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Hochleistungstransformator mit radial geblechtem Kern Die Erfindung betrifft eine besondere Ausführung der Blechung von Rückschlussjochen für radial ge- blechte Eisenkerne von Hochleistungstransformatoren.
Der Rückschluss von radial geblechten Eisenkernen ermöglicht eine sehr geringe Jochhöhe, weil es möglich ist, die Rückschlussjoche bei vergrösserter Breite seitlich an den Kern anstossen zu lassen. Man hat zu diesem Zweck die Rückschlussbleche U-förmig ausgeführt, wobei die offenen Enden des U mit den Eisenkernen verbunden werden. Die Riickschlussjocte werden strahlenförmig um den Eisenkern angeordnet; sie umschliessen dann die Wicklung ringsherum. Dies hat nun den Nachteil, dass der grösste Wicklungsdurchmesser in der Profilbreite durch die seitlich angebrachten Joche begrenzt ist und nicht voll ausgenutzt werden kann.
Auch lässt sich diese Ausführung wegen der kreisförmigen Anordnung der Rücl.schlussbleche nicht bei Mehrsäulentransformatoren anwenden, da bei diesen die Joche die Verbindung der einzelneu Eisensäulen herstellen.
Ordnet man die Rückschlussjoche nur in einer Ebene, also nicht rundherum, an, so kann man zwar die Profilbreite für die Wicklung besser ausnutzen, ist dafür aber gezwungen, den Querschnitt der einzelnen Jochteile zu verbreitern und die Form der Querjoche so zu wählen, dass jedes möglichst zur Hälfte um den Eisenkern herumgreift. Damit aber der Fluss auch in das Joch in der ganzen Breite eintritt, muss das Quer- joch mit zur Achse des Kernes querliegenden Platten ausgeführt werden. Die Blechung ist dann also quergerichtet.
Zum besseren Verständnis ist diese Ausführung in den Fig. 1 und 2 dargestellt; Fig. 1 zeigt den Auf-, Fig. 2 den Grundriss. Der radial geblechte Eisenkern ist mit 1, die Wicklung mit 4 bezeichnet. Das Joch besteht aus dem Längsjoch 2 und den Quer- jochen 3. Es sind also zwei Längsjoche 2 und vier Querjoche 3 vorhanden. Die Längsjoche sind parallel zur Kernachse geblecht, während die Bleche der Quer- joche quer dazu liegen; sie haben eine Form, welche sich fast zur Hälfte um den Eisenkern legt.
Diese Form bedingt einen verhältnismässig grossen Blechabfall bei der Herstellung. Ausserdem erkennt man, dass der Streufluss quer in die Bleche des Querjoches eintreten muss. Es ergeben sich also bei dieser Ausführung magnetische und fabrikatorische Nachteile.
Erfindungsgemäss werden diese Nachteile nun dadurch vermieden, dass die eine U-Form bildenden Rückschlussbleche Querjoche erhalten, von denen ein Teil parallel, ein Teil quer zur Säulenachse geblecht ist. Diese Ausführung beschränkt -die Teile, in denen der Streufluss quer in die Joche eintritt, und ermöglicht gleichzeitig eine bessere Ausnutzung der Bleche bei der Herstellung. Dies wird anhand von Ausführungsbeispielen in den Fig. 3, 4 und 5 näher erläutert.
Der Eisenkern ist wieder mit 1, die Wicklung mit 4 bezeichnet. Das Rückschlussjoch besteht auf jeder Seite aus drei Teilen; dem Mittelteil mit dem Längs- joch 5 und dem Querjoch 6 und den Seitenteilen mit dem Längsjoch 7 und dem Querjoch B. Das Quer- joch 6 ist nun parallel zur Blechung des Eisenkernes geblecht, die Querjoche 8 aber senkrecht dazu.
Das ganze Querjoch wird durch Schrauben zusammengehalten. Die quergeblechten Teile des Querjoches sind so geformt, dass sie durch die Schrauben an die Kernsäule angedrückt werden. Die Joche selbst besitzen hierbei einen durch die Abstandsstücke 10 bestimmten Abstand voneinander. Die quergeblechten Joche bestehen aus zwei Schichten, welche durch weitere Abstandstücke voneinander gehalten werden und zwischen denen die Schraubenbolzen 9 liegen, so dass eine Längsbohrung von Blechen unnötig wird.
Der
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parallel gebleckte Teil des Querjoches ist durchbohrt. Die Schichthöhe h der parallel gebleckten Jochteile 6 ist so gross gewählt, wie es der Beaufschlagungswin- kel a der äussersten Blechschichten am Säulenkreis erlaubt, ohne dass diese äussersten Bleche zuviel Säulenflut übernehmen. Hierbei werden die quer zur Säulenachse gebleckten Teile des Querioches auf ein Mindestmass beschränkt, so dass die vom Wicklungs- streufluss herrührenden Wirbelstromverluste klein bleiben. Auch der Blechverlust bei der Herstellung ist dadurch verringert.
Als weiterer Vorteil ergibt sich, dass auch die Längsjoche aufgeteilt sind und diese der Säulenform besser angepasst sind, so dass dadurch eine günstige Kastenform 11 erreicht werden kann. Die Joche werden an der Kernsäule durch aufgeschweisste Winkellaschen 12 befestigt.
Der Vorteil der Anordnung zeigt sich auch bei der Anwendung von Mehrsäuleniransformatoren. In Fig. 4 ist ein Zweisäulen-, in Fig. 5 ein Dreisäulen- (Drehstrom)-Transformator dargestellt. Die parallel gebleckten Jochteile 6 liegen hier zwischen den Säulen und ausserdem 14 aussen, während die quergebleckten nur zwischen den Säulen 13 liegen. In der Fig. 5 müssen die Schichthöhe und die Querschnitthöhe der Rückschlussjoche so gewählt werden, dass neben der mittleren Säule das
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des Phasenflusses vorbeifliessen kann.
Der Querschnitt der quergebleckten Jochteile mu'ss also beim Drehstromtransformator dementsprechend grösser gehalten sein. Der Beaufschlagungswinkel a beträgt hierbei 40 bis 50 .
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High-performance transformer with radially laminated core The invention relates to a special embodiment of the lamination of return yokes for radially laminated iron cores of high-performance transformers.
The return of radially laminated iron cores enables a very low yoke height because it is possible to have the return yokes butt against the core laterally with an increased width. For this purpose, the return plates have been designed in a U-shape, the open ends of the U being connected to the iron cores. The Rückschlussjocte are arranged radially around the iron core; they then enclose the winding all around. This now has the disadvantage that the largest winding diameter is limited in the profile width by the laterally attached yokes and cannot be fully utilized.
Also, because of the circular arrangement of the rear end plates, this design cannot be used with multi-column transformers, as the yokes connect the individual iron columns with these.
If you only arrange the return yokes in one plane, i.e. not all around, you can make better use of the profile width for the winding, but you are forced to widen the cross section of the individual yoke parts and to choose the shape of the cross yokes so that each if possible halfway around the iron core. But so that the flow also enters the yoke across its entire width, the transverse yoke must be designed with plates that are transverse to the axis of the core. The sheet metal is then directed transversely.
For a better understanding, this embodiment is shown in FIGS. 1 and 2; Fig. 1 shows the plan, Fig. 2 shows the plan. The radially laminated iron core is denoted by 1, the winding by 4. The yoke consists of the longitudinal yoke 2 and the transverse yokes 3. There are therefore two longitudinal yokes 2 and four transverse yokes 3. The longitudinal yokes are laminated parallel to the core axis, while the sheets of the transverse yokes are transverse to it; they have a shape which is almost halfway around the iron core.
This shape requires a relatively large amount of sheet metal waste during manufacture. It can also be seen that the leakage flux must enter the sheet metal of the cross yoke across. So there are magnetic and manufacturing disadvantages in this design.
According to the invention, these disadvantages are now avoided in that the return plates forming a U-shape are provided with transverse yokes, part of which is laminated parallel and part transversely to the column axis. This design limits the parts in which the leakage flux enters the yokes at right angles, and at the same time enables better utilization of the sheets during manufacture. This is explained in more detail using exemplary embodiments in FIGS. 3, 4 and 5.
The iron core is again designated by 1, the winding by 4. The return yoke consists of three parts on each side; the middle part with the longitudinal yoke 5 and the transverse yoke 6 and the side parts with the longitudinal yoke 7 and the transverse yoke B. The transverse yoke 6 is now laminated parallel to the sheet metal of the iron core, but the transverse yokes 8 are perpendicular to it.
The whole cross yoke is held together by screws. The cross-laminated parts of the transverse yoke are shaped so that they are pressed against the core column by the screws. The yokes themselves have a distance from one another which is determined by the spacers 10. The cross-laminated yokes consist of two layers, which are held from one another by further spacers and between which the screw bolts 9 lie, so that a longitudinal drilling of sheet metal is unnecessary.
Of the
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Part of the transverse yoke that is blocked in parallel is pierced. The layer height h of the parallel lined yoke parts 6 is selected to be as large as the application angle a of the outermost sheet metal layers on the column circle allows without these outermost sheets taking over too much column flood. Here, the parts of the transverse hole that are bare transverse to the column axis are restricted to a minimum, so that the eddy current losses resulting from the winding leakage flux remain small. The loss of sheet metal during manufacture is also reduced as a result.
A further advantage is that the longitudinal yokes are also divided and are better adapted to the column shape, so that a favorable box shape 11 can be achieved as a result. The yokes are attached to the core column by angle brackets 12 welded on.
The advantage of the arrangement is also evident when using multi-column transformers. A two-column transformer is shown in FIG. 4 and a three-column transformer in FIG. 5. The yoke parts 6, which are lined in parallel, lie between the columns and also on the outside, while the transversely lined up only lie between the columns 13. In Fig. 5, the layer height and the cross-sectional height of the return yokes must be selected so that next to the middle column the
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of the phase flow can flow past.
The cross-section of the cross-braced yoke parts must therefore be kept correspondingly larger in the three-phase transformer. The angle of application a is 40 to 50.