DE1638407C3

DE1638407C3 -

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Publication number: DE1638407C3
Application number: DE19671638407
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.-Ing. 6400 Darmstadt Becker
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1967-08-24
Filing date: 1967-08-24
Publication date: 1975-05-07
Also published as: CH506202A; BE719661A; NL6812001A; DE1638407A1; SE339047B; DE1638407B2; FR1597469A; GB1244219A

Description

Ein solcher Aufwand ist nur dann gerechtfertigt, spannung in ihrer Größe bestimmte primäre Flußwenn es unbedingt erforderlich ist, die 5. und 7. Har- grundschwingung die magnetische Sättigungsgrenze monische bei jedem Betriebszustand, d. h. bei jeder in einem Bereich überschreitet, dessen Breite zwi-Vormagnetisierung, zu vermeiden. Dies ist nur dann sehen etwa 2 β = 90° el. Breite und 2 β = 90° el. nötig, wenn im Netz, in dem die Anordnung zum Ein- 5 Breite, bezogen auf die Grundschwingung, Hegt, wo-

satz kommt, eine Resonanzgefahr für diese Ober- bei β der halbe Winkelbereich ist, in dem ein Kern Schwingungen besteht Da dies meist nicht zu erwar- sich in Sättigung befindet, indem der magnetische

ten ist, genügt eine einfachere Ausfuhrungsart, die in Fluß die Sättigungsgrenze überschreitet. Es wird nämkonstruktiver Hinsicht der herkömmlichen Transfer- Hch die Summe aller auf den erzeugten Blindstrom matorHuart besser entspricht. Diese Ausführungsart io bezogenen Ströme am kleinsten im Bereich von

wird im folgenden beschrieben. β = 45 bis 135° (insbesondere bei β = 90°), näm-

Es ist ferner nicht sinnvoll, einen solchen Aufwand Hch 2"i = 2, was dem Kupferaufwand für einen

zu betreiben, wean der Kompensationseffekt, der den Transformator entspricht, wenn man die doppelte

bekannten Schaltungen zugrunde Hegt, nur bei sym- Anzahi von Wicklungen unberücksichtig läßt,

metrischer Speisung gilt. Immer dann, wenn durch j 5 Bei kleineren Werten von β ist die Ausnutzung

Netzfehler (Kurzschlüsse, Unterbrechungen in den schlecht, weil die Oberschwingungen relativ groß

Phasen) an der Anordnung ein unsymmetrisches sind; bei größeren Winkeln für β ist der Gleichstrom

Spannungssystem zur Wirkung kommt, treten bei den relativ groß. Damit rückt die praktische Anwendung

bekannten Lösungen ebenfalls schädliche Ober- in ganz überraschender Weise in erreichbare Nähe,

schwingungen im Primärstrom auf. 20 Neben dieser günstigen Auslegung ergibt sich in

Es ist weiter bereits eine Spannungsstellvorrich- diesem Bereich eine überraschende Abnahme der den tung zur Verwendung für ein elektrisches Mehr- Primärstrom verzerrenden Oberschwingungen. Bei phasenversorgungsnetz bekannt, das eine veränder- kleinen Sättigungswinkeln ß, die bisher nur betrachbare Belastung, z. B. einen elektrischen Lichtbogen- tet worden waren, ist der Oberschwingungsgehalt ofen speist, bestehend aus einer Anzahl Transduk- as relativ sehr hoch, so daß die bereits erwähnten komtoren, die an die Stromquelle derart angeschlossen plizierten Kompensationsschaltungen für notwendig sind, daß die Einstellung der Speisespannung durch erachtet wurden, um die 5. und 7. Oberschwingung Änderung der Reaktanzen der Transduktoren bewirkt im Primärstrom zu beseitigen,
werden kann, und aus Vorrichtungen zum Erregen Bei normaler Auslegung ergeben sich nämlich, inseiner Steuerwicklung an jedem Transduktor, unab- 30 besondere auch bei kleinen Einheitsleistungen, wie hängig von der Speisespannung, so daß die erwähnte sie meist zu Versuchszwecken ausgeführt wurden, Änderung bewirkt wird, wobei jeder Transduktor ein relativ kleine Sättigungswinkel bei Nennstrom. Erst paar Arbeitswicklungen aufweist, die mit Bezug auf eine berechenbare Anpassung des Kernquerschnittes, die Steuerwicklung so angeordnet sind, daß indu- der Windungszahlen und Abmessungen der Wickzierter Strom von der Frequenz der Stromquelle in 35 lungen, eine Einführung künstlicher Abstände zwider Steuerwicklung verhindert wird, bei welcher jede sehen dem Kern und den Wicklungen oder zwischen Steuerwicklung der Transduktoren mit den genannten den Wicklungen, die Anwendung zusätzlicher VorVorrichtungen über eine Drosselspule verbunden ist, schaltdrosseln, die in ihren Induktivitäten auf die deren Wert so bemessen ist, daß bei einem vorbe- Wicklungsinduktivitäten abgestimmt sein müssen, erstimmten Wert des Steuerstromes der Strom der 40 geben je nach Leistungsbereich in ihrer einzelnen oder dritten Harmonischen in den Arbeitswicklungen Null gemeinsamen Anwendung die gewünschte Wirkung, ist (DT-AS 1 190 561). nämlich bei Nennstrom einen hohen Sättigungswinkel

Bei allen bekannten Anordnungen ist der Aufwand zu erzielen und damit einen geringen Oberschwinin bezug zum gewünschten Effekt in einem so un- gungsgehalt des Primärstromes. Es zeigte sich nämgünstigen Verhältnis, daß sich auf diesem Prinzip 45 Hch, daß der Oberschwingungsgehalt im Primärstrom aufgebaute ruhende Blindstromerzeuger in der Praxis mit steigendem Sättigungswinkel wieder kleiner wird, bisher nicht einführen konnten und die Fachwelt sich so daß keine komplizierten Kompensationsschaltunbis auf einige theoretische und mehr oder minder un- gen notwendig sind. Zudem gibt es Betriebspunkte, realistische Vorschläge gar nicht mit dieser Frage die einen oberschwingungsfreien Primärstrom erabgab. 50 geben. Man wird vorteilhaft den Nennstrom in die

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung an- Nähe eines dieser Betriebspunkte legen,

zugeben, mit welcher auf statische Weise sinusför- Ein weiterer Grund, warum man die Anwendung

mige Blindströme mit einem Mindestmaß an Ober- hoher Sättigungswinkel scheute, war das Ansteigen

schwingungen in elektrischen Drehstromnetzen er- der Eisenverluste bei Vormagnetisierung. Es zeigte

zeugt werden können, wobei der notwendige Auf- 55 sich jedoch, daß bei höheren Vormagnetisierungen

wand ausreichend wirtschaftlich ist. die Eisen Verluste wieder sehr stirk abnehmen, da in-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine folge des Streuflusses der Primärwicklung die Ampli-

Anordnung gelöst, bei welcher Kern, Primärwick- tude des Flusses im Eisenkern abnimmt und damit

lung, Dreieckwicklung und Gleichstromwicklung in trotz der Verlagerung durch den Gleichfluß auch die

ihren Abmessungen und Daten so aufeinander abge- 60 Eisenverluste zurückgehen.

stimmt sind, daß der verkettete Leitwert der Gleich- Die Anordnung und Schaltung der einzelnen Wickstromwicklung bei gesättigtem Kern und der zusatz- lungen kann auf verschiedene Art erfolgen. Beispielslich mit der Primärwicklung verkettete Streuleitwert weise enthalten die Stränge der Primärwicklung jebewirken, daß für einen bestimmten, gewünschten weils eine Reihenschaltung der beiden Teilwicklunprimären Netzstrom, der der Grundschwingung der 65 gen. Die Primärschaltung kann dabei im Stern oder Durchflutung entspricht, und damit für eine be- im Dreieck geschaltet sein und enthält für die Sternstimmte Vormagnetisierung, die dem Mittelwert der schaltung vorteilhaft eine weitere Dreieckwicklung, Durchflutung entspricht, die durch die primäre Netz- deren Einzelheiten weiter unten noch genauer be-

schrieben sind. Die Stränge der Gleichstromwicklung einander geschaltet sind, sind in Reihe geschaltet. Die ^sc

sind für diese beiden Fälle parallel angeordnet, wo- Gleichspannung ist an die beiden Enden dieser bj

