DE892183C - Oberwellenfreie und gleichstromvormagnetisierte Drehstromdrossel - Google Patents

Description

• Oberwellenfreie und gleichstromvormagnetisierte Drehstromdrossel Die Erfindung bezieht sich auf eine gleichstromvormagnetisierte Drosselspule für Drehstrom bzw. Mehrphasenstrom mit Oberwellenkompensation.. Derartige Drosseln sind z. B. zur Blindlei,stungsregelung in Wechselstromnetzen geeignet. Bei hohen Spannungen und Leistungen .stößt jedoch ihre Ausbildung auf erhebliche (konstruktive Schwierigkeiten.
• Es ist nämlich notwendig und bekannt, eine gleichstromvormagnetisierte einphasige Drossel aus zwei Kernteilen .aufzubauen, die bei gleichsinnig geschalteter Wechselstromwicklung entgegengeschaltete Gleichstromwicklungen tragen. Hierdurch wird verhindert, daß in der Gleichstromwicklung eine Wechselspannung mit Netzfrequenz auftritt und. daß im geregelten Magnetisierurigsstrom der Drosselanordnung geradz-ahlige Harmonische fließen. Im Magnetisierungsstrom sind jetzt wie bei jeder eisengesättigten Drossel nur noch ungeradzahlige Harmonische vorhanden.
• Bei Drehstromsystemen verschwindet in der Dreiphasensch.altung .dreier Doppeldrosseln auch noch die 3., 9.... Harmonische. Da man zur Blindstromkompensation sinusförmige Ströme braucht, müssen aber auch noch die 5. und 7. Harmonischen im dreiphasigen Magnetisierungsstrom kompensiert werden. Dies wäre nach einem. bekannten Vorschlag durch eine Sterndreieckschaltung von. zwei magnetisch gleichwertigen Drehstromsätzen möglich. Man würde jedoch in diesem Falle zur vollkommenen Oberwellenkompensation 2 - 3 -j- 2 - 3 = 12 Teilkerne benötigen, wenn man .die Anordnung aus einzelnen vormagnetisierten Drosseln mit je einer Wechselstrom- und Gleichstromwicklung und je einem Kern aufbauen wollte.
• Zur Vermeidung .dieses . Nachteiles hat man bereits vorgeschlagen, je drei Einphasendrossel:n zu einer dreiphasigen Drossel zusammenzufassen, die Wechselstromwicklung gemeinsam um zwei Teilkerne zu .legen und zwei Drehstromdrosseln teilweise durch ein gemeinsames Joch zu vereinigen. Aber auch diese Vorschläge ergeben eine konstruktiv wenig befriedigende Lösung, da sie nicht gestatten, dem Drosselsatz einen dem normalen Drehstromtransformator gleichwertigen - Aufbau zu.
• nüngengeben. Vor allem wirkt sich bei höhen Span eine Aufteilung der Wechselstromwicklung hochspannungstechnisch ungünstig aus, wodurch die' Herstellungskosten und der= Raumbedarf der'Ariordnung vergrößert werden.
• Die Erfindung vermeidet diese Nachteile -der bekannten bzw. bereits vorgeschlagenen dadurch, daß die verschiedenen Aufgaben der Teilkerne in einer einzigen dreischenkligen Drosselvereinigt werden, so daß die Vormagnetisierung und Oberwellenkompensation an einem einzigen Schenkel je Phase vorgenommen wird. Zweckmäßig ist es daibei, jeden Schenkel kleeblattartig_ in vier gleiche Teile aufzuteilen. Es ergibt sich hieraus ein Gesamtaufbau der Drossel, der konstruktiv keine größeren Schwierigkeiten bereitet als der einer gewöhnlichen Drossel.
• Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnung noch näher erläutert.
• In Fig. r ist zunächst der vorstehend erwähnte, bereits vorgeschlagene Aufbau einer gleichstromvormagnetisierten Drossel dargestellt, bei der zwölf Einzelkerne erforderlich. sind, Es bedeutet dabei in Fig. z Wg die Gleichstromwicklungen für die Vormagnetisierung, W die eigentliche Wechselstromhochspannungswicklung der Drossel und Wh eine Kurzschlußwicklung für den in Stern geschaltefen Teilsatz der Drossel .zur Abdämpfung der 3.Harmonischen. Die Kurzschlußwicklung kann dabei gleichzeitig auch als Hilfswicklung für andere ;Zwecke dienen. Wie man ohne weiteres erkennt, ist bei dieser Anordnung der obere Drosselkernsatz hinsichtlich der eigentlichen Drosselwicklung in Stern und der untere in Dreieck geschaltet, so daß eine Oberwellenkonipensatiön" hinsichtlich der 5. und 7. Oberwellen in -bekannter Weise erreicht wird.
• Gegenüber dieser kompliziertenAnordnung bringt die Erfindung eine wesentliche Vereinfachung, ivie sich .aus dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 und 3 ergibt. Bei diesen ist jeder Schenkel kleeblattartig in die vier Teile A; A' und B, B' aufgeteilt. FaOt man zunächst die Teile A, A' und B, B' zu je einer Schenkelhälfte zusammen und umgibt diese mit einer Hilfswicklung Wk, schaltet man ferner die Wicklungen Wk (AA') auf den. drei Schenkeln ic, v, w in Dreieck und die Wicklungen Wk (BB') in Stern und verbindet " diese gemäß Fig. 5, so verschiebt. sich der Wechselfluß in dem A-Teil des Schenkels' gegen den des- B-Teiles um 30° e1. Damit wird der Magnetisierungsstrom des Kernes in bekannter Weise von der 5. und 7. Harmonischen befreit. Eine zweite Hilfswicklung W, magnetisiert den Schenkel vor. Indem der Gleichfluß beispielsweise in der Schen'kel'hälfte A', B' die entgegengesetzte Richtung wie in A, B erhält, können auch keine geradzahligen Harmonischen (2., q..,.usw.) in die Hauptwicklung W hineininduziert werden.
• Will .man für die Hilfswicklungen Zylinderspulen verwenden, so wäre eine Aufteilung der Hilfswicklungen nach Fig. 3 erforderlich. Dabei um-.schließen die. Gleichstromspulen jeweils 1/4 und die 'Kompensationsspülen 1/2 des 'Schenkelquerschnitts, oder umgekehrt. Noch einfacher wird die Hilfswicklung :bei Vierwendung von Abteilungsspulen (Fig. q.):. Kompensationsspulen liegen nicht mehr radial übereinander, sondern axial .wechselweise um 9o° versetzt übereinander und haben alle die gleiche Form. Während beispielsweise die Gleichstromspulen die Schenkelteile A+ B und A'.+ B' umfassen, umschließen die Kompensations'spulen die Teile A ;- A' und B -I- B'.
• In beiden Schenkelhälften A, A' und B, B' tritt eine 3. Fluß'harmonische auf. Bei der nach Fig. 5 geschalteten Kompensationswicklung würde sie nur in dem in Dreieck- geschalteten Teil unterdrückt werden, in dem in ,Stern geschalteten Teil aber auftreten, Zusatzverluste erzeugen und unter Umständen den Kompensationseffekt stören. Es ist daher zweckmäßig, beiden Kernhäfften eine Dreieckwicklung zu geben, die durch Verbindung im Punkte P = 2I °/o-- der gesamten Windungszahl je Phase ebenfalls eine 3o°-Verschiebung der Teilflüsse hervorrufen (Fig. 6). Bei den in Fig. q. dargestellten Abteilungsspulen für die Gleichstromwicklung und die Kompens.ationswickl'ung macht eine Parallelschaltung der Abteilungsspulen keine Schwierigkeiten.
• - .Damit ist die vormagnetisierte Drehstromdrossel weitgehend mit einem Drehstromtransformator identisch geworden. Die Hochvoltwicklungen entsprechen sich vollkommen, während die Gleichstromwicklung, die annähernd den gleichen Betrag an Gleichstrom AW erzeugt wie die Hochvoltwicklung ,an Wechselstrom AW, spannungs- und strommäßig die Rolle der Niedervoltwicklung übernimmt. Eine Hilfswicklung in Dreieckschaltung ist beim Großtransformator ebenfalls üblich. Damit fügt sich die oberwellenfreie gleichstromvormagnetisierte Drossel konstruktiv den .bisher üblichen Ausführungsformender Transformatoren ein. Das Aufteilen der Schenkel .stellt den Konstrukteur nicht vor eine neuartige Aufgabe, da Längs- und Querschlitze im Schenkel zu Lüftungszwecken und zur Aufnahme von Kompensationswicklungen bereits bekannt sind. Die Schenkelaufteilung in der Schichtebene führt man zweckmäßig auch im Joch durch, während sich, der Spalt senkrecht zur Schichtebene zweckmäßig auf die Schenkel beschränkt. Zur magnetischen Symmetrierung der Schenkel ist es zweckmäßig, das Joch nach beiden Seiten über die Außenschenkel hinaus zu verlängern und es etwas zu verstärken.

Claims (12)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Oberwellenfreie und gleichstromvormagnetisierte Drehstromdrossel, dadurch gekennzeichnet, d.aß Vormagnetisierung und Oberwellenkompensation an einem einzigen Schenkel je Phase vorgenommen werden.
2. 2. .Drossel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß drei Schenkel zu einem Drehstromkern üblicher Form zusammengefaßt sind.
3. 3. Drossel nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schenkelquerschnitt durch Schlitze in vier Teile unterteilt wird und teilweise von der Gleichstromwicklung (Wg) und der Hilfswicklung (Wk) zur Oberwellenkompensation umschlossen wird. q..
4. Drossel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromwicklung (Wg) müit wechselndem Wickelsinn jedes Schenkelviertel einzeln umschließt, während die Kompensationswicklung (Wk) je zwei Viertel mit entgegengesetzter Gleichflußrichtung gemeinsam umgibt.
5. 5. Drossel nach Anspruch 3., dadurch gekennzeichnet, daß Gleichstrom- und Kompensationswicklung aus formgleichen, jeweils zwei Schenkelviertel umschließenden Abteilungsspulen bestehen, die wechselweise, aber um 9o° gegeneinander versetzt übereinandergeschichtet werden.
6. 6. Drossel nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromspulen (Wg) paarweise mit entgegengesetztem Wickelsinn in Reihe geschaltet wenden.
7. 7. Drossel nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromwicklungen (Wg) sämtlicher Schenkel parallel oder in Reine geschaltet werden. B.
8. Drossel nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationswicklungen (Wk) beider Kernhälften so geschaltet sind, daß die Teilflüsse eine Phasenverschiebung von 310° gegeneinander erhalten.
9. 9. Drossel nach Anspruch &, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationswicklungen der einen Kernhälfte in Dreieck oder Zickzack geschaltet werden, während die Kompensationswicklungen der anderen Kernhälfte in Stern geschaltet werden. io.
10. Drossel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationswicklungen beider Kernhälften in Dreieck geschaltet und die Dreieckwicklungen an geeigneten symmetrischen Punkten miteinander verbunden werden. i i.
11. Drossel nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht zur Schichtung liegenden Schlitze nur im Schenkel, die parallel zur Schichtung liegenden Schlitze im Schenkel und Joch ausgeführt werden.
12. 12. Drossel nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch nach beiden Seiten etwas über die Außenschenkel hinaus verlängert wird.