DE905274C

DE905274C - Three-phase transformer or reactor with core parts magnetically connected in star and delta

Info

Publication number: DE905274C
Application number: DES15162D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Eberhard Fischer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-02-11
Filing date: 1941-02-11
Publication date: 1954-03-01

Description

Drehstromtransformator oder -drosselspule mit magnetisch in Stern und in Dreieck geschalteten Kernteilen Bei Drehstromtransformatoren oder -drosselspulen mit nicht symmetrischem Kernaufbau tritt im Magnetisierungsstrom in einigen Fällen eine starke dritte Harmonische auf, die die bekannten Nachteile, wie Netzstörungen usw., mit sich bringt. Es ist bekannt, diese dritte Harmonische im Magnetisierungsstrom dadurch zu beseitigen, @daß man .den Jochquerschnitt so weit gegenüber dem Schenkelquerschnitt verstärkt, daß die jochamperewindungen gegen die Schenkelamperewindungen unbedeutend werden, womit auch,die dritte Oberwelle unbedeutend wird. Diese Maßnahme erfordert aber meist zusätzliches Eisen und zusätzlichen Raumbedarf, der bei Großtransformatoren mit Rücksicht auf das Bahnprofil oft nicht verfügbar ist. Es ist auch bekannt, die dritte Oberwelle dadurch zu beseitigen, daß man die Joche in drei Teiljoche von gleichem magnetischem Widerstand mechanisch aufspaltet, aber auch hierdurch wird der Werkstoff und Platzverbrauch vergrößert, außerdem ist dies bei Rahmenkernen nicht mehr anwendbar.Three-phase transformer or reactor with magnetic in star and delta-connected core parts for three-phase transformers or reactors With a non-symmetrical core structure occurs in the magnetizing current in some cases a strong third harmonic, which has the known disadvantages, such as network disturbances etc., brings with it. It is known that this third harmonic in the magnetizing current to eliminate @ that one .the yoke cross-section so far compared to the leg cross-section Reinforced that the yoke amp turns insignificant against the leg amp turns with which the third harmonic also becomes insignificant. This action requires but mostly additional iron and additional space required for large transformers is often not available with regard to the track profile. It is also known that to eliminate third harmonic by dividing the yokes into three partial yokes of mechanically split with the same magnetic resistance, but is also due to this the material and space consumption increased, and this is also the case with frame cores no longer applicable.

Die Erfindung hat die Aufgabe, bei unsymmetrischem Kernaufbau ohne Jochverstärkung, notfalls sogar bei geschwächten Jochen, diese dritte Harmonische zu unterdrücken. In dem Patent 727 727 ist einDrehstromtransformator oder eine Drehstromdrosselspule mit Rahmenkernteilen beschrieben, von ,denen die einen magnetisch in Stern, die anderen magnetisch in Dreieck geschaltet sind und die beide magnetisch miteinander parallel geschaltet sind. Der Querschnitt des in Stern geschalteten Eisenkernteils ist dabei derart gegenüber dem Querschnitt der übrigen Eisenkernteile vergrößert, .daß die höheren Harmonischen, insbesondere die fünfte und siebente Harmonische, im Magnetisierungsstrom .ausgeglichen werden. Auch die Erfindung macht von einer Querschnittsabgleichung des Drehstromtransform.ators oder einer Drehstromdrosselspule mit Rahmenkern und mit aus magnetisch in Stern und in Dreieck geschalteten Kernteilen, die untereinander magnetisch parallel geschaltet sind, Gebrauch. Erfindungsgemäß sind unter Berücksichtigung der Magnetisierungskurve und des durch den Spalt von Kernteil zu Kernteil streuenden Flusses die drei in Dreieck geschalteten Kernteile und die auf die einzelnen Phasen -:ntfallenderl Abschnitte des in Stern geschalteten Kernteils außer mit ihren Querschnitten auch mit ihren Längen derart aufeinander abgestimmt, daß die dritte Harmonische des Magnetisierungsstrorns verschwindet. Die richtige Abstimmung kann beispielsweise durch Herausnehmen und Einsetzen von Blechen, durch Querschnittsschwächungen von Kernteilen, zusätzliche Belastungen durch Hilfswicklungen, in einem gewissen Grad auch durch Änderung der Streuung von dem einen zum anderen Kernteil erzielt werden.The invention has the task of suppressing this third harmonic in the case of an asymmetrical core structure without yoke reinforcement, if necessary even in the case of weakened yokes. In the patent 727 727 a three-phase transformer or a three-phase choke coil is described with frame core parts, one of which is magnetically connected in star, the other magnetically in triangle and both of which are magnetically connected in parallel with one another. The cross section of the star-connected iron core part is enlarged compared to the cross section of the other iron core parts in such a way that the higher harmonics, in particular the fifth and seventh harmonics, are compensated for in the magnetizing current. The invention also makes use of a cross-sectional adjustment of the three-phase transformer or a three-phase choke coil with a frame core and with core parts magnetically connected in star and triangle, which are magnetically connected in parallel with one another. According to the invention, taking into account the magnetization curve and the flux scattering through the gap from core part to core part, the three core parts connected in a triangle and the sections of the star-connected core part connected to the individual phases are matched to one another not only with their cross-sections but also with their lengths, that the third harmonic of the magnetizing current disappears. Correct coordination can be achieved, for example, by removing and inserting sheet metal, through cross-sectional weakening of core parts, additional loads from auxiliary windings, and to a certain extent also by changing the scatter from one core part to the other.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.An embodiment of the invention is shown in the drawing.

i ist der magnetisch in Stern geschaltete Rahmenkernteil eines Drehstromtransformators mit den auf die einzelnen Phasen entfallenden Abschnitten i i, 12, 13. 2 bis q. sind die magnetisch in Dreieck geschalteten Kernteile, .die zu dem in Stern geschalteten Kernteil magnetisch parallel liegen. Die Wicklungen des Transformators sowie etwaige Hilfswicklungen od. dgl. zur Unterdrückung höherer Harmonischer sind der Einfachheit halber weggelassen.i is the magnetically star-connected frame core part of a three-phase transformer with the sections i i, 12, 13. 2 to q allotted to the individual phases. are the core parts magnetically connected in a triangle, the ones connected to the star-connected one Core part are magnetically parallel. The windings of the transformer as well as any Auxiliary windings or the like to suppress higher harmonics are simplicity omitted for the sake of

Bei der Bemessung der einzelnen Kernteile kann man so vorgehen,,daß man deal Eisenquerschnitt QS gegen Q2 und Qj2 so weit verkleinert, daß der Bedarf an Amperewindungen der dritten Oberwelle im Teil i für die Abschnitte ii bis 13 gleich ist. Die Abmessung von Q4 ergibt sich nach der Festlegung von Q5 aus dem für den gesamten Wicklungsschenkel rechnerisch erforderlichen Eisenquerschnitt. Meist wird Q4 verhältnismäßig groß ausfallen. Q3 und Qj, sowie Q, und Qjl werden unter Berücksichtigung von Q4 so weit verkleinert, daß der Amperewindungsbedarf für die dritte Ober-«-elle für die Teile 2 bis d. gleich ist.When dimensioning the individual core parts, one can proceed in such a way that the iron cross-section QS against Q2 and Qj2 is reduced to such an extent that the requirement of ampere turns of the third harmonic in part i for sections ii to 13 is equal to. The dimension of Q4 results from the definition of Q5 from the the iron cross-section required by calculation for the entire winding leg. Most of the time, Q4 will be relatively large. Q3 and Qj, as well as Q, and Qjl become taking into account Q4 reduced so much that the ampere-turn requirement for the third upper - «- elle for parts 2 to d. is equal to.

Um mit größerer Wahrscheinlichkeit gleich von Anfang an eine richtige Abgleichung zu erhalten, macht man Q1 größer oder kleiner als Qj1. Q2 größer oder kleiner als Qj2 und Q3 größer oder kleiner als QJ3, weil dann, wie sich durch Rechnung nachweisen läßt, eine größere Wahrscheinlichkeit besteht, daß sich kleine Fehler bei der Annahme :der Induktionen in den einzelnen Rahmenteilen, von denen bei der Berechnung ausgegangen werden muß, gegenseitig aufheben. Die Kernspalte 5 müssen so bemessen sein, daß sich unter Berücksichtigung des hindurchstreuenden Kraftflusses in den Kernteilen gerade die bei der Berechnung angenommenen Induktionen ergeben.To be more likely to get a correct one right from the start To get equalization, one makes Q1 greater or less than Qj1. Q2 greater or smaller than Qj2 and Q3 larger or smaller than QJ3 because then, as reflected by calculation can be shown that there is a greater likelihood of small errors with the assumption: the inductions in the individual frame parts, of which with the Calculation must be assumed to cancel each other out. The core column 5 must be dimensioned in such a way that, taking into account the force flux the inductions assumed in the calculation result in the core parts.

