CZ297230B6 - Jádro transformátoru - Google Patents

Abstract

Jádro (40) transformátoru, zahrnující tri ramena a jha spojující tato ramena, u kterého je prurez uvedených ramen pravidelne více-hranový s více nez ctyrmi hranami. Jádro (40) je vytvoreno z prstencuvinutých z pásu o konstantní sírce, pricemz kazdýz uvedených prstencu tvorí cást dvou z uvedených ramen.

Description

Oblast techniky

Předkládaný vynález se týká obecně jader transformátorů a zejména třífázových a jednofázových jader zahrnujících pravidelně více-hranová ramena.

Dosavadní stav techniky

Jádra třífázových transformátorů jsou obvykle vyráběna z transformátorových plechů řezaných na tvar E a I pro malé transformátory a na obdélníkové desky, které jsou kladeny hranami vzájemně k sobě, u větších transformátorů. Tato jádra mají tu nevýhodu, že magnetické pole musí procházet přes hrany od desky k desce a že magnetické pole musí procházet přes zbytečně dlouhou dobu a ne vždy v souladu s magnetickou orientací.

Konstruktéři transformátorových jader se snažili dosáhnout ramen jader se v podstatě kruhovým průřezem, protože to poskytuje nejlepší účinnost finálního transformátoru. Vždy zde ale existuje kompromis mezi účinností a výrobními požadavky, což vede na neoptimální transformátorová jádra s nekruhovými rameny.

Pásová jádra pro třífázové transformátory byla doposud velmi obtížná na výrobu. Účinnost jádra může být zvýšena řezáním pásů na proměnnou šířku a vinutím prstenců, kterými je dán kruhový průřez pro jednofázové transformátory a polokruhový průřez pro třífázové transformátory. Tento postup má za následek velké množství odpadu a proces vinutí je časově velmi náročný.

US 4,557,039 (Manderson) popisuje způsob výroby transformátorových jader s použitím pásů elektrické oceli, majících přibližně lineární zužování. Prostřednictvím volby vhodného zužování je vytvářeno hexagonální přiblížení nebo přiblížení vyššího řádu ke kruhovému průřezu pro ramena jader. Zužující se pásy jsou ale obtížné a časově náročné na výrobu a tátu konstrukce není dobře upravena pro hromadnou výrobu.

Na obr. la až obr. lc je znázorněno jádro třífázového transformátoru dosavadního stavu techniky podle US 4,557,039 (Manderson), které je obecně označeno jako jádro JO. Toto jádro má obecně trojúhelníkový tvar, jak je patrné z izometrického pohledu na obr. 1, se třemi rameny vzájemně spolu propojenými jhy. Na obr. laje znázorněn pohled na jádro v řezu před konečným sestavením. Jádro zahrnuje tři shodné prstencové části 12, 13 a 14, jejichž obecný tvar je patrný z obr. 1. Každá prstencová část vyplňuje jednu polovinu dvou ramen s hexagonálními průřezu, viz obr. la, což dohromady dává tři ramena třífázového transformátoru. Prstencové části jsou zpočátku vinuty z pásů s konstantní šířkou na tři shodné prstence 12a, 13a, 14a s kosočtverečným průřezem zahrnujícím dva úhly o velikosti 60 stupňů a dva úhly o velikosti 120 stupňů. Tyto prstence 12a, 13a a 14a tvoří základní prstence. Orientace pásu je rovněž patrná z obr. 1 a obr. 1 b.

Vně základního prstence v každé prstencové části je vnější prstenec 12b, 13b, 14b s rovnostranným trojúhelníkovým průřezem. Vnější prstence jsou vinuty z pásů s konstantně se zmenšující šířkou.

Když jsou tři prstencové části 12, 13 a 14 uvedeny dohromady, viz obr. 1b, tvoří tři hexagonální ramena, na které jsou navinuta transformátorová vinutí.

Nevýhodou tohoto řešení je to, že každá velikost transformátoru vyžaduje svoje vlastní řezání pásů. Nevýhodné je rovněž to, že vnější prstence 12b, 13b a 14b jsou vyrobeny z pásů se zmenšující se šířkou, což vede na odpad a což rovněž způsobuje, že transformátor podle US 4,557,039 (Manderson) je obtížný na výrobu.

- 1 CZ 297230 B6

Transformátorová jádra jsou rovněž popsána v následujících dokumentech: SE 163797, US 2,458,112, US 2,498,747, US 2,400,184 a US 2,544,871. Shora zmiňované problémy ale nejsou překonány žádným z jader, které jsou popisovány v těchto dokumentech.

Cílem předkládaného vynálezu je vytvořit jádro transformátoru, u kterého jsou minimalizovány energetické ztráty.

