DE754870C

DE754870C - Drehstromtransformator mit dreischenkeligem Eisenkern

Info

Publication number: DE754870C
Application number: DES127047D
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl-Ing Fischer
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1937-04-30
Filing date: 1937-04-30
Publication date: 1953-08-03

Description

Drehstromtransformator mit dreischenkeligem Eisenkern Die Erfindung betrifft einen Drehstromtransformator mit dreischenkeligem Eisenkern, dessen Schenkelenden durch gemeinsame Joche miteinander verbunden sind. Sämtliche Joche und Schenkel liegen in einer Ebene. Derartige Transformatoren führen bekanntlich in den drei Phasen verschieden große Magnetisierungsleistungen der Grundwelle und aller höheren Harmonischen. Es ist die von der mittleren Schenkelwicklung aufgenommene Magnetisierungsleistung aus dem Grunde geringer als die von den Wicklungen der äußeren Schenkel aufgenommenen Magnetisierungsleistungen, weil der Kiaftlinienweg bis zum neutralen Punkt des Magnetsystems kürzer ist und das Eisenvolumen des mittleren Schenkels und der zugehörigen Jochteile geringer ist als bei den äußeren Schenkeln. Außer unsymmetrischer Netzbelastung hat diese Erscheinung noch den lN'rachteil, daß durch diese Unsymmetrie ein durch irgendwelche Mittel zu bewerkstelligender Ausgleich von Oberwellen in den von den Transformatoren aufgenommenen Magnetisierungsströmen erschwert und unter Umständen sogar unmöglich gemacht wird. Der Ausgleich der dritten Harmonischen in Dreiphäsennetzen erfolgt z. B. bei ungleichem Bedarf der drei Schenkel an dieser Obenvelle mit den bekannten symmetrisch arbeitenden Mitteln überhaupt nicht. Das gilt auch für Transformatoren, bei denen zwar die Magnetisierungsleistungen der drei Phasen für die in einer Ebene liegenden drei Eisenkernschenkel symmetriert sind. Dabei bleiben jedoch die Öbenvellenleistungen der einzelnen Phasen unsymmetrisch.
Um diese Nachteile zu vermeiden, wird erfindungsgemäß die magnetische Feldstärke des mittleren Schenkels für die zu symmetrierende n-te Harmonische des Flusses oder des Magnetisierungsstroms um so viel größer als diejenige der beiden äußeren Schenkel gemacht, daß die Magnetisierungsleistungen für die n-te Harmonische aller Schenkel gleich groß sind. Hierzu werden vorteilhaft die äußeren Abmessungen oder der für den mittleren Schenkel verwendete Werkstoff so ausgewählt, daß die obige Bedingung erfüllt wird. Für den mittleren Schenkel kann ein Werkstoff verwendet werden, der eine schärfer gekrümmte Magnetisierungskurve oder eine tiefer liegende Sättigung hat als der für die übrigen Schenkel verwendete Werkstoff. Der Ouerschnitt des mittleren Schenkels kann dadurch geschwächt werden, daß man dem Schenkel zwar die gleichen äußeren Abmessungen gibt wie den beiden Außenschenkeln, den mittleren Schenkel jedoch mit einem parallel zu seiner Längsachse verlaufenden Schlitz versieht; dessen Schlitzebene senkrecht oder parallel zur Blechebene liegt. Wenn man die äußeren Abmessungen des mittleren Schenkels gegebenenfalls außerdem noch verringert, verwendet man vorteilhaft für diesen Schenkel schmälere Blechschnitte. Zweckmäßig gestaltet man den Schenkelquerschnitt hierbei oval bzw. elliptisch. Schließlich kann auch die Windungszahl der mittleren Schenkelwicklung kleiner sein als die Windungszahlen der äußeren Schenkelwicklungen. Hierbei muß: natürlich darauf geachtet werden, daß das übersetzungsverhältnis gewahrt bleibt.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Drehstromtransformators sind in den Fig. i und 2 dargestellt.
Die beiden Außenschenkel i und a (Fig. i) und der mittlere Schenke13 des Eisenkernes tragen die einzelnen Phasenwicklungen des Drehstromsystems. Der mittlere Schenke13 hat kleinere äußere Abmessungen als die beiden Außenschenkel, so daß auch sein Ouerschnitt kleiner wird, und zwar um einen solchen Betrag, daß die von ihm geforderte Magnetisierungsleistung für die zu. symmetrierende störende Harmonische, z. B. für die fünfte Harmonische, praktisch genau, so groß wird wie die Magnetisierungsleistungen der fünften Harmonischen der beiden Außenschenkel. Der neutrale Punkt des Drehstrom= magnetsystems liegt an den durch Punkte .4 und bezeichneten Stellen der beiden Joche 6 und ; des Eisenkernes.
Sollen die äußeren Abmessungen des mittleren Schenkels gewahrt bleiben, dann wird er vorteilhaft mit einem Längsschlitz versehen, der in Fig.2 mit 8 bezeichnet ist.
Die Erfindung läßt sich mit Vorteil in Netzen verwenden, in denen in Sternschaltung betriebene Transformatoren ihren Oberwellenbedarf von in Dreieck- oder in Zickzackschaltung betriebenen Transformatoren bzw. Drosselspulen erhalten. Auch bei Transformatoren oder Dross°1spulen, die ihren Oberwellenausgleich innerhalb ihres eigenen Wicklungs- oder Kernsystems infolge gegeneinander in der Phase versetzter drei- oder mehrphasiger Flußsysteme erhalten, ist die erfindungsgemäße Anordnung vorteilhaft. Man kann den mittleren Schenkel des Eisenkernes gemäß der Erfindung auch so bemessen oder überhaupt die erfindungsgemäße Drossel bzw. den erfindungsgemäßen Transformator so auslegen, daß die von ihm gelieferte unsymmetrische Oberwellenleistung den unsymmetrischen Oberwellenbedarf eines oder mehrerer Transformatoren oder Drosseln oder einer ganzen -Netzgruppe oder eines ganzen Netzes auszugleichen vermögen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Drehstromtransformator mit dreischenkeligem Eisenkern, dessen Schenkelenden durch gemeinsame Joche miteinander verbunden sind und die in einer Ebene liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Feldstärke des mittleren Schenkels für die zu symmetrierende n-te Harmonische des Flusses oder des Magnetisierungsstroms um so viel größer als diejenige der beiden äußeren Schenkel ist, daß die Magnetisierungsleistungen für die yi-te Harmonische aller Schenkel gleich groß sind.
2. Drehstromtransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt oder der Werkstoff für den mittleren Schenkel abweichend von denen der übrigen Schenkel so gewählt wird, daß die Magnetisierungsleistungen der zi-ten Harmonischen für alle drei Schenkel gleich groß sind.
3. Drehstromtransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des mittleren Schenkels geringer ist als der Querschnitt der äußeren Schenkel. q..
Drehstromtransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Schenkelquerschnitt durch einen oder mehrere parallel zur Schenkelachse verlaufende Längsschlitze geschwächt ist, deren Schlitzebenen senkrecht oder parallel zur Blechebene liegen.
5. Drehstromtransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Leitfähigkeit aller oder einzelner Bleche des mittleren Schenkels geringer ist als die der äußeren Schenkel. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 166845; USA.-Patentschrift N; r. 1 614 161; Arnold: »Die Transformatoren«, igio, S.95.