicklungen, um das obige Ziel zu erreichen.
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Ein einzelner 24-Pulsgleichrichtertransformator umfasst hierbei zwei Sätze netzseitiger Eingangswicklungen und vier Sätze verteilerseitiger Ausgangswicklungen. Die zwei Sätze netzseitiger Eingangswicklungen sind parallelgeschaltet und in axial getrennter Weise angeordnet. Die zwei Sätze der verteilerseitigen Ausgangswicklungen unter den vier Sätzen der verteilerseitigen Ausgangswicklungen sind mit einem Satz einer netzseitigen Eingangswicklung in einer getrennten Weise radial angeordnet, und die anderen beiden Sätze verteilerseitiger Ausgangswicklungen sind auch mit dem anderen Satz der netzseitigen Eingangswicklung in getrennter Weise radial angeordnet. Die beiden Sätze der verteilerseitigen Ausgangswicklungen, welche radial getrennt sind, sind mit den anderen zwei Sätzen radial getrennter verteilerseitiger Ausgangswicklungen in axial getrennter Weise angeordnet.
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Die netzseitigen Eingangswicklungen der zwei 24-Pulsgleichrichtertransformatoren sind phasenverschoben, so dass die einheitliche Differenz zwischen der Spannung der acht Sätze der verteilerseitigen Ausgangswicklungen der zwei 24-Pulsgleichrichtertransformatoren 7,5° beträgt, und die acht Sätze verteilerseitiger Ausgangswicklungen der 24-Pulsgleichrichtertransformatoren sind mit den Gleichrichtern entsprechend verbunden, um einen einheitlichen 48-Pulsgleichrichtertransformator auszubilden.
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Die vier Sätze der verteilerseitigen Ausgangswicklungen des einzelnen 24-Pulsgleichrichtertransformators sind dabei symmetrisch phasenverschoben. Jeder Satz von verteilerseitigen Ausgangswicklungen umfasst Hauptwicklungen und Phasenverschiebungswicklungen. Die Anzahl der Umdrehungen der Hauptwicklungen zwischen den entsprechenden radial angeordneten verteilerseitigen Ausgangswicklungen ist gleich; die Anzahl der Umdrehungen der Phasenverschiebungswicklungen ist gleich; die symmetrische Phasenverschiebungsverbindungsmethode einsetzend ist der Phasenverschiebungswinkel gleich, aber die Richtung ist entgegengesetzt.
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Die Spannung der beiden Sätze der entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen des einzelnen 24-Pulsgleichrichtertransformators ist dabei gleich und die Phasenverschiebung zwischen ihnen beträgt 7,5°. Die Spannung der anderen beiden Sätze der entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Wicklungen ist auch gleich und die Phasenverschiebung zwischen ihnen beträgt 22,5°. Die Phasenverschiebung unter den vier Sätzen der verteilerseitigen Ausgangswicklungen ist jeweils 7,5°, 15°, 22,5° und 15°. Die Phasenverschiebung zwischen axial angeordneten verteilerseitigen Ausgangswicklungen ist 15° oder entsprechend 45°. Die Umwandlungsverhältnisdifferenz in der Anzahl der Umdrehungen der axial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen ist weniger als 1% unter der Voraussetzung, dass die Anzahl der Umdrehungen der Hauptwicklungen zwischen den entsprechend radialen verteilerseitigen Ausgangswicklungen gleich ist und die Anzahl der Umdrehungen der Phasenverschiebungswicklungen gleich ist. Die Phasenverschiebung zwischen den netzseitigen Eingangswicklungen der zwei 24-Pulsgleichrichtertransformatoren ist 30°.
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Die Spannung der zwei Sätze der entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen des einzelnen 24-Pulsgleichrichtertransformators ist dabei gleich und die Phasenverschiebung zwischen ihnen ist 15°. Die Spannung der anderen beiden Sätze der entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Wicklungen ist auch gleich und die Phasenverschiebung zwischen ihnen ist 15°. Die Phasenverschiebung unter den vier Sätzen der verteilerseitigen Ausgangswicklungen ist jeweils 15°, 15°, 15° und 15°. Die Phasenverschiebung zwischen den axial angeordneten verteilerseitigen Ausgangswicklungen ist 15° oder entsprechend 45°. Die Umwandlungsverhältnisdifferenz in der Anzahl der Umdrehungen der axial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen ist weniger als 1% unter der Voraussetzung, dass die Anzahl der Umdrehungen der Hauptwicklungen zwischen den entsprechend radial angeordneten verteilerseitigen Ausgangswicklungen gleich ist und die Anzahl der Umdrehungen der Phasenverschiebungswicklungen gleich ist. Die Phasenverschiebung zwischen den netzseitigen Eingangswicklungen der zwei 24-Pulsgleichrichtertransformatoren ist 7,5° oder 22,5°.
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Die Spannung der zwei Sätze der entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen des einzelnen 24-Pulsgleichrichtertransformators ist dabei gleich und die Phasenverschiebung zwischen ihnen ist 22,5°. Die Spannung der anderen beiden Sätze der entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Wicklungen ist auch gleich und die Phasenverschiebung zwischen ihnen ist 22,5°. Die Phasenverschiebung unter den vier Sätzen der verteilerseitigen Ausgangswicklungen ist jeweils 22,5°, 7,5°, 22,5° und 7,5°. Die Phasenverschiebung zwischen den axial angeordneten verteilerseitigen Ausgangswicklungen ist 7,5°. Die Umwandlungsverhältnisdifferenz in der Anzahl der Umdrehungen der axial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen ist weniger als 1% unter der Voraussetzung, dass die Anzahl der Umdrehungen der Hauptwicklungen zwischen den entsprechend radial angeordneten verteilerseitigen Ausgangswicklungen gleich ist und die Anzahl der Umdrehungen der Phasenverschiebungswicklungen gleich ist. Die Phasenverschiebung zwischen den netzseitigen Eingangswicklungen der zwei 24-Pulsgleichrichtertransformatoren ist 15° oder 45°.
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Die Spannung der zwei Sätze der entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen des einzelnen 24-Pulsgleichrichtertransformators ist dabei gleich und die Phasenverschiebung zwischen ihnen ist 7,5°. Die Spannung der anderen beiden Sätze der entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Wicklungen ist auch gleich und die Phasenverschiebung zwischen ihnen ist 7,5°. Die Phasenverschiebung unter den vier Sätzen der verteilerseitigen Ausgangswicklungen ist jeweils 7,5°, 22,5°, 7,5° und 22,5°. Die Phasenverschiebung zwischen den axial angeordneten verteilerseitigen Ausgangswicklungen ist 22,5°. Die Umwandlungsverhältnisdifferenz in der Anzahl der Umdrehungen der axial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen ist weniger als 1% unter der Voraussetzung, dass die Anzahl der Umdrehungen der Hauptwicklungen zwischen den entsprechend radial angeordneten verteilerseitigen Ausgangswicklungen gleich ist und die Anzahl der Umdrehungen der Phasenverschiebungswicklungen gleich ist. Die Phasenverschiebung zwischen den netzseitigen Eingangswicklungen der zwei 24-Pulsgleichrichtertransformatoren ist 15° oder 45°.
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Die Phasenverschiebung der zwei Sätze der entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen ist hierbei 30°. Die Phasenverschiebung zwischen den anderen zwei Sätzen der entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Wicklungen ist auch 30°. Die Phasenverschiebung zwischen den axial getrennten Wicklungen ist 15° oder 7,5°. Die Differenz der Spannungswerte der vier Sätze der verteilerseitigen Ausgangswicklungen ist weniger als 0,5%.
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Wenn die Phasenverschiebung zwischen den axial getrennten Wicklungen des einzelnen 24-Pulsgleichrichtertransformators 15° ist, ist die Phasenverschiebung unter den vier Sätzen der verteilerseitigen Ausgangswicklungen hierbei jeweils 15°, 15°, 15° und 15° und einheitlich. Die Phasenverschiebung zwischen den netzseitigen Eingangswicklungen und der zwei 24-Pulsgleichrichtertransformatoren ist 7,5° oder 22,5°.
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Die beiden Sätze der entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen sind hierbei phasenverschoben verbunden und jeweils phasenverschoben, nach Phasenverschiebung ist die Phasenverschiebung der beiden Sätze der verteilerseitigen Eingangswicklungen 30°. Die anderen beiden Sätze der entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen sind phasenverschoben verbunden und jeweils phasenverschoben, nach Phasenverschiebung ist die Phasenverschiebung der zwei Sätze der verteilerseitigen Ausgangswicklungen 30°.
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Die beiden Sätze der entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen sind hierbei jeweils in dreieckiger Form und in Sternform verbunden und die Phasenverschiebung ist 30°. Die anderen beiden Sätze der entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen sind beide in seitlich erweiterter dreieckiger Form verbunden und jeweils um +15° und –15° phasenverschoben, und ihre Phasenverschiebung ist 30°.
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Wenn die Phasenverschiebung zwischen den axial getrennten Wicklungen des einzelnen 24-Pulsgleichrichtertransformators 7,5° ist, ist die Phasenverschiebung unter den vier Sätzen der verteilerseitigen Ausgangswicklungen hierbei jeweils 22,5°, 7,5°, 22,5° und 7,5° und nicht einheitlich. Die Phasenverschiebung zwischen den netzseitigen Eingangswicklungen der zwei 24-Pulsgleichrichtertransformatoren ist 15°.
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Die zwei Sätze der entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen sind hierbei beide in seitlich erweiterter dreieckiger Form verbunden und jeweils um +11,25° und –18,75° phasenverschoben. Die anderen beiden Sätze der entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen sind beide in seitlich erweiterter dreieckiger Form verbunden und jeweils um –11,25° und +18,75° phasenverschoben.
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Die beiden Sätze der entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen sind hierbei beide in seitlich erweiterter dreieckiger Form verbunden und jeweils um +3,75° und –26,25° phasenverschoben. Die anderen beiden Sätze der entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen sind beide in seitlich erweiterter dreieckiger Form verbunden und jeweils um –3,75° und +26,25° phasenverschoben.
