DD245747A1 - Magnetkern fuer transformatoren oