DE2844734C2 - Three-phase transformer for supplying semiconductor rectifiers - Google Patents
Three-phase transformer for supplying semiconductor rectifiersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Drehstromtransformatoren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschriebenen Art.The invention relates to three-phase transformers of the type described in the preamble of claim 1.
An Stromrichtertransformatoren wird die Forderung einer maximalen Begrenzung der Kurzschlußströme bei Fehlern, gleichzeitiger Gewährleistung eines minimalen Spannungsabfalls im Betrieb sowie eines maximalen Leistungsfaktors gestellt. Transformatoren, die den angegebenen Forderungen genügen, gewährleisten hohe technisch-ökonomische Parameter des Stromrichtersatzes Transformator — Gleichrichter, der insbesondere in der Buntmetallurgie Verwendung findet.The requirement of a maximum limitation of the short-circuit currents is made on converter transformers Errors, at the same time guaranteeing a minimum voltage drop during operation and a maximum Power factor. Ensure transformers that meet the specified requirements high technical and economic parameters of the converter set, transformer - rectifier, the is used in particular in non-ferrous metallurgy.
Es ist ein Drehstromtransformator zur Speisung von Halbleiter-Gleichrichtern bekannt (siehe z. B. Zeitschrift Smit-Mededelingen, Niederland, 23/1968, Nr. 4, S. 143 + 156, Fig. 2), dessen jede Phase A, B, C eine Netz- und eine Ventilwicklung enthält, die am entsprechenden Kern des Magnetleiters konzentrisch angeordnet und in der Höhe des Kernes in π Teile unterteilt sind, wobei π gleich 4 ist Die Hälfte der Teile der Ventilwicklung der Phasen A, B, C ist in Stern und die andere Hälfte in Dreieck geschaltet, während sämtliche Teile der Ventiiwicklung jeder Phase A, B, C an den Halbleiter-Gleichrichter gelegt und die Teile der Netzwicklung in jeder Phase A, B, C in m = 4 Parallelzweige geschaltet und an die Speisequelle angeschlossen sind. Dabei ist in jeder Phase A, B, C jeder Teil der Ventilwicklung gegenüber dem zugehörigen Teil der Netzwicklung angeordnet.A three-phase transformer for feeding semiconductor rectifiers is known (see, for example, the magazine Smit-Mededelingen, Netherlands, 23/1968, No. 4, pp. 143 + 156, Fig. 2), each of which has a phase A, B, C contains a network and a valve winding, which are arranged concentrically on the corresponding core of the magnetic conductor and are divided into π parts at the height of the core, where π is equal to 4. Half of the parts of the valve winding of phases A, B, C are in star and the other half connected in delta, while all parts of the valve winding of each phase A, B, C are connected to the semiconductor rectifier and the parts of the mains winding in each phase A, B, C are connected in m = 4 parallel branches and connected to the supply source are. In each phase A, B, C, each part of the valve winding is arranged opposite the associated part of the network winding.
Eine der Hauptforderungen, die an einen Drehstromtransformator zur Speisung von Halbleiter-Gleichrichtern gestellt werden, ist die Gewährleistung einer minimalen Reaktanz, die gleich der induktiven Komponente des KurzschJuBwiderstandes ist, wenn sämtliche Teile der Ventilwicklung des Drehstromtransformators mit gleichem Schaltschema gleichzeitig kurzgeschlossen werden, während die Netzwicklung gespeist wird. Von der Größe dieses Widerstandes, der durch die gegenseitige Anordnung und das Schaltschema der Teile der Netz- und der Ventilwicklung bedingt ist, hängen der induktive Spannungsabfall im Stromrichtersatz (Transformator) im Betrieb und damit technischökonomische Werte desselben wie Verbrauch an Blindenergie aus dem Speisenetz, Aufwand an aktiven Werkstoffen, aus welchen der Magnetleiter und die Wicklung gefertigt sind, Raumbedarf und Leistungsfaktor ab.One of the main requirements placed on a three-phase transformer for feeding semiconductor rectifiers is to ensure a minimum reactance that is equal to the inductive component of the short-circuit resistance is when all Parts of the valve winding of the three-phase transformer with the same circuit diagram short-circuited at the same time while the mains winding is being fed. From the magnitude of this resistance created by the mutual arrangement and the circuit diagram of the parts of the mains and valve winding is conditioned, the inductive voltage drop in the converter set (transformer) during operation and thus technical and economic values of the same, such as consumption Reactive energy from the supply network, the use of active materials from which the magnetic conductor and the Winding are manufactured, space requirements and power factor.
Ein weiterer wichtiger Parameter des Drehstromtransformators ist die Fähigkeit der Begrenzung der Kürzschlußströme in Stromrichtersatz im Fehlerfall (Durchschlag eines Ventils, Zwischenphasenkurzschlüsse in den Gleichrichter», Kurzichlüsse an den Durchführungen der Teile der Ventilwicklungen des Transformators).Another important parameter of the three-phase transformer is the ability of limiting the Short-circuit currents in the converter set in the event of a fault (breakdown of a valve, interphase short-circuits in the rectifier », short circuits on the bushings of the parts of the valve windings of the Transformer).
Im oben beschriebenen Drehstromtransformator fließt jedoch der Kurzschlußstrom der Netzwicklung bei einem teilweisen Kurzschluß eines beliebigen Teils der Ventilwicklung hauptsächlich in dem Teil der Netzwicklung (die einen Parallelzweig bildet), der gegenüber dem kurzgeschlossenen Teil der Ventilwicklung angeordnet ist. Dabei ist die Größe des induktiven Widerstandes des Transformators niedrig und der Kurzschlußstrom (Fehlerstrom) erreicht einen großen durch die Parameter des Transformators bedingten Wert. In einigen fallen, insbesondere bei der Verwendung hochleistungsfähiger Stromrichtersätze, funktioniert ihre Schutzapparatur, beispielsweise Schmelzsicherungen, nur ungenügend oder versagt überhaupt. Außerdem beginnen die gleiche Schaltschemata aufweisenden Teile der Ventilwicklung im Arbeitsbetrieb des Transformators den Schaltvorgang gleichzeitig. Da die Teile der Ventilwicklung mit gleichem Schaltschema nur an bestimmten Kernabschnitten des Magnetleiters angeordnet sind, erreicht die Größe des induktiven Widerstandes des Schaltvorganges in jedem beliebigen Zeitpunkt einen hohen Wert. Das hat einen beträchtlichen Spannungsabfall im Transformator im Betrieb und eine Verschlechterung der technisch-ökonomischen Parameter zur Folge.In the three-phase transformer described above, however, the short-circuit current flows into the mains winding a partial short circuit of any part of the valve winding mainly in that part of the mains winding (which forms a parallel branch), which is arranged opposite the short-circuited part of the valve winding is. The size of the inductive resistance of the transformer is low and the short-circuit current is low (Residual current) reaches a large value due to the parameters of the transformer. In some fall, especially when using high-performance converter sets, yours will work Protective equipment, such as fuses, is insufficient or fails at all. aside from that parts of the valve winding that have the same circuit diagrams begin when the transformer is in operation the switching process at the same time. Since the parts of the valve winding with the same circuit diagram only on certain core sections of the magnetic conductor are arranged, reaches the size of the inductive Resistance of the switching process at any point in time has a high value. That has a considerable one Voltage drop in the transformer during operation and a deterioration in the technical-economic Parameters result.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Drehstromtransformator zur Speisung von Halbleiter-The invention is based on the object of providing a three-phase transformer for feeding semiconductor
Gleichrichtern zu entwickeln, in dem die gegenseitige Anordnung der entsprechenden Teile der Netz- und der Ventilwicklung einen minimalen Spannungsabfall im Betrieb und die Begrenzung der Kurzschlußströme bei Fehlern gewährleistet.To develop rectifiers, in which the mutual arrangement of the corresponding parts of the network and the Valve winding a minimal voltage drop during operation and the limitation of the short-circuit currents Errors guaranteed.
Diese Aufgabe wird durch einen Drehstromtransformator mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruchs 1 gelöstThis task is performed by a three-phase transformer solved with the features of the characterizing part of claim 1
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 und 3.Advantageous embodiments of the invention are the subject of claims 2 and 3.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert Es zeigtIn the following, the invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing explained it shows
F i g. 1 einen Teilschnitt der Wicklungen eines erfindungsgemäßen Drehstromtransformators;F i g. 1 shows a partial section of the windings of a three-phase transformer according to the invention;
Fig.2 das Schaltbild eines erfindungsgemäßen, an Halbleiter-Gleichrichter angeschlossenen Drehstromtransformators; 2 shows the circuit diagram of an inventive Semiconductor rectifier connected three-phase transformer;
F i g. 3 ein Schema der Anordnung der Wicklungsteile des in F i g. 1 und 2 dargestellten Drehstromtransformators; F i g. 3 shows a diagram of the arrangement of the winding parts of the in FIG. 1 and 2 shown three-phase transformer;
F i g. 4 ein Schema der Anordnung der Wicklungsteile des Drehstromtransformators mit einer anderen Folge der Verbindung der Netzwicklungsteile (am Beispiel einer Phase);F i g. 4 shows a diagram of the arrangement of the winding parts of the three-phase transformer with a different sequence of connection of the network winding parts (using the example one phase);
F i g. 5 ein Schema der Anordnung der Wicklungsteile des Drehstromtransformators mit nach der Höhe vereinigten Teilen der Ventilwicklung;F i g. 5 a diagram of the arrangement of the winding parts of the three-phase transformer with according to the height united parts of the valve winding;
F i g. 6 ein Schema der Anordnung der Wicklungsteile des Drehstromtransformators mit nach der Höhe vereinigten Teilen der Ventilwicklung gegenüber zwei Teilen der Netzwicklung, die zu zwei Parallelzweigen gehören;F i g. 6 shows a diagram of the arrangement of the winding parts of the three-phase transformer with parts of the valve winding that are combined according to height compared to two Parts of the network winding that belong to two parallel branches;
F i g. 7 ein Schema der Anordnung der Wicklungsteile des Drehstromtransformators mit nach der Höhe vereinigten Teilen der Ventilwicklung gegenüber drei Teilen der Netzwicklung, die zu drei Parallelzweigen gehören.F i g. 7 a diagram of the arrangement of the winding parts of the three-phase transformer with according to the height united parts of the valve winding opposite three parts of the network winding that form three parallel branches belong.
Der Dreh-tromtransformator enthält ein Gehäuse 1 (Fig. 1) mit einem in diesem untergebrachtem Dreischenkelkern 2. Am Kern 2 sind konzentrisch zwei dreiphasige Wicklungen angeordnet, eine Netzwicklung 3 und eine Ventil wicklung 4.The rotary-current transformer contains a housing 1 (Fig. 1) with a three-legged core housed in this 2. Two three-phase windings are concentrically arranged on the core 2, a network winding 3 and a valve winding 4.
Die Netzwicklung 3 ist in der zu beschreibenden Ausführungsform irr vier Teile 5, 6, 7, 8 eingeteilt, die nach der Höhe (längs der Achse L) des Schenkels 9 angeordnet sind.In the embodiment to be described, the net winding 3 is divided into four parts 5, 6, 7, 8 which are arranged according to the height (along the axis L) of the leg 9.
Die Anfänge 10, 11 (F i g. 2) der Phase A der Teile 5 bzw. 6 sind durch eir.e stromleitende Schiene 12 vereinigt, die an die Phase A einer Speisequelle 13 angeschlossen ist. Der Anfang Ά der Phase A des Teils 7 ist mit dem Ende 15 de* Teiles 5 mittels einer stromleitenden Schiene 16 verbunden. Der Anfang 17 der Phase A des Teiles 8 ist nUt dem Ende 18 des Teils 6 mittels der stromleitenden Schiene 19 verbunden. Die Enden 20, 21 der Phase A der Teile 7 bzw. 8 sind durch eine stromleitende Schiene 23 vereinigt, die mit einem Neutralleiter 23 verbunden ist*The beginnings 10, 11 ( FIG. 2) of phase A of parts 5 and 6 are united by a current-conducting rail 12 which is connected to phase A of a supply source 13. The beginning Ά of the phase A of the part 7 is connected to the end 15 of the part 5 by means of a current-conducting rail 16. The beginning 17 of the phase A of the part 8 is now connected to the end 18 of the part 6 by means of the current-conducting rail 19. The ends 20, 21 of phase A of parts 7 and 8 are united by a current-conducting bar 23 which is connected to a neutral conductor 23 *
Die untereinander mit Hilfe der stromleitenden Schiene 16 verbundenen Teile 5 und 7 bilden einen Parallelzweig 24 (F i g. 3), und die untereinander mit Hilfe der stromleitenden Schiene 19 verbundenen Teile 6 und 8 einen Parallelzweig 25.The parts 5 and 7 connected to one another with the aid of the conductive rail 16 form one Parallel branch 24 (FIG. 3), and the parts connected to one another with the aid of the conductive rail 19 6 and 8 a parallel branch 25.
Die Anfänge 26 (F i g. 2), 27 der Phase B der Teile 5 bzw. 6 sind mit Hilfe einer stromleitenden Schiene 28 vereinigt, die an die Phase B der Speisequelle 13 angeschlossen ist. Der Anfang 29 der Phase B des Teils 7 ist mit dem Ende 30 des Teils 5 mit Hilfe einer stromlei tcnden Schiene 31 verbunden. Der Anfang 32 der Phase B des Teils 8 ist mit dem Ende 33 des Teils 6 mit Hilfe einer stromleitenden Schiene 34 verbunden. Die Enden 35, 36 der Phase B der Teile 7 bzw. 8 sindThe beginnings 26 (FIG. 2), 27 of phase B of parts 5 and 6 are combined with the aid of a current-conducting rail 28 which is connected to phase B of the supply source 13. The beginning 29 of the phase B of the part 7 is connected to the end 30 of the part 5 with the aid of a current-conducting rail 31. The beginning 32 of the phase B of the part 8 is connected to the end 33 of the part 6 by means of a current-conducting rail 34. The ends 35, 36 of phase B of parts 7 and 8 respectively
ΐ durch eine stromleitende Schiene 37 vereinigt die mit dem Neutralleiter 23 verbunden istΐ united by a conductive rail 37 with the neutral conductor 23 is connected
Die untereinander mit Hilfe der stromleitenden Schiene 31 verbundenen Teile 5 und 7 bilden den Paralleizweig 38 (Fig.3), während die untereinanderThe interconnected with the help of the conductive rail 31 parts 5 and 7 form the Parallel branch 38 (Fig. 3), while the one below the other
in mit Hilfe der stromleitenden Schiene 34 verbundenen Teile 6 und 8 den Parallelzweig 39 bilden.connected in by means of the conductive rail 34 Parts 6 and 8 form the parallel branch 39.
Die Anfänge 40,41 (F i g. 2), der Phase C der Teile 5 bzw. 6 sind durch eine stromleitende Schiene 42 verbunden, die an der Phase C der Speisequelle 13 angeschlossen ist Der Anfang 43 der Phase Cdes Teils 7 ist mit dem Ende 44 des Teils 5 durch eine stromleitende Schiene 45 verbunden. Der Anfang 46 der Phase C des Teils 8 ist mit dem Ende 47 des Teils 6 durch eine stromleitende Schiene 48 verbunden Die Enden 49, 50 der Phase C der Teile 7 bzw. β sind durch eine stromleitende Schiene 51 vereinigt, die mit dem Neutralleiter 23 verbunden ist.The beginnings 40,41 (FIG. 2) of the phase C of the parts 5 and 6 are connected by a current-conducting rail 42 which is connected to the phase C of the supply source 13 connected to the end 44 of the part 5 by a conductive rail 45. The beginning 46 of the phase C of the part 8 is connected to the end 47 of the part 6 by a conductive bar 48. The ends 49, 50 of the phase C of the parts 7 and β are connected by a conductive bar 51 connected to the neutral conductor 23 connected is.
Die untereinander mit Hilfe der stromleiunden Schiene 45 verbundenen Teile 5 und 7 bilden einen Paralloizweig 52 (Fig.3), während die untereinander mit Hilfe der stromleitenden Schiene 48 verbundenen Teile 6 und 8 einen Parallelzweig 53 bilden.The one with the other with the help of the Stromleiunden Rail 45 connected parts 5 and 7 form a parallel branch 52 (Fig.3), while the one below the other Parts 6 and 8 connected by means of the conductive rail 48 form a parallel branch 53.
Die Ventilwicklung 4 (Fig. 1) ist in der vorliegenden Variante in vier Teile 54, 55, 56, 57 unterteilt, die nachThe valve winding 4 (Fig. 1) is in the present Variant divided into four parts 54, 55, 56, 57, which according to
ίο der Höhe des Schenkels 9 (längs der Achse L) angeordnet sind.ίο the height of the leg 9 (along the axis L) are arranged.
Die Teile 54 (F i g. 2) der Phasen A, B. C sind in Stern geschaltet Hierzu sind die Anfänge 58, 59, 60 der
Phasen A, B, C des Teiles 54 mit Hilfe von stromleitenden Schienen 62, 63, 64 an einen in
Gleichrichter-Brückenschaltung ausgeführten Gleichrichter 61 angeschlossen und ihre Enden 65, 66, 67 mit
Hilfe einer stromleitenden Schiene 68 verbunden.
Die Teile 55 der Phasen A, B, C sind in DreieckThe parts 54 (FIG. 2) of the phases A, B. C are connected in a star. For this purpose, the beginnings 58, 59, 60 of the phases A, B, C of the part 54 are connected with the aid of conductive rails 62, 63, 64 connected to a rectifier 61 embodied in a rectifier bridge circuit and their ends 65, 66, 67 connected by means of a current-conducting rail 68.
The parts 55 of phases A, B, C are in triangle
■to geschaltet. Hierzu sind die Anfänge 69, 70, 71 der Phasen A, B, Cdes Teils 55 mit Hilfe von stromleitenden Schienen 73, 74, 75 an einen Gleichrichter 72 angeschlossen. Dabei ist der Anfang 69 der Phase A mit Hilfe einer stromleitenden Schiene 77 mit dem Ende 76 der Phase B verbunden. Der Anfang 70 der Phase B ist mit dem Ende 78 der Phase C mit Hilfe einer stromleitenden Schiene 79 verbunden. Der Anfang 71 der Phase Cist mit dem Ende 80 der Phase A mit Hilfe einer stromleitenden Schiene 81 verbunden.■ switched to. For this purpose, the beginnings 69, 70, 71 of phases A, B, C of part 55 are connected to a rectifier 72 with the aid of current-conducting rails 73, 74, 75. The beginning 69 of phase A is connected to the end 76 of phase B with the aid of a conductive rail 77. The beginning 70 of phase B is connected to the end 78 of phase C with the aid of a conductive rail 79. The beginning 71 of phase C is connected to the end 80 of phase A with the aid of a current-conducting rail 81.
Die Teile 56 der Phasen A, B, C sind in Stern geschaltet und an einen Gleichrichter 82 analog zu den Teilen 54 der Phasen A. 6, Cangeschlossen, während die Teile 57 der Phasen A, B, Cin Dreieck geschaltet und an einen Gleichrichter 83 analog zu den Te:len 55 der Phasen A, B, Cangeschlossen sind.The parts 56 of the phases A, B, C are connected in star and connected to a rectifier 82 analogously to the parts 54 of the phases A. 6, C, while the parts 57 of the phases A, B, Cin are triangular and connected to a rectifier 83 analogous to the Te: len 55 of phases A, B, Cangeschlossen are.
Möglich sind auch andere Ausführungsformen des Drehstromtransformators, die auf verschiedener Anordnung und Verbindung der Teile der Netz- und der Ventilwicklungen beruhen. Zur Vereinfachung der Erläuterung dieser Varianten werden diese anhand der Phase A beschrieben, die Anordnung und Verbindung der Wicklungsteile der Phasen Bund Csind analog.Other embodiments of the three-phase transformer based on different arrangements and connections of the parts of the network and valve windings are also possible. To simplify the explanation of these variants, these are described using phase A ; the arrangement and connection of the winding parts of phases B and C are analogous.
In F i g. 4 ist die Phase A eines Drehstronitransformators dargestellt, in de:Ti die Netzwicklung 3 in vier längs *>*> der Achse L angeordnete Teile 5,6,7,8 unterteilt ist.In Fig. 4 shows phase A of a three-phase transformer, in which: Ti the network winding 3 is divided into four parts 5,6,7,8 arranged along *>*> the axis L.