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Der 48-Pulsgleichrichtertransformator der vorliegenden Erfindung kann eingesetzt werden um das technische Problem der kleinen Impedanz der magnetischen Streuung zwischen den radial getrennten verteilerseitigen Wicklungen der Gleichrichtertransformatoren, der großen Parallelschaltungsringströme, erzeugt durch die Umwandlungsverhältnisspannungsdifferenz, verursacht durch das Eingehen der Anzahl der Umdrehungen der sternförmigen und dreieckigen Wicklungen als ganze Zahl und der Übertragung großer Überschwingungsströme auf das Stromnetz zu lösen. Durch Einsatz des 48-Pulsgleichrichtertransformators können die Oberschwingungsströme, erzeugt durch die Gleichrichter, reduziert werden und die Belastbarkeit der Gleichrichter kann erhöht werden. Netzseitig kann den 5-fachen, 7-fachen, 11-fachen, 13-fachen, 17-fachen, 19-fachen, 23-fachen und 25-fachen Oberschwingungsströmen des parallelgeschalteten 48-Pulsgleichrichtersystems bestehend aus zwei Gleichrichtertransformatoren entsprechend entgegengewirkt werden, um die Grundfläche der Gleichrichtertransformatoren und die gesamten Konstruktionskosten zu reduzieren oder die Qualität des Stromnetzes zu verbessern.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der anschließenden Beschreibung beschrieben, und einige Teile werden aus der Beschreibung offensichtlich oder können beim Umsetzen der Erfindung routinemäßig erkannt werden.
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Beschreibung der Figuren
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Die Figuren werden genutzt um die Erfindung zu verdeutlichen und bilden einen Teil der Beschreibung. Zusätzlich werden die Figuren zusammen mit den Beispielen der Erfindung genutzt um die Erfindung zu erklären und diese stellen keine Beschränkung der Erfindung dar. In den Figuren zeigt:
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1 den 6-Pulswellenbrückengleichrichtungsschaltplan des Standes der Technik;
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2 den 12-Pulsgleichrichtungsschaltplan zusammengesetzt aus zwei parallelgeschalteten 6-Pulswellenbrückengleichrichtereinheiten des Standes der Technik;
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3 die schematische Darstellung von zwei Sätzen radial getrennter verteilerseitiger Ausgangswicklungen eines Transformators des Standes der Technik;
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4 die schematische Darstellung zweier Sätze axial getrennter verteilerseitiger Ausgangswicklungen eines Transformators des Standes der Technik;
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5 Darstellung des parallelgeschalteten 24-Pulsgleichrichtungsschaltplans zusammengesetzt aus zwei Sätzen von 12-Pulsgleichrichtereinrichtungen des Standes der Technik;
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6 die schematische Darstellung der Anordnung von vier Sätzen verteilerseitiger Ausgangswicklungen des 24-Pulsgleichrichtertransformators gemäß der Erfindung;
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7 die schematische Darstellung einer weiteren Anordnung von vier Sätzen verteilerseitiger Ausgangswicklungen des 24-Pulsgleichrichtertransformators gemäß der Erfindung;
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8 die schematische Darstellung der Verbindungsweise I der verteilerseitigen Hauptwicklungen und der Phasenverschiebungswicklungen gemäß der Erfindung;
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9 die schematische Darstellung der Verbindungsweise II der verteilerseitigen Hauptwicklungen und der Phasenverschiebungswicklungen gemäß der Erfindung;
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10 den Schaltplan des 24-Pulsgleichrichtertransformators gemäß der Erfindung;
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11 die schematische Darstellung der Verbindungsweise III der verteilerseitigen Hauptwicklungen und der Phasenverschiebungswicklungen gemäß der Erfindung;
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12 die schematische Darstellung der Verbindungsweise IV der verteilerseitigen Hauptwicklungen und der Phasenverschiebungswicklungen gemäß der Erfindung;
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13 die schematische Darstellung der Verbindungsweise V der verteilerseitigen Hauptwicklungen und der Phasenverschiebungswicklungen gemäß der Erfindung;
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14 die schematische Darstellung der Verbindungsweise VI der verteilerseitigen Hauptwicklungen und der Phasenverschiebungswicklungen gemäß der Erfindung;
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15 die schematische Darstellung der Verbindungsweise I der Wicklungen des 48-Pulsgleichrichtertransformators gemäß der Erfindung;
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16 die schematische Darstellung der Verbindungsweise II der Wicklungen des 48-Pulsgleichrichtertransformators gemäß der Erfindung
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17 die schematische Darstellung der Verbindungsweise III der Wicklungen des 48-Pulsgleichrichtertransformators gemäß der Erfindung;
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18 die schematische Darstellung der Verbindungsweise IV der Wicklungen des 48-Pulsgleichrichtertransformators gemäß der Erfindung;
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19 die schematische Darstellung der Verbindungsweise V der Wicklungen des 48-Pulsgleichrichtertransformators gemäß der Erfindung;
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20 die schematische Darstellung der Verbindungsweise VI der Wicklungen des 48-Pulsgleichrichtertransformators gemäß der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
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Die bevorzugten Beispiele werden mit Bezug auf die Figuren beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass die hier beschriebenen bevorzugten Beispiele nur dazu dienen die Erfindung zu beschreiben und zu erklären und diese nicht begrenzen.
