DE615892C - Arrangement for the operation of high-speed three-phase motors - Google Patents

Arrangement for the operation of high-speed three-phase motors

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DE615892C
DE615892C DES113902D DES0113902D DE615892C DE 615892 C DE615892 C DE 615892C DE S113902 D DES113902 D DE S113902D DE S0113902 D DES0113902 D DE S0113902D DE 615892 C DE615892 C DE 615892C
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    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/02Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions for non-linear operation
    • H01F38/04Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions for non-linear operation for frequency changing

Description

Gegenstand des Hauptpatents ist eine Anordnung zum Betrieb von schnellaufenden Drehfeldmotoren aus einem Drehstromnetz. Gemäß dem Hauptpatent sind 2 (/z) gesättigte Transformatoren vorgesehen, die so geschaltet sind, daß die Grundwellen der Flüsse um 3o° -^-i- gegeneinander versetzt sind. JederThe subject of the main patent is an arrangement for operating high-speed rotating field motors from a three-phase network. According to the main patent, 2 (/ z) saturated transformers are provided, which are connected in such a way that the fundamental waves of the rivers are offset from one another by 30 ° - ^ - i-. Everyone
Transformator besitzt eine Sekundärwicklung, in welcher eine Spannung der dreifachen Frequenz auftritt und welche eine Phasenwicklung des 2 (ß)-phasigen Motors speist.Transformer has a secondary winding in which a voltage is three times Frequency occurs and which feeds a phase winding of the 2 (ß) -phase motor.
Gemäß der Erfindung speisen zum Betriebe von Drehstrommotoren die Sekundärwicklungen zweier primärseitig nach dem Hauptpatent geschalteter Drehstromtransformatoren in Scottscher Schaltung die Phasenwicklungen des Motors. Das bietet den Vorteil, daß auch zum Betrieb von Drehstrommotoren nur noch zwei Drehstromtransformatoren zur Erzeugung des Drehfeldes notwendig sind.According to the invention, the secondary windings feed for the operation of three-phase motors two three-phase transformers switched on the primary side according to the main patent in Scott's circuit, the phase windings of the motor. This offers the advantage that only two three-phase transformers are required to operate three-phase motors Generation of the rotating field are necessary.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.
In Fig, ι ist 1 der Drehstrommotor, dessen Läufer mit 2 und dessen Ständer mit 3 bezeichnet ist. 6 und 7 sind zwei Transformatoren, deren Primärwicklungen an das Drehstromnetz angeschlossen sind. Die Primärwicklung des Transformators 6 ist in Stern, die Primärwicklung des Transformators 7 in Zickzack geschaltet, so daß die Grundwellen der Flüsse um 300 gegeneinander versetzt sind. Jeder Transformator besitzt sekundärseitig eine offene Dreieckswicklung. Die Dreieckswicklung des Transformators 7 ist in zwei Hälften unterteilt. Die Mittelanzapfung ist mit dem Anfang der Dreieckswicklung des Transformators 6 verbunden. Das andere Ende der Dreieckswicklung des Transformators 6 führt zur einen Phase des Motors; die beiden anderen Phasen des Motors sind an die Enden der Dreieckswicklung des Transformators 7 angeschlossen. Die Windungszahlen der Dreieckswicklungen werden so gewählt, daß sich die Spannung der dritten Oberwelle der Dreieckswicklung des Transformators 6 zur Spannung der dritten Oberwelle der gesamten Dreieckswicklung desIn FIG. 1, 1 is the three-phase motor, the rotor of which is denoted by 2 and whose stator is denoted by 3. 6 and 7 are two transformers whose primary windings are connected to the three-phase network. The primary winding of the transformer 6 is connected in star, the primary winding of the transformer 7 in a zigzag so that the fundamental waves of the flows are offset by 30 0th Each transformer has an open delta winding on the secondary side. The delta winding of the transformer 7 is divided into two halves. The center tap is connected to the beginning of the triangular winding of the transformer 6. The other end of the delta winding of the transformer 6 leads to one phase of the motor; the other two phases of the motor are connected to the ends of the delta winding of the transformer 7. The number of turns of the triangular windings are chosen so that the voltage of the third harmonic of the triangular winding of the transformer 6 to the voltage of the third harmonic of the entire triangular winding of the
Transformators 7 verhält wieTransformer 7 behaves like
1. Wie im1. As in
Hauptpatent beschrieben, werden die Transformatoren hochgesättigt ausgeführt und erhalten einen oder mehrere zusätzliche Schenkel. Statt die Dreieckswicklung des Transformators 7 zu unterteilen, könnte man auch eine nicht unterteilte Dreieckswicklung verwenden und die erforderliche Mittelanzapfung dadurch schaffen, daß man an die Dreiecks-The main patent describes the transformers Executed highly saturated and given one or more additional legs. Instead of the triangular winding of the transformer 7, one could also use an undivided triangular winding and create the necessary center tap by attaching to the triangular
wicklung eine Drosselspule mit Mittelanzapfung anschließt. An diese Mittelanzapfung wird dann der Anfang der Dreieckswicklung des Transformators 6 angeschlossen. Wie im Hauptpatent beschrieben, kann man zur Erhöhung des Wirkungsgrades in Serie in die Phasenleitungen Kondensatoren einschalten. Man kann aber auch Kondensatoren zur Erhöhung des Wirkungsgrades parallel zu den einzelnen Phasenleitungen legen. In Fig. ι sind diese Kondensatoren mit 12 bezeichnet. Statt dreier Kondensatoren, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, könnte man auch zwei Kondensatoren verwenden, von denen der eine parallel zu der einen, der andere parallel zu der anderen Dreieckswicklung geschaltet ist. winding connects a choke coil with center tap. At this center tap the beginning of the delta winding of the transformer 6 is then connected. As described in the main patent, one can Connect capacitors in series in the phase lines to increase efficiency. But you can also use capacitors in parallel to increase the efficiency to the individual phase lines. These capacitors are labeled 12 in FIG designated. Instead of three capacitors, as shown in the exemplary embodiment, could you can also use two capacitors, one of which is parallel to the one, the other is connected in parallel with the other delta winding.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn mehrere Motoren von den Transformatoren. 6 und 7 gespeist werden, jeden Motor für sich .mit Parallelkondensatoren auszurüsten, weil man es dann in der Hand hat, auch bei verschiedener Anzahl der eingeschalteten Motoren die Spannung am Motor konstant zu halten. Bei Einschaltung eines Motors ohne Kondensator würde nämlich durch die induktive Belastung die Spannung sinken. Verwendet man aber Kondensatoren geeigneter Größe, so kann man diesen Spannungsabfall ausgleichen. Man arbeitet dann auf der Sekundärseite allerdings bei dieser Bemessung der Kondensatoren nicht mehr mit cos φ = ι, hat aber den Vorteil, daß immer, wie groß auch die Zahl der Motoren ist, die Sekundärspannung konstant bleibt.It is particularly useful when several motors from the transformers. 6 and 7 be fed, each motor for itself. Equip with parallel capacitors, because you then has it in hand, even with a different number of motors switched on to keep the voltage at the motor constant. When switching on a motor without a capacitor that is, the voltage would decrease due to the inductive load. Used but if you have capacitors of a suitable size, you can compensate for this voltage drop. One then works on the secondary side with this dimensioning of the capacitors no longer with cos φ = ι has but the advantage that no matter how large the number of motors is, the secondary voltage remains constant.
Wie im Hauptpatent beschrieben, kann man auch zum Ausgleich der Blindleistung der gesättigten Transformatoren Kondensatoren primärseitig den Transformatoren parallel schalten. Man kann auch, wie im Hauptpatent vorgeschlagen, um Änderungen der Primär spannung auszugleichen, in Reihe mit den Primärwicklungen eine Drosselspule schalten. Statt einer besonderen Drosselspule kann man auch die Streuung der Primärwicklung gegenüber dem Eisenkern erhöhen.As described in the main patent, one can also use the Saturated transformers Capacitors on the primary side in parallel with the transformers switch. You can also, as suggested in the main patent, to compensate for changes in the primary voltage, in series with connect a choke coil to the primary windings. Instead of a special choke coil can you also increase the spread of the primary winding compared to the iron core.
Statt Dreieckswicklungen zu verwenden, könnte man auch auf dem zusätzlichen Schenkel, welcher den Rückschlußweg für die dritten Oberwellen bildet, eine besondere Wicklung aufbringen. In Fig. 2 ist eine solche Anordnung dargestellt. Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist für beide Transformatoren ein gemeinsamer Eisenkern vorgesehen. Die Primärwicklungen . der beiden Transformatoren 6 und 7 sind in Reihe geschaltet. Statt besonderer Dreieckswicklungen sind bei der Anordnung nach Fig. 2 auf den Außenschenkeln Wicklungen 6' und 7' angeordnet, die in Scottscher Schaltung den Ständer des dreiphasigen Motors speisen.Instead of using triangular windings, you could also use the additional leg, which forms the return path for the third harmonics, a special one Apply winding. Such an arrangement is shown in FIG. In the arrangement According to Fig. 2, a common iron core is provided for both transformers. The primary windings. of both Transformers 6 and 7 are connected in series. Instead of special triangular windings are in the arrangement according to Fig. 2 on the outer legs windings 6 'and 7' arranged, which feed the stator of the three-phase motor in Scott's circuit.
