DE508582C

DE508582C - Einrichtung zur Erzeugung von Mehrphasenspannungen und -stroemen, insbesondere solchen zur Gleichrichtung in Gleichstrom mittels mindestens zwei Transformatoren

Info

Publication number: DE508582C
Application number: DEM105322D
Authority: DE
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1928-05-21
Filing date: 1928-06-19
Publication date: 1930-10-02
Also published as: GB312153A; FR674799A

Description

Bei Transformatoren für sechs und mehr Phasen für Sechs- und Mehrphasengleichrichter wird das Verhältnis zwischen Scheinleistung des Transformators und der an den Gleichrichter abgegebenen Leistung mit zunehmender Phasenzahl immer ungünstiger. So beträgt z. B. bei einem Zwölfphasentransformator mit primärer Sternschaltung und sekundärer Gabelschaltung das Verhältnis 1 : 2.

Ein weiterer Nachteil dieser Transformatoren beruht darauf, daß die Anzahl der Spulen pro Kern beispielsweise im obigen Fall gleich sieben ist, d. h. sechs Spulen unterspannungsseitig und eine Spule oberspannungsseitig.

Solche Transformatoren sind in der Schaltung kompliziert, abnormal und daher teuer. Es ist daher vorgeschlagen worden, an Stelle eines zwölfphasigen Transformators zwei sechsphasige Transformatoren (T₁ und T₂) zu verwenden, die z. B. wie in Fig. 1 beiliegender schematischen Zeichnung angegeben geschaltet werden. Diese Anordnung bietet gegenüber der Zwölfphasenschaltung wesentliche Vorteile. Die Anzahl der Wicklungen pro Kern und damit der im Transformator ausgeführten Verbindungen wird gegenüber der Zwölfphasengaibelschaltung auf 5 vermindert. Durch die Kupplung der Teilphasen eines Transformators wird der Anodenstrom gezwungen, gleichzeitig zwei bis drei Phasen, z. B. 1 und 2, 2 und 3 usw., zu durchfließen. Dadurch wird eine bessere Ausnutzung der Wicklung und ein kleinerer Spannungsabfall der Gleichspannung erreicht.

Eine weitere Möglichkeit einer Zwölfphasenschaltung mit zwei Transformatoren zeigt die Fig. 2. Diese Schaltung ist jedoch weniger günstig. Eine Verbesserung bietet diese Schaltung, wenn die primäre Wicklung in Dreieck geschaltet ist. Im Falle der Fig. 1 wird die Leistung jedes Transformators 20% größer als die normale Gleichstromleistung, beide Transformatoren zusammen haben also eine Scheinleistung gleich dem 2,4fachen der Gleichstromleistung.

Die den Gegenstand der Erfindung bildende Einrichtung bietet gegenüber der erwähnten Anordnung weitere wesentliche Vorteile, indem die Teilphasen von zwei oder mehreren Transformatoren in Serie geschaltet werden.

Ausführungsbeispiele für die Erfindung zeigen die Fig. 3, 4 und 5, und zwar für einen Zwölfphasengleichrichter, der von zwei gekuppelten Sechsphasentransformatoren ge-

speist wird. Die Primärwicklungen können dabei in Dreieck oder in Stern geschaltet sein.

In Fig. 3a und 3b sind die bereits erwähnte Schaltung¹ (Fig. 1) und die neue Anordnung einander gegenübergestellt. Die Teilphasen (Fig. 3a) von je 81,7 °/„ und 29,8% der Phasenspannung des zu bildenden Zwölfphasensystems, die durch ausgezogene Striche gekennzeichnet sind, sind dabei in dem einen Transformator, die durch gestrichelte Linien gekennzeichneten Teilphasen in dem andern Transformator zu denken. Man sieht, daß während in Fig. 3a immer eine ganze Phase ¹S (1, 3; S, 7, 9 und 11) dem einen und die übrigen (geraden) Phasen dem andern Transformator zugeteilt sind, in Fig-. 3b jeder Phasenstrom jeweils beide Transformatoren durchfließen muß. So wird z. B. die Spannung der Anode bzw. Phase 1 dadurch erzeugt, daß die Wicklung des einen Transformators (Linie ausgezogen) in Serie geschaltet ist mit der Wicklung des andern Transformators (gestrichelt). Da je zwei Teilphasenwicklungen um 60 ° gegeneinander verschoben und ungleich groß sind, kommt eine resultierende Phasenverschiebung von 30 ° zustande. Jeder Transformator enthält demnach pro Kern vier Sekundärwicklungen, wovon je zwei gleiche Windungszahl haben. Durch diese Kupplung beider Transformatoren wird eine günstigere Stromverteilung erreicht, als wenn die Teilphasen nicht gekuppelt wären.

