DE757164C - Drei- oder Mehrphasentransformator - Google Patents

Description

• Drei- oder Mehrphasentransformator Schaltet man; zwei Umspanner gleicher Größe parallel, von denen der eine primär eine Stern-, der andere eine Dreieckwicklung besitzt, so entsteht bekanntlich ein Summen-Strom, in dem die höheren Harmonischen fehlen. Die Bindung der Oberwellenkompensation an den Parallellauf-mindestens zweier Umspanner belastet den praktischen Betrieb natürlich erheblich. Zur Beseitigung dieses Nachteiles hat man daher bereits den Vorschlag gemacht, die Kerne der beiden parallel geschalteten - Umspanner gewissermaßen- zu einem einzigen Kern derart zu vereinigen, daß ein Teil des, Kerneisens einem in Stern-, der andere einem in Dreieckschaltung erregten Kern entspricht. Eine solche magnetische Stern-Dreieck-Schaltung läßt sich bei der üblichen Bauform mit drei in einer Ebene liegenden Schenkeln erzielen, indem die Joche geschlitzt und alle Teile so aufeinander abgestimmt sind, daß sichfür jedengeschlossenen Kraftlinienweg die Summe der für sinusfärmigenRlußverlauf erforderlichen magnetomotorischen Kräfte hinsichtlich der 5. und 7. Harmonischen aufhebt. Damit in den dreieckförmig geschlossenen Jocheisen keine 3. Oberwelle des magnetischen Flusses auftritt, die den Bedarf an Oberwellen des Kernes von der 5. Ordnung für das Jocheisen wieder umkehren würde, hat man ferner auf den Jochen Dreieckwicklungen aufgebracht. Mit dieser Anordnung kann man etwa bis 1d. ooo Gauß Kerninduktion eine befriedigende Oberwellenkompensation erhalten. Bei weiterer Induktionssteigerung tritt aber wegen der ungenügenden Kopplung des, Joches mit der Erregerwicklung ein starker Streufluß auf, der den Oberwellenbedarf des Jochdreiecks stark herabsetzt und damit den Abgleich stört. Durch Anschluß der Jochwicklung an eine auf den Schenkeln liegende Kopplungswicklung unterbindet man die Jochstreuung und kann jetzt die Kompensation bis zu beliebigen Induktionen durchführen. Statt eines durchlaufenden Schlitzes in den Jochen kann man außerdem. zwei Schlitze vorsehen, deren Länge der Fensterbreite entspricht. Ein Nachteil für die Oberwellenkompensation entsteht hierdurch nicht, da die Bewicklung der Jochteile die gewünschte Flußverteilung erzwingt.
• Um einen einfacheren Kernaufbau, insbesonder,-: bei solchen Transformatoren zu ererhalten, bei welchen alle Kernteile einschließlich der Jochdreiecke in einer Ebene liegen, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Ankop.plung der Jochdreiecke mittels einer V-Schaltung vorzunehmen. Abb. z zeigt zunächst eine solche Wicklungsanordnung für die sogenannte Tempeltype. Es erhalten die hochgesättigten Jochteile R -I- R', T -i- T' je eine Kopplungswicklung, während die niedriger gesättigte Dreieckseite S -I- S' nur magnetisch mit dem Schenkelstern gekoppelt ist.
• Trotz der niedrigeren Sättigung von S -I- S' ist eine Streuung dieser Dreieckseiten nicht zu vermeiden, die vor allem zu einer Entlastung ihres Amperewindungsbedarfes an 5. Harmonischer führt. Durch Induktionserhöhung in S + S' kann man dieser Entlastung annähernd begegnen. Da aber nicht eine Amperewindungsentlastung der 3. Harmonischen durch Streuung im gleichen Umfang eingetreten ist, besteht jetzt bezüglich der 3. Harmonischen eine Unsymmetrie, welche den Kompensationsgrad dieser Harmonischen stark vermindert.
