DE566703C

DE566703C - Electrical apparatus based on transformational effects

Info

Publication number: DE566703C
Application number: DE1930566703D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hugo Vahl
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-05-29
Filing date: 1930-05-29
Publication date: 1932-12-23

Description

Auf Transformationswirkung beruhender elektrischer Apparat Bei allen Apparaten und Maschinen, die nach dem Transformatorprinzip arbeiten, entsteht ein Streufluß, also ein magnetischer Fluß, der nur mit einem Teil der Wicklungen verkettet ist. Dieser Streufluß verschlechtert bei vielen Apparaten die Wirkungsweise beträchtlich, und man hat daher versucht, auf konstruktivem Wege diesen Streufluß so klein wie möglich zu machen.Transformational Electrical Apparatus In all Apparatus and machines that work according to the transformer principle are created Stray flux, i.e. a magnetic flux that is linked to only part of the windings is. This leakage flux worsens the effectiveness of many devices considerably, and attempts have therefore been made to constructively reduce this leakage flux as small as to make possible.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, den Streufluß durch eine besondere, neben den Hauptwicklungen auf dem Eisen angeordnete Hilfswicklung zu kompensieren. Durch die Anordnung der Kompensationswicklung neben den Hauptwicklungen wird jedoch die ursprünglich ermittelte Streuung wieder sehr stark verändert, so daß eine genaue Abgleichung mit der bekannten Anordnung nicht zu erzielen ist.It has also been proposed to reduce the leakage flux by a special auxiliary winding arranged next to the main windings on the iron compensate. By arranging the compensation winding next to the main windings however, if the originally determined scatter is changed again very strongly, see above that an exact match with the known arrangement cannot be achieved.

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, die den Streufluß in einfachster Weise genau zu kompensieren gestattet und in besonderen Fällen eine Überkompensation, eine Art negative Streuung erzeugt.The invention is a device that the leakage flux in in the simplest way to precisely compensate and in special cases a Overcompensation, creates a kind of negative spread.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Hilfswicklung auf einem nur im Streupfad liegenden Eisenteil angeordnet ist. Insbesondere sollen an den Stellen, an denen der Streufluß auftritt, ein oder mehrere besondere Eisenkerne mit Wicklungen angeordnet werden, die so von einem Strom durchflossen werden, daß der dadurch hervorgerufene Fluß entgegengesetzt gleich dem Streufluß ist und in seinem zeitlichen Verlauf mit dem Streufluß übereinstimmt, d. h. diesen auch hinsichtlich der Phasenlage genau kompensiert.According to the invention this is achieved in that the auxiliary winding is arranged on an iron part lying only in the scattering path. In particular, should one or more special iron cores at the points where the leakage flux occurs be arranged with windings through which a current flows so that the resulting flux is opposite to the leakage flux and in its temporal course coincides with the leakage flux, d. H. this also with regard to the phase position is precisely compensated.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Nach Abb. i sind auf dem Eisenkern a verschiedene Spulen b, c und d angeordnet. jede dieser Spulen kann die Erregerwicklung sein. Unter der Annahme, daß die Spule b Erregerwicklung ist, wird sich in dem Eisenkern a ein magnetischer Fluß @ ausbilden, der sowohl die Wicklungen c als auch d durchflutet. Infolge des magnetischen Widerstandes zwischen den Punkten e und f wird zwischen diesen beiden Punkten auch in der Luft ein Fluß #s entstehen, der den Zwischenraum zwischen den Spulen c und d durchsetzt und der den Streufluß darstellt. Der Gesamtfluß der Spule d ist daher # -@- @s, ist also größer als der nur die Spule c durchsetzende Fluß #.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. According to Fig. I, various coils b, c and d are arranged on the iron core a. each of these coils can be the field winding. Assuming that the coil b is the excitation winding, a magnetic flux @ will develop in the iron core a, which flows through both the windings c and d. As a result of the magnetic resistance between the points e and f , a flux #s will also develop in the air between these two points, which flows through the space between the coils c and d and which represents the leakage flux. The total flux of the coil d is therefore # - @ - @s, that is to say it is greater than the flux # which only passes through the coil c.

Erfindungsgemäß wird nun dieser Streufluß fs durch einen entgegengesetzten und gleich großen Fluß cßK kompensiert. Man ordnet z. B. in dem Zwischenraum einen oder mehrere Eisenkerne g, die Wicklungen 1a tragen, an. Die Wicklungen h der einzelnen Eisenkerne können in Reihe, parallel und in Gruppen geschaltet werden. Diese Wicklungen werden von einem Strom erregt, der in den Eisenkernen einen Fluß #K erzeugt, der vorzugsweise genau gleich groß und entgegengesetzt dem Streuflut cis sein soll. Die Anordnung ist besonders geeignet, um bei auswechselbaren Spulen, bei denen infolge der verschiedenen Abmessungen der Streufluß verschieden ist, den Einfluß des Streuflusses zu beseitigen. Hierzu genügt eine einfache Änderung des Stromes, derart, daß der Kompensationsfluß immer gleich groß dem Streufluß ist.According to the invention, this leakage flux fs is now replaced by an opposite one and equal flow cßK compensated. One assigns z. B. in the space one or several iron cores g carrying windings 1a. The windings h of each Iron cores can be connected in series, in parallel and in groups. These windings are excited by a current that creates a flux #K in the iron cores, which should preferably be exactly the same size and opposite to the scattered tide cis. the Arrangement is particularly suitable for replaceable coils, in which the leakage flux is different due to the different dimensions, the Eliminate the influence of the leakage flux. A simple change of the Current in such a way that the compensation flux is always equal to the leakage flux.

Für manche Zwecke kann es erforderlich sein, den Streufluß nicht vollständig zu kompensieren oder ihn sogar überzukompensieren. In diesen Fällen braucht man nur den Strom in der Wicklung entsprechend kleiner oder größer zu machen.For some purposes it may be necessary to not completely reduce the leakage flux to compensate or even overcompensate for it. In these cases you need just make the current in the winding correspondingly smaller or larger.

Bei Wechselstrommagnetisierung des Kernes a muß der die Wicklungen h speisende Strom synchron dem Hauptwechselfluß sein und seine Phase in bekannter Weise so gedreht werden, daß sich der Streu- und Kompensationswechselfluß auch hinsichtlich ihrer Phasen kompensiert. Der zur Speisung der Kompensationsspulen lt dienende Strom kann von einer beliebigen, mit der die Erregerspule h speisenden Stromquelle synchronen Quelle entnommen werden oder auch einer Hilfsspule, die sich auf dem Eisenkern a befindet.With alternating current magnetization of the core a, the current feeding the windings h must be synchronous with the main alternating flux and its phase must be rotated in a known manner so that the stray and compensation alternating flux also compensates for its phases. The current used to feed the compensation coils lt can be taken from any source synchronous with the current source feeding the excitation coil h or from an auxiliary coil located on the iron core a.

