DE329364C - Transformator mit m Magnetschenkeln zur Veraenderung der Phasenzahl n eines Mehrphasensystems - Google Patents
Transformator mit m Magnetschenkeln zur Veraenderung der Phasenzahl n eines MehrphasensystemsInfo
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- DE329364C DE329364C DE1917329364D DE329364DD DE329364C DE 329364 C DE329364 C DE 329364C DE 1917329364 D DE1917329364 D DE 1917329364D DE 329364D D DE329364D D DE 329364DD DE 329364 C DE329364 C DE 329364C
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
- H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
- H01F30/12—Two-phase, three-phase or polyphase transformers
- H01F30/14—Two-phase, three-phase or polyphase transformers for changing the number of phases
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Description
- Transformator mit m Magnetschenkeln zur Veränderung der Phasenzahl n eines Mehrphasensystems. In den Patentschriften 269345 und 294629 sind bereits zwei verschiedene Transformatortypen beschrieben, durch welche es möglich ist, ein 9-Phasensystem aus einem 3-Phasennetz zu speisen. Beiden Transformatoren ist gemeinsam, daß das zugrunde gelegte Konstruktionsprinzip sich außer auf das 9-Phasensystem auch auf Mehrphasensysteme mit höheren und durch 3 teilbaren Phasenzahlen (Phasenmultipla von 3) anwenden läßt. Nicht durch 3 teilbare Phasenzählen hingegen sind ohne besondere Konstruktionsmaßnahmen (Einführung von 3=teiligen Ausgleichsphasen zur Erzielung eines symmetrischen Mehrphasenfeldes in den Magnetschenkeln) von den dort angegebenen Lösungen ausgeschlossen. Im vorliegenden Gesuche soll nun ein neuer Transformatortypus besprochen werden, der für die Umwandlung von 3- in 9-Phasenstrom gegenüber den bekannten Lösungen eine weitere Lösung zuläßt und außerdem für ganz beliebige Phasenzahlen (n > 3) der Primär- oder Sekundärseite und mit einer- willkürlichen Schenkelzahl (m > 3) gebaut werden kann. Während bei den obengenannten Transformatoren die. einzelnen Phasenwicklungen zum Teil nur aus einer einzigen und zum Teil aus zwei in Reihe geschalteten Schenkelwicklungen bestehen, ist beim Transformator nach vorliegender Erfindung jede der sämtlichen Phasen sowohl bei der Primärwicklung als auch bei der Sekundärwicklung für irgendeine primäre oder sekundäre Phasenzahl n aus je m auf die einzelnen Transformatorschenkel entfallenden Teilwindungszahlen in Reihe geschaltet. Gegen= über Bekanntem ist sowohl für die konstruktive Kennzeichnung als überhaupt für den Betrieb neu, daß die effektiven Phasenamperewindungen (algebraische Summe der effektiven Teilamperewindungen der Phasenteilwickluhgen) einerseits auf der Primärseite und andererseits auf der Sekundärseite in sämtlichen Transformatorphasen miteinander übereinstimmen.
- Für eine m-schenklige primäre oder sekundäre n-Phasenwicklung läßt sich die Teilwindungszahl z"" der v-ten Phase (v - Phasenindex) auf dem i.-ten Transformatorschenkel (u = Schenkelindex) berechnen nach der folgenden »Wicklungsformel« in welcher C und w zwei beliebige Konstanten, ferner (y und 8 sind konstante Zusatzwinkel) vom Phasen- bzw. Schenkelindex m...v. .n; [email protected] III abhängige Verschiebungswinkel bedeuten. Die Wicklungsformel ist dabei in der Weise zu verstehen, daß sowohl die Primär- als auch die Sekundärwicklung, sei es nun für die gleiche oder aber für eine andere Phasenzahl, danach zu berechnen ist, ' Für den Betrieb ist vorauszusetzen, daß die elektrische Leistung energetisch ausgeglichen übertragen wird bzw. ein symmetrischer n-Phasenstrom primär in einen ebenfalls symmetrischen p-Phasenstrom sekundär übergeht. Dies ließe sich in exakter Weise nur beim Transformator mit unveränderlicher Permeabilität und ,bei sinusförmigen Wechselstromschwingungen erreichen; beim eisenhaltigen praktischen Transformator werden mehr oder mindergroße Abweichungen hiervon auftreten. Für eine ausgeglichene Mehrphasenumformung müssen sich einerseits die Teilamperewindungen von symmetrischen Phasenströmen i, auf den Magnetschenkeln zu symmetrischen Schenkelamperewindungen a" zusammmensetzen und andererseits die Teilspannungen von symmetrischen Schenkelflüssen c)" in den Phasenwicklungen zu- symmetrischen Phasen-E:M.K. e,,. Bezeichnet w die Kreisfrequenz der Wechselschwingungen und t die Zeit, so kann gesetzt werden i, = J -sin (w t - aJ ; . 9" = cb .sin (w t - ß"). IV Hieraus lassen sich entsprechend der Transformatorkonstruktion nach den Summenförmeln : - durch Auswertung folgende Ausdrücke ermitteln nach denen sich die symmetrische Leistungsübertragung also tatsächlich bewahrheitet. Es bleibt noch zu erwähnen, daß der Unterschied im Verhalten der Primär- und Sekundärwicklung kein prinzipieller ist, da ja die Energiewanderung in der einen oder anderen Richtung reversibel ist. Die Phasenwicklungen können dabei auf jeder Transformatorseite ganz. willkürlich entweder in Stern- oder'Ringschaltung vereinigt sein; die eine oder andere Schaltungsweise ändert nur das Übersetzungsverhältnis (Verhältnis der primären Phasenspannung zur sekundären Phasenspannung), nicht aber die prinzipielle Arbeitsweise (bestimmte Phasenumformung)- des Transformators.
