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Geschachtelter Eisenkörper für Transformatoren Die Erfindung bezieht sich auf geschachtelte Eisenkörper für Transformatoren mit stumpf zusammenstossenden Einzelblechen und abwechslungsweise gegeneinander versetzten Stossfugen der Blechschichten.
Um bei Transformatoren den Magnetisierungs- strom klein zu halten, ist es üblich, die Jochbleche in die Säulenenden einzuschichten. Die Arbeit des Schichtens ist jedoch umständlich, besonders dann, wenn der Kernquerschnitt fein abgestuft (Fig. 1) oder in Anpassung an runde Spulen annähernd kreisförmig ist (Fig. 2). Ferner besteht die Gefahr, dass die Blechisolation beim Ineinanderschichten beschädigt wird. Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, die Blechschichten aus stumpf zusammenstossenden Einzelblechen aufzubauen und die Stossfugen abwechselnd gegeneinander zu versetzen.
Die bekannte Art der Schachtelung, die sich nur auf rechteckige Kernquerschnitte bezieht, benötigt aber mehrere Blechpläne und bedingt dadurch insbesondere bei Dreiphasentransformatoren eine grössere Anzahl von Blechen verschiedener Abmessungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Mängel des Bekannten zu vermeiden und die Herstellung geschachtelter Eisenkörper für Transformatoren auf einfache Weise zu ermöglichen. Dies lässt sich erfindungsgemäss dadurch erreichen, dass die Schachtelung höchstens zwei Blechpläne aufweist, wobei in allen Blechschichten die Säulenbleche mit beiden Enden stumpf gegen die entsprechenden Jochbleche stossen.
Die Joche und Säulen benachbarter Blechschichten können gleiche Abmessungen aufweisen, wobei sie jedoch abwechselnd in Längsrichtung der Säulen, gegeneinander verschoben sind. Dadurch wird es möglich, die Schachtelung mit Hilfe von nur zwei Blechgrössen auch bei Dreiphasentransformatoren zu erreichen. Ferner ist es zweckmässig, die Säulen aus korngerichtetem und die Joche aus gewöhnlichem warmgewalztem Blech herzustellen, um die Abmessungen des Transformators günstig beeinflussen zu können und die Eisenverluste zu verkleinern.
In der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes vereinfacht dargestellt. Es zeigen die Fig. 3a-c, 5a-c, 6a-c und 8a-c jeweils zwei Blechpläne sowie die zugehörige Schachtelung und die Fig. 4, 7 und 9-13 verschiedene Jochquerschnitte.
Nach Fig. 3a und 3b besteht eine Blechschicht aus schmalen Jochblechen 1 und langen Säulenblechen 2 (Fig. 3a) und die nächste Blechschicht aus breiten Jochblechen 1' und kurzen Säulenblechen 2' (Fig. 3b). Die Bleche 2 bzw. 2' stossen mit beiden Enden stumpf gegen die Bleche 1 bzw. 1' und bilden Stossfugen 3 bzw. 3'. Durch abwechslungsweises Übereinanderlegen der entsprechend den Plänen 3a und 3b aufgebauten Blechschichten entsteht die in Fig. 3c gezeigte überlappung der Stossfugen. Das Joch eines derart geschachtelten Eisenkörpers ist in Fig. 4 im Schnitt wiedergegeben.
Darin ist die übliche Isolierung der einzelnen Transformatorbleche mittels Papier-, Lack- oder Oxydschichten durch Abstände zwischen den Blechen angedeutet. Das Zusammenpressen des Blechpaketes geschieht durch nicht gezeigte Bolzen, welche die Löcher 4 der Bleche durchsetzen. Das obere breite Jochblech 1' (Fig. 3b) weist gegenüber dem untern Jochblech 1' noch zusätzliche Bohrungen 5 auf, die als Entlüftungsöffnungen dienen. Wie der Fig. 4 entnommen werden kann, entstehen im Bereich des Transformatorfensters infolge des Verschachtelns nach unten offene Schlitze.
Ohne Entlüftungsöffnungen wäre beim Eintauchen des Transformators in das Öl die Bildung von Luftsäcken möglich, die bei Erwär-
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mung entweichen würden, wodurch der Buchholzschutz ansprechen könnte. Die Entlüftungsöffnungen 5 dienen also der Verhinderung einer falschen Betätigung der Schutzeinrichtungen.
Der in Fig. 4 gezeigte Jochquerschnitt entsteht auch bei der Schachtelung der Bleche nach den Fig. 5a-c. Nach Fig. 5a ist oben ein schmales Jochblech 1 und unten ein breites Jochblech 1' vorgesehen. Die nächste Blechschicht weist oben ein breites Jochblech l' und unten ein schmales Jochblech 1 auf. Beide Schichten bestehen aus gleich grossen Blechen, die um 180 in der Blechebene gegeneinander verdreht sind.
Nach den Fig. 6a-c werden in einer Blechschicht schmale Jochbleche 1 und lange Säulenbleche 2 (Fig. 6a), in der nächsten Schicht breite Jochbleche 1' und kurze Säulenbleche 2' (Fig. 6b) verwendet. Die zugehörige Schachtelung ist in Fig. 6c, der Jochquerschnitt in Fig. 7 wiedergegeben.
Eine Schachtelung, bei der nur zwei Blechgrössen; erforderlich sind, ist in den Fig. 8a-c dargestellt. Hier sind die beiden Schichten gemäss Fig. 8a und 8b gleich, aber um 180 in der Blechebene gegeneinander verdreht und in der Längsrichtung der Säulen gegeneinander verschoben, so dass sich die Stossfugen 3 überlappen, wie der Fig. 8c zu entnehmen ist. Diese Art der Schachtelung, deren Jochquer- schnitt in Fig. 9 gezeigt ist, bedingt allerdings eine entsprechend asymmetrische Anordnung der Bolzenlöcher 4.
Joche mit einfachen rechteckigen Querschnitten (Fig. 4, 7, 9) werden meistens nur für kleine Transformatoren verwendet. Bei grösseren Transformatoren wird der Jochquerschnitt abgestuft, um eine bessere Anpassung an einen annähernd runden Säulenquerschnitt zu erhalten.
Nach Fig. 10 ist das Joch symmetrisch abgestuft, und die Bleche sind nach der in Fig. 6c gezeigten Art geschachtelt. Das breite Blech 1' der ersten Stufe dient auch als schmales Blech 1 der zweiten Stufe, da die Breite U der überlappung gleich der Höhe S der Stufe gewählt ist. Für n Stufen des Joches sind n + 1 verschiedene Jochblechbreiten notwendig. Mit 6 ist die Teilansicht einer Säule angedeutet.
Das in Fig. 11 gezeigte Joch ist nur auf der dem Transformatorfenster abgekehrten Seite abgestuft. Die Bleche sind nach Fig. 3c geschachtelt. Da auch hier die Höhe S der Stufen gleich der Breite U der Überlappung ist, entspricht ein breites Blech 1' der ersten Stufe einem schmalen Blech 1 der zweiten. Stufe.
Das Joch gemäss Fig. 12 ist nach Fig. 8c geschachtelt. Man benötigt hierbei für n Stufen nur ra verschiedene Jochblechbreiten. Die Breite U der Überlappung ist von der Höhe S der Stufen unabhängig.
In Fig. 13 ist eine kombinierte Schachtelung nach Fig. 8c und Fig. 6c dargestellt. Auch hier hat die überlappungsbreite U einen andern Wert als die Stufenhöhe S. Bei Transformatoren mit grossen Blechteilen können zur Erleichterung des Verschachtelns oder aus Festigkeitsgründen mehrere übereinandergelegte Bleche eine Schicht bilden.
In der Zeichnung sind nur Dreiphasentransfor- matoren dargestellt. Die beschriebene Art des Ver- schachtelns kann jedoch auch bei Einphasen-, Fünfschenkel- und Rahmenkerntransformatoren entsprechend angewendet werden.
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Nested iron body for transformers The invention relates to nested iron bodies for transformers with butt-butted individual sheets and butt joints of the sheet-metal layers that are alternately offset from one another.
In order to keep the magnetizing current low in transformers, it is common to lay the yoke plates in the column ends. The work of layering is, however, laborious, especially if the core cross-section is finely graduated (Fig. 1) or approximately circular in adaptation to round coils (Fig. 2). Furthermore, there is the risk that the sheet metal insulation will be damaged when stacked. It has therefore already been proposed to build up the sheet metal layers from butt colliding individual sheets and to alternately offset the butt joints against one another.
The known type of nesting, which only relates to rectangular core cross-sections, requires several sheet metal plans and therefore requires a larger number of sheets of different dimensions, especially for three-phase transformers.
The invention is based on the object of avoiding the shortcomings of the known and of enabling the production of nested iron bodies for transformers in a simple manner. According to the invention, this can be achieved in that the nesting has a maximum of two sheet metal plans, with both ends of the pillar sheets butt against the corresponding yoke sheets in all sheet metal layers.
