DE920740C

DE920740C - Anordnung zur Unterdrueckung der 5. Harmonischen im Magnetisierungsstrom eines Drehstromtransformators

Info

Publication number: DE920740C
Application number: DEA18185D
Authority: DE
Inventors: Werner Dr-Ing Kraemer
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1936-02-13
Filing date: 1936-02-13
Publication date: 1954-11-29

Description

Anordnung zur Unterdrückung der 5. Harmonischen im Magnetisierungsstrom eines Drehstromtransformators Es ist bekannt, zur Unterdrückung der 5. Harmonischen im Magnetisierungsstrom von Drehstromtransformatoren der 3. Harmonischen im Fluß des Transformators eine solche Größe und Phase zu erteilen, daß die 5. Harmonische im Magnetisierungsstrom verschwindet. Die bekannte Anordnung ist aber nur für Sternschaltung anwendbar, da die 3. Flußharmonische eine in allen Phasen gleichgerichtete Spannung erzeugt, die in der Dreieckschaltung einen Kurzschlußkreis vorfindet und sich infolgedessen abdämpft.
Um auch das bekannte Verfahren sowohl bei Stern- als auch bei Dreieckschaltung anwenden zu können, wird erfindungsgemäß eine solche Anordnung des Kerns ausgeführt, daß die 3. Flußharmonische pro Schenkel in ihrer Wirkung auf die Hauptwicklung kompensiert ist. Man erreicht dies mit einem Dreiphasenkern in reiner magnetischer Dreieckanordnung bzw. mit verwandten Kernen.
Fig. i zeigt beispielsweise einen Dreiphasenkern nach der Erfindung in reiner magnetischer Dreieckanordnung. ja ib, 2a 2b, 3a 3b sind die aus zwei Teilen sich zusammensetzenden Schenkel, die durch Joche 12, 23, 31 zu Rahmen verbunden sind, wobei die Joche Dreiecke bilden. q., 5, G sind die Hauptwicklungen des Transformators. Fig.2 stellt die zugehörigen Vektordiagramme dar. Die Flüsse F in den Schenkeln sind je mit einem den Kernteilen entsprechenden Index versehen. Wie aus dem oberen Vektordiagramm hervorgeht, sind die Teilflüsse der Grundharmonischen in den Teilschenkeln um 6o° gegeneinander phasenverschoben. Eine in den Teilflüssen der Schenkel vorhandene 3. Flußharmonische, welche infolge einer im Magnetisierungsstrom fehlenden 3. Harmonischen auftritt und in der Fig. i durch Pfeile angedeutet ist, kann, ohne die Hauptwicklung zu beeinflussen, fließen, da bei der bestehenden Phasenverschiebung der Grundwellen von 6o° die 3. Harmonischen in den nebeneinanderliegenden, von einer Hauptwicklung umschlossenen Teilschenkeln gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet sind.
Schwächt man nunmehr in bekannter Weise die 3. Flußharmonische, indem man die von ihr in einer Hilfswicklung induzierte Spannung an eine Induktivität entsprechender Leistung legt, so geht die 5. Harmonische im Magnetisierungsstrom durch Null. Fig. 3 zeigt eine derartige Anordnung für einen aus dem Kern der Fig. i durch Zusammenklappen der Teile in eine Ebene erhaltenen Rahmenkern. Es sind für die einzelnen Teile die gleichen Bezeichnungen wie in Fig. i angewandt. Darüber hinaus sind Hilfswicklungen 7a, 7b, ga, 8v und 9a, 9b auf den Teilschenkeln vorgesehen, welche unter sich in Reihe geschaltet und über eine Drosselspule io kurzgeschlossen sind.
Die Belastung durch eine besondere Hilfsdrossel io erübrigt sich, wenn man, wie in Fig. 4. dargestellt ist, eine starke Streuung der Schubwicklung, beispielsweise durch Fortlassen der Windungen auf den Kernhälften und Bewickeln nur der Teile beider Joche anstrebt. Die Windungszahlen dieser Hilfswicklungen 78, 89, 97 sind einander gleich.
Bringt man die Schubwicklung gemäß Fig. 5 nur auf einem Joch an, beispielsweise auf dem oberen, und sieht man zwischen den Teilkernen, soweit sie keine Hilfswicklungen tragen, einen verhältnismäßig kleinen Luftspalt vor, so ist der Amperewindungsverbrauch der 5. Harmonischen folgendermaßen: I. Oberes Joch und oberer Schenkel: Unter dem Einfluß der Dämpferwicklung wird ein sinusförmiger Fluß erzwungen. Die zur Magnetisierung angeforderte 5. Harmonische A W5 ist positiv.
II. Schenkelmitte: Die Sperrwirkung der Dämpferwicklung für diesen Bereich ist nicht mehr voll ausreichend. Der Fluß führt eine geschwächte 3. Harmonische. Die 5. Harmonische der Magnetisierung geht durch Null.
III. Unteres Joch und unterer Schenkel: Die Dämpferwicklung ist unwirksam. Die 3. Harmonische tritt im vollen Betrag im Flusse auf. Die 5. Harmonische der Magnetisierung ist negativ.
Bei geeigneter Bemessung von Rahmen und Dämpferwicklung wird daher ATVS über einen Rahmen gleich Null, so daß die 5. Harmonische im Fluß ganz verschwindet.
Die Wirksamkeit der Dämpferwicklung kann durch eine im gleichen Verhältnis vorgenommene Schwächung der von den Schubwicklungen umschlossenen Jochteile, ferner durch Dämpferkäfige bzw. Dämpferbleche im Jochspalt und in den Kernspalten verstärkt werden.
Eine wichtige Voraussetzung für das Verschwinden der 5. Harmonischen ist die Gleichheit der magnetischen Kreise in bezug auf die Grundwelle. Da nun aber die mittlere Phase kürzere Wege für die Kraftlinien in den Jochen als die äußeren Phasen besitzt, so empfiehlt es sich, die Gleichheit des magnetischen Widerstandes dadurch wiederherzustellen, daß man den Mittelschenkel mit einem schwächeren Querschnitt als die äußeren Schenkel ausführt, da sonst wieder die 3. Harmonische im Magnetisierungsstrom entsteht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Unterdrückung der 5. Harmonischen im Magnetisierungsstrom eines Drehstromtransformators durch Beeinflussung der 3. Harmonischen im Fluß des Transformators, gekennzeichnet durch eine solche Ausführung des Kerns, daß die 3. Flußharmonische pro Schenkel in ihrer Wirkung auf die Hauptwicklung kompensiert ist.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernteile ein magnetisches Dreieck in der Weise bilden, daß jeder Schenkel aus zwei von einer Hauptwicklung umschlossenen Teilschenkeln besteht und daß immer zwei zu verschiedenen Phasen gehörende Teilschenkel durch Joche zu einem Rahmen zusammengefügt sind.
3. Anordnung nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß ein in einer Ebene liegender dreiphasiger Rahmenkern vorgesehen ist. q..
Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkerne Schubwicklungen tragen, die unter sich in Reihe geschaltet und über eine Drosselspule kurzgeschlossen sind.
5. Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Jochteile auf beiden Seiten eine Schubwicklung tragen.
6. Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schubwicklung nur auf dem oberen oder dem unteren Joch vorgesehen ist und daß zwischen den einzelnen Rahmen, soweit sie keine Schubwicklung tragen, nur ein enger Luftspalt vorhanden ist.
7. Anordnung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirkung der Dämpferwicklung durch Schwächung der umschlossenen Jochteile, durch Dämpferkäfige oder durch Dämpferbleche in den Joch- und Kernspalten unterstützt wird. B. Anordnung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Mittelschenkels schwächer als der der äußeren Schenkel ausgeführt ist.