Die Anfänge 10,11 der Phase A der Teile 5 bzw. 6 sind durch die stromleitende Schiene 12 verbunden, die an die Speisequelle 13 angeschlossen ist. Der Anfang 14 derThe beginnings 10, 11 of phase A of parts 5 and 6 are connected by the current-conducting rail 12, which is connected to the supply source 13. The beginning of the 14th
Phase A des Teiles 7 ist mit dem Ende 18 des Teiles 6 mittels einer stromleitenden Schiene 84 verbunden. Der Anfang 17 des Teiles 8 der Phase A ist mit dem Ende 15 des Teiles 5 mittels einer stromleitenden Schiene 85 verbunden. Die Enden 20, 21 der Phase A der Teile 7 bzw. 8 sind durch die stromleitende Schiene 22 vereinigt, die mit dem Neutralleiter 23 verbunden ist.Phase A of part 7 is connected to end 18 of part 6 by means of an electrically conductive rail 84. The beginning 17 of the part 8 of phase A is connected to the end 15 of the part 5 by means of a current-conducting rail 85. The ends 20, 21 of phase A of parts 7 and 8, respectively, are united by the current-conducting rail 22 which is connected to the neutral conductor 23.
Die Teile 5 und 8, die untereinander durch eine stromleitende Schiene 85 verbunden sind, bilden einen Parallelzweig 86, während die Teile 6 und 7, die untereinander durch die stromleitende Schiene 84 verbunden sind, einen Parallelzweig 87 bilden, d. h. in dieser Variante ist einer (von zwei) der Parallelzweige (in diesem Fall 86) durch die in Reihe geschalteten Teile 5 und 8 der Netzwicklung 3 gebildet, die mit zwei Teilen 6, 7 der Netzwicklung 3, die zum Parallelzweig 87 gehören, abwechselnd nacheinander folgen.The parts 5 and 8, which are connected to one another by a conductive rail 85, form one Parallel branch 86, while parts 6 and 7, which are connected to one another by the current-conducting rail 84 are connected, form a parallel branch 87, i. H. in this variant one (of two) is the parallel branches (in this case 86) formed by the series-connected parts 5 and 8 of the network winding 3, which has two parts 6, 7 of the network winding 3, which belong to the parallel branch 87, follow one another alternately.
In der vorliegenden Variante ist die Ventilwicklung 4In the present variant, the valve winding is 4
in vier Teile Ξ4, 55, 56, 57 utiieiieiii, die Γιαοίι der iiüuc (längs der Achse L) des Schenkels 9 angeordnet sind. Die Teile 54 und 57 der Phasen A. B. C sind in Stern geschaltet und an die Gleichrichter analog zu F i g. 2 angeschlossen, während die Teile 55 und 56 in Dreieck geschaltet und an die Gleichrichter ebenfalls analog zu F i g. 2 angeschlossen sind. Somit sind in der vorliegenden Variante die Teile 54, 57 der Ventilwicklung 4, die ein gleichartiges Schaltschema (Stern) aufweisen, gegenüber den Teilen 5, 8 der Netzwicklung 3 angeordnet, die zum Parallelzweig 86 gehören, während die Teile 55, 56 der Ventilwicklung 4, die ein gleichartiges Schaltschema (Dreieck) aufweisen, gegenüber den Teilen 6, 7 der Netzwicklung 3 angeordnet sind, die zum Parallelzweig 87 gehören.in four parts Ξ4, 55, 56, 57 utiieiieiii, the Γιαοίι the iiüuc (along the axis L) of the leg 9 are arranged. The parts 54 and 57 of the phases AB C are connected in star and connected to the rectifier analogous to FIG. 2 connected, while parts 55 and 56 are connected in delta and are also connected to the rectifier analogously to FIG. 2 are connected. Thus, in the present variant, the parts 54, 57 of the valve winding 4, which have a similar circuit diagram (star), are arranged opposite the parts 5, 8 of the network winding 3 that belong to the parallel branch 86, while the parts 55, 56 of the valve winding 4 , which have a similar circuit diagram (triangle), are arranged opposite the parts 6, 7 of the network winding 3 that belong to the parallel branch 87.
In F i g. 5 ist die Phase A einer weiteren Ausführungsvariante des Transformators dargestellt, in der die Neizwicklung 3 in vier Teile 5, 6, 7, 8 unterteilt ist, die untereinander 3ΠΗΐοσ wie die Teile 5,6,7,8 der in F i °. 3 dargestellten Netzwicklung 3 geschaltet sind. In dieser Variante ist die Ventilwicklung 4 in acht Teile 54,55,56, 57, 88, 89, 90, 91 unterteilt. Die Teile 54, 56, 88, 90 der *o Phasen A. B. C sind in Stern geschaltet und an die Gleichrichter analog zu Fi g. 2 angeschlossen, während die Teile 55, 57, 89, 91 der Phasen A, B. C in Dreieck geschaltet und an die Gleichrichter ebenfalls analog zu F i g. 2 angeschlossen sind.In Fig. 5 shows the phase A of a further variant of the transformer, in which the new winding 3 is divided into four parts 5, 6, 7, 8, which 3ΠΗΐο σ like the parts 5,6, 7, 8 of the in F i °. 3 mains winding 3 shown are connected. In this variant, the valve winding 4 is divided into eight parts 54, 55, 56, 57, 88, 89, 90, 91. The parts 54, 56, 88, 90 of the * o phases AB C are connected in star and to the rectifier analogous to Fi g. 2 connected, while parts 55, 57, 89, 91 of phases A, B. C are connected in delta and are also connected to the rectifier in a manner analogous to FIG. 2 are connected.
Je zwei Teile der Ventilwicklung 4. im vorliegenden Fall 54 und 55,56 und 57,88 und 89,90 und 91, sind nach der Höhe entsprechend vereinigt und gegenüber je einem Teil der Netzwicklung 3 angeordnet, d. h. die Teile 54 und 55 gegenüber dem Teil 5. die Teile 56 und 57 gegenüber dem Teil 6, die Teile 88 und 89 gegenüber dem Teil 7, und die Teile 90 und 91 der Ventilwicklung 4 gegenüber dem Teil 8 der Netzwicklung 3.Two parts of the valve winding 4. in the present case 54 and 55, 56 and 57, 88 and 89, 90 and 91 are after combined according to the height and arranged opposite each part of the network winding 3, d. H. the Parts 54 and 55 opposite part 5. Parts 56 and 57 opposite part 6, parts 88 and 89 opposite the part 7, and the parts 90 and 91 of the valve winding 4 opposite the part 8 of the network winding 3.
In Fig.6 ist die Phase A einer Ausführungsvariante des Transformators dargestellt, in der die Netzwicklung 3 in vier Teile 5, 6, 7, 8 unterteilt ist, die untereinander analog zu den Teilen 5, 6, 7, 8 der in F i g. 3 gezeigten Netzwicklung 3 verbunden sind. In der vorliegenden Variante ist die Ventilwicklung 4 in vier Teile 54,55,56, 57 unterteilt. Die Teile 54, 56 der Phasen A. B. C sind in Stern geschaltet, während die Teile 55,57 der Phasen A, B. Cin Dreieck geschaltet sind.In Figure 6, the phase A of a variant of the transformer is shown in which the network winding 3 is divided into four parts 5, 6, 7, 8, which are mutually analogous to the parts 5, 6, 7, 8 of the in F i g . 3 mains winding 3 shown are connected. In the present variant, the valve winding 4 is divided into four parts 54, 55, 56, 57. The parts 54, 56 of the phases AB C are connected in star, while the parts 55, 57 of the phases A, B. Cin are triangular connected.
Der in Stern geschaltete Teil 54 der Ventilwicklung 4 und der in Dreieck geschaltete Teil 55 sind nach der Höhe des Schenkels 9 vereinigt und gegenüber den zwei Teilen 5, 6 der Netzwicklung 3 angeordnet, die entsprechend zu zwei Parallelzweigen 24 und 25 gehören. Der in Stern geschaltete Teil 56 und der in Dreieck geschaltete Teil 57 sind nach der Höhe des Schenkels 9 vereinigt und gegenüber den zwei Teilen 7, 8 der Netzwicklung 3, die entsprechend zu den Parallclzweigen 24 und 25 gehören, angeordnet.The star-connected part 54 of the valve winding 4 and the delta-connected part 55 are according to the Unified height of the leg 9 and arranged opposite the two parts 5, 6 of the network winding 3, the corresponding to two parallel branches 24 and 25 belong. The star-connected part 56 and the in Triangular part 57 are combined according to the height of the leg 9 and opposite the two parts 7, 8 of the network winding 3, which correspondingly belong to the parallel branches 24 and 25, are arranged.
In Fig. 7 ist die Phase A einer Ausführungsvariarte des Transformators dargestellt, bei der die Netzwicklung 3 in sechs Teile 5, 6, 7, 8, 92, 93 unterteilt ist. Die Anfänge 10, 11, 14 der Phase A der entsprechenden Teile 5, 6, 7 sind durch eine stromleitende Schiene 94 vereinigt, die an die Speisequelle 13 angeschlossen ist. Der Anfang 17 der Phase A des Teils 8 ist mit dem Ende 15 der Phase A des Teils 5 mit Hilfe der stromleitenden Schiene 85 verbunden. Der Anfang 95 der Phase A des Teils 92 ist mit dem Ende 18 des Teils 6 mit Hilfe einer stromleitenden Schiene % verbunden. Der Anfang 97 der Phase A des Teils 93 ist mit dem Ende 20 des Teils 7 mit Hilfe einer stromleitenden Schiene 98 verbunden. Die Enden 21, 99, 100 der Phase A der entsprechenden Teile g, 52, S3 sind durch eine itromleitep.de Schiene 10! vereinigt, die mit dem Neutralleiter 23 verbunden ist.FIG. 7 shows phase A of a variant embodiment of the transformer in which the network winding 3 is divided into six parts 5, 6, 7, 8, 92, 93. The beginnings 10, 11, 14 of phase A of the corresponding parts 5, 6, 7 are united by a current-conducting rail 94 which is connected to the supply source 13. The beginning 17 of the phase A of the part 8 is connected to the end 15 of the phase A of the part 5 with the aid of the conductive rail 85. The beginning 95 of the phase A of the part 92 is connected to the end 18 of the part 6 by means of a conductive rail%. The beginning 97 of the phase A of the part 93 is connected to the end 20 of the part 7 by means of a current-conducting rail 98. The ends 21, 99, 100 of phase A of the corresponding parts g, 52, S3 are through an itromleitep.de rail 10! united, which is connected to the neutral conductor 23.
Die Teile 5 und 8, die miteinander durch die stromleitende Schiene 85 verbunden sind, bilden einen Parallelzweig 102. Die Teile 6 und 92, die miteinander mit Hilfe der stromleitenden Schiene 96 verbunden sind, bilden einen Parallelzweig 103. Die Teile 7 und 93, die durch die stromleitende Schiene 98 verbunden sind, bilden einen Parallelzweig 104.The parts 5 and 8, which are connected to each other by the conductive bar 85, form one Parallel branch 102. The parts 6 and 92, which are connected to one another by means of the conductive rail 96, form a parallel branch 103. The parts 7 and 93, which are connected by the current-conducting rail 98, form a parallel branch 104.
Die Ventil wicklung 4 ist in der vorliegenden Variante in vier Teile 54,55, 56,57 unterteilt, die nach der Höhe (längs der Achse L) des Schenkels 9 angeordnet sind. Die Teile 54 und 56 der Phasen .4, B. C sind in Stern geschaltet, die Teile 55 und 57 der Phasen A, B, C in Dreieck, !n dieser Variante ist der in Stern geschaltete Teil 54 und der in Dreieck geschaltete Teil 55 nach der Höhe vereinigt und gegenüber den drei Teilen 5,6,7 der Netzwicklung 3 angeordnet, die entsprechenden drei Paraüelzweigen 102, 103. 104 angehören. Der in Stern geschaltete Teil 56 und der in Dreieck geschaltete Teil 57 sind ebenfalls nach der Höhe vereinigt und gegenüber den drei Teilen 8,92,93 der Netzwickl ing 3 angeordnet, die zu drei entsprechenden Parallelzweigen 102,103,104 gehören.In the present variant, the valve winding 4 is divided into four parts 54, 55, 56, 57, which are arranged according to the height (along the axis L) of the leg 9. The parts 54 and 56 of phases .4, B. C are connected in star, the parts 55 and 57 of phases A, B, C in triangle,! In this variant, the part 54 connected in star and the part connected in triangle 55 combined according to the height and arranged opposite the three parts 5, 6, 7 of the network winding 3, the corresponding three parallel branches 102, 103, 104 belong. The star-connected part 56 and the triangular part 57 are also combined according to the height and arranged opposite the three parts 8,92,93 of the Netzwickl ing 3, which belong to three corresponding parallel branches 102,103,104.
Der Drehstromtransformator zur Speisung von Halbleiter-Gleichrichtern funktioniert im Arbeitsbetrieb auf bekannte Weise. Nachfolgend wird die Arbeit des Transformators im Fehlerfall erläutert, und zwar bei einem Kurzschluß eines der Teile der Ventilwicklung, was beispielsweise infolge des Durchschlags eines Ventils in einem der Gleichrichter 61, 72,82, 83 (F i g. 2) erfolgen kann.The three-phase transformer for supplying semiconductor rectifiers works during operation in a familiar way. The work of the transformer in the event of a fault is explained below, namely at a short circuit of one of the parts of the valve winding, which for example as a result of the breakdown of a Valve in one of the rectifiers 61, 72, 82, 83 (FIG. 2) can take place.
Im Arbeitsbetrieb wird die Speisespannung vo.i der dreiphasigen Speisequelle 13 jedem der Teile 5, 6, 7, 8 der Netzwicklung 3 (F i g. 3) zugeführt. Der Belastungsstrom fließt über die Gleichrichter 61 (F i g. 2), 72,82,83 durch die Teile 54, 55, 56, 57 der Ventilwicklung 4 (F ig. 3).In operation, the supply voltage is from three-phase supply source 13 is supplied to each of the parts 5, 6, 7, 8 of the network winding 3 (FIG. 3). The load current flows through the rectifiers 61 (FIG. 2), 72, 82, 83 through the parts 54, 55, 56, 57 of the valve winding 4 (Fig. 3).
Bei einem Durchschlag eines Ventils im Gleichrichter 72 (Fig.2) steigt der Strom des Teils 55 (Fig.3) der Ventilwicklung 4 der Phase A, B. C steil an. Dabei fließt der größere Teil des Stromes der Netzwicklung 3 infolge der starken magnetischen Kopplung der Teile 55 der Ventilwicklung 4 und der Teile 6 der Netzwicklung 3 durch die Parallelzweige 25, 39, 53. Dabei ist ein beträchtlicher Teil der Amperewindungen der Teile 8 der Netzwicklung 3 infolge ihrer Reihenschaltung durch die stromleitenden Schienen 19, 34, 48 mit den Teilen 6 magnetisch nicht ausgeglichen. Infolgedessen nimmt die Energie des magnetischen Streufeldes steil zu. wobeiIf a valve breaks down in rectifier 72 (FIG. 2), the current in part 55 (FIG. 3) of valve winding 4 of phase A, B. C rises steeply. The greater part of the current of the mains winding 3 flows through the parallel branches 25, 39, 53 due to the strong magnetic coupling of the parts 55 of the valve winding 4 and the parts 6 of the mains winding 3 not magnetically balanced due to their series connection by the current-conducting rails 19, 34, 48 with the parts 6. As a result, the energy of the stray magnetic field increases steeply. whereby
der Widerstand des teilweisen Kurzschlusses wesentlich ansteigt, was zu einer Verminderung des Fehlerstromes um das 1,5—2fache führt. Die Verminderung des Fehlerstromei führt ihrerseits zu einer Erhöhung der Betriebssicherheit des Transformators und ermöglicht es, Bauelemente mit geringerer elektrodynamischer und thermischer Festigkeit für den Drehstromtransformator anp'.iwenden, die Abmessungen zu vermindern sowie die erforderliche Ausschaltleistung der Schutzapparatur, beispielsweise Schmelzsicherungen, herabzusetzen.the resistance of the partial short circuit increases significantly, which leads to a reduction in the fault current leads by 1.5-2 times. The reduction of the fault current in turn leads to an increase in the Operational reliability of the transformer and enables components with lower electrodynamic and apply thermal stability for the three-phase transformer to reduce the dimensions as well as the reduce the required breaking capacity of the protective equipment, for example fuses.
Im Arbeitsbetrieb fangen die Teile der Ventilwicklung mit gleichartigem Schaltschema, beispielsweise die Teile 55, 57 (Fig. 1, 2, 3), die in Dreieck geschaltet sind, den Schaltvorgang gleichzeitig an, wodurch die Amperewindungen dieser Teile 55,57 der Ventilwicklung 4, die am Schaltvorgang teilnehmen, magnetisch weitgehend durch die Amperewindungen des gegenüberliegenden Parallelzweiges 25, 39, 53 der Netzwicklung 3 der Phasen A. B, C ausgeglichen werden. Da die srn Schaltvorgang gleichzeitig teilnehmenden Teile 55, 57 der Ventilwicklung der Höhe nach auf der halben Gesamthöhe der Wicklung 4 angeordnet sind, wird der Wert des Kurzschlußwiderstandes den Widerstandswert bei Totalkurzschluß übersteigen, d. h. den Widerstand bei einem Kurzschluß sämtlicher Teile 54, 55, 56, 57 der Ventilwicklung 4.In operation, the parts of the valve winding with the same switching scheme, for example the parts 55, 57 (Fig. 1, 2, 3), which are connected in a triangle, start the switching process at the same time, whereby the ampere turns of these parts 55, 57 of the valve winding 4, which participate in the switching process are magnetically largely compensated by the ampere turns of the opposite parallel branch 25, 39, 53 of the network winding 3 of phases A. B, C. Since the srn switching process simultaneously participating parts 55, 57 of the valve winding are arranged vertically at half the total height of the winding 4, the value of the short-circuit resistance will exceed the resistance value in the case of a total short circuit, i.e. the resistance in the case of a short circuit of all parts 54, 55, 56, 57 of the valve winding 4.
Der in F i g. 4 gezeigte Transformator funktioniert im Fehlerbetrieb analog zu dem vorstehend beschriebenen. Bei der Vereinigung der Teile 54 (F i g. 5) und 55,56 und 57,88 und 98,90 und 91, die entsprechend unterschiedliche Schallschemata aufweisen, nach der Höhe des Schenkels 9 ist der Kurzschlußwiderstand gleich dem Widerstandswert bei Totalkurzschluß, und der Widerstandswert bei teilweisem Kurzschluß bleibt gleich dem Widerstandswert bei teilweisem Kurzschluß im in F i g. 4 dargestellten Transformator.The in F i g. The transformer shown in FIG. 4 works analogously to that described above in fault mode. When the parts 54 (Fig. 5) and 55.56 and 57.88 and 98.90 and 91 are united, the correspondingly different Have sound schemes, according to the height of the leg 9, the short-circuit resistance is equal to that Resistance value in the case of a total short circuit, and the resistance value in the case of a partial short circuit remains the same as that Resistance value in the event of a partial short circuit in FIG. 4 shown transformer.
Bei der in F i g. 6 und 7 dargestellten Ausführung des Transformators, wo die gleiches Schaltschema aufweisenden Teile 54, 56 und 55, 57 der Ventilwicklung 4 die gesamte Höhe der Ventilwicklung 4 ausmachen, ist der Wert des Kurzschlußwiderstandes gleich dem Widerstandswert bei Totalkurzschluß, was eine wesentliche Herabsetzung des induktiven Spannungsabfalles im Transformator und eine Erhöhung des Leistungsfaktors des gesamten SiromncnicrsaiZcs (Transformator — Gleichrichter) ermöglicht. Dadurch ist es möglich, die vorgegebene Größe der gleichgerichteten Spannung bei geringerem Energieverbrauch aus dem Speisenetz zu erhalten, wodurch eine Verminderung des Aufwandes an aktiven Werkstoffen und eine Herabsetzung der Abmessungen des Transformators ermöglicht wird.In the case of the in FIG. 6 and 7 illustrated embodiment of the Transformer, where the same circuit diagram having parts 54, 56 and 55, 57 of the valve winding 4 the make up the entire height of the valve winding 4, the value of the short-circuit resistance is equal to the resistance value with total short circuit, which significantly reduces the inductive voltage drop in the Transformer and an increase in the power factor of the entire SiromncnicrsaiZcs (transformer - Rectifier). This makes it possible to use the specified size of the rectified voltage to be obtained from the supply network with lower energy consumption, thereby reducing the effort of active materials and a reduction in the dimensions of the transformer is made possible.
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Claims (3)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19782844734 DE2844734C2 (en) | 1978-10-13 | 1978-10-13 | Three-phase transformer for supplying semiconductor rectifiers |
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Family Applications (1)
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Also Published As
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