Mehrphasentransformator zum Betrieb eines oder mehrerer parallel geschalteter
metalldampfgleichrichter mit n - 6 (n eine ganze Zahl > 1) durch Kombination verschiedenephasiger
Wicklungsteile gebildeten sekundären Phasen' Die Anodenströme mehrphasig gespeister
Metalldampfgleichrichter zeigen einen zeitlichen Verlauf, welcher wesentlich von
ihrer Phasenzahl abhängt. Diese Gleichrichter besitzen nämlich eine der Phasenzahl
entsprechende Anzahl von Anoden (oder Anodengruppen), welche in zeitlich zyklischer
Folgs stromführend sind, und zwar in der Weise, daß während einer Periode der Wechseistr3m
jeder Anode nur während eines Zeitteilas Strom führt. Die Kurvenform der Anodenströme
weicht daher erheblich von der reinen Sinusform ab und weist eine große Zahl gerader
und ungerader Oberharmonischer auf, welche sich durch Transformation in dem Mehrphasentransformator
rückwirkend auf das Primärnetz übertragen können. Dadurch können aber im Primärnetz
gefährliche Störungen hervorgerufen werden, falls Resonanz für diese oberharmonischen
Ströme besteht.Multi-phase transformer for operating one or more parallel-connected
metal vapor rectifiers with n - 6 (n is an integer> 1) by combining different phase
Winding parts formed secondary phases' The anode currents multiphase fed
Metal vapor rectifiers show a course over time, which is essentially of
depends on their number of phases. Namely, these rectifiers have one of the number of phases
corresponding number of anodes (or groups of anodes), which are cyclical in time
Follows are energized, in such a way that during one period the alternating current
each anode only carries current for a part of the time. The waveform of the anode currents
therefore deviates significantly from the pure sinusoidal shape and has a large number of even
and odd harmonics, which are transformed by transformation in the polyphase transformer
can be transferred retrospectively to the primary network. This can, however, in the primary network
dangerous disturbances are caused if resonance for these harmonics
Currents exists.
Durch die Erfindung soll nun die Aufgabe geiöst werden, die Rückwirkung
dieser Oberwel.lenströme auf das Primärnetz durch Wahl der sekundären Phasenzahl.
und durch eine besondere Ausbildung des Mehrphassentransformators zu vermeiden.
Die Erfindung betrifft also eine Einrichtung zur Vermeidung oberharmonischer Ströme
beim Betrieb von mehrphasig gespeisten Metalldampfgleichrichtern mit einer sekundären
Phasenzahl des den Gleichrichter speisenden Mehrphasentransformators gleich einem
Mehrfachen der Zah16, wobei die richtige Phasenlage der Sekundärphasen in an sich
bekannter Weise durch Kombination der ursprünglich gegebenen i@icklungsphas.en gewonnen
wird und die gleichphasigen Wicklungsteile der Sekundärwicklung- unter sirh und
mit der zugehörigen
Pritnärwicklungsphase in-
1 duktiv gut verkettet sind
r Eine weitere Bedingung ergibt sich aus fol-
gender Überlegung: Ein oberharmonischer Strom kommt im Primärkreis des Transformators
nicht zustande, wenn die Summe der den sekundären Oberströmen entsprechenden rückwirkenden
Amperewindungen in jedem Augenblick den Wert Null besitzt. Da nun aber die auf eine
Primärphase rückwirkenden Amperewindungen der Sekundärwicklung in den Wicklungsteilen
verschiedener Sekundärphasen erzeugt werden, so ist eine Wicklung zu wählen, bei
der die geomietrische Addition der Amperewindungen der gleichphasigen Wicklungsteile
im Vektordiagramm für den oberharmonischen Strom eine geschlossene Figur ergibt.
Betrachtet man dabei vor allem den fünften oberharmonischen Strom und wählt die
sekundäre Phasenzahl z. B. gleich 12, so erhält man für die Phasenkombination des
Sekundärkreises das Bild der Abb. i.The invention is now intended to solve the problem of the reaction of these Oberwel.len currents on the primary network by choosing the secondary number of phases. and to be avoided by a special design of the multi-phase transformer. The invention thus relates to a device for avoiding harmonic currents during the operation of multi-phase fed metal vapor rectifiers with a secondary phase number of the multi-phase transformer feeding the rectifier equal to a multiple of the number 16, the correct phase position of the secondary phases in a manner known per se by combining the originally given i @ icklungsphas .en is obtained and the in-phase winding parts of the secondary winding - under sirh and with the associated Primary development phase in
1 are ductively well linked
r Another condition results from the following
gender consideration: An upper harmonic current does not occur in the primary circuit of the transformer if the sum of the retroactive ampere-turns corresponding to the secondary upper currents has the value zero at any moment. However, since the ampere turns of the secondary winding that have a retroactive effect on a primary phase are generated in the winding parts of different secondary phases, a winding must be selected in which the geometrical addition of the ampere turns of the in-phase winding parts in the vector diagram for the harmonic current results in a closed figure. If one considers above all the fifth harmonic current and selects the secondary number of phases z. B. equals 12, then one obtains the picture of Fig. I for the phase combination of the secondary circuit.
In Abb. i ist die Zeitlage der Sekundärphasen durch die Vektoren o-i,
,o-2, o-3 ...
dargestellt. Die gestrichelt gezeichneten Spannungsvektoren
o-2, o-¢, o-6 ... ergeben sich aus der geometrischen Addition je zweier Spannungen
(z. B. o-c + c-d), während die ausgezogen gezeichneten Spannungsvektoren
o-i, o-3, 0-5 ... mit den Primärphasen Q-1, Q-II, Q-III richtungsgleich oder um
i8o° dagegen verschoben sind. Die auf die Primärphase Q-1 zurückwirkenden sekundären
Wicklungsphasen entsprechen den Vektoren o-b, o-a, c-d, ferner o-bl, o-al und cl-dl.
Die zugehörigen Wicklungsteile werden von den Strömen i12, il, i2 und 1"'7,i8 durchflossen.
Im Diagramm für die Grundfrequenz schließen die Ströme 1,2 und il sowie il und i2,
is und i7 und schließlich i7 und i8 einen Zeitwinkel von je 3o° ein. Im Diagramm
für die fünfte Oberwelle jedoch ist der Phasenwinkel zwischen den genannten Strömen
gleich (5 # 30° =) i 5o°. Das Amperewindungsdiagramm ist unter Einsetzung dieser
Winkel in Abb.2a und 2b wiedergegeben. In Abb.2a sind die Amperewindungsvektoren
für den .fünften oberharmonischen Strom für die Sekundärphasen o-i2, o-i,
o-2 dargestellt. (Das gleiche Bild mit i8o° Verdrehung erhält man für die
Sekundärphasen o-6,, 0-7, o-8.) Die geometrische Addition der Vektoren gemäß
Abb. 2b ergibt eine geschlossene Figur, - sodaß also die Summe der auf die Primärphase
o-i zurückwirkenden Amperewindungen der fünften Oberwelle gleich Null ist. In gleicher
Weise läßt sich beweisen, daß noch eine ganze Reihe anderer OberweUen in Fortfall
kommen, wenn die sekundäre Phasenzahl ein Mehrfaches von 6 ist, aber nur, wenn dabei
auf gute Kopplung der gleichphasigen Wicklungsteile der Sekundärwicklung unter sich
und mit der zugehörigen Primärphase geachtet wird.
