DE2000625C - Anordnung zur Spannungskonstant haltung in elektrischen Anlagen mit wechselnder gelastung - Google Patents

Description

spule sowie Ausführungsbeispiele an Hand der schaltet und auf einem Magnetkern 6 zusammen mit

Zeichnungen erläutert. Es zeigt einer als Regelelement der Gegeninduktivität dienenden

F i g. 1 den Schaltplan der erfindungsgemäßen gleichstromgespeisten Vormagnetisierungswicklur.g 7

Anordnung, angeordnet.

F i g. 2 eine schematische Darstellung der Anord- 5 Der Magnetkern ist mit unmagnetischen Spalten 8

nung mit einem aus zwei ferromagnetischen Hohl- ausgeführt. Die Wechselstromwicklung 4 ist in Reihe

zylindern bestehenden Magnetleiter, mit einem Verbraucher 9 und die Wechselstrom-

F i g. 3 eine schematische Darstellung der Anord- wicklung 5 in Reihe mit einem Verbraucher 10 ge-

nung nut einem einen inneren Längskanal aufweisenden schaltet.

Magnetleiter. ₁₀ Unter Vernachlässigung der Wirkwiderstände des

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist eine Speiscqueüe 1 Netzes und der Wechselstromwicklungen 4 und 5 der

mittels einer durch ihre Induktivität dargestellten Doppeldrosselspule 3 kann man folgende Gleichungen

Leitung 2 mit einer Doppeldrosselspule 3 verbunden. für die Ermittlung der Spannungsverluste im elek-

Die Wechselstromwicklungen 4 und 5 der Doppel- frischen Netz im Zweig von der Spannungsquelle I

drosselspule 3 sind entgegengesetzt in Reihe ge- 15 bis zum Verbraucher 9 aufstellen:

A U₉ = U₁ - U₉ = I₁ · sin φ, ■ (X_L rX+ -Vs₄) + /„ · Sin φ₁₀ ■ (Xl -KX) (D

und im Zweig von der Spannungsquelle 1 bis zum Verbraucher 10:

/IiZ₁₀= U₁-U₁₀ -= I₁₀- sin <f_l0-(X_L + K¹ X + Xs_s) - I_t-sin φ₉-(Xl-KX) CD

anwenden, worin bedeuten: dargestellt. Die Drosselspule 3 hat einen Magnetkern 6.

U₁ - Schienenspannung der Speisequeüe; ^{der aus einem aus} ^""u" ,Transformatorblechen

,, ,, _vt _, ,,,,'«. 35 geschichteten inneren Hohlzyhnder 12 und einem

U₉, U₁₀- Klemmenspannung der Verbraucher 9,10; |_oaxia, _angeordneten äußeren Hohlzylinder 11 bc-

/₉, Z₁₀ — Stromstärke der Verbraucher 9, 10; steht. Zwischen diesen Zylindern befindet sich der

9"9. <Pw — Phasenwinkel zwischen Strom und Span- unmagnetische Spalt 8.

nung beim Verbraucher 9, 10; In Nuten 13 des äußeren Hohlzylinders Il sind die

Xl — Induktivität der Leitung 2· 30 Wechselstromwicklungen 4 und 5 eingelegt, die su

X - durch den gemeinsamen 'die Wechsel- angeordnet sind daß die Bildung eines Drehfeldes

Stromwicklungen 4 und 5 durchsetzenden gewährleistet wird. Der äußere Hohlzyhnder II w.rd

Magnetfluß bedingte Induktivität der von der gleichstromgespe.sten Vormagnetis.erungs-

Wechselstromwicklungen; wicklung 7 teilweise so umgeben daß sich eine

_v ν , . ,.. -._. . ... ' . ,, 35 zirkuläre (ringartige), in Umfangsnchtung verlaufende

JT₅₄, Xs₃ - Indukbvfeten der Wechselstromwicklun- vormagnetisiirunl ergibt.

gen 4 und 5, bedingt durch ihre Streu- _{Jn F i g} 3 _{igt ejn weiteres} Ausführungsbeispiel der

_w ^vsse' Doppeldrosselspule dargestellt. Diese Doppeldrossel-

K = —- — Verhältnis der Windungszahl der Wechsel- spule hat einen Magnetkern 6, der aus einzelnen aus

^wi Stromwicklung 4 zur Windungszahl der *° dünnen Transformatorblechen geschichteten und durch

Wechselstromwicklung 5. unmagnetische Spalte 8 geteilten Paketen 14 besteht.

Auf dem Magnetkern 6 sind die Wechselstrom-Aus der Gleichung (I) geht hervor, daß der gegen- wicklungen 4 und 5 angeordnet. Innerhalb des seitige Einfluß der Verbraucher bei Erfüllung der Magnetkerns 6 ist ein Längskanal 15 vorgesehen, in Bedingung 45 dem sich die gleichstromgespeiste Vormagnetisierungswicklung 7 befindet. Das dabei zur Anwendung kom-

Xl = KX (III) mende Prinzip der Quervormagnetisierung des Magnetkerns ist als solches bekannt (z. B. deutsche Patent-

voCkommen ausgeschlossen wird. schrift 911 293).

Zur Erfüllung der Bedingung (III) wird eine be 50 Eine derartige konstruktive Lösung erlaubt die stimmte Stromstärke in der gleichstromgespeisten Fertigung von Doppeldrosselspulen für elektrische Vormagnetisierungswicklung 7 eingestellt, so daß die Anlagen, die für sehr hohe Spannungen, z. B. für Größe KX der Größe der Induktivität Xl entspricht. 110 kV und darüber, ausgelegt sind. Die Anordnung Die konstante Größe der Induktivität Xl bei sich an- ermöglicht die vollständige Beseitigung des störenden dernder Belastung der Verbraucher 9 und 10 wird 55 gegenseitigen, durch den Widerstand des elektrischen dadurch erreicht, daß der Magnetkern 6 unmagnetische Netzes bedingten Einflusses der Verbraucher, zeichnet Spalte 8 aufweist, die im Pfad des für beide Wechsel- sich durch geringe installierte Leistung aus, enthält Stromwicklungen 4 und 5 gemeinsamen Magnetflusses keine beweglichen Teile, wodurch die Betriebssicherliegen, heit erhöht wird, und trägt zur Verminderung des Dabei muß der Magnetkern 6 zwecks Verminderung So Kurzschlußstromes bei. Die stabilisierenden Eigender Leistungsaufnahme der gleichstromgespeisten Vor- schäften der beschriebenen Anordnung sind weder magnetisierungswicklung 7 so aufgebaut sein, daß die von der Frequenz noch von der Höhe der Änderung unmagnetischer; Spalte 8 nicht im magnetischen Kreis sowohl symmetrischer als auch asymmetrischer Bedes von der gleichstromgespeisten Vormagnetisierungs- lastungen abhängig. Außerdem wird die Kurvenform wicklung 7 erzeugten Magnetflusses liegen. Eines der 65 der von der Speisequelle zugeführten Spannung bei-Ausführungsbeispiele der Anordnung ist in F i g. 2 behalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 Wechselspannungswicklungen bei einer Stoßbelastung Patentansprüche: in einem Verbrauchernetzteil, z.B. Blindlaststöße, Spannungsänderungen im vorgeschalteten, speisenden

1. Anordnung zur Spannungskonstantbaltung in Netz nicht auftreten (vgl. auch deutsche Auslegeschrift elektrischen Anlagen mit wechselnder Belastung, 5 1 192 737). Die Lösung des letzteren Problems ist die aus mindestens zwei sich induktiv beein- umumgänglich bei Wechselstromleitungsschaltungen, fiussenden, miteinander verbundenen, eingangs- d. h. auf dem Anwendungsgebiet der Erfindung. Bei seitig gemeinsam über eine induktivitätsbehaftete einer bekannten Wechselstromleistungsschaltung, deren Leitung an eine Speisequelle angeschlossenen, Generator mit beachtlicher Streuflußreaktanz eine flußmäßig entgegengesetzt wirkenden Wechsel- io gleichbleibende und eine veränderliche Last versorgt, Spannungswicklungen besteht, die ausgangsseitig erfolgt die Stromaufteilung über einen Transformator jeweils mit getrennten Verbrauchern verbunden und (deutsche Offenlegungsschrift 1 806 545). Um das auf einem Magnetkern angeordnet sind, der PoUntial der Klemme für die gleichbleibende Bemindestens einen unmagnetischen Spalt im gemein- iastung frei von Veränderungen durch die veränderliche samen Magnetnußkreis der Wechselstromwick- 15 Belastung zu halten, liegt dieser bekannten Anordnung lungen aufweist, dadurch gekennzeich- die Bemessungsregel zugrunde, daß das Produkt der η e t, daß außer ^en Wechselstromwicklungen (4,5) Reaktanz einer Drossel, die parallel zur Primärwicklung noch eine gleichstromgespeiste Vormagnetisierungs- des Transformators liegt, mit dem Verhältnis der wicklung (7) derart auf dem Magnetkern (6) an- Wicklungszahlen des Transformators gleich der Streugeordnet ist. daß der von ihr erzeugte Gleichfiuß 20 Rußreaktanz des Wechselstromgenerators sein muß. sich nur über spaltfreie Kernabschnitte schließt Läßt man die Drossel weg, so ist die Reaktanz der und in seiner G^Töße derart vorgegeben ist, daß das Primärwicklung des Transformators entsprechend zu Produkt der durch den Gleichfluß veränderbaren bemessen.

Reaktanz der Wechselstromwicklungen (4,5) mit Der vorliegenden Erfindung ist die Aufgabe zudem Verhältnis ihrer Windungszahlen der Reaktanz 35 gründe gelegt, eine bauliche einfache, wirtschaftliche der Zuleitung (2) entspricht (F i g. 1). und wirksame Anordnung (Doppeldrosselspule) zur

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- Spannungskonstanthaltung in elektrischen Anlagen kennzeichnet, dn3 der Magnetkern (6) aus zwei mit wechselnder Belastung zu schaffen, die es ermögkoaxialen Hohlzylindern (11,12^X besteht und die licht, den störenden gegenseitigen Einfluß der Ver· Wechselstromwicklungen im Falle mehrerer Phasen 30 braucher zu beseitigen.

in Nuten (13) eines Hohlzylin^rs (11) derart Die Lösung dieser Aufgabe geht aus von einer räumlich angeordnet sind, daß sich ein Drehfeld Anordnung der eingangs genannten Gattung und ergibt, und daß die Vormagnetisierungswicklung (7) besteht erfindungsgemäß darin, da3 außer den Wechselauf dem Magnetkern (6) derart angeordnet ist, Stromwicklungen noch eine gleichstromgespeiste Vordaß sich eine ringartige, in Umfangsrichtung ver- 35 magnetisierungswicklung derart auf dem Magnetkern laufende Vormagnetisierung eines oder beider angeordnet ist, daß der von ihr „n--eugte Gleichfluß Hohlzylinder (11,12) ergibt (F i g. 2). sich nur über spaltfreie Kernabschnitte schließt und

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- in seiner Größe derart vorgegeben ist, daß das Produkt kennzeichnet, daß der Masmetkern (6) mit den der durch den Gleichfluß veränderbaren Reaktanz darauf angeordneten Wechselstromwicklungen (4,5) 40 der Wechselstromwicklung mit de.n Verhältnis ihrer einer inneren Lähgskanal (15) aufweist, in dem Windungszahlen der Reaktanz der Zuleitung entdie mit Gleichstrom gespeiste Vormagnetisierungs- spricht.

wicklung (7) angeordnet ist, so daß eine Quervor- Vorteilhaft wird bei dieser Anordnung eine Doppelmagnetisierung des Magnetkerns gewährleistet ist drossel mit Magnetkern verwendet und nicht nur der (F i g. 3). +5 nachteilige Einfluß einer Belastungsänderung eines Verbrauchers beseitigt, sondeni durch Vormagnetisierung mittels einer Gleichstromwicklung die Reaktar.z im Kopplungsbereich der Arbeitswicklungen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur geändert, wodurch der gegenseitige Einfluß der Spannungskonstanthaltung in elektrischen Anlagen 50 Verbraucher unterbunden wird,
mit wechselnder Belastung, die aus mindestens zwei Der Magnetleiter der Doppeldrosselspule kann in

»ich induktiv beeinflussenden, miteinander verbun- zweckmäßiger Weise mit zwei koaxialen ferromagne- denen, eingangssseitig gemeinsam über eine indukti- tischen Hohlzylindern und mit einer solchen Anordvitätsbehaftete Leitung an eine Speisequelle ange- nung der Arbeitswicklungen ausgeführt sein, daß die KhJossenen, flußmäßig entgegengesetzt wirkenden 55 Bildung eines Drehfeldes erzielt wird. Mit gleich-Wechselspannungswicklungen besteht, die ausgangs- stromgespeisten Wicklungen, die den Magnetleiter seitig jeweils mit getrennten Verbrauchern verbunden teilweise oder ganz umgeben, ist dann eine zirkuläre und auf einem Magnetkern angeordnet sind, der Vormagnetisierung sichergestellt, mindestens einen unmagnetischen Spalt im gemein- Es ist auch eine andere bauliche Ausführung der

samen Magnetflußkreis der Wechselstiomwicklungen 60 doppelten Drosselspule zweckmäßig, und zwar kann aufweist. der Magnetleiter mit darauf sitzenden Arbeitswick-

Eine solche Anordnung kann in der Impulstechnik lungen einen inneren Längskanal für die mit Gleichzur Aufteilung eines Wechselstromsignals dienen strom gespeisten Wicklungen aufweisen, wodurch eine (schweizerische Patentschrift 336 894). Im Vorder- Quervormagnetisierung des Magnetleiters gewähr- grund steht dabei die sinusoidale Übertragung bei 65 leistet wird.

rinem Ubertragungsfaktor von L_- Gleichzeitig wird Zum besseren Verständnis der Erfindung werden

eine gewisse Spannungsstabilität bezweckt und erreicht, nachfolgend die theoretische Begründung der Wiriu durch die flußmäßig entgegengesetzt wirkenden kungsweise der erfindungsgemäßen Doppeldrossel-