Dalším cílem předkládaného vynálezu je vytvořit jádro transformátoru, které je možné snadno vyrábět a vylučuje materiálový odpad.

Ještě dalším cílem předkládaného vynálezu je navrhnout způsob výroby transformátoru, který je dobře upraven pro hromadnou výrobu.

Podstata vynálezu

Vynález je založen na překvapivém zjištění, že jádro transformátoru s jedním nebo s více pravidelně více-hranovými rameny svíce než čtyřmi hranami může být vinuto z pásů materiálů s konstantní šířkou.

Podle předkládaného vynálezu je vytvořeno jádro transformátoru, zahrnující alespoň jedno rameno a alespoň jedno jho, u kterého je průřez uvedeného alespoň jednoho ramena pravidelně více-hranový s více než čtyřmi hranami, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že jádro je vytvořeno z prstenců vinutých z pásů o konstantní šířce.

Další výhodná provedení předkládaného vynálezu jsou definována v závislých patentových nárocích.

Vynález bude v následujícím popisu podrobněji popsán prostřednictvím neomezujících příkladů ve spojení s odkazy na připojené výkresy.

Přehled obrázků na výkresech

Obr. 1 znázorňuje izometrický pohled na jádro třífázového transformátoru podle dosavadního stavu techniky, vyrobené z prstenců s kosočtverečnými a trojúhelníkovými průřezy;

Obr. Ia znázorňuje příčný řez jádrem znázorněným na obr. 1 před sestavením;

Obr. Ib znázorňuje příčný řez jádrem znázorněným na obr. 1 po sestavení;

Obr. 2 znázorňuje izometrický pohled na jádro třífázového transformátoru podle předkládaného vynálezu s rameny hexagonálních průřezů;

Obr. 2a znázorňuje příčný řez jádrem znázorněným na obr. 2 před sestavením;

Obr. 2b znázorňuje příčný řez jádrem znázorněným na obr. 2 po sestavení;

Obr. 3a znázorňuje příčný řez alternativním jádrem třífázového transformátoru s rameny hexagonálního průřezu před sestavením;

Obr. 3b znázorňuje příčný řez alternativním jádrem třífázového transformátoru s rameny hexagonálního průřezu po sestavení;

Obr. 4 znázorňuje izometrický pohled na jádro třífázového transformátoru s oktagonálními rameny;

Obr. 4a znázorňuje příčný řez jádrem znázorněným na obr. 4;

Obr. 5 znázorňuje průřez ramenem transformátoru s deseti hranami;

-2CZ 297230 B6

Obr. 6 znázorňuje průřez ramenem transformátoru s dvanácti hranami;

Obr. 7 až obr. 9 znázorňují uspořádání pro ovlivnění rozptylové indukěnosti a harmonických v třífázovém transformátoru;

obr. 10 znázorňuje příčný řez jádrem třífázového transformátoru se speciálně tvarovanými jhy pro zlepšení magnetického toku;

Obr. 11 znázorňuje jádro třífázového transformátoru s vyrovnanými rameny;

Obr. 12 až obr. 14 znázorňují jádra jednofázového transformátoru podle předkládaného vynálezu; a

Obr. 15 až obr. 17 znázorňují další zlepšení tvaru průřez jádra transformátoru.

Příklady provedení vynálezu.

Nyní bude popsána výhodná provedení jádra třífázového transformátoru podle předkládaného vynálezu.

Obr. 1 již byl diskutován ve spojení s dosavadním stavem techniky a nebude tedy dále vysvětlován.

Obr. 2 je znázorněno jádro třífázového transformátoru podle předkládaného vynálezu, které je obecně označeno jako jádro 20. Svým obecným tvarem je podobné jádru transformátoru podle dosavadního stavu techniky, znázorněného na obr. 1, s obecným trojúhelníkovým tvarem, aleje zkonstruováno zcela odlišným způsobem.

Toto jádro je vytvořeno ze tří prstencových částí 22, 23, 24 zahrnujících několik prstenců. Tyto prstence jsou vytvořeny ve dvou šířkách jako široké a úzké, přičemž úzké prstence jsou vytvořeny z pásů o poloviční šířce než široké prstence. Rovněž jsou vytvořeny ve dvou výškách jako nízké a vysoké, přičemž nízké prstence mají poloviční výšku než vysoké prstence. Pokud není uvedeno jinak, budou tyto definice použity v celém tomto popisu. Pásy jsou výhodně vyrobeny z transformátorových desek.

Každá z prstencových částí 22, 23 a 24 zahrnuje široký vysoký základní prstenec 22a. 23a a 24a, které jsou podobné prstencům popisovaným ve spojení s odkazy na obr. 1. Tyto prstence tedy tvoří ve dvojicích čtyři ze stran hexagonálních ramen. Zbývající kosočtverce v ramenech jsou vytvořeny odlišnými způsoby, viz obr. 2a a obr. 2b.

V prvním ramenu 25 v pozadí je doplňkový kosočtverečný průřez sestaven ze dvou kosodélníků. První z nich přísluší prstencové části 24 a je tvořen širokým nízkým prstencem 24b. Druhý z nich přísluší prstencové části 22 a je tvořen úzkým vysokým prstencem 22b.

V druhém ramenu 26 na pravé straně na obr. 2, je doplňkový kosočtverečný průřez sestaven z jednoho kosodélníků a dvou kosočtverců. Kosodélník je tvořen úzkým vysokým prstencem 22b příslušejícím prstencové části 22. Kosočtverce jsou tvořeny dvěma úzkými nízkými prstenci 23b, 23c příslušejícími prstencové části 23.

V třetím ramenu 27 na levé straně na obr. 2, je doplňkový kosočtverečný průřez sestaven rovněž z jednoho kosodélníků a dvou kosočtverců. Kosodélník je tvořen širokým nízkým prstencem 24b příslušejícím prstencové části 24. Kosočtverce jsou tvořeny dvěma úzkými prstenci 23b, 23c příslušejícími prstencové části 23. Důvodem pro to, aby prstencová část 23 zahrnovala dva nízké úzké prstence namísto jednoho většího prstence, je, že takový větší prstenec nemůže být jak úzký a vysoký, jak je požadováno v levém ramenu 27, tak i široký a nízký, jak je požadováno v pravém ramenu 26. Proto jsou namísto toho použity dva úzké nízké prstence.

-3CZ 297230 B6

Všechny horní a spodní jha spojující ramena 25, 26 a 27 mají odlišné tvary, ale všechna jsou vytvořena z jednoho základního prstence s velkým kosočtverečným průřezem plus jednoho prstence s kosodélníkovým průřezem nebo dvou prstenců s malým kosočtverečným průřezem. To poskytuje všem jhům stejnou celkovou plochu průřezu.

Kosočtverečný prostor vně základních prstenců by mohl být samozřejmě vytvořen v souladu s několika základními principy. Nyní bude ve spojení s odkazy na obr. 3a a obr. 3b popsáno druhé provedení jádra transformátoru podle předkládaného vynálezu. Jádro, zde obecně označené jako jádro 30, má stejný obecný tvar jako výše popisované první provedení. U tohoto provedení ale jádro zahrnuje tři shodné prstencové části 32, 33, 34, z nichž bude popsána prstencová část 32 umístěná nejvíce vpravo na obrázku. Prstencové části 32, 33 a 34 jsou podobné prstencové části 23 popisované ve spojení s odkazy na obr. 2. V prvním ramenu 35 prstencová část 32 zahrnuje dva nízké úzké prstence 32b, 32c, přičemž prstenec 32c je navinut vně prstence 32b. V druhém ramenu 36 má prstencová část 32 dva prstence 32b, 32c, umístěné vzájemně vedle sebe, viz obr. 3a.

Dvě druhé prstencové části 33 a 34 jsou naprosto shodné s první prstencovou částí 32. Výroba jádra tudíž může být zpravidla zjednodušená v závislosti na výrobním objemu, protože všechny tři prstencové části 32, 33 a 34 mohou být vyrobeny ze stejné formy.

Další možností je vyrobit široké nízké prstence a otočit ramenové části o 60 stupňů při současném způsobení odpovídajícího ohnutí částí tvořící jha. Jha potom vyžadují více prostoru, a ohnutí přitom není snadné na provedení. Vytvoření úzkých vysokých prstenců a otočení a ohnutí, jak bylo zmiňováno, je rovněž možné, ale obtížné. Jsou samozřejmě možné i další doplňkové varianty, včetně variant s menšími děleními.

Jádro s oktagonálními rameny, obecně označené jako jádro 40, bude nyní popsáno ve spojení s odkazy na obr. 4 a obr. 4a. V oktagonálním průřezu, viz zadní rameno 45, se strany otáčení o 45 stupňů, což znamená, že mají vzájemně mezi sebou úhel 135 stupňů. Tři kosočtverce, každý s úhlem 45 stupňů, tudíž vyplňují prostor u nejvnitřnější hrany ramen jádra. Vně těchto kosočtverců jsou dva čtverce tvořeny prstenci se čtvercovými průřezy. Nakonec zbytek oktagonálního průřezu ramena vyplňuje kosočtverec.

Z těchto šesti pod-průřezů tři pod-průřezy vytvářejí průřez profilovaného prstence přecházejícího do druhého ramene 46. Zbývající pod-průřezy vytvářejí průřez profilovaného prstence přecházejícího do třetího ramene 47. Je zde tudíž rovněž profilovaný prstenec spojující druhé a třetí rameno 46 a 47.

Tři profilované prstence všechny obsahují dva prstence se stejnými ramenovými částmi. První prstenec 42a, 43a. 44a má kosočtverečný průřez a jho ohnuté o 15 stupňů. Druhý prstenec 42b, 43b, 44b vně prvního prstence je čtvercový a sleduje tvar prvního prstence 42a, 43a, 44a.

S použitím řešení z provedení hexagonálních ramen, popsaných ve spojení s odkazy na obr. 2 a obr. 3, dva vnější kosočtverce vytvářejí průřez vnějšího prstence se jhem ohnutým o 15 stupňů. Alternativně dva vnitřní kosočtverce vytvářející vnitřní prstenec, ale ohnutý o 60 stupňů. Další prstenec musí nyní vytvářet vnější kosočtverec v jednom ramenu a vnitřní kosočtverec v druhém ramenu a musí být ohnutý o 30 stupňů. Jeden typ profilovaného prstence je výhodný, protože je obtížné ohnout prstenec o 60 stupňů a není možné vyloučit prstenec jak s vnějším kosočtvercem tak i s vnitřním kosočtvercem.

V prstencové části 42 má třetí prstenec 42c kosočtverečný průřez v ramenových částech a je umístěn nejvíce vně v zadním ramenu 45, ale uvnitř pravého ramena 46. Tyto kosočtverce ramenových částí jsou dosaženy prostřednictvím posunutí vnějších pásů prstence vpravo v pravém ramenu 46 a vlevo v zadním ramenu 45. Navíc jsou ramena otočena asymetricky o 30 stupňů a

-4CZ 297230 B6 jha jsou příslušně podle toho ohnuta. Prstenci je dodán takový obvod, že bude ležet vně ostatních prstenců. Konečný výsledek je dobře patrný na obr. 4.

10-stranné rameno, obecně označené jako rameno 50, bude nyní popsáno ve spojení s odkazy na obr. 5. Profilované prstence obsahují všechny čtyři prstence se stejnými ramenovými částmi. První prstenec 50a, druhý prstenec 50b a třetí prstenec 50c s kosočtverečnými průřezy v jejich ramenových částech jsou spojeny s 10-stranným průřezem. Mají tedy úhly 36, 72 a 108 stupňů a jejich jha jsou ohnuta o 24 stupňů. Čtvrtý prstenec 5Od, mající kosodélníkový průřez s úhlem 36 stupňů, leží převážně na prvním prstenci 50a. Jeho ramenové části jsou otočeny směrem ven o 24 stupňů, což způsobuje 48 stupňové ohnutí jeho částí příslušejících jhům. Čtvrtý prstenec rovněž způsobuje, že jha třetího prstence 50c vytvářejí větší oblouk pro vytvoření prostoru. Pátý prstenec 50e má kosočtverečný průřez ve svých ramenových částech s úhlem 144 stupňů, když leží vně třetího prstence 50c, ale tento prstenec má kosočtverečný průřez s úhlem 72 stupňů, když leží vně čtvrtého prstence 50d. Jha jsou ohnuta pouze o 12 stupňů. Šipky na obrázku indukují, že průřezy 50e příslušejí různým profilovaným prstencům. V tomto provedení je rovněž kanálek 51 vhodný pro ochlazování ramen. V alternativním provedení je kanálek vyplněn prstencem. Je výhodné, když prstence spolupracují prostřednictvím ponechání magnetického pole, aby procházelo mezi nimi. Prostor může být vytvořen například takovým způsobem, že horní část prstenců 50c získají nové kosočtverečné průřezy s úhlem 72 stupňů, což způsobí vytvoření kanálků 52a a 52b. Další části prstence 50c vpravo mohou být vtlačeny do prstence 50e, což vytvoří prostory 53a a 53b.

Je možné vytvořit jádra třífázových transformátorů dokonce s ještě více hranami. Obr. 6 znázorňuje 12-stranné jádro, obecně označené jako jádro 60. Profilované prstence jsou sestaveny ze čtyř prstenců 60a, 60b, 60c, 60d a kosočtverečnými průřezy s úhly 30, 60 90 a 120 stupňů, které jsou spojeny s 12-stranným průřezem na jsou otočeny o 15 stupňů. Připojen k pátému a šestému prstenci 60e a 60f je prostor pro prstenec 60g s kosočtverečným průřezem s úhlem 30 stupňů a otočeným směrem ven o 45 stupňů. Na prstenci 60d je prostor na prstenec 60h s kosočtverečným průřezem s úhlem 30 stupňů a otočeným směrem ven o 45 stupňů. Na prstenci 60d je prostor pro prstenec 60h a kosočtverečným průřezem s úhlem 150 stupňů a další ramenová část je obdélník upevněný k prstenci 60d a vně prstence 60f. Celý průřez je potom vyplněn. Jha jsou oddělena vytvořením širších oblouků pro zajištění prostoru pro další jha.

