EP0763833B1 - Fahrzeug-Transformator - Google Patents
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- EP0763833B1 EP0763833B1 EP96114387A EP96114387A EP0763833B1 EP 0763833 B1 EP0763833 B1 EP 0763833B1 EP 96114387 A EP96114387 A EP 96114387A EP 96114387 A EP96114387 A EP 96114387A EP 0763833 B1 EP0763833 B1 EP 0763833B1
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- winding
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
- H01F27/38—Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings
- H01F27/385—Auxiliary core members; Auxiliary coils or windings for reducing harmonics
Definitions
- the invention relates to a vehicle transformer for an electrically powered vehicle.
- Electric locomotives and railcars for alternating current railways usually have a transformer on the input side.
- Modern vehicles have power converters for drive control connected to the secondary side of the transformer.
- the clock frequency of the network side results Power converters undesirable higher harmonics in the vehicle's mains current, their frequency extends into the audio frequency range.
- the invention has for its object a vehicle transformer for an electrically driven Specify vehicle with interference current filter with which the effort for interference current filtering is reduced.
- EP-A-0 149 169 known a converter transformer, in a 3-winding transformer between a primary winding as an outer winding and a secondary winding Equalization winding to provide a better filtering effect for disturbing harmonic currents especially in a high voltage direct current transmission system to reach.
- the primary winding is for connection to an AC network determines the secondary winding for connection to a power converter and the compensation winding for connection to a filter circuit for screening undesirable Harmonic currents.
- one can further compensation winding can be provided as an inner winding.
- At a 4 Winding transformers are two winding arrangements with two parallel ones Primary windings as external windings, each with a separate secondary winding and one equalization winding between the primary and secondary winding provided, the two compensation windings are connected in series.
- the advantages that can be achieved with the invention are in particular that the large transformer in the vehicle realized inductance is used for interference current filtering. Corresponding the filter capacity required to achieve the desired natural frequency can be smaller to get voted. This reduces the losses. The components of the interference current filter no longer have to be designed for high voltage. Total result considerable advantages due to the reduction in space requirements to be achieved, the weight reduction and cost reduction.
- Fig. 1 is an equivalent circuit diagram for a transformer with a filter on a special filter winding shown. Due to a special interference current filter winding FiW between primary and secondary windings, the large inductance realized in the transformer for the Use filtering. The voltage on this special filter winding can be selected in this way (preferably ⁇ 1000 V) that the filter can no longer be designed for high voltage got to.
- the transformer short-circuit inductance LT of Fig. 8 now replaced by inductors L1 + L2.
- the Share L1 are in the range of 30% to 70% of LT.
- L1 is a multiple of that hitherto realizable additional filter inductance LF * according to FIG. 8.
- the filter capacity can be dimensioned and in addition a lower one can nevertheless Natural filter frequency and thus a further attenuation of the interference currents achieved become.
- the input impedance of the overall circuit is reduced less by this filter.
- FIGS. 2a to 2c Possible configurations of the filter are shown in FIGS. 2a to 2c.
- the equivalent circuit is referred to the primary side, all filter elements used here are in the Reality with the square of the gear ratio between filter winding and Think high voltage winding.
- Fig. 2a shows the simple CF-RF filter, with filter capacitor CF and filter resistor RF. If the inductance Lfi is almost zero, the filter causes a drop TR (f) with 1 / f 2 above its natural frequency. At the natural frequency into which the parallel connection of the inductors L1, L2 and the filter capacitor CF are included for ZO ⁇ L1, the filter increases TR, and the more the filter attenuates the filter resistor RF, the more so.
- a combination of the suction circuit effect with a stronger attenuation at higher frequencies is by equipping the filter with a parallel resistor RP to LF reached according to Fig. 2c.
- the desired effect of the filter winding and the filter on the network side is from the Equivalent circuit diagram in Fig. 1 and 2a to 2c fully derivable.
- the n four-quadrant converter working with offset clocking on the same transformer is only the mean of the n voltages as the resulting actuator voltage VAT. If necessary, asymmetries are also caused by something different Considerations of the individual stresses in the averaging.
- the number n of four-quadrant actuators and associated transformer windings can usually be 2, 3, 4 or 6.