en der Patentschrift 300 557 (Abt. i) ist
ein zwölfphasig gespeister Gleichrichter dargestellt; aber dort sind zwei parallel
an das Primärnetz angeschlossene Transformatoren vorgesehen, von denen der eine
die Sekundärphasen 1, 3, 5, 7, 9, 11, der andere .die Sektmdärphasen 2, q., 6, 8,
10, 12 erzeugt. Die Siekandärphasen des Transformators T2 sind zwar ebenfalls durch
Phasenkombination geu-onnen, wobei die Komponenten .jeder Phase in der Phasenlage
je mit einer Sekundärphase des- Transformators T1 übereinstimmen, jedoch fehle die
vollkommene induktive Verkettung. Selbst wenn man nun auch annehmen wollte. daß
z. B. die Sekundärphase i mit 7 gut verkettet ist, so besteht doch gar keine magnetische
Verkettung zwischen i und 7 des Transformators T1 einerseits und den gleichphasigen
Wicklungsteilen des Transformators T. anderseits. Eine solche gute Verkettung aller
gleichphasigen Sekundärteile unter sich und mit der zugehörigen Primärwicklung ist
nur bei Erzeugung aller zwölf Sekundärphasen in einem Transformator und in einer
Wicklung erreichbar und erfordert eine besondere Schaltung dieser Wicklungsteile
auf dem gemeinsamen Kern. Die Maßnahmen an sich, um eine möglichst geringe Streuung
zwischen auf gemeinsamem Eisenkern befindlichen Wicklungen zu erzielen, sind bekannt
und bestehen in einer guten Überdeckung (bei Zylinderwicklungen) oder in einer guten
Untermiscbung (bei Teilspulenwicklungen) der genannten Wicklungsteile. Eine gute
induktive Verkettung ist aber die Voraussetzung für den bei der Erfindung angestrebten
Erfolg:
In Fig. I the timing of the secondary phases is shown by the vectors oi,, o-2, o-3 ... The dotted voltage vectors o-2, o- ¢, o-6 ... result from the geometric addition of two voltages (e.g. oc + cd), while the solid voltage vectors oi, o-3, 0- 5 ... with the primary phases Q-1, Q-II, Q-III are in the same direction or shifted by 180 ° on the other hand. The secondary winding phases that act back on the primary phase Q-1 correspond to the vectors ob, oa, cd, furthermore o-bl, o-al and cl-dl. The associated winding parts are traversed by the currents i12, il, i2 and 1 "'7, i8. In the diagram for the fundamental frequency, the currents 1,2 and il as well as il and i2, is and i7 and finally i7 and i8 close a time angle of each 30 °. In the diagram for the fifth harmonic, however, the phase angle between the currents mentioned is equal to (5 # 30 ° =) i 50 °. The ampere-turn diagram is shown in Fig.2a and 2b, substituting these angles. In Fig.2a the ampere-turn vectors for the fifth harmonic current are shown for the secondary phases o-i2, oi, o-2 . The geometrical addition of the vectors according to Fig. 2b results in a closed figure - so that the sum of the ampere-turns of the fifth harmonic affecting the primary phase oi is equal to zero , if those secondary phase number is a multiple of 6, but only if attention is paid to good coupling of the in-phase winding parts of the secondary winding with each other and with the associated primary phase. en of patent specification 300 557 (Section i)
a twelve-phase fed rectifier shown; But there are two transformers connected in parallel to the primary network, one of which generates the secondary phases 1, 3, 5, 7, 9, 11, the other .die Sektmdärphasen 2, q., 6, 8, 10, 12. The secondary phases of the transformer T2 are also geu-onnen by phase combination, the phase position of the components of each phase coinciding with a secondary phase of the transformer T1, but the complete inductive concatenation is missing. Even if you wanted to accept it now. that z. B. the secondary phase i is well concatenated with 7, there is no magnetic concatenation between i and 7 of the transformer T1 on the one hand and the in-phase winding parts of the transformer T. on the other hand. Such a good interlinking of all in-phase secondary parts with each other and with the associated primary winding can only be achieved when all twelve secondary phases are generated in one transformer and in one winding and requires special switching of these winding parts on the common core. The measures per se to achieve the lowest possible scatter between windings located on a common iron core are known and consist in a good overlap (in the case of cylinder windings) or in a good undermining (in the case of partial coil windings) of the winding parts mentioned. However, good inductive concatenation is the prerequisite for the success aimed at with the invention: