CH179213A - Polyphase distribution transformer. - Google Patents

Polyphase distribution transformer.

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CH179213A
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Gloeilampenfabrieken N Philips
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Philips Nv
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  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Description

  

      Iflehrphasenstreutransformator.       Die Erfindung bezieht sich auf Mehrphasen  streutransformatoren, wie sie insbesondere zur  Speisung von     Schweissgleichrichtern    verwen  det werden, die aus mindestens zwei Ein  phasentransformatoren, mit vereinigten oder  getrennten     Kernen,    zusammengesetzt sind.  Die Wirkungsweise eines an den     Transfor.          mator    angeschlossenen Schweissgleichrichters  wird ungünstig, wenn ohne weiteres die Teil  transformatoren     zusammengebaut    oder eng  aneinander gebaut werden.

   Dieser Nachteil  wird bei Benützung der Erfindung vermieden  oder gemildert; ferner kann die     dabei    erfol  gende Beschränkung der äusseren Streufelder  beim Aufbau des Apparates vorteilhaft aus  genützt werden ; es können auch einfachere       Stromregelungsorgane    benützt werden.  



  Es ist bekannt, den zur Speisung der       Gleichrichterröhren    eines Schweissgleichrich  ters dienenden Transformator aus mehreren       Einphasentransformatoren    zusammenzusetzen.  Ein häufig vorkommender Fall ist, dass ein  Dreiphasenstrom in einen     Vierphasenstrom       umgewandelt werden muss, wobei man mit  nur zwei     doppeltwirkenden        Gleichrichterröh-          ren    auskommen kann. Dabei wird zweck  mässig der Speisetransformator aus zwei Ein  phasentransformatoren zusammengesetzt, die  ein gemeinsames Joch haben.

   Die Primär  wicklungen können zum Beispiel gemäss der  bekannten     Scottschaltung    angeordnet werden,  während die Sekundärwicklungen, die, wie  es bei Streutransformatoren üblich ist, auf  den anderen Kernen angebracht sind, mit  gegenseitig verbundenen     Mittelpunktanzapfun-          gen    versehen sind, so dass man ein Vierphasen  system erhält.  



  Es hat sich gezeigt, dass es bei solchen  Systemen schwer hält; eine gleiche Belastung  der     Gleichrichterröhren    zu erreichen. Immer  werden, auch wenn die     Sekundärwicklungen     mit einem gleichen Widerstand belastet sind,  die Sekundärströme verschieden sein, und  zwar zeigt es sich immer,     däss    von den Strö  men in den zwei auf die vorgenannte Weise  nebeneinander angeordneten Einpbasentrans-           formatoren,    der voreilende Strom den ge  ringsten Wert hat. Die     Differenzen    nehmen  bei steigender Belastung zunächst zu und  dann wieder ab, bis bei     Sekundärkurzschluss     die Ströme wieder annähernd gleich sind.

    In einem ungünstigen Fall kann der Strom  in einer Phase den doppelten Wert des Stro  mes in der anderen Phase haben, was zur  Folge hat, dass die angeschlossenen Röhren  ungleich belastet werden, wodurch die Wirt  schaftlichkeit des Apparates beeinträchtigt  wird. Ein Teil der Röhren ist nicht mit dem  vollen Vermögen belastet, während die ande  ren Röhren überlastet sind und häufig durch  andere ersetzt werden müssen.  



  Bei näherer Betrachtung stellte es sich  heraus, dass diese Erscheinung eine Folge  der Kopplung der Sekundärwicklungen der  beiden     Einphasentransformatoren    durch die  Streufelder ist, welche Kopplung bei Streu  transformatoren einen erheblichen Wert haben  kann. Versuche haben die Richtigkeit der  Überlegungen bestätigt und dies hat zur vor  liegenden     Transformatorkonstruktion    geführt,  welche den genannten Nachteil zu vermei  den gestattet.  



