DE920673C

DE920673C - Drei- oder Mehrphasen-Transformator

Info

Publication number: DE920673C
Application number: DEA4860D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1935-11-03
Filing date: 1935-11-03
Publication date: 1954-12-20

Description

Drei- oder Mehrphasen-Transformator Es wurde bereits ein Transformator vorgeschlagen, der durch geeignete Bemessung des magnetischen Kreises zu einer Selbstreinigung der Kurve des Magnetisierungsstrornes von den darin gewöhnlich enthaltenen Oberwellen dadurch führt, daß sich für jeden geschlossenen Kraftlinienweg die Summe der für sinusförmigen Flußverlauf erforderlichen magnetomotorischen Kräfte hinsichtlich der 5. und 7. Harmonischen angenähert aufhebt. Dies wird. insbesondere dadurch erreicht, daß sich die eine magnetische Sternschaltung bildenden Schenkelflüsse in einem Joch oder in beiden Jochen über drei zu einem magnetischen Dreieck zusammengefügte Jochteile oder über zwei Rückschlußschenkel zu einem magnetischen Dreieck schließen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine andere Ausbildung eines solchen Transformators. Die Dreieckschaltung der Joche hat in ihrer idealen Form zur Voraussetzung, daß die Anordnung der drei Schenkel über den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks erfolgt; der Transformatorbau bevorzugt jedoch die Anordnung der drei Schenkel in einer Ebene. Die Verwendung von nur zwei Jochabschnitten kann man als eine magnetische Sternschaltung bezeichnen. Es wird nun vorgeschlagen, diese Schaltung zur Dreieckschaltung dadurch umzugestalten, daß man über den beiden Jochabschnitten eines dreischenkligen Transformators noch ein weiteres Jochstück vorsieht, welches erfindungsgemäß die Aufgabe hat, die beiden äußeren Schenkel miteinander zu verbinden, und welches in seinem Amperewindungsbedarf bezüglich der 5. und 7. Oberwelle auf denjenigen des übrigen magnetischen Kreises abgestimmt ist. Man gelangt auf diese Weise zu einer an sich bekannten Jochanordnung, bei welcher ein Joch aus konstruktiven Gründen oder mit Rücksicht auf eine Angleichung der magnetischen Widerstände .der drei Phasen geteilt ist. Jedoch ist die Bemessung der Teile bei der Erfindung im Hinblick auf die Unterdrückung der höheren Harmonischen in neuartiger Weise vorgenommen und zu diesem Zweck auch mit der Bemessung der Schenkel in bisher nicht bekannter Weise verknüpft.
Durch das die äußeren Schenkel verbindende Jochstück werden dabei die Jochabschnitte zwischen den Schenkeln vom Fluß entlastet und können in ihrem Rauminhalt beschränkt werden, so daß insgesamt kein oder nur eire geringer Mehraufwand entsteht. Die phasenrichtige Aufspaltung des Flusses einerseits, die Bemessung der Induktionen von Kern und Joch im Hinblick auf das Gleichgewicht der magnetomotorischen Kräfte andererseits geben die Lösung der Aufgabe, den Magnetisierungsstrom von den Oberwellen zu befreien.
Die magnetomotorischen Kräfte der Oberwellen müssen sich in jedem geschlossenen Umlauf über die bewickelten Schenkel angenähert zu Null ergänzen. Dies verlangt die Einhaltung bestimmter Werte für die Produkte aus Jochlänge und magnetomotorischer Kraft der Oberwellen je Längeneinheit sowie eine Abstimmung dieses Produktwertes auf den entsprechenden Wert in den bewickelten Schenkeln. Zu diesem Zweck müssen zunächst symmetrische Flußverhältnisse in den Jochen geschaffen werden. Es wird daher die größere Länge des zusätzlichen Schlußstückes in an sich bekannter Weise dadurch ausgeglichen, daß auch sein Querschnitt gegenüber den anderen Jochteilen etwas erhöht und damit die magnetomotorische Kraft der Oberwellen je Längeneinheit durch die doppelte Wirkung der herabgesetzten Induktion und des dadurch nochmals herabgesetzten Oberwellenanteiles verringert wird, wobei mäßige Induktionsverringerung-en im langen Schlußstück für den erforderlichen Ausgleich genügen. Dieser Bedingung ist bei der Verwirklichung des Erfindungsgedankens die Forderung übergeordnet, die magnetischen Teilspannungen, welche auf Joche und Schenkel entfallen, miteinander hinsichtlich der 5. Oberwelle ins Gleichgewicht zu setzen. Es gelingt dies nach einem früheren Vorschlag durch angenäherte Einhaltung der Beziehung worin AW Ampere-,vimdungen bedeuten.