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Für ein besseres Verständnis des technischen Systems der Erfindung wird die parallelgeschaltete 12-Pulsgleichrichtung des Standes der Technik, dargestellt in 2, zuerst analysiert. Wie in 2 gezeigt, sofern die Gleichrichtereinheiten parallelgeschaltet sind, erzeugt die Phasenwinkelspannungsdifferenz, verursacht durch unterschiedliche Phasenverschiebungen zwischen den verteilerseitigen Wicklungen, einen Ringstrom (6-fache Netzfrequenz) unter den parallelgeschalteten Gleichrichtern; im Allgemeinen wird ein Ausgleichselement eingesetzt um den Ringstrom, erzeugt durch die Phasenwinkelspannungsdifferenz, zu begrenzen.
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Die zwei Sätze der verteilerseitigen Wicklungen eines Transformators (selber Eisenkern) sind jeweils in Sternform und in Dreiecksform verbunden. Die Umwandlungsverhältnisdifferenz (Umwandlungsverhältnisspannungsdifferenz), verursacht durch den Eingang der Anzahl der Umdrehungen der sternförmigen und dreieckigen Wicklungen als ganze Zahl, führt zu einer weiteren Art von Parallelschaltungsringstrom (Gleichstrom) zwischen den zwei Sätzen von Gleichrichtern. Das Ausgleichselement kann diese Art von Gleichstromringstrom nicht begrenzen. Einerseits führt dieser Gleichstromringstrom zu Ladungsstromungleichgewicht der parallelgeschalteten Gleichrichter; andererseits, bedingt durch das Stromungleichgewicht der Gleichrichter, kann den 5-fachen und 7-fachen Oberschwingungsströmen auf der Netzseite nicht entsprechend vollständig entgegengewirkt werden und die 5-fachen und 7-fachen Oberschwingungsströme, denen nicht entsprechend entgegengewirkt werden konnte, werden noch auf das Stromnetz übertragen. Wie in 3 gezeigt ist der Koeffizient der magnetischen Kopplung der radial getrennten verteilerseitigen Wicklungen L1 und L2 groß und damit ist die entsprechende Impedanz der magnetischen Streuung des begrenzenden Ringstromes klein. Wie in 4 gezeigt, ist der Koeffizient der magnetischen Kopplung der axial getrennten verteilerseitigen Wicklungen L1 und L2 klein und damit ist die entsprechende Impedanz der magnetischen Streuung des begrenzenden Ringstromes groß, um den Ringstrom, verursacht durch die Umwandlungsverhältnisspannungsdifferenz, effektiv zu begrenzen.
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6 zeigt die schematische Darstellung einer Anordnung von vier Sätzen von verteilerseitigen Ausgangswicklungen des 24-Pulsgleichrichtertransformators gemäß der Erfindung; 7 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Anordnung von vier Sätzen verteilerseitiger Ausgangswicklungen des 24-Pulsgleichrichtertransformators gemäß der Erfindung. Wie in den 6 und 7 gezeigt, umfasst der 24-Pulsgleichrichtertransformator gemäß der Erfindung zwei Sätze netzseitiger Eingangswicklungen (H-Wicklungen) und vier Sätze verteilerseitiger Ausgangswicklungen (einphasig, ohne Eisenkern wie in den 6 und 7 gezeigt). Hierbei sind die beiden Sätze netzseitiger Eingangswicklungen parallelgeschaltet und in axial getrennter Weise angeordnet. Zwei Sätze der verteilerseitigen Ausgangswicklungen der vier Sätze der verteilerseitigen Ausgangswicklungen sind entsprechend radial angeordnet mit einem Satz netzseitiger Eingangswicklung in getrennter Weise, und auch die anderen beiden Sätze der verteilerseitigen Ausgangswicklungen sind entsprechend radial angeordnet mit dem anderen Satz netzseitiger Eingangswicklung in getrennter Weise. Jeder Satz verteilerseitiger Ausgangswicklungen umfasst Hauptwicklungen (L-Wicklungen) und Phasenverschiebungswicklungen (S-Wicklungen). Die vier Sätze verteilerseitiger Ausgangswicklungen sind L1S1, L2S2, L3S3 und L4S4. L1S1 ist mit L2S2 in radial getrennter Weise angeordnet; L3S3 ist mit L4S4 in radial getrennter Weise angeordnet; L1S1 und L2S2 sind mit L3S3 und L4S4 in axial getrennter Weise angeordnet.
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Die Anzahl der Umdrehungen der Hauptwicklungen zwischen den radial getrennten Wicklungen L1S1 und L2S2 ist gleich und die Anzahl der Umdrehungen der Phasenverschiebungswicklungen ist gleich; d. h., die Anzahl der Umdrehungen von L1 ist gleich der Anzahl der Umdrehungen von L2, und die Anzahl der Umdrehungen von S1 ist gleich der Anzahl der Umdrehungen von S2; die Phasenverschiebungsverbindungsweise ist symmetrisch und die Phasenverschiebung ist gleich, aber die Richtung ist entgegengesetzt, so dass ihr Spannungsumwandlungsverhältnis gleich ist und es keine Umwandlungsverhältnisspannungsdifferenz gibt; daher gibt es keinen Parallelschaltungsgleichstromringstrom, erzeugt durch die Umwandlungsverhältnisspannungsdifferenz, wie beispielweise die seitlich erweiterten dreieckigen Phasenverschiebungsverbindungswicklungen dargestellt in 8. Ebenso ist die Anzahl der Umdrehungen der Hauptwicklungen zwischen den radial getrennten Wicklungen L3S3 und L4S4 gleich und die Anzahl der Umdrehungen der Phasenverschiebungswicklungen ist gleich; die Phasenverschiebungsverbindungsweise ist symmetrisch und die Phasenverschiebung ist gleich, aber die Richtung ist entgegengesetzt; so dass es keine Umwandlungsverhältnisspannungsdifferenz gibt.
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8 zeigt die Z-förmigen Phasenverschiebungsverbindungswicklungen. Die Anzahl der Umdrehungen der Hauptwicklungen und Phasenverschiebungswicklungen ist so gewählt, dass L1S1, L2S2, L3S3 und L4S4 eine geeignete Phasenverschiebung erhalten.
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L1S1 und L2S2 sind in axial getrennter Weise angeordnet; L3S3 und L4S4 sind auch in axial getrennter Weise angeordnet. Die Anzahl der Umdrehungen der Hauptwicklungen und Phasenverschiebungswicklungen ist so gewählt, dass sich das Spannungsumwandlungsverhältnis zwischen den axial getrennten Wicklungen annähert; zum Beispiel ist die Umwandlungsverhältnisdifferenz kleiner als 1%. Auf Grund der großen Impedanz der magnetischen Streuung des begrenzten Ringstromes zwischen den axial getrennten Wicklungen ist der Parallelschaltungsgleichstromringstrom zwischen den axial getrennten Wicklungen, erzeugt durch die Umwandlungsverhältnisspannungsdifferenz, klein; zum Beispiel ist er kleiner als 10%.
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8 zeigt die schematische Darstellung einer Verbindungsmethode von verteilerseitigen Hauptwicklungen und Phasenverschiebungswicklungen gemäß der Erfindung. Wie in 8 dargestellt sind L1S1 und L2S2 jeweils um +3,75° und –3,75° phasenverschoben und die Phasenwinkeldifferenz zwischen L1S1 und L2S2 beträgt 7,5°, diese 7,5° sind das Winkelintervall eines einzelnen Pulses der 48-Pulsgleichrichtung. Wie in 8 dargestellt sind L3S3 und L4S4 jeweils um +11,25° und –11,25° phasenverschoben und die Phasenwinkeldifferenz zwischen L3S3 und L4S4 ist 22,5°, diese 22,5° sind das Winkelintervall von drei Pulsen der 48-Pulsgleichrichtung. Die Phasenwinkeldifferenz unter den vier Sätzen der verteilerseitigen Wicklungen ist jeweils 7,5°, 15°, 22,5° und 15°; d. h. die Phasenwinkeldifferenz zwischen L1S1 und L2S2 ist 7,5°, die Phasenwinkeldifferenz zwischen L2S2 und L3S3 ist 15°, die Phasenwinkeldifferenz zwischen L3S3 und L4S4 ist 22,5° und die Phasenwinkeldifferenz zwischen L4S4 und L1S1 ist 15°. In der dreiphasigen Brückengleichrichtung sind 60° eine entsprechende Zyklusperiode, und die Wicklungen mit der Phasenwinkeldifferenz von 7,5° und –55° oder die Wicklungen mit der Phasenwinkeldifferenz von 22,5° und von 37,5° haben einen entsprechenden Gleichrichtungseffekt.
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Die vier Sätze der verteilerseitigen Wicklungen, welche uneinheitlich symmetrisch phasenverschoben sind, können eine 24-Pulsgleichrichtung mit uneinheitlicher Phasenverschiebung bilden. Die 24-Pulsgleichrichtung mit uneinheitlicher Phasenverschiebung kann den 5-fachen und 7-fachen Oberschwingungsströmen auf der Netzseite nicht vollständig entgegenwirken; zusätzlich werden die 5-fachen und 7-fachen Oberschwingungsströme, verursacht durch den Gleichstromringstrom der Überschwingungsverhältnisspannungsdifferenz, auf die Netzseite übertragen.
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9 zeigt die schematische Darstellung einer weiteren Verbindungsmethode von verteilerseitigen Hauptwicklungen und Phasenverschiebungswicklungen gemäß der Erfindung. Wie in 9 dargestellt ist die Phasenwinkeldifferenz zwischen L1S1 und L2S2 37,5°, was einem Gleichrichtungseffekt von 22,5° entspricht; die Phasenwinkeldifferenz zwischen L3S3 und L4S4 ist 7,5°; die Phasenwinkeldifferenz unter den vier Sätzen der verteilerseitigen Wicklungen ist jeweils 22,5°, 15°, 7,5° und 15°.
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10 zeigt den Schaltplan des 24-Pulsgleichrichtertransformators gemäß der Erfindung. Wie in 10 gezeigt nutzt die 24-Pulsgleichrichterschaltung den 24-Pulsgleichrichtertransformator mit den verteilerseitigen Wicklungen, welche einen in 9 gezeigten uneinheitlichen symmetrischen Phasenwinkel besitzen, welcher mit Gleichrichtern verbunden ist um eine 24-Pulsgleichrichtung mit uneinheitlicher Phasenverschiebung zu bilden.