  Gemäss der Erfindung werden bei einem       Mehrphasenstreutransformator,    der aus zwei  oder mehreren     Einphasenstreutransformatoren          zusammengebaut-ist,    zur Dämpfung der Streu  felder, welche die Wicklungen des einen  Transformators mit denen des nächstliegenden  koppeln, eine oder mehrere kurzgeschlossene       Wicklungen    angebracht. Wenn die Transfor  matoren ein gemeinsames Joch haben, wird  die kurzgeschlossene Wicklung zweckmässig  an der Stelle dieses Joches angebracht, und  zwar derart, dass sie das     Transformatoreisen     möglichst eng umschliesst.  



  In der Zeichnung sind zwei Ausführungs  formen des Gegenstandes der Erfindung bei  spielsweise dargestellt.  



  In     Fig.    1 ist ein Transformator nach der  Erfindung dargestellt, der zur Umwandlung  von Drehstrom in einen     Vierphasenstrom     dient. Die Primärwicklungen sind entspre  chend der     Scottschaltung    angeordnet. Das  Verhältnis zwischen den     Windungszahlen    der    Primärwicklungen 4 und 5 wird infolgedessen  gleich
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   sein müssen. Die Sekundär  wicklungen, die zur Vergrösserung der Streu  ung auf anderen Teilen des Eisenkernes 3  als die Primärwicklungen angebracht sind,  werden an die     Doppelphasengleichrichter    1  und 2, vorzugsweise gasgefüllte     Glübkathoden-          gleicbrichter,    angeschlossen.

   Die Kathoden  sind an die Sekundärwicklung 12 eines Heiz  stromtransformators angeschlossen. Die Be  lastung befindet sich zwischen den Klemmen  13. Mit 8 und 9 sind Eisenbrückenteile be  zeichnet, die vorzugsweise verstellbar und für  die Gleichstromregelung bestimmt sind.  



  Der Transformator besteht aus zwei Ein  phasentransformatoren, die ein gemeinsames  Joch haben. Der Vorteil dieser Bauart ist,  dass eine Materialersparnis erzielt wird, da  der Querschnitt des gemeinsamen- Joches  kleiner als der von zwei     getrennten-Jochen     sein kann. Zur Beseitigung der gegenseitigen  Beeinflussung der zwei Teile, wird eine kurz  geschlossene Wicklung 11, vorzugsweise eine  einzige Windung aus gut leitendem Material,  zum Beispiel Kupfer, und mit einem grossen  Querschnitt vorgesehen. Zweckmässig ist die  ser Querschnitt von der Grössenordnung des  Gesamtquerschnittes von jeder der Spulen.

    Diese Windung wird entsprechend der Figur  an der Stelle des gemeinsamen Joches 10  angeordnet, und zwar möglichst eng das       Transformatoreisen    umschliessend, damit mit  möglichst wenig Material eine möglichst  starke     Dämpfung    des die störende Kopplung  verursachenden Streufeldes erhalten wird.  In dieser Windung tritt während des Be  triebes ein Strom auf, der der resultierenden       Amperewindungszahl    der     Transformatorwick-          lungen    entsprechend, mehrere Tausend Am  pere betragen kann, wodurch das die uner  wünschte Kopplung bewirkende Streufeld  praktisch vollkommen aufgehoben wird.  



  Die Erfindung ist nicht auf den Fall be  schränkt, in dem die zwei     Einphasentrans-          formatoren    ein     gemeinsames    Joch haben.  Auch wenn sie getrennt und mit den Jochen  nebeneinander angeordnet sind, tritt die      gleiche Schwierigkeit auf, und erhält man  durch Anordnung einer kurzgeschlossenen  Windung an der Stelle, wo die Joche neben  einander liegen, eine Verbesserung.  



  Obgleich die Umwandlung eines Dreh  stromes in     Vierphasenstrom    der in der Praxis  meist vorkommende Fall ist, ist die Erfin  dung auch darauf nicht beschränkt. Auch  wenn Drehstrom in Drehstrom oder Vier  phasenstrom in     Vierphasenstrom    mittelst eines  aus einer Anzahl     Einphasenstreutransforma-          toi,en    bestehenden     Mehrphasentransformators     umgewandelt werden muss, kann zur Er  reichung einer symmetrischen Belastung, bei  vereinigten oder nebeneinander liegenden Jo  chen, das gleiche Mittel Anwendung finden.  



  Die Erfindung hat den weiteren Vorteil,  dass es, infolge der starken Dämpfung des  äusseren Streufeldes,     bezw.    der äusseren Streu  felder, nicht erforderlich ist, besondere     bl_ass-          nahmen    zu     treffen,    um aus Eisen oder an  derem magnetischen Material bestehende  Bauteile ausserhalb dem Wirkungsbereich des       Transformatorkernes    zu halten. Die wirk  samen Teile der bekannten Streutransforma  toren sind meist in einem Gehäuse aus nicht  magnetischem Material, zum Beispiel Messing,  untergebracht, damit Unbestimmtheit in der  Grösse des Streufeldes vermieden wird. Die  wirksamen Teile eines Transformators ge  mäss der Erfindung können hingegen ohne  Bedenken in einem Eisenkasten untergebracht  werden.

    



  Die Anwendung der Erfindung ist beson  ders vorteilhaft, wenn Mittel zur Regelung  der Streuung zwischen den Primär- und Se  kundärwicklungen vorgesehen sind, wenn       zum    Beispiel, wie dies bei     Einphasentrans-          formatoren    bekannt ist, eiserne Brückenteile  zwischen den Primär- und Sekundärwicklun  gen angebracht sind.  



  Der Vorteil der Anwendung der Erfin  dung bei mit solchen     Brückenteilen        versehe-          nen        Mehrphasentransformatoren    ist, dass die  Gleichheit der Ströme für sämtliche Stellun  gen der Brückenteile beibehalten wird. Dies  wäre nicht der Fall, wenn die Gleichheit  der Ströme auf andere Weise, zum Beispiel         mittelst    eines in Reihe mit der höchstbe  lasteten Röhre geschalteten Widerstandes,  erreicht wird.  



  Ein weiterer Vorteil ist, dass die Ströme  unabhängig von der Art und Weise, in der  die Phasen des Netzes angeschlossen werden,  gleich bleiben. Praktisch gesprochen ist erst  durch die Anwendung einer kurzgeschlosse  nen Wicklung als     Entkupplungsmittel    er  möglicht worden, die Regelung mit verstell  baren Brückenteilen bei     Mehrphasenstreu-          transformatoren    anzuwenden. Bei anderen  Bauarten erfolgt die Stromregelung     gew        öbn-          lioh    mittelst regelbarer Drosselspulen in Reihe  mit den     Primärtranaformatorwieklungen,    mit  denen die Spannung an diesen Wicklungen  geregelt wird.

   Wenn man gemäss der Erfin  dung verfährt, so ist es möglich, wie in     Fig.2     dargestellt, die Kathoden an Heizwicklungen  14,     15    des Transformators anzuschliessen, so  dass ein besonderer Speisetransformator für  die Kathoden entbehrt werden kann, wäh  rend eine solche Anordnung nicht angängig  ist, wenn die     Spannung    an den Primärwick  lungen zur Stromregelung geändert werden  muss.



      Iflehral phase scattering transformer. The invention relates to multiphase leakage transformers, such as those used in particular for feeding welding rectifiers, which are composed of at least two single-phase transformers with combined or separate cores. How one works on the Transfor. mator connected welding rectifier is unfavorable if the part transformers are easily assembled or built close together.

   This disadvantage is avoided or alleviated when using the invention; Furthermore, the resulting limitation of the external stray fields when setting up the apparatus can be used advantageously; Simpler flow regulating organs can also be used.



  It is known to assemble the transformer used to feed the rectifier tubes of a welding rectifier from several single-phase transformers. A frequently occurring case is that a three-phase current has to be converted into a four-phase current, whereby one can get by with only two double-acting rectifier tubes. The supply transformer is expediently composed of two single-phase transformers that have a common yoke.

   The primary windings can be arranged, for example, according to the well-known Scott circuit, while the secondary windings, which are attached to the other cores, as is customary with scatter transformers, are provided with mutually connected center taps, so that a four-phase system is obtained.



  It has been shown that it is difficult to hold up with such systems; to achieve an equal load on the rectifier tubes. Even if the secondary windings are loaded with the same resistance, the secondary currents will always be different, namely it always shows that of the currents in the two single-base transformers arranged next to one another in the above-mentioned manner, the leading current is the smallest Has value. The differences initially increase with increasing load and then decrease again until the currents are approximately the same again in the event of a secondary short circuit.

    In an unfavorable case, the current in one phase can have twice the value of the current in the other phase, with the result that the connected tubes are unevenly loaded, which affects the economy of the apparatus. Some of the tubes are not loaded to their full capacity, while the other tubes are overloaded and often have to be replaced by others.



  On closer inspection it turned out that this phenomenon is a consequence of the coupling of the secondary windings of the two single-phase transformers by the stray fields, which coupling can have a considerable value in stray transformers. Experiments have confirmed the correctness of the considerations and this has led to the present transformer construction, which allows the aforementioned disadvantage to be avoided.



  According to the invention, one or more short-circuited windings are attached to a multiphase leakage transformer which is assembled from two or more single-phase leakage transformers to dampen the leakage fields that couple the windings of one transformer with those of the closest one. If the transformers have a common yoke, the short-circuited winding is expediently attached to the location of this yoke, in such a way that it encloses the transformer iron as closely as possible.



  In the drawing, two execution forms of the object of the invention are shown in example.



  In Fig. 1, a transformer according to the invention is shown, which is used to convert three-phase current into a four-phase current. The primary windings are arranged accordingly to the Scott circuit. The ratio between the numbers of turns of the primary windings 4 and 5 becomes the same as a result
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   must be. The secondary windings, which are attached to other parts of the iron core 3 than the primary windings to increase the scatter, are connected to the double-phase rectifiers 1 and 2, preferably gas-filled glow cathode rectifiers.

   The cathodes are connected to the secondary winding 12 of a heating current transformer. The loading is between the terminals 13. 8 and 9 iron bridge parts are be distinguished, which are preferably adjustable and intended for direct current control.



  The transformer consists of two single-phase transformers that share a common yoke. The advantage of this design is that a saving in material is achieved, since the cross section of the common yoke can be smaller than that of two separate yokes. To eliminate the mutual influence of the two parts, a short-circuited winding 11, preferably a single turn made of a highly conductive material, for example copper, and with a large cross section is provided. This cross section of the order of magnitude of the total cross section of each of the coils is expedient.

    According to the figure, this turn is arranged at the location of the common yoke 10, namely enclosing the transformer iron as closely as possible, so that the strongest possible damping of the stray field causing the disturbing coupling is obtained with as little material as possible. During operation, a current occurs in this winding which, depending on the resulting number of ampere-turns of the transformer windings, can amount to several thousand amperes, so that the stray field causing the undesired coupling is practically completely eliminated.



  The invention is not limited to the case in which the two single-phase transformers have a common yoke. Even if they are separated and arranged with the yokes side by side, the same problem arises, and an improvement is obtained by arranging a short-circuited turn at the point where the yokes are side by side.



  Although the conversion of a three-phase current into four-phase current is the most common case in practice, the invention is not limited to this either. Even if three-phase current has to be converted into three-phase current or four-phase current into four-phase current by means of a multiphase transformer consisting of a number of single-phase scattering transformers, the same means can be used to achieve a symmetrical load in the case of jointed or adjacent yokes.



  The invention has the further advantage that it, due to the strong damping of the external stray field, respectively. the external stray fields, it is not necessary to take special measures to keep components made of iron or some other magnetic material outside the effective range of the transformer core. The effective seeds of the known Streutransforma gates are usually housed in a housing made of non-magnetic material, for example brass, so that uncertainty in the size of the stray field is avoided. The effective parts of a transformer according to the invention, however, can be accommodated in an iron box without hesitation.

    



  The application of the invention is particularly advantageous when means for regulating the scatter between the primary and secondary windings are provided, for example when, as is known with single-phase transformers, iron bridge parts are attached between the primary and secondary windings.



  The advantage of using the invention in polyphase transformers provided with such bridge parts is that the currents are kept equal for all positions of the bridge parts. This would not be the case if the equality of the currents was achieved in some other way, for example by means of a resistor connected in series with the most heavily loaded tube.



  Another advantage is that the currents remain the same regardless of the way in which the phases of the network are connected. In practical terms, the use of a short-circuited winding as a decoupling means has made it possible to use the regulation with adjustable bridge parts in multi-phase leakage transformers. In other types of construction, the current is usually regulated by means of controllable choke coils in series with the primary transformer signals, with which the voltage on these windings is regulated.