Dobré vlastnosti těchto jader transformátorů mohou být dokonce ještě vylepšeny pro určité transformátorové aplikace, viz obr. 7. Rozptylová indukčnost může být snadno zvýšena prostřednictvím přídavného jádra 29 z pásů mezi primárním a sekundárním vinutím transformátoru. Pásy jsou spojeny dohromady nahoře a dole. Pásy mohou být rozprostřeny kolem celého primárního vinutí nebo mohou být soustředěny na jednom místě, což potom vytváří excentrické sekundární vinutí.

Nelineární magnetické vlastnosti železa mají za následek harmonické v magnetických polích, napětích a proudech.

Přídavné rameno umístěné ve středu jádra nebude mít jakékoliv magnetické pole za dokonale symetrických a nezkreslených třífázových podmínek. Společné složky fázových napětí, jako jsou třetí harmonické, budou ovlivněny centrálním ramenem.

Rovněž je možná kombinace pásů mezi vinutími a centrálním ramenem.

V jednom provedení je centrální rameno vyrobeno ze tří obdélníkových tyčí 80 z pásů, které mají výšku trojnásobkem šířky a které jsou vzájemně na sebe položeny do čtvercového průřezu, viz obr. 8. Výhodně trojúhelníkové a na míru vyráběné řešení obsahuje tyče s kosočtverečným průřezem, z nichž tři jsou spojeny dohromady pro vytvoření svazku s hranami pásů směřujícími vzájemně k sobě ve vlnovém uspořádání, viz obr. 9. Tři svazky jsou spojeny dohromady s malými vzdálenostmi pro vytvoření ramena s průřezem blížícím se trojúhelníku. Konec tyčí jsou ohnuty směrem ven pro dosažení částí tvořících jha. Pro vytvoření ohybů jsou potřebné případné roz

-5CZ 297230 B6 perky mezi tyčemi. Rozpěrky neovlivňují magnetické vlastnosti, protože jedna tyč 91a, 91b, 91c; 92a, 92b, 92c; 93 a, 93b, 93c z každého svazkuje ohnuta ke každému jhu. Rovněž pásy jsou, alespoň na jedné straně, paralelní s rozpěrkami.

Tyč, vinutá z pásů ve spirálové formě nebo jako cívky, je výhodná zejména tehdy, když mezi centrálním ramenem a jhy mají být vzduchové mezery. Spirála může být vytvořena širší na koncích pro omezení vzduchových mezer u částí tvořících jha.

Pružnost při vytváření jader, jako je toto, je velmi veliká a je ilustrována na obr. 10. Tento obrázek znázorňuje jádro popisované ve spojení s odkazy na obr. 4. Hlavní část magnetického toku může procházet od jednoho profilovaného prstence k dalšímu v ramenech tam, kde se ramena vzájemně spolu dotýkají. To umožňuje rotaci větších toků v trojúhelníku tvořeném jhy.

S předkládaným vynálezem je rovněž možné vytvořit jádro třífázového transformátoru s vyrovnanými rameny. To má tu výhodu, že transformátor je užší než s jádrem tvarovaným do trojúhelníku. Tento typ transformátoru je ideální pro uložení například na železniční vagóny.

Obr. 11a znázorňuje příčný průřez transformátorem s oktagonálními rameny. Všechna ramena zahrnují čtyři kosočtverce s úhlem 45 stupňů a dva čtverce. Prstence, probíhající mezi sousedními rameny, jsou znázorněny na obrázku, zatímco prstence, probíhající mezi vnějšími rameny, jsou na obrázku téměř zcela zakryté.

Aby bylo možné vyrobit jádra transformátorů tohoto typu, musí být ramenové části ohýbatelné tak, že části tvořící jha mohou být ohnuty a mohou se vzájemně míjet. Existuje několik řešení, z nichž jedno je ilustrováno na obrázku. Ramenové části prstenců jsou ohnuty směrem ven a jha jsou ohnuta dovnitř nebo obráceně. Tvar částí tvořících jha je omezen omezenými možnostmi plastických deformací, ale jinak tato jha mohou mít jakýkoliv tvar. Principem, ilustrovaným na obr. 11, je mít ostré ohyby a přímé částí tvořící jha.

Prstence mohou být rovněž uloženy vzájemně na sebe při vytvoření zakulacených ohybů, aby se uspořil materiál.

Jha mezi levým ramenem 115 a centrálním ramenem 116 jsou vytvořena z prstence 112a s kosočtverečným průřezem v ramenové části, prstence 112b se čtvercovým průřezem, které jsou oba ohnuty o 22,5 stupně, a kosočtverečným prstencem 112c ohnutým o 67,5 stupně v ramenových částech. Prstence 112a a 112b zapadají do osmistěnů v blízkosti strany jha, zatímco prstenec 112c zapadá do opačné strany.

Jho mezi centrálním ramenem 116 a pravým ramenem 117 může být pouze umístěno v centrálním ramenu 116 ve zbývajících polohách; prstencích 114a, 114b, 114c. Průřezy levých a pravých ramen 115,117 jsou zrcadlovými obrazy k centrálnímu ramenu 116, takže prstence procházející v centrálním ramenu 116 jsou symetrické. Vnitřní prstence 114a, 114b mají své nejbližší polohy v pravém ramenu 117. Prstenec 114c se čtvercovým průřezem v ramenových částech ale prochází do nejbližší čtvercové polohy v pravém ramenu. Důvodem pro to je, že prstenec 113a se čtvercovým průřezem mezi vnějšími rameny je ve vnější poloze na částech tvořících jha již přítomen, aby dosáhl levého ramena.

Může být nemožné dosáhnout otáčení částí tvořících jha. V alternativním provedení je namísto toto použití přehybu se značným sklonem. To je znázorněno pro prstenec 114c mající nejkratší jho. Přehyb začíná na jednom konci jha a končí na druhém konci, označeném jako konec 118a spodního jha a jako konec 118b horního jha na obr. 11. Jha mohou být rovněž dále děleny do několika úzkých prstenců.

Rovněž jednofázové transformátory budou mnohem účinnější, pokud jim budou dodány mnohoúhelníkové průřezy. Obr. 12 znázorňuje transformátor s oktagonálním průřezem sestaveným

-6CZ 297230 B6 z prstenců se stejnými průřezy jako u třífázových transformátorů, ale se zpětnými smyčkami procházejícími nejtěsnější cestou vně vinutí. Prstence mohou být transponovány a navíc jim může být udělen oktagonální průřez. Malé zmenšení počtu plechů může být například dosaženo prostřednictvím vedení smyčky vlevo prstence, který tvoří smyčku nejvíce vpravo na obrázku. Jeho 5 průřez musí být změněn na kosočtverečný tvar v blízkosti obdélníkového tvaru.

Jádro se dvěma rameny může být vyrobeno z třífázových konstrukcí prostřednictvím ohnutí prstenců z jednoho ramena dohromady pro vytvoření pouze jednoho dalšího ramena. Jádro je znázorněno na obr. 13 s oktagonálním průřezem v jeho ramenech. Otočení tří ramenových částí je o io 45 stupňů, ohnutí je o 90 stupňů. Prstenec s obdélníkovým průřezem a dva prstence vně tohoto prstence nejsou deformovány. Jádra s hexagonálními rameny potřebují pouze tři prstence vytvořené z pásů se stejnou šířkou.

Pokud ta hrana oktanu, kde se střetávají tři hrany kosočtverců, je uvedena na nejvnitřnější místo 15 jádra, otočení budou pouze o 22,5 stejně až na kosočtverec uprostřed, který musí být otočen o

67,5 stupně. Nahrazení tohoto kosočtverce prstencem s kroky blížícími se ke kosočtverci je realističtější a je znázorněno na obr. 14. Další zlepšení je vytvořeno ponecháním pásů, aby dosáhly kruhy, což zvětšuje celkový průřez.

Segmenty vně mnohoúhelníkového ramena mohou být vyplněny tenkým kosočtvercovým prstencem z pásu s přibližně poloviční šířkou a plnou výškou segmentu a navinutého do jeho celkové šířky. Přehyby v pásech podél středu kosočtverce, jako je tomu na obr. 15, vytvářejí dvě strany jedné ploché straně, což vytváří trojúhelník, jehož strany jsou v kontaktu s jádrem. S přibližně 2/3 šířkou a 8/9 výškou vytváří přehyb u hrany nejvnitřnějšího pásu lichoběžníkový průřez, jako je 25 tomu na obr. 16. Tento průřez může být rovněž zakulacený.

Prostřednictvím pásů o konstantní šířce může být ramenovým částem dodán tvar průřezu blížící se tvaru kruhu, viz obr. 17, obr. 17a a Obr. 17b. Pravé rameno 117 na obr. 17 bude popsáno Obr. 17b. Pravé rameno 117 na obr. 17 bude popsáno jako příklad ve spojení s odkazy na obr. 17a, na 30 kterém je znázorněn příčný průřez tohoto ramena. Nejvíce uvnitř jsou prstence 173 o například % plné šířky a o výšce 9 % jejich šířky. Jsou zde tři prstence dosahující opsaného kruhu, viz bor. 17a.

Čtyři ze šesti segmentů byly vyplněny magnetickým materiálem a pás vně sestaveného jádra 35 mohou vyplnit další segmenty.

