DE1613753C - Circuit arrangement for Spei solution of a symmetrical multi-phase utility circuit from an emphasis alternating voltage - Google Patents
Circuit arrangement for Spei solution of a symmetrical multi-phase utility circuit from an emphasis alternating voltageInfo
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Description
3030th
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Speisung eines symmetrischen Mehrphasen-Nutzstromkreises aus einer Einphasenwechselspannung, wobei mindestens einer Phase des Nutz-Stromkreises ein in Reihe liegender Blindwiderstand zur Festlegung des jeweiligen Phasenverschiebungswinkels zwischen dem Phasenstrom und der Einphasenwechselspannung vorgeschaltet ist und wobei die Einphasenwechselspannung über einen Einphasentransformator mit sekundärseitigen Anzapfungen den einzelnen Phasen des Nutzstromkreises zugeführt ist.The invention relates to a circuit arrangement for feeding a symmetrical multi-phase utility circuit from a single-phase alternating voltage, with at least one phase of the useful electric circuit a reactance in series to determine the respective phase shift angle is connected upstream between the phase current and the single-phase AC voltage and wherein the single-phase alternating voltage via a single-phase transformer with secondary-side taps is fed to individual phases of the utility circuit.
Ein Anwendungsfall für solche Schaltungsanordnungen ist beispielsweise die Speisung von speziellen Mehrphaseninduktoren zur Induktionsheizung mit Mittelfrequenz von Werkstücken, welche eine der Phasenzahl entsprechende Symmetrie haben. Bekanntlich sind die für diese Anwendungen benutzten Generatoren aus Gründen der einfachen Ausführung und des Gestehungspreises fast ausschließlich einphasig. Diese Schaltungsanordnungen sind auch anwendbar, wenn es sich darum handelt, die Frequenz der von einem Wechselstromerzeuger gelieferten Spannung mittels eines statischen Frequenzvervielfachers zu erhöhen, welcher beispielsweise auf Grund von Dreiphasenströmen einen Einphasenstrom dreifacher Frequenz erzeugen kann, wobei diese Vervielfachung in mehreren Stufen erfolgen kann, so daß man schließlich eine verhältnismäßig hohe Frequenz erhält.One application for such circuit arrangements is, for example, the supply of special Multi-phase inductors for induction heating with medium frequency of workpieces which are one of the Phase number have appropriate symmetry. The generators used for these applications are well known for reasons of the simple design and the cost price almost exclusively single-phase. This Circuit arrangements are also applicable when it comes to the frequency of one To increase the voltage supplied to the alternator by means of a static frequency multiplier, which, for example, due to three-phase currents, a single-phase current of three times the frequency can generate, this multiplication can take place in several stages, so that one finally receives a relatively high frequency.
Eine Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art ist aus der deutschen Patentschrift 107 844 bekannt. Dabei werden die an den Anzapfungen entnommenen und über die Phasen des Nutzstromkreises geleiteten Phasenströme über eine gemeinsame, einen Blindwiderstand enthaltende Leitung zu einer weiteren sekundärseitigen Klemme des Einphasentransformators zurückgeführt. Die Phasenverschiebungswinkel sind dabei im wesentlichen durch die Lage der Anzapfungen bestimmt. Bei einer solchen Schaltungsanordnung ist offensichtlich kein symmetrisches Mehrphasensystem mit mehr als drei Phasen möglich.A circuit arrangement of the type specified at the beginning is from German Patent 107 844 known. The taps are taken from the taps and the phases of the utility circuit conducted phase currents via a common line containing a reactance to another secondary-side terminal of the single-phase transformer fed back. The phase shift angles are essentially determined by the position of the taps. With such a circuit arrangement a symmetrical multiphase system with more than three phases is obviously not possible.
Es sind andererseits Schaltungsanordnungen ähnlicher Art bekannt, bei denen jeder Phase ein eigener Blindwiderstand zur Festlegung des Phasenverschiebungswinkels zugeordnet ist, wobei einer dieser Blindwiderstände gegebenenfalls Null ist oder durch einen Wirkwiderstand ersetzt ist. So ist in der deutschen Patentschrift 682 531 eine Anordnung zur Speisung einer dreiphasigen Gleichrichteranordnung aus einem Einphasenwechselstromnetz beschrieben, bei der ein Dreiphasentransformator in Sonderbauweise verwendet wird, der so ausgeführt ist, daß die Summe der drei sekundären Spannungskomponenten bei allen Belastungen des Gleichrichters gleich Null ist, wobei zwei primärseitigen Phasen je ein Blindwiderstand zur Phasenverschiebung vorgeschaltet ist. Die spezielle Lösung ist aber nicht für den allgemeinen Fall eines Mehrphasen-Nutzstromkreises mit beliebiger Phasenzahl verwendbar.On the other hand, circuit arrangements of a similar type are known in which each phase has its own Reactance is assigned to determine the phase shift angle, one of these reactances possibly zero or is replaced by an effective resistor. That's how it is in German Patent specification 682 531 an arrangement for feeding a three-phase rectifier arrangement from a Single-phase alternating current network described in which a three-phase transformer is used in a special design which is designed so that the sum of the three secondary stress components at all Loads of the rectifier is zero, two primary-side phases each with a reactance Phase shift is connected upstream. The special solution, however, is not one for the general case Multi-phase utility circuit can be used with any number of phases.
Bei einer aus der französischen Patentschrift . 964 962 bekannten Schaltungsanordnung ist für jede Phase ein eigener Einphasentransformator vorgesehen, dessen Primärwicklung ein Blindwiderstand vorgeschaltet ist. Der Aufwand ist dabei wegen der erforderlichen Anzahl von Einphasentransformatoren um so größer, je größer die Phasenzahl ist.With one from the French patent specification. 964 962 known circuit arrangement is for each Phase a separate single-phase transformer is provided, the primary winding of which is a reactance is upstream. The effort is due to the number of single-phase transformers required the greater the number of phases, the greater.
Schließlich ist aus der USA.-Patentschrift 3 258 673 eine Schaltungsanordnung bekannt, bei der RC-Phasenschieber verwendet werden. Diese Lösung eignet sich nur für kleine Leistungen.Finally, from US Pat. No. 3,258,673, a circuit arrangement is known in which the RC phase shifters are used. This solution is only suitable for small services.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung, die auf einfache und wirtschaftliche Weise die vollkommen symmetrische Speisung eines Mehrphasen-Nutzstromkreises mit beliebiger Phasenzahl aus einer Einphasenwechselspannungsquelle ermöglicht. The object of the invention is to provide an arrangement that is simple and economical the completely symmetrical supply of a multi-phase utility circuit with any number of phases from a single-phase AC voltage source.
Nach der Erfindung wird dies bei einer Schaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art dadurch erreicht, daß die Einphasenwechselspannung an den Anzapfungen je Phase, bezogen auf einen Nullpunkt des Nutzstromkreises, so bemessen ist, daß sie dem Cosinus des jeweiligen Phasenverschiebungswinkels umgekehrt proportional ist.According to the invention, this is achieved in a circuit arrangement of the type specified at the outset achieves that the single-phase alternating voltage at the taps per phase, based on a zero point of the useful circuit, is dimensioned so that it corresponds to the cosine of the respective phase shift angle is inversely proportional.
Bei der Schaltungsanordnung nach der Erfindung wird nur ein einziger Einphasentransformator für die Erzeugung einer beliebigen Anzahl von Phasenspannungen benötigt. Dabei bestimmen die den Phasen des Nutzstromkreises vorgeschalteten Blindwiderstände die Phasenverschiebungswinkel, während die besondere Bemessung der an den Anzapfungen abgegriffenen Einphasenwechselspannungen die Wirkung ergibt, daß die Leistung aller Phasen gleich ist.In the circuit arrangement according to the invention, only a single single-phase transformer is used for the Generation of any number of phase voltages required. They determine the phases of the useful circuit upstream reactive resistances the phase shift angle, while the special dimensioning of the single-phase alternating voltages tapped at the taps the effect shows that the performance of all phases is the same.
