DE388555C - Schaltung zur Verminderung des Spannungsabfalls bei Transformatoren fuer Gleichrichter - Google Patents
Schaltung zur Verminderung des Spannungsabfalls bei Transformatoren fuer GleichrichterInfo
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Description
DEUTSCHES REICH
ausgegeben;
AM 15. JANUAR 192l4
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
KLASSE 21 d GRUPPE 34
(S54295
Siemens-Schuckertwerke G. m. b. H. in Siemensstadt b. Berlin *).
Schaltung zur Verminderung des Spannungsabfalls bei Transformatoren für Gleichrichter.
Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. September 1920 ab.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung
zur Verminderung des Spannungsabfalls bei Transformatoren, welche Gleichrichter, z. B.
Quecksilberdampfgleichrichter, speisen. In derartigen Transformatoren entsteht, wie bekannt,
ein starker Sekundärstreufluß, der eine im
wesentlichen ungeänderte Richtung im Raum besitzt. Es soll dies an Hand der Abb. ι und -2
der Zeichnung erläutert werden, von denen y'-Abb.
χ einen Gleichrichterbetrieb mit primärer Dreieckschaltung des Transformators und
Abb. 2 mit primärer Sternschaltung wiedergibt.
*) Von dem Patentsucker ist als Erfinder angegeben worden:
Dr.-Ing.e.li.Morit\ Schenkel in Oiarlottenburg.
In beiden Abbildungen bedeuten: P die Primärwicklung, S die Sekundärwicklung, G den
Gleichrichter und M einen Motor, der den erzeugten Gleichstrom aufnimmt. Der Einfachheit
halber ist hier Dreiphasenstrom angenommen. Die folgenden Überlegungen gelten aber
ebensogut für alle anderen Phasenzahlen, auch für Einphasentransformatoren.
Wenn bei der Anordnung nach Abb. ι beispielsweise
die mittlere Spule der sekundären Wicklung den momentanen Strom * liefert, so entsteht
in der entsprechenden Primärspule ein gleicher und entgegengesetzt gerichteter Strom,
ebenfalls vom Werte i, wenn das Übersetzungsverhältnis gleich 1:1 ist. Dabei umgibt sich
jede Wicklung mit einem Streufelde, dessen Richtung im Räume durch Richtung des Stromes
* gegeben ist. Gelangt nun eine andere Phase des Gleichrichters zur Stromlieferung,
ao so erfolgt diese Stromlieferung, der Arbeitsweise des Gleichrichters entsprechend, immer in
derselben Richtung; infolgedessen wird sich das betrachtete Streufeld der sekundären Spule
außerhalb der Spulen nicht wesentlich ändern, Höchstens wird es entsprechend den Schwankungen
des Stromes i auch etwas pulsieren. '■ Anders dagegen verhält es sich mit dem Streu- 1
felde innerhalb der Spulen S. Hier wird das Streufeld zwar auch die Spulen immer in derselben
Richtung durchdringen, wandert aber von einer Spule zur anderen, wodurch in den Spulen S Spannungen erzeugt werden, die sich
als Spannungsabfall an der gelieferten Gleichstromspannung äußern.
Auch bei der Sternschaltung der Primärwicklung gemäß Abb. 2 tritt ein ähnlicher
Spannungsabfall auf, obwohl in kleinerem Maße. Es möge hier wiederum, z. B. in der mittleren
Phase, ein sekundärer Strom i auftreten. Die entsprechende primäre Spule führt nicht mehr
den ganzen Strom i, da auch die anderen primären Spulen jetzt an der Stromführung beteiligt
sind. Die beiden äußeren Spulen führen nämlich entsprechend dem Kirchhoffschen Gesetze
je eine Hälfte des Stromes der mittleren primären Spule. Ihre magnetomotorischen
Kräfte sind parallel zueinander und in Reihe mit der magnetomotorischen Kraft der mittleren
primären Spule geschaltet. Da sich die primären und sekundären magnetomotorischen ·
Kräfte in bezug auf den Hauptfluß angenähert , das Gleichgewicht halten, so gilt für den primären
Strom it und sekundären Strom i die
Beziehung; ''
gleich — * ist.
3
3
Jede äußere primäre Spule hat
i · w =
Ui H—
wobei w die hier für primäre und sekundäre
Wicklung als gleich angenommene Windungszahl einer Phase bedeutet. Daraus sieht man,
daß der primäre Strom der mittleren Spule in diesem Augenblick je — i zu führen. Dabei
3
ist die Stromrichtung in den beiden äußeren primären Spulen dieselbe wie in der mittleren
sekundären Spule. Ferner entspricht die Differenz der Amperewindungen der beiden mittleren
Spulen ebenfalls dem Werte — i. Diese
magnetomotorische Kraft ist zwar in bezug auf den Hauptfluß den magnetomotorischen Kräften
in den äußeren Kernen entgegengerichtet, in bezug auf die Streuflüsse aber ist sie mit dem
letzteren gleichgerichtet. Infolgedessen tritt in diesem Falle nicht nur außerhalb, sondern
auch innerhalb der sekundären Spulen S eine immer gleichgerichtete und nur wenig pulsierende
Magnetisierung auf. Diese Magnetisierung bleibt auch dann noch bestehen, wenn der
sekundäre Strom von einer der nächsten Phasen geliefert wird.
Durch diese Verteilung der magnetomotorischen Kräfte wird also der Weg für die Streulinien
bereits vormagnetisiert, so daß beim Über- ; gang des sekundären Stromes von einer Spule
zu einer anderen nur eine Änderung des Kraftflusses entsprechend — i eintritt. Infolge dieser
geringen Änderung des Streuflusses innerhalb der Spulen werden auch nur geringere Streuspannungen
induziert, und der Spannungsabfall muß bei Sternschaltung des Transformators einen geringeren Wert als bei Dreieckschaltung
haben.
Die beschriebene Erscheinung des Auftretens von gleichgerichteten Streuflüssen ist bereits
bekannt und beispielsweise im Patent 316041, Seite i, Zeile 32 bis 37, erwähnt. Neu
ist jedoch die Erkenntnis, welchen Einfluß ein derartiger Fluß auf den Spannungsabfall des
Gleichrichters besitzt.
Von dieser Erkenntnis ausgehend wird erfindungsgemäß die Schaltung so getroffen, daß
zum Zwecke, die Änderung der Streuflüsse zu vermindern, eine Vormagnetisierung des ganzen
Transformators durch einen gleichmäßigen oder etwas pulsierenden Gleichstrom nicht wie nach
der genannten Patentschrift 316041 entgegen der Richtung der Streuflüsse der Transformatorsekundärwicklung
bewirkt wird, sondern in der Richtung dieser Streuflüsse. Stellt man sich z. B. bei der Anordnung nach Abb. 2 eine
im Sinne des Streuflusses gerichtete Magnetisierung vor, die konstant ist und in sämtlichen
Spulen die gleiche Richtung besitzt, jedoch nicht
nur dem Betrage — * entspricht, sondern z. B.
dem Betrage —, so ist leicht zu sehen, daß als iao
dann der in den sekundären Windungen fließende
Gleichrichterstrom i wegen der Vormagnetisierung
des Streupfades nicht mehr sehr viel zur Verstärkung des Streuflusses beitragen kann.
Der Gleichrichterstrom i wird also leicht von einer sekundären Phase zur anderen übergehen,
und es wird kein oder aber ein sehr kleiner Spannungsabfall stattfinden.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Abb. 3 ist der ganze Transformator K
von einer Hilfswicklung H umgeben, die durch einen Gleichstrom erregt wird und die erwünschte
Vormagnetisierung bewirkt.
Man kann auch entsprechend der Ausführung nach Abb. 4 und 5 die Gleichstromwicklung H
auf einzelne Kerne verteilen und sie aus einzelnen Spulen H1, H2 und H3, die im gleichen
Sinne hintereinander geschaltet sind, bilden.
Die Hilfswicklung H kann durch einen beliebigen Gleichstrom gespeist werden. Es kann
dazu der Strom des Gleichrichters selbst verwendet werden, wie dies beispielsweise in Abb. 6
dargestellt ist.
Bei dieser letzten Ausführung tritt der Unterschied der neuen Schaltung gegenüber der bekannten
besonders klar zutage. Man sieht, daß hier die Hilfswicklung H im Gegensatz zu der
bekannten Anordnung nach Patent 316041 nicht wie dort entgegengesetzt zur Wicklung S
geschaltet ist, sondern gerade umgekehrt diese Wicklung 5 unterstützt. Es werden also die
unausgeglichenen Amperewindungen nicht wie bei der bekannten Anordnung nahezu aufgehoben,
sondern im Gegenteil verstärkt.
Die Speisung der Wicklung H kann nicht nur wie in Abb. 6 mit dem Gesamtstrom des Gleichrichters,
sondern auch mit einzelnen Teilen desselben erfolgen. Man kann z. B. den ganzen gleichgerichteten Strom in einen konstanten
und einen wellenförmigen Teil zerlegen. Man kann dann durch die Wicklung H entweder
den konstanten Teil oder auch nur den wellenförmigen hindurchleiten. Abb. 7 bezieht sich
beispielsweise auf diesen letzten Fall. In den Stromkreis des Hauptverbrauchers ist die Primärwicklung
eines Seriensaugtransformators T eingeschaltet, dessen Sekundärwicklung den
wellenförmigen Teil des gleichgerichteten Stromes absaugt und durch die Hilfswicklung if
in einem Hilfsverbraucher Hm, beispielsweise einen Motor, schickt. Der Hauptverbraucher
wird dabei durch -"reinen-· Gleichström "durchflossen.
■■'""_■ "*-"""". Zur Einstellung des Maßes, in welchem bei
sämtlichen obenbeschriebenen Anordnungen die Hilfswicklung H zur Vormagnetisierung
herangezogen wird, kann man, wie Abb. 8 zeigt, entweder der gesamten Wicklung H ein
Regulierorgan R oder auch den einzelnen Unterabteilungen H1, H2, H3 Regulierorgane R11R2,
und R3 (z. B. Ohmsche oder induktive- Widerstände)
parallel oder in Reihe schalten.
Claims (6)
1. Schaltung zur Verminderung des Spannungsabfalles bei Transformatoren für
Gleichrichter, wobei der ganze Transformator durch vollkommenen oder pulsierenden
Gleichstrom vormagnetisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß diese zusätzliche Vormagnetisierung in der Richtung der
Streuflüsse, welche die Sekundärwicklungen des Transformators hervorrufen, erfolgt.
2. Schaltung nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vormagnetisierung
eine den ganzen Transformator umgebende Gleichstromwicklung dient.
3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromwicklung
auf die Kerne verteilt ist.
4. Schaltung nach Anspruch χ bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromwicklung
durch den vom Gleichrichter abgegebenen Gleichstrom oder durch einen
Teil desselben gespeist wird.
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromwicklung
durch den konstanten Teil des gleichgerichteten Stromes gespeist wird.
6. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromwicklung
durch den pulsierenden Teil des gleichgerichteten Stromes gespeist wird.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES54295D DE388555C (de) | 1920-09-22 | 1920-09-22 | Schaltung zur Verminderung des Spannungsabfalls bei Transformatoren fuer Gleichrichter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES54295D DE388555C (de) | 1920-09-22 | 1920-09-22 | Schaltung zur Verminderung des Spannungsabfalls bei Transformatoren fuer Gleichrichter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE388555C true DE388555C (de) | 1924-01-15 |
Family
ID=7489730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES54295D Expired DE388555C (de) | 1920-09-22 | 1920-09-22 | Schaltung zur Verminderung des Spannungsabfalls bei Transformatoren fuer Gleichrichter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE388555C (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2482101A (en) * | 1945-04-30 | 1949-09-20 | Westinghouse Electric Corp | Control system |
US2644109A (en) * | 1950-10-02 | 1953-06-30 | Miller Electric Mfg | Variable current welding transformer |
DE946470C (de) * | 1950-05-16 | 1956-08-02 | Arcos Ges Fuer Schweisstechnik | Einrichtung zur Herabsetzung der Leerlaufspannung bei Lichtbogenschweisstransformatoren |
-
1920
- 1920-09-22 DE DES54295D patent/DE388555C/de not_active Expired
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2482101A (en) * | 1945-04-30 | 1949-09-20 | Westinghouse Electric Corp | Control system |
DE946470C (de) * | 1950-05-16 | 1956-08-02 | Arcos Ges Fuer Schweisstechnik | Einrichtung zur Herabsetzung der Leerlaufspannung bei Lichtbogenschweisstransformatoren |
US2644109A (en) * | 1950-10-02 | 1953-06-30 | Miller Electric Mfg | Variable current welding transformer |
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