• Gemäß der Erfindung werden daher zwei Seiten des einen Jochdreiecks und eine Seite des anderem Jochdreiecks an die Schenkelwicklung gekoppelt. Während also bisher die beiden Jochdreiecke nicht nur magnetisch untereinander gleich waren, sondern auch jedes einzelne ein gleichseitiges Vektordreieck im Amperewindungsdiagramm bildete, liegen jetzt die Seiten eines Amperewindungsdreiecks in verschiedenen Jochdreiecken. Auf diese Weise genügt es dann, auf den Jochen eine einzige Dreieckwicklung aufzubringen, wenn zwei Seiten des Wicklungsdreiecks beispielsweise auf die äußeren Jochteile des oberen Joches und die dritte Seite auf die äußeren Jochteile des unteren Joches gelegt werden. Weder die Unterdrückung der 3. Oberwelle des Flusses in den Jochdreiecken noch seine erforderliche Verteilung in den Jochteilen wird dadurch in Frage gestellt.
• Abb. 2 zeigt einen derartigen Aufbau eines Transformators nach der Erfindung. Hiernach sind die Teile R, T und S' elektrisch mit dem Schenkelstern gekoppelt. Damit die Ausljild.ung eines starken S,rruflusses an den höhergesättigten Teilen R' und T' nicht stört, ist eine Verlagerung des größten Amperewindungsverbrauchs, mindestens über die Hälfte desselben, in die bewickelten Teile des Jochdreiecks zweckmäßig. Während man also durch Induktionssteigerung Ger bewickelten Teile R, T, S' diesen beispielsweise a/4 des gesamten Amperewindungsbedarfs zuteilen wird, entfällt auf die unbewickelten Teile R', T', S nur 1/4 der gesamten Amperewindungen. Sie können damit eine sehr niedrige Induktion erhalten.
• Die Verteilung der Amperewindungen ist schematisch in Abb. 3 dargestellt. Entsprechend der einen Dreieckwicklung auf den beiden Jochen ist auch ein einziges resultierendes Amperewindungsdreieck angenommen, dessen ausgezogene Teile S, R', T' den unbewickelten Teilen und dessen gestrichelt gezeichnete Teile R, T, S' den bewickelten Teilen entsprechen. _ Diese Anordnung auf einen Kern mit unterbrochenem Jochschlitz angewandt, zeigt nun Abb. q.. Die bewickelten unteren Jochteile bilden hierbei die eine Dreieckseite. Demgemäß sind die auf ihnen befindlichen beiden Teilwicklungen S'I2 hintereinandergeschaltet an die verkettete Spannung der Wicklungen lijU und Wtv angeschlossen. Im Gegensatz dazu bilden die oberen bewickelten Jochteile R, T, welche sich über die Breite eines Kernfensters erstrecken, je eine Dreieckseite. Daher sind die auf ihnen befindlichen Wicklungen WR, WT je an die verkettete Spannung der Kopplungswicklungen WU, USW bzw. II'V, WW angeschlossen. Das Verhältnis der Windungszahlen beträgt WU-Wy-ll%u,= i WR-WT=3 Ws,z - 1,5 Anstatt die Jochwicklung jedesmal an eine verkettete Spannung anzuschließen, kann man sie auch, wie bereits anderweitig vorgeschlagen worden ist, aus Teilwicklungen derart zusammensetzen, daß ihr Anschluß immer nur an eine auf einem Schenkel befindliche Kopplungswicklung zu erfolgen braucht.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Drei- oder Mehrphasentransformator mit magnetischer Stern-Dreieck-Schaltung, bei welcher sich für jeden geschlossenen Kraftlinienweg die Summe der für sinusförmigen Flußverlauf erforderlichen magnetomotorischen 'Kräfte hinsichtlich der 5. und 7. Harmonischen aufhebt, bei welcher ferner eine Ankopplung der auf den Jochdreiecken vorhandenen Dämpferwicklung zur Unterdrückung der 3. Harmonischen an eine auf dem Schenkelstern vorhandene dreiphasige Wicklung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Seiten des einen Jochdreiecks und eine Seite des anderen Jochdreiecks. an die Schenkelwicklung gekoppelt sind. z. Transformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als die Hälfte des erforderlichen Amperewindungsverbrauchs in den bewickelten Teil der Jochdreiecke verlegt ist. 3. Transformator nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem vollständig in einer Ebene liegenden Kern mit nur teilweise geschlitzten Jochen die bewickelten Jochteile außen liegen und daß die eine Dreieckseite von zwei nebeneinanderliegenden Jochteilen gebildet ist, während die auf dem anderen Ende des Kernes befindlichen Dreieckseiten sich lediglich über die Breite eines Kernfensters erstrecken.