Ein besonders einfacher Aufbau mit einer im Verhältnis zur Phasenzahl geringen Anzahl von Anzapfungen des Einphasentransformators kann nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes dadurch erreicht werden, daß die einzelnen Phasen symmetrisch zur vektoriellen Lage der Einphasenwechselspannung verschoben sind und die um negative und positive Phasenverschiebungswinkel gleichen Betrages verschobenen Phasen an derselben Anzapfung liegen.A particularly simple structure with a small number of taps in relation to the number of phases of the single-phase transformer can be achieved according to an advantageous development of the subject matter of the invention that the individual Phases are shifted symmetrically to the vectorial position of the single-phase alternating voltage and the Phases shifted by negative and positive phase shift angles of the same amount on the same Tap lie.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigtEmbodiments of the invention are shown in the drawing. In it shows
F i g. 1 das Vektordiagramm eines Fünfphasen-N utzstromkreises,F i g. 1 the vector diagram of a five-phase utility circuit,
F i g. 2 eine Fünfphasen-Schaltungsanordnung nach der Erfindung, deren Phasenströme dem Vektordiagramm von F i g. 1 entsprechen,F i g. 2 shows a five-phase circuit arrangement according to the invention, the phase currents of which correspond to the vector diagram from F i g. 1 correspond to
F i g. 3 das Vektordiagramm eines Dreiphasen-Nutzstromkreises, F i g. 3 the vector diagram of a three-phase utility circuit,
F i g. 4 eine Dreiphasen-Schaltungsanordnung nach der Erfindung, deren Phasenströme dem Vektordiagramm von F i g. 3 entsprechen,F i g. 4 shows a three-phase circuit arrangement according to the invention, the phase currents of which correspond to the vector diagram from F i g. 3 correspond,
F i g. 5 das Vektordiagramm eines Zweiphasen-Nutzstromkreises, F i g. 5 the vector diagram of a two-phase utility circuit,
F i g. 6 eine Zweiphasen-Schaltungsanordnung nach der Erfindung, deren Phasenströme dem Vektordiagramm von F i g. 5 entsprechen,F i g. 6 shows a two-phase circuit arrangement according to the invention, the phase currents of which correspond to the vector diagram from F i g. 5 correspond,
F i g. 7 das Vektordiagramm eines Vierphasen-Nutzstromkreises undF i g. 7 the vector diagram of a four-phase utility circuit and
F i g. 8 eine Vierphasen-Schaltungsanordnung nach der Erfindung, deren Phasenströme dem Vektordiagramm von F i g. 7 entsprechen.F i g. 8 shows a four-phase circuit arrangement according to the invention, the phase currents of which correspond to the vector diagram from F i g. 7 correspond.
F i g. 1 zeigt fünf Vektoren J1 bis J6, welche die
Ströme darstellen, welche in den Phasen eines Fünfphasen-Nutzstromkreises fließen sollen. Diese Vektoren
haben die gleiche Größe und sind gegeneinander um je 72° verschoben. F i g. 2 zeigt schematisch
diesen Nutzstromkreis mit fünf in Stern geschalteten Phasen 1 bis 5, von denen jede einen mit einer
Induktivität L in Reihe geschalteten Widerstand R enthält, sowie mit einem Nullpunkt N. Diese Schaltung
soll über einen Einphasentransformator T aus einer Einphasenwechselspannung U gespeist werden.
Das Vektorsystem der F i g. 1 besitzt eine Symmetrieachse, welche mit dem Vektor J1 zusammenfällt,
dessen Richtung die Phase der an der Sekundärwicklung des Einphasentransformators T abgenommenen
Spannung V1 darstellen soll. Der Strom J1
muß also mit der Spannung V1 in Phase sein, wofür
ein Kondensator C1 zwischen die Klemme 1 und die die Spannung V1 liefernde Anzapfung des Transformators
T geschaltet ist und folgenden Wert hat:
