DE2331488A1

DE2331488A1 - TRANSFORMER AND MANUFACTURING PROCESS FOR TRANSFORMERS

Info

Publication number: DE2331488A1
Application number: DE19732331488
Authority: DE
Inventors: Jean Rassineux
Original assignee: Unelec SA
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 1972-06-20
Filing date: 1973-06-20
Publication date: 1974-01-10
Also published as: FR2189843B1; IT989367B; FR2189843A1; GB1422590A; AU5692373A

Description

F 6744 DIPL. ING. DIETRICH LEWALDF 6744 DIPL. ING. DIETRICH LEWALD

PATENTANWALTPATENT ADVOCATE

8 MÜNCHEN 4O8 MUNICH 4O

MOUfAIKK STmASSB 6MOUfAIKK STMASSB 6

UNELEC
14, rue de la Baume, 75008 PARIS (Frankreich)UNELEC
14, rue de la Baume, 75008 PARIS (France)

TRANSFORMATOR UND HERSTELLUNGSVERFAHREN FÜR TRANSFORMATORENTRANSFORMER AND MANUFACTURING METHOD FOR TRANSFORMERS

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für Transformatoren sowie den Transformator selbst, zu dem eine
elektrische Wicklung auf einem Magnetkern aus aufeinandergeschichteten Platten in Form eines geschlossenen Magnetkreises gehört.The invention relates to a manufacturing method for transformers and the transformer itself, to which one
electrical winding on a magnetic core made of stacked plates in the form of a closed magnetic circuit.

Ein Verfahren, bei dem die Bauteile des elektrischen Stromkreises und die des magnetischen Kreises ein und desselben Transformators unabhängig voneinander hergestellt werden, ist bekannt. Man wickelt die Spulen eines Transformators in einem eigenen Arbeitsgang und bringt sie anschliessend auf dem an
anderer Stelle für ihre Aufnahme vorbereiteten Magnetkern an, d.h., dass dieser Magnetkern mindestens einmal durchschnittenA method in which the components of the electrical circuit and those of the magnetic circuit of one and the same transformer are manufactured independently of one another is known. You wind the coils of a transformer in a separate operation and then attach them to the
elsewhere at the magnetic core prepared for their inclusion, ie that this magnetic core cut through at least once

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ist, damit die Spulen auf ihm montiert werden können. Zur Erleichterung des Herstellungsverfahrens wird der Magnetkreis meist in mehrere Stücke zerschnitten und danach wieder zusammengesetzt, wobei die Bleche von jeweils zwei benachbarten Stücken miteinander verzahnt werden, um einerseits die Kontinuität des Magnetkreises wieder herzustellen und andererseits die Diskontinuität der aufeinanderfolgenden Schnitte zu mildern.so that the coils can be mounted on it. To make things easier During the manufacturing process, the magnetic circuit is usually cut into several pieces and then put back together again, whereby the sheets of two adjacent pieces are interlocked with one another to ensure continuity on the one hand of the magnetic circuit and, on the other hand, to soften the discontinuity of the successive cuts.

Diese getrennte Herstellung der Erregerspulen und des Magnetkerns eines Transformators gestattet es, eine einfache Wickelmaschine zu verwenden, während für das Aufwickeln einer Spule direkt auf einen geschlossenen Magnetkern, der beispielsweise durch das Aufrollen eines Magnetblechbandes gefertigt wurde, eine kompliziertere Wickelmaschine notwendig wäre.This separate production of the excitation coils and the magnetic core of a transformer allows a simple Use winding machine while for winding a coil directly onto a closed magnetic core, which for example was made by rolling up a magnetic sheet metal tape, a more complicated winding machine would be necessary.

Andererseits weisen die vorfabrizierten Erregerspulen den Nachteil auf, dass zur Erleichterung ihrer Montage ein grosses Spiel zwischen ihnen und dem Magnetkern, auf dem sie angebracht werden sollen, notwendig ist und dass ihre Wicklung in bezug auf diesen Kern nicht gleichmässig ist, was erhebliche Magnetflussverluste mit sich bringt.On the other hand, the prefabricated excitation coils have the disadvantage that they are easier to assemble large play between them and the magnetic core on which they are to be attached is necessary and that their winding is not uniform with respect to this core, which entails considerable losses of magnetic flux.

