DE1638407B2 - Anordnung zur statischen Erzeugung steuerbarer sinusförmiger Blindströme - Google Patents
Anordnung zur statischen Erzeugung steuerbarer sinusförmiger BlindströmeInfo
- Publication number
- DE1638407B2 DE1638407B2 DE19671638407 DE1638407A DE1638407B2 DE 1638407 B2 DE1638407 B2 DE 1638407B2 DE 19671638407 DE19671638407 DE 19671638407 DE 1638407 A DE1638407 A DE 1638407A DE 1638407 B2 DE1638407 B2 DE 1638407B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- winding
- direct current
- conductance
- primary
- phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
- H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
- H02M5/10—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers
- H02M5/12—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using transformers for conversion of voltage or current amplitude only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
- H01F27/38—Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings
- H01F27/385—Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings for reducing harmonics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
- H01F29/14—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with variable magnetic bias
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/04—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for connecting networks of the same frequency but supplied from different sources
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
- H02J3/1821—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
- H02J3/1835—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
„ solcher Aufwand ist nur dann gerechtfertigt,
ι es unbedingt erforderlich ist, die S. und 7. Harte
bei jedem Betriebszustand, d. b. bei jeder «gnetislerung, zu vermeiden. Dies ist nur dann
g wenn im Netz, i» dem die Anordnung zum Einkommt,
eine Resonanzgefahr für diese Oberspannung in ihrer Größe bestimmte primäre Fiußgrundschwingung
die magnetische SHttigungsgrenze Γη einem Bereich überschreitet, dessen Breite zwischen
etwa 2 β = 90° el. Breite und 2 β = 90° el.
ϊ Breite, bezogen auf die Grundschwingung, liegt, wo-
amnu, β»«? ÄoouHtuuigonuM ι«» uiwo vjucr- bei β der halbe Winkelbereicb ist, in dem ein f^0
Bjjjgungeu besteht Da dies meist nicht zu erwar- sich in Sättigung befindet, indem der magnetische
ist, genügt eine einfachere Ausfübrungsart, die in Fluß die Sättigungsgrenze überschreitet. Es wird naratruktiver
Hinsicht der herkömmlichen Transfor- lieh die Summe aller auf den erzeugten Blindstrom
irbauart besser entspricht. Diese Ausfuhrungsart io bezogenen Ströme am kleinsten im Bereich vor
im folgenden beschrieben. /i = 45 bis 135° (insbesondere bei ß = 90°), nam-
™< ist ferner nicht sinnvoll, einen solchen Aufwand lieb Zi = 2, was dem Kupferaufwand für einen
-betreiben, wenn der Kompensationseffekt, der den Transformator entspricht, wenn man die doppelte
iten Schaltungen zugrunde liegt, nur bei sym- Anzahl von Wicklungen unberücksicbtig läßt,
ober Speisimg gilt. Immer dann, wenn durch 15 Bei kleineren Werten von β ist die Ausnutzung
>hlcr (Kurzschlüsse, Unterbrechungen in den schlecht, weil die Oberschwingungen relativ groß
- ■ ' · · · sind; bei größeren Winkeln für β ist der Gleichstrom
relativ groß. Damit rückt die praktische Anwendung in ganz überraschender Weise in erreichbare Nähe,
ao Neben dieser günstigen Auslegung ergibt sich in diesem Bereich eine überraschende Abnahme der den
t,TiB zur verwendung im »,ι« c.wr^ii.^..^ .,iw.i,- Primärstrom verzerrenden Oberschwingungen. Bei
TJtenversorgungsnetz bekannt, das eine verär.der- kleinen Sättigungswinkeln ß, die bisher nur betracn-P
Belastung z.B. einen elektrischen Lichtbogen- tet worden waren, ist der Oberschwingungsgehalt
soeist bestehend aus einer Anzahl Transduk- 25 relativ sehr hoch, so daß die bereits erwähnten kom-,
die 'an die Stromquelle derart angeschlossen plizierten Kompensationsschaltungen fur notwendig
'Zl daßί die Einstellung der Speisespannung durch erachtet wurden, um die 5. und 7. Oberschwingung
ÄnHemnu der Reaktanzen der Transduktoren bewirkt im Primärstrom zu beseitigen. .
««ten kann und aus Vorrichtungen zum Erregen Bei normaler Auslegung ergeben sich nämlich, ins-
Luenvicklung an jedem Transduktor, unab- 30 besondere auch bei kleinen Einheitsleistungen, wie
1 d»r Speisespannung, so daß die erwähnte sie meist zu Versuchszwecken ausgeführt wurüen
bewirkt wird, wobei jeder Transduktor ein relativ kleine Sättigungswinkel bei Nennstrom, trst
itswicklungen aufweist, die mit Bezug auf eine berechenbare Anpassung des Kernquerscnnittes.
die Steuerwicklung so angeordnet sind, daß indu- der Windungszahlen «^^^"^"^,J'^S"-■Srter
Strom von der Frequenz der Stromquelle in 35 lungen, eine Einfuhrung kunst icher Abstande zw,
oerter btrom verhind 4 ert ^ bei we]c H her jede schen dem Kern und den Wicklungen oder zwischen
den Wicklungen, die Anwendung zusätzlicher Vorschaltdrosscln,
die in ihren Induktivitäten auf die Wicklungsinduktivitäten abgestimmt sein müssen, eraer
4o geben je nach Leistungsbereich in ihrer em^nen^oder
in den Arbeitswicklungen Null gemeinsamen Anwendung die gev--
nämlich bei Nennstrom einen hohe Anordnungen ist der Aufwand zu erzielen und damit einen geringen
ztehlcr (Kurzschlüsse, Unterbrechungen in den
isen) an der Anordnung ein unsymmetrisches nuaassystem zur Wirkung kommt, treten bei den
nten Lösungen ebenfalls schädliche Ober-Emmaen
im Primärstrom auf.
Fs ist weiter bereits eine Spannungsstellvorricht,ne zur Verwendung für ein elektrisches Mehr-TJt d i d
Fs ist weiter bereits eine Spannungsstellvorricht,ne zur Verwendung für ein elektrisches Mehr-TJt d i d
lung j
tueSwung de? Transduktoren mit den genannten
VoSungTüber eine Drosselspule verbunden ist,
abgab.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung anzugeben, mit welcher auf statische Weise sinusförmige
Blindströme mit einem Mindestmaß an Oberschwingungen in elektrischen Drehstromnetzen erzeugt
werden können, wobei der notwendige Aufwand ausreichend wirtschaftlich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung gelöst, bei welcher Kern, Primärwicklung,
Dreieckwicklung und Gleichstromwicklung in ihren Abmessungen und Daten so aufeinander abgestimmt
sind, daß der verkettete Leitwert der Gleichstromwicklung bei gesättigtem Kern und der zusatzlich
mit der Primärwicklung verkettete Streuleitwert bewirken, daß für einen bestimmten, gewünschten
priraären Netzstrom, der der Grundschwingung der Durchflutung entspricht, und damit für eine bestimmte
Vormagnetisierung, die dem Mittelwert der Durchflutung entspricht, die durch die primäre Netz-
Nähe eines dieser Betriebspunkte legen.
Ein weiterer Grund, warum man die Anwendung hoher Sättigungswkikel scheute, war das Ansteigen
der Eisenverluste bei Vormagnetisierung. Es zeigte
sich jedoch. iiaß bei höheren Votmagnetisierungen
die Eisenverluste wieder sehr stark abnehmen, da infolge des Streuflusses der Primärwic· lung die Amplitude
des Flusses im Eisenkern abnimmt und damit trotz der Verlagerung durch den GleichflulJ auch die
Eisen Verluste zurückgehen.
Die Anordnung und Schaltung der einzelnen Wicklungen kann auf verschiedene Art c.rfulgen. Beispielsweise
enthalten die Stränge der Primärwicklung jeweils eine Reihenschaltung der beiden Teilwicklun-
gen. Die Primärschahung kann dabei im Stern oder im Dreieck geschaltet sein und enthält für die Sternschaltung
vorteilhaft eine weitere Dreieckwicklung, deren Einzelheiten weiter unten noch genauer be-
5 6
schrieben sind. Die Stränge der Gleichstromwicklung einander geschaltet sind, sind in Reihe geschaltet. Di«
sind für diese beiden Fälle parallel angeordnet, wo- Gleichspannung ist an die beiden Enden diese;
bei eine Gleichstromquelle über die beiden Stern- Reihenschaltung angeschlossen. Die Dreieckwicklunj
punkte einspeist. kann über eine lineare Drossel Av geschlossen sein
Sie können aber auch nach Art eines offenen Poly- 5 die durch einen Schalter S zu überbrücken ist. Füi
gons geschaltet sein, in das eine Gleichstromquelle die Vorschaltdrossel gilt die Bemessungsregel, dai
einspeist, deren Leistung beispielsweise über Gleich- ihr Leitwert das Zwölffache des mit der Gleichstrom
richteranordnungen aus dem Drehstromnetz bezogen wicklung verketteten magnetischen Leitwerts eine:
werden kann. gesättigten Kernes beträgt.
In dieser Ausführung der Gleichstromwicklung io ■ As
können die Teilwicklungen der Primärwicklung auch Schaltung 5 (t ι g. 4)
vorteilhaft einander parallel geschaltet sein, wobei Die Primärwicklung PW ist im Dreieck geschaltet
dann die parallelgeschalteten Wicklungen wiederum Im Zuge der Wicklung PW kann in jeder Phase j<
als Ganzes im Stern oder im Dreieck angeordnet sein eine Drossel Av liegen, die durch Schalter S über
können. 15 brückt werden können. Die Gleichstromwicklung GW
Die beschriebenen Schaltungsvarianten sollen an ist wie in Schaltung 4 angeordnet. Die Leitwerte de:
Hand der Figuren noch näher erläutert werden, wo- Vorschaltdrosseln betragen hier das Vierfache de!
bei immer vorausgesetzt ist, daß alle Teilwicklungen mit der Gleichstromwicklung verketteten Leitwert!
und die Vordrosseln gleiche Windungszahlen be- eines gesättigten Kernes, vermindert um das Doppelt!
sitzen. Diese vereinfachende Annahme bedeutet je- ao des mit der am Netz liegenden Primärwicklung zu
doch keine Einschränkung auf den damit beschrie- sätzlich verketteten Leitwerts pro Kern.
benen speziellen Fall. „ , , , ._. „.
* Schaltung 6 (Fig. 3)
Schaltung 1 (Fig. 1) Gegenüber Schaltung 4 entfällt die Dreieckwick
Die am Netz liegende Primärwicklung PW ist im as lung DW mit der Drossel Av und dem Schalter S.
Stern geschaltet. Die Anordnung besitzt eine Drei- Anstelle der primären Sternwicklung kann in dei
eckwindung DW und eine im Stern geschaltete SchaJ'ungem 1, 3, 4, 6 auch eine Zickzackschaltunj
Gleichstromwickluttg GW, wobei zwei zur gleichen verwendet werden.
Phase gehörende Teilwicklungen gegeneinander ge- Die bisher beschriebenen Schaltungen waren se
schaltet sind (Gegenreihenschaltung). An den beiden 30 aufgebaut, daß die beiden zu einer Phase gehörendei
Sternpunktett der Gleichstromwicklungen liegt die Teilkerne auf der Wechselstromseite in Reihe ge
Gleichspannung U_. Gemäß einer besonderen Aus- schaltet sind. Es ist auch möglich, die beiden Teil·
gestaltung der Erfindung kann die Anordnung mit kerne parallel zu schalten. Da dann die geradzahliger
einer Vorschaltdrossel entweder im Primärkreis, im Harmonischen innerhalb dieser Parallelschaltung
Kreis der Dreieckwicklung oder im Gleichstromkreis 35 fließen können, kann man dabei die Phasensträngf
zur weiteren Eliminierung der Stromharmonischen der Gleichstromwicklung in Reihe schalten wie be
ausgerüstet sein. In der Schaltung 1 befindet sich den Schaltungen 4, 5, 6. Es sind dann folgende Schal·
diese Drossel Av im Gleichstromkreis und ist so aus- tungen möglich:
gelegt, daß ihr magnetischer Leitwert das Vierfache „ , . _ m. .
des mit der Gleichstromwicklung verketteten magne- 40 Schaltung 7 [t ig. 5)
tischen Leitwerts eines gesättigten Kernes beträgt. Die am Netz liegende Wicklung PW ist im Sten
Parallel zur Drossel Av ist ein Überbrückungsschal- geschaltet. Die Anordnung besitzt eine Dreieckwick
terS angeordnet. lung D W. Hier können die zu einer Phase gehören-
e ... _. o. den Teilwicklungen in Reihe oder parallel geschalte
Schaltung Z (t 1 g. I) 45 werden Die Gleichstromwicklung GW ist im Dreied
Die Primärwicklung PW ist im Dreieck geschaltet. geschaltet. Im Zuge der Dreieckschaltung liegt di<
Die Gleichstromwicklung GW ist im Stern geschaltet Gleichspannungseinspeisung t/_.
(3 Phasen parallel). Die Gleichspannung ist an die c 1, 1 rc-
beiden Stempunlae angeschlossen. In Reihe zur Schaltung 8 (Fig. 6)
Gleichspannungsquelle kann eine lineare Drossel Av s° Die Primärwicklung PW ist im Dreieck geschaltet
mit parallelem Überbrückungsschalter 5 liegen. Diese Die Gleichstromwicklung GW ist wie bei Schaltung"
Drossel ist so bemessen, daß ihr magnetischer Leit- ausgeführt
wert das Vierfache des mit der Gleichstromwicklung c u 1 a rc·
verketteten magnetischen Leitwerts eines gesättigten Schaltung 9 (Fig. 5)
Kerns plus dem Zweifachen des mit der am Netz 55 Gegenüber Schaltung? entfällt die Dreieckwick
liegenden Primärwicklung zusätzliche verketteten wicklung DW.
Leitwerts pro Kern beträgt. Anstelle der primären Sternschaltung kann bei dei
Schaltung 2 (Fig. 1) SÄKÜS ' ""* ** ^^™**
Gegenüber Schaltung 1 entfallen die Dreieckwick- 6e In bekannter Weise können die sechs erforder
hingen DPF sowie die Drossel Λρ und der Schalter S liehen magnetischen Kreise durch sechs Teilkenif
im Gleichstromkreis. konstruktiv ausgeführt werden. Die Fig. 7 bis 1:
c 1,-,If ™ λ π? · „ ΐΛ zeigen dazu einige Möglichkeiten.
Schaltung4 (Fig.3) Fig.7 zeigt einen Teilkern in Zweischenkel-Aus· Die am Netz liegende Wicklung PW ist im Stern 65 führung, wobei ein oder beide Schenkel Wicklunger geschaltet. Die Anordnung besitzt eine Dreieckwick- tragen können. Fig. 8 zeigt eine Dreischenkel-Aus lung D W. Die Phasenstiränge der Gleichstromwick- führung. Hier kann der mittlere Schenkel die Wicklung GW, deren beide Wicklungen pro Phase gegen- lungen tragen, die äußeren Schenkel dienen als Rück
Schaltung4 (Fig.3) Fig.7 zeigt einen Teilkern in Zweischenkel-Aus· Die am Netz liegende Wicklung PW ist im Stern 65 führung, wobei ein oder beide Schenkel Wicklunger geschaltet. Die Anordnung besitzt eine Dreieckwick- tragen können. Fig. 8 zeigt eine Dreischenkel-Aus lung D W. Die Phasenstiränge der Gleichstromwick- führung. Hier kann der mittlere Schenkel die Wicklung GW, deren beide Wicklungen pro Phase gegen- lungen tragen, die äußeren Schenkel dienen als Rück
7 8
Schlüsse. Bei den Anordnungen nach F i g. 7 und 8 bestehen für die Schaltungen 1 und 2 bzw. 4 und 5
bilden sechs solcher Kerne eine Einheit. Sie können bzw. 7 und 8. Der gemeinsame Netzstrom einer sol-
für alle erwähnten Schaltungen angewendet werden. chen Kombination enthält nur noch die Oberschwin-
Fig. 9 zeigt einen Dreieckschenkelkern. Die gungen der Ordnungszahl >■= 11, 13, 23, 25,...,
beiden äußeren Schenkel tragen die Wicklungen 5 wenn die Vormagnetisierung für beide Einheiten
zweier Teilkerne. Der Mittelschenkel dient als Rück- gleich ist und die einzelnen Gruppen der Harmoni-
schltii? entweder für den Wechselfluß oder für den sehen etwa gleiche Bedingungen vorfinden.
Gleichffuß. Unter den gleichen Voraussetzungen kann man drei
Fig. 10 zeigt eine Anordnung, bei der die bewik- und mehr Einheiten zu einer Gruppe zusammenketten
Schenkel zusammengefaßt sind. Die Gleich- io fassen, indem man den Einheiten entsprechende Pn-
stromwicklungen sind um je eine Schenkelhälfte ge- märwicklungen gibt, die bei η Einheiten eine jeweilige
führt. Die gemeinsame Wechselstromwicklung um- „, . , 60° ... ^ , «
schließt beide Schenkelhälften. Der dritte Schenkel Phasenverdrehung um —- bewirken. Das kann z. B.
dient als Rückschlußschenkel. durch entsprechende Zickzackschaltungen erreicht
In F i g. 11 ist dieser Rückschlußschenkel ebenfalls 15 werden.
gespalten und trägt die entsprechenden Wicklungen. Alle besprochenen Einheiten können durch eine
: Je drei Kerne nach F ig. 9, 10, 11 bilden eine Dreh- oder mehrere entsprechende Zusatzwicklungen zu
Stromeinheit. Die Kernformen nach diesen Figuren einem Transformator ergänzt werden und so der
können für die Schaltungen 1 bis 6 verwendet werden, Energieverteilung und der Ladestrom-Kompensation
Kernform nach F i g. 9 auch für die Schaltungen 7 ao dienen,
bis 9. Die Anordnung gemäß der Erfindung kann direkt
bis 9. Die Anordnung gemäß der Erfindung kann direkt
F i g. 12 zeigt einen Achtschenkelkern. Die beiden an die Leitung angeschlossen werden und verbleibt
äußeren Schenkel dienen als Rückschluß. Die sechs an der Leitung, auch wenn der Transformator abgemittleren
Schenkel tragen die entsprechenden Wick- schaltet wird. Sie kann natürlich auch an eine entlungen
so, daß zwei nebeneinanderliegende Schenkel as sprechende Tertiärwicklung eines Hochspannungsentgegengesetzt
vormagnetisiert sind. Diese Kernform, transformators angeschlossen werden,
die eine komplette Drehstromeinheit darstellt, kann Mit Hilfe der Anordnung nach der Erfindung kön-
fiir alle Schaltungen verwendet werden. nen parallele Kondensatorbatterien geregelt werden,
In Fig. 13 sind je zwei der entgegengesetzt vor- ohne daß hierzu komplizierte und teure Schaltvormagnetisierten
Teilschenkel zusammengefaßt und 30 richtungen benötigt werden. Die Kondensatorbatterie
tragen eine gemeinsame Wechselstromwicklung. Diese kann entweder an die Tertiärwicklung eines Hoch-Ausführungsform
kann für die Schaltungen 1 bis 6 Spannungstransformators angeschlossen sein, oder an
Anwendung finden. eine geeignete vorhandene oder zusätzliche Mittel-
Läßt man bei den Schenkelformen nach Fig. 12 Spannungswicklung der regelbaren Drosselanord-
und 13 die Rückschlußschenkel weg, so können 35 nung.
Schaltungen Anwendung finden, die eine Dreieck- Der Blindstrom kommt dadurch zustande, daß
wicklung haben. Es sind dies bei der Kernform nach durch die Vormagnetisierung ein Gleichfluß erzeugt
Fi g. 12 die Schaltungen 1, 2, 4, 5, 7, 8 und bei der wird, der den Wechselfluß in die Sättigung treibt. Da-Anordnung
nach Fig. 13 die Schaltungen 1, 2, 4, 5. durch entstehen Flußkuppen oberhalb der Sättigungs-
Die in den F i g. 7 bis 13 gezeigte Wicklungsanord- 40 "renze. Diese Flußkuppen sind der Kerndurchflutung
nung entspricht der Schaltung 2, die eine Wechsel- über den Leitwert des geättigten Kernes proportional,
strom- und eine Gleichstromwicklung enthält. Zusatz- Durch harmonische Analyse dieser Durchflutungs-Iich
vorhandene Dreieck- oder Sekundärwicklungen kuppen ergeben sich die einzelnen Harmonischen der
sind entsprechend der Wechselstromwicklung anzu- Durchflutung, ordnen. 45 Tn den Schaltungen 1, 2, 7, 8 sind keine Ober-
Die erfindungsgemäße Anordnung ist mit einer schwingungen unterdrückt. Die Flußkuppe besteht
Gleichspannungsquelle versehen, für die alle bekann- aus einer Sinuskuppe, da der Flußverlauf auch unter
ten Einrichtungen Anwendung finden können, die Berücksichtigung des Streuflusses praktisch keine
z. B. zur Erregung von Phasenschiebern dienen. Die Oberschwingungen enthält und sinusförmig bleibt.
Erregung kann über entsprechende Meßglieder in Ab- 50 Bei steigendem Gleichfluß wird die Sinuskuppe immer
hängigkeit von Spannung, Strom, cos φ, Wirk- und breiter und schließlich zur Sinushalbschwingung
Blindleistung selbsttätig beeinflußt werden, so daß (F i g. 14).
bei Änderung einer oder mehrerer dieser Größen ein Hierbei verläuft die eine Flußhalbschwingung im
selbsttätiger Regelvorgang eingeleitet wird. Eine ent- ungesättigten, die andere im gesättigten Teil der Masprechend
dimensionierte Stoßerregung kann das dy- 55 gnetisierungskennlinie. Eine solche Durchflutungsnamische
Verhalten verbessern. halbschwingung enthält keine ungeraden Oberschwin-
Die einzelnen Teilkerne können mit einem oder gungen, d. h., der Primärstrom ist für die Vormagnemehreren
Luftspalten versehen sein. Damit entsteht tisierung sinusförmig.
eine Kombination einer linearen Drossel mit einer Wenn der Primärstrom sinusförmig ist, und die
regelbaren Drossel. 60 Durchflutung aus einer Sinushalbschwingung beWerden
in einem Netz mehrere Einheiten der be- steht, beträgt der Sättigungswinkel eines Kernes
schriebencn Ausführungsarten benötigt, so kann man 2/3= 180°. Die harmonische Analyse der Durchfluzusätzlich
die bekannte Tatsache ausnutzen, daß die tungskuppen ergibt nun ganz allgemein bei den Schal-Oberschwingungen
der Ordnungszahl γ = 5, 7, 17, tungen 1, 2, 7, 8, daß mit steigendem Gleichstrom
19,... aus dem gemeinsamen Primärstrom zweier 65 (Mittelwert der Kuppe) der relative Oberschwingungs-Einheiten
herausgefallen, wenn die Grundwellen- gehalt des Primärstromes kleiner wird, wenn bei konflüsse
der Kerne gleich groß, aber um 30° gegenein- stanten Leitwerten der Sättigungswinkel größer wird
ander phasenverschoben sind. Solche Möglichkeiten und die Durchflutungskuppen sich verbreitern. Bei
Sättigungswinkeln größer als 2 β = 180° ist der OberschwinguDgsgehalt
des Primärstromes nur noch sehr gering, so daß ein Betrieb in diesem Bereich äußerst
vorteilhaft ist.
Die Durchflutung eines Kernes nun ist über den Leitwert der Flußkuppe proportional, die die Sättigungsgrenze
übersteigt, wenn der Wechselfluß durch einen Gleichfluß angehoben wird. Das Flußmaximum
liegt bei ω / = 0. (In F i g. 14 ist β = 60° zur Veranschaulichung
eingezeichnet; β ist, anders ausgedrückt, der halbe Winkelbereich, über den ein Kern in Sättigung
ist.)
In Fig. 14 sind diese Zusammenhänge dargestellt. Rechts im Bild ist die idealisierte Magnetisierungskennlinie als Abhängigkeit des Flusses Φ von der
Durchflutung V gezeigt. Mit Φ3 ist der Sättigungsfluß
und mit A der magnetische Leitwert des gesättigten Kernes bezeichnet.
Links im Bild ist für zwei verschiedene Gleichflüsse
Φ .(no·) und Φ_ (ΐ8ο·) der Flußverlauf Φ (πο·)
bzw. Φ(ΐβο·) in Abhängigkeit des Zeitwinkels ω · t dargestellt
Der Index 120 bzw. 180° bezieht sich dabei auf den mit Hilfe des entsprechenden Gleichflusses
erreichten Sättigungswinkel 2ß.
Die Durchflutung eines Kernes V ist nun über den Leitwert A der Flußkuppe Φ = A. V porportional, die
die Sättigungsgrenze Φί übersteigt, wenn der Wechselfluß
durch einen Gleichfluß angehoben wird. Das Flußmaximum liegt bei ω/ = 0° (in Fig. 14 ist
β = 60° zur Veranschaulichung eingetragen; β ist anders ausgedrückt der halbe Winkelbereich, über
den ein Kern in Sättigung ist. Die oberhalb der Sättigungsgrenze liegenden Flußkuppen sind in Fig. 14
schraffiert dargestellt).
In allen Fällen, in denen Obersdhwingungen unterdrückt
sind (Schaltungen 3, 4, 5, 6, 9), entstehen Durchflutungsgebilde, die sich aus mehreren phasenverschobenen
Kuppen so zusammensetzen, daß die Durchflutung die unterdrückten Oberschwingungen
nicht enthält, dafür treten sie im Fluß und damit in
S der Kernspannung auf. Für eine bestimmte Vormagnetisierung (Gleichstrom) haben die Durchflutungsgebilde
einen bestimmten Mittelwert, der auch erhalten bleibt, wenn man die unterdrückten Oberschwingungen
über entsprechende fiktive Wicklungen kurzschließen würde, wobei diese Oberschwingungen in
diesen Wicklungen sich als Ströme ausbilden. Die Durchflutung bestünde dann wieder aus einer einzigen
Kuppe. Bei einem solchen gedachten Kurzschluß der in den wirklichen Schaltungen unterdrückten
Oberschwingungen soll der nunmehr praktisch sinusförmige Flußverlauf, dessen Grundschwingung auch
hier von der Netzspannung bestimmt wird, in den gleichen bereits genannten Zeitintervallen die Sättigungsgrenze
überschreiten, wobei die Eindeutigkeit
der Definition über den Mittelwert der Durchflutung
gewahrt ist, der in der wahren und in der fiktiven Schaltung erhalten bleibt.
Die F i g. 15 bis 20 zeigen jeweils von oben nach unten den Fluß oberhalb der Sättigungsgrenze (der
»5 über die Leitwerte der Durchflutung proportional
ist), den Fluß unterhalb der Sättigungsgrenze und den Primärstrom für verschiedene Sättigungswinkel β von
30 bis 120° el. in Schaltung 2. Die Zusatzdrossel Ay
ist hierbei noch nicht angewendet worden. Es ergibt
sich z. B. mit Zusatzdrossel bei β — 60° ein einwandfreier
Sinusstrom, und die noch vorhandene geringe Restwelligkeit verschwindet.
Aus den Figuren läßt sich ersehen, daß die Anordnung gemäß der Erfindung einen einwandfreien Sinusstrom
zur Kompensation der kapazitiven Blindleitung liefert.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
- J w»* ses, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Strang Patentansprüche: der im Dreieck geschalteten Primlrwicklwg (PHO ^ eine Vorscbaltdirassel (Λν) angeordnet ist, deren X. Anordnung zur statischen Erzeugung Steuer- Leitwert das Vierfache.des ^/er Gleichstrombarer sinusförnöger Blindströme in Drebstrom- S wicklung (GW) verketteten magnetischen Leitnetzen mittels einer gleichstromvormagnetisierten werts eraes gesättigten KeTO, vermindert um das Drosselanordnung, bei welcher jeder Strang einer Doppelte des nut der am Netz liegenden Prunärin Stern oder Dreieck geschalteten einspeisenden wicklung (PW) zusätzlich verketteten Leitwerts Primärwicklung in zwei gleich große Teflwicklun- pro Kern, beträgtgen aufgeteilt ist, die je für sich einen getrennten w 5. Anordnung nach Anspruch 1 n*rt zusatzh-magnetiscben Kreis erregen, der außer der Pri- eher Wechselstrom-Dreieckswicklung und inmärwicklung eme Gieichstrorawicklung enthält, Reihe geschalteten Phasenstrangen des Gleich-die jeweils ebenfalls in zwei gleich große Teilwick- Stromkreises, dadurch gekennzeichnet, daß dieW lungen unterteüt ist, die einem Phasenstrang ent- Dreieckwicklung mit einer Vorscbaltdrossel (Ay)sprechen, jeweDs zu zweit in Reihe geschaltet, is ausgestattet ist, deren Leitwert das Zwolffacheaber gegensmnig gewickelt sind, und wobei die des mit der Gleichstromwicklung (GRO verkette-drei Phasenstrange des Gleichstromkreises ent- ten magnetischen Leitwerts eines gesättigten Kernsweder in Reihe oder parallel geschaltet sind und beträgt
von einer gemeinsamen Gleichspannungsquelleerregt werden und im Falle der Sternschaltung der aoTeilwicklungen der Primärwicklung zusätzlichjeder magnetische Kreis mit einer von zwei pro Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung Phase Serien- oder parallelgeschalteten Teilwick- zur statischen Erzeugung steuerbarer sinusförmige lungen einer Wechselstrom-Dreieckswicklung ver- Blindströme in Drehstromnetzen mittels einer gleich sehen sein kann, dadurch gekennzeich- »5 stromvormagnetisierten Drosselanordnung, bei weinet, daß Kern, Primärwicklung (PWO, Dreieck- eher jeder Strang einer in Stern oder Dreieck gewicklung (DW) und Gleichstromwicklung (GW) schalteten einspeisenden Primärwicklung in z\\„i in ihren Abmessungen und Daten so aufeinander gleich große Teilwicklungen aufgeteilt ist, die je fur abgestimmt sind, daß der verkettete Leitwert der sich einen getrennten magnetischen Kreis erregen, der Gleichstromv/icklung (GW) bei gesättigtem Kern 30 außer der Primärwicklung eine Gleichstromwicklun- und der zusätzlich mit der Primärwicklung (PW) enthält, die jeweils ebenfalls in zwei gleich große Tei!- verkettete Streuleitwert bewirken, daß für einen wicklungen unterteilt ist, die einem Phasenstrang ent bestimmten, gewünschter, p· mären Nennstrom, sprechen, jeweils zu zweit in Reihe geschaltet, abc; der der Grundschwingung der Durchflutung ent- gegensinnig gewickelt sind, und wobei die drei Pliaspricht, und damit für eine bestimmte Vormagne- 35 senstränge des Gleichstromkreises entweder in Reih, tisieruug, die dem Mittelwert der Durchflutung oder parallel geschaltet sind und von einer gemeinentspricht, die durch die primäre Netzspannung samen Gleichspanuungsquelle erregt werden und im in ihrer Größe bestimmte primäre Flußgrund- Falle der Sternschaltung der ^wicklungen der Pri schwingung die magnetische Sättigungsgrenze in märwicklung zusätzlich jeder magnetische Kreis mit einem Bereich überschreitet, dessen Breite zwi- 40 einer von zwei pro Phase serien- oder parallelgeschai sehen etwa 2y?=90° el. Breite und 2/?=27(Γ el. teten Teilwicklungen einer Wechselstrom-Dreieck-Breite, bezogen auf die Grundschwingung, liegt, wicklung versehen ist.wobei β der halbe Winkelbereich ist, in dem ein Derartige besonders erzeugte Blindströme dienenKern sich in Sättigung befindet, indem der magne- der Kompensation der insbesondere in Netzen mittische Fluß die Sättigungsgrenze überschreitet. 45 hohen Spannungen oder in Kabelnetzen auftretenden - 2. Anordnung nach Anspruch 1 mit in Dreieck kapazitiven Ströme in Größenordnungen, die einen geschalteter Primärwicklung und parallgeschalte- beträchtlichen Aufwand herkömmlicher Mittel verten Phasenstrangen des Gleichstromkreises, da- langendurch gekennzeichnet, daß in der gemeinsamen Nun sind eine ganze Reihe von statischen Anord-Zuleitung des Gleichstromkreises eine Vorschalt- 5° nungen zur Erzeugung von Blindleistung in Wechseldrossel (Ay) angeordnet ist, deren Leitwert das stromnetzen bekannt. So ist beispielsweise eine Vierfache des mit der Gleichstromwicklung (GW) gleichstromvormagnetisierte oberwellenfreie Drosselverketteten magnetischen Leitwerts eines gesättig- spule bekannt, bei der jeder Schenkel eines an sich ten Kernes plus dem Zweifachen des mit der am in herkömmlicher Weise geblechten Kerns durch Netz liegenden Primärwicklung (PW) zusätzlich 55 Schlitze quer zur und längs der Schichtebene in vier verketteten Leitwerts pro Kern beträgt. Teilschenkel unterteilt ist. Das erfordert einen erheb-
- 3. Anordnung nach Anspruch 1 mit zusätzli- liehen Aufwand für die konstruktive Auslegung dercher Wechselstrom-Dreieckwicklung und parallel- artiger Drosseln, und die Lösung hat denn auch im geschalteten Phasenstrangen des Gleichstromkrei- Elektromaschinenbau keine große Verbreitung geses, dadurch gekennzeichnet, daß in der gemein- 60 funden (DT-PS 849 580).samen Zuleitung des Gleichstromkreises eine Vor- Es ist ferner eine Lösung bekanntgeworden, dieschaltdrossel (Ay) angeordnet ist, deren Leitwert vom gleichen Prinzip ausgeht, jedoch für jede Phasedas Vierfache des mit der Gleichstromwicklung des Drehsiromsystems für den vormagnetisierenden(GHO verketteten magnetischen Leitwerts eines Gleichstrom und den zur Oberwellenkompensation gesättigten Kerns beträgt. 65 erforderlichen Hilfswechselstrom gemeinsame Wick-
- 4. Anordnung nach Anspruch 1 mit im Dreieck lungen vorsieht.
- Auch bei dieser Lösung sind nach geschalteter Primärwicklung und in Reihe ge- wie vor vier Schenkel pro Phase erforderlich (DT-PS schalteten Phasenstrangen des Gleichstromkrei- 1000 510).
