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Einrichtung zur Spannungsregelung in 1Hehrphasenstromanlagen mit Zusatztransformator
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Spannungsregelung in Drehstromanlagen
mit Zusatztransformator. Sie kommt besonders für den Betrieb von Umformern oder
Gleichrichtern in Betracht, die wechselstromseitig aus dem Drehstromnetz gespeist
werden.
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Bisher war es bei derartigen Anlagen gebräuchlich, den Zusatztransformator
primärseitig an eine feste Spannung zu legen und sekundärseitig mit Hilfe von Stufenschaltern
die jeweilige Spannung des Zusatztransformators zu der des Haupttransformators im
positiven oder negativen Sinne hinzuzufügen. Erfindungsgemäß soll dagegen die Spannungsregelung
durch Änderung der Spannung in den primären Phasen des Zusatztransformators erfolgen,
und zwar in der Weise, daß wenigstens zeitweise die Spannung an den primären Phasen
des Zusatztransformators verschieden eingestellt ist. Wie dies im einzelnen durchgeführt
werden kann, "soll im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.
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In Abb. r ist A der Haupttransformator beispielsweise einer Gleichrichteranlage,
B der zugehörige Zusatztransformator. Der Haupttransformator A ist sekundärseitig
sechsphasig ausgeführt, wobei die Wicklungsmitten zu einem Nullpunkt verbunden sind.
Die Spannungsregelung erfolgt dann dadurch, daß die Primärwicklungen des Zusatztransformators
B in dem einen oder dem anderen Sinne an die halbe bzw. an die ganze Wicklung der
:zugehörigen Phase des Haupttransformators A gelegt werden. Dabei ist die jeweilige
Einstellung für die verschiedenen Phasen aber nicht die gleiche, sondern die vorzunehmenden
Änderungen erfolgen in den verschiedenen Phasen nacheinander. Gemäß Abb. z lassen
sich so insgesamt dreizehn verschiedene Spannungsstufen erzielen. Die dafür in Betracht
kommenden Schaltungen sind in der Abb. ä zusammengestellt, und zwar ist dort in
schematischer Form gezeigt, mit welchen Punkten der Sekundärwicklung des Haupttransformators
A die Enden a1, a2; b1, b2; cl, c2 der Primärwicklung des Zusatztransformators
B jeweils verbunden werden. In der Nullstellung liegen die Punkte a1, a2 beispielsweise
gemeinsam an dem Punkt u, die Punkte b1, b2 an dem Punkt v und die Punkte cl, c2
an dem Punkt w, in der Stellung -'- I ist a2 an die Neutrale gelegt, während b1,
b2 und cl, c2 unverändert an v bzw. w
liegen. In der Stellung -f- II
liegt auch b~ an der Neutralen, und nur noch cl, c2 sind unverändert an den Punkt
w angeschlossen. Schließlich ist in Stellung III auch c2 an die Neutrale verschoben
worden. Es liegt also zunächst nur in einer, dann in zwei und zuletzt in allen drei
Phasen die Primärwicklung des Zusatztransformators an der halben Wicklung der zugehörigen
Haupttransformatorphase. Eine weitergehende Änderung der Zusatzspannung im gleichen
Sinne läßt sich durch Weiterverschiebung der Punkte a2, b', c2 erzielen. So ist
in der Stellung + IV die Schaltung gegenüber der Stellung + III insofern
geändert,
als der Punkt a2 an den Punkt x gelegt wird, in der Stellung + V ist auch der Punkt
b2 nach dem Punkt y und in der Stellung -f- VI schließlich dazu noch der Punkt c'=
nach dem Punkt H verschoben. Den damit sich ergebenden sechs positiven Stellungen
entsprechen sechs negative Stellungen - I bis - VI, die, von der Nullstellung ausgehend,
dadurch erhalten werden, daß statt der Punkte a2, b2, c2 die Punkte a1, b1, cl nacheinander
über die Neutrale nach den Punkten x, y, z hin verschoben werden.
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Um die vorerwähnten dreizehn Stellungen zu erhalten, sind für die
drei Umschalter jeder Phase insgesamt fünf verschiedene Kombinationen vorgesehen.
