CH253103A - Mehrphasen-Induktanzspule mit gleichstromvormagnetisiertem Kern. - Google Patents

Description

      Mehrphasen-Induktanzspule    mit gleichstromvormagnetisiertem K    Die vorliegende Erfindung betrifft eine       Mehrphasen-Induktanzspule    mit     gleichstrom-          vorinagnetisiertem    Kern, die für     Mehr-          p.hasenwechselstrom-Regu        lierung    und ähn  liche     Zwecke    verwendet werden kann. Die  Erfindung bezieht     sich    ferner auf ein Ver  fahren zur     Heisstellung        .der        Mehrphasen-          Iii.duktanzspule.     



  Erfindungsgemäss ist der Kern der     Induk-          tanzspule    derart aus     einer    Anzahl von Kern  teilen aufgebaut, dass zwei geschlossene     Fluss-          pfade    gebildet werden, welche je aus einer  der Phasenzahl entsprechenden Anzahl von  Kernteilen bestehen. Diese zwei geschlosse  nen     Flusspfade    sind durch eine der Phasen  zahl entsprechende Anzahl von Stegen mit  einander verbunden.. welche von den Verbin  dungsstellen der die zwei     geschlossenen        Fluss-          pfa.de    bildenden Kernteile ausgehen.

   Wick  lungen für Gleichstrom und Wechselstrom       sind    derart angeordnet, dass magnetische  Gleichflüsse in mindestens einem der beiden       geschlossenen        Flusspfade,    jedoch praktisch       rieht    in den     Stegen,    welche diese geschlosse  nen     Flusspfade    verbinden, erzeugt     werden,          -während    die     magnetischen    Wechselflüsse in       den        Flusspfaden    erzeugt werden,

   welche  sowohl die den verschiedenen Phasen in den  zwei     geschlossenen        Flusspfaden    entsprechen  den Kernteile als auch die die letzteren     Fluss-          rfa.de    verbindenden Stege aufweisen.  



  Die zwei geschlossenen     Flusspfade    sind       vorzugsweise    in zueinander parallelen Ebe  nen gelegen.    Ein     Ausführungsbeiepicl    des Erfindungs  gegenstandes ist nachstehend an Hand der  Zeichnung näher beschrieben.  



  Die     F'ig.    1 zeigt die perspektivische     An-          ,sieht    des Kernes einer     Induktanzspule    für  Dreiphasenstrom,       Fig.    2 einen Grundriss der gleichen       Induktanzspule,    wobei nur eine Wicklung L  dargestellt ist,       Fig.    3 die Anordnung der Wicklungen,  wenn diese für die Gleich- und Wechsel  ströme     gemeinsam    sind,       F'ig.    4 die Form der     Kernbleche,    und       Fig.    5 dient zur Erläuterung eines Ver  fahrens, nach welchem die Kerne mit Vorteil  zusammengebaut werden     können.     



  Wie aus der     Fig.    1 hervorgeht, kann der  Kern der für Dreiphasenstrom ausgebildeten       Induktanzspule    als aus zwei dreieckigen       Flusspfaden        1.-2-ss    und 4-5-6 bestehend be  trachtet werden, welche über die Kernteile 7,       h    und 9 miteinander verbunden sind.

   Wenn  für Gleichströme und Wechselströme ge  trennte Wicklungen verwendet werden, wer  den die Gleichstromwicklungen auf den  Kernteilen 1, 2, 3 und/oder 4, 5, 6 angeord  net, wie dies allgemein in     Fig.    2 dargestellt       ist,    während die Phasenwicklungen     entweder     auf den gleichen Kernteilen wie die Gleich  stromwicklungen oder auf den Kernteilen 7,  8 und 9 angeordnet werden.

   Die Wechsel  stromwicklungen wie auch die Gleichstrom  wicklungen sind vorzugsweise unter sich       gleich.    Wenn die     Wicklungen        oowo@hi    'auf      den Kernteilen 1, 2 und 3 als     auch-auf    den  Kernteilen 4, 5 und 6 angeordnet     sind,    so  ist es lediglich von Bedeutung, -dass     die     gleichartigen, die dreieckigen     Flusspfade     umgebenden Wicklungen unter     sich    für  jeden     Flusspfad        gleichlind.     



