DE944804C - DC converter with induction of the AC circuit influenced by DC bias for low currents and high voltages - Google Patents

Description

Gleichstromwandler mit durch Gleichstromvormagnetisierung beeinflußter Induktion des Wechselstromkreises für niedrige Ströme und hohe Spannungen Die Erfindung bezieht sich auf einen Gleichstromwandler mit durch Gleichstromvormagnetisierung beeinflußter Induktivität des Wechselstromkreises für niedrige Ströme und hohe Spannungen. Wenn derartige Wandler für Hochspannungsgleichstrom verwendet werden sollen, ist infolge des großen Raumbedarfes für die Hochspannungsisolation der Primärwicklung ein Kern erforderlich, der eine hohe Gleichstromvormagnetisierung benötigt. Das bedeutet, daß die primäre Gleichstromamperewindungszahl entsprechend hoch gewählt werden muß. Nun bewegt sich aber der Gleichstrom für solche Hochspannungsanlagen nur in Größenordnungen von IOO bis 500 A, dagegen sind zur Vormagnetisierung der Wandlerkerne Amperewindungszahlen in der Größenordnung von IOOOO Amperewindungen notwendig. Hierdurch erhält man für die Primärwicklung dann eine entsprechend hohe Windungszahl, z. B. bei 250A Primärstrom 40 Windungen. Eine solche Spule erfordert, da nur eine geringe Stromdichte in der mit starker Isolation versehenen Wicklung zugelassen werden kann, viel Kupfer und Wickelmaterial und Platz, der sich noch durch den Isolationsbedarf für die hohe Spannung erhöht. Vielfach ist dann der Raumbedarf wiederum hierfür so groß, daß das erstgewählte Rernfenster zu klein ist, so daß noch ein größerer Kern mit noch größerer Amperewindungszahl genommen werden muß.DC converter with affected by DC bias AC circuit induction for low currents and high voltages The invention refers to a direct current converter with direct current bias influenced inductance of the AC circuit for low currents and high voltages. If such converters are to be used for high voltage direct current, is due to the large amount of space required for the high-voltage insulation of the primary winding requires a core that requires high DC bias. That means that the primary DC ampere turns selected correspondingly high must become. But now the direct current moves for such high-voltage systems only in the order of magnitude of 100 to 500 A, on the other hand, the Converter cores ampere-turns in the order of magnitude of 10000 ampere-turns necessary. This then gives a correspondingly high value for the primary winding Number of turns, e.g. B. 40 turns at 250A primary current. Such a coil requires there is only a low current density in the winding, which is provided with strong insulation can be allowed a lot of copper and winding material and space that is left increased by the insulation requirement for the high voltage. In many cases, the space requirement is then again for this so big that the first chosen Rern window is too small is so that an even larger core with an even larger number of ampere-turns is taken must become.

Eine Verkleinerung des Kernes und der Primärwicklung trotz hoher Gleichstromvormagnetisierung läßt sich bei einem Gleichstromwandler mit durch Gleichstromvormagnetisierung beeinflußter Induktion des Wechselstromkreises für niedrige Ströme und hohe Spannungen erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß zur Erzielung einer hohen Gleichstromvormagnetisierung der gleichgerichtete Sekundärstrom die Vormagnetisierung des Primärstromes im gleichen Sinne unterstützt. Das. geschieht dadurch, daß der gleichgerichtete Sekundärstrom einer Zusatzwicklung zugeführt wird, die beide Wandlerkerne gleichzeitig umfaßt. Dabei kann die Primärwicklung mit einer bei Wechselstromwandlern gebräuchlichen Amperewindungszahl ausgeführt sein und die Differenz zur erforderlichen Gleichstromamperewindungszahl durch eine entsprechende Bemessung der Zusatzwicklung ausgeglichen werden. A reduction in the size of the core and the primary winding despite higher Direct current bias can be achieved with a direct current converter by means of direct current bias AC circuit influenced induction for low currents and high voltages according to the invention thereby achieve that in order to achieve a high direct current bias the rectified secondary current the premagnetization of the primary current in the same Supports the senses. That. happens because the rectified secondary current an additional winding is supplied, which includes both converter cores at the same time. The primary winding can be used with an alternating current converter Number of ampere turns and the difference to the required number of direct current ampere turns be compensated by a corresponding dimensioning of the additional winding.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels noch näher beschrieben. The invention is illustrated below using one in the drawing Embodiment described in more detail.

In der Zeichnung sind mit I und 2 die beiden Teilkerne des Gleichstromwandlers bezeichnet, auf denen die beiden Sekundärwicklungen 3 und 4 liegen, die gegeneinander geschaltet sind. Der sekundäre Wechselstrom wird aus einer Wechselstromquelle 5 entnommen und in einem Gleichrichter 6 in Gleichstrom umgeformt. Die Vormagnetisierung der Kerne erfolgt nun nicht allein durch den PrimärstromJ1 mit Hilfe der Wicklung 7, sondern der gleichgerichtete- Sekundärstrom J2- wird vor Eintritt in das Meßinstrument 8 einer Zusatzwicklung 9 zugeführt, die im gleichen Sinne wie der Primärstrom 7 vom Strom J2 durchflossen wird. In the drawing, I and 2 are the two partial cores of the DC converter denotes, on which the two secondary windings 3 and 4 lie, which are against each other are switched. The secondary alternating current is obtained from an alternating current source 5 taken and converted into direct current in a rectifier 6. The bias the cores are now not made solely by the primary current J1 with the help of the winding 7, but the rectified- secondary current J2- is before entering the measuring instrument 8 is fed to an additional winding 9 which, in the same sense as the primary current 7 is traversed by the current J2.

Der Gleichstromwandler kann luft- oder ölisoliert ausgeführt werden und als Topf- oder Stützerwandler aufgebaut sein. Die Hochspannungsisolation IO der Primärwicklung 7 bestehtbei ölisolierten Wandlern z. B. aus einer Isolationsanordnung, wie sie bei Hochspannungswechselstromwandlern gebräuchlich ist. Diese setzt sich bekanntlich im wesentlichen aus einer dicken, dicht auf die Primärwicklung aufgewickelten Papierbandage und zwischen Primär- und Sekundärwicklung liegenden Isolierzylindern mit an den Enden abgebogenen Flanschen zusammen. Da diese Papierisolation für die in der Wicklung 7 erzeugte Stromwärme schlecht durchlässig ist, muß die Stromdichte dieser Wicklung entsprechend niedrig gewählt werden. Die Wicklung g dagegen besitzt infolge des lcleinen Spannungsunterschiedes gegen über dem Kern und den Wicklungen 3 und 4 nur eine schwache Isolation, so daß die Stromdichte entsprechend höher gewählt werden kann. Durch die Verlagerung eines Teiles der erforderlichen Gleichstromamperewindungen in die Wicklung g wird also der Kupferaufwand verringert. Außerdem kann das Kernfenster besser ausgenutzt werden, da für die Wicklung 9 der Abstand zu den geerdeten Kernteilen nur klein zu sein braucht. The DC converter can be air or oil insulated and be constructed as a pot or support transducer. The high voltage insulation IO the primary winding 7 consists in oil-insulated converters z. B. from an isolation arrangement, as it is common with high-voltage AC converters. This sits down as is known, essentially from a thick, tightly wound onto the primary winding Paper bandage and insulating cylinders between the primary and secondary windings with flanges bent at the ends. Since this paper insulation for the Current heat generated in the winding 7 is poorly permeable, the current density must be selected accordingly low for this winding. The winding g, however, has as a result of the small voltage difference between the core and the windings 3 and 4 only a weak insulation, so that the current density is selected correspondingly higher can be. By shifting some of the required DC amp turns In the winding g, the copper expenditure is thus reduced. In addition, the core window be better utilized, since the distance to the grounded core parts for the winding 9 just needs to be small.

Durch entsprechende Wahl der Amperewindungszahl der Primärwicklung 7 und Unterteilung in zwei oder mehrere wahlweise hintereinander oder parallel zu schaltende Teilspulen läßt sich eine primäre Umschaltung erreichen, so daß der Gleichstromwandler für mehrere normale Primärstromstärken zu verwenden ist. By choosing the number of ampere turns of the primary winding accordingly 7 and subdivision into two or more either one behind the other or parallel to switching sub-coils, a primary switching can be achieved, so that the DC converter is to be used for several normal primary currents.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE: I. - Gleichstromwandler mit durch Gleichstromvormagnetisierung beeinflußter Induktion des Wechselstromkreises für niedrige Ströme und hohe Spannungen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer hohen Gleichstromvormagnetisierung der gleichgerichtete Sekundär strom die Vormagnetisierung des Primärstromes im gleichen Sinne unterstützt. PATENT CLAIMS: I. - DC converter with direct current bias influenced induction of the AC circuit for low currents and high voltages, characterized in that to achieve a high DC bias the rectified secondary current the premagnetization of the primary current in the same Supports the senses. 2. Gleichstromwandler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der gleichgerichtete Sekundärstrom einer Zusatzwicklung - zugeführt ~wird, die beide Wandlerringe gleichzeitig umfaßt. 2. DC converter according to claim I, characterized in that the rectified secondary current is supplied to an additional winding, both of which Includes converter rings at the same time. 3. Gleichstromwandler naclt Ansprüchen I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung mit einer bei Wechselstromwandlern gebräuchlichen Amperewindungszahl ausgeführt ist und die Differenz zur~erforderlichen Gleichstromamperewindungszahl durch eine entsprechende Bemessung der Zusatzwicklung ausgeglichen wird. 3. DC converter according to claims I and 2, characterized in that that the primary winding has a number of ampere-turns that is common in AC converters and the difference to the ~ required number of direct current ampere turns is compensated by a corresponding dimensioning of the additional winding. 4. Gleichstromwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation (IO) der Primärwicklung (7) nach Art der Isolation von Hochspannungswechselstromwandlern durch eine aufgewickelte Papierbandage und Isolierzylinder erfolgt, wobei die Zusatzwicklung auf Niederspannungspotential liegt und schwach isoliert ist. 4. DC converter according to claim 3, characterized in that the insulation (IO) of the primary winding (7) in the manner of the insulation of high-voltage AC transformers takes place through a wound paper bandage and insulating cylinder, with the additional winding is on low voltage potential and is poorly insulated.