bei eine Gleichstromquelle über die beiden Stern- Reihenschaltung angeschlossen. Die Dreieckwicklung f ü

punkte einspeist. kann über eine lineare Drossel A_v geschlossen sein,

Sie können aber auch nach Art eines offenen Poly- 5 die durch einen Schalters zu überbrücken ist. Für be

gons geschaltet sein, in das eine Gleichstromquelle die Vorschaltdrossel gilt die Bemessungsregel, daß zv

einspeist, deren Leistung beispielsweise über Gleich- ihr Leitwert das Zwölffache des mit der Gleichstrom- se

richteranordnungen aus dem Drehstromnetz bezogen wicklung verketteten magnetischen Leitwerts eines G

werden kann. gesättigten Kernes beträgt.

In dieser Ausführung der Gleichstromwicklung io . . *<

können die Teilwicklungen der Primärwicklung auch scnaitung s \r ι g. ν st

vorteilhaft einander parallel geschaltet sein, wobei Die Primärwicklung PW ist im Dreieck geschaltet. ft

dann die parallelgeschalteten Wicklungen wiederum Im Zuge der Wicklung PW kann in jeder Phase je se

als Ganzes im Stern oder im Dreieck angeordnet sein eine Drossel Λ_ν liegen, die durch Schalter S über- di

können. »5 brückt werden können. Die Gleichstromwicklung G W

Die beschriebenen Schaltungsvarianten sollen an ist wie in Schaltung 4 angeordnet. Die Leitwerte der g^l

Hand der Figuren noch näher erläutert werden, wo- VorschalUlrosseln betragen hier das Vierfache des

bei immer vorausgesetzt ist, daß alle Teilwicklungen mit der Gleichstromwicklung verketteten Leitwerts st

und die Vordrosseln gleiche Windungszahlen be- eines gesättigten Kernes, vermindert um das Doppelte k^l

sitzen. Diese vereinfachende Annahme bedeutet je- ao des mit der am Netz liegenden Primärwicklung zu- K

doch keine Einschränkung auf den damit beschrie- sätzlich verketteten Leitwerts pro Kern. bi

benen speziellen Fall. _{SchaUung 6 (F} j _{g 3)}

Schaltung 1 (Fig. 1) Gegenüber Schaltung 4 entfällt die Dreieckwick- π

Die am Netz liegende Primärwicklung PW ist im as lung DW mit der Drossel A_v und dem Schalter S. h

Stem geschaltet. Die Anordnung besitzt eine Drei- Anstelle der primären Sternwicklung kann in den ei

eckwindung DTV und eine im Stern geschaltete Schaltungen 1, 3, 4, 6 auch eine Zickzackschaltung d

Gleichstromwicklung GW, wobei zwei zur gleichen verwendet werden. fi

Phase gehörende Teilwicklungen gegeneinander ge- Die bisher beschriebenen Schaltungen waren so

schaltet sind (Gegenreihenschaltung). An den beiden 30 aufgebaut, daß die beiden zu einer Phase gehörenden η

Stempunkten der Gleichstromwicklungen liegt die Teilkerne auf der Wechselstromseite in Reihe ge- ^ll

Gleichspannung I/_. Gemäß einer besonderen Aus- schaltet sind. Es ist auch möglich, die beiden Teil- ^f

gestaltung der Erfindung kann die Anordnung mit kerne parallel zu schalten. Da dann die geradzahligen ^

einer Vorschaltdrossel entweder im Primärkreis, im Harmonischen innerhalb dieser Parallelschaltung

Kreis der Dreieckwicklung oder im Gleichstromkreis 35 fließen können, kann man dabei die Phasenstränge ti

zur weiteren Eliminierung der Stromharmonischen der Gleichstromwicklung in Reihe schalten wie bei 5

ausgerüstet sein. In der Schaltung 1 befindet sich den Schaltungen 4, 5, 6. Es sind dann folgende Schal- ^v

diese Drossel A_v im Gleichstromkreis und ist so aus- tungen möglich: 1

gelegt, daß ihr magnetischer Leitwert das Vierfache /

des mit der Gleichstromwicklung verketteten magne- 40 bcnaltung 7 (ti g. 5)

tischen Leitwerts eines gesättigten Kernes beträgt. Die am Netz liegende Wicklung PW ist im Stern '

