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Phasentransformator.
Die Erfindung betrifft einen Phasentransformator, der sich vorzugsweise für die Umwandlung von Einphasenstrom in Mehrphasenstrom eignet. Bisher hat man zur Phasenumformung entweder ruhende Transformatoren mit besonderer Schaltung der Wicklungen (z. B. Scottsche Schaltung) oder
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in Mehrphasenstrom ist in der englischen Patentschrift Nr. 115112 beschrieben. Dieser Umformer besteht im Wesen aus einem Ständer, der eine mehrphasige Sekundärwicklung trägt, von der ein Teil zugleich die einphasige Primärwicklung bildet, und einem Läufer, der mit einer Kurzschlusswicklung und einer Gleichstromerregung versehen ist.
Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass die Sekundärspannung durch die Primärspannung ähnlich wie die Gleichspannung durch die Wechselspannung eines Einankerumformers starr festgelegt ist, ferner dass infolge, der Streufelder Unsymmetrien der Mehrphasenspannungen unvermeidbar sind, und weiters, dass die Phasenverschiebung zwischen Primär-und Sekundärspannung nicht beliebig einstellbar ist.
Diese Nachteile werden nach der Erfindung dadurch vermieden, dass Primär und Sekundärteil
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eine relativ zu diesen bewegliche Kurzschluss (Dämpfer) wicklung liegt. Ausserdem ergeben sich folgende Vorteile ; da Primärteil und Sekundärteil voneinander elektrisch und mechanisch gesonderte Teile bilden, lässt sich zugleich eine Spannungstransformation z.
B. von Hochspannung unmittelbar auf Niederspannung leicht und betriebssicher durchführen, wobei die Isolation des Hochspannungsteiles ohne Rücksicht auf die Niederspannungsseite gewählt werden kann ; durch gegenseitige Verdrehung zwischen Sekundärteil und Primärteil lässt sich weiters jede beliebige gegenseitige Phasenlage zwischen Primärund Sekundärspannung erreichen ; ausserdem ist eine kontinuierliche Regelung der Grösse der Sekundärspannung ermöglicht, wie später noch näher ausgeführt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung wiedergegeben. Fig. 1 deutet die Gesamtanordnung an, Fig. 2 zeigt einen Teil des Zwischenläufers und der benachbarten Zahnschichten.
Der Phasentransformator besteht aus einem ruhenden Primärteil A, einem gleichfalls ruhenden Sekundärteil C und einem Zwischenläufer B, der eine Dämpferwicklung d und zwei verteilte gleichsinnig magnetisierende Gleichstromerregerwieklungen bund c trägt. Wesentlich ist das Vorhandensein einer Dämpferwicklung zwischen Primärteil und Sekundärteil, die gegenüber beiden beweglich ist. Diese Beweglichkeit braucht nur eine relative zu sein. Es könnte somit auch die Dämpferwicklung d bzw. ihr Träger B im Raum festgehalten werden und dafür der Primärteil A und der Sekundärteil C umlaufen. Im dargestellten
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der Kern C enthält die mehrphasige Sekundärwicklung e.
Die Erregerwicklungen b, c auf dem Zwischenläufer B könnten auch grundsätzlich zur Gänze oder zum Teil fehlen ; sie ermöglichen jedoch einerseits
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werden beim Ausführungsbeispiel so erregt, dass der Zwischenläufer nur radial magnetisiert wird ; er führt also in der Umfangsrichtung keinen magnetischen Fluss und kann daher in seiner radialen Höhe so knapp bemessen sein, als es die mechanische Festigkeit erlaubt. Die Stäbe der Dämpferwicklung d bilden gleichzeitig die Nutenverschlusskeile der Wicklung b. Die Unterdrückung des Kraftflusses in der Umfangsrichtung kann durch geeignete Nutenanordnung (Eisenverteilung) noch unterstützt bzw. bewirkt werden, wozu im Zwischenläufer radiale tiefe Nuten vorgesehen sind.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung nach dem Ausführungsbeispiel ist folgende : Das im Ständer erzeugte Einphasenfeld enthält zwei Komponenten, die beide mit der zur Netzfrequenz synchronen Drehzahl in einander entgegengesetztem Sinn im Raume laufen. Bringt man den Zwischenläufer in der einen oder andern Umlaufrichtung etwa durch äusseren Antrieb auf synchrone Drehzahl, so wird, wie z. B. bei Einphasensynchronmaschinen bekannt, die gegenlaufende Feldkomponente abgedämpft, während die mitlaufende Feldkomponente unbeeinflusst bleibt und nunmehr als reines Drehfeld in der Sekundärwieklung e den gewünschten Mehrphasenstrom induziert. Erregt man die beiden Wicklungen b
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äusseren mechanischen Antrieb, sondern kann als Synchronmotor selbsttätig weiterlaufen. Auch der Anlauf lässt sich durch elektrische Mittel bewirken.
Für die praktische Ausführung wird der Phasentransformator nach der Erfindung vorteilhaft mit lotrechter Achse angeordnet. Die drei Hauptteile A, B, 0 müssen nicht konzentrisch ineinandergelegt sein, sondern können auch in der Aehsenrichtung nebeneinander liegen, wobei ein magnetischer Rück- schluss, ähnlich wie bei Unipolarmaschinen, vorzusehen ist. Der PrimärteilA kann unmittelbar mit Hochspannung gespeist werden und wird zur besseren Isolation in Öl gebettet. Die Unbeweglichkeit des Primär-
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mit Vorteil in der Weise durchgeführt, dass zwei (vorzugsweise gleiche) Maschinen sekundärseitig in Reihe geschaltet werden und der eine Sekundärteil gegenüber seinem Primärteil mechanisch verdreht
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Die Summenspannung ändert sich hiebei z.
B. zwischen 0 und dem doppelten Höchstwert eines einzelnen Transformators. In dieser Form eignet sich der Phasentransformator besonders für Umformerlokomotiven, in denen er entweder unmittelbar mehrphasige Triebmotoren speisen kann oder in Verbindung mit einem Mehrphasenstrom-Gleichstrom-Einankerumformer zum Speisen von Gleichstrommotoren dient.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Phasentransformator mit einer gegen Primär-und Sekundärteil relativ beweglichen Kurzschlusswieklung, dadurch gekennzeichnet, dass Primär- und Sekundärteil (A, 0) voneinander gesondert sind und die Kurzschluss (Dämpfer) wicklung (d) im KraftNussweg zwischen diesen beiden Teilen liegt.