DE658983C

DE658983C - Transformatorsatz zum Umwandeln von Mehrphasenstrom in solchen hoeherer Phasenzahl

Info

Publication number: DE658983C
Application number: DES111205D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1933-10-04
Filing date: 1933-10-04
Publication date: 1938-04-21

Description

Die Erfindung betrifft einen Transformatorsatz zum Umwandeln von Mehrphasenstrom in solchen höherer Phasenzahl, der aus wenigstens zwei primärseitig von dem gleichen Netz gespei slen Transformatoren besteht. Zur Vereinfachung des Baues und zur Verbesserung des Betriebes des Transformatorsatzes werden gemäß der Erfindung auf dem einen Transformator sekundäre Hauptwicklungsteile in drei- oder mehrphasiger Sternschaltung und auf dem zweiten Transformator oder auf weiteren Transformatoren vorzugsweise doppelt soviel sekundäre Hilfswicklungsteile angeordnet. Die sekundären Haupt- und Hilfswicklungsteile sind elektrisch derart miteinander verbunden, daß sich die gewünschte höhere Phasenzahl ergibt. Die sekundären Hilfswicklungsteile können zwischen den Sternpunkt und die sekundären Hauptwicklungsteile geschaltet sein, oder die Hauptwicklungsteile liegen am Sternpunkt, und die Hilfswicklungsteile werden an die freien Enden der Hauptwicklungen ange-

■ schlossen.

Man hat zwar schon zur Transformation von Drehstrom in Zwölfphasenstrom zwei Transformatoren primärseitig in Dreieckschaltung ans Drehstromnetz gelegt und sekundärseitig in Sechsphasenzickzack geschaltet. Die Sekundärspannungen des Zwölfphasensystems sind hierbei infolge ungleicher Größe oder verschiedener Phasenlage der einzelnen Komponenten um 30⁰ gegeneinander verschoben. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß der sekundäre Hauptstern (die sekundären Hauptwicklungen) auf beiden Transformatoren gebildet werden muß. Abgesehen davon, daß sich hierfür ein großer Materialaufwand, beispielsweise an Eisen und Kupfer, ergibt, sind auch die Streuverhältnisse ungünstig. Infolge der Zickzackschaltung haben nämlich die einzelnen Zweige verschieden große Streuinduktivität, so daß die gleichmäßige Verteilung der Belastungsströme, beispielsweise bei Gleichrichterbetrieb, auf die einzelnen Phasen gestört wird. Außerdem wird bei hohen Spannungen ein erheblicher Aufwand an Isolierwerkstoff erforderlich, da zu verschiedenen Phasen gehörige Wicklungsteile mit verschiedener Spannungshöhe unmittelbar nebeneinander auf dem gleichen Schenkel liegen. Bei Verschachtelung der Wicklungen ineinander werden die Isolationsschwierigkeiten natürlich noch größer. Wenn auch auf diese Weise an sich bessere Streuverhältnisse geschaffen werden, ergibt sich gerade für den Gleichrichterbetrieb insofern ein Nachteil, als benachbarte Scheibenspulen nicht gleichzeitig, sondern zeitlich nacheinander Strom führen, so daß die das Streufeld kompensierenden Gegenamperewindungen periodisch in Fortfall kommen. Daher ergeben sich bei den zeitweise leerlaufenden Spulen Erweiterungen des Streufeldes, sogenannte Löcher. Hierdurch werden auf die Spulen erhebliche Schubkräfte ausgeübt, die sich mit der Zeit ungünstig auf die Stützanordnung der Spulenisolation auswirken.

Diese Nachteile werden bei dem Gegenstand der Erfindung vermieden, da die sekundären Hilfswicklungsteile auf besonderem Eisen-

kern, mindestens jedoch auf besonderen Eisenkernschenkeln angeordnet sind, so daß die Streuinduktivitäten in der erforderlichen Weise beliebig ausgebildet werden könneti und die Nachteile, die sich durch die inei-n^ ander verschachtelten Wicklungen versctii^ denen Potentials mit Rücksicht auf die Isö* lation ergeben, ausgeschlossen werden.

Der Transformatorsatz gemäß der Erfindung kann beispielsweise zum Betrieb von Mehrphasenmotoren, zur Speisung von Gleichrichtern oder rotierenden Umformern, wie Einankerumformern, verwendet werden. Hierbei kann auch umgekehrt, insbesondere bei der Verwendung von Einatikerumformern, mit Hilfe des Transformatorsatzes gemäß der Erfindung Gleichstrom in Drehstrom umgewandelt werden. ■' An Hand der Figuren werden einige ao Schaltmöglichkeiten des Transformatorsatzes gemäß der Erfindung beispielsweise erläutert. Die von den einzelnen Wicklungsteilen erzeugten Spannungen sind in bekannter Weise ihrer Größe und Richtung nach aufgezeichnet.

