DE569125C

DE569125C - Device for compensation of the leakage reactance in cascade converters or stepped reactors

Info

Publication number: DE569125C
Application number: DES90955D
Authority: DE
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1929-04-07
Filing date: 1929-04-07
Publication date: 1933-01-30

Description

Einrichtung zur Kompensation der Streureaktanz bei Kaskadenwandlern oder Stufendrosselspulen Bei Kaskad.n"vandlern oder Stufendrosselspulen ist die Streureaktanz ungefähr der Anzahl der einzelnen Stufenglieder proportional. Dies hat den 'Nachteil, daß nur geringe Leistungen für die Messungen entnommen werden dürfen, da sonst die gegebenen Fehlergrenzen überschritten werden. Die Belastungsfähigkeit von Kaskadenwandlern oder Stufendrosselspulen ist daher geringer als bei -Meß-%vandlern normaler Bauart.Device for compensating the leakage reactance in cascade converters or step choke coils In the case of cascade converters or step choke coils, the Stray reactance roughly proportional to the number of individual stage elements. this has the disadvantage that only little power is taken for the measurements otherwise the given error limits will be exceeded. The resilience of cascade converters or stepped reactors is therefore less than with -measuring-% converters normal design.

Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Beseitigung der Streureaktanz. Hierzu ist bei einer Ausführungsform der Erfindung in den Sekundärkreis des Kaskadenwandlers oder der Stufendrosselspule in Reihe zur Last eine Kapazität gelegt. Der Erfindungsgedanke läßt sich auch in der U'eise verwirklichen, daß in einen über eine Sekundärwicklung eines Stufengliedes und eine Wicklung eines anderen Stufengliedes verlaufenden Kreis oder in mehrere derartiger Kreise je eine Kapazität gelegt wird. Diese letztere Anordnung kann gleichzeitig neben der zuerst genannten Ausführung Anwendung finden. Die Einfügung der Kompensationskapazität in den betreffenden Kreis kann mittels eines Hilfstransformators erfolgen. Bei Wahl eines geeigneten Übersetzungsverhältnisse, wird hierdurch erreicht, daß die erforderliche Größe des verwendeten Kondensators wesentlich kleiner ist, als wenn man ihn unmittelbar einfügt. Die neue Einrichtung ermöglicht eine teilweise oder auch vollständige Kompensation der sekundären und auch der primären Streureaktanz.The invention relates to an arrangement for eliminating the leakage reactance. For this purpose, in one embodiment of the invention, in the secondary circuit of the cascade converter or the stepped choke coil placed a capacitance in series with the load. The idea of the invention can also be realized in the U'eise that in one via a secondary winding a stepped link and a winding of another stepped link running circle or a capacity is placed in several such circles. This latter Arrangement can be used at the same time in addition to the first-mentioned version. The compensation capacitance can be added to the relevant circuit by means of an auxiliary transformer. When choosing a suitable gear ratio, is thereby achieved that the required size of the capacitor used is much smaller than if you insert it directly. The new facility enables partial or complete compensation of the secondary and also the primary leakage reactance.

Es ist bekannt, bei einfachen Wandlern zum Zwecke der Kompensation des Phasenfehlers an die Sekundärwicklung parallel zur sekundären Last eine Kapazität anzuschließen oder neben der eigentlichen Sekundärwicklung noch eine zweite, mit einem Kondensator belastete Sekundärwicklung vorzusehen. Mit dieser Anordnung ist es jedoch im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand nicht möglich, die Streureaktanz zu kompensieren. Der Wesensunterschied des Erfindungsgegenstandes gegenüber dem Bekannten ergibt sich übersichtlich aus den diesen Anordnungen entsprechenden reduzierten Schaltungen nach Abb. 6 und 7 und den zugehörigen Vektordiagrammen nach Abb.6a und 7a.It is known to use simple converters for the purpose of compensation of the phase error on the secondary winding parallel to the secondary load a capacitance to be connected or, in addition to the actual secondary winding, a second one, with to provide a capacitor loaded secondary winding. With this arrangement is However, in contrast to the subject matter of the invention, it is not possible to reduce the leakage reactance to compensate. The essential difference between the subject matter of the invention and the Acquaintances can be seen clearly from the reduced ones corresponding to these arrangements Circuits according to Fig. 6 and 7 and the associated vector diagrams according to Fig.6a and 7a.