Damit bei Anwendung des zusätzlichen Joches die Selbstreinigung des Magnetisierungsstromes von Oberwellen erreicht wird, muß der Fluß in den Jochabschnitten angenähert um 12o° versetzt sein. Man löst diese an sich bekannte Aufgabe trotz der verschiedenen Längen in neuartiger Weise dadurch, daß man eine Hilfswicklung nach dem eingangs erwähnten Vorschlag vorsieht, welche erzwingt, daß das Dreieck der Flüsse geschlossen und gleichseitig ist. Verzichtet man auf die Anwendung von Hilfswicklungen, so wird durch geeigneten Abstand des zusätzlichen Schlußstückes von den beiden kurzen Jochabschnitten oder durch an sich bekannte Abschirmungsmittel, wie zwischengelegte Kupferplatten, Kurzschlußwindungen u. dgl., ein gegenseitiges Übertreten der Flüsse aus den räumlich parallel verlaufenden Jochabschnitten vermieden. Ferner ist es möglich, die Flußverteilung im Sinne der Erfindung dadurch zu regeln, daß eine Vergrößerung desAmperewindungsbedarfs einzelner Jochabschnitte im Ausgleich des Bedarfs anderer Abschnitte durch Belastung mittels Hilfsdrosseln von vorzugsweise gesättigter Charakteristik erfolgt.
In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Abb. r zeigt einen normalen dreischenkligen Kern. 1, 2, 3 sind die Schenkel für die drei Phasen. Während die Schenkel 1, 2 und 2, 3 durch die Joche 12 bzw. 23 verbunden sind, werden die Schenkel i und 3 durch die etwas breiteren Jochstücke 31 überbrückt.
Hierbei ist zwischen den Jochteilen 12,:23 einerseits und 31 andererseits ein hinreichender Abstand, so daß von 31 nach 12 und 23 keine Kraftlinien übertreten können.
In Abb. 2 sind die Jochteile 12, 23 und 31 durch Hilfswicklungen 7 verkettet, welche den Flußverlauf steuern.
In Abb. 3 liegen: die Jochteile dicht übereinander. Um zu verhindern, daß der Fluß von 31 nach 12 bzw. 23 übergeht, ist zwischen diesen Teilen eine Kupferplatte 9 vorgesehen. Statt dessen können auch, wie in Abb.4 gezeigt ist, zwischen den nur durch einen schmalen Schlitz getrennten übereinander angeordneten Jochteilen Kurzschlußwindungen 9 vorgesehen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Drei- oder Mehrphasen-Transformator mit drei in einer Ebene liegenden Schenkeln, wobei sich für jeden geschlossenen Kraftlinienweg die Summe der erforderlichen magnetomotorischen Kräfte hinsichtlich der 5. und 7. Harmonischen aufhebt, gekennzeichnet durch in der gleichen Ebene verlaufende zusätzliche Jochsahlußstücke zwischen den Außenschenkeln, deren Amperewindungsbedarf hinsichtlich der $. und 7. Oberwelle auf denjenigen der übrigen magnetischen Kreise abgestimmt ist.
2. Dreiphasen-Transformator nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Mittel zur Steuerung des magnetischen Flusses in den drei Jochabschnitten.
3. Transformator nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch Mittel zur Verhinderung des Übertrittes von Streukraftlinien zwischen den einzelnen Jochabschnitten.
4. Transformator nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftspalt zwischen den parallel verlaufenden Jochabschnitten eingeschaltet ist.
5. Transformator nach Anspruch 1, 3 und -4, gekennzeichnet durch Verwendung von elektrisch gut leitenden Schirmkörpern oder Kurzschlußwindungen zur magnetischen Isolierung der Jochabschnitte.
6. Transformator nach Anspruch i bis gekennzeichnet durch Verwendung von Hilfswicklungen auf den Jochen, welche angenähert gleich große, um 12o° versetzte Flüsse in den Jochabschnitten erzeugen.
7. Transformator nach Anspruch i bis 6, gekennzeichnet durch eine Verringerung der Induktion im langen jochschlußstück durch Erhöhung seines Querschnittes. B. Transformator nach Anspruch i bis 7, gekennzeichnet durch Erhöhung des Amperewindungsbedarfs einzelner Jochabschnitte durch Belastung mittels Hilfsdrosseln von vorzugsweise gesättigter Charakteristik.