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11 zeigt die schematische Darstellung der Verbindungsweise III verteilerseitiger Hauptwicklungen und Phasenverbindungswicklungen gemäß der Erfindung; 12 zeigt die schematische Darstellung der Verbindungsweise IV verteilerseitiger Hauptwicklungen und Phasenverschiebungswicklungen gemäß der Erfindung. Die Phasenverschiebung unter den radial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen jeder einzelner 24-Pulsgleichrichtertransformatoren gemäß der Erfindung ist 30°; d. h., die Phasenverschiebung zwischen L1S1 und L2S2 ist 30° und ist 30° zwischen L3S3 und L4S4. Für die Phasenverschiebung zwischen den radial getrennten verteilerseitigen Ausgangswicklungen wurde 30° ausgewählt. Dies deshalb, da die Induktivität der magnetischen Streuung jeder Phase zweier Wicklungen gleich ist, die Einschaltzeitsequenz und das Intervall jeder Phase ist diesmal auch identisch um den entsprechenden gleichgerichteten Strom der radial getrennten Wicklungen auszugleichen und anzugleichen.
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Unter Einsatz der Phasenverschiebungsverbindungsmethode und der Phasenverschiebung, gezeigt in
11 oder
12, sind die axial getrennten Wicklungen (L1S1 und L2S2) und (L3S3 und L4S4) um 15° phasenverschoben. Diesmal ist die Phasenwinkeldifferenz zwischen L1S1 und L3S3 15°, zwischen L3S3 und L2S2 15°, zwischen L2S2 und L4S4 15° und zwischen L4S4 und L1S1 45° (60° ist die entsprechende Gleichrichtungszyklusperiode, und ein Phasenwinkel von 45° hat denselben Effekt wie ein Phasenwinkel von 15°). Die Phasenwinkeldifferenz unter den vier Sätzen der verteilerseitigen Wicklungen ist einheitlich. Die folgende Tabelle gibt Parameter umfassend die Anzahl der Umdrehungen, Phasenverschiebung, etc. der vier Sätze der verteilerseitigen Wicklungen entsprechend
3 an. Die Abweichung der entsprechenden Anzahl von Umdrehungen der vier Sätze der Wicklungen ist weniger als 0,03%. Es besteht auch eine gewisse Abweichung zwischen der Phasenverschiebung in der Tabelle und der Phasenverschiebung angegeben in der Figur.
| Wicklungsschlüssel | Anzahl von Umdrehungen der Hauptwicklungen | Anzahl von Umdrehungen der Phasenverschiebung | Entsprechende Anzahl von Umdrehungen | Verbindungsmethode | Phasenverschiebung |
| L1S1 | 30 | 6 | 39,345 | Regelmäßiges seitlich erweitertes Dreieck | +7,59° |
| L2S2 | 9 | 17 | 39,357 | Umgekehrtes seitlich erweitertes Dreieck | –22,52° |
| L3S3 | 30 | 6 | 39,345 | Umgekehrtes seitlich erweitertes Dreieck | –7,59° |
| L4S4 | 9 | 17 | 39,357 | Regelmäßiges seitlich erweitertes Dreieck | +22,52° |
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13 zeigt die schematische Darstellung der Verbindungweise V der verteilerseitigen Hauptwicklungen und Phasenverschiebungswicklungen gemäß der Erfindung;
14 zeigt die schematische Darstellung der Verbindungsweise VI der verteilerseitigen Hauptwicklungen und Phasenverschiebungswicklungen gemäß der Erfindung. Wie in den
13 und
14 dargestellt sind alle Phasenversschiebungen unter den entsprechend radial getrennten verteilerseitigen Wicklungen 30°; d. h. die Phasenwinkeldifferenz zwischen L1S1 und L2S2 ist 30° und ist 30° zwischen L3S3 und L4S4. Die entsprechend axial getrennten Wicklungen (L1S1 und L2S2) und (L3S3 und L4S4) sind um 7,5° phasenverschoben. Zum Beispiel, wie in
13 gezeigt, ist die Phasenwinkeldifferenz zwischen L1S1 und L3S3 22,5°, zwischen L3S3 und L2S2 7,5°, zwischen L2S2 und L4S4 37,5° (37,5° hat denselben Effekt wie 22,5°) und zwischen L4S4 und L1S1 7,5°. Die Phasenwinkeldifferenz unter den vier Sätzen verteilerseitiger Wicklungen ist uneinheitlich. Eine uneinheitliche Phasenverschiebung wird unter den vier Sätzen verteilerseitiger Wicklungen eingesetzt, welche daher mehr Systeme zur Auswahl der Anzahl der Umdrehungen der Hauptwicklungen und Phasenverschiebungswicklungen bereitstellen und ebenso einen einheitlichen 48-Pulsgleichrichtertransformator bilden. Die folgende Tabelle gibt Parameter umfassend die Anzahl der Umdrehungen, Phasenverschiebung, etc. der vier Sätze der verteilerseitigen Wicklungen entsprechend
17 an. Die Abweichung der entsprechenden Anzahl der Umdrehungen der vier Sätze der Wicklungen ist kleiner als 0,21%. Es besteht auch eine gewisse Abweichung zwischen der Phasenverschiebung der Tabelle und der Phasenverschiebung angegeben in der Figur.
| Wicklungsschlüssel | Anzahl von Umdrehungen der Hauptwicklungen | Anzahl von Umdrehungen der Phasenverschiebung | Entsprechende Anzahl von Umdrehungen | Verbindungsmethode | Phasenverschiebung |
| L1S1 | 17 | 6 | 26,514 | Regelmäßiges seitlich erweitertes Dreieck | +11,30° |
| L2S2 | 10 | 10 | 26,458 | Umgekehrtes seitlich erweitertes Dreieck | –19,10° |
| L3S3 | 17 | 6 | 26,514 | Umgekehrtes seitlich erweitertes Dreieck | –11,30° |
| L4S4 | 10 | 10 | 26,458 | Regelmäßiges seitlich erweitertes Dreieck | +19,10° |
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15 zeigt die schematische Darstellung der Verbindungsweise I der Wicklungen des 48-Pulsgleichrichtertransformators gemäß der Erfindung. 15 zeigt die zwei 24-Pulsgleichrichtertransformatoren mit verteilerseitigen Wicklungen mit uneinheitlicher symmetrischer Phasenverschiebung. Die netzseitigen Wicklungen des Transformators sind jeweils phasenverschoben und die Phasenverschiebung zwischen ihnen ist 30°. Das einheitliche Phasenwinkelintervall unter den acht Sätzen der verteilerseitigen Wicklungen ist diesmal 7,5°; d. h., das Intervall des elektrischen Winkels einer einzelnen Welle der 48-Pulsgleichrichtung ist 7,5°. Wie in 15 dargestellt sind die Wicklungen mit Gleichrichtern parallelgeschaltet um ein einheitliches symmetrisches 48-Pulsgleichrichtersystem zu bilden. Die Netzseite jedes Transformators umfasst die 5-fachen und 7-fachen Oberschwingungsströme, welchen nicht entgegengewirkt werden kann, aber die netzseitigen Wicklungen der zwei Transformatoren sind um 30° phasenverschoben, so dass den 5-fachen und 7-fachen Oberschwingungsströmen zwischen den zwei Transformatoren vollständig entsprechend entgegengewirkt werden kann, und das 48-Pulsgleichrichtersystem nicht 5-fache oder 7-fache Oberschwingungsströme auf das Stromnetz überträgt. Das 48-Pulsgleichrichtersystem zusammengesetzt aus Gleichrichtertransformatoren gemäß der Erfindung kann die 5-fachen, 7-fachen, 11-fachen, 13-fachen, 17-fachen, 19-fachen, 23-fachen und 25-fachen Oberschwingungsströme, übertragen auf das Stromnetz, beseitigen. Die positiven und negativen Phasenverschiebungen genutzt von dem 24-Pulsgleichrichtertransformator der Erfindung: +3,75° und –3,75° oder entsprechend +26,25° und –26,25°, +7,5° und –7,5° oder entsprechend +22,5° und –22,5°, +11,25° und –11,25° oder entsprechend +18,75° und –18,75° können erhalten werden durch die Verwendung jeglicher zwei aus Z-förmiger Phasenverschiebungsverbindungsmethode, seitlich erweiterter dreieckiger Phasenverschiebungsverbindungsmethode und hexagonaler Phasenverschiebungsverbindungsmethode oder der gleichen Methode. Durch die Verwendung verschiedener Kombinationen von Phasenverschiebungsverbindungsmethoden kann eine unterschiedliche Anzahl von Umdrehungen von Hauptwicklungen und Phasenverschiebungswicklungen erreicht werden.
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9 zeigt Teilnummern von Umdrehungen nach Phasenverschiebung um +/–18,75° unter Verwendung der seitlich erweiterten Dreiecksphasenverschiebungsverbindungsmethode und einer Phasenverschiebung von +/–3,75° unter Verwendung der Hexagonalwicklungsphasenverschiebungsverbindungsmethode. Die eigentliche Phasenverschiebung und Umwandlungsverhältnisdifferenz sind in folgender Tabelle gezeigt.
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Wie in der Tabelle gezeigt, sind die Umwandlungsdifferenzen der Anzahl der Umdrehungen zwischen den axial getrennten verteilerseitigen Wicklungen kleiner als 1%, und der Gleichstromringstrom, erzeugt durch die Umwandlungsverhältnisspannungsdifferenz, kann auf einen niedrigen Wert geregelt werden, so dass der Einfluss auf die Belastbarkeit der Gleichrichtereinheiten klein ist.
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16 zeigt die schematische Darstellung der Verbindungsweise II der Wicklungen des 48-Pulsgleichrichtertransformators gemäß der Erfindung. 15 zeigt die beiden 24-Pulsgleichrichtertransformatoren mit verteilerseitigen Wicklungen, welche eine uneinheitliche symmetrische Phasenverschiebung aufweisen. Die netzseitigen Wicklungen des Transformators sind phasenverschoben und die Phasenverschiebung unter ihnen ist 22,5°. Das einheitliche Phasenwinkelintervall unter den acht Sätzen verteilerseitiger Wicklungen ist 15°; d. h., das Intervall des elektrischen Winkels einer einzelnen Welle der 48-Pulsgleichrichtung ist 15°. Wie in 16 dargestellt, sind die Wicklungen mit Gleichrichtern parallelgeschaltet um eine einheitliche symmetrische 48-Pulsgleichrichtung zu bilden.
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17 zeigt die schematische Darstellung der Verbindungsweise III der Wicklungen des 48-Pulsgleichrichtertransformators gemäß der Erfindung. 15 zeigt die zwei 24-Pulsgleichrichtertransformatoren mit verteilerseitigen Wicklungen, welche eine uneinheitliche symmetrische Phasenverschiebung aufweisen. Die netzseitigen Wicklungen des Transformators sind phasenverschoben und die Phasenverschiebung unter ihnen ist 15°. Das einheitliche Phasenwinkelintervall unter den acht Sätzen verteilerseitiger Wicklungen ist diesmal 22,5°; d. h., das Intervall des elektrischen Winkels einer einzelnen Welle der 48-Pulsgleichrichtung ist 22,5°. Wie in 17 dargestellt, sind die Wicklungen mit Gleichrichtern parallelgeschaltet um eine einheitliche symmetrische 48-Pulsgleichrichtung zu bilden.
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18 zeigt die schematische Darstellung der Verbindungweise IV der Wicklungen des 48-Pulsgleichrichtertransformators gemäß der Erfindung. 15 zeigt die zwei 24-Pulsgleichrichtertransformatoren mit verteilerseitigen Wicklungen, welche eine uneinheitliche symmetrische Phasenverschiebung aufweisen. Die netzseitigen Wicklungen des Transformators sind phasenverschoben und die Phasenverschiebung unter ihnen ist 15°. Das einheitliche Phasenwinkelintervall unter den acht Sätzen der verteilerseitigen Wicklungen ist diesmal 7,5°; d. h., das Intervall des elektrischen Winkels einer einzelnen Welle der 48-Pulsgleichrichtung ist 7,5°. Wie in 18 dargestellt sind Wicklungen mit Gleichrichtern parallelgeschaltet, um eine gleichförmige symmetrische 48-Pulsgleichrichtung zu bilden.
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19 zeigt die schematische Darstellung einer Verbindungsweise V der Wicklungen des 48-Pulsgleichrichtertransformators gemäß der Erfindung. 19 zeigt die 48-Pulsdreiphasengleichrichtertransformatoren zusammengesetzt aus zwei Gleichrichtertransformatoren, welche entsprechend der in 11 gezeigten Verbindungsmethode einheitlich phasenverschoben sind. Die netzseitigen Wicklungen der zwei Gleichrichtertransformatoren verwenden die seitlich erweiterte Dreiecksphasenverschiebungsversbindungsmethode und sind jeweils um +3,75° und –3,75° phasenverschoben; und die netzseitigen Wicklungen sind entsprechend jeweils um 7,5° phasenverschoben. Das entsprechende einheitliche Phasenwinkelintervall unter den acht Sätzen verteilerseitiger Wicklungen der zwei Gleichrichtertransformatoren ist 7,5°; d. h., das Intervall des elektrischen Winkels einer einzelnen Welle der 48-pulsgleichgerichteten Spannung ist 7,5°. Zusätzlich, wenn die netzseitigen Wicklungen um 22,5° phasenverschoben sind, ist das einheitliche Phasenwinkelintervall unter den acht Sätzen verteilerseitiger Wicklungen der zwei Gleichrichtertransformatoren auch 7,5°. Jedoch kann den 5-fachen und 7-fachen Oberschwingungsströmen, erzeugt durch gleichgerichtetes Stromungleichgewicht, besser auf der Netzseite entgegengewirkt werden.
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20 zeigt die schematische Darstellung der Verbindungsweise VI der Wicklungen des 48-Pulsgleichrichtertransformators gemäß der Erfindung. 20 zeigt die 48-Pulsdreiphasengleichrichtertransformatoren zusammengesetzt aus zwei Gleichrichtertransformatoren, welche entsprechend der in 13 dargestellten Verbindungsmethode uneinheitlich phasenverschoben sind. Die netzseitigen Wicklungen der zwei Gleichrichtertransformatoren verwenden die seitlich erweiterte Dreiecksphasenverschiebungsverbindungsmethode und sind jeweils um +7,5° und –7,5° phasenverschoben, und die netzseitigen Wicklungen sind um 15° phasenverschoben. Das entsprechende einheitliche Phasenwinkelintervall zwischen den acht Sätzen verteilerseitiger Wicklungen der zwei Gleichrichtertransformatoren ist 7,5°; d. h., das Intervall des elektrischen Winkels einer einzelnen Welle der 48-pulsgleichgerichteten Spannung ist 7,5°.
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Dem Fachmann ist klar, dass die oben beschriebenen Beispiele nur bevorzugte Beispiele der Erfindung sind und nicht verwendet werden um die Erfindung zu beschränken. Die Erfindung ist anhand der vorangegangenen Beispiele beschrieben, aber der Fachmann kann die technischen Systeme, die in den oben beschriebenen Beispielen dokumentiert sind, noch modifizieren oder ebenso Teile der technischen Lehre ersetzen. Jegliche Modifikation, entsprechende Ersetzung, Verbesserung etc. innerhalb des Sinns und des Prinzips der Erfindung soll vom Schutzumfang der Erfindung umfasst sein.
