DE892304C

DE892304C - Einphasentransformator bzw. -drossel

Info

Publication number: DE892304C
Application number: DEA9019D
Authority: DE
Inventors: Werner Dr-Ing Kraemer
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1940-04-06
Filing date: 1940-04-06
Publication date: 1953-10-05

Description

Einphasentransformator bzw. -drossel Es ist bereits vorgeschlagen worden, bei Drehstromtransformatoren bzw. -drosselspulen, die aus drei Einphasengliedern bestehen, eine Oberwellenkompensation dadurch zu erzielen, daß man die Schenkel aufspaltet und durch eine Sternwicklung auf der einen und eine Dreieckwicklung auf der anderen Schenkelhälfte eine Verschiebung der Teilflüsse um 30° gegeneinander erzielt. Hierbei umschließt die Hauptwicklung gemeinsam beide Teilschenkel. Diese Anordnung ist insofern nachteilig, als man die Schenkel aufteilen und unter die Hauptwicklung Hilfswicklungen in zwei verschiedenen Schaltungsarten legen muß.
Zur Vermeidung dieses Nachteiles ist daher bereits der Vorschlag gemacht worden, die Kerne entsprechend der sogenannten magnetischen Sterndreieckschaltung so auszulegen, daß die ungeteilten Schenkel in üblicher Weise Magnetisierungsamperewindungen mit positiven 5. und 7. Harmonischen anfordern, während das Joch durch geeignete Ausbildung eines magnetischen Dreiecks in der Dreiphasenschaltung eine negative 5. und 7. Harmonische aufnimmt. Ist die magnetische Auslegung derart, daß gleiche Magnetisierungsscheinleistungen für Joche und Schenkel gebraucht werden, so findet Oberwellenkompensation statt.
Im folgenden wird nun eine weitere Möglichkeit zur Kompensation einphasiger Kerne angegeben. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß man den Magnetisierungsstrom einer gleichstromvormagnetisierten Drossel in weitem Umfang durch eine Induktivität im Gleichstromkreis beeinflussen kann. Hierbei nimmt der Magnetisierungsstrom die in den Fig, i a, x b und i c dargestellten Kurvenformen an, und zwar ergibt sich für eine Induktivität x -+- o die in Fig. i a dargestellte Kurve, für x -+- endlich diejenige der Fig. ib und für x-+- x> die Kurve der Fig. i c. Wie leicht einzusehen ist, enthält die Kurve der Fig. i a eine positive 3. und eine negative 5. Harmonische und die Kurve der Fig. i c eine negative 3. und eine positive 5. Harmonische, während die Kurve der Fig. i b wenig Oberwellen aufweist. Eine V ormagnetisierung des gesamten Kernes .zur Erzielung einer Kurve nach Fig. i b würde nun aber eine Aufteilung des Kernes und eine Herabsetzung der Kerninduktion auch im Hauptschenkel sowie eine Vergrößerung des Wicklungsraumes bedingen. Es ist daher zweckmäßig, nicht den Schenkel des Einphasentransformators, sondern nur das Joch und die Rückschlußschenkel vorzumagnetisieren. Diese Teile müssen jetzt in bezug auf die zu beseitigende Oberwelle nach Fig. i a oder i c überkompensiert werden, damit der nicht kompensierte Schenkel auch mit erfaßt wird. Hierfür ist die Gleichung A W5 (Schenkel) - A W5 (;.,h) = 0 einzuhalten. Will man die 5. Harmonische kompensieren, so erhält der Gleichstromkreis der Jochvormagnetisierung keine Induktivität. Damit ist die 5. Harmonische der Jochmagnetisierung negativ. Da die 5. Harmonische des nicht vormagnetisierten Schenkels entsprechend der normalen Magnetisierung positiv ist, braucht die Vormagnetisierung des Joches nur so hoch gewählt zu werden, daß die obige Gleichung erfüllt ist.
Ausführungsbeispiele dieser Art zeigen die Fig. 2 a, 2 b und ?,c. Darin stellt die Fig. 2 a einen 1Vlantelkern, Fig. 2 b einen Zweischenkelkern und Fig. 2 c einen Zw eischenkelkern mit freien Rückschlüssen dar. Mit i sind die Wechselstromwicklungen und mit 2 die Gleichstromwicklungen bezeichnet. Die Schaltung der Gleichstromwicklung ist so gewählt, daß die Wechselspannung nicht in diese hinein induziert werden kann. Damit ferner im Magnetisierungsstrom nicht zusätzlich geradzahlige Harmonische durch die Vormagnetisierung auftreten, muß in den vormagnetisierten Kernteilen sich jeweils im betrachteten Augenblick die eine Hälfte der Gleichstromamperewindungen zu den Wechselstromamperewindungen addieren, die andere Hälfte subtrahieren. Die Richtung der Gleichstromamperewindungen ist in der Zeichnung durch gestrichelte Pfeile und die der Wechselstromamperewindungen durch ausgezogene Pfeile angegeben.
Bei hohen Windungszahlen der Gleichstromwicklungen kann ferner zur Vermeidung zu hoher Teilspannungen in den Wicklungsgruppen eine Auflösung der Reihenschaltung gemäß Fig. 3 vorgenommen werden. -Die Erfindung ist nicht auf die Kompensation einzelner Kerne beschränkt. Durch Parallelschaltung von Transformatoren bzw. Drosseln verschiedener Kurvenform, von denen der eine Teil eine positive 5. Harmonische und der andere eine negative 5. Harmonische im Magnetisierungsstrom enthalten, lassen sich auch gruppenweise Kompensationen vornehmen. So zeigt die Fig. 4 die an sich bekannte Parallelschaltung eines Einphasentransformators und einer vormagnetisierten Drossel, wodurch ebenfalls eine Kompensation der 3. bzw. 5. Harmonischen erzielt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einphasentransformator bzw. -drossel, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern ganz oder teilweise zwecks Oberwellenkömpensation mit Gleichstrom vormagnetisiert wird.
2.. Einphasentransformator bzw. -drossel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nur Joche und Rückschlußschenkel vormagnetisiert werden.
3. Einphasentransformator bzw. -drossel nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Zweischenkelkernen ein Joch oder beide Joche geschlitzt ausgeführt sind und die Gleichstromwicklung derart aufgebracht ist, daß die Vormagnetisierung auf das Joch beschränkt bleibt.
4. Einphasentransformator bzw. -drossel nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Joche und Rückschlußschenkel in bezug auf die zu kompensierende Oberwelle derart überkompensiert werden, daß der nicht kompensierte Schenkel mit erfaßt wird.
5. Einphasentransformator bzw. -drossel nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromwicklungen so angebracht sind, daß die Summe der in die Jochwicklungen induzierten Wechselspannungen der Grundfrequenz gleich Null ist.
6. Einphasentransformator bzw. -drossel nach Anspruch i bis 5, .dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromwicklungen so auf die Kernteile aufgebracht sind, daß zur Vermeidung des Auftretens zusätzlicher geradzahliger Harmonischen im Magnetisierungsstrom durch die Vormagnetisierung sich in den vormagnetisierten Teilen des Kernes jeweils die eine Hälfte der Gleichstromamperewindungen zu den Wechselstromamperewindungen addiert, die andere Hälfte subtrahiert. 7. .Einphasentransformator bzw. -drossel nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung der 5. Harmonischen die zweite Stromharmonische im Gleichstromkreis nicht unterdrückt wird. B. Einphasentransformator bzw. -drossel nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterdrückung der 3. Harmonischen die 2. Stromharmonische im Gleichstromkreis möglichst unterdrückt wird. g. Einphasentransformator bzw. -drossel nach Anspruch z bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstrom regelbar ist. io. Einphasentransformator bzw. -drossel nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß bei hohen Windungszahlen der Gleichstromwicklung zur -Vermeidung zu hoher Teilspannungen die Gleichstromwicklung in reihengeschaltete Wicklungsgruppen aufgelöst wird. ii. Einphasentransformator bzw. -drossel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da.ß Transformatoren oder Drosselspulen mit in allen oder annähernd allen Teilen vormagnetisierten Kernen mit negativer 3. oder 5. Harmonischen zu anderen Transformatoren bzw. Drosselspulen mit positiver 3. oder 5. Harmonischen parallel geschaltet wer-CL .n