DE2450467A1 - Power transformer with infinitely variable output voltage - primary and secondary on common limbs with cut-outs for DC excited windings - Google Patents
Power transformer with infinitely variable output voltage - primary and secondary on common limbs with cut-outs for DC excited windingsInfo
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Abstract
Description
Transformator mit stetiger Einstellbarkeit seiner Ausgangswechselspapnang Die Erfindung betrifft einen Transformator mit stetiger Einstellbarkeit seiner Ausgangswechselspannung mit einem Magnetkern, auf dessen Schenkeln jeweils eine Primär- und eine Sekundärwicklung gemeinsam aufgebracht ist und die Öffnungen zur Aufnahme aus jeweils zwei Teilwicklungen zusammengesetzterSteuerwicklungen enthält, die, bezogen auf den sich um die Öffnung bildenden magnetischen Hilfskreis gleichsinnig geschaltet und so durch Gleichstrom erregbar sind, daß die zugeordneten Teile des Magnetkerns stetig sättigbar sind.Transformer with constant adjustability of its output alternating papnang The invention relates to a transformer with constant adjustability of its output AC voltage with a magnetic core with a primary and a secondary winding on each of the legs is applied together and the openings for receiving two partial windings composite control windings, based on the one around the opening forming auxiliary magnetic circuit switched in the same direction and so by direct current are excitable that the associated parts of the magnetic core are continuously saturable.
In der Offenlegungsschrift 2 161 599 wurde bereits ein Transformator mit stetiger Einstellbarkeit der Ausgangswechselspannung beschrieben. Die Einstellbarkeit erfolgt dort über Steuerwicklungen, die sich in Öffnungen des Joches eines mehrschenkligen Magnetkerns befinden, wobei Primär-und Sekundärwicklung jeweils gemeinsam auf den einzelnen Schenkeln des Magnetkerns aufgebracht sind.In the laid-open specification 2 161 599 already a transformer described with continuous adjustability of the output AC voltage. The adjustability takes place there via control windings, which are located in openings in the yoke of a multi-legged Magnetic core are located, with primary and secondary winding each together on the individual legs of the magnetic core are applied.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die in dieser Offenlegungsschrift beschriebenen Transformatoren noch weiter zu verbessern.The object of the present invention is that in this laid-open specification described transformers to improve even further.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird der Transformator daher derart ausgebildet, daß sich die Öffnungen für die Steuerwicklungen auf denjenigen Schenkeln des Magnetkerns befinden, auf denen zugleich die Primär- und die Sekundärwicklungen angeordnet sind.To solve this problem, the transformer is therefore designed in such a way that that the openings for the control windings are on those legs of the magnetic core are located on which the primary and secondary windings are arranged at the same time.
Durch diese Maßnahmen erhält man eine Einsparung von Kupfer und Eisen bei gleichzeitiger Erhöhung der regelbaren Ausgangsleistung und des Regelbereichs. Die Einsparung des Kupfers ergibt sich durch die günstigen Kühl bedingungen für die Regel- und Arbeitswicklungen durch eine gegenüber dem bekannten Transformator größere Eühlfläche. Dadurch wird der Kupferverbrauch der Arbeitswicklungen um ca. 30 ß verringert.These measures result in savings in copper and iron with a simultaneous increase in the controllable output power and the control range. The saving of copper results from the favorable cooling conditions for the control and work windings by one compared to the known transformer larger cooling surface. This reduces the copper consumption of the work windings by approx. 30 ß reduced.
Durch das Anbringen der Öffnungen für die Steuerwicklungen auf den Schenkeln wird außerdem eine wesentlich wirkungsvollere Magnetisierung erreicht, so daß Abmessungen des Magnetkreises und damit die dafür erforderliche Eisenmenge um das Zwei- bis Zweieinhalbfache verkleinert werden können.By making the openings for the control windings on the Legs a much more effective magnetization is also achieved, so that dimensions of the magnetic circuit and thus the amount of iron required for it can be reduced by two to two and a half times.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Transformator als Drehstromtransformator auch derart ausgebildet sein, daß der Magnetkern sechs Schenkel, von denen åeweils zwei in einer Linie liegen und in denen die Öffnungen angebracht sind und drei Joche aufweist, daß auf Jeden der Schenkel Je eine Steuerwicklung eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung aufgebracht ist und daß die Sekundärwicklungen des einen aus drei Schenkeln gebildeten Magnetkreises weniger Wicklungen aufweisen als die Selundärwicklungen des anderen, aus den weiteren drei Schenkeln gebildeten Magnetkreises und daß die Primärwicklungen auf den sechs Schenkeln mit gleichen Windungszahlen versehen sind.In a further embodiment of the invention, the transformer can be used as Three-phase transformer can also be designed in such a way that the magnetic core has six legs, Two of which are in a line and in which the openings are made and has three yokes that each of the legs has a control winding a primary winding and a secondary winding is applied and that the secondary windings of the one magnetic circuit formed from three legs have fewer windings than the secondary windings of the other, formed from the other three legs Magnetic circuit and that the primary windings on the six legs with the same Number of turns are provided.
Dadurch erhält man einen einfach aufgebauten Drehstromtransformator mit den gleichen Vorteilen wie eingangs bereits beschrieben.This results in a simple three-phase transformer with the same advantages as already described at the beginning.
Die Wicklung für diesen Transformator kann derart ausgebildet sein, daß die Enden der Primärwicklungen des ersten Magnetkreises mit den Enden der Primärwicklungen des zweiten Magnetkreises verbunden sind, so daß sie gegenphasig angesteuert sind und daß die Sekundärwicklungen der beiden Magnetkreise Jeweils in gleicher Weise geschaltet sind. Dabei kann die Primarwicklung im Dreieck und die Sekundärwicklung im Stern geschaltet sein.The winding for this transformer can be designed in such a way that that the ends of the primary windings of the first magnetic circuit with the ends of the primary windings the second Magnetic circuit are connected so that they are out of phase are controlled and that the secondary windings of the two magnetic circuits each are switched in the same way. The primary winding can be in the triangle and the secondary winding must be star-connected.
Vorteilhafterweise kann der ransformator außerdem als Autotransformator ausgestaltet sein, wobei die Primärspannung an die Enden der Sekundärwicklungen des ersten Magnetkreises geführt ist und deren Änfänge mit den Enden der Primärwicklungen des ersten Magnetkreises verbunden sind und daß an diesen Yerbindungsstelien die Enden der Sekundärwicklungen des zweiten Magnetkreises angeschlossen sind, daß die Anfände dieser Sekundärwicklungen die Ausgänge der Sekundärseite bilden, daß die Änfänge der Primärwicklungen des ersten Magnetkreises mit den Anfängen der Primärwicklungen des zweiten Magnetkreises verbunden sind und daß die Enden der Primarwicklungen des zweiten Magnetkreises zum gemeinsamen Sternpunkt geführt sind.Advantageously, the transformer can also be used as an autotransformer be designed with the primary voltage applied to the ends of the secondary windings of the first magnetic circuit and its Änfänge with the ends of the primary windings of the first magnetic circuit are connected and that at these Yerbindungsstelien the Ends of the secondary windings of the second magnetic circuit are connected that the The beginnings of these secondary windings form the outputs of the secondary side that the Beginnings of the primary windings of the first magnetic circuit with the beginnings of the primary windings of the second magnetic circuit are connected and that the ends of the primary windings of the second magnetic circuit are led to the common star point.
Dadurch erhält man einen Autotransformator, der um zweibis zweieinhalbmal leichter ist als die bekannte Anordnung und der etwa 1,6 bis 2 mal weniger Kupfer enthält als entsprechende bekannte Regeltransformatoren.This gives you an autotransformer that is two to two and a half times is lighter than the known arrangement and about 1.6 to 2 times less copper contains known regulating transformers as appropriate.
Wenn lediglich die Eingangsspannungsschwankungen des ransformators ausgeregelt werden sollen, d.h. wenn der ransformator als Stabilisator verwenden werden kann, können die Windungszahlen der Steuerwicklungen des einen Ragnetkreises um 10 bis 25 5S geringeybein als die Windungszahlen der Steuerwicklungen des anderen Magnetkreises.If only the input voltage fluctuations of the transformer should be regulated, i.e. when using the transformer as a stabilizer can be, the number of turns of the control windings of a Ragnetkreises by 10 to 25 5S less than the number of turns of the control windings of the other Magnetic circuit.
Durch die Asymmetrie der Amperewindungen der Primär- und Sekundärseite wird ein erheblicher Abfall einer induktiven Spannung verursacht, durch die eine Vergrößerung der Abmessung der Magnetkreise notwendig ist. Diesen Nachteil kann man vermeiden, wenn man in Serie zu den ausgangsseitigen Sekundärwicklungen je einen Kondensator schaltet.Due to the asymmetry of the ampere turns on the primary and secondary side a significant drop in inductive voltage is caused by the Enlargement of the dimension the magnetic circuits is necessary. This one The disadvantage can be avoided if you work in series with the secondary windings on the output side switches one capacitor each.
Dabei können die Kondensatoren auch über je einen Einphasentransformator angeschlossen werden. Durch diese kapazitive Voll- oder Teilkompensation einer induktiven Last wird der Spannungsabfall durch die induktive Komponente des Laststromes vermieden.The capacitors can also each have a single-phase transformer be connected. This capacitive full or partial compensation of an inductive Load, the voltage drop due to the inductive component of the load current is avoided.
Ein Optimum an Regelgenauigkeit erhält man dann, wenn die Änderung der Gleichströme in den Steuerwicklungen kontinuierlich derart von null bis zu einem jeweiligen Maximalwert erfolgt, daß ihre Summe für die jeweiligen Regelbereiche konstant ist.Optimum control accuracy is obtained when the change the direct currents in the control windings are continuous from zero to one respective maximum value takes place that their sum for the respective control ranges is constant.
Anhand der Ausführungsbeispiele nach den Figuren 1 bis 4 wird die Erfindung näher erläutert.Using the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 4, the Invention explained in more detail.