Die Erfindung will diese Nachteile beheben: Zu diesem Zweck wird der Magnetkern eines Transformators aus mit Gelenken versehenen Stücken gebildet, die anfangs in einer Reihe ausgerichtet sind, um den Wickelvorgang ohne Schwierigkeiten durchführen zu können; anschliessend werden die Stücke um ihre Gelenke abgewinkelt, um den Magnetkreis dieses Transformators zu schliessen.The invention aims to remedy these disadvantages: To this one Purpose, the magnetic core of a transformer is formed from hinged pieces that are initially aligned in a row are in order to be able to carry out the winding process without difficulty; then the pieces are around their joints angled to complete the magnetic circuit of this transformer.

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Solche Transformatoren besitzen einen Aufbau, der besonders gut geeignet ist für ihre Verwendung als Stromwandler. Die Gelenke ihres Magnetkerns ermöglichen es nämlich, diese Transformatoren auf SannriLschienen zu montieren, indem sie um diese Schienen herumgelegt und geschlossen werden. Die Gelenke erleichtern so das Aufbringen einer Spule mit Hilfe einer einfachen Wickelmaschine, wobei diese Wicklung als Sekundärspule direkt auf einen geraden Kern gewickelt wird; der Zusammenbau des Transformators erfolgt dann leicht, indem der Magnetkreis mit Hilfe der Gelenke abgewinkelt und geschlossen wird; dies gilt besonders, wenn er um einen Leiter herumgelegt wird, bei dem die Stromstärke gemessen werden soll, indem man dem Leiter die Funktion der Primarspule dieses Transformators überträgt.Such transformers have a structure which is particularly well suited for their use as current transformers. The joints of their magnetic core allow them to To mount transformers on SannriLschiene by putting them around these rails are laid around and closed. The joints make it easier to apply a coil with the help of a simple one Winding machine, this winding being wound directly onto a straight core as a secondary coil; the assembly of the transformer is then easily done by angled and closed the magnetic circuit with the help of the joints; this is especially true when it is wrapped around a conductor where the current is to be measured by touching the conductor transfers the function of the primary coil of this transformer.

Die Magnetbleche, die die Abschnitte des Magnetkreises bilden, sind so zurechtgeschnitten, dass das zwischen zwei aneinandergrenzenden Abschnitten erforderliche Gelenk entsteht.The magnetic sheets that make up the sections of the magnetic circuit are cut to fit between two adjacent sections required joint arises.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden Beschreibung und an Hand der zugehörigen Zeichnungen näher erklärt:Further features and advantages of the invention will become apparent in the following description and with reference to the associated Drawings explained in more detail:

Fig. 1 zeigt ein Einzelblech für einen Magnetkreisabschnitt. Fig. 1 shows a single sheet for a magnetic circuit section.

Fig. 2 zeigt perspektivisch einen aus vier über Gelenke verbundenen Abschnitten bestehenden Magnetkreis, der gerade ausgerichtet ist und mit Wicklungen versehen wird.Fig. 2 shows in perspective a magnetic circuit consisting of four sections connected by joints, the straight aligned and provided with windings.

Fig. 3 zeigt perspektivisch nach erfolgter Wicklung einen Transformator, dessen Magnetkreis geschlossen worden ist.3 shows, in perspective, after winding has taken place, a transformer whose magnetic circuit has been closed.

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Las Magnetblechstück 1 in Fig. 1 weist ein abgerundetes Ende auf. Diese Abrundung entspricht einem Halbkreis 2, in dessen Mittelpunkt sich ein kreisrundes Loch 3 zur Aufnahme eines Bolzens, um den herum dieses Blechstück gedreht werden kann, befindet; das andere Ende des Blechstücks ist entsprechend der Aussparung 4 geschnitten, in der das folgende Blechstück Id, das gestrichelt eingezeichnet ist, um den gewünschten Winkel um einen in dem Loch 3 angebrachten Bolzen gedreht werden kann. In gleicher Weise passt die Abrundung 2 des Blech— Stücks 1 in die Aussparung des angrenzenden Blechs Ig.Las magnetic sheet piece 1 in Fig. 1 has a rounded end. This rounding corresponds to a semicircle 2, in the center of which is a circular hole 3 for receiving a bolt around which this piece of sheet metal is rotated can, is located; the other end of the sheet metal piece is cut according to the recess 4 in which the following sheet metal piece Id, which is drawn in dashed lines, can be rotated by the desired angle around a bolt mounted in the hole 3 can. In the same way, the rounding 2 of the sheet metal piece 1 fits into the recess of the adjacent sheet metal Ig.