- the equivalent circuit does not show the circuits of the n individual four-quadrant and the influence of the filter on them.
- the n four-quadrant digits are evenly offset clocked so that their low clock frequency harmonics (below the extinguish the n-fold frequency of a four-quadrant actuator) towards the network as far as possible.
- the lower current harmonics are most pronounced in transformer windings out. In this case, the inductance that limits them is only n • L2 between the four-quadrant controller and filter node while it is without the filter node n • LT. This means, these dominant current harmonics become about twice as much through the filter node large.
- the filter winding takes up space in the winding window and thus enlarges the transformer.
- the OS winding is designed as a layer winding, can instead of an additional filter winding opposite the US winding, on The first layer of the OS winding to be connected is used as a filter winding become.
- Fig. 6a stands for all filter modifications, as shown in Fig. 2a, 2b, 2c.
- FIG. 9 shows an alternative to the arrangement according to FIG. 6a without a suction throttle.
- the suction throttle SD is omitted and each filter tap F1, F2 of the high-voltage winding is with its own filter (Filter modifications see Fig. 2a to 2c) connected.
- Each of the two filters affects all Harmonics of the assigned actuator. In comparison to the circuits according to FIG. 4 and 6a there are higher losses in the filter resistors.
- the filter is very simple when the Filter resistor is split into two parts with 2 • RF and at the same time the task of Power sharing with takes over. It is accepted that the series connection 4 • RF the differential voltage of the taps F1 and F2 is present and generates additional losses. Because with a small filter, the filter resistance RF can be comparatively large, that is justifiable.
- This idea can also be transferred well to systems with n> 2, as shown in FIG. 7b.
- the filter resistance is divided into n parts with n • RF each.
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Filters And Equalizers (AREA)
- Automatic Cycles, And Cycles In General (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeug-Transformator für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug.
Elektrische Lokomotiven und Triebwagen für Wechselstrombahnen haben üblicherweise
eingangsseitig einen Transformator. Moderne Fahrzeuge weisen Stromrichter zur Antriebssteuerung
auf, die an die Sekundärseite des Transformators angeschlossen sind. Fahrzeuge
mit Drehstromantriebstechnik haben üblicherweise auch auf der Netzseite getaktete
Stromrichter (Vierquadrantensteller = 4QS), mit denen sich ein nahezu sinusförmiger Netzstromverlauf
erzielen läßt. Jedoch ergeben sich aus der Taktfrequenz der netzseitigen
Stromrichter unerwünschte höhere Harmonische im Netzstrom des Fahrzeuges, deren Frequenz
bis in den Tonfrequenzbereich reicht. Sie müssen im Hinblick auf mögliche nachteilige
Beeinflussungen von Signalanlagen der Bahnen und von Fernsprechkabeln begrenzt
werden.
Um die Netzstrom-Harmonischen im Tonfrequenzbereich abzuschwächen, wurde bisher
dem Fahrzeug-Transformator auf der Primärseite ein Störstromfilter vorgeschaltet, wie z.B. aus der
BBC-Druckschrift DVK 1357 85D, "Drehstromantriebstechnik: Entwicklung und Bewährung
neuer elektrischer Komponenten am Beispiel der Lokomotiven der Baureihe (BR) 120 der
DB" oder aus der AEG/ABB/Siemens-Druckschrift VT 62.89/26 "Triebköpfe der Baureihe
401 des Hochgeschwindigkeitszuges ICE für die Deutsche Bundesbahn (siehe Seite 2, Bild
2) bekannt und in Fig. 8 dargestellt ist. Darin ist die Wirkung der taktenden Vierquadrantensteller
in einer resultierenden, auf die Primärseite umgerechneten Stellerspannung Ust'
zusammengefaßt (U0 = Netzspannung, U1 = Eingangsspannung). Ohne weitere Filterelemente
werden die Harmonischem im Netzstrom im wesentlichen nur durch die Kurzschlußinduktivität
LT zwischen Ober- und Unterspannungsseite (OS und US) des Transformators
bestimmt. Dabei sei die Netzimpedanz Z0 klein gegen LT. Um sie abzuschwächen, wird
dem Transformator der Filterquerzweig, bestehend aus Filterkondensator (Filterkapazität)
CF*, Filterwiderstand (Dämpfungswiderstand) RF*, vorgeschaltet. Bei kleiner Netzimpedanz
Z0 kann eine Filterwirkung nur erzielt werden, wenn zusätzlich noch eine Filterdrossel
(Filterinduktivität) LF* in den Längszweig geschaltet wird. Da sie vom vollen Eingangsstrom
11 (Netzstrom) durchflossen wird, läßt sich mit vertretbarem Aufwand nur eine Induktivität
LF* realisieren, die wesentlich kleiner ist als LT. Abschwächend wirkt das Filter nur für Frequenzen,
die hinreichend oberhalb der durch LF* und CF* bestimmten Filtereigenfrequenz
liegen. Daraus folgt eine Mindestgröße für CF*. Der Filterwiderstand RF* ist notwendig, um
die Neigung des Filters zu Resonanzen zu begrenzen. Nachteilhaft an diesem bekannten
Filterkonzept sind folgende Gesichtspunkte:
- Alle Filterelemente sind auf der Primärseite des Transformators und müssen also hochspannungsmäßig ausgelegt und gestaltet werden. Dies ist besonders aufwendig für die vom Hauptstrom durchflossene Filterdrossel.
- Die kleine realisierbare Filterinduktivität LF* zieht eine entsprechend große Filterkapazität CF* nach sich, um die gewünschte Eigenfrequenz zu erreichen. Sie bedingt entsprechend große Verluste im Dämpfungswiderstand RF* schon allein durch den Grundschwingungs-Ladestrom.
- Das Filter erniedrigt die Eingangsimpedanz des Fahrzeuges und kann beim Vorhandensein von Harmonischen in der Netzspannung den Störstrom sogar erhöhen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeug-Transformator für ein elektrisch angetriebenes
Fahrzeug mit Störstromfilter anzugeben, mit dem der Aufwand zur Störstromfilterung
reduziert wird.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs erfindungsgemäß
durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale
gelöst.
In diesem Zusammenhang ist es aus der EP-A-0 149 169 im Zusammenhang mit
einem Stromrichtertransformator bekannt, bei einem 3Wicklungstransformator zwischen
einer Primärwicklung als Außenwicklung und einer Sekundärwicklung eine
Ausgleichswicklung vorzusehen, um eine bessere Filterwirkung für störende Oberschwingungsströme
insbesondere bei einer Hochspannung-Gleichstrom-Übertragungsanlage
zu erreichen. Die Primärwicklung ist zum Anschluß an ein Wechselstromnetz
bestimmt, die Sekundärwicklung zum Anschluß an einen Stromrichter und
die Ausgleichswicklung zum Anschluß an einen Filterkreis zum Aussieben unerwünschter
Oberschwingungsströme. In Reihe mit der Ausgleichswicklung kann eine
weitere Ausgleichswicklung als Innenwicklung vorgesehen sein. Bei einem
4Wicklungstransformator sind zwei Wicklungsanordnungen mit zwei parallelgeschalteten
Primärwicklungen als Außenwicklungen , mit je einer getrennten Sekundärwicklung
und je einer Ausgleichswicklung zwischen Primär- und Sekundärwicklung
vorgesehen, wobei die beiden Ausgleichswicklungen in Reihe geschaltet sind.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen insbesondere darin, daß die große im Fahrzeug-Transformator
realisierte Induktivität für die Störstromfilterung benutzt wird. Entsprechend
kleiner kann die zur Erzielung der gewünschten Eigenfrequenz notwendige Filterkapazität
gewählt werden. Hierdurch werden die Verluste herabgesetzt. Die Bauelemente des Störstromfilters
müssen nicht mehr für Hochspannung ausgelegt werden. Insgesamt ergeben
sich beträchtliche Vorteile aufgrund der zu erzielenden Raumbedarfreduktion, der Gewichtsreduktion
und der Kostenreduktion.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- ein Ersatzschaltbild für einen Transformator mit Filter an einer eigenen Filterwicklung,
- Fig. 2a, b,c
- Filterschaltungen zur Figur 1,
- Fig. 3
- die Benutzung einer Lage der Oberspannungswicklung für den Filteranschluß (Sparschaltung),
- Fig. 4
- ein Schema eines Transformators mit Filteranschlüssen in Sparschaltung ("Zweiwickler"),
- Fig. 5
- einen Filteranschluß über Saugdrosseln an einen Transformator ("Vierwickler") in Sparschaltung,
- Fig. 6a, b, c
- eine Integration von Saugdrossel und Filterdrossel,
- Fig. 7a, b
- ein Einfachfilter für einen Transformator mit Filterwicklungssparschaltung,
- Fig. 8
- ein Ersatzschaltbild für einen Transformator mit separatem Störstromfilter (= Stand der Technik),
- Fig. 9
- eine Alternative zur Anordnung nach Fig. 6a ohne Saugdrossel.
In Fig. 1 ist ein Ersatzschaltbild für einen Transformator mit Filter an einer besonderen Filterwicklung
dargestellt. Durch eine besondere Störstromfilterwicklung FiW zwischen Primär-
und Sekundärwicklungen läßt sich die große im Transformator realisierte Induktivität für die
Filterung nutzen. Die Spannung an dieser besonderen Filterwicklung kann so gewählt werden
(vorzugsweise ≤ 1000 V), daß das Filter nicht mehr für Hochspannung ausgelegt werden
muß. Im T-förmigen Ersatzschaltbild des Transformators ist die Transformator-Kurzschlußinduktivität
LT von Fig. 8 jetzt durch die Induktivitäten L1+L2 ersetzt. Dabei sollte der
Anteil L1 im Bereich von 30% bis 70% von LT liegen. Dann ist L1 ein Mehrfaches von der
bisher realisierbaren zusätzlichen Filterinduktivität LF* nach Fig. 8. Entsprechend kleiner
kann die Filterkapazität bemessen werden und zusätzlich kann dennoch eine niedrigere
Filtereigenfrequenz und damit eine weitergehende Abschwächung der Störströme erreicht
werden. Die Eingangsimpedanz der Gesamtschaltung wird durch dieses Filter weniger erniedrigt.
Die dritte, dem Filterzweig zugeordnete Induktivität Lfi im Transformator-Ersatzschaltbild soll
möglichst klein sein (Fi = Filterwicklungsanschluß). Dann hat das Ersatzschaltbild nach
Fig. 1 dieselbe Struktur wie das nach Fig. 8. Je nach den im Transformator vorliegenden
Kopplungsverhältnissen kann die Induktivität Lfi sogar schwach negativ ausfallen.
Mögliche Ausgestaltungen des Filters zeigen die Fig. 2a bis 2c. Das Ersatzschaltbild ist
hierbei auf die Primärseite bezogen, alle hierin verwendeten Filterelemente sind in der
Realität mit dem Quadrat des Übersetzungsverhältnisses zwischen Filterwicklung und
Oberspannungswicklung zu denken.
Die Filterwirkung wird beschrieben durch das Übertragungsverhalten TR(f)=|1(f)/USt'(f), mit
dem die Harmonischen in der OS-bezogenen Stellerspannung Ust' in Stromharmonische
des Eingangsstromes 11 umgesetzt werden. Ohne Filter verläuft es als TR(f)=1/(2π•f•LT),
also mit 1/f (f= Frequenz).
Fig. 2a stellt das einfache CF-RF-Filter dar, mit Filterkondensator CF und Filterwiderstand
RF. Wenn die Induktivität Lfi nahezu Null ist, bewirkt das Filter oberhalb seiner Eigenfrequenz
einen Abfall TR(f) mit 1/f2. Bei der Eigenfrequenz, in die für ZO<<L1 die Parallelschaltung
der Induktivitäten L1, L2 und der Filterkondensator CF eingehen, wird TR durch
das Filter vergrößert, und zwar um so mehr, je weniger das Filter durch den Filterwiderstand
RF bedämpft wird.
Fig. 2b zeigt eine weitere Ausgestaltung des Filters mit einer Filterdrossel LF, im Vergleich
mit LF* gemäß Fig. 8 jedoch im Querzweig und damit vorteilhaft für nur sehr geringe Strombelastung
auszulegen. Die Filterdrossel LF kann benutzt werden, um
- a)
- bei einer Transformatorkonstruktion mit negativer Induktivität Lfi diese Induktivität zu kompensieren und so auf die mit Fig. 8 gleichwertige Struktur zu kommen (also LF+LFi=0),
- b)
- dem Filter Saugkreisverhalten zu verleihen und damit bei der durch LF+LFi mit CF gegebenen Frequenz bereits eine besonders große Abschwächung zu erzielen. Diese Frequenz kann in den Bereich gelegt werden, in dem die Harmonischen besonders groß sind oder besonders stören. Erkauft wird dies damit, daß oberhalb dieser Frequenz die Abschwächung zwar auf einem niedrigeren Niveau als ohne Filter, aber nur noch mit TR(f)~1/f geht.
Eine Kombination der Saugkreiswirkung mit einer zu höheren Frequenzen stärkeren Abschwächung
wird durch die Ausstattung des Filters mit einem Parallelwiderstand RP zu LF
nach Fig. 2c erreicht.
Die auf der Netzseite erwünschte Wirkung der Filterwicklung und des Filters ist aus dem
Ersatzschaltbild in Fig. 1 und 2a bis 2c vollständig ableitbar. Statt der einzelnen Stellerspannungen
der n mit versetzter Taktung am gleichen Transformator arbeitenden Vierquadrantensteller
ist hier nur der Mittelwert der n Spannungen als resultierende Stellerspannung
USt' einzusetzen. Gegebenenfalls sind auch Unsymmetrien durch etwas unterschiedliche
Bewertungen der Einzelspannungen in der Mittelwertbildung zu berücksichtigen. Die
Anzahl n der Vierquadrantensteller und zugehörigen Transformatorwicklungen kann üblicherweise
2, 3, 4 oder 6 sein. Das Ersatzschaltbild zeigt jedoch nicht die Stromkreise der n
einzelnen Vierquadrantensteller und den Einfluß des Filters auf sie.
Die anzustrebende gute Entkopplung der n Wicklungen für die einzelnen Vierquadrantensteller
erlaubt es zur Erleichterung des Verständnisses, sich ersatzweise n einzelne Transformatoren
für die n Vierquadrantensteller zu denken, die jeder eine eigene Filterwicklung
haben. Die n Filterwicklungen können nun parallel oder in Reihe geschaltet und mit dem
gemeinsamen Filter verbunden werden. Wenn die Induktivität des Gesamttransformators
LT ist und sich in L1 und L2 aufgliedert, so haben die n Einzeltransformatoren entsprechend
n•LT=n•L1+n•L2. Es ist nun offensichtlich, daß bei Parallelschaltung der Fiiterwicklung
alle n im Ersatzschaltbild den Vierquadrantenstellern zugewandten Induktivitäten n•L2
in dem Filterknoten verbunden sind. Die n Vierquadrantensteller werden gleichmäßig versetzt
getaktet, so daß sich ihre niedrigen Taktfrequenz-Harmonischen (unterhalb der
n-fachen Frequenz eines Vierquadrantenstellers) zum Netz hin weitestgehend auslöschen.
Jedoch in den einzelnen Vierquadrantenstellern selbst und den ihnen zugeordneten
Transformatorenwicklungen bilden sich am ausgeprägtesten die niederen Stromharmonischen
aus. Die sie begrenzende Induktivität ist in diesem Fall nur noch n•L2 zwischen Vierquadrantensteller
und Filterknoten, während sie ohne den Filterknoten n•LT ist. Das heißt,
diese dominierenden Stromharmonischen werden durch den Filterknoten etwa doppelt so
groß.
Diesen Nachteil vermeidet man mit der Reihenschaltung der Filterwicklungen. Dann wirkt
das Filter nur auf die Harmonischen, die sich nicht sowieso schon gegenseitig auslöschen,
sondern im Netz erscheinen. Für die sich auslöschenden Harmonischen ist die volle Induktivität
n•LT wirksam wie ohne Filter. Damit führt das Filter kaum noch zu einer Vergrößerung
des effektiven Oberschwingungsstromes in den Vierquadrantenstellern und Transformatorenwicklungen.
Die Filterwicklung beansprucht Platz im Wickelfenster und vergrößert damit
den Transformator. Im Fall, daß die OS-Wicklung als Lagenwicklung ausgebildet ist, kann
statt einer zusätzlichen Filterwicklung die der US-Wicklung gegenüberliegende, am
Erdpotential anzuschließende erste Lage der OS-Wicklung als Filterwicklung mitbenutzt
werden. Fig. 3 zeigt diese Benutzung einer Lage der Oberspannungswicklung für den Filteranschluß(Sparschaltung,
Fi = Filterabgriff an Oberspannungswicklung = Filterwicklungsanschluß).
Fig. 4 zeigt hierzu ein Schema eines Transformators mit Filteranschlüssen in
Sparschaltung ("Zweiwickler", F1, F2 = Filterabgriffe an Oberspannungswicklung = Filterwicklungsanschlüsse).
Bei dieser Sparschaltung der Filterwicklungen, wie für n=2 in Fig. 4 skizziert, ist allerdings
zunächst die vorstehend erwähnte Moglichkeit der Reihenschattung verwehrt. Sie kann jedoch durch Zusammenschalten
der Filterabgriffe F1, F2.... über Stromteilerdrosseln (= Saugdrosseln) SD ersetzt
werden, weil damit weitestgehend die Gleichheit der Ströme wie bei der Reihenschaltung
erzwungen wird. Fig. 5 zeigt hierzu einen Filteranschluß über Saugdrosseln an einen
Transformator ("Vierwickler") in Sparschaltung (F1, F2, F3, F4 = Filterabgriffe an Oberspannungswicklung
= Filterwicklungsanschlüsse).
Bei einem System mit n = 4 Wicklungen und Vierquadrantenstellern sind allerdings, wie in
Fig. 5 dargestellt, schon drei Saugdrosseln SD1 SD2, SD3 erforderlich. Am vorteilhaftesten
ist daher diese Alternative bei n=2. Die Fig. 6a, 6b zeigen einige Ausgestaltungen in diesem
Fall.
Fig. 6a steht für alle Filtermodifikationen, wie in Fig. 2a, 2b, 2c gezeigt.
In Fig. 6b sind die Funktionen der Filterdrossel LF und der Saugdrossel SD zu einer Drossel
LF" zusammengefaßt.
In Fig. 6c ist dieser Ansatz für n>2 verallgemeinert (F1, F2, F3, F4...Fn = Filterabgriffe an
Oberspannungswicklung = Filterwicklungsanschlüsse).
In Fig. 9 ist eine Alternative zur Anordnung nach Fig. 6a ohne Saugdrossel dargestellt.
Ausgehend von einer Schaltung nach den Figuren 4 und 6a entfällt die Saugdrossel SD
und jeder Filterabgriff F1, F2 der Oberspannungswicklung ist mit einem eigenen Filter
(Filtermodifikationen siehe Fig. 2a bis 2c) beschaltet. Jedes der beiden Filter wirkt auf alle
Harmonischen des zugeordneten Stellers. Im Vergleich zu den Schaltungen gemäß Fig. 4
und 6a treten höhere Verluste in den Filterwiderständen auf.
Für Anwendungen, die mit einem kleinen Filter auskommen, z.B. weil vorwiegend im höheren
Frequenzbereich eine Abschwächung notwendig ist, kann auf die Saugdrossel und Filterdrossel
ganz verzichtet werden. Nach Fig. 7a wird das Filter dann sehr einfach, wenn der
Filterwiderstand in zwei Teile mit je 2•RF aufgespalten wird und zugleich die Aufgabe der
Stromteilung mit übernimmt. Es wird dabei in Kauf genommen, daß über der Reihenschaltung
4•RF die durch die versetzte Taktung bedingte Differenzspannung der Abgriffe F1 und
F2 anliegt und zusätzliche Verluste erzeugt. Da bei einem kleinen Filter der Filterwiderstand
RF vergleichsweise groß sein kann, ist das vertretbar.
Dieser Gedanke ist auch auf Systeme mit n>2 gut übertragbar, wie in Fig. 7b gezeigt ist.
Der Filterwiderstand wird dabei in n Teile mit je n•RF aufgeteilt.
Claims (12)
- Fahrzeug Transformator für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, gekennzeichnet durch mindestens eine im Transformator integrierte Störstromfilterwicklung (FiW), die eine oder mehrere Lagen der Oberspannungswicklung nutzt, die der Unterspannungswicklung benachbart sind, wodurch hinsichtlich der Störstromfilterwicklung eine Spartransformatorschaltung gebildet wird. wobei an den Filterwicklungsanschlüssen (Fi, F1....Fn) mindestens ein Filter angeschlossen ist, das aus der Reihenschaltung mindestens eines Filterwiderstandes (RF) und eines Filterkondensators (TF) besteht.
- Fahrzeug Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei durch die Spartransformatorschaltung gebildete Filterabgriffe (F1, F2) über eine Saugdrossel (SD) miteinander verbunden sind, wobei der Anschluß für das Filter durch den Mittenabgriff der Saugdrossel gebildet wird (Fig. 6a).
- Fahrzeug Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei vier durch die Spartransformatorschaltung gebildeten Filterabgriffen (F1, F2, F3, F4) jeweils zwei Filterabgriffe (F1 und F2, F3 und F4) über eine Saugdrossel (SD1, SD2) miteinander verbunden sind und daß die Mittenabgriffe dieser beiden Saugdrosseln mit einer dritten Saugdrossel (SD3) verbunden sind, deren Mittenabgriff den Anschluß für das Filter bildet (Fig.5.).
- Fahrzeug Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei (n=2,3,4,...) durch die Spartransformatorschaltung gebildeten Filterabgriffen (F1, F2, F3, F4....Fn) jeweils die n Filterabgriffe über eine Drossel (D1....Dn) mit einem gemeinsamen Knotenpunkt verbunden sind, wobei der Anschluß für das Filter durch den gemeinsamen Verbindungspunkt aller Drosseln gebildet wird (Fig.6c).
- Fahrzeug Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei durch die Spartransformatorschaltung gebildete Filterabgriffe (F1, F2) über zwei gleiche Teilwiderstände (2RF) miteinander verbunden sind, wobei der Anschluß für das Filter durch den gemeinsamen Verbindungspunkt beider Teilwiderstände gebildet wird (Fig. 7a).
- Fahrzeug Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei n (n=3,4,..) durch die Spartransformatorschaltung gebildeten Filterabgriffen (F1, F2, F3, F4...Fn) jeweils die n Filterabgriffe über n gleiche Teilwiderstände (nRF) mit einem gemeinsamen Knotenpunkt verbunden sind, wobei der Anschluß für das Filter durch den gemeinsamen Verbindungspunkt aller Teilwiderstände gebildet wird (Fig. 7b).
- Fahrzeug Transformator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilwiderstände (2RF, nRF) zugleich die Funktion des Filterwiderstandes (RF) erfüllen.
- Fahrzeug Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei durch die Spartransformatorschaltung gebildete Filterabgriffe (F1, F2, F3, F4...Fn) direkt miteinander verbunden sind, um den Anschluß für das Filter zu bilden.
- Fahrzeug Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter zusätzlich eine in Reihe geschaltete Filterdrossel (LF) aufweist (Fig. 2b).
- Fahrzeug Transformator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Filterdrossel (LF) ein Parallelwiderstand (RP) angeordnet ist (Fig. 2c).
- Fahrzeug Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Filter oder für verschiedene Frequenzen dimensionierte Filter parallelgeschaltet sind.
- Fahrzeug Transformator nach Anspruch 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Saugdrossel bzw. Drossel (SD, SD1, SD2, SD3, D1...Dn) zugleich die Funktion der Filterdrossel (LF) erfüllt (Fig. 6a).
Applications Claiming Priority (4)
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| DE19533988 | 1995-09-14 | ||
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Publications (4)
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| EP0763833B2 EP0763833B2 (de) | 2012-12-05 |
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| EP96114387A Expired - Lifetime EP0763833B2 (de) | 1995-09-14 | 1996-09-09 | Fahrzeug-Transformator |
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