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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.
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Phase transformer.
The invention relates to a phase transformer which is preferably suitable for converting single-phase electricity into multiphase electricity. So far, either static transformers with a special circuit of the windings (e.g. Scott's circuit) or
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in multiphase power is described in English patent specification no. 115112. This converter essentially consists of a stator that carries a multi-phase secondary winding, part of which also forms the single-phase primary winding, and a rotor that is provided with a short-circuit winding and direct current excitation.
However, this arrangement has the disadvantage that the secondary voltage is rigidly fixed by the primary voltage similar to the direct voltage by the alternating voltage of a single armature converter, furthermore that as a result of the stray fields asymmetries of the multi-phase voltages are unavoidable, and further that the phase shift between primary and secondary voltage is not is freely adjustable.
These disadvantages are avoided according to the invention in that the primary and secondary part
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there is a short-circuit (damper) winding that is movable relative to this. There are also the following advantages; Since the primary part and the secondary part form parts that are electrically and mechanically separate from one another, a voltage transformation can be carried out at the same time.
B. carry out from high voltage directly to low voltage easily and reliably, the insulation of the high voltage part can be selected regardless of the low voltage side; by mutual rotation between the secondary part and the primary part, any mutual phase position between the primary and secondary voltage can be achieved; In addition, a continuous regulation of the size of the secondary voltage is possible, as will be explained in more detail later.
An embodiment of the invention is shown in the drawing. Fig. 1 indicates the overall arrangement, Fig. 2 shows part of the intermediate rotor and the adjacent tooth layers.
The phase transformer consists of a stationary primary part A, a likewise stationary secondary part C and an intermediate rotor B, which carries a damper winding d and two distributed, co-magnetizing direct current excitation sounds bund c. What is essential is the presence of a damper winding between the primary part and the secondary part, which is movable with respect to both. This mobility need only be relative. The damper winding d or its carrier B could thus also be held in the space and the primary part A and the secondary part C could therefore rotate. In the illustrated
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the core C contains the polyphase secondary winding e.
The excitation windings b, c on the intermediate rotor B could also be completely or partially absent; however, they enable on the one hand
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are excited in the embodiment that the intermediate rotor is only magnetized radially; so it does not carry any magnetic flux in the circumferential direction and its radial height can therefore be as tight as the mechanical strength allows. The bars of the damper winding d simultaneously form the slot locking wedges of the winding b. The suppression of the flow of force in the circumferential direction can be supported or brought about by a suitable groove arrangement (iron distribution), for which purpose radial deep grooves are provided in the intermediate rotor.
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The mode of operation of the device according to the exemplary embodiment is as follows: The single-phase field generated in the stator contains two components, both of which run in space in opposite directions at the speed synchronized with the mains frequency. If you bring the intermediate runner in one or the other direction of rotation, for example by an external drive, to synchronous speed, then, as z. B. known in single-phase synchronous machines, the opposing field component is attenuated, while the accompanying field component remains unaffected and now induces the desired multi-phase current as a pure rotating field in the secondary e. Exciting the two windings b
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external mechanical drive, but can continue to run automatically as a synchronous motor. The start-up can also be effected by electrical means.
For practical implementation, the phase transformer according to the invention is advantageously arranged with a vertical axis. The three main parts A, B, 0 do not have to be placed concentrically one inside the other, but can also lie next to one another in the axis direction, whereby a magnetic return, similar to unipolar machines, is to be provided. The primary part A can be fed directly with high voltage and is embedded in oil for better insulation. The immobility of the primary
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advantageously carried out in such a way that two (preferably identical) machines are connected in series on the secondary side and one secondary part is mechanically rotated with respect to its primary part
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The total voltage changes here z.
B. between 0 and twice the maximum value of a single transformer. In this form, the phase transformer is particularly suitable for converter locomotives, in which it can either directly feed multi-phase traction motors or, in conjunction with a multi-phase direct current single armature converter, is used to feed direct current motors.
PATENT CLAIMS:
1. Phase transformer with a short circuit that is relatively movable with respect to the primary and secondary part, characterized in that the primary and secondary part (A, 0) are separate from one another and the short circuit (damper) winding (d) lies in the power nut path between these two parts.