1 _■F i g. 1 shows five vectors J 1 to J 6 , which represent the currents which are to flow in the phases of a five-phase utility circuit. These vectors have the same size and are shifted by 72 ° in relation to each other. F i g. 2 schematically shows this useful circuit with five star-connected phases 1 to 5, each of which contains a resistor R connected in series with an inductance L, as well as a zero point N. This circuit is to be fed from a single-phase alternating voltage U via a single-phase transformer T. The vector system of FIG. 1 has an axis of symmetry which coincides with the vector J 1 , the direction of which is intended to represent the phase of the voltage V 1 taken from the secondary winding of the single-phase transformer T. The current J 1 must therefore be in phase with the voltage V 1 , for which a capacitor C 1 is connected between the terminal 1 and the tap of the transformer T which supplies the voltage V 1 and has the following value:
1 _ ■
CuC1 CuC 1
Die Ströme J2 und J5 der Phasen 2 und 5 müssen gegen J1 um 72° nach vorwärts bzw. nach rückwärts phasenverschoben sein. Zur Erzielung dieser Phasenverschiebungen bei Speisung der Phasen 2 und 5 aus einer mit V1 gleichphasigen Spannung müssen zu der Impedanz der Phasen reine Blindwiderstände hinzugefügt werden, welche in F i g. 2 durch die Induktivität L5 und den Kondensator C5 dargestellt sind, was dem Fall entspricht, daß die Induktivität L nicht zu groß gegenüber dem Widerstand R ist. Die Werte dieser Elemente können leicht aus den nachstehenden Formeln berechnet werden:The currents J 2 and J 5 of phases 2 and 5 must be phase shifted by 72 ° forwards and backwards with respect to J 1. To achieve these phase shifts when phases 2 and 5 are fed from a voltage in-phase with V 1, pure reactances must be added to the impedance of the phases, as shown in FIG. 2 are represented by the inductance L 5 and the capacitor C 5 , which corresponds to the case that the inductance L is not too large compared to the resistance R. The values of these elements can easily be calculated from the formulas below:
1 = R ■ tg72° + L = 3,0777R + mL 1 = R ■ tg72 ° + L = 3.0777 R + mL
ω C= ω C =
ω L + OjL2 = R · tg72°
ω L2 = 3,0777R - u,L. ω L + ojl 2 = R · ° tg72
ω L 2 = 3.0777 R - u, L.
Wenn der obige Wert von «>L2 negativ ist, muß natürlich die Induktivität L2 durch einen Kondensator mit einer dem Absolutwert nach gleichen Impedanz ersetzt werden.If the above value of > L 2 is negative, the inductance L 2 must of course be replaced by a capacitor with an impedance equal to the absolute value.
Ferner müssen die Leistungen der Phasen 2 und 5 gleich der Leistung der Phase 1 sein. Wenn V die an eine beliebige Impedanz Z angelegte Spannung, I der diese Impedanz durchfließende Strom und η der Phasenverschiebungswinkel dieses Stroms gegenüber der Spannung ist, ist die entwickelte LeistungFurthermore, the performance of phases 2 and 5 must be the same as the performance of phase 1. If V is the voltage applied to any impedance Z, I is the current flowing through that impedance, and η is the phase shift angle of that current with respect to the voltage, then is the power developed
W + VI cos φ W + VI cos φ
Da gilt:The following applies:
V _ V cos φ ~~Z~ R ' V _ V cos φ ~~ Z ~ R '
wobei R der Wirkwiderstand der Impedanz ist, erhält manwhere R is the effective resistance of the impedance, one obtains
also:so:
W =W =
V2 COS2 φ V 2 COS 2 φ
COS <f COS <f
Bei Anwendung dieser Beziehung auf die Phase 1 erhält manApplying this relationship to phase 1 one obtains
V1 = WR , V 1 = WR,
wobei W die Leistung der Phase 1 ist, während der Kondensator C1 keine Leistung aufnimmt.where W is phase 1 power, while capacitor C 1 is not consuming any power.
Für die Phasen 2 und 5 ist der von dem Transformator T aus gesehene Leistungsfaktor: cos 72° = 0,309, so daß an diese Phasen, um die gleiche Leistung W zu erhalten, folgende Spannung angelegt werden muß:For phases 2 and 5, the power factor seen from the transformer T is : cos 72 ° = 0.309, so that the following voltage must be applied to these phases in order to obtain the same power W:
WRWR 11
= 3,24 YWr. = 3.24 YWr.
V25 =V 25 =
0,3090.309
Hieraus ergibt sich, daß K25 = 3,24 V1 . Diese Spannung kann an einer geeigneten Anzapfung der Sekundärwicklung des Transformators T abgenommen werden.This means that K 25 = 3.24 V 1 . This voltage can be taken from a suitable tap on the secondary winding of the transformer T.
Bei den Phasen 3 und 4 müssen die Ströme I3 und I4. um 144° nach rückwärts bzw. vorwärts gegen V1 phasenverschoben sein. Das Argument einer beliebigen komplexen Impedanz kann aber stets nur zwischen einer Verschiebung von 90° nach rückwärts und 90° nach vorwärts liegen, wobei diese Grenzen ausgeschlossen sind, wenn, wie dies der Fall ist, die Impedanz eine reelle Komponente besitzt. Man kann jedoch diese Winkel von 144° dadurch herstellen, daß die Phasen 3 und 4 von dem Transformator T durch eine zu V1 gegenphasige Spannung V24. gespeist werden, so daß diese Phasen Ströme -J3 bzw. -Z4 aufnehmen, welche gegenüber V1 um 36° nach vorwärts bzw. nach rückwärts verschoben sind. Wenn wiederum angenommen wird, daß c>L nicht so groß gegen R ist, muß also mit der Phase 3 ein Kondensator C3 und mit der Phase 4 eine Induktivität L4 in Reihe geschaltet werden, welche folgenden Formeln genügen:For phases 3 and 4, currents I 3 and I 4 . be phase-shifted by 144 ° backwards or forwards with respect to V 1. The argument of any complex impedance can only be between a shift of 90 ° backwards and 90 ° forwards, these limits being excluded if, as is the case, the impedance has a real component. However, this angle of 144 ° can be produced by connecting phases 3 and 4 of transformer T to a voltage V 24 in phase opposition to V 1 . are fed so that these phases absorb currents -J 3 and -Z 4 , which are shifted forward or backward by 36 ° with respect to V 1. If again it is assumed that c> L is not so large compared to R , a capacitor C 3 must be connected in series with phase 3 and an inductance L 4 with phase 4, which satisfy the following formulas:
undand
ω Ciω Ci
also:so:
= mL + R ■ tg 36° = 0,727 R + mL = mL + R ■ tg 36 ° = 0.727 R + mL
>L + CoL4. = R- tg 36° = 0,727 R ,
o>L4 = 0,727 R - mL. > L + CoL 4 . = R- tg 36 ° = 0.727 R ,
o> L 4 = 0.727 R - mL.
Wie bereits ausgeführt, muß, wenn dieser Wert O)L4 negativ ist, d. h. wenn oL zu groß gegenüber R ist, die Induktivität L4 durch einen Kondensator mit einer dem Absolutwert nach gleichen Impedanz ersetzt werden.As already stated, if this value O) L 4 is negative, ie if OL is too large compared to R , the inductance L 4 must be replaced by a capacitor with an impedance equal to the absolute value.
Die Größe der zu der Spannung K1 gegenphasigen Spannung F34, welche angelegt werden muß, um in den Phasen 3 und 4 die Leitung. W zu erhalten, ergibt sich zuThe magnitude of the voltage F 34 in phase opposition to the voltage K 1 , which must be applied to the line in phases 3 and 4. Obtaining W results in
cos 36°cos 36 °
= 1.236= 1,236
= 1,236 V1 . = 1.236 V 1 .
Auf diese Weise ist es also möglich, in den fünf Phasen abgeglichene Ströme zu erhalten, so daß offenbar in diesem Fall die Verbindung zwischen dem Nullpunkt N und dem Punkt O der Sekundärwicklung des Einphasentransformators T fortfallen kann. Da die Ströme abgeglichen sind, sind es die Spannungen an den Klemmen 1 bis 5 der fünf Phasen ebenfalls, da die Impedanzen identisch sind.In this way it is possible to obtain balanced currents in the five phases, so that in this case the connection between the zero point N and the point O of the secondary winding of the single-phase transformer T can obviously be omitted. Since the currents are balanced, so are the voltages at terminals 1 to 5 of the five phases, as the impedances are identical.
Fig. 3 und 4 betreffen einen sterngeschalteten dreiphasigen Nutzstromkreis mit den drei Phasen 1 bis 3 und einem Nullpunkt N. Das System der drei die Ströme der drei Phasen darstellenden Vektoren J1, I2, 13 hat wiederum eine mit dem Vektor J1 zusammenfallende Symmetrieachse. Analog zu dem vorhergehenden Beispiel wird mit der Phase 1 ein Kondensator C1 in Reihe geschaltet, um den von dem Einphasentransformator T aus gesehenen Leistungsfaktor auf 1 zu bringen, wobei man es ferner so eingerichtet, daß die Ströme -I2 und —/3 um 60° nach vorwärts bzw. nach rückwärts gegenüber Z1 phasenverschoben sind, was dadurch erfolgt, daß mit den entsprechenden Phasen ein Kondensator C2 und eine Induktivität L3 in Reihe geschaltet werden, wobei die Induktivität durch einen Kondensator ersetzt werden kann, wenn mL zu groß gegenüber R ist. Aus den oben erläuterten Gründen müssen die Phasen 2 und 3 über diese Teile mit einer Spannung F23 gespeist werden, welche in Gegenphase mit F1 ist und folgenden Wert hat:3 and 4 relate to a star-connected three-phase utility circuit with the three phases 1 to 3 and a zero point N. The system of the three vectors J 1 , I 2 , 13 representing the currents of the three phases again has an axis of symmetry coinciding with the vector J 1 . Analogously to the previous example, a capacitor C 1 is connected in series with phase 1 in order to bring the power factor seen by the single-phase transformer T down to 1, it being furthermore arranged so that the currents -I 2 and - / 3 µm 60 ° forwards or backwards with respect to Z 1 are phase-shifted, which takes place in that a capacitor C 2 and an inductance L 3 are connected in series with the corresponding phases, the inductance can be replaced by a capacitor when mL to is large compared to R. For the reasons explained above, phases 2 and 3 must be fed via these parts with a voltage F 23 , which is in phase opposition to F 1 and has the following value:
v _ V WR
23 ~ cos 60° v _ V WR
23 ~ cos 60 °
■y■ y
Der Fall der in F i g. 7 und 8 dargestellten Vierphasenschaltung ist ohne weiteres verständlich. Die Phasen 3 und 4 liegen in Reihe mit reinen Blindwiderständen, welche mit den mit den Phasen 1 und 2 in Reihe geschalteten identisch sind, und werden mit der Spannung F34 gespeist, welche die gleiche Größe wie die die beiden anderen Phasen speisende Spannung F12 hat, aber zu dieser gegenphasig ist, wobei die Größe einer jeden dieser Spannungen, wie in dem vorhergehenden Fall, fTWR beträgt. Wenn die vier Ströme gut abgeglichen sind, können die Verbindungen des Nullpunkts und gegebenenfalls der Transformator fortfallen.The case of the FIG. 7 and 8 illustrated four-phase circuit can be easily understood. Phases 3 and 4 are in series with pure reactive resistances, which are identical to those connected in series with phases 1 and 2, and are fed with voltage F 34 , which is the same as the voltage F 12 feeding the other two phases has, but is in opposite phase to this, the size of each S T his pannungen, is as in the previous case, FTWR. If the four currents are well balanced, the connections of the neutral point and possibly the transformer can be omitted.
Es sind andere Schaltungen mit einer beliebigen Phasenzahl denkbar. In allen Fällen muß die Symmetrieachse des die Ströme darstellenden Vektorsystems so gewählt werden, daß Phasenverschiebungswinkel in der Nähe von 90° vermieden werden, da man sonst zu nicht realisierbaren Speisespannungen kommt, da, wie aus den obigen Ausführungen hervorgeht, diese Spannungen jeweils dem Cosinus dieser Winkel umgekehrt proportional sind.Other circuits with any number of phases are conceivable. In all cases the axis of symmetry must of the vector system representing the currents are chosen so that the phase shift angle should be avoided in the vicinity of 90 °, as this would lead to unrealizable supply voltages comes because, as can be seen from the above, these voltages each correspond to the cosine these angles are inversely proportional.
Die obigen Beispiele betrafen Mehrphasenschaltungen in Sternschaltung; die beschriebene Schaltungsanordnung ist jedoch auch auf Vieleckschaltungen anwendbar, da man stets ein Vieleck durch einen gleichwertigen Stern ersetzen kann. In dem allgemeinen Fall einer Schaltung mit m Phasen mit Impedanzen Z in Vieleckschaltung, welche mit einer Phasenspannung E gespeist wird und einen Leitungsstrom J aufnimmt, ist eine Sternschaltung mit Impedanzen Z', welche mit der gleichen Phasenspannung E gespeist wird, der ersten gleichwertig, wenn sie die gleichen Leitungsströme aufnimmt. Wenn i der Strom in einer Impedanz Z der Vieleckschaltung ist, erhält manThe above examples concerned multiphase connections in star connection; However, the circuit arrangement described can also be used for polygonal circuits, since a polygon can always be replaced by an equivalent star. In the general case of a circuit with m phases with impedances Z in polygonal connection, which is fed with a phase voltage E and takes up a line current J, a star connection with impedances Z ', which is fed with the same phase voltage E , is equivalent to the first if it absorbs the same line currents. If i is the current in an impedance Z of the polygon circuit, one obtains
j _. . π ~ E . π
I = 2i sin— = 2 — sin — . j _. . π ~ E. π
I = 2i sin - = 2 - sin -.