- Aus der Wicklungsformel I läßt sich durch einfache Summation noch eine Formel 4erleiten, welche ein bemerkeäswertes Xenn# zeichen des Mehrphasentransformators enhält. Es ist: ' ' s, stellt die algebraische Phasenwindungszahl (d. h. die Summe der in der Phase auf den Magnetschenkeln links umlaufenden Windungen vermindert um die Summe der rechtsumlaufenden Windungen) dar; es erweist sich also, daß diese für sämtliche Phasen ein und derselben Mehrphasenwicklung gleich groß ist. Dasselbe gilt im symmetrischen Betrieb deshalb auch für die effektive Phasenamperewindungszahl.
- Um das Besprochene verständlicher zu machen, ist -für den einfachsten und wichtigsten Fall - Konstruktion des Transformators mit drei Magnetschenkeln - an Hand der Figuren die Wicklungskonstruktion eingehender erläutert.
- In Fig. i ist durch die Vektoren v1 v2 . . . v . . . v" v" v" ein reguläres n-Phasenvektorsystem gezeichnet; ist der polare Richtungswinkel des Vektors v,. Jeder solche Vektor kann auf unendlich viele Arten nach drei symmetrischen Grundachsen x, y, z (von welchen nach der Figur speziell die Achse x _ reit dem Vektor vn des Vektorsystems zusammenfällt) in drei Komponenten x" y" z, zerlegt werden. Nimmt man (s. Fig. 2) für jeden der drei Transformatorschenkel (welche durch die drei Richtlinien x, y, z angedeutet sein sollen) den Komponenten proportionale Teilwindungszahlen c - x" c - y" c - x, an und schaltet diese -zu einem zusammenhängenden Wicklungszug - der Phasenwicklung k" k, - in Reihe, so werden (was offenbar keiner weiteren Begründung bedarf) darin, sofern nur die Schenkelflüsse des Transformators ein symmetrisches 3-Phasenfeld bilden, Spapnungen induziert, welche vektoriell. durch die symmetrischen Vektoren- von Fig.- i dargestellt werden. Die symmetrische Flußverteilung kommt aber, wie aus der vorangehenden analytischen Betrachtung nach Gleichung VII hervorgeht, zustande, wenn die Komponentenzerlegungen so ausgewählt werden, daß s, = C (x, -E- Yv--f- z,) - C w VIII für, alle Phasen gleich ausfällt.
- In Fig. 3 ist zwecks deutlicher Veranschaulichung -speziell für den Wert w = o (und natür= lieh mit aufgerundeten Windungszahlen) eine 3-schenklige ii-Phasenwicklung aufgezeichnet. 1i'; 22'; . . .-io, io'; ii, ix' sind die einzelnen, aus je drei Schenkelteilwicklungen in Reihe geschalteten Phasenwicklungen des Transformators. Entsprechend Gleichung VIII gibt es auf den Magnetschenkeln x, y, z dabei in jeder Phase Windungen von dem einen und Windungen von dem anderen Umlaufssinn. In dieser Figur ist gleichzeitig der Umstand mitberücksichtigt, daß es bei Transformatoren für höhere Betriebsspannungen am vorteilhaftesten ist, die Reihenfolge der Phasenwicklungen auf den Magnetschenkeln mit der elektrischen Folge der Phasen übereinstimmen zu lassen, weil dann die Spannungsdifferenzen zwischen benachbarten Spulenwicklungen am geringsten ausfallen. Für Betrieb mit Sternschaltung sind entweder alle Phasenenden i, 2 ... io, x= oder i', 2' . . . io', ii' unter sich. zu vereinigen; die übrigen Phasenenden sind dann die freien Phasenklemmen der Mehrphasenwicklung ; bei Ringschaltung hingegen ist der geschlossene Wicklungszug i i', 22' . . . io, =o', ix, ii', i zu bilden und die Mehrphasenanschlüsse finden sich an den Knotenpunkten i', 2 ; 2', 3 usw.
Claims (1)
- PATENT-ANSPRUcH: Transformator " mit m-Magnetschenkeln zur Veränderung der Phasenzahl n eines Mehrphasensysterns, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl bei der Primärwicklung als . auch bei der Sekundärwicklung jede der sämtlichen Phasen für irgendeine primäre oder sekundäre Phasenzahl n aus je nz auf die einzelnen Transformatorschenkel entfallenden Teilwindungszahlen in Reihe geschaltet ist, wobei entsprechend der Wicklungsformel für die Teilwindungszahl (in welcher C und w zwei willkürliche Konstanten, ferner vom Phasen- und Schenkelindex i...v...n; i.. M...m und den konstanten Zusatzwinkeln y und ö abhängige Verschiebungswinkel bedeuten), für r alle Phasenwicklungen die effektive Phasenämperewindungszahl gleich groß ausfällt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH329364X | 1917-05-15 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE329364C true DE329364C (de) | 1920-11-18 |
Family
ID=4501298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1917329364D Expired DE329364C (de) | 1917-05-15 | 1917-07-01 | Transformator mit m Magnetschenkeln zur Veraenderung der Phasenzahl n eines Mehrphasensystems |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE329364C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0078908A2 (de) * | 1981-10-24 | 1983-05-18 | Thyssen Industrie Ag | Stelltransformator |
-
1917
- 1917-07-01 DE DE1917329364D patent/DE329364C/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0078908A2 (de) * | 1981-10-24 | 1983-05-18 | Thyssen Industrie Ag | Stelltransformator |
EP0078908A3 (de) * | 1981-10-24 | 1984-07-25 | Thyssen Industrie Ag | Stelltransformator |
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