Fig. 2 zeigt eine gerade ausgerichtete Anordnung von vier Abschnitten 8 eines Magnetkreises, bei dem die einzelnen Blechstücke 1 aufeinandergeschichtet liegen und durch Gelenkbolzen 9 zusammengehalten werden. Wie der Abschnitt 8 links in der Fig. zeigt, werden die Einzelbleche 1 in der Weise aufeinandergeschichtet, dass abwechselnd die Aussparungen 1+ einer Schicht einer Ebene auf die Abrundungen 2 der Einzelbleche der folgenden Schicht zu liegen kommen. Innerhalb einer Schicht passt sich das abgerundete Ende jedes einzelnen Blechs in die Aussparung des benachbarten Blechs ein.2 shows a straight arrangement of four sections 8 of a magnetic circuit, in which the individual sheet metal pieces 1 are stacked on top of one another and are held together by hinge pins 9. As the section 8 on the left in the figure shows, the individual sheets 1 are stacked on top of one another in such a way that the recesses 1+ of one layer of a plane come to lie alternately on the rounded edges 2 of the individual sheets of the following layer. Within a layer, the rounded end of each individual sheet fits into the recess of the adjacent sheet.

Die Spulenwicklung 10 wird vorgenommen, indem ein Leiter 11 direkt, aber mit einer geeigneten elektrischen Isolierung auf die gerade ausgerichteten Magnetkreisabschnitte gewickelt wird. Um ein Schliessen des Magnetkreises zu ermöglichen, ohne dass der Wicklungsdraht einer Zugbeanspruchung oder einer möglicherweise Schaden verursachenden VerformungThe coil winding 10 is made by connecting a conductor 11 directly, but with suitable electrical insulation is wound on the just aligned magnetic circuit sections. To enable the magnetic circuit to close, without the winding wire being subjected to tensile stress or possibly damaging deformation

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ausgesetzt wird, genügt es, den Draht in Höhe der Gelenke in Form von Schleifen 12 zu legen. Im übrigen ist es vorteilhaft, die Schleifen um Scheiben 13 herumzuführen, die vorzugsweise isolieren oder vom Magnetkreis isoliert sind und auf die Enden der Gelenkbolzen 9 gesteckt sind.is exposed, it is sufficient to lay the wire in the form of loops 12 at the level of the joints. In addition, it is advantageous passing the loops around disks 13, which are preferably insulated or isolated from the magnetic circuit, and on the ends the hinge pin 9 are inserted.

Das erfindungsgemässe Verfahren bietet den Vorteil, nur eine ganz einfache, bereits bekannte Wickelmaschine zu erfordern, um durch einen Arbeitsgang, bei dem die vorzugsweise fugenlos aneinanderliegenden Wicklungen direkt auf den ihnen zugehörigen Magnetkreis gewickelt werden, eine gleichmassige Verteilung der Wicklungen bei fester Kopplung mit den Magnetflusslinien der Sekundärspule eines Transformators zu erreichen. The method according to the invention offers the advantage of requiring only a very simple, already known winding machine in order to achieve an even distribution of the windings with a fixed coupling with the magnetic flux lines by means of an operation in which the preferably seamlessly adjacent windings are wound directly onto the associated magnetic circuit the secondary coil of a transformer .

Fig. 3 zeigt, wie die vier Abschnitte 8 einen geschlossenen Magnetkreis bilden, wobei die Abrundungen 2 eines Endes sich in die Aussparungen 4 des anderen einpassen. Diese Aussparungen liegen ihrerseits wiederum zwischen zwei Abrundungen 2. Nach dem Schliessen des Magnetkreises liegen die Löcher 3 des einen Endes genau über den Löchern 3 des anderen und ermöglichen somit das Einfügen des vierten Gelenkbolzen 9, um den Magnetkreis endgültig zu schliessen. Die Schleifen 12 der Wicklung 10 rutschen während des Schliessens von den Scheiben 13. Durch die vom Magnetkreis umschlossene Öffnung werden gewöhnlich ein oder mehrere vom Hauptstrom durchflossene Leiter geführt, deren Stromstärke man messen will und die so als Primärwicklung des auf diese Weise gebildeten Strom-Fig. 3 shows how the four sections 8 form a closed magnetic circuit, the roundings 2 one End to fit into the recesses 4 of the other. These recesses in turn lie between two roundings 2. After the magnetic circuit has been closed, the holes 3 on one end are exactly above the holes 3 on the other and thus enable the fourth hinge pin 9 to be inserted in order to finally close the magnetic circuit. The loops 12 the winding 10 slip from the disks 13 during the closing process. Through the opening enclosed by the magnetic circuit one or more conductors through which the main current flows, whose current intensity is to be measured and which so as the primary winding of the current formed in this way