Bei der bekannten Anordnung nach Abb. 6 liegt parallel zur sekundären Last, die den Strom J_" aufnimmt, eine Kapazität, die den Strom J., führt. Dieser Strom eilt der Sekundärspannung E2 um 9o° vor und hat einen inneren Spannungsabfall J'., # Zk in dem Wandler zur Folge, wobei ik dessen Kurzschlußimpedanz ist. In dem Spannungsdiagramm nach Abb.6a führt der Vektor J2, # Zk von dem Endpunkt des Vektors dei# Sekundärspannung & zu dem Punkt A. Der sekundäre i\Tetzstrom I2" bedingt einen inneren Spannungsabfall I2" # Z", der zu dem Vektor J,1 # Zk zu addieren ist und von dem Punkt A zu dem Punkt B führt, wodurch man den Vektor der Primärspannung El erhält. Der Punkt A bildet den Drehpunkt für den Vektor J2" # Zk, dessen Spitze B bei Änderung der sekundären Phasenverschiebung auf dem Kreisbogen CD wandert und der bei cos cp2 - i mit AD und bei cos 92 = o mit AC zusammenfällt. Die jeweilige Lage des Punktes B auf dem Kreisbogen CD bestimmt die Größe des Leistungsfaktors cos (p2, den Spannungsabfall El - E2 und den Winkelfehler A (p2. Wie aus dem Diagramm hervorgeht, ist bei der Anordnung nach Abb.6 die Kurzschlußimpedanz und damit auch die Streureaktanz unabhängig von der Größe der parallel zur Last geschalteten Kapazität.In the known arrangement according to Fig. 6, parallel to the secondary load, which absorbs the current J_ ", there is a capacitance which carries the current J. This current leads the secondary voltage E2 by 90 ° and has an internal voltage drop J '. , # Zk in the converter, where ik is its short-circuit impedance. In the voltage diagram according to Fig.6a, the vector J2, # Zk leads from the end point of the vector dei # secondary voltage & to point A. The secondary current I2 " causes an internal voltage drop I2 "# Z", which is to be added to the vector J, 1 # Zk and leads from the point A to the point B , whereby the vector of the primary voltage El is obtained. The point A forms the pivot point for the vector J2 "# Zk, the tip B of which moves on the circular arc CD when the secondary phase shift changes and which coincides with AD at cos cp2 - i and with AC at cos 92 = o Point B on the circular arc CD determines the size of the power factor cos (p2, the voltage drop El - E2 and the angle error A (p2 the size of the capacitance connected in parallel to the load.

Demgegenüber ist bei dem Erfindungsgegenstand infolge der Reihenschaltung der zusätzlichen Kapazität (Abb.7) die Kurzschlußimpedanz von der Größe der Kompensationskapazität abhängig und wird bei vollständiger Kompensation der Streureaktanz zu einem Ohmschen Widerstand. Dieser Fall ist in dem zur Schaltung nach Abb.7 gehörenden Diagramm der Abb.7a angenommen. An den Vektor 0A der Sekundärspannung E.., schließt sich unmittelbar der Vektor AB - J2" # Z" an. Dieser ist bei vollständiger Kompensation der Streureaktanz, wie dargestellt, in Phase mit dem Vektor des Sekundärstromes J2". Der Kreisbogen C D bildet wieder den geometrischen Ort für den Endpunkt des Vektors J2" # Zk in dem Bereich von cos cp2 - i bis Cos cp2 = o.In contrast, with the subject of the invention, due to the series connection of the additional capacitance (Fig. 7), the short-circuit impedance depends on the size of the compensation capacitance and becomes an ohmic resistance when the leakage reactance is fully compensated. This case is assumed in the diagram of Fig.7a belonging to the circuit according to Fig.7. The vector AB- J2 "# Z" immediately follows the vector 0A of the secondary voltage E ... With complete compensation of the leakage reactance, as shown, this is in phase with the vector of the secondary current J2 ". The circular arc CD again forms the geometric location for the end point of the vector J2"# Zk in the range from cos cp2-i to Cos cp2 = O.

Da bei der neuen Schaltung die Streureal-,tanz vollständig oder zu einem Teil kompensiert wird, so ist die Kurzschlußimpedanz Z" und somit auch der innere Spannungsabfall 41 # Zk kleiner als bei der bekannten Anordnung.As with the new circuit the stray real-, dance completely or too is compensated for a part, the short-circuit impedance is Z "and thus also the internal voltage drop 41 # Zk smaller than in the known arrangement.

Hierdurch wird eine besonders günstige Beeinflussung des Fehlwinkels und des Spannungsabfalles erreicht, die sich, wie aus dem Diagramm hervorgeht, mit der bekannten Anordnung in dieser Weise nicht erzielen läßt.This has a particularly favorable effect on the incorrect angle and the voltage drop, which, as can be seen from the diagram, is reached with the known arrangement can not be achieved in this way.

Einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung dargestellt.Some embodiments of the subject invention are in Drawing shown.

1n Abb. i ist eine Stufendrosselspule mit Ausgleichswicklungen veranschaulicht. Die letzte Stufe ist als Spannungswandler ausgebildet. Sie besitzt eine Sekundärwicklung i, an welche ein Meßgerät 2 angeschlossen ist. In diesen Sekundärkreis ist in Reihe zu dem Meßgerät a die zur Kompensation der Streureaktanz dienende Kapazität 3 eingeschaltet. Eine ähnliche Anordnung zeigt Abb. z. Bei dieser Ausführung -ist jedoch die Kompensationskapazität 3 über einen Hilfstransformator a. in den Sekundärkreis gelegt. Die Sekundärseite. des Hilfstransformators 4 hat höhere Spannung als die Primärseite. Dadurch wird bei gleicher Größe der Kapazität die Stromaufnahme des Kondensators vergrößert, die Kapazität ist also wirksamer.1n Fig. I shows a stepped choke coil with compensating windings. The last stage is designed as a voltage converter. It has a secondary winding i, to which a measuring device 2 is connected. In this secondary circuit is in series to the measuring device a, the capacitance 3 serving to compensate for the leakage reactance is switched on. A similar arrangement is shown in Fig. In this embodiment, however, is the compensation capacity 3 via an auxiliary transformer a. placed in the secondary circuit. The secondary side. the auxiliary transformer 4 has a higher voltage than the primary side. This will the current consumption of the capacitor increases with the same size of the capacitance, so the capacity is more effective.

Man kann auch mehrere Kapazitäten zur Kompensation der Streureaktanz verwenden. Abb.3 zeigt beispielsweise eine Anordnung mit je einer Kapazität für jedes Wandler-oder Drosselspulenglied. Die einzelnen Kapazitäten sind hierbei jeweils in einen Kreis eingefügt, der über zwei als Ausgleichswicklungen dienende Sekundärwicklungen zweier Stufenglieder geführt ist. Dies kann, wie dargestellt, mittels Hilfstransformatoren geschehen, doch sind die Hilfstransformatoren nicht notwendig.You can also use several capacities to compensate for the leakage reactance use. Figure 3 shows, for example, an arrangement with a capacity for each any transducer or inductor element. The individual capacities are here in each case inserted in a circle, the two secondary windings serving as compensation windings two step members is performed. As shown, this can be done using auxiliary transformers happened, but the auxiliary transformers are not necessary.

Wie die Erfindung bei Kaskadenstrotnwandlern anzuwenden ist, zeigen die Abli. 4. und 5. Gemäß Abb.4 wird eine Kapazität an die Sekundärwicklung in Reihe zu dem Meßgerät gelegt. Es kann statt dessen oder auch gleichzeitig damit in den über die Sekundärwicklung 5 des einen Stufengliedes und über eine Wicklung des anderen Stufengliedes geführten Kreis eine Kapazität eingefügt werden. Die Kapazität 6 kann auch auf die beiden Verbindungsleitungen zwischen den beiden Stufengliedern aufgeteilt werden, so daß die beiden Verbindungsleitungen zwischen den Wicklungen 5 je eine Kapazität enthalten. Zwar verringert sich dadurch die Wirksamkeit der Gesamtkapazität, dafür können aber die verschiedenen Eisenkernen angehörenden Spulen verschiedenes Potential annehmen, was zur Beherrschung der Potentialunterschiede zwischen den Eisenkernen und Wicklungen unter Umständen von Wert ist.Show how the invention is to be used in cascade current converters the Abli. 4. and 5. According to Fig.4, a capacitance is connected to the secondary winding in series placed to the measuring device. It can be in the instead or at the same time via the secondary winding 5 of one step member and via a winding of the other A capacitance can be inserted into the stepped circle. The capacity 6 can also divided between the two connecting lines between the two step links are, so that the two connecting lines between the windings 5 each one Capacity included. Although this reduces the effectiveness of the overall capacity, on the other hand, however, the coils belonging to the various iron cores can do different things Accept potential, which leads to the mastery of the potential differences between the Iron cores and windings may be of value.

Abb.5 zeigt bei einem Kaskadenstromwandler die Verwendung eines Hilfstransformators 4, welche der in Abb. a für Spannungswandler dargestellten Schaltung entspricht. Bei Stromwandlern kann ebenso wie bei Spannungswandlern die Kompensationskapazität auf eine oder mehrere Sekundärwicklungen verteilt werden.Figure 5 shows the use of an auxiliary transformer in a cascade current transformer 4, which corresponds to the circuit shown in Fig. A for voltage converters. In the case of current transformers, as with voltage transformers, the compensation capacitance be distributed to one or more secondary windings.

Claims

PATENT CLAIM: i. Device for compensation of the leakage reactance in cascade converters, or step reactors, characterized in that in the Secondary circuit is placed in series with the load a capacitance.

2. Establishment to compensate the leakage reactance with cascade converters or step reactors, characterized in that in one via a secondary winding of a step member and a winding of another step member extending circle or in several such circles each have a capacity.

3. Device according to claim z or 2, characterized in that the capacitance is inserted via an auxiliary transformer is.