Figur 1 zeigt einen Drehstromtransformator, bei dem die Primärwicklung im Dreieck und die Sekundärwicklung im Stern geschaltet ist, dem ein Gleichrichter nachgeschaltet ist; Figur 2 zeigt eine Kompensationsschaltung für die Kompensation induktiver Spannungen bei Unsymmetrie der Wicklungen; Figur 3 zeigt einen Autotransformator nach dem Prinzip von Figur 1 und Figur 4 zeigt einen weiteren Autotransformator mit einem besonderen Wickelschema.Figure 1 shows a three-phase transformer in which the primary winding in the triangle and the secondary winding in the star is connected to a rectifier is downstream; FIG. 2 shows a compensation circuit for the compensation inductive voltages with asymmetry of the windings; Figure 3 shows an autotransformer according to the principle of Figure 1 and Figure 4 shows another autotransformer with a special winding scheme.
Der Dreiphasen-Regeltransformator in Figur 1 besteht aus zwei Dreiphasen-Magnetkreisen 1 und 2, Arbeitswicklungen 6 ... 9, Steuerwicklungen 10, 11, Kompensationswicklungen 1fi und 17, und einem Gleichrichter 20. Der Magnetkreis kann auch einteilig sein, vorausgesetzt, daß das Joch 5 gemeinsam ist. Die Magnetkreise 1 und 2 bestehen aus je drei Kernen 12 und 13 und Je zwei Jochen ç und 22. Je eine Öffnung 3 und 4 befindet sich im oberen Deil jedes einzelnen Schenkels der Magnetkerne, wobei die Öffnungen sich nicht über die gesamte Länge erstrecken.The three-phase regulating transformer in Figure 1 consists of two three-phase magnetic circuits 1 and 2, working windings 6 ... 9, control windings 10, 11, compensation windings 1fi and 17, and a rectifier 20. The magnetic circuit can also be in one piece, provided that that the yoke 5 is common. The magnetic circuits 1 and 2 each consist of three cores 12 and 13 and two yokes each ç and 22. One opening each 3 and 4 is located in the upper part of each leg of the magnetic cores, the openings being do not extend the entire length.
Je zwei Primärwicklungen 6 und 7 und je zwei Sekundärwicklungen 8 und 9 für Jede Phase bilden die Arbeitswicklungen.Two primary windings 6 and 7 each and two secondary windings 8 each and 9 for each phase form the work windings.
Die Primärwicklungen 6 und 7 und die Sekundärwicklungen 8 und 9 Jeder Phase liegen in Serie. Die Primärwicklung 6 und die Sekundärwicklung 8 befinden sich unmittelbar übereinander jeweils auf jedem Schenkel des Kerns für jede Phase, und die Primärwicklung 7 und die Sekundärwicklung 9 unmittelbar übereinander auf den Schenkeln 13 des Magnetkerns 2. Der Regeltransformator ist in Dreieck-Sternschaltung ausgeführt, es sind aber auch andere gebräuchliche Schaltungen möglich, Die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung 9 ist höher als die Anzahl der Windungen der Sekundärwicklung 8. Wenn der Regeltransformator unter konstanter Primärspannung arbeitet und nur die Sekundärspannung sich ändert, können die Windungszahlen bei den Primärwicklungen 6 und 7 gleich sein. Wenn der Transformator als Stabilisator arbeitet, d.h. es werden nur Schwankungen der Primärspannung ausgeregelt, dann können die Primärwicklungen 6 um 10 bis 30% geringer sein als die Primärwicklungen 7, was vom Regelbereich abhängt. Es bestehen teilweise nicht kompensierte Amperwindungen hauptsächlich bei den Primärwicklungen 6 und Sekundärwicklungen 7 auf dem Magnetkreis 1. Die Arbeitswicklungen werden auf den Kern des Magnetkreises unmittelbar unterhalb der Regelwicklungen 10 und 11 aufgebracht. Die Regelwicklungen bestehen aus sechs Paar Regelwindungen 10 und 11, untergebracht in den Öffnungen 3 und 4. Die Windungszahl der Regelwicklungen 10 kann, wenn der Transformator als Stabilisator arbeitet, um 10 bis 25 Prozent größer sein als die Anzahl der Windungen der Regelwicklungen 11.The primary windings 6 and 7 and the secondary windings 8 and 9 each Phase are in series. The primary winding 6 and the secondary winding 8 are located directly above each other on each leg of the core for each phase, and the primary winding 7 and the secondary winding 9 directly on top of one another the legs 13 of the magnetic core 2. The regulating transformer is in delta-star connection executed, but other common circuits are also possible, the number of the turns of the secondary winding 9 is higher than the number of turns of the Secondary winding 8. When the regulating transformer under constant primary voltage works and only the secondary voltage changes, the number of turns can be the primary windings 6 and 7 be the same. When the transformer acts as a stabilizer works, i.e. only fluctuations in the primary voltage are corrected, then you can the primary windings 6 be 10 to 30% less than the primary windings 7, what depends on the control range. There are partially uncompensated ampere turns mainly in the primary windings 6 and secondary windings 7 on the magnetic circuit 1. The working windings are on the core of the magnetic circuit immediately below the control windings 10 and 11 applied. The rule windings consist of six Pair of control windings 10 and 11, accommodated in openings 3 and 4. The number of windings of the control windings 10 can, if the transformer as stabilizer works to be 10 to 25 percent greater than the number of turns of the control windings 11.
Jedes Paar der Regelwicklungen 10 bzw. 11 besteht aus zwei Wicklungshälften, die im Windungssinn gegeneinander geschaltet sind, so daß sich die Grundwellen der induzierten EMK aufhebt.Each pair of the control windings 10 or 11 consists of two winding halves, which are connected against each other in the winding sense, so that the fundamental waves of the cancels induced emf.
Da der magnetische Widerstand des Kerns innerhalb der beiden Regelwicklungs-Hälften nicht ganz gleich ist, bedingt durch verschiedene Eisenweglängen, ist die induzierte EMK in beiden Regelwicklungshälften ebenfalls nicht ganz gleich. Dies kann man durch 1 - 2 % unterschiedliche Windungszahlen auf den Magnetisierungswicklungen ausgleichen. Zusätzlich kann man über die beiden Wicklungshälften Kompensationswicklungen 16 und 17, die in sich geschlossen sind, anbringen.Because the magnetic resistance of the core is within the two halves of the control winding is not exactly the same, due to different iron path lengths, is the induced one EMF in both halves of the normal winding is also not exactly the same. This can be done through Compensate 1 - 2% different numbers of turns on the magnetizing windings. In addition, compensation windings 16 can be used over the two winding halves and 17, which are self-contained.
Da alle Amperwindungen der Primär- und Sekundarwicklungen auf den Magnetkreisen 1 - 2 während der Transformatorbelastung nicht kompensiert sind, treten bei der Belastung des Transformators höhere Harmonische und ein zusätzlicher induktiver Spannungsabfall auf. Zur Beseitigung der Harmonischen in der Dreiphasenschaltung genügt es, wenn die Primär-oder Sekundärwicklung, die gleichzeitig auch ein Bilter für die dritte Oberwelle ist, in Dreieck geschaltet ist. Das Auftreten eines großen induktiven Spannungsabfalls, besonders bei induktiver Belastung, hat bisher große Schwierigkeiten erzeugt. Um diese zu verringern, mußten die Magnetkreise vergrößert werden, was zur Folge hatte, daß die Abmessungen vergrößert sowie die Mehrkosten erhöht wurden, und dadurch wurde die Anwendung begrenzt. Durch eine Schaltung nach Figur 2 wird eine Voll- oder Teilkompensation dieses zusätzlichen, induktiven Spannungsabfalls durch die Einfuhrung kapazitiver Komponenten, die gleich oder kleiner in Bezug auf den absoluten Wert der induktiven Komponente sind, erreicht. Man kann dies entweder über einen kleinen Einphasen-Hilfstransformator, dessen Primärwicklung 18 in Reihe mit den Ausgangsklemmen jeder Transformatorphase r, s, t geschaltet wird und einem Kondensator 19, der an die Sekundärwi cklung des Hilfstrans format ors angeschlossen ist, erreichen oder direkt durch Serienschaltung des Kondensators as den unmittelbar an die Enden der SeZundärwicklungen an den Ausgangsklemmen r, s, t.Since all amp turns of the primary and secondary windings are on the Magnetic circuits 1 - 2 are not compensated during the transformer load when the transformer is loaded, higher harmonics and an additional inductive one Voltage drop. To eliminate the harmonics in the three-phase circuit it is sufficient if the primary or secondary winding, which is also a bilter at the same time for the third harmonic, is connected in triangle. The appearance of a great inductive voltage drop, especially with inductive loading, has so far been large Creates difficulties. To reduce this, the magnetic circuits had to be enlarged be, which had the consequence that the dimensions increased and the additional costs increased and this limited the application. By a circuit after FIG. 2 shows full or partial compensation for this additional, inductive voltage drop by introducing capacitive components that are equal to or smaller in terms of are the absolute value of the inductive component, achieved. Man this can be done either via a small single-phase auxiliary transformer, its primary winding 18 connected in series with the output terminals of each transformer phase r, s, t and a capacitor 19, which is connected to the secondary winding of the auxiliary trans format ors is connected, or directly by connecting the capacitor in series as the one directly at the ends of the secondary windings at the output terminals r, s, t.
Das erste indirekte Verfahren ist für die Transformatoren der Klein- und Mittelleistungen wirtschaftlicher und das direkte für die Transformatoren mit Hochleistung und hohem Regelbereich.The first indirect method is for transformers in the small and medium power more economical and direct for the transformers High performance and high control range.
Dieses Kompensationsverfahren hat auf einer wirtschaftlichen Basis das Problem des zusätzlichen induktiven Spannungsabfalls bei diesen Transformatoren und ermöglicht die Ausarbeitungen kompakter Konstruktionen, die um 2 bis 2,5 Male leichter und billiger sind als der eingangs beschriebene bekannte Regeltransformator.This compensation method has an economic basis the problem of the additional inductive voltage drop in these transformers and enables the elaboration of compact constructions by 2 to 2.5 times are lighter and cheaper than the known regulating transformer described above.
Dadurch gibt es keine Begrenzung in der wirtschaftlichen Fertigung solcher Regeltransformatoren, auch für große Regelbereiche sowie höhere Leistungen bei Drehstromausführung, sowohl auf zwei als auch auf einem gemeinsamen Nagnetisierungskern.As a result, there is no limit to the economic production Such regulating transformers, also for large regulating ranges and higher powers in the three-phase version, both on two and on a common magnetization core.
Wenn der Regelstrom in den Paaren der Regelwicklungen 10 sein Maximum erreicht und gleichzeitig den minimalen Wert nahezu O A in den Paaren der Regelwicklungen 11 aufweist, dann hat die Sekundärspannung auf den Klemmen r, s, t ihren maximalen Wert und umgekehrt, wenn der Regelstrom in den Rogelwicklungen 11 seinen maximalen Wert und in den Wicklungen 10 minimalen Wert nahezu 0 A hat, dann ist die Sekundärspannung minimal. Da die Regelströme in den Regelwicklungen 10 und 11 von 0 bis zu ihrem Höchstwert stetig und gegensinnig verändert werden können, wird eine kontinuierliche Spannungsregelung erreicht. Die optimalen Ergebnisse werden erreicht, wenn die Summe der Regelströme in den Regelwicklungen 10 und 11 jeder Phase konstant bleibt, jedoch nicht für den gesamten Regelbereich, sondern i»4edem Intervall sich ein anderer Summenwert ergibt. Diese Nichtlinearität und das gegenseitige Verhältnis der Regelströme sind von der Größe des Regelbereichs und den magnetischen Eigenschaften des Magnetkreises abhängig. Deswegen ist es erforderlich, das optimale Verhältnis der Regelströme der Größe und Art der Regeltransformatoren anzupassen, und es nicht konstant in allen Fällen und für den gesamten Regelbereich zu halten. Solche programmierte Anordnung der Regelströme kann mit Hilfe eines programmierten Regelverstärkers mit Halbleiter erreicht werden.When the control current in the pairs of control windings 10 is maximum reached and at the same time the minimum value of almost O A in the pairs of control windings 11, then the secondary voltage on terminals r, s, t has its maximum Value and vice versa, when the control current in the Rogel windings 11 is at its maximum Value and in the windings 10 has the minimum value almost 0 A, then the secondary voltage is minimal. As the control currents in the control windings 10 and 11 of 0 can be changed continuously and in opposite directions up to its maximum value, becomes a continuous voltage regulation achieved. The optimal results are achieved when the sum of the control currents in the control windings 10 and 11 of each phase is constant remains, however, not for the entire control range, but rather in each interval gives another total value. This non-linearity and the mutual relationship the control currents depend on the size of the control range and the magnetic properties of the magnetic circuit. That is why it is necessary to have the optimal ratio of regulating currents to adapt to the size and type of regulating transformers, and it does not to be kept constant in all cases and for the entire control range. Such programmed Arrangement of the control currents can be done with the help of a programmed control amplifier Semiconductors can be achieved.
Es ist nicht erforderlich, daß die Windungszahl der Regelwicklungspaare 10 und 11 gleich ist, wenn der Transformator als Stabilisator arbeitet. Es genügt wenn die Wicklungen 11 um 10 - 25 geringere Windungszahl haben, Dies folgt aus den Arbeitsbedingungen des Regeltransformators, wenn er die Funktion des Stabilisators hat. Der Stabilisator soll eine konstante Sekundärspannung für sweieSreme Arbeitspunkte und zwar bei maximaler Spannung der Primarseite im Leerlauf und bei minimaler Spannung und nominal er Belastung aufrechthalten. Der erste Fall entspricht der Bedingung, wenn der Regelstrom im Paar 11 einen maximalen und im Paar 10 den Null-Wert hat. Dies aus dem Grunde, da im Leerlauf in der Regelwicklung 10 ein geringerer Wert des Regelstroms bis zu 30% erforderlich ist als bei der Regeiwicklung 11 bei Belastung. Im zweiten Fall für nominale Belastung und bei minimaler Spannung ist der höchste Wert des Regelstroms in der Regelwicklung 10 erforderlich, in der Wicklung 11 soll der Wert O bis zu 30% höher sein als bei Leerlauf. Wenn die gleichen absoluten Stromwerte in den Wicklungen 10 und 11 angenommen werden, reicht es aus, wenn die Steuerwicklungen ii bis zu 25 geringere Windungszahlen haben als die Steuerwicklungen 100 Wenn ein Gleichrichter 20 an die Ausgangsenden r, s, t des Regeltransformators angeschlossen wird und eine Induktivität zum Ausgleich des Gleichstroms 21, so erhält man einen Dreiphasen-RegelgleichrichterO Da der Transformator mit stetiger Regelung sehr schnell ist ohne Oberwellen und mit einem hohen Leistungsfaktor arbeitet, wird auf diese Weise ein neues System der Regelgleichrichter ohne Thyristoren oder Triacs erhalten.It is not necessary that the number of turns of the control winding pairs 10 and 11 is the same when the transformer works as a stabilizer. It is sufficient if the windings 11 have 10-25 fewer turns, this follows from the Working conditions of the regulating transformer when it performs the function of the stabilizer Has. The stabilizer should have a constant secondary voltage for all operating points namely with maximum voltage on the primary side in no-load operation and with minimum voltage and nominally maintaining the load. The first case corresponds to the condition when the control current in pair 11 has a maximum value and in pair 10 it has zero. This is for the reason that, when the control winding 10 is idling, it has a lower value of the control current up to 30% is required than with the control winding 11 when loaded. In the second case for nominal load and at minimum stress is the highest The value of the control current in the control winding 10 is required in which the winding 11 should the value O can be up to 30% higher than at idle. If the same absolute current values are assumed in windings 10 and 11, it is sufficient if the control windings ii have up to 25 fewer turns than the control windings 100 If a rectifier 20 to the output ends r, s, t of the regulating transformer is connected and an inductance to compensate for the direct current 21 is obtained one a three-phase regulating rectifier o Because the transformer with continuous regulation is very fast without harmonics and will work with a high power factor in this way a new system of regulating rectifiers without thyristors or triacs obtain.
Figur 3 zeigt eine Lösung für einen Autotransformator. Für den Magnetkreis wurden die gleichen Prinzipien und Lösungen wie im vorgehenden Fall angewendet. Er besteht wieder aus zwei getrennten Dreiphasenkreisen mit je drei Öffnungen 3 und 4 auf Jedem Schenkel. Der Magnetkreis kann auch einteilig sein, wobei das Joch 5 gemeinsam ist. Die Arbeitswicklungen bestehen wieder aus je zwei Primärwicklungen 6 und Je zwei Sekundärwicklungen 8 für jede Phase. Die Primärwicklung 7 kann um 10 - 25 % geringere Windungszahl als die Primärwicklung 6 haben, wenn der Autotransformator als Stabilisator verwendet wird.Figure 3 shows a solution for an autotransformer. For the magnetic circuit the same principles and solutions were applied as in the previous case. It again consists of two separate three-phase circuits, each with three openings 3 and 4 on each leg. The magnetic circuit can also be in one piece, with the yoke 5 is common. The working windings again consist of two primary windings each 6 and two secondary windings 8 for each phase. The primary winding 7 can around 10 - 25% fewer turns than the primary winding 6 if the autotransformer is used as a stabilizer.
Die Arbeitswicklungen sind unmittelbar senkrecht unter den Öffnungen 3 und 4 angeordnet. Bei der Dreiphasenschaltung Stern-Stern ist es im Falle einer Asymmetrie der Belastung und der Primärspannungen zwischen einzelnen Phasen erforderlich, eine Tertiärwicklung 15 auf der Sekundärseite einzuführen. Sie besteht aus zwei in Serie geschalteten Wicklungen je Phase und zwar je eine auf dem Kern 12 und dem Kern 13 und der gleichen Windungszahl. Die Wicklungen aller Schenkel werden in Dreieck geschaltet. Auf diese Weise dient sie als Sieb für die dritte Grundwelle.The working windings are immediately perpendicular under the openings 3 and 4 arranged. In the case of a three-phase star-star connection, it is in the case of one Asymmetry of the load and the primary voltages between individual phases required, introduce a tertiary winding 15 on the secondary side. It consists of two series-connected windings per phase, one on the core 12 and one on the Core 13 and the same number of turns. The windings of all legs are in triangle switched. In this way, it serves as a Sieve for the third fundamental wave.
Die elektrische Verbindung pro Phase zwischen den Wicklungen ist wie folgt möglich: Der Primärstrom wird zum gemeinsamen Punkt der Wicklungen 6 und 8 zugeführt und durch die Wicklungen 6 und 7 fließt die Differenz des Primär- und des Sekundärstromes. Die Wicklungen 7 sind an den Sternpunkt geführt. Der Sekundäre strom fließt durch die Wicklungen 8 und 9 und danach durch die Primärwicklungen 6 und 7, und da sie gleichsinnig geschaltet sind, fließt die Differenz des Primär- und des Sekundärstroms durch die Primärwicklungen. Von der Span nungsseite aus gesehen ist der Sinn der Teilspannung der Sekundärwicklungen 8 der Teilspannung der Primärwicklungen 6 entgegengesetzt so daß diese entgegenwirken. Umgekehrt werden die Spannung der Primarjficklungen 7 und die Spannungen der Sekundärwicklungen 9 addiert.The electrical connection per phase between the windings is like follows possible: The primary current becomes the common point of windings 6 and 8 fed and through the windings 6 and 7 flows the difference of the primary and of the secondary current. The windings 7 are led to the star point. The secondary Current flows through windings 8 and 9 and then through the primary windings 6 and 7, and since they are connected in the same direction, the difference between the primary and the secondary current through the primary windings. Seen from the voltage side is the meaning of the partial voltage of the secondary windings 8 of the partial voltage of the primary windings 6 opposite so that they counteract. Reversed the tension of the Primary windings 7 and the voltages of the secondary windings 9 are added.
Die Anordnung der elektrischen Schaltung ermöglicht eine maximale Ersparnis an Kupfer für die Arbeitswicklungen, weil durch die Primärwicklungen 6 und 7 die Stromdifferenz fließt und weil sich die Spannungen in den Sekundärwicklungen 7 und 9 addieren und bei der Erzeugung der Sekundärspannung nimmt unmittelbar auch die Primärwicklung 7 teil. Die Regelwicklungen 10 und 11 sowie die Kompensationswicklungen 16 und 17 sind wie im vorgehenden Fall angeordnet und geschaltet und die Regelwindungen 11 sind um 10 - 25 geringer als die Regelwicklungen 10 für die Stabilisatorfunktion.The arrangement of the electrical circuit allows a maximum Saving of copper for the work windings, because the primary windings 6 and 7 the current difference flows and because the voltages in the secondary windings 7 and 9 add up and the generation of the secondary voltage also increases immediately the primary winding 7 part. The control windings 10 and 11 and the compensation windings 16 and 17 are arranged and connected as in the previous case and the control windings 11 are 10-25 less than the control windings 10 for the stabilizer function.
Für gewisse Übertragungsverhältnisse der Autotransformatoren kann das Übertragungsverhältnis zwischen Sekundärwicklungen 8 und Primärwicklungen 6 und zwischen den Sekundärwicklungen 9 und den Primärwicklungen 7 gleich sein, wodurch eine vollkommene Symmetrie der Amperwindungen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung des Autotransformators erreicht wird.For certain transmission ratios the autotransformer can the transmission ratio between secondary windings 8 and primary windings 6 and be the same between the secondary windings 9 and the primary windings 7, whereby a perfect symmetry of the ampere turns of the primary winding and the Secondary winding of the autotransformer is achieved.
Durch diese Symmetrie der Wicklungen entsteht kein zusätzlicher induktiver Spannungsabfall und demzufolge ist eine zusätzliche Reihenkompensation nicht erforderlich, so daß sehr kompakte Konstruktionen der Dreiphasen-Regeltransformatoren auf einem oder zwei getrennten Magnetkreisen für alle Regelbereiche und einer Leistung bis 50 000 KVA erreicht werden können.Due to this symmetry of the windings, there is no additional inductive Voltage drop and consequently an additional series compensation is not necessary, so that very compact designs of three-phase regulating transformers on one or two separate magnetic circuits for all control ranges and an output of up to 50,000 KVA can be achieved.
Die Spannungsregulierung funktioniert folgendermaßen: Wenn der Regelstrom in den Regelwicklungen 10 seinen maximalen und in den Windungen 11 seinen minimalen Wert nahezu 0 A erreicht, dann ist der Magnetkreis 1 des Autotransformators gesättigt und es werden in den Wicklungen 6 und 8 minimale elektromotorische Kräfte induziert, während sie in den Wicklungen 7 und 9 den höchsten Wert haben, weil der Kern 2 durch den Gleichstromfluß in einer Richtung nicht gesättigt ist.The voltage regulation works as follows: When the control current in the control windings 10 its maximum and in the turns 11 its minimum If the value almost reaches 0 A, the magnetic circuit 1 of the autotransformer is saturated and minimal electromotive forces are induced in windings 6 and 8, while they have the highest value in the windings 7 and 9, because the core 2 through the direct current flow in one direction is not saturated.
In diesem Falle erhält man den Höchstwert der Sekundärßpannung an den Klemmen r, , t. Umgekehrt, wenn der Regelstrom in den Regelwicklungen 10 minimal ist nahe zu O A und in den Wicklungen 11 den maximalen Wert hat sinkt die Sekundärspannung des Autotransformators auf ein Minimum. Die stetige nichtlineare Veränderung der Steuerströme mit entgegengesetzter Richtungin den Steuerwicklungen 10 und 11 ist so, daß die Summe der Ströme in den einzelnen Regelwicklungen des Regelbereiches eine Konstante ist und daß diese Konstante für die einzelnen Regelbereiche verändert wird, wobei ein Optimum an kontinuierlicher Spannungsregelung erzielt wird.In this case the maximum value of the secondary voltage is obtained the terminals r,, t. Conversely, if the control current in the control windings 10 is minimal is close to O A and in the windings 11 has the maximum value, the secondary voltage drops of the autotransformer to a minimum. The steady non-linear change in Control currents with opposite directions in the control windings 10 and 11 is so that the sum of the currents in the individual control windings of the control range is a constant and that this constant changes for the individual control ranges is achieved, with an optimum of continuous voltage regulation is achieved.
pur symmetrische Belastung und symmetrische Primärspannung ist eine gemeinsame Steuerung aller Phasen des Autotransformatore möglich. Bei asymmetrischer Belastung sind unabhängige Einzelregler für jede Phase erforderlich.pure symmetrical load and symmetrical primary voltage is one common control of all phases of the autotransformer possible. With asymmetrical Load, independent individual regulators are required for each phase.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausführung des Dreiphasen-Regelautotransformators. Der Magnetkreis ist wie im vorgehenden Fall fast identisch. Der einzige Unterschied liegt nur in der elektrischen Schaltung der Arbeitswindungen im Vektorendiagramm der Spannung. Die Frimärspannungen an den Klemmen r, s, t gehen an das Ende der Sekundärwicklungen 8. Die Anfänge sind mit den Enden der Primärwicklungen 6 verbunden, an diese Verbindungen wird das Ende der Sekundärwicklungen 9 angeschlossen. Die Anfänge der Sekundärwicklungen 9 sind die Ausgangsklemmen des/Autotransformators r, s, t.FIG. 4 shows a further embodiment of the three-phase autotransformer. As in the previous case, the magnetic circuit is almost identical. The only difference lies only in the electrical circuit of the working windings in the vector diagram the tension. The primary voltages at terminals r, s, t go to the end of the Secondary windings 8. The beginnings are connected to the ends of the primary windings 6, the end of the secondary windings 9 is connected to these connections. the The beginnings of the secondary windings 9 are the output terminals of the / autotransformer r, s, t.
Die Anfäge der Primärwicklungen 6 sind an die Anfangs der Primärwicklungen 7 angeschlossen und die Enden der Primärwicklungen 7 bilden den gemeinsamen Sternpunkt des Transformators. Durch die Sekundärwicklung fließt der Sekundärstrom des Regelautotransformators. Die Teilspannungen in den Wicklungen 6 und 8 sowie in den Wicklungen 7 und 9 werden summiert. Hierbei gilt die Symmetriebedingung für die Amperwindungen E3 = (1,1 w 1S8) E1 abhängig vom Regelbereich, Im Eingangsspama:ungsbereich und Belastungsbereich vom Leerlauf bis zur Nennbelastung für ohmsche, induktive und kapazitive Belastung läuft der Regelprozeß kontinuierlich, statisch und praktisch mit klirrfreier Ausgangsspannung (Klirrfaktor > 1,5 %) bei gutem hohen Leistungsfaktor, hohem Wirkungsgrad und kleiner Regelzeit ab.The beginnings of the primary windings 6 are at the beginning of the primary windings 7 connected and the ends of the primary windings 7 form the common star point of the transformer. The secondary current of the regulating autotransformer flows through the secondary winding. The partial voltages in windings 6 and 8 and in windings 7 and 9 are summed up. The symmetry condition for the ampere turns E3 = (1.1 w 1S8) E1 depending on the control range, in the input range and load range from no-load to the nominal load for ohmic, inductive and capacitive load the control process runs continuously, statically and practically with distortion-free output voltage (THD> 1.5%) with a good high power factor, high efficiency and small control time.
Auf diese Welse ist eine neue technische Lösung der zweiten Generation der sehr schnellen statischen Regel- und Autotransformatoren und geregelten Gleichrichter entstanden, wie experimentelle Untersuchungen ergeben haben.On this catfish is a new technical solution of the second generation of the very fast static regulating and autotransformers and regulated rectifiers emerged, as experimental investigations have shown.
Wenn man die einzelnen Phasen der Sekundärseite des Drehstromtransformators mit Kapazitäten belastet, so läßt sich die Anordnung in vorteilhafterweise auch als Phasenschieber verwenden.If you look at the individual phases of the secondary side of the three-phase transformer loaded with capacities, the arrangement can also advantageously use as phase shifter.
13 Patentansprüche 4 Figuren13 claims 4 figures
Claims (13)
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| DE19742450467 DE2450467A1 (en) | 1974-10-24 | 1974-10-24 | Power transformer with infinitely variable output voltage - primary and secondary on common limbs with cut-outs for DC excited windings |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE2450467A1 true DE2450467A1 (en) | 1976-05-13 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102012110969A1 (en) * | 2012-09-11 | 2014-03-13 | Shenyang Haocen Electric Co., Ltd. | Three-phase transformer system and network with such a three-phase transformer system |
| CN107808752A (en) * | 2017-11-13 | 2018-03-16 | 刘建平 | A kind of four post stepless adjustable voltage transformers |
| CN108109830A (en) * | 2017-11-13 | 2018-06-01 | 刘建平 | A kind of four column permanent magnetism transformers |
| GB2615992A (en) * | 2022-01-25 | 2023-08-30 | Ionate Ltd | Electrical power transformer and electrical power transformation system |
-
1974
- 1974-10-24 DE DE19742450467 patent/DE2450467A1/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102012110969A1 (en) * | 2012-09-11 | 2014-03-13 | Shenyang Haocen Electric Co., Ltd. | Three-phase transformer system and network with such a three-phase transformer system |
| DE102012110969B4 (en) * | 2012-09-11 | 2014-09-18 | Shenyang Haocen Electric Co., Ltd. | Three-phase transformer system and network with such a three-phase transformer system |
| CN107808752A (en) * | 2017-11-13 | 2018-03-16 | 刘建平 | A kind of four post stepless adjustable voltage transformers |
| CN108109830A (en) * | 2017-11-13 | 2018-06-01 | 刘建平 | A kind of four column permanent magnetism transformers |
| CN108109830B (en) * | 2017-11-13 | 2020-05-15 | 河北华威电气设备科技有限公司 | Four-column permanent magnet transformer |
| GB2615992A (en) * | 2022-01-25 | 2023-08-30 | Ionate Ltd | Electrical power transformer and electrical power transformation system |
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