Die Vorteile dieser Kupplung sind an Hand der Fig. 3 leicht festzustellen. Während in Fig. 3a ohne Kupplung der Teilphasen immer nur die geraden oder ungeraden Teilphasen magnetisch miteinander verkettet 4.0 sind, findet durch die Serienschaltung der Teilphasen zweier Transformatoren eine magnetische Kupplung· von je drei aufeinanderfolgenden Teilphasen statt. Diese vermehrte Kupplung kommt in einer besseren Stromverteilung und in einem kleineren Spannungsabfall zur Geltung.

In den Fig. 4 und 5 wird ebenfalls die Schaltung von zwei Transformatoren für Gewinnung von Zwölfphasenschaltungen mit, b, und ohne, a, Kupplung der beiden Transformatoren gezeigt. Ohne nähere Erklärung ersieht man, daß bei den gekuppelten Schaltungen die magnetische Verkettung der Teilphasen zahlreicher ist, womit die schon genannten Vorteile verbunden sind. In Fig. 4b enthält jeder Transformator pro Kern drei Spulen von 57,8°/₀ der Phasenspannung und eine Spule zu 42,2°/₀ der Phasenspannung des Zwölfphasensystems. In Fig. 5b enthält der eine Transformator sekundär pro Kern zwei Spulen mit 57,8ⁿ/₀ und eine Spule mit 42,2"J₀ der Phasenspannung des Zwölfphasensystems, der zweite Transformator pro Kern vier Spulen mit 57,8°/₀ der Phasenspannung des Zwölfphasensystems. Sämtliche angegebenen Schaltungen sind auch mit primärer Dreieckschaltung durchführbar.

In allen erwähnten Fällen wurde bisher die Kupplung von Sechsphasentransformatoren zur Erzeugung einer Zwölfphasenspannung angegeben, weil dieser Fall den praktisch weitaus wichtigsten darstellt. Selbstverständlich kann auch eine Kupplung von zwei Dreiphasentransformatoren zur Erzeugung eines Sechsphasenstromes und die Kupplung von zwei Zwölfphasen- oder vier Dreiphasentransformatoren zur Erzeugung eines Gleichstromes mit 24 Anoden vorgenommen werden. Das erstere kann z. B. dadurch erzielt werden, daß man in der in Fig. 3b dargestellten Erzeugung eines Zwölfphasensystems diegeraden Phasen 2,4 12 wegläßt.

Die Erfindung ist auch nicht auf die Verwendung zusammen mit Quecksilberdampfgleichrichtern beschränkt, sondern die Gleichrichtung kann nach irgendeinem Prinzip durchgeführt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. . Einrichtung zur Erzeugung von Mehrphasenspanmmgen und -strömen, insbesondere solchen zur Gleichrichtung in Gleichstrom mittels mindestens zwei Transformatoren, dadurch gekenfizeichnet, daß jede sekundäre Phasenspannung durch die Serienschaltung von mindestens zwei Teilphasen je eines Transformators gebildet wird.

2. Einrichtung nach ■ Anspruch 1 zur too Erzeugung von Zwölfphasenspannungen und -strömen aus einem Dreiphasennetz mittels zweier primär in Dreieck oder Stern geschalteter Transformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Transformator pro Kern zwei sekundäre Teilphasen von 8i,7"/o und zwei sekundäre Teilphasen von 2o,8⁰/₀ der Phasenspannung des zu erzeugenden Zwölfphasensystems besitzt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Transformator sekundär pro Kern drei Spulen von 57,8°/o der Phasenspannung des Zwölfphasensystems und eine Spule mit 42,2°/₀ der Phasenspannung des Zwölfphasensystems enthält.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Transformator sekundär pro Kern zwei Spulen mit 57,8°/o und eine Spule mit 42,2⁰I₀ der Phasenspannung des Zwölfphasensystems,

der zweite Transformator pro Kern vier Spulen mit 5/,8°/₀ der Phasenspannung des Zwölfphasensystems enthält.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 zur Erzeugung von Sechsphasenspannungen aus zwei Dreiphasentransformatoren, dadurch gekennzeichnet, daß jede Phase des Sechsphasensystems durch zwei in Serie geschaltete Teilphasen je eines 'Dreiphasentransformators gebildet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen