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Drehtransformator für Mehrphasenströme So große Vorteile der gewöhnliche
Drehtransformator bietet, so ist doch in vielen Fällen seine Verwendung ausgeschlossen,
namentlich da, wo die in ihm auftretende Phasenverschiebung zwischen seiner Primär-und
seiner Sekundärspannung unangenehm empfunden wird. Diesen Nachteilen kann man zwar
durch Zusammenschalten zweier Drehtransformatoren zu einem Doppeldrehtransforrnator
begegnen, jedoch nur auf Kosten der Wirtschaftlichkeit der Anlage, die damit erheblich
verteuert wird.
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Die Erfindung bietet nun die Möglichkeit, die Vorteile eines Doppeldrehtransformators
unter Vermeidung seiner Nachteile zu erreichen und mit einem einzigen Drehtransformator
eine allmähliche Spannungsregelung innerhalb weiter Grenzen zu erzielen, ohne daß
eine Phasenverschiebung zwischen Sekundär- und Primärspannung auftritt.
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Diese Eigenart des neuen Drehtransformators ist darin begründet, daß
er statt eines umlaufenden Drehfeldes stehende pulsierende Felder, ,je eines für
jede Phase, erzeugt.
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Auf der Zeichnung -neigt Abb. i das Spannungsdiagramm eines gewöhnlichen
DrehtransforinatorsmitPhasenverschiebung. Abb.2 dasjenige des durch die Erfindung
geschaffenen Drehtransformators, Abb. 3 ein Ausführungsbeispiel dieses Drehtransformators
im Schnitt, Abb.4 eine Abwicklung seine; Primärteiles und seines Sekundärteiles
und Abb.5 die zugehörige Feldkurve im Luftspalt, für die gleichsinnigen Maximalwerte
jeder Phase gezeichnet. Die Primärphasen sind hierbei wie üblich mit L7, h, W, die
Sekundärphasen mit u, v, w bezeichnet, die Spulenanfänge mit _-1, a, die
Spulenenden mit E, e.
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Der Unterschied des neuen Drehtransformators gegenüber dem gewöhnlichen
Drehtransformator beruht in seiner eigenartigen Wicklungsanordnung. Jedes seiner
drei pulsierenden stehenden Einzelfelder wird durch je zwei entgegengesetzt geschaltete
Primärspulen erzeugt, denen eine Sekundärspule zugeordnet ist (Abb.3). Die Sekundärwicklung
ist hier offen, nicht verkettet, die Primärwicklung verkettet in Stern gezeichnet.
Die Spulenweite jeder Primärspule des Stators beträgt etwa 6o°, und ebenso groß
ist die Spulenweite der Sekundärspulen des Rotors. Wie aus Abb. 3 zu ersehen ist,
liegen die Sekundärspulen so den Primärspulen gegenüber, daß sie je nach der Stellung
des Rotors den maximalen Fluß, zwei einander gleiche, aber entgegengesetzte Teilflüsse
oder den um i 8o elektrische Grade verschobenen maximalen Fluß sowie sämtliche Zwischenwerte
umfassen, d.li. die in den Sekundärspulen induzierten Spannungen können von einem
positiven Maximum über Null zu einen: iiegativen
Maximum jeden
beliebigen Wert annehmen (Abb. 2). Dieser ganze Bereich wird bei einer Drehung des
Rotors um 6o° durchlaufen.
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Dreht man den Rotor aus der in Abb.3 dargestellten Lage im Sinne des
Uhrzeigers uln 30°, so geht die Sekundärspannung vom Maximum bis Null. Dreht man
den Rotor um weitere 30°, so nimmt die Spannung wieder bis zu einem Maximum zu,
und zwar ist jetzt die Sekundärspannung der Primärspannung gegenüber um i So° verschoben,
also negativ zu ihr. Dauernd bleibt hierbei die Sekundärspannung in Phase mit der
Primärspannung (Abb. 2) ; eine Phasenverschiebung, wie sie der gewöhnliche Drehtransformator
zeigt (Abb. i), tritt also beim Drehtransformator nach der Erfindung nicht auf (Abb.
:2).
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Der neue Drehtransformator kann gleichsam als eine Vereinigung von
drei Einphasendrehtransformatoren zu einem einheitlichen Gebilde aufgefaßt werden,
da man ihn in jeder Rotorlage in die drei Sektoren ADB, BDC, CDA zerlegt denken
kann, ohne daß sich elektrisch etwas ändert. Statt mit drei Phasen, entsprechend
den drei Einzelfeldern, kann man den Transformator auch mit 3 n-Polpaaren ausführen;
die Sekundärspulenzahl pro Phase wäre dann n Spulen (hintereinander oder auch parallel
geschaltet). Ferner könnte die Primärwicklung auf dem drehbaren, die Sekundärwicklung
auf dein feststehenden Teil angeordnet werden. Auch könnte man an Stelle von Einzelspulen
auch Spulengruppen verwenden.
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Ein solcher Drehtransformator ist zu vielseitiger Verwendung geeignet.
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Soll er als Drehtransformator benutzt werden, der den Vorteil bietet,
daß keine Phasenverschiebung zwischen Primär- und Sekundärspannung auftritt, so
bleibt die Rotorwicklung offen und wird in den Zug der Leitung geschaltet.
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Einen weiteren großen Vorzug des neuen Transformators gegenüber dein
üblichen Drehtransformator bedeutet es, daß ersterer auch als Drehstromtransformator
mit kontinuierlich veränderlichem Übersetzungsverhältnis benutzbar ist, ohne daß
hierbei jedoch eine Phasenverschiebung zwischen Sekundärspannung und Primärspannung
eintritt, wie dies bei einem Drehtransformator der Fall wäre. Man kann also ohne
Phasenverschiebung jeden Spannungswert zwischen dein positiven Maximum und dem negativen.L\I:axinium
einstellen. Soll der Drehtransformator so benutzt werden, so sind die Wicklungen
Stern-Stern oder Dreieck-Dreieck zu schalten.
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Nach demselben Prinzip kann auch ein Drelistrom-Stromwandler mit kontinuierlich
veränderlichem Übersetzungsverhältnis gebaut werden. Das kleinste übersetzungsv
erhältnis ergibt sich, wenn die Sekundärspulen den vollen Fluß umfassen, das übersetzungsverhältnis
unendlich, wenn der umfaßte Fluß gleich null ist. Im letzteren Falle entspricht
der Apparat einem sekundär offenen Stromwandler oder einer Drosselspule.
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Drehtransformatoren nach der Erfindung können auch als Wandler Verwendung
finden. Durch Verdrehen des Drehtransformators erreicht man verschiedene Übersetzungsverhältnisse
zwischen Primär- und Sekundärseite. .Derartige Wandler wird man also mit besonderem
Vorteil als Ersatz für Stufentransformatoren verwenden können, wie sie z. B. bei
Asvnchrontnotoren zur Leistungsregelung durch Einführung von Zusatzspannungen in
den Sekundärkreis gebraucht werden. Man schaltet zu diesem Zwecke in die Zuleitungen
zu der Primärwicklung des Asvnchronmotors die Primärwicklungen des Drehtransformators,
dessen Sekundärwicklungen einen die Reguliervorrichtung antreibenden Hilfsmotor
speisen.