DE646418C - Drosselspule - Google Patents

Description

Gegenstand des Hauptpatents ist eine Drosselspule, die beispielsweise dazu dient, daß Kondensatoren, welche zur Blindstromkompensation in Netzen verwendet werden, nicht mit der Induktivität des Netzes bzw. der Streuinduktivität des Netztransformators in Resonanz für eine Oberwelle oder eine für Fernsteuerzwecke dem Nejtz überlagerte Mittelfrequenz kommen. Durch die Drosselspule gemäß dem Hauptpatent wird erreicht, daß solche Resonanzerscheinungen vermieden werden, ohne daß am Kondensator eine gegenüber dem unmittelbaren Anschluß an den Netztransformator erhöhte Spannungsbeanspruchung auftritt. Die Drosselspule ist insbesondere dann brauchbar, wenn im Netz vorhandene Kondensatoren nachträglich mit einer Vorschaltdrosselspule zu versehen sind oder wenn nur Kondensatoren für eine bestimmte Spannung vorhanden sind, die gleich der Spannung der Sekundärseite des Netztransformators ist. Gemäß dem Hauptpatent kann man zu diesem Zweck eine dreischenklige Drosselspule verwenden, deren erster Schenkel einen Luftspalt besitzt, deren zweiter Schenkel eine Wicklung trägt, die in Reihe mit dem Kondensator geschaltet ist, der parallel zu einer auf dem dritten Schenkel angeordneten Wicklung liegt. Die Bemessung der Windungszahlen und die Größe des Luft-Spaltes wird so gewählt, daß die Spannung der Grundwelle am Kondensator annähernd gleich der Grundwelle der Netzspannung ist. Wie im Hauptpatent erwähnt, kann man einesolche mehrschenklige Drosselspule auch für andere Zwecke, beispielsweise zur" Messung von Oberwellen, verwenden.

Eine Verbesserung dieser Drosselspule kann man erreichen, wenn man statt eines einzigen mit Luftspalt versehenen Schenkels zwei solche Nebenschlußschenkel anwendet, die beiderseitig des Eisenkerns, welcher die bewickelten Schenkel trägt, liegen. Solche Drosselspulen besitzen also dann vier in einer Ebene liegende Schenkel, einen unbewickelten Schenkel mit Luftspalt, auf diesen folgt ein bewickelter Schenkel, dann ein zweiter bewickelter Schenkel, und. hierauf folgt wieder ein mit Luftspalt versehener Schenkel. Durch diese Ausbildung der Drosselspule wird der Jochquerschnitt vermindert.

Verwendet man derartige Drosselspulen in Drehstromnetzen, so kann man gemäß der Erfindung noch einen weiteren Fortschritt in

*) Von dem Patent sucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Erich Friedländer in Berlin-Siemensstadt.

Richtung einer Eisenersparnis erzielen, wenn man statt der drei schenkligen Ausführung mit Luftspalt je Eisenkern eine zweischenklige Ausführung verwendet und Quer joche für die drei Eisenkerne in einem gewissen Abstand von denselben vorsieht.

In der Zeichnung sind in Fig. i, 2, 4, 5, '% und 9 Ausfülirungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

In Fig. ι ist eine aus drei Einphasendrosselspulen bestehende Drehstromdrosselspule perspektivisch dargestellt. Jede Einphasendrosselspule besitzt einen Schenkel 3 bzw. 3' bzw. 3", auf dem sich die Wicklung 5 bzw. 5' bzw. 5" befindet und einen Schenkel 2 bzw. 2' bzw. 2", auf dem die Wicklung 4 bzw. 4' bzw. 4" angeordnet ist. Statt nun jeder der drei Drosselspulen einen mit Luftspalt versehenen weiteren Schenkel zu geben, werden gemäß der Erfindung Ouerjoche 11 vorgesehen, durch welche sich die Flüsse über die einzelnen Schenkel der Phasendrosselspulen ausgleichen können. Wie aus Fig. i*ersichtlich, werden die Ouerjoche nicht unmittelbar an die Schenkel angelegt, sondern zwischen diesen und den Querjochen besteht ein Luftspalt. Durch entsprechende Bemessung dieses Luftspaltes und des Verhältnisses der Windiingszahlen kann man erreichen, daß die Spannung der Grundwelle am Kondensator annähernd genau so groß ist wie die Grundwelle der Netzspannung.

Eine besonders günstige Ausführungsform zeigt Fig. 2. Bei dieser Anordnung sind nicht vier Ouerjoche, die seitlich angesetzt werden, vorgesehen, sondern es sind lediglich zwei Ouerjoche 12 vorhanden, die über und unter den Schenkeln angeordnet sind, die den größeren Fluß führen. Man erreicht dadurch gegenüber der Anordnung nach Fig. 1 den Vorteil, daß der Jochquerschnitt des zweischenkligen Kernes noch weiter vermindert wird.

Während in den Fig. 1 und 2 die konstrukthe Durchbildung der Drosselspule gemäß der Erfindung dargestellt ist, zeigen die Fig. 4, 5, 7 und 9 die Schaltung derselben.

Der Übersicht halber ist in Fig. 3 noch

einmal die Schaltung der Drosselspule dargestellt, wie sie in dem Hauptpatent beschrieben ist. An der Netzspannung liegen die in Reihe geschalteten Wicklungen 4 und 5; parallel zur Wicklung 5 liegt der Kondensator 6. Die Fig. 3 zeigt gleichzeitig die vorerwähnten zwei Nebenschlußschenkel.

Die in Fig. 4 dargestellte Drehstromdrosselspule dient als Vorschaltdrosselspule für die Kondensatoren 6, 6', 6", die über den Transformator 13 an das Netz angeschlossen sind. Go An die Sekundärwicklung des Transformators sind die Wicklungen 4, 4', 4" der dreiphasigen Drosselspule angeschlossen, deren andere Enden mit den Anschlußpunkten der Kondensatoren verbunden sind. Die Wicklungen 5, 5' und 5" sind einerseits mit den unteren Anschlußpunkten der Wicklungen 4, 4' und 4" /.verbunden, andererseits zu einem Sternpunkt •vereinigt. Statt die Kondensatoren so zu schalten, wie in Fig. 4 dargestellt, könnte man sie auch parallel zu den Wicklungen 5, 5' und 5" legen. Die Bemessung der Drosselspule wird so getroffen, daß die vor dem Kondensator liegende Induktivität, die im wesentlichen durch die Größe des Luftspaltes zwischen den Querjochen und Schenkeln bestimmt ist, so groß ist, daß keine Resonanzerscheinungen auftreten können. Das Verhältnis der Windungszahlen der Wicklungen 4 und 5 wird so gewählt, daß die Spannung der Grundwelle an den Kondensatoren annähernd oder genau so groß ist wie die Grundwelle der Netzspannung, welche an der Sekundärseite des Transformators herrscht.

Da durch die Schenkel 2, 2', 2" kein Fluß der Netzfrequenz hindurchgeht, kann man auch die erfindungsgemäße Anordnung dazu verwenden, die Spannungsverteilung der einem Starkstromnetz für die Zwecke der Fernsteuerung überlagerten Hilfsspannungen netzfremder Frequenz zu beeinflussen. Infolge der Leitungswiderstände und der parallel zu den Leitungen liegenden Widerstände, insbesondere der Kapazität des Netzes, ist bei ausgedehnten Netzen die Höhe der Steuerspannung an einzelnen Punkten des Netzes verschieden. Diese Verschiedenheit der Steuerspannung kann man dadurch vermindern oder beseitigen, daß man parallel zu der Leitung gesättigte Drosselspulen schaltet, die durch irgendwelche Sperrmittel dem Einfluß der Netzspannung entzogen sind. Mit der Anordnung nach der Erfindung kann man dies in einfacher Weise erreichen. Sättigt man nämlich die Schenkel 2, 2' und 2" bei einer bestimmten Höhe der Steuerspannung, so wird dadurch erreicht, daß die Steuerspannungsverteilung vergleichmäßig wird, ohne daß aber durch die Netzspannung eine Vormagnetisierung dieser Schenkel erfolgt, weil ja die Bemessung so getroffen ist, daß die Spannung der Grundwelle an den Kondensatoren 6, 6' und 6" gleich der Grundwelle der Netzspannung auf der Sekundärseite des Transformators 13 ist. Zweckmäßig wird man diese aus vormagnetisierter Drosselspule und Kondensator gebildete Anordnung so bemessen, daß bei der Steuerspannung der kleinsten Frequenz die Blindlei stungscharakeristik dieser Anordnung einen annähernd liorizontalen Verlauf der Spannung in Ab- iao Bangigkeit vom Strom zeigt. Die Anordnung muß gerade bei der kleinsten Frequenz so be-

messen werden, damit nicht bei höheren Frequenzen Unstabilitäten auftreten.

Man kann die erfindungsgemäße Anordnung auch verwenden, um die für Steuerzwecke erforderlichen Spannungen netzfremder Frequenz dem Netz aufzudrücken, ohne daß für den Sender dieser Hilfsfrequenzen Rückwirkungen irgendwelcher Art von Seiten des Starkstromnetzes zu befürchten sind. Eine

ίο solche Fernhaltung der Netzspannung vom Steuersender ist insbesondere dann von Wichtigkeit, wenn der Steuersender ein Wechselrichter oder irgend eine andere gittergesteuerte Röhre ist. Da bei der Anordnung

t5 nach Fig. 3 keine Spannung der Netzfrequenz an der Wicklung 4 auftritt, kann man, wie in Fig· 3 gestrichelt angedeutet, parallel zu dieser Wicklung einen Hilfsgenerator 14 schalten, der die für die Fernsteuerung erforderlichen Steuerfrequenzen erzeugt. Man erhält dann einen Parallelaufdrückkreis.

Die dreiphasige Anordnung einer solchen Schaltung ist in Fig. S dargestellt. 14 ist wieder der Steuergenerator, der die Spannungen netzfremder Frequenzen dem Netz 15. aufdrücken soll. Der Steuergenerator ist an die Endpunkte der Wicklungen 4, 4' und 4" angeschlossen. Die anderen Endpunkte der Wicklungen 4, 4' und 4" sind mit den entsprechenden Endpunkten der Wicklungen 5, 5' und 5" verbunden, deren andere Endpunkte an die Phasenleitungen des Netzes 15 angeschlossen sind. Parallel zu jeder Wicklung 5, 5' und 5" liegen die Kondensatoren 6, 6' und 6". Um zu erreichen, daß der Steuergenerator 14 bei jeder gesendeten Frequenz auf einen Resonanzkreis arbeitet, ist in Reihe mit dem Steuergenerator 14 eine regelbare Drosselspule 16 geschaltet.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 kann man Netzspannung und Steuerspannung miteinander vertauschen. Führt man eine solche Vertauschung durch, so erhält man eine Anordnung nach Fig. 6, die einen Reihenaufdrückkreis zeigt, in welchem die Wicklung 4 in Reihe mit der Netzleitung liegt. Die Bezeichnungen stimmen mit denen der Fig. 3 überein.

Die dreiphasige Anordnung eines solchen Reihenaufdrückkreises ist in Fig. 7 dargestellt. Die Wicklungen 4, 4', 4" liegen in Reihe zu den Phasenleitungen des Netzes. Parallel zu den Wicklungen 5, 5', 5" liegen die Kondensatoren 6, 6', 6". Die einen Enden der Wicklungen 5, 5', 5" sind an die entsprechenden Phasenleitungen angeschlossen, die anderen Enden liegen an den Wicklungen eines Transformotors 17, an dessen in Stern geschaltete Sekundärwicklung der Steuergenerator 14 angeschlossen ist. Auch hierbei kann man wieder durch Vorschalten einer Induktivität vor den Steuergenerator die erforderliche Abstimmung vornehmen.

Eine weitere Umkehrbarkeit der Anordnung nach Fig. 3 ergibt sich durch Vertauschung von Netzspannung und Kondensatorspannung. Man muß dabei aber die Wicklung 4 gegenüber der Wicklung 5 umpolen. Man erhält dann einen Parallelaufdrückkreis, der in Fig. 8 dargestellt ist und der sich aus Fig. 3 dadurch ergibt, daß Netzspannung und Kondensatorspannung vertauscht sind.

In Fig. 9 ist die dreiphasige Anordnung dieses Parallelaufdrückkreises dargestellt. Die Wicklungen 4, 4', 4" und 5, 5', 5" sind zu einem Sternpunkt vereinigt; die zweiten Enden der Wicklungen 5, 5' und 5" liegen an den einzelnen Phasenleitungen, ebenso liegen die zweiten Enden der Wicklungen 4, 4', 4" über die Kondensatoren 6, 6', 6" an den einzelnen Phasenleitungen. Zwischen den Kondensatoren und den Wicklungen 4, 4', 4" ist der Steuergenerator 14 eingeschaltet, dem eine regelbare Induktivität 16 vorgeschaltet ist.

Vertauscht man bei der Anordnung nach Fig. 8 bzw. Fig. 9 die Netzspannnug mit der Steuerspannung, so bekommt man wieder einen Reihenaufdrückkreis. ■

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   ι. Drosselspule nach Patent 623 880, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von drei solchen Drosselspulen als Phasendrosselspulen in Drehstromnetzen statt der dreischenkligen Ausführung mit Luftspalt je Eisenkern eine zweischenklige Ausführung verwendet wird und Quer.joche (11 bzw. 12) für die drei Eisenkerne in einem gewissen Abstand von denselben vorgesehen sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ouerjoche über und unter den den größeren Fluß führenden Schenkeln (z. B-. 3, 3', 3") angeordnet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen