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Mehrphasenstreutransformator, der insbesondere für die Speisung von
Schweißgleichrichtern bestimmt ist Die Erfindung bezieht sich auf Mehrphasenstreutransformatoren,
die aus zwei oder mehreren Einphasentransformatoren zusammengesetzt und insbesondere
für Schweißgleichrichter bestimmt sind. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung
solcher Transformatoren, wodurch an erster Stelle die Wirkung des Schweißgleichrichters
wesentlich verbessert und außerdem eine Vereinfachung der Bauart und der Schaltung
des Apparates erzielt werden kann.
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Es ist bekannt, den zur Speisung der Gleichrichterröhren .eines Schweißgleichrichters
dienenden Transformator aus mehreren Einphasentransformatoren zusammenzusetzen.
Ein häufig vorkommender Fall ist, daß ein Dreiphasenstrom in einen Vierphasenstrom
umgewandelt werden muß, wobei man mit nur zwei doppelt wirkenden Gleichrichterröhren
auskommen kann. Dabei wird zweckmäßig der Speisetransformator aus zwei Einphasentransformatoren
zusammengesetzt, die ein gemeinsames Joch haben. Die Primärwicklungen können z.
B. gemäß der bekannten Scott-Schaltung angeordnet werden, während die Sekundärwicklungen,
die, wie es bei Streutransformatoren üblich ist, auf den anderen Kernen angebracht
sind, mit gegenseitig verbundenen Mittelpunktanzapfungen versehen sind, so daß man
eiri Vierphasensystem erhält.
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Es hat sich gezeigt, daß es bei solchen Systemen schwer hält, eine
gleiche Belastung der Gleichrichterröhren zu erzielen. Immer werden, auch wenn die
Sekundärwicklungen mit einem gleichen Widerstand belastet sind, die Sekundärströme
verschieden sein, und zwar zeigt es sich immer, daß von den Strömen in den zwei
auf die vorgenannte Weise nebeneinander angeordneten Einphasentransformatoren der
voreilende Strom den geringsten Wert hat. Die Differenzen nehmen bei steigender
Belastung zunächst zu und dann wieder ab, bis bei Sekundärkurzschluß die Ströme
wieder annähernd gleich sind. In einem ungünstigen Fall kann der Strom in einer
Phase den doppelten Wert des Stromes haben, ' den er in der anderen Phase aufweist,
was zur Folge hat, daß die angeschlossenen Röhren ungleich belastet werden, wodurch
die Wirtschaftlichkeit des Apparates beeinträchtigt wird. Ein Teil der Röhren ist
nicht
voll belastet, während die anderen Röhren überlastet sind und häufig durch andere
ersetzt werden müssen.
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Bei näherer Betrachtung stellte es sich heraus, daß diese Erscheinung
eine Folge des mit den Wicklungen der beiden Transformatoren gekoppelten Streufeldes
ist, das sinngemäß bei Streutransformatoren einen erheblichen Wert haben kann. Versuche
haben die Richtigkeit davon bestätigt, und dies hat zu einer Transformatorkonstruktion
geführt, bei welcher der genannte Nachteil nicht eintritt.
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Gemäß der Erfindung wird bei einem Mehrphasenstreutransformator,.
der aus zwei oder mehreren Einphasenstreutransformatoren zur Dämpfung der Streufelder
zusammengebaut ist, welche die Wicklungen des einen Transformators mit denen des
nächstliegenden koppeln, an oder nahe der Stelle, wo diese Felder den geringsten
Querschnitt haben, eine .diese Felder umschließende kurzgeschlossene Wicklung angebracht.
Wenn die Transformatoren ein gemeinsames Joch haben, wird diese Wicklung zweckmäßig
an der Stelle dieses Joches angebracht werden, und zwar derart, daß sie den ganzen
Transformator möglichst eng umschließt.
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In .der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen dei Erfindung beispielsweise
.dargestellt.
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In der Fig. z ist ein Transformator nach der Erfindung dargestellt,
der zur Umwandlung von Drehstrom in einen Vierphasenstromdient. Die Primärwicklungen
sind entsprechend der Scott-Schaltung angeordnet. Das Verhältnis zwischen den Windungszahlen
der Primärwicklungen q. und 5 wird infolgedessen gleich 1::1/"y3 sein müssen: Die
Sekundärwicklungen, die zur Vergrößerung .der Streuung auf anderen Teilen des Eisenkernes
3 als sie Primärwicklungen angebracht sind; werden an .die Doppelphasengleichrichter
i und 2, vorzugsweise gasgefüllte Glühkathodengleichrichter, angeschlossen. Die
Kathoden sind an die Sekundärwicklung i2 eines Heizstromtransformators angeschlossen.
Die Belastung befindet sich zwischen den Klemmen 1ß. Mit B. und g sind Eisenjoche
bezeichnet, die vorzugsweise verstehbar und für die Gleichstromregelung bestimmt
sind.
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Der Transformator besteht aus zwei Einphasentransformatoren, die ein
gemeinsames Joch haben. Der Vorteil dieser Bauart ist, daß eine Materialersparnis
erzielt wird, da der Querschnitt des gemeinsamen Joches kleiner als der von zwei
getrennten Jochen sein kann. Zur Beseitigung der gegenseitigen Beeinflussung der
zwei Teile wird gemäß der Erfindung eine kurzgeschlossene Wicklung i i, vorzugsweise
eine einzige Wicklung Paus gut leitendem Material, z. B. Kupfer, und mit einem großen
Querschnitt vorgesehen. Zweckmäßig ist der Querschnitt von der Größenordnung des
Querschnittes von jeder der Spulen. Diese Windung wird entsprechend der Figur dort
angeordnet, wo .der Querschnitt des Streufeldes am kleinsten ist, also an der Stelle
des gemeinsamen Joches io, um mit möglichst wenig Material eine möglichst starke
Dämpfung des Feldes zu erhalten. In dieser Windung tritt während des Betriebes ein
Strom auf, der mehrere tausend Ampere betragen kann, wodurch der Einfluß des gegenseitigen
Streufeldes praktisch ganz behoben wird.
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Die Erfindung ist nicht auf den Fall beschränkt, in dem die zwei Teile
ein gemeinsames Joch haben. Auch wenn die Transformatoxen getrennt und mit den Jochen
nebeneinander angeordnet sind, tritt die gleiche Schwierigkeit auf, und man erhält
durch Anordnung einer kurzgeschlossenen Windung an der Stelle, wo die Joche nebeneinanderliegen,
eine Verbesserung.
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Obgleich die Umwandlung eines Drehstromes in Vierphasenstrom der in
der Praxis meist vorkommende Fall ist, ist die Erfindung auch darauf nicht bescl%ränkt.
Auch wenn Drehstrom in Drehstrom oder Vierphasenstrom in Vierphasenstrom mittels
einer Anzahl Einphasenstreutransformatoren umgewandelt werden muß, -kann zur Erzielung
einer symmetrischen Belastung das gleiche Mittel Anwendung finden.
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Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß es infolge der starken
Dämpfung der Streufelder nicht erforderlich ist, besondere Maßnahmen zu treffen,
um aus Eisen oder , anderem magnetischen Material bestehende Bauteile außerhalb
des Wirkungsbereiches des Transformatorkernes zu halten.. Die bekannten Streutransformatoren
sind meist in einem Gestell aus nicht magnetischem Material, z. B. Messing, gefaßt,
damit Unbestimmtheit in der Größe des Streufeldes vermieden wird. Der Transformator
gemäß der Erfindung kann ohne Bedenken in einem Eisenkasten untergebracht werden.
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Die Erfindung kann besonders Anwendung finden, wenn besondere Vorrichtungen
zur Regelung der Streuung zwischen .den Primar-und Sekundärwicklungen vorgesehen
sind. Es ist bei Einphasentransformatoren bekannt, zu diesem Zweck eiserne Streujoche
zwischen den Primär- und Sekundärwicklungen anzubringen.
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Der Vorteil der Anwendung der Erfindung bei den vorgenannten Mehrphasentransforrnatoren
ist,
daß die Gleichheit der Ströme für sämtliche Stellungen der Streujoche beibehalten
wird. Dies wäre nicht der Fall, wenn die Gleichheit der Ströme auf andere Weise,
z. B. mittels eines in Reihe mit der höchstbelasteten Röhre geschalteten Widerstandes,
erzielt wird.
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Ein weiterer Vorteil ist, daß die Ströme unabhängig von der Art und
Weise, in der .die Phasen dies Netzes angeschlossen werden, gleichbleiben. Es ist
gewissermaßen erst durch die Anwendung einer kurzgeschlossenen Wicklung ermöglicht
worden, die Regelung mit verstellbaren Streujochen bei Mehrphasenstreutransformatoren
anzuwenden. Bei anderen Bauarten erfolgt die Stromregelung gewöhnlich mittels regelbarer
Drosselspulen in Reihe mit den Primärtransformatorenwicklungen, mit denen die Spannung
an diesen Wicklungen geregelt wird. Wenn man gemäß der Erfindung verfährt, so ist
es außerdem möglich; die Kathoden an Tertiärwicklungen 1q:, 15 des Transformators
anzuschließen, so daß ein besonderer Speisetransformator für die Kathoden entbehrt
werden kann. Dieser Fall ist in Fig. 2 dargestellt.