   If one proceeds according to the inven tion, it is possible, as shown in FIG. 2, to connect the cathodes to heating windings 14, 15 of the transformer, so that a special feed transformer for the cathodes can be dispensed with, while such an arrangement is not applicable is when the voltage on the primary windings needs to be changed to control the current.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Mehrphasenstreutransformator, insbeson dere zur Speisung von Schweissgleichrichtern, der aus zwei oder mehr Einphasenstreutrans- forrnatoren zusammengesetzt ist, gekennzeich net durch eine oder mehrere kurzgeschlossene Wicklungen, die so angeordnet sind, dass sie die Induktionsflüsse dämpfen, welche aus dem Bereiche eines Einphasentransformators in den Bereich eines andern übertreten und eine unerwünschte Kupplung zwischen den Sekundärwicklungen dieser Einphasentrans- formatoren hervorrufen. PATENT CLAIM: Multiphase scattering transformer, in particular for feeding welding rectifiers, which is composed of two or more single-phase scattering transformers, characterized by one or more short-circuited windings which are arranged in such a way that they dampen the induction fluxes that flow from the area of a single-phase transformer into the Crossing another area and causing an undesired coupling between the secondary windings of these single-phase transformers. UNTERAN SPRü CHE 1. Mehrphasenstreutransformator nach Patent anspruch, bei dem zwei nebeneinander lie gende Einphasentransformatoren ein Joch gemeinsam besitzen, dadurch gekennzeich net, dass an der Stelle des gemeinsamen Joches eine kurzgeschlossene Wicklung angeordnet ist, welche das Transformator eisen möglichst eng umschliesst. 2. SUBSEQUENT APPLICATION 1. Multi-phase scatter transformer according to patent claim, in which two adjacent single-phase transformers share a yoke, characterized in that a short-circuited winding is arranged at the point of the common yoke, which surrounds the transformer as closely as possible. 2. Transformator nach Unteranspruch 1, zur Umwandlung von Drehstrom in Zwei- bezw. Vierphasenstrom, der aus zwei Einphasen streutransformatoren besteht, deren Kerne ein Joch gemeinsam besitzen, dadurch ge kennzeichnet, dass an der Stelle dieses Joches eine kurzgeschlossene Wicklung angeordnet ist, die das Transformatoreisen möglichst eng umschliesst. 3. Transformer according to dependent claim 1, for converting three-phase current into two or two. Four-phase current, which consists of two single-phase leakage transformers, the cores of which have a common yoke, characterized in that a short-circuited winding is arranged at the point of this yoke, which surrounds the transformer iron as closely as possible. 3. Transformator nach Patentanspruch, der aus zwei Einphasenstreutransformatoren mit getrennten Kernen und zwei neben einander liegenden Jochen, dadurch gekenn zeichnet, dass an der Stelle dieser Joche eine kurzgeschlossene Wicklung angeord net ist, die die beiden Kerne möglichst eng umschliesst. 4. Transformator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Querschnitt der kurzgeschlossenen Wicklung von der Grössenordnung des Querschnittes jeder der Transformatorspulen ist. 5. Transformer according to claim, which consists of two single-phase scatter transformers with separate cores and two yokes lying next to each other, characterized in that a short-circuited winding is net angeord at the location of these yokes, which encloses the two cores as closely as possible. 4. Transformer according to claim, characterized in that the cross section of the short-circuited winding is of the order of magnitude of the cross section of each of the transformer coils. 5. Transformator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zur Regelung der Streuung verstellbare, eiserne Brücken teile zwischen der Primär- und Sekundär wicklung der Einphasentransformatoren angebracht sind. 6. Transformator nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass dessen wirksame Teile in einem Eisengehäuse untergebracht sind. Transformer according to claim, characterized in that adjustable iron bridge parts are attached between the primary and secondary winding of the single-phase transformers to regulate the spread. 6. Transformer according to claim, characterized in that its effective parts are housed in an iron housing.
CH179213D 1933-05-13 1934-04-23 Polyphase distribution transformer. CH179213A (en)

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