Parallel zur Drossel A_v ist ein Überbriickungsschal- geschaltet. Die Anordnung besitzt eine Dreieckwick- *

ter S angeordnet. lung DW. Hier können die zu einer Phase gehören- '

«ί 1, it oi (ν 9ϊ ^den Teilwicklungen in Reihe oder parallel geschaltet ί

acnaiiung λ <r 1 g. z; _{45 werden D}j_e Gleichstromwicklung GW ist im Dreieck <

Die Primärwicklung PW ist im Dreieck geschaltet. geschaltet. Im Zuge der Dreieckschaltung liegt die

• Die Gleichstromwicklung GW ist im Stern geschaltet Gleichspannungseinspeisung U _. ' (3 Phasen parallel). Die Gleichspannung ist an die

beide» Sterapunkte angeschlossen. In Reihe zur Schaltung8 (Fig.6)

Gleichspannungsquelle kann one lineare Drossel A_v 50 Die Primärwicklung PW ist im Dreieck geschaltet,

mit parallelem Überbrückungsschalter S liegen. Diese Die Gleichstromwicklung GW ist wie bei Schaltang 7

Drossel ist so bemessen, daß ihr magnetischer Leit- ausgeführt

wert das Vierfache des mit der Gleichstromwicklung e t. 1 »λ? c\ verketteten magnetischen Leitwerts eines gesättigten Schaltung 9 (F 1 g. 5) Kerns plus dem Zweifachen des mit der am Netz 55 Gegenüber Schaltung? entfällt die Dreieckwickliegenden Primärwicklung zusätzliche verketteten wicklung DW. Leitwerts pro Kern beträgt. Anstelle der primären Sternschaltung kann bei den

c~K„it,„,„ t n:·„ i\ Schaltungen? und 9 auch eine Zickzackschaltung

Schaltung 2 (F 1 g. 1) verwendet werden.

Gegenüber Schaltung 1 entfallen die Dreieckwick- 60 In bekannter Weise können die sechs erforderlangen DW sowie die Drossel A, and der Schalters liehen magnetischen Kreise durch sechs Teükerne im Gleichstromkreis. konstruktiv ausgeführt werden. Die Fig. 7 bis 13 o^K,ih,„„a πϊϊ« « zeigen dazu einige Möglichkeiten. Schaltung 4 (Fig.3) _Fi&7 ae^enien Teffl-ern in Zweischenkel-Aus-Die am Netz liegende Wicklung PW ist im Stern «3 fuhrung, wobei ein oder beide Schenkel Wicklungen geschaltet. Die Anordnung besitzt eine Dreieckwick- tragen können. F i g. 8 zeigt eine Dreischenkel-Aushrag DW. Die Phasenstränge der Gteiick- führung. Hier kann der mittlere Schenkel die Wicklang GW, deren beide Wicklangen pro Phase gegen- langen tragen, die äußeren Schenkel dienen als Rück-

Schlüsse. Bei den Anordnungen nach F i g. 7 und 8 bilden sechs solcher Kerne eine Einheit. Sie können für alle erwähnten Schaltungen angewendet werden.

Fig. 9 zeigt einen Dreieckschenkelkern. Die beiden äußeren Schenkel tragen die Wicklungen zweier Teilkerne. Der Mittelschenkel dient als Rückschluß entweder für den Wechselfluß oder für den Gleichfluß.

Fig. 10 zeigt eine Anordnung, bei der die bewikkeUen Schenkel zusammengefaßt sind. Die Gleichstromwicklungen sind um je eine Schenkelhälfte geführt. Die gemeinsame Wechselstromwicklung umschließt beide Schenkelhälften. Der dritte Schenkel dient als Rückschlußschenkel.

In F i g. 11 ist dieser Rückschlußschenkel ebenfalls gespalten und trägt die entsprechenden Wicklungen.

Je drei Kerne nach Fig. 9, 10, 11 bilden eine Drehstromeinheit. Die Kernformen nach diesen Figuren können für die Schaltungen 1 bis 6 verwendet werden, Kernform nach F i g. 9 auch für die Schaltungen 7 bis 9.

Fig. 12 zeigt einen Achtschenkelkern. Die beiden äußeren Schenkel dienen als Rückschluß. Die sechs mittleren Schenkel tragen die entsprechenden Wicklungen so, daß zwei nebeneinanderliegende Schenkel entgegengesetzt vormagnetisiert sind. Diese Kernform, die eine komplette Drehstromeinheit darstellt, kann für alle Schaltungen verwendet werden.

In Fig. 13 sind je zwei der entgegengesetzt vormagnetisierten Teilschenkel zusammengefaßt und tragen eine gemeinsame Wechselstromwicklung. Diese Ausführungsform kann für die Schaltungen 1 bis 6 Anwendung finden.

Läßt man bei den Schenkelformen nach Fig. 12 und 13 die Rückschlußschenkel weg, so können Schaltungen Anwendung finden, die eine Dreieckwicklung haben. Es sind dies bei der Kernform nach Fig. 12 die Schaltungen 1, 2, 4, 5, 7, 8 und bei der Anordnung nach Fig. 13 die Schaltungen 1, 2, 4, 5.

Die in den Fig. 7 bis 13 gezeigte Wicklungsanordnung entspricht der Schaltung 2, die eine Wechselstrom- und eine Gleichstromwickhing enthält. Zusätzlich vorhandene Dreieck- oder Sekundärwicklungen sind entsprechend der Wechselstromwicklung anzuordnen.

Die erfindungsgemäße Anordnung ist mit einer Glcichspannungsquelle versehen, für die alle bekannten Einrichtungen Anwendung finden können, die z. B. zur Erregung von Phasenschiebern dienen. Die Erreguns kann über entsprechende Meßglieder in Abhängigkeit von Spannung, Strom, cos φ. Wirk- und Blindleistung selbsttätig beeinflußt werden, so daß bei Änderung einer oder mehrerer dieser Größen ein selbsttätiger Regclvorgang eingeleitet wird Eine entsprechend dimensionierte Stoßerregung kann das dynamische Verhalten verbessern.

Die einzelnen Teilkeme können mit einem oder mehreren l.uftspalten versehen sein. Damit entsteht eine Kombination einer linearen Drossel mit einer regelbaren Drossel.

Werden in einem Net? mehrere Einheiten der beschriebenen Ausführungsarten benötigt, so kann man zusatzlich die bekannte Tatsache ausnutzen, daß die Obcrschvnngungcn der Ordnungszahl; - 5, 7, 17. IQ. . aus dem gemeinsamen Primärstrom zweier Einheiten herausgefallen, wenn die Grundwcllen fliissc der Kernt gleich groß, aber um 30" gegeneinander phasenverschoben sind Solche Möglichkeiten bestehen für die Schaltungen 1 und 2 bzw. 4 und 5 bzw. 7 und 8. Der gemeinsame Netzstrom einer solchen Kombination enthält nur noch die Oberschwingungen der Ordnungszahl γ = 11, 13, 23, 25,....

wenn die Vormagnetisierung für beide Einheiten gleich ist und die einzelnen Gruppen der Harmonischen etwa gleiche Bedingungen vorfinden.

Unter den gleichen Voraussetzungen kann man drei und mehr Einheiten zu einer Gruppe zusammenfassen, indem man den Einheiten entsprechende Primärwicklungen gibt, die bei η Einheiten eine jeweilige

Phasenverdrehung um - bewirken. Das kann z. B.

durch entsprechende Zickzackschaltungen erreicht werden.

Alle besprochenen Einheiten können durch eine oder mehrere entsprechende Zusatzwicklungen zu einem Transformator ergänzt werden und so der Energieverteilung und der Ladestrom-Kompensation dienen.

Die Anordnung gemäß der Erfindung kann direkt an die Leitung angeschlossen werden und verbleibt an der Leitung, auch wenn der Transformator abgeschaltet wird. Sie kann natürlich auch an eine ent-

»5 sprechende Tertiärwicklung eines Hochspannungstransformators angeschlossen werden.

Mit Hilfe der Anordnung nach der Erfindung können parallele Kondensatorbatterien geregelt werden, ohne daß hierzu komplizierte und teure Schaltvorrichtungen benötigt werden. Die Kondensatorbatterie kann entweder an die Tertiärwicklung eines Hochspannungstransformators angeschlossen sein, oder an eine geeignete vorhandene oder zusätzliche Mittelspannungswicklung der regelbaren Drosselanordnung.

Der Blindstrom kommt dadurch zustande, daß durch die Vormagnetisierung ein Gleichfluß erzeugt wird, der den Wechselfluß in die Sättigung treibt. Dadurch entstehen Flußkuppen oberhalb der Sättigungs-"renze. Diese Flußkuppen sind der Kerndurchflutung über den Leitwert des geättigten Kernes proportional. Durch harmonische Analyse dieser Durchrlutungskuppen ergeben sich die einzelnen Harmonischen der Durchflutung.

Tn den Schaltungen 1, 2, 7, 8 sind keine Oberschwingungen unterdrückt. Die Flußkuppe besteht aus einer Sinuskuppe, da der Flußverlauf auch unter Berücksichtigung des Streuflusses praktisch keine Oberschwingungen enthält und sinusförmig bleibt.

Bei steigendem Gleichfluß wird die Sinuskuppe immei breiter und schließlich zur Sinushalbschwingung (Fig. 14).

Hierbei verläuft die eine Flußhalbschwingung im ungesättigten, die andere im gesättigten Teil der Ma gnetisierungskennlinie. Eine solche Durchflutungs halbschwingung enthält keine ungeraden Oberschwin gungen. d. h.. der Primärstrom ist für die Vormagnetisierung sinusförmig.

Wenn der Primärstrom sinusförmig ist, und dk Durchflutung aus einer Sinushalbschwingung besteht, beträgt der Sättigungswinkel eines Kerne-2,"!- 180\ Die harmonische Analyse der Durchflu tuncskiippen ergibt nun ganz allgemein bei den Schal tuncen 1. 2. 7. 8, daß mit steigendem Gleichstron (Mittelwert der Kuppe) der relativeOberschwingungs gehalt des Pnmärstromes kleiner wird, wenn bei kon Manien I eitwerten der Sättigungswinkel größer win und du Durchflutungskuppen sich verbreitem. Bc

ίο

Sättigungswinkeln größer als 2/3 = 180° ist der Oberschwingungsgehalt 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 Fig. 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 Φ_Β 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 ₍i₂o°) bzw. Φ(ΐ8ο·) 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 = Λ. V porportional, die die Sättigungsgrenze Φ₅ übersteigt, wenn der Wechselfluß durch einen Gleichfluß angehoben wird. Das Flußmaximum liegt bei ωί = 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 Oberschwingungen unterdrückt sind (Schaltungen 3, 4, 5, 6, 9), entstehen Durchflutungsgebilde, die sich aus mehreren phasenverschobenen Kuppen so zusammensetzen, daß die Durchflutung die unterdrückten Oberschwingunger nicht enthält, dafür treten sie im Fluß und damit ir 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 Diirchflutung 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 Fig. 15 bis 20 ze:igen jeweils von oben nach unten den Fluß oberhalb der Sättigungsgrenze (der über die Leitwerte der Durchflutung proportional ist), den Fluß unterhalb der Sättigungsgrenze und den Pnmärstrom 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

ses, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Strang Patentansprüche: *·—' der im Dreieck geschalteten Primärwicklung (PW) eine Vorschaltdrossel (Av) angeordnet ist, deren

1. Anordnung zur statischen Erzeugung Steuer- Leitwert das Vierfache des mit der Gleichstrombarer sinusförmiger Blindströme in Drehstrom- S wicklung (GWO verketteten magnetischen Leitnetzen mittels einer gleichstromvormagnetisierten werts eines gesättigten Kerns, vermindert um das Drosselanordnung, bei welcher jeder Strang einer Doppelte des mit der am Netz liegenden Primärin Stern oder Dreieck geschalteten einspeisenden wicklung (PWO zusätzlich verketteten Leitwerts Primärwicklung in zwei gleich große Teilwicklun- pro Kern, beträgt.

gen aufgeteilt ist, die je für sich einen getrennten io 5. Anordnung nach Anspruch 1 mit zusätzli-

magnetischen Kreis erregen, der außer der Pri- eher Wechselstrom-Dreieckswicklung und in

märwicklung eine Gleichstromwicklung enthält, Reihe geschalteten Phasensträngen des Gleich-

die jeweils ebenfalls in zwei gleich große Teilwick- Stromkreises, dadurch gekennzeichnet, daß die

lungen unterteilt ist, die einem Phasenstrang ent- Dreieckwicklung mit einer Vorschaltdrossel (Λ_ν)

sprechen, jeweils zu zweit in Reihe geschaltet, 15 ausgestattet ist, deren Leitwert das Zwölffache

aber gegensinnig gewickelt sind, und wobei die des mit der Gleichstromwicklung (GWO verkette-

drei Phasenstränge des Gleichstromkreises ent- ten magnetischen Leitwerts eines gesättigten Kerns

weder in Reihe oder parallel geschaltet sind und beträgt,
von einer gemeinsamen Gleichspannungsquelle

erregt werden und im Falle der Sternschaltung der ao

Teilwicklungen der Primärwicklung zusätzlich

jeder magnetische Kreis mit einer von zwei pro Die Enmdung bezieht sich auf eine Anordnung Phase Serien- oder parallelgeschalteten Teilwick- zur statischen Erzeugung steuerbarer sinusförmiger lungen einer Wechselstrom-Dreieckswicklung ver- Blindströme in Drehstromnetzen mittels einer gleichsehen 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 zwei in ihren Abmessungen und Daten so aufeinander gleich große Teilwicklungen aufgeteilt ist, die je für abgestimmt sind, daß der verkettete Leitwert der sich einen getrennten magnetischen Kreis erregen, der Gleichstromwicklung (GW) bei gesättigtem Kern 30 außer der Primärwicklung eine Gleichstromwicklung und der zusätzlich mit der Primärwicklung (PW) enthält, die jeweils ebenfalls in zwei gleich große Teilverkettete Streuleirwert bewirken, daß für einen wicklungen unterteilt ist, die einem Phasenstrang entbestimmten, gewünschten primären Nennstrom. sprechen, jeweils zu zweit in Reihe geschaltet, aber der der Grundschwingung der Durchflutung ent- gegensinnig gewickelt sind, und wobei die drei Phaspricht, und damit für eine bestimmte Vormagne- 35 senstränge des Gleichstromkreises entweder in Reihe tisierung, die dem Mittelwert der Durchfluiung oder parallel geschaltet sind und von einer gemeinentspricht, die durch die primäre Netzspannung samen Gleichspannungsquelle erregt werden und im in ihrer Größe bestimmte primäre Flußgrund- Falle der Sternschaltung der Teilwicklungen der Prischwingung die magnetische Sättigungsgrenze in märwicklung zusätzlich jeder magnetische Kreis mit einem Bereich überschreitet, dessen Breite zwi- 40 einer von zwei pro Phase serien- oder parallelgeschalschen etwa 20=90° el. Breite und 2/? = 270 el. teten Teilwicklungen einer Wechselstrom-Dreieck-Breite, bezogen auf die Grundschwingung, liegt. wicklung versehen ist.

wobei fi der halbe Winkelbereich ist, in dem ein Derartige besonders erzeugte Blindströme dienen

Kern sich in Sättigung befindet, indem der magne- der Kompensation der insbesondere in Netzen mit

tische 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 Phasensträngen des Gleichstromkreises, da- langen.

durch gekennzeichnet, daß in der gemeinsamen Nun sind eine ganze Reihe von statischen Anord-Zuleitung des Gleichstromkreises eine Vorschalt- 50 nungen cux Erzeugung von Blindleistung in Wechseldrossel (A_v) 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 Primänvicklung (PW) zusätzlich SS 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 dereher Wechselstrom-Dreieckwicklung und parallel- artiger Drosseln, und die Lösung hat denn auch im geschalteten Phasensträngen des Gleichstromkrei- Elektromaschinenbau keine große Verbreitung getes, dadurch gekennzeichnet, daß in der gemein- 60 funden (DT-PS 849 580).

tarnen Zuleitung des Gleichstromkreises eine Vor- Es ist ferner eine Lösung bekanntgeworden, die

schaltdrossel (Λ_ν) angeordnet ist, deren Leitwert vom gleichen Prinzip ausgeht, jedoch für jede Phase

4as Vierfache des mit der Gleichstromwicklung des Drehstromsystems für den vormagnetisierenden

(GWO 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 dlieser Lösung sind nach geschalteter Primärwicklung und in Reihe ge- wie vor vier Schenkel oro Phase erforderlich (DT-PS schalteten Phasensträngen des Gleichstromkrei- 1000 510).