Prstenec 174 může být uložen na vnějších stranách hexagenů.

Další provedení je znázorněno na obr. 17b, na kterém byl prstenec 174 nahrazen širšími pásy 40 v ostatních prstencích.

Některé z výhod jádra transformátoru podle předkládaného vynálezu již byly zmíněny. Mezi jinými výhodami lze zejména zdůraznit: nízké nebo žádné ztráty při zatížení, menší hmotnost, menší objem, nižší elektrický rozptyl, omezení harmonických v důsledku symetrie fází třífázo45 vého transformátoru, snadná údržba, a tak dále.

Byla popsána výhodná provedení jádra transformátoru podle předkládaného vynálezu. Osoba v oboru znalá snadno nahlédne, že tato výhodná provedení mohou být měněna v rozsahu připojených patentových nároků.

Claims (17)

1. Jádro transformátoru, zahrnující tri ramena a jha spojující tato ramena, u kterého je průřez uvedených ramen pravidelně více-hranový svíce než čtyřmi hranami, vyznačující se tím, že jádro je vytvořeno z prstenců vinutých z pásů o konstantní šířce, přičemž každý z uvedených prstenců tvoří část dvou z uvedených ramen.

2. Jádro transformátoru podle nároku l,vyznačující se tím, že uvedená ramena mají hexagonální průřez.

3. Jádro transformátoru podle nároku 2, vyznačující se tím, že zahrnuje devět prstenců.

4. Jádra transformátoru podle nároku 3, v y z n a č uj í c í se t í m , že zahrnuje tri prstence o první šířce a první výšce a šest prstenců o druhé šířce, odpovídající polovině první šířky, a druhé výšce, odpovídající polovině první výšky.

5. Jádro transformátoru podle nároku 4, vyznačující se tím, že zahrnuje první prstencovou část (32), druhou prstencovou část (33) a třetí prstencovou část (34), přičemž každá prstencová část zahrnuje:

první prstenec (32a, 33a, 34a) vinutý z pásů o první šířce do první výšky, přičemž průřezy uvedených prstenců jsou kosočtverečné s úhly o velikosti 60 stupňů, druhý prstenec (32b, 33b, 34b) vinutý z pásů o druhé šířce, v podstatě odpovídající polovině první šířky, do druhé výšky, v podstatě odpovídající polovině první výšky, přičemž uvedený druhý prstenec má kosočtverečný průřez a je umístěn na uvedeném prvním prstenci (32a, 33a, 34a), třetí prstenec (32c, 33c, 34c) vinutý z pásu o druhé šířce do druhé výšky, přičemž uvedený třetí prstenec má kosočtverečný průřez a je umístěn v jedné poloze na uvedeném prvním prstenci (32a, 33a, 34a) jako přiléhající k uvedenému druhého prstenci a v další poloze na uvedeném druhém prstenci, přičemž uvedená první, druhá a třetí prstencová část jsou sestaveny dohromady, čímž je vytvořeno jádro třífázového transformátoru se třemi rameny s hexagonálními průřezy.

6. Jádro transformátoru podle nároku 2, vyznačující se tím, že zahrnuje sedm prstenců.

7. Jádro transformátoru podle nárok 6, vyznačující se tím, že zahrnuje první prstenec (22a), druhý prstenec (23 a) a třetí prstenec (24a) vinuté z pásů o první šířce do první výšky, přičemž průřezy uvedených prstenců jsou kosočtverečné se dvěma úhly o velikosti 60 stupňů, a přičemž první, druhý a třetí prstenec tvoří jha dohromady vytvářející trojúhelník, čtvrtý prstenec (24b) vinutý z pásu o uvedené první šířce do druhé výšky, v podstatě odpovídající polovině první výšky, přičemž uvedený čtvrtý prstenec má kosodélníkový průřez a je umístěn na uvedeném třetím prstenci (24a), pátý prstenec (22b) vinutý z pásu o druhé šířce, v podstatě odpovídající polovině první šířky, do uvedené první výšky, přičemž uvedený pátý prstenec má kosodélníkový průřez a je umístěn na uvedeném druhém prstenci (23a), šestý prstenec (23b) vinutý z pásu o druhé šířce do uvedené druhé výšky, přičemž uvedený šestý prstenec má kosočtverečný průřez a je umístěn na uvedeném druhém prstenci (23a), a

-8CZ 297230 B6 sedmý prstenec (23c) vinutý z pásu o druhé šířce do uvedené druhé výšky, přičemž uvedený sedmý prstenec má kosočtverečný průřez a je umístěn na uvedeném druhém prstenci (23a) a na uvedeném šestém prstenci (23 b), přičemž je tak vytvořeno jádro třífázového transformátoru se třemi rameny s hexagonálními průřezy.

8. Jádro transformátoru podle nároku 1,vyznačující se tím, že uvedená ramena maj í oktagonální průřez.

9. Jádro transformátoru podle nároku 8, v y z n a č uj í c í se t í m , že zahrnuje první, druhý a třetí profilový prstenec, z nichž každý zahrnuje tři prstence (42a, 42b, 42c) se dvěma ramenovými částmi a dvěma částmi tvořícími jha, přičemž první prstenec (42a) má kosočtverečný průřez v jeho ramenových částech s úhlem 45 stupňů a s částmi tvořícími jho ohnutými o 15 stupňů v takovém směru, že vnější čelní hrany jeho ramenových částí jsou posunuty vzájemně směrem k sobě, druhý prstenec (42b) má čtvercový průřez v jeho ramenových částech a je umístěn na uvedeném prvním prstenci, a

třetí prstenec (42c) má kosočtverečný průřez v jeho ramenových částech, přičemž první ramenová část má úhel 45 stupňů a leží převážně na uvedeném prvním prstenci (42a) a druhá ramenová část má úhel 135 stupňů a leží převážně na uvedeném druhém prstenci (42b), přičemž uvedený první, druhý a třetí profilový prstenec jsou sestaveny dohromady, čímž je vytvořeno jádro třífázového transformátoru se třemi rameny s oktagonálními průřezy.

10. Jádro transformátoru podle nároku 1,vyznačující se tím, že uvedená ramena mají průřez s deseti hranami.

11. Jádro transformátoru podle nároku 10, vyznačující se tím, že zahrnuje první, druhý a třetí profilový prstenec, z nichž každý zahrnuje pět prstenců (50a, 50b, 50c, 50e, 50d) se dvěma ramenovými částmi a dvěma částmi tvořícími jha, přičemž první prstenec (50a) má kosočtverečný průřez v jeho ramenových částech s úhlem 36 stupňů, druhý prstenec (50b) má kosočtverečný průřez v jeho ramenových částech s úhlem 72 stupňů, třetí prstenec (50c) má kosočtverečný průřez v jeho ramenových částech s úhlem 108 stupňů, čtvrtý prstenec (50d) má kosočtverečný průřez v jeho ramenových částech s úhlem 36 stupňů a leží převážně na prvním prstenci (50a) a má své tvořící části otočené směrem ven o 24 stupňů, a pátý prstenec (50e) má kosočtverečný průřez v jeho ramenových částech s úhlem 144 stupňů, když leží na třetím prstenci (50c), ale kosočtverečný průřez s úhlem 72 stupňů, když leží vně čtvrtého prstence (50d), a kanálek (51) vhodný pro ochlazování ramena vně pátého prstence (50e), přičemž uvedený první, druhý a třetí profilový prstenec jsou sestaveny dohromady, čímž je vytvořeno jádro třífázového transformátoru se třemi rameny s deseti-hranovými průřezy.

12. Jádro transformátoru podle nároku 11, vyznačující se tím, že zahrnuje ochlazovací kanálky (52a, 52b, 53a, 53b) vytvořené dodáním vnější části třetího prstence (50c) kosočtverečného průřezu s úhlem 72 stupňů a posunutím druhé vnější ramenové části třetího prstence směrem k pátému prstenci (50e), když přechází do úplného ramena.

13. Jádro transformátoru podle nároku 10, vyznačující se tím, že jeho ramena mají více-hranové průřezy a zahrnuje profilové prstence zahrnující první svazek prstenců skoso

-9CZ 297230 B6 čtverečnými průřezy s různými úhly, ale v jejich ramenových Částech otočenými pod stejným úhlem a upevněnými k více-hranovému průřezu, a uvnitř druhý svazek prstenců s kosočtverečným průřezem s různými úhly, ale v jejich ramenových částech otočenými pod stejným úhlem a připevněnými k prvnímu svazku a tak dál, dokud nejvíce uvnitř zůstává prostor pro prstence, kterým je v jedné z jejich ramenových částí dodán průřez a otočení odlišné od průřezu a otočení v druhé ramenové části.

14. Jádro transformátoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že všechny prstence mají kosočtverečný průřez se dvěma úhly o velikosti 60 stupňů a dvěma úhly o velikosti 120 stupňů.

15. Jádro transformátoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje přídavné jádro (70) z pásů mezi vinutími spojených dohromady na vršku a spodku jádra.

16. Jádro transformátoru podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje přídavné jádro ve středové ose alespoň jedné tyče z pásů, a pokud je tyčí více, jsou uspořádány tři a tři ve svazcích, přičemž tyto tyče jsou ohnuty ke každému jhu.

17. Jádro transformátoru podle nároku l,vyznačující se tím, že segmenty mezi průřezy ramen a opsaný kruh jsou částečně vyplněny tenkými prstenci a/nebo mírně širšími pásy.