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Wandlers arbeiten, wobei die Wicklung 10 mit einer einzigen Schicht als Sekundärspule arbeitet und mit dem Messtromkreis für die Stromstarke verbunden ist.Converter work, the winding 10 working with a single layer as a secondary coil and with the measuring circuit connected for the powerful.

Häufig werden diese Transformatoren dazu benutzt, Schutzrelais von Stromverteilungsanlagen mit Energie zu versorgen. These transformers are often used to supply protective relays in power distribution systems with energy.

Der so gebildete Transformator kann in bekannter Weise auf Trägern oder Isolierschalen montiert oder auch mit einer Isolierharzschicht versehen werden, womit seine Montage auf Sammelschienen oder beispielsweise einem Leistungsschalter erleichtert wird.The transformer formed in this way can be mounted in a known manner on carriers or insulating shells or with a Insulating resin layer are provided, which facilitates its installation on busbars or, for example, a circuit breaker will.

Die einzelnen Bleche können in verschiedenster Weise zurechtgeschnitten werden und dadurch die Herstellung von Magnetkreisen unterschiedlichster Form ermöglichen, z.B. in Form eines nicht quadratischen Rechtecks, eines Parallelogramms, eines Rhombus, und, falls nötig, eines Drei- oder Sechsecks. Zur Erzielung dieser Formen genügt es, die Aussparung 4, deren Umfang einen Kreisbogenabschnitt und einen geradlinigen Teil umfasst, den dazugehörigen geometrischen Gegebenheiten anzupassen, die einen bestimmten Winkel für das Gelenk um die Gelenkbolzen 9 notwendig machen.The individual sheets can be cut to size in various ways and thereby the production of Enable magnetic circuits of various shapes, e.g. in the form of a non-square rectangle, a parallelogram, a rhombus, and, if necessary, a triangle or hexagon. To achieve these shapes, it is sufficient, the recess 4, their The circumference includes a circular arc section and a rectilinear part to adapt to the associated geometric conditions, which make a certain angle for the joint around the joint pins 9 necessary.

- Patentansprüche 309882/ 1 1 37- Claims 309882/1 1 37

Claims

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PATENT CLAIMS

Transformer with at least one electrical winding around a magnetic core made of stacked layers Sheet metal in the form of a closed magnetic circuit, thereby characterized in that the magnetic circuit consists of tiher hinged sections (8), such that each section opens into a joint at both ends.

2. Transformer according to claim 1, characterized in that each section (8) consists of cut to size individual sheets (1), the side edges of which run parallel and the ends of which are alternately provided with a rounded portion (2) and a recess (4) which are complementary to each other.

3. Transformer according to the claims! 1 and 2, d a through characterized in that in a section (8) the individual sheets (1) are placed one on top of the other so that alternately one end with a rounding (2) comes to rest on one end with a recess (4) and that the individual sheets of two adjacent sections (8) are interlocked so that the roundings (2) of one section into the Recesses (4) of the other fit into it and so around a common one Bolt (9) form their joint.

4. Transformer according to claim 1, characterized in that between two suitable Way insulated windings (10) on two adjacent branches

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cut (8) the magnetic circuit at the level of their common Hinge pin (9) a loop (12) is placed, which when the magnetic circuit closes during the pivoting movement around the Joint changes shape.

5. Transformer according to claim 1 and ^ thereby characterized in that the hinge pins (9) are provided with washers (13) around which the two adjacent windings (10) common loop (12)

6. Manufacturing method for transformers according to one of the preceding claims, characterized in that g e code Inet that the sections (8) are initially straight, with the coils being wound, and that they are then swiveled around the pivot pins (9) and thus close the magnetic circuit.

7. Manufacturing method for transformers according to claim 6, characterized in that After the secondary winding (10) has been applied, suitable insulation is carried out and then the magnetic circuit with it the sections (8) around a conductor through which the current to be measured flows, which is the primary coil of the measuring transformer thus formed represents, is closed, leaving an opening (14).

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