In Abb. i sind diese verschiedenen Kombinationen jeweils mit i bis 5 bezeichnet,
und zwar ist an jedem der Umschalter angegeben, welche Stellung er für die betreffende
Kombination einzunehmen hat. Bei der in Abb. 2 mit Null bezeichneten Stellung befinden
sich dann sämtliche Umschalter auf ihrer mit i bezeichneten Stellung. Bei der Stellung
-i- I haben dagegen die Umschalter der ersten Phase, bei der Stellung + II auch
die der zweiten Phase und bei der Stellung + III schließlich ebenso die der dritten
Phase die- mit 2 bezeichnete Schalterstellung einzunehmen. Für die Stellung -[-
IV sind die Umschalter der ersten Phase in ihre Stellung 3 zu bringen, und die der
zweiten Phase folgen dann bei Stellung + V, die der dritten bei Stellung + VI. In
entsprechender Weise haben für die Stellungen - I bis - VI der Abb. 2 die Umschalter
der einzelnen Phasen die Schalterstellungen 3 bzw. 4 einzunehmen.
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Der Umstand, daß in einzelnen Stellungen die Primärwicklungen des
Zusatztransformators nur zum Teil an Spannung gelegt, zum anderen Teil aber kurzgeschlossen
sind, würde natürlich dazu führen, daß in diesen letzteren Wicklungen beträchtliche
Kurzschlußströme auftreten können. Das läßt sich verhindern, indem man an dem Zusatztransformator
durch Anbringung eines oder mehrerer unbewickelter Schenkel für einen magnetischen
Nebenschluß sorgt. In der Abb. i ist beispielsweise jeweils zwischen dem mittleren
und einem äußeren Schenkel ein derartiger unbewickelter Schenkel vorgesehen, so
daß der Eisenkörper des Transformators insgesamt fünf Schenkel aufweist, von denen
die unbewickelten einen geringeren Querschnitt besitzen als die übrigen.
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Die nach Abb. 2 erforderlichen Schaltungsänderungen werden zweckmäßig
nicht, wie es in der Abb, i der Übersichtlichkeit halber dargestellt ist, durch
Umschalter, sondern mittels eines Walzenschalters vorgenommen. Die Überschaltung
von einer Stufe zur nächsten kann ohne weiteres mit Unterbrechung der betreffenden
Phase des. Zusatztransforthätors erfolgen. Wenn man einen stetigen Übergang haben
will, kann man aber auch in bekannter Weise die Überschaltung unter Verwendung einer
Drosselspule oder eines Widerstandes vornehmen.
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Natürlich kann man in der Nullstellung die Punkte a1, a2; b1, b2;
cl, c2 statt sie entsprechend Abb. z mit den Punkten u, v, w zu
verbinden,
auch an die Punkte x, y, z legen. Dann vertauschen einfach die Punkte
x, y, z
und u, v, w ihre Rolle, während im übrigen das Ergebnis das
gleiche bleibt. Auch könnte man daran denken, in den positiven Stellungen von den
Punkten u, v, w, in den negativen Stellungen dagegen von den Punkten x, y, z auszugehen.
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Der Transformator, von dessen Sekundärwicklung die Primärspulen des
Zusatztransformators erregt werden, braucht selbstverständlich nicht notwendig der
Haupttransformator zu sein, sondern es kann statt dessen auch ein anderer an dem
Drehstromnetz liegender Zwischentransformator benutzt werden. Die Abstufung der
Regelung läßt sich dabei in jedem Falle durch Erhöhung der Zahl der Anzapfungen
an der Sekundärwicklung des betreffenden Haupt- oder Zwischentransformätors verfeinern.
Zweckmäßig kann, man dabei auch vorhandene Anzapfurigen, wie sie an der Sekundärwicklung
des Haupttransformators beispielsweise für das Anlassen eines Einankerumformers
oder für das Auspumpen eines Quecksilberdampfgleichrichters vorgesehen werden, verwenden.
Man wird dann, soweit es angängig ist, die Lage dieser Anzapfungen so wählen, daß
sie die günstigsten Regelungsmöglichkeiten ergeben.
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Statt für Drehstromanlagen kann die Einrichtung natürlich gegebenenfalls
auch bei sonstigen Mehrphasenanlagen in entsprechender Weise Verwendung finden.