DE2227772C3

DE2227772C3 -

Info

Publication number: DE2227772C3
Application number: DE19722227772
Authority: DE
Priority date: 1971-06-19
Filing date: 1972-06-07
Publication date: 1976-05-20

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen dreiphasigen Gleichrichtertransformator. der je Phase eine Primärwicklung und zwei Sekundärwicklungen aufweist. welche Sekundärwicklungen um 30 Grad versetzte Spannungen abgeben und mit zwei dreiphasigen Gieichrichter-Brückenschaltungen verbunden sind, die über eine gemeinsame Ausgleichsdrossel einen Gleichstromkreis speisen. Ein derartiger Gleichrichtertransformator ist bereits bekannt (CH-PS 2 04 063).The invention relates to a three-phase rectifier transformer. one primary winding per phase and has two secondary windings. which offset secondary windings by 30 degrees Output voltages and are connected to two three-phase rectifier bridge circuits, the A direct current circuit via a common equalizing choke Food. Such a rectifier transformer is already known (CH-PS 2 04 063).

Transformatoren der vorgenannten Art werden häufig in Flugzeugen zur Gleichstromversorgung verwendet. Um hierbei die Größe und das Gewicht möglichst klein zu halten, wird die Windungszahl des Transformators so gering wie möglich gehalten. Dies macht jedoch die Einstellung des Windungsverhältnisses zur Steuerung des Spannungsausganges der beiden Gleichrichter schwierig, da dieser im wesentlichen genau gleich se,η muß. da jede Differenz, zu einer ungleichen Verteilung des Gesamtbelastungssiromes führt, was eine Beschädigung einer Gruppe der Sekundärwicklungen zur Folge haben kann. Bei Anlagen, bei denen die Größe und das Gewicht ohne Bedeutung sind, kann in den Primärwicklungen und in den Sekundärwicklungen eine ausreichende Anzahl von Windungen verwendet werden, um den erforderlichen Spannungsausgleich zu erreichen indem einige Windungen bei einer Gruppe der Wicklungen hinzugefügt oder weggenommen werden. Bei Flugzeugen, bei denen die Größe und das Gewicht dieser Anlagen jedoch so klein wie möglich gehalten werden soll, ist dies nicht möglich.Transformers of the aforementioned type are often used in aircraft for direct current supply used. In order to keep the size and weight as small as possible, the number of turns of the Transformer kept as low as possible. However, this makes the setting of the turns ratio difficult to control the voltage output of the two rectifiers, since this is essentially exactly the same as se, η must. since every difference, to one unequal distribution of the total burden, which leads to damage to a group of Secondary windings may result. For systems where the size and weight are without Meaning, there can be an adequate number of in the primary windings and in the secondary windings Turns are used to achieve the required tension equalization by adding a few turns added or subtracted from a group of windings. For aircraft where the However, if the size and weight of these systems are to be kept as small as possible, this is not possible.

Aus der schweizerischen Patentschrift 2 07 454 ist ferner bekannt, bei einem Transformator nach der obengenannten schweizerischen Patentschrift 2 04 063 Sterndreieck-Mischwicklungen zu verwenden.From the Swiss patent 2 07 454 it is also known in a transformer according to the Above-mentioned Swiss patent 2 04 063 star-triangle mixed windings to be used.

Bei der vorbekannteii Schaltung sind keine Maßnahmen getroffen worden, die es ermöglichen, den (>o Spannungsausgang der beiden Gleichrichter im wesentlichen genau gleich zu halten.With the known circuit there are no measures have been taken, which allow the (> o To keep the voltage output of the two rectifiers essentially exactly the same.

Aus dem Buch »Elektrische Maschinen«, von Bödefeld-Sequenz. Wien 1949, S. 40 ist es bekannt, auf einen Transformator drei Wicklungen aufzubringen. Ί5 wobei die mittlere Wicklung die Primärwicklung ist. während die innere und die äußere Wicklung die Sekundärwicklungen bilden. Irgendwelche Einrichtun-From the book "Electrical Machines", von Bödefeld sequence. Vienna 1949, p. 40 it is known on to apply three windings to a transformer. Ί5 where the middle winding is the primary winding. while the inner and outer winding die Form secondary windings. Any facility

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aen zum Abgleich der Ausgangsspannungen der Sekundär* icklungen sind jedoch nicht vorgesehen.aen to adjust the output voltages of the Secondary developments are not provided, however.

Aus der französischen Patentschrift 9 80 244 ist ein Transformator bekannt, bei dem zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung ein magnetisches Material zur Veränderung der magnetischen Kopplung angeordnet ist. Irgendeinen Hinweis darauf, wie ein solches Material bei einem Transformator mit drei Wicklungen anzuordnen ist. enthält diese Patentschrift jedoch nicht.From French patent specification 9 80 244 a transformer is known in which between the primary winding and the secondary winding a magnetic material for changing the magnetic coupling is arranged. Some indication of how such a material works in a transformer with three Windings is to be arranged. however, this patent does not contain it.

Dem Anmeldungsgegenstand liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, bei einem Transformator der eingangs genannten Art, den .Spannungsausgang der beiden Sekundärwicklungen im wesentlichen genau bleich zu halten.On the other hand, the subject of the application is Task is based on a transformer of the type mentioned, the .Voltages output of the to keep both secondary windings essentially exactly pale.

" Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß je Phase des Transformators die erste Sekundärwicklung innen auf den Kern, darüber die Primärwicklung und" außen die zweite Sekundärwicklung gewickelt sind und daß zwischen der Primärwicklung und der außenliegenden Sekundärwicklung ein magnetischer Nebenschluß zur Veränderung der magnetischen Kopplung zwischen der Primärwicklung und der außenliegenden Sekundärwicklung angeordnet ist."According to the invention this is achieved in that the first secondary winding for each phase of the transformer on the inside of the core, over it the primary winding and on the outside the second secondary winding are wound and that between the primary winding and the external secondary winding a magnetic Shunt to change the magnetic coupling between the primary winding and the external secondary winding is arranged.

Die Erfindung ermöglichst es. z. B. bei Flugzeugen, bei denen aus Gewichts- und Raumgründen die Zahl der Windungen der Transformaiorwicklungen möglichst klein sein muß, einen genauen Spannjngsabgleich bei Wicklungen mit kleinen Windungszahlen zu erreichen, insbesondere dann, wenn die Zahl der Windungen zu klein ist. um einen Spannungsausgleich durch Änderung der Windlingszahlen herbeizuführen.The invention makes it possible. z. B. in aircraft, where for weight and space reasons the number of Turns of the transformer windings must be as small as possible, an exact voltage adjustment Achieve windings with small numbers of turns, especially when the number of turns increases is small. to bring about a tension compensation by changing the number of diapers.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung erläutert, in erAn example embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing, in it

F i g. 1 eine Schaltung zur Umformung von Wechselstrom in Gleichstrom zeigt.F i g. 1 a circuit for converting alternating current in DC shows.

F ig. 2 zeigt perspektivisch einen erfindungsgemäßen Transformator.Fig. 2 shows a transformer according to the invention in perspective.

In Fig.l hat ein dreiphasiger Transformator 10 einen Kern 11 und drei Primärwicklungen 12 A. 12 ß, 12 C. Die drei Primärwicklungen sind sterngeschaltet an eine Dreiphasen-Dreidraht-Spannungsquelle angeschlossen. Eine erste Gruppe von drei Sekundärwicklungen 13 A, 13 B und 13 Cist dreieckgeschaltet und die Verbindungspunkte sind an die Kathoden von drei Gleichrichterdioden 14 A, 14 B, 14 Cund an die Anoden von drei Gleichrichterdioden 15 A, 15 B, 15 C gelegt. Eine zweite Gruppe von drei Sekundärwicklungen 16 A, 16 B und 16 C ist sterngeschaltet und die freien Enden der Sekundärwicklungen sind an die Kathoden von drei Gleichrichterdioden 17 A, 17 B, 17 Cund an die Anoden von drei Gleichrichterdioden 18 A. 18 B, 18 Cgelegt.In Fig.l a three-phase transformer 10 has a core 11 and three primary windings 12 A. 12 ß, 12 C. The three primary windings are star-connected to a three-phase three-wire voltage source. A first group of three secondary windings 13 A, 13 B and 13 C is delta-connected and the connection points are connected to the cathodes of three rectifier diodes 14 A, 14 B, 14 C and to the anodes of three rectifier diodes 15 A, 15 B, 15 C. A second group of three secondary windings 16 A, 16 B and 16 C is star-connected and the free ends of the secondary windings are connected to the cathodes of three rectifier diodes 17 A, 17 B, 17 C and to the anodes of three rectifier diodes 18 A. 18 B, 18 C laid.

Die Anoden der Gleichrichterdioden 14 und 17 sind zusammen und an eine negative Ausgangsklemme geschaltet. Die Kathoden der Dioden 15 sind zusammengeschaltet und an eine Seile einer Ausgleichsdrossel 19 gelegt. In gleicher Weise sind die Kathoden der Dioden 18 zusammengeschaltet und an die andere Seite der Ausgleichsdrossel 19 gelegt. Eine Mittelanzapfung an der Ausgleichsdrossel 19 ist mit einer positiven Ausgangsklemme verbunden.The anodes of rectifier diodes 14 and 17 are together and connected to a negative output terminal switched. The cathodes of the diodes 15 are interconnected and connected to a cable of a compensating choke 19 laid. In the same way, the cathodes of the diodes 18 are connected together and to the other side the compensating throttle 19 placed. A center tap on the compensating throttle 19 is positive Output terminal connected.

Die Schaltung nach Fig.l führt jedoch bei der Verwendung im Energiesystem eines Flugzeuges zu Schwierigkeiten. Die normale Wechselspannung in einem Flugzeug liegt bei 200 Volt und 400 Hz, während eine typische Ausgangsgleichspannung in der Größenordnung von 25 Volt liegt bei Strömen im Bereich von etwa 100 bis etwa 500 Ampere. Wenn nun beispielswei-However, the circuit according to Fig.l leads to the Use in the energy system of an airplane to create difficulties. The normal alternating voltage in an airplane is 200 volts and 400 Hz, while a typical DC output voltage is on the order of magnitude of 25 volts is in the range of about 100 to about 500 amperes for currents. If, for example,

se bei der \orbeschnebenen Schalung jede der dreieckgeschalteien Sekundarw icklung..^%n zwölf Windungen hat. um die erforderliche Ausgangsspannimg zu !leiern, sd müßte jede der sterngeschalteten Sekundarwicklungen fc>.93 Windungen haben, um dieselbe Ausg.ingsspannung abzugeben. Dies ist u;ht erreichbar, da die Anzahl der Windungen nur auf die nächste ganze Zahl gelegt werden kann. Bereits sieben Windungen würden eine zu hohe Spannung ergeben und eine betrachtliche Strom-Ungleichheit bei voller Belastung hervorrufen.In the case of the formwork that is level with the front, each of the triangular secondary windings .. ^% n has twelve windings. In order to lose the required output voltage, each of the star-connected secondary windings would have to have fc> .93 turns in order to deliver the same output voltage. This cannot be achieved because the number of turns can only be set to the nearest whole number. Even seven turns would result in too high a voltage and cause considerable current imbalance at full load.

Der Transformator 10 nach F ig. 2 hat einen ferromagnetische!! Kern 11 mit drei Schenkeln. Auf ieden Schenkel ist zuerst eine der Sekundärwicklungen gewickelt. z.B. die CSruppe der dreieckgeschalieten Wicklungen 13. Diese sind in F ig. 2 nicht sichtbar. Über iede dieser Sekundärwicklungen ist eine Primärwicklung 12 gewickelt. Schließlich ist über jede "nmarwicklung eine Sekundärwicklung 16 der sterngeschalteten Gruppe gewickelt. Vor dem \ufwiekeln der juUeren .Sekundärwicklungen 16.-1. 16 B. 16 C aiii die Primärwicklungen 12 A. 12 B. 12 Cwird über einem Teil leder Primärwicklung parallel zu den Schenkeln des Kerns 11 ein magnetischer Nebenschluß 20 -A. 20 B. 20 C angeordnet, der aus einem Stapel aus Streiten aus ferromagnetische™ Material besteht. Der Nebenschluß 20 wird durch die über ihn gewickelte äußere Sekundärwicklung 16 an Ort und Stelle gehalten.The transformer 10 according to FIG. 2 has a ferromagnetic !! Core 11 with three legs. First one of the secondary windings is wound on each leg. For example, the C-group of triangular-clad windings 13. These are shown in FIG. 2 not visible. A primary winding 12 is wound over each of these secondary windings. Finally, a secondary winding 16 of the star-connected group is wound over every single winding. Before the secondary windings 16.-1. 16 B. 16 C aiii the primary windings 12 A. 12 B. 12 C is parallel to a part of the primary winding A magnetic shunt 20 -A, 20 B. 20 C consisting of a stack of sheets of ferromagnetic ™ material is placed on the legs of the core 11. The shunt 20 is held in place by the outer secondary winding 16 wound over it.

Auf Grund dieser Wicklungstechnik ist die magnetische Kopplung zwischen den Primärwicklungen 12 Lind den zuerst aufgewickelten Sekundärwicklungen 13 nur durch die Ausbildung der Wicklungen und des Kerns 11 bestimmt. Der Ausgang der dreieckgeschalteten Sekundärwicklungen 13 ist hierdurch direkt auf die Primärspannung bezogen. Infolge der magnetischen Neben-Schlüsse 20 wird jedoch ein Teil des Flusses, der sonst die Primärwicklungen 12 mit den äußeren Sekundärwicklungen 16 verketten würde, umgelenkt, weshalb die Spannung dieser Sekundärwicklungen kleiner ist als es sonst der Fall w are. Wenn daher eine Sekundärw icklung 16 mn sieben Windungen verwendet wird, kann die Streuung des Nebenschlusses so eingestellt w erden, daß die Ausgangsspannuiig der '.terngeschalteten Sekundärw icklung 16 gleich der Ausgangsspannung der dreieckgeschalteten Sekundärwicklung 13 ist.Due to this winding technology, the magnetic coupling between the primary windings 12 and Lind the secondary windings 13 wound up first only through the formation of the windings and the core 11 definitely. The output of the delta-connected secondary windings 13 is thereby directly connected to the primary voltage based. As a result of the magnetic secondary circuits 20, however, part of the flux that would otherwise the primary windings 12 would be concatenated with the outer secondary windings 16, deflected, which is why the Voltage of these secondary windings is smaller than it would otherwise be the case. Therefore if a secondary winding 16 mn seven turns is used, the The spread of the shunt w ill be adjusted so that the output voltage of the internally switched secondary winding 16 is equal to the output voltage of the delta-connected secondary winding 13.

Die Anzahl der Streifen, die für jeden Nebenschluß 20 erforderlich sind, kann durch Versuche bestimmt werden. Es kann jedoch auch jeder Nebenschluß einstellbar /. B. verschiebbar ausgebildet werden.The number of strips required for each shunt is 20 required can be determined by experiment. However, any shunt can also be used adjustable /. B. are designed to be displaceable.

Bei der vorstehenden Beschreibung wurde vorausgesetzt, daß die Spannung der dreieckgeschalteten Sekundärwicklungen die richtige ist. Es ist jedoch in gleicher Weise möglich, die Ausgangsspannungen der sterngeschalteten Wicklungen als feststehend zu nehmen und die Ausgangsspannung der dreieckgeschalteten Wicklungen einzustellen. In diesem Fall werden die sterngeschalteten Sekundärwicklungen unter die Primärwicklungen gewickelt, da die Nebenschlüsse nur die Wicklungen über den Primärwicklungen beeinflussen. Die Primärwicklungen selbst können, falls erforderlich, auch dreieckgeschaltet sein.The above description assumes that that the voltage of the delta-connected secondary windings is correct. However, it is in In the same way, it is possible to take the output voltages of the star-connected windings as fixed and adjust the output voltage of the delta connected windings. In this case the Star-connected secondary windings under the primary windings wound as the shunts only affect the windings across the primary windings. The primary windings themselves can, if necessary, also be delta connected.

Der auf diese W,;ise erreichte Spannungsabgleich ist nur für eine gegebene Größe des Belastungsstromes willständig exakt. Erfolgt der Abgleich jedoch bei maximalem Belastungsstrom, so hat irgendeine Ungleichheit, die auf Grund eines geringen Stromes entsteht, nicht die Folge, daß in irgendeiner der Wicklungen ein Strom fließt der größer ist als der maximale Nennstrom, weshalb Schaden oder Beschädigungen ausgeschaltet sind. Die zulässige Ungleichheit zwischen den Spannungsausgängen der beiden Gruppen von .Sekundärwindungen bei maximaler Strombelastung liegt unter 1%.The voltage adjustment achieved on this W,; ise is willingly exact only for a given magnitude of the load current. However, if the comparison takes place at maximum load current, then has some inequality, which arises from a small current, not the result that in any of the Windings a current flows that is greater than the maximum rated current, which is why damage or damage are turned off. The permissible inequality between the voltage outputs of the two groups of .secondary turns at maximum current load is less than 1%.

Der Nebenschluß kann aus verschiedenen Materialien hergestellt sein, beispielsweise aus kornorientiertem Stahl, der für Transformatorkerne verwendet wird, oder auch aus anderen fcrromagnetischen Materialien wie z. B. Ferritcn.The shunt can be made of various materials, such as grain-oriented Steel used for transformer cores, or from other electromagnetic materials such as B. Ferrite.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

22nd

Three-phase rectifying transformer. the ever Phase one primary winding and two secondary windings has which secondary windings around JO Give off voltages that are offset in degrees and use two three-phase rectifier bridge clutches are connected, which feed a DC circuit via a common equalizing choke, thereby characterized in that for each phase of the transformer (10) the first secondary winding (13) inside on the core (11). above it the primary winding (12) and outside the second secondary winding (16) are wound and that between the primary winding (12) and the external secondary winding (16) a magnetic shunt (20) for changing the magnetic coupling between the Primary winding (12) and the outer secondary winding (16) is arranged.