The yokes and pillars of adjacent sheet metal layers can have the same dimensions, but they are alternately shifted relative to one another in the longitudinal direction of the pillars. This makes it possible to achieve nesting with the help of only two sheet metal sizes, even with three-phase transformers. Furthermore, it is advisable to manufacture the columns from grain-oriented sheet metal and the yokes from conventional hot-rolled sheet metal in order to be able to influence the dimensions of the transformer favorably and to reduce iron losses.
Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in simplified form in the accompanying drawings. FIGS. 3a-c, 5a-c, 6a-c and 8a-c each show two sheet metal plans as well as the associated nesting and FIGS. 4, 7 and 9-13 different yoke cross-sections.
According to FIGS. 3a and 3b, a sheet metal layer consists of narrow yoke sheets 1 and long pillar sheets 2 (FIG. 3a) and the next sheet metal layer consists of wide yoke sheets 1 'and short pillar sheets 2' (FIG. 3b). The sheets 2 and 2 'butt at both ends against the sheets 1 and 1' and form butt joints 3 and 3 '. The overlapping of the butt joints shown in FIG. 3c is produced by alternately superimposing the sheet metal layers constructed in accordance with plans 3a and 3b. The yoke of an iron body nested in this way is shown in section in FIG.
This indicates the usual insulation of the individual transformer sheets by means of paper, lacquer or oxide layers through gaps between the sheets. The laminated core is pressed together by bolts, not shown, which penetrate the holes 4 of the sheets. The upper wide yoke plate 1 '(Fig. 3b) has, compared to the lower yoke plate 1', additional bores 5, which serve as ventilation openings. As can be seen from FIG. 4, slots open at the bottom arise in the area of the transformer window as a result of the nesting.
Without ventilation openings, the formation of air pockets would be possible when the transformer is immersed in the oil.
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tion would escape, whereby the Buchholz protection could respond. The ventilation openings 5 thus serve to prevent incorrect actuation of the protective devices.
The yoke cross-section shown in FIG. 4 is also produced when the sheets are nested according to FIGS. 5a-c. According to FIG. 5a, a narrow yoke plate 1 is provided above and a wide yoke plate 1 'is provided below. The next sheet metal layer has a wide yoke plate 1 'at the top and a narrow yoke plate 1 at the bottom. Both layers consist of metal sheets of the same size, which are rotated by 180 relative to one another in the sheet plane.
According to FIGS. 6a-c, narrow yoke plates 1 and long column plates 2 (Fig. 6a) are used in a sheet metal layer, wide yoke plates 1 'and short column plates 2' (Fig. 6b) are used in the next layer. The associated nesting is shown in FIG. 6c, the yoke cross-section in FIG. 7.
A nesting in which only two sheet sizes; are required is shown in Figs. 8a-c. Here the two layers according to FIGS. 8a and 8b are the same, but rotated by 180 relative to one another in the sheet metal plane and shifted against one another in the longitudinal direction of the columns so that the butt joints 3 overlap, as can be seen in FIG. 8c. This type of nesting, the yoke cross section of which is shown in FIG. 9, however, requires a correspondingly asymmetrical arrangement of the bolt holes 4.
Yokes with simple rectangular cross-sections (Fig. 4, 7, 9) are mostly only used for small transformers. In the case of larger transformers, the yoke cross-section is graduated in order to achieve a better adaptation to an approximately round column cross-section.
According to FIG. 10, the yoke is stepped symmetrically and the sheets are nested in the manner shown in FIG. 6c. The wide sheet 1 'of the first stage also serves as the narrow sheet 1 of the second stage, since the width U of the overlap is selected to be equal to the height S of the stage. For n levels of the yoke, n + 1 different yoke plate widths are necessary. With 6 the partial view of a column is indicated.
The yoke shown in FIG. 11 is only stepped on the side facing away from the transformer window. The sheets are nested according to Fig. 3c. Since here too the height S of the steps is equal to the width U of the overlap, a wide sheet 1 'of the first step corresponds to a narrow sheet 1 of the second. Step.
The yoke according to FIG. 12 is nested according to FIG. 8c. You only need ra different yoke plate widths for n steps. The width U of the overlap is independent of the height S of the steps.
FIG. 13 shows a combined nesting according to FIGS. 8c and 6c. Here, too, the overlap width U has a different value than the step height S. In transformers with large sheet metal parts, several sheets placed one on top of the other can form a layer to facilitate nesting or for reasons of strength.
Only three-phase transformers are shown in the drawing. The type of nesting described can, however, also be used accordingly for single-phase, five-limb and frame core transformers.