In der Abb. 2 ist eine weitere Möglichkeit der Anordnung der Kompensationsspule gegeben. Auf die innere Spule c wird zunächst eine bestimmte Anzahl Windungen k1 auf- gewickelt. Darüber wird ein Eisenblech g1 gelegt, das zur Vermeidung von Kurzschlußwindungen geschlitzt sein muß. Das Eisenblech wird von einer solchen Dicke gewählt, daß die erforderlichen magnetisierenden Amperewindungen nicht allzu groß werden und daß andererseits auch in radialer Richtung nicht zu viel Raum benötigt wird. Über das Blech wird eine der Windungszahl h1 gleiche Windungszahl h. aufgebracht, jedoch mit entgegengesetztem Wicklungssinne. Die beiden Wicklungen hl und 1a. werden hintereinandergeschaltet und von einem Strom durchflossen, dessen Richtung durch Kreuze und Punkte in der Abbildung dargestellt ist. Hinsichtlich ihrer magnetischen Achse wirken die Amperewindungen der beiden Wicklungsgruppen hl und h2 in entgegengesetzter Richtung. Der Blechmantel g, stellt jedoch einen Streupfad dar, in dem die magnetischen Wirkungen gleichgerichtet sind. Die sich ergebende Flußverteilung ist aus der in vergrößertem Maßstabe in Abb.3 dargestellten Anordnung zu ersehen. Die ausgezogenen Flußlinien stellen den von den Windungen hl erzeugten Fluß und die gestrichelten Linien den von den Windungen h2 erzeugten Fluß dar. Der von den Windungen h, erzeugte Fluß schließt sich entsprechend der Stromrichtung links um die Windungen herum. Er geht rechts von den Windungen in dem Eisenkern f nachyoben und verzweigt sich links von den Windungen in den durch den Blechmantel nach unten fließenden Flußanteil und den sich ganz außen in der Luft schließenden Flußanteil. Der von den Windungen h" erzeugte Fluß geht links von den Windungen nur in Luft nach oben und verzweigt sich rechts von den Windungen in den durch den Blechmantel nach unten fließenden Flußanteil und den durch den Eisenkern verlaufenden Flußanteil. Aus der Abbildung ist zu ersehen, daß die von den Windungen hl und h2 erzeugten Flüsse sich in dem Eisenkern und links in der Luft einander entgegenwirken, während sie sich in dem Blechmantel verstärken. Dieser durch den Blechmantel gehende Fluß ist der Kompensationsfluß @K, der durch Wahl der Stromstärke der Windungszahlen hl und h@ und der Blechstärke beliebig eingestellt werden kann. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie bei der Anordnung nach Abb. i.In Fig. 2 there is another possibility of arranging the compensation coil. A certain number of turns k1 is c on the inner coil first wound up. An iron sheet g1 is placed over it, which must be slotted to avoid short-circuit turns. The iron sheet is selected to be of such a thickness that the required magnetizing ampere-turns are not too large and that, on the other hand, not too much space is required in the radial direction either. A number of turns h equal to the number of turns h1 is applied over the sheet metal. applied, but with opposite winding sense. The two windings hl and 1a. are connected in series and flowed through by a current, the direction of which is shown by crosses and dots in the figure. With regard to their magnetic axis, the ampere turns of the two winding groups hl and h2 act in opposite directions. The sheet metal jacket g, however, represents a scattering path in which the magnetic effects are rectified. The resulting flow distribution can be seen from the arrangement shown on an enlarged scale in Fig. 3. The solid flux lines represent the flux generated by the turns h1 and the dashed lines the flux generated by the turns h2. The flux generated by the turns h1 closes around the turns to the left in accordance with the direction of the current. It goes up to the right of the windings in the iron core f and branches to the left of the windings into the part of the river flowing down through the sheet metal jacket and the part of the river that closes at the very outside in the air. The flux generated by the windings h ″ goes up to the left of the windings only in air and branches to the right of the windings into the part of the flux flowing down through the sheet metal jacket and the part of the flux running through the iron core. It can be seen from the figure that the fluxes generated by the windings hl and h2 counteract each other in the iron core and in the air to the left, while they are strengthened in the sheet metal jacket h @ and the sheet thickness can be set as desired.The mode of operation is the same as with the arrangement according to Fig. i.

Claims

HATENTANSI'Rl: CHE: i. Electric transformation based on the effect of transformation Apparatus in which the leakage flux is compensated by the flux of an auxiliary winding, characterized in that the auxiliary winding is located on one only in the scattering path Iron part is arranged.

2. Electrical apparatus according to claim i, characterized in that that the current in the auxiliary windings is so large that overcompensation of the Scatter arises.

3. Electrical apparatus according to claim i, characterized in that that at the points where the leakage flux occurs, one or more wound, special iron cores with windings are arranged by a current in such a way be traversed so that the resulting flow is opposite and equal the leakage flux and also precisely compensates for the leakage flux with regard to the phase position. q .. Electrical apparatus according to claim i to 3, characterized in that as Iron core, a slotted sheet metal cylinder that serves on the outside and inside is each provided with a winding, which in terms of its magnetic axis in have a magnetizing effect in different directions.