Wenn die Ströme gut abgeglichen sind, kann, wie bei dem vorhergehenden Beispiel, die Verbindung zwischen dem Nullpunkt und dem Einphasentransformator fortfallen, so daß sogar der Transformator selbst entfallen kann, wenn die Primärspannung einen geeigneten Wert hat.When the currents are well balanced, as in the previous example, the connection between the neutral point and the single-phase transformer are omitted, so that even the transformer itself can be omitted if the primary voltage has a suitable value.
Fig. 5 und 6 zeigen einen Zweiphasen-Nutzstromkreis. Das System der beiden die Ströme in den beiden Phasen 1 und 2 darstellenden Vektoren I1 und I2 besitzt eine Symmetrieachse, welche die Winkelhalbierende des von ihnen gebildeten Winkels ist, so daß I1 und I2 in bezug auf die Speisespannung um 45° nach vorwärts bzw. rückwärts phasenverschoben sind. In Reihe mit der Phase 1 muß also ein Kondensator C1 mit dem WertFIGS. 5 and 6 show a two-phase utility circuit. The system of the two currents in the two phases 1 and 2 representing the vectors I 1 and I 2 has a symmetry axis which is the bisector of the angle formed by them, so that I 1 and I 2 in relation to the supply voltage by 45 ° to the are forward or backward out of phase. In series with phase 1 there must be a capacitor C 1 with the value
Wenn ferner mit e die Spannung an den Klemmen einer Impedanz Z' in der Sternschaltung bezeichnet wird, kann geschrieben werden:Furthermore, if e denotes the voltage at the terminals of an impedance Z 'in the star connection, it can be written:
E= 2 e sin — = 2 Z' I sin
m E = 2 e sin - = 2 Z ' I sin
m
ω C1 ω C 1
= mL + R ■ tg 45° = mL + R = mL + R ■ tg 45 ° = mL + R
Aus diesen Beziehungen entnimmt manOne inferred from these relationships
4 sur —
m 4 sur -
m
Bei einer Dreiphasenschaltung z. B. wird diese BeziehungIn a three-phase circuit z. B. becomes this relationship
Z" Z "
und in die Phase 2 eine Induktivität L2 mit dem Wertand in phase 2 an inductance L 2 with the value
o>L2 = R ■ tg 45° - mL = R - mL o> L 2 = R ■ tg 45 ° - mL = R - mL
geschaltet werden, wenn dieser Wert positiv ist, und ein Kondensator, wenn dies nicht der Fall ist.switched when this value is positive, and a capacitor when this is not the case.
Die gemeinsame an diese beiden Phasen angelegte Spannung hat den WertThe common voltage applied to these two phases has the value
Wenn angenommen wird, daß die Impedanzen der Schaltung der F i g. 4 in Dreieck geschaltet sind, wird der gleichwertige Widerstand in der Stern-Assuming that the impedances of the circuit of FIG. 4 are connected in delta, the equivalent resistance in the star
schaltung -γ-, und die anzulegenden Spannungen haben die Wertecircuit -γ-, and the voltages to be applied have the values
fWRfWR
ν VWR ν V WR
Kl2 ~ cos 45° Kl2 ~ cos 45 °
= π- = π-
V23 =V 23 =
Die mit den verschiedenen Phasen der beschriebenen Nutzstromkreise in Reihe geschalteten Blindwiderstände waren entweder Induktivitäten oder Kon-The reactances connected in series with the various phases of the power circuits described were either inductors or con-
densatoren, sie können aber natürlich auch durch Kombinationen dieser Elemente in Reihenschaltung oder Parallelschaltung gebildet werden. Insbesondere zum Zwecke der Regelung können veränderliche Induktivitäten benutzt werden, welche z. B. sättigbar und mit festen Induktivitäten oder Kondensatoren in Reihe oder parallel geschaltet sind, um einstellbare induktive Blindwiderstände herzustellen.capacitors, but of course they can also be created by combining these elements in series or parallel connection. In particular, for the purpose of regulation can be changeable Inductors are used, which z. B. saturable and with fixed inductors or capacitors are connected in series or in parallel to produce adjustable inductive reactances.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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