DE952287C - Einrichtung zur Unterdrueckung der fuenften und siebenten Oberwelle im Magnetisierungsstrom von Drehstromtransformatoren - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Unterdrückung der fünften und siebenten Oberwelle im Magnetisierungsstrom von Drehstromtransformatoren Die Schädlichkeit der Oberwellen im Magnetisierungsstrom von Transformatoren ist bekannt. Zur Unterdrückung der dritten, neunten usw. Oberwelle genügt es, eine der Wicklungen eines Drehstromtransformators in Dreieck zu schalten. Hinsichtlich der fünften und siebenten Oberwelle lehrt das Vektordiagramm der Induktionsflüsse bzw. der magnetisierenden Amperewindungen eines Drehstromtransformators mit beispielsweise fünf'-schenkligem Eisenkern, daß die geometrische Summe des Anteiles fünfter bzw. siebenter Frequenz im Bedarf an magnetisierenden Amperewindungen der Jochteile in der Vektorlage dem entsprechenden Bedarf des zugehörigen Schenkels entgegengerichtet ist. Um einen vollständigen inneren Ausgleich zu erreichen, muß also der gesamte Kern so ausgelegt werden, daß der genannte Oberwellenbedarf von Schenkeln und Jochteilen der Größe nach einander gleich ist. Da dieser Idealfall beim Entwurf des Kernes zwar angestrebt, aber kaum jemals praktisch verwirklicht werden kann, wird erfindungsgemäß beim Entwurf des Kernes der Bedarf der Jochteile an den genannten Oberwellen absichtlich etwas zu niedrig gehalten, damit man ihn nachträglich verstärken kann. Es wäre an sich möglich, mit dem gleichen Erfolg den Bedarf der Schenkel absichtlich zu niedrig zu halten. Da jedoch die Schenkel des fertigen Transformators Wicklungen tragen und daher schwer oder gar nicht zugänglich sind, führt die nachträgliche Beeinflussung der Joche in einfacherer Weise zu dem erstrebten Erfolg.
• Ein Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung gemäß der Erfindung sei an Hand der Abb. i erläutert. Hier ist ein fünfschenkliger Eisenkern für einen Drehstromtransformator gezeichnet. Die drei Hauptschenkel, welche die nicht dargestellten Primär- und Sekundärwicklungen tragen, sind mit 11, z2 und 13, die beiden. Hilfsschenkel mit 14 und 15 bezeichnet. Zur Unterdrückung der dritten, neunten usw. Oberwelle im Magnetisierungsstrom ist eine der Wicklungen auf den Hauptschenkeln in Dreieck zu schalten. Erforderlichenfalls kann man auch in an sich bekannter Weise für diesen Zweck eine besondere in Dreieck geschaltete Tertiärwicklung anordnen.
• Um nun im Sinne der Erfindung die Induktion in den zwischen den einzelnen Schenkeln i i bis 15 liegenden Jochteilen zu verändern, kann man beispielsweise herausnehmbare Jochteile vorsehen, wie dies in der Abb. i bei 16 dargestellt ist. Hier sind drei Einsätze 17, 18 und i9 in dem zwischen den Schenkeln i i und 12 liegenden Jochteil 16 vorgesehen, durch deren Entfernen bzw. Einfügen man den Querschnitt des Jochteiles verkleinert bzw. vergrößert, so daß seine Induktion vergrößert bzw. verringert werden kann. Eine andere Möglichkeit, die Induktion in den Jochteilen nachträglich zu verändern, besteht darin, daß man in den Jochteilen Schlitze anordnet, wie dies in Abb. z für die anderen Jochteile angedeutet ist. Die Schlitze sind mit 2o bezeichnet und können in den verschiedenen Jochteilen je nach Bedarf verschiedene Breite und Längen haben. Durch diese Schlitze werden die Windungen einer Hilfswicklung eingezogen, wie sie in Abb. i bei dem Jochteil 21 Mit 22 gezeichnet ist. die Hilfswicklung stellt einen in sich geschlossenen Stromkreis dar, welcher in den beiden durch den Schlitz getrennten Teilen des Jochteiles 21 die Induktion teils schwächt, teils verstärkt, je nachdem ob das betreffende Jochteil von mehr oder weniger Windungen umschlossen wird. Die einzelnen Windungen der Hilfswicklung 22 können, wie in Abb. i angedeutet, zunächst um den einen Teil des Jochteiles 21 und anschließend in entgegengesetztem Wicklungssinn um den anderen Teil des Jochteiles 21 geschlungen sein. Es ist aber auch möglich, nach Aufwickeln einer Windung um den einen Teil, die nächste Windung auf dem anderen Teil anzubringen und ,so fortlaufend. Es ist schließlich auch möglich, innerhalb dieses geschlossenen Stromkreises auch einige Windungen um das ganze Jochteil2i zu schlingen.
• Schließlich kann zur nachträglichen Erhöhung des Bedarfes an Oberwellen fünfter und siebenter Frequenz im Amperewindungsbedarf für die Magnetisierung der Joche vorgesehen werden, daß einzelne Jochteile ausgewechselt werden gegen längere.
• Alle geschilderten Maßnahmen können nun sowohl an allen Jochteilen als auch nur einigen Jochteilen vorgesehen werden., und zwar sowohl jede dieser Maßnahmen für sich allein als auch in Kombination mit den anderen Maßnahmen, so daß beispielsweise einzelne Jochteile gänzlich auswechselbar sind oder bei ihnen nur einzelne Einsätze herausgenommen werden können als auch mit Schlitzen und Hilfswicklungen versehen sind. So hat die Beschränkung dieser Maßnahme auf die Jochteile nur einer Seite den Vorteil, daß die Jochteile der anderen Seite nach Anfertigung des Kernes zwecks Aufbringung der Schenkelwicklung unbeeinträchtigt entfernt und wieder aufgesetzt werden können.
• An Stelle des bisher beschriebenen fünfschenkligen Eisenkernes kann auch ein dreischenkliger Eisenkern treten, der, wie in Abb. 2 dargestellt ist, ausgebildet sein kann. Die drei in einer Ebene liegenden und die Transformatorwicklungen tragenden Eisenkerne sind wieder mit 11, 12 und 13 bezeichnet. Sie sind bei dreischenkligen Drehstromtransformatoren üblicherweise durch zwei Joche 23 und 24 magnetisch miteinander verbunden. Der in Abb. 2 dargestellte Eisenkern unterscheidet sich nun von den bekannten Drehstrom-Transformator-Eisenkernen dadurch, daß er noch zwei zusätzliche Joche 25 und 26 aufweist, die zur un@ mittelbaren magnetischen Verbindung der beiden äußeren Schenkel i i und 13 dienen. Ein solcher Eisenkern entspricht in seiner Wirkung für die vorliegende Erfindung einem fünf schenkligen Eisenkern, wie er in Abb. i zugrunde gelegt ist. Es versteht sich, daß die Joche 23 bis 26 einen kleineren Querschnitt als die Schenkel i i bis 13 haben können, da jedes Joch einen verringerten Induktionsfluß führt. Die an Hand der Abb. i geschilderten erfindungsgemäßen Maßnahmen lassen sich in gleicher Weise an den Jochen des Eisenkernes nach Abb.2 anbringen. Der Einfachheit halber sind die dazu erforderlichen Eingriffe in die Jochteile in der Abb.2 nicht nochmals dargestellt. Dabei entsprechen in der Wirkungsweise die zusätzlichen Joche 25 und 26 von Abb. 2 den Eilfsschenkeln 14 und 15 nebst angrenzenden Jochteilen der Abb. i, während die Joche 23 und 24 der Abb. 2 den übrigen Jochteilen der Abb. i entsprechen.
• Zur Behebung des störenden Einflusses durch den unsymmetrischen Aufbau der Eisenkerne nach Abb. i und 2 können weiterhin die Hilfsschenkel 14 und 15 und auch die angrenzenden Jochteile unter sich eine verschiedene Induktion als auch eine verschiedene, vorzugsweise niedrigere Induktion gegenüber den übrigen Jochteilen erhalten. Ebenso können die zusätzlichen Joche 25 und 26 im Eisenkern nach Abb. 2 eine niedrigere Induktion als die beiden anderen Joche 23 und 24 erhalten.
• Um weitere störende Folgeerscheinungen dieser Unsymmetrie zu beseitigen, kann der Induktionsfluß in den Hilfsschenkeln und den Jochen bei einem Eisenkern gemäß Abb. i durch Anordnung magnetischer Widerstände oder durch Anordnung von Hilfswicklungen auf den Hilfsschenkeln und den Jochen in an sich bekannter Weise einander gleich oder nahezu gleichgemacht werden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Unterdrückung der fünften und siebenten Oberwelle im Magnetisierungsstrom von Drehstromtransformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Bedarf an magnetisierenden Amperewindungen der fünften und siebenten Oberwelle im Magnetisierungsstrom der Schenkel dem entsprechenden Bedarf der zugehörigen Jochteile dadurch gleich oder nahezu gleich und in seiner Vektorlage entgegengesetzt gerichtet gemacht ist, daß der an sich zu niedrige Bedarf der Jochteile verstärkt ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Jochteile ganz oder stellenweise verjüngten Eisenquerschnitt aufweisen.
3. 3. Einrichtung nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Querschnittsänderung der Jochteile durch Wegnahme oder Hinzufügung von Teilen erzielt ist.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung der Induktion in den Jochteilen mittels Hilfswicklungen derart gesteuert ist, daß der Bedarf an magnetisierenden Amperewindungen der fünften und siebenten Oberwelle im Magnetisierungsstrom der Jochteile verstärkt ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswicklungen durch in den Jochteilen angeordnete Schlitze geführt sind.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswicklungen in sich geschlossene Stromkreise darstellen, welche in den durch einen Schlitz getrennten Jochteilen die Induktion teils schwächen, teils stärken.
7. 7. Einrichtung nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Länge einzelner oder aller Jochteile vergrößert ist, sei es durch Auswechslung dieser Jochteile gegen längere, sei es durch Verschiebung von Schenkeln oder Hilfsschenkeln längs der Joche. B. Einrichtung nach Anspruch i oder einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Anwendung bei Drehstromtransformatoren mit fünfschenkligem Eisenkern. 9. Einrichtung nach Anspruch i oder einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ihre Anwendung bei Drehstromtransform.atoren mit dreischenkligem Eisenkern, dessen beide äußere Schenkel mindestens auf der einen Seite durch ein zusätzliches Joch unmittelbar magnetisch miteinander verbunden sind. io. Einrichtung nach Anspruch 8 bzw. 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktion in den Hilfsschenkeln und deren angrenzenden Jochteilen bzw. in dem oder den zusätzlichen Jochen niedriger gehalten ist als in den übrigen Jochteiten. ii. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine in sich im Dreieck geschlossene Wicklung auf den drei Hauptschenkeln bzw. den drei Schenkeln die Oberwellen dritter neunter usw. Frequenz im Magnetisierungsstrom in an sich bekannter Weise unterdrückt sind. 12. Einrichtung nach Anspruch i oder einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anordnung magnetischer Widerstände oder durch Anordnung von Hilfswicklungen auf den Hilfsschenkeln und den Jochen der Induktionsfluß in diesen- Kernteilen in an sich bekannter Weise einander gleich oder nahezu gleichgemacht ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 767 647, 716 793, 731 140; ET 2, Heft 31 vom 30.7. 1936, S. 892.