Die Windungszahlen der Wicklungen 6' und 7' werden wieder so gewählt, daß sich die Spannung an der Wicklung 6' zu der Spannung anThe number of turns of the windings 6 'and 7' are again chosen so that the voltage at the winding 6 'to the voltage
der Wicklung 7' verhält wie —- : 1. Parallelof the winding 7 'behaves as ---: 1. Parallel
zu den Phasenleitungen sind wieder Kondensatoren geschaltet.capacitors are again connected to the phase lines.
Statt die Motorwicklung in Stern zu schalten, kann man sie auch in Dreieck schalten.Instead of connecting the motor winding in star, you can also connect it in delta.
Während man bei den bisher beschriebenen Anordnungen, bei denen Drehstromtransformatoren verwendet sind, vier- oder mehrschenklige Transformatorenkerne benutzen muß, damit sich ein Fluß der durch 3 teilbaren Oberwellen ausbilden kann, kann man auch normale dreischenklige Eisenkerne verwenden. Es treten dann an Stelle von zwei Drehstromtransformatoren sechs Einphasentransformatoren, von denen je zwei einen gemeinsamen dreischenkligen Eisenkern besitzen. Ein Ausführungsbeispiel dafür zeigt die Fig. 3. Daß man auch sechs gewöhnliche Einphasentransformatoren magnetisch unverkettet verwenden kann, versteht sich von selbst.While one in the arrangements described so far, in which three-phase transformers are used, must use four or more leg transformer cores, so that a flow of divisible by 3 can be achieved Can form harmonics, you can also use normal three-legged iron cores. Instead of two three-phase transformers, there are six single-phase transformers, two of which have a common three-legged iron core. An exemplary embodiment for this is shown in FIG. 3. That six ordinary single-phase transformers are also magnetically unlinked can use, of course.
In Fig. 3 sind drei dreischenkHge Eisenkerne 16, 20 und 24 vorgesehen. Auf den oberen Schenkeln liegen die Primärwicklungen 17, 21 und 25 von je drei Einphasen- go transformatoren; auf den unteren Schenkeln liegen die Primärwicklungen 18, 19 bzw. 22, 23 bzw. 26, 27 von je drei Einphasentransformatoren. Die Wicklungen 17, 18 und 23, die .,Wicklungen 21, 22 und 27 und die Wicklungen 25, 26 und 19 sind in Zickzack geschaltet, so daß die Grundwelle der Flüsse in dem oberen und unteren Schenkel eines jeden Kernes um 300 gegeneinander versetzt sind. Durch den Mittelschenkel fließt ungefähr der halbe Fluß der Grundwelle. Auf den oberen Schenkeln sind ferner noch die Sekundärwicklungen 17', 21', 25', 17", 21" und 25", auf den unteren Schenkeln die Sekundärwicklungen 18', 22' und 26' aufgebracht. Die Wicklungen 17', 21' und 25' und die Wicklungen 17", 21" und 25" sind in Reihe geschaltet. Ebenso sind auch die Sekundärwicklungen 18', 22' und 26' auf den unteren Schenkeln in Reihe geschaltet. Der Anfang der Wicklung 17' ist mit der ersten Phase, das Ende der Wicklung 2 5" mit der zweiten Phase und der Anfang der Wicklung 18' mit der dritten Phase des 1 Soperiodigen Netzes verbunden. Das Ende der Reihenschaltung der Wicklungen 17', 21' und 25' ist mit dem Anfang der Reihenschaltung an den Wicklungen 17",. 21" und 25" und dem Ende der Reihenschaltung der Wicklungen 18', 22' und 26' verbunden. Man ^erhält so wieder eine Scottsche Schaltung. Parallel zu den Phasen des ι Soperiodigen Netzes liegen Kondensa-In Fig. 3, three three-legged iron cores 16, 20 and 24 are provided. The primary windings 17, 21 and 25 of three single-phase transformers are located on the upper legs; The primary windings 18, 19 and 22, 23 and 26, 27 of three single-phase transformers each lie on the lower legs. The windings 17, 18 and 23,., Windings 21, 22 and 27 and the windings 25, 26 and 19 are connected in zigzag, so that the fundamental wave of the flows in the upper and lower legs of each core 30 0 offset from one another are. About half the flux of the fundamental wave flows through the middle limb. The secondary windings 17 ', 21', 25 ', 17 ", 21" and 25 "are also applied to the upper legs, and the secondary windings 18', 22 'and 26' are applied to the lower legs. The windings 17 ', 21' and 25 'and the windings 17 ", 21" and 25 "are connected in series. The secondary windings 18 ', 22' and 26 'are also connected in series on the lower legs. The beginning of winding 17 'is connected to the first phase, the end of winding 2 5 "is connected to the second phase and the beginning of winding 18' is connected to the third phase of the 1 soperiodigen network 'and 25' is with the beginning of the series connection on the windings 17 ",. 21 "and 25" and the end of the series connection of windings 18 ', 22' and 26 '. A Scott circuit is thus obtained again. In parallel to the phases of the ι soperiodigen network there are condensate
toren 12; man könnte auch an Stelle dreier Kondensatoren, wie früher erwähnt, zwei Kondensatoren vorsehen, die parallel zu den oberen und unteren Sekundärwicklungen geschaltet sind. Diese Kondensatoren sind in Fig. 3 gestrichelt angedeutet.gates 12; Instead of three capacitors, as mentioned earlier, one could also use two capacitors provide that are connected in parallel with the upper and lower secondary windings. These capacitors are shown in FIG. 3 indicated by dashed lines.

Claims (6)

  1. Patentansprüche:Patent claims:
    i. Anordnung zum Betriebe von schnelllaufenden Drehstrommotoren nach Patent 606404, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungen zweier Drehstromtransformatoren, bei denen die Grundwellen der Flüsse um 300 gegeneinander versetzt sind, in Scottscher Schaltung die Phasenwicklungen des bzw. der Motoren speisen.i. Arrangement for operations of high-speed three-phase motors according to Patent 606 404 characterized in that the secondary windings of two three-phase transformers in which the fundamental waves of the flows are offset by 30 0, feeding the phase windings of the or of the motors in Scott shearing circuit.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungen der Transformatoren auf je einem zusätzlichen Schenkel angeordnet sind, über welchen sich die Flüsse der dritten Oberwelle schließen.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the secondary windings the transformers are each arranged on an additional leg, over which the flows of the close third harmonic.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß statt zweier Drehstromtransformatoren sechs Einphasentransformatoren Vörgesetaen-siiid, von denen je zwei einen gemeinsamen dreischenk- · ligen Eisenkern besitzen, auf dessen einem Schenkel die Primär- und Sekundärwicklung des einen und auf dessen anderem Schenkel die Primär- und Sekundärwicklung des zweiten Transformators angeordnet sind, und daß die Grundwellen der Flüsse in diesen beiden Schenkeln um 3 o° gegeneinander versetzt sind.3. Arrangement according to claim 1, characterized in that instead of two three-phase transformers six single-phase transformers Vörgesetaen-siiid, one of which two each have a common three-legged iron core, on one of which Leg the primary and secondary winding of one leg and the primary and secondary winding on the other leg of the second transformer are arranged, and that the fundamental waves of the fluxes in these two legs around 3 o ° are offset from one another.
  4. 4. Anordnung nach. Anspruch 1, &&.&^a*. gekennzeichnet, daß parallel zu den Sekundärwicklungen der Transformatoren Kondensatoren geschaltet sind.4. Arrangement according to. Claim 1, &&. & ^ A *. characterized in that capacitors are connected in parallel to the secondary windings of the transformers.
  5. 5. Anordnung nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den Motoren Kondensatoren geschaltet sind.5. Arrangement according to. Claim 1, characterized characterized in that capacitors are connected in parallel with the motors.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die jedem Motor zugeordneten Kondensatoren gemeinsam mit dem Motor zu- und abgeschaltet werden.6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the associated with each motor Capacitors can be switched on and off together with the motor.
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
    Ergänzungsblatt
    zur Patentschrift 615 892 Klasse 21d Gruppe 19/01.
    Supplementary sheet
    to patent specification 615 892 class 21d group 19/01.
    Vom Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden: Dr.-Ing. Erich Friedländer in Berlin-Siemensstadt.The patent seeker stated that the inventor was: Dr.-Ing. Erich Friedländer in Berlin-Siemensstadt.
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