In Fig. ι ist das Spannungsbild eines Transformatorsatzes zum Umwandeln von Drehstrom in zwölfphasigen Wechselstrom schematisch dargestellt. Für den die sekundären Hauptwicklungsteile tragenden Transformator ergibt sich das Spannungssystemi und für den die sekundären Hilfswicklungsteile tragenden Transformator das Spannungssystem 2. Die Primärseiten beider Transformatoren sind in Dreieck- oder Sternschaltung an das Drehstromnetz gelegt, so daß sich z.B. die beiden primären Spannungsdreiecke 3 und 4 ergeben. Auf dem Transformator 1 befinden sich die in Sechsphasenstern geschalteten sekundären Hauptwicklungsteile. Sie ergeben das mit 5 bezeichnete Spannungsbild. Die Enden der Spannungsvektoren, die den Wicklungsenden entsprechen, tragen die Bezeichnungen a bis /. Die sekundären Hauptwicklungsteile sind in bekannter Weise im Nullpunkt ο zusammengesehaltet. Der Transformator 2 trägt zwei Gruppen von sekundären Hilfswicklüngssystemen, deren Spannungsvektoren die mit 6 und 7 bezeichnete Lage haben. Je zwei Wicklungsteile eines solchen Systems sind mit ihren Enden zusammengeschlossen. Die entsprechenden Potentialpunkte sind mit a' bis f bezeichnet.. Die einzelnen Hilfswicklungssysteme des Transformators 2 werden mit den Punkten a' bis f an die entsprechenden Enden der Hauptwicklungsteile α bis f des Transformators1 angeschlossen, d.h. Punkt α wird mit Punkt«' und Punkt & mit b' usw. verbunden. Auf diese Weise ergibt sich ein sekundäres Wicklungssystem, dessen Spannungsbild in Fig. 2 dargestellt ist. Für die Speisung der Stromverbraucher werden die sekundären Phasen- |$J>annungen S₁ bis S₁₂ ausgenutzt.

|£-Man kann die sekundäre Phasenzahl ' ^türlich beliebig erhöhen, indem man weii:«feire.· sekundäre Hilfswicklungsteile auf dem Transformator 2 unterbringt oder noch weitere Transformatoren benutzt.

In Fig. 3 sind zur Erzeugung von 18-Phasen-Strom an die sekundären Spannungsvekr toren in den Punkten a! bis /' weitere Spannungsvektoren angesetzt, die mit den Spannungsvektoren des Hauptsternes 5 gleichphasig sind. Das sich ergebende sekundäre Spannungsbild, ist in Fig. 4 dargestellt. Auch zur Erzielung einer geringeren Anzahl von Phasenspannungen ist der Transformatorsatz gemäß der Erfindung geeignet. Drei sekundäre Hauptwicklungsteile sind, wie Fig. 5 zeigt, in Stern geschaltet. 'An ihre Enden sind je zwei sekundäre «Hilfswicklungsteile mit untereinander verschiedenen Phasenlagen angeschlossen.

Die Anschlußpunkte der sekundären Hilfswicklungsteile können aber auch zwecks Bildung einer größeren Anzahl sekundärer Phasenspannungen an Teilpunkte der sekundären Hauptwicklungsteile angeschlossen werden, wie Fig. 6 zeigt. Die Lage der Anschlußpunkte auf den sekundären Hauptwicklungsteilen ist natürlich so zu wählen, daß sich ein symmetrisches sekundäres Spannungsbild ergibt.

Gemäß Fig. 7 wird statt der beiden in Fig. ι gezeigten Transformatoren nur ein einziger Transformator verwendet. Der Eisenkern 20, der dreischenkelig ausgeführt ist, trägt die sekundären Hauptwicklungs- too teile 21. Diese sind mit ihren Mitten 22 in bekannter Weise zur Bildung von sechs Phasenspannungen zusammengeschlossen. An die Wicklungsenden werden die sekundären Hilfswicklungsteile 23 angeschlossen. Haupt- und Hilfswicklungsteile sind durch Zwischenjoche 24 voneinander getrennt. Die primären Wicklungen sind der Einfachheit halber in Fig. 7 fortgelassen.

Claims

Patentansprüche:

i. Transformatorsatz zum Umwandeln von Mehrphasenstrom in solchen höherer Phasenzahl, bestehend aus wenigstens zwei primärseitig von dem gleichen Netz gespeisten Transformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem einen Transformator sekundäre Hauptwicklungsteile in ^-drei- oder mehrphasiger Sternschaltung und auf dem zweiten Transforma- · tor oder auf weiteren Transformatoren

vorzugsweise doppelt soviel sekundäre Hilfswicklungsteile angeordnet sind und daß ferner die sekundären Wicklungsteile elektrisch derart miteinander verbunden sind, daß sich die gewünschte höhere Phasenzahl ergibt.
2. Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß an das· vom Sternpunkt abgewandte Ende der sekundären Hauptwicklungsteile die Enden zusammengeschlossener sekundärer Hilfs- ■ wicklungsteile gelegt sind.
3. Transformatorsatz nach Anspruch 1 und 2, bei dem die Transformatoren zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß Haupt- und Hilfswicklungsteile auf einem gemeinsamen Eisenkern angeordnet und durch Zwischenjoche voneinander getrennt sind. "

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen