DE1068808B

DE1068808B - Protection arrangement against Lover voltages occurring in the case of breakover oscillations in voltage transformers ms special capacitive voltage transformers

Info

Publication number: DE1068808B
Application number: DENDAT1068808D
Authority: DE
Inventors: Ing Hans Klmgler Hamburg Dipl
Original assignee: Siemens and Halske AG
Current assignee: Siemens and Halske AG
Publication date: 1959-11-12

Description

DEUTSCHESGERMAN

kl. 21 e 33kl. 21 and 33

INTERNAT. KL. G Ol ΓINTERNAT. KL. G Ol Γ

PATENTAMTPATENT OFFICE

S61097VIIIc/21eS61097VIIIc / 21e

ANMELDETAG: 22. DEZEMBER 1958REGISTRATION DATE: DECEMBER 22, 1958

BEKANNTMACHUNG
DEB ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 12. NOVEMBER 1959NOTICE
DEB REGISTRATION
AND ISSUE OF THE
EDITORIAL: NOVEMBER 12, 1959

Zur Vermeidung bzw. Dämpfung von Kippschwingungen bei Wandlern ist es bekannt, so abgestimmte und damit frequenzabhängige Schaltelemente zu verwenden, daß diese für, die Betriebsfrequenz eine zu vernachlässigende Bürde des Wandlers und unter- oder oberhalb der Betriebsfrequenz eine erhebliche Dämpfung darstellen. Mit zunehmender Dämpfung ergibt sich allerdings eine nicht mehr zu vernachlässigende Verfälschung des Übersetzungsverhältnisses infolge der Änderung desselben für die dritte, fünfte usw. Oberwelle, was auch durch teilweise angewendete Kompensationsschaltungen nicht ausreichend berichtigt werden kann.In order to avoid or attenuate breakover oscillations in converters, it is known to be so coordinated and thus to use frequency-dependent switching elements that these for, the operating frequency one to negligible burden of the converter and below or above the operating frequency a significant one Represent attenuation. With increasing damping, however, there is one that can no longer be neglected Falsification of the gear ratio as a result of changing it for the third, fifth etc. Harmonics, which is not sufficiently corrected even by partially applied compensation circuits can be.

Weiterhin ist es bekannt, zur Lösung der obigen Aufgabe Induktivitäten mit einem scharfen Knick in der Magnetisierungskennlinie zu verwenden, die im Nennbetrieb im geraden Teil der Kennlinie arbeiten, also für den Wandler keine wesentliche Bürde darstellen, dagegen bei den bei Kippschwingungen auftretenden Überspannungen auf Grund ihres Sättigungsverhaltens als zusätzliche Belastung wirken. Zur Kompensation der Stromaufnahme einer solchen Induktivität im Nennbetrieb hat man zu dieser einen Kondensator parallel geschaltet.Furthermore, it is known to solve the above problem inductors with a sharp kink in of the magnetization characteristic that work in nominal operation in the straight part of the characteristic, therefore do not represent a significant burden for the converter, but in contrast to those that occur with breakover oscillations Overvoltages act as an additional burden due to their saturation behavior. To the Compensation for the current consumption of such an inductance in nominal operation is required for this one Capacitor connected in parallel.

Die Erfindung geht einen anderen Weg, der weitestgehende Frequenzunabhängigkeit gewährleistet. Sie beruht auf dem Gedanken, das verschiedene Verhalten zweier Induktivitäten, z. B. der Resonanzdrossel und des induktiven Spannungswandlers, im Überspannungsbereich zur Erzielung einer wirksamen Zusatzbürde auszunutzen.The invention takes a different approach, which ensures the greatest possible independence from frequency. she is based on the idea that the different behavior of two inductors, e.g. B. the resonance choke and of the inductive voltage converter, in the overvoltage range to achieve an effective additional burden to take advantage of.

Die Schutzanordnung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei durch den den induktiven Wandler durchfließenden Strom magnetisierbare Eisenwege, die zwei gegeneinandergeschaltete \¥icklungen aufweisen, vorgesehen sind, z. B. zwei Schenkelkerne oder ein Mantelkern des induktiven Wandlerteils bzw. einer im Zwischenkreis eines kapazitiven Wandlers liegenden Drossel (z.B. Resonanzdrossel), und daß für diese Eisenwege Magnetmaterial mit derart voneinander verschiedenen magnetischen Eigenschaften gewählt und/oder Luftspalte bzw. magnetische Nebenschlüsse derart angeordnet sind, daß erst bei Überspannungen, die den etwa 1,2fachen Wert der Nennspannung überschreiten, zwischen den beiden Wicklungen eine Differenzspannung entsteht, die zusammen mit dem Widerstand der gegeneinandergeschalteten Wicklungen eine zusätzliche Bürde für den Wandler ergibt.The protection arrangement according to the invention is characterized in that two through the inductive Transducer current flowing through magnetizable iron paths, the two oppositely connected windings have, are provided, e.g. B. two leg cores or a jacket core of the inductive converter part or a choke in the intermediate circuit of a capacitive converter (e.g. resonance choke), and that for these iron ways magnetic material with such mutually different magnetic properties selected and / or air gaps or magnetic shunts are arranged such that only at Surges that are about 1.2 times the value of If the nominal voltage is exceeded, a differential voltage arises between the two windings, which together with the resistance of the opposing windings an additional burden for results in the converter.

In der Fig. 1 sind zur Erläuterung der Schutzanordnung gemäß der Erfindung zwei Kerne, nämlich K₁ und K₂, gezeigt, die mittels der Primärwicklung P des induktiven Wandlers Sp_w magnetisiert werden; der Wicklung 5" wird die Sekundärspannung für SchutzanordnungTo explain the protective arrangement according to the invention, FIG. 1 shows two cores, namely K ₁ and K ₂ , which are magnetized by means of the primary winding P of the inductive transducer Sp _w; of winding 5 "becomes the secondary voltage for protection arrangement

gegen bei Kippschwingungen auftretende Überspannungen in Spannungswandlern, insbesondere kapazitivenagainst overvoltages in voltage converters that occur in the event of stall oscillations, especially capacitive

SpannungswandlernVoltage converters

Anmelder: Siemens & Halske Aktiengesellschaft,Applicant: Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München, München 2, Witteisbacherplatz 2Berlin and Munich, Munich 2, Witteisbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Hans Klingler, Hamburg, ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Hans Klingler, Hamburg, has been named as the inventor

die Bürde B entnommen. Die Kerne K₁ und K₂ sind in ihren magnetischen Daten so gewählt, daß ihr Verhalten bis zur etwa l,2fachen Nennspannung (U_n) nahezu gleich ist. Dieses magnetische Verhalten läßt sich dadurch erreichen, daß für die beiden Kerne verschiedene Magnetmaterialien verwendet werden oder/ und durch die Anordnung von Luftspalten oder anderen magnetischen Nebenschlüssen die gewünschte Charakteristik erreicht wird. Eine zusätzliche Beeinflussung ist auch durch Verwendung einer zusätzlichen spannungs-, strom- oder frequenzabhängigen Bürde in einem der Kreise möglich.the burden B removed. The cores K ₁ and K ₂ are chosen in their magnetic data so that their behavior is almost the same up to about 1.2 times the nominal voltage (U _n ). This magnetic behavior can be achieved by using different magnetic materials for the two cores and / or by arranging air gaps or other magnetic shunts to achieve the desired characteristics. An additional influence is also possible by using an additional voltage, current or frequency-dependent burden in one of the circuits.

In der Fig. 2 ist der Verlauf der magnetischen Induktion B₁ und B₂ der beiden Kerne in Abhängigkeit vom Magnetisierungsstrom I μ durch gestrichelte Kurven dargestellt.In FIG. 2, the course of the magnetic induction B ₁ and B _{2 of} the two cores as a function of the magnetizing current I μ is shown by dashed curves.

Wie aus der Fig. 1 zu ersehen ist, sind auf die Kerne K₁ und K₂ die Wicklungen W₁ und W₂ aufgebracht, die so bemessen sind, daß bei ihrer Gegeneinanderschaltung gemäß den beiden ausgezogenen Kurven U₁ und U₂ in Fig. 2 keine Differenzspannung im Nennbetrieb (— l,2fach U_n) auftritt. Kleine nicht zu vermeidende Flußdifferenzen bzw. daraus resultierende Spannungsdifferenzen sind durch zwei gegeneinandergeschaltete Gleichrichter wirkungslos gemacht. Wie weiterhin aus der Fig. 2 zu ersehen ist, entsteht im Überspannungsbereich zwischen den beiden Wicklungen W₁ und W₂ eine Differenzspannung, durch die zusammen mit dem Widerstand der gegeneinandergeschalteten Wicklungen eine zusätzliche Bürde zum Schutz gegen bei Kippschwingungen auf tretende Überspannungen gegeben ist. Diese eben im Prinzip an Hand der Fig. 1 geschilderte Schutzanordnung kannAs can be seen from FIG. 1, the windings W ₁ and W _{2 are} applied to the cores K ₁ and K ₂ , which are dimensioned so that when they are connected against one another according to the two solid curves U ₁ and U ₂ in FIG. 2 no differential voltage occurs in nominal operation (- 1.2 times U _n ) . Small unavoidable flux differences or the resulting voltage differences are rendered ineffective by two mutually connected rectifiers. As can also be seen from FIG. 2, a differential voltage arises in the overvoltage area between the two windings W ₁ and W ₂ , which, together with the resistance of the oppositely connected windings, provides an additional burden to protect against overvoltages occurring in the event of breakover oscillations. This protection arrangement just described in principle with reference to FIG. 1 can

909 648/153909 648/153

bei kapazitiven Spannungswandlern in der aus der Fig. 3 ersichtlichen Weise zum Einsatz kommen. Für den an den kapazitiven Spannungsteiler angeschlossenen induktiven Wandler im Zwischenkreis ist ein Mantelkern verwendet, dessen Mittelschenkel die Primärwicklung P und die Sekundärwicklung 6' trägt, während die beiden gegeneinandergeschalteten Wicklungen W₁ und W₂ auf je einem Außenschenkel aufgebracht sind. Der eine Außenschenkel weist einen Luftspalt auf, wodurch das gewünschte verschiedene magnetische Verhalten erzielt ist. Die gleiche Wirkung wird auch dann erreicht, wenn z. B. zwei Schenkelkerne, einer mit und einer ohne Luftspalt, verwendet werden.in the case of capacitive voltage converters in the manner shown in FIG. 3 are used. For the inductive converter connected to the capacitive voltage divider in the intermediate circuit, a jacket core is used, the middle leg of which carries the primary winding P and the secondary winding 6 ', while the two oppositely connected windings W ₁ and W ₂ are each applied to an outer leg. The one outer leg has an air gap, as a result of which the desired different magnetic behavior is achieved. The same effect is also achieved if, for. B. two leg cores, one with and one without an air gap, can be used.

Die Schutzanordnung gemäß der Erfindung kann auch gemäß der Fig. 4 ausgebildet sein. Hier ist die Resonanzdrossel Dr mit zwei Kernen verschiedenen magnetischen Verhaltens (z. B. mit und ohne Luftspalt) ausgerüstet. Auf diese Kerne sind die beiden Wicklungen W₁ und W_% aufgebracht. Beide Wicklungen sind auch hier gegeneinandergeschaltet, wobei im Nennbereich die Resonanzdrossel Dr lediglich als Drossel wirkt, während sie im Überspannungsbereich als transformatorische Belastung wirksam ist. Selbstverständlich könnte man auch die Resonanzdrossel Dr mit einem Mantelkern ausrüsten, dessen einer Schenkel einen Luftspalt aufweist.The protective arrangement according to the invention can also be designed according to FIG. Here the resonance choke Dr is equipped with two cores of different magnetic behavior (e.g. with and without an air gap). The two windings W ₁ and W _{% are} applied to these cores. The two windings are also connected to one another here, with the resonance choke Dr only acting as a choke in the nominal range, while it acts as a transformer load in the overvoltage range. It goes without saying that the resonance choke Dr could also be equipped with a jacket core, one leg of which has an air gap.

Claims

Claim:

Protective arrangement against overvoltages in voltage transformers in the event of breakover oscillations, in particular capacitive voltage converters, characterized in that two by the Magnetizable current flowing through inductive transducers Iron paths, which have two oppositely connected windings, are provided, e.g. B. two leg cores or a sheath core of the inductive converter part or one lying in the intermediate circuit of a capacitive converter Choke (e.g. resonance choke), and that for these iron paths magnetic material with such one another different magnetic properties, chosen and / or air gaps or magnetic Shunts are arranged in such a way that only at overvoltages that are approximately 1.2 times the value of the Exceed the nominal voltage, a differential voltage arises between the two windings, which together with the resistance of the windings connected against one another, an additional burden for the converter results.

1 sheet of drawings