Sollte sich trotz dieser Kunstgriffe der Amperewindungsbedarf des Teils i und der Teile 2 bis .t hinsichtlich,der dritten Harmonischen des Magnebisierungsstroms noch nicht vollständig ausgleichen, dann kann man für die OOuerschnitte noch durch Wegnehmen und Einlegen von Blechen, durch Schwächung der Bleche mittels Bobrens oder Sägens die gewünschte Feinabstimmung erzielen, oder man kann die Werte der Induktionen für die einzelnen Kernteile dadurch ändern, daß man die Streuung an einer oder mehreren Stellen der Spalte 5 verändert, indem man z.'B. Kurzschlußbleche, Kurzschlußwicklungen aus Bolzen, Streublechen oder Streublechpaketen einlegt. Man kann dann unter Umständen den magnetisch in Stern geschalteten Kernteil weglassen.Should the ampere-turn requirement of the Part i and parts 2 to .t with regard to the third harmonic of the magnebization current not yet fully equalize, then you can still go through for the OOuerschnitte Removing and inserting sheets by weakening the sheets using Bobrens or sawing to achieve the desired fine-tuning, or you can adjust the values of the Change inductions for the individual core parts by changing the scattering changed one or more places in column 5 by e.g. Short-circuit plates, Insert short-circuit windings from bolts, scattering sheets or scattering sheet stacks. Man can then, under certain circumstances, omit the core part, which is magnetically star-connected.

Sorgt man noch durch Anwendung einer Dreieckshilfswicklung oder einer anderen geeigneten Wicklung auf den. einzelnen. Kernteilen, insbesondere auf ;den Kernteilen 2 bis q., dafür, daß auch die Flüsse der einzelnen Rahmenteile ganz oder großenteils frei von der dritten Harmonischen sind, dann kann man auch noch durch entsprechende Querschnittsbemessung ödes Teils i und :der Teile 2 bis q. die fünfte bzw. siebente Harmonische des Magnetisierungsstroms zum Verschwinden bringen, indem man den Amperewindungsbedarf für diese Harmonische der in Dreieck geschalteten Kernteile gleich dem entsprechenden Amperewindungsbedarf für den in Stern geschalteten Kernteil macht.You can still take care of this by using a triangular auxiliary winding or a other suitable winding on the. individual. Core parts, especially on; the Core parts 2 to q., For the fact that the flows of the individual frame parts whole or are largely free of the third harmonic, then you can still go through Corresponding cross-sectional dimensioning of parts i and: of parts 2 to q. the fifth or the seventh harmonic of the magnetizing current to disappear by the ampere-turn requirement for this harmonic of the core parts connected in a triangle equal to the corresponding ampere-turn requirement for the star-connected core part power.

Die Erfindung bietet ;den Vorteil, daß trotz des unsymmetrischen Aufbaues des Kernes die dritte Harmonische im Magnetisierungsstrom ohne Anwendung von Hilfswicklungen, Jochschlitzen od. dgl. verschwindet und daß daneben mit einfachen Mitteln auch die fünfte bzw. siebente Harmonische des Magnetisierungsstroms unterdrückt werden kann.The invention offers the advantage that, despite the asymmetrical structure of the core the third harmonic in the magnetizing current without the use of auxiliary windings, Yoke slots or the like disappears and that in addition with simple means also the fifth or seventh harmonic of the magnetizing current can be suppressed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Three-phase transformer or three-phase choke coil with frame core parts, one of which is magnetically connected in star and the other magnetically in triangle and both of which are magnetically connected in parallel with each other, according to patent 727 727, characterized in that taking into account the magnetization curve and the gap (5 ) from core part to core part scattering flow the three parts connected in triangles (2 to 4) and the sections (ii to 13) of the star-connected core part (i) which are allotted to the individual phases, not only with their cross-sections (Q) but also with their Lengths are matched to one another in such a way that the third harmonic of the magnetizing current disappears.

2. Three-phase current transformer or three-phase choke coil according to claim i, characterized in that that both the ampere-turn requirement for the third harmonic of the three delta connected Core parts (2. To 4) as well as for the third harmonic of the individual phases omitted sections (ii to 13) of the star-connected core part (t) each approximately is the same size.

3. Three-phase transformer or three-phase choke coil according to claim r and 2, characterized by such a core dimension that using Auxiliary windings for the complete or partial suppression of the third flux harmonic the ampere-turn requirement for the fifth or seventh harmonic in the triangle switched core parts just the ampere turns requirement for the fifth or seventh Balances harmonics of the star-connected core part.