  Die Arbeitsweise wird zuerst     unter    der  Annahme beschrieben,     dass    die     Induktanz-          spule    drei Gleichstromwicklungen und drei       Wechse'lstromwicklungen    aufweist, welche  auf -den Kernteilen 1, 2, 3 angeordnet sind.  Die drei     Gleichstromwicklungen    wirken  dann in der gleichen     Richtung,    so -dass im       Fluss:pfad        1-2-3    ein magnetischer Gleich  fluss erzeugt wird, welcher der Summe der       Amperewindungen        dieser    Wicklungen ent  spricht.

   Da von den     Gleiahstromwieklungen     angenommen wurde,     dass    sie praktisch gleich  sind, wird offensichtlich kein magnetischer       Gleichfluss    in den Kernteilen 7, 8, und 9 (und  daher in     diesem    Fall     ebensowenig    in den       Kernteilen    4, 5 und 6) erzeugt.

   Die     We:chsel-          stromwicklungen    können entweder in Stern  oder Dreieckschaltung verwendet werden,  wenn man     berücksichtigt,        dass    die durch  diese     Wicklung    erzeugten magnetischen  Wechselflüsse gegenseitig     richtige        Phasen-          verschiebungen    (120 ) -aufweisen.

   Da. nun  die     1VIomentanwerte    der     Amperewindungen          .der        Wecheelstromwitklungen    in den ver  schiedenen     Wicklungen    gegenseitig     ungleich     sind, so wird     sich    der magnetische     Wechsel-          fluss    über .die Kernteile 7, 8 und 9 wie auch  die Kernteile 4, 5 und 6 verzweigen. Daher       entsprechen    die     Flusspfade    1-7-4-8, 2-9-6-7  und 3-8-5-9 den verschiedenen Phasen.

         Folglich        isst    ein Teil     des        Flusspfades    (die  Kernteile 7, 8 und     9)-    jedem Phasenpaar  gemeinsam. Obwohl die verschiedenen       magnetischen        Weahselteilflüsse    gegenseitig       voneinander    abhängig sind, gleichen sie sich  in Fällen von gleicher     Belastung    gegenseitig  aus, so dass die Summe der magnetischen       Weehselffusskomponenten    in den Kernteilen  1, 2, 3 und 4, 5,

   6     praktisch    gleich Null sein  wird und .die in den     Gleichstromwicklungen     induzierten Wechselspannungen einander  praktisch     aufheben,    so     -da'ss    kein Wechsel-         Strom    der Grundfrequenz im Gleichstrom  kreis, erzeugt wird.  



       Ähnliche    Bedingungen ergeben     sich,     wenn die     Wechselstromwicklungen    auf den  Kernteilen 7, 8 und 9 angeordnet sind, und  auch, wenn -die Kernteile 4, 5 und 6 mit  Gleichstrom-     und/oJer        Wechsel'stromwick-          lungen    versehen sind.

   Sind     uTechselstrom-          wicklungen    auf den Kernteilen 1, 2, 3 und  4, 5, 6 angeordnet, so müssen die 'auf den  Kernteilen 7, 8 und 9 angeordneten     Wech-          selstromwiaklungen        sa    in     ,den        Stromkreis          eingeschaltet    werden,     dass    sie mit den     Weeh-          selstromwieklungen    auf den Kernteilen 1, 2  und 3 bei     de"r    Erzeugung der magnetischen       Weahse'lflüsse    in den     Ffüsspfaden    1-7-4-8,

         2-9=6-7    und 3-8-5-9     zusammenwirken.     



  Wenn die     Induktanzspule    gemeinsame  Wicklungen für den Gleich- und Wechsel  strom aufweist, so kann sie in der allgemei  nen in     Fig.    3 dargestellten Weise ungeord  net werden.  



  Der Kern ist hier rein     schematisch    dar  gestellt und weist die Wicklungen     L,-L,;     auf. Die Wicklungen     L1,        L2    und     L3        bil(den     zusammen eine     Sternsühaltung    und die  Wicklungen     L."        L;

  ,    und     Lr    eine weitere       Sternschaltung.    Die freien Enden der     Pha-          senwicklungen    der beiden Sternschaltungen  sind paarweise parallel. mit den entspre  chenden Phasen der     Weahselstromquelle          verbunden,    während die beiden neutralen  Punkte je mit einer Klemme einer     Glieiah-          spaunungsque-lle,    z. B. einem Trocken  gleichrichter verbunden sind.

   Um richtige       Flusspfade    zu erhalten, ist es nötig, dass die       Amp6rewindungen    der Wicklungen     m        einer     solchen     Richtung    wirken,     dass    die     mabgneti-          schen    Wechselflüsse in den parallelen     Kern-          teilen,    welche von derselben Phase gespeiste       Wicklungen    tragen, entgegengesetzt gerich  tet sind.  



  Die     übrigen    Bedingungen sind genau  gleich wie die im     Zusammenhang    mit     Fig.    1  beschriebenen, jedoch mit dem Unterschied,  dass hier eine     Stromüberlagerung    an Stell  einer     Amperewindungsüberlagerung    verwen  det wird.

             Eine    solche     Stromkr.eisanordnung    ist be  sonders nützlich in Reguliereinrichtungen,  in welchen die     Indüktanzspu:le    durch einen       Clleichstrom    gespeist wird, welcher von der       Grösse    des Wechselstromes     abhängig    ist, der       dtir,cli    die     Induktanzspule    fliesst (Rückfüh  rung).

   Damit in diesem     F'al'be    der     Gleieh-          midcchse@trom    ausserhalb der     Indukta,nz-          .spriIc#        galvanisch    getrennt werden kann., was  mit     Rücksicht    auf die Verhinderung der       lfihertra.gung    von Gleichstrom in den     Wech-          sc-lstromkreis    oder umgekehrt nötig ist, wird  der     Rüclzfiihrungsstrom    von einem Gleich  richter abgeleitet,

   welcher mit der     Sekundär-          wieklung    eines im     Dreiphasensp        cisenetz        lie-          g;enden    Transformators T verbunden ist. Es  ist     ersivhtlieh,        da.ss    die     Induktanzspule        zu-          .sIi.lrliche,    getrennte     Gleichstromwicklungen     aufweisen kann, denen ein weiterer Regulier  arom zugeführt wird.  



  Wie aus der Beschreibung der Flosspfade       der        Induktanzspule        ersichtlich        isst,    werden       diese        Pfade        l.ä.ng        #s        der        dreieckigen        Flosskreise     1, 2, 3 und 4, 5, 6 wie     auch    zwischen diesen  über die     vertikalen    Stege 7, 8 und 9 gebildet.  



  Aus diesem Grunde sollten     unverm.eid-          ba.re    Verbindungen im Kern     einen    möglichst  kleinen     magnetischen    Widerstand     aufweisen     und daher vorzugsweise als     überlappen-de.          Verbindungen    ausgebildet sein. Der Kern  wird daher     vorzugsweise    aus Blechen     auf-          geba.lit,    welche die in     Fig.4        dargestellte          2-Form    aufweisen.

   Die zur Erreichung  der     geeigneten    Dicke des Kernes     erforder-          li        elie,    Anzahl von Blechen wird     aufein-          ancler,-zelegt    und dann derart     abgebogen,          da.ss    sich die in.     Fig.    5 dargestellte Form  ergibt:.

   Wenn drei Gruppen von Blechen auf  diese Art abgebogen worden sind',     wird    der  Kern aufgebaut, indem die "langen Schenkel  teile der     Bleche        Laze    um Lage in die     Spu-          lenralimen    für die Wicklungen eingeführt       werden,    von denen in diesem Fall angenom  men     wird,        dass    sie lediglich auf den     horizon.-          talen    Kernteilen (1, 2, 3     und/oder    4, 5, 6)  angeordnet werden.  



  Die Bleche     -,werden    Lage um Lage     der-          -irt    montiert,     d:'ass    die langen     Schenkelteile            S,    jedes     Bleches    gegen die     kürzeren    Schenkel  teile     S.    des nächsten Bleches derselben Lage  anstossen. Um überlappte Verbindungen zu  erhalten, werden die     Schenkelteile        S,    für die  eine Lage von links und für die     nächste     Lage von rechts usw. in die     Spulenrahmen     eingeführt.

   Wie leicht zu erkennen ist, soll  ten die     Schenkelteile        S,,        und/oder     &  der  Bleche um so kürzer Bein, je näher die Bleche  bezüglich der Mitte des Kernes     angeordnet     sind. Zu Beginn werden die Bleche jedoch  vorzugsweise alle gleich gemacht und erst  auf die richtige Länge     eingestellt,    nachdem  sie gebogen worden sind, indem die Enden.  der Blechgruppen vorzugsweise rechtwinklig  längs der Linien<I>L,</I> und     L,    der     hig.    5     aIge-          schnitten    werden.

   Der Kern wird durch     Bol.          zen    B zusammengehalten, welche sich durch  die Öffnungen H in den     Blechen    erstrecken.  



  Die oben beschriebene     Induktanzspule    ist  für die Verwendung mit     Dreiphasenstrom     geeignet.     Induktanzspulen,    welche in genau       gleicher    Weise gemäss der Erfindung herge  stellt sind, können auch für irgendeine grö  ssere Anzahl von Phasen     konstruiert    werden.  Die Anzahl' der vertikalen Stege (7, 8 und  9)     nimmt,dann    entsprechend der Anzahl von  Phasen zu und die Anzahl     Wieklüngen     nimmt ebenfalls entsprechend zu.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH T: 1llehrphasen-Indtikta.nzspü,le mit Kern, dadurch ge kennzeichnet, dass der Kern derart aus- einer Anzahl von Kernteilen aufgebaut ist, dass zwei geschlossene Flosspfade gebildet wer den, welche je aus, einer der Phasenzahl ent sprechenden Anzahl von Kernteilen beste hen, wobei diese beiden geschlossenen F'luss- pfad-e durch eine der Phasenzahl entspre chende Anzahl von Stegen miteinander ver bunden sind,

   welche von den Verbindungs stellen der die beiden geschlossenen Fluss- pfade bildenden Kernteile ausgehen, wobei ferner Wicklungen für Gleich- und Wech- selgtrom derart angeordnet sind, dass magne tische Gleichflüsse mindestens in einem der beiden geschlossenen Flosspfade, jedoch praktisch nicht in den diese Flusspfaade ver bindenden Stegen erzeugt werden,

   während die magnetischen Wechselflüsse in den Fluss- pfaden erzeugt werden, welche sowohl die den verschiedenen Phasen in den beiden genannten geschlossenen Flusspfaden entspre chenden Kernteile als auch die diese beiden geschlossenen Flusspfade verbindenden Stege aufweisen.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Induktanzepule nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass .die zwei ge- schlossenen Flusspfade in zueinander paral- 1elen Ebenen gelegen sind. 2.. Induktanzspule nach Patentanspruch I. dadurch gekennzeichnet, dass sie für den Gleichstrom und den Wechselstrom ge trennte Wicklungen aufweist.

   3. Induktanzspule nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sie für den Gleichstrom und den Wechselstrom gemein same Wicklungen aufweist. 4. Induktanzspule nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 und 3, dadurch ge kennzeichnet, dass die Wicklungen (L, \bis Ls) auf den Kernteilen der beiden genannten para=11elen geschlossenem Flusspfade - (1-2-3 und 4-5-6) angeordnet sind und zwei Stern schaltungen (L,-L,-L.,

   und L°-L,-LE) bilden, und zwar je eine für jeden dieser beiden parallelen geschlossenen Flusspfade (1-2-3 und 4-5-6), wobei die äusseren freien Enden ,der Phasenwicklungen der beiden Stern- sthaltungen paarweise parallel mit den An- sthlussklemmen für die Phasen der Wech- selstromquelle verbunden sind, wobei ferner die genannten Wicklungen derart geschaltet sind, dass die magnetischen Wechselflüsse in .den parallelen,

   von derselben Phase ge speiste Wicklungen tragenden Kernteilen entgegengesetzt gerichtet sind und wobei. schliesslich die neutralen Punkte der Stern- sahaltungen mit den Anschlussklemmen für die Gleichstromquelle verbunden sind.

   PATENTANSPRUCH II: Verfahren zur Herstellung der Induk- tanzspule nach Patentanspruch I, dadurch g<B>'kp</B> ernbleche e nnzeichnet, <B>dass</B> Z-förmige K verwendet werden, von denen die nach einer Seite gerichteten Schenkelteile (S,) länger als die entgegengesetzt gerichteten Sehen kelteile (S2) ,sind,

   wobei die von einem lan gen und einem. kurzen Schenkelteil zusammen gebildete Länge gleich dem über das Kern blech gemessenen Abstand zwischen zwei benachbarten, die beiden genannten ge- seh'lossenen Fl.usspfade miteinander verbin denden Stegen (7, & , 9) ist, die ihrerseits von den die Schenkel der Kernbleche verbin denden Blechstegen gebildet werden, und dass die Schenkel der Bleche abgebogen und die Bleche Lage um Lage derart montiert werden,

   dass jeweils von einer Lage zur nächsten die Richtung der langen Schenkel teile wechselt, so dass überlappte Verbindun gen entstehen.