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT715268A AT286458B (de) | 1967-08-24 | 1968-07-24 | Dreiphasige Drosselspulenanordnung zur Kompensation der kapazitiven Ladeleistung großer Versorgungsnetze |
US755239A US3611224A (en) | 1967-08-24 | 1968-08-26 | Controllable reactive current generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL0057282 | 1967-08-24 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1638407A1 DE1638407A1 (de) | 1971-05-27 |
DE1638407B2 true DE1638407B2 (de) | 1974-10-03 |
DE1638407C3 DE1638407C3 (de) | 1975-05-07 |
Family
ID=7278414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19671638407 Granted DE1638407B2 (de) | 1967-08-24 | 1967-08-24 | Anordnung zur statischen Erzeugung steuerbarer sinusförmiger Blindströme |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE719661A (de) |
CH (1) | CH506202A (de) |
DE (1) | DE1638407B2 (de) |
FR (1) | FR1597469A (de) |
GB (1) | GB1244219A (de) |
NL (1) | NL6812001A (de) |
SE (1) | SE339047B (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1229381A (fr) * | 1985-01-16 | 1987-11-17 | Leonard Bolduc | Inductance variable autocontrolee a entrefers |
EP0216500B1 (de) * | 1985-08-19 | 1992-06-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Elektromagnetischer Induktionsapparat |
-
1967
- 1967-08-24 DE DE19671638407 patent/DE1638407B2/de active Granted
-
1968
- 1968-07-23 CH CH1104468A patent/CH506202A/de not_active IP Right Cessation
- 1968-08-19 BE BE719661A patent/BE719661A/xx unknown
- 1968-08-21 FR FR163726A patent/FR1597469A/fr not_active Expired
- 1968-08-22 NL NL6812001A patent/NL6812001A/xx not_active Application Discontinuation
- 1968-08-23 SE SE1139968A patent/SE339047B/xx unknown
- 1968-08-23 GB GB4038768A patent/GB1244219A/en not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH506202A (de) | 1971-04-15 |
FR1597469A (de) | 1970-06-29 |
DE1638407A1 (de) | 1971-05-27 |
GB1244219A (en) | 1971-08-25 |
BE719661A (de) | 1969-02-03 |
NL6812001A (de) | 1969-02-26 |
SE339047B (de) | 1971-09-27 |
DE1638407C3 (de) | 1975-05-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE602004004366T2 (de) | Fehlerstrombegrenzer mit von supraleitenden wicklungen gesättigten kernen | |
EP2115864A1 (de) | Wechselstrom-gleichstrom-umrichter ohne gleichrichterelemente auf der sekundärseite des transformators | |
DE2030187A1 (de) | Regeltransformator | |
CH676763A5 (de) | ||
DE901660C (de) | Transduktor, insbesondere fuer Kraftnetze | |
DE1638407B2 (de) | Anordnung zur statischen Erzeugung steuerbarer sinusförmiger Blindströme | |
DE19829424A1 (de) | Gleichpoliges Filter | |
DE2247819A1 (de) | Symmetrierungseinrichtung fuer ein drehstromnetz | |
DE1129228B (de) | Regelbarer Blindwiderstand | |
AT286458B (de) | Dreiphasige Drosselspulenanordnung zur Kompensation der kapazitiven Ladeleistung großer Versorgungsnetze | |
DE2609707A1 (de) | Transformator | |
DE675519C (de) | Anordnung zur Regelung der Blindleistung mit Hilfe gesaettigter Drosselspulen, insbesondere zur Regelung der Blindleistung langer Fernleitungen | |
DE626679C (de) | Transformator mit Windungen, die nicht mit dem gesamten magnetischen Kraftfluss verkettet sind | |
WO2014191023A1 (de) | Vorrichtung zur verringerung eines magnetischen gleichfluss-anteils im kern eines transformators | |
DE892183C (de) | Oberwellenfreie und gleichstromvormagnetisierte Drehstromdrossel | |
DE723928C (de) | Stromrichter | |
DE843270C (de) | Statischer magnetischer Frequenzwandler | |
DE953891C (de) | Gleichstrom-Verstaerkermaschine | |
DE583983C (de) | Transformator mit drei oder einer groesseren ungeraden Anzahl von nebeneinanderliegenden bewickelten Schenkeln zur Umformung von Einphasenstrom in Einphasenstrom | |
DE849580C (de) | Gleichstromvormagnetisierte oberwellenfreie Drosselspule fuer Drehstrom bzw. Mehrphasenstrom | |
AT133829B (de) | Anordnung zur Erhöhung der Stabilität von Wechselstromfernleitungen oder von parallel arbeitenden Maschinen. | |
CH401251A (de) | Einrichtung zur Speisung eines einphasigen Verbrauchers aus einem Mehrphasenwechselstromnetz vorgegebener Grundfrequenz | |
AT95592B (de) | Asynchrone Induktionsmaschine mit Kompensation der Phasenverschiebung. | |
DE2636612A1 (de) | Einrichtung zum steuern, kommutieren und umwandeln von elektrischem strom | |
DE725545C (de) | Anordnung zur Energieuebertragung zwischen zwei Gleichstromnetzen oder zwischen einem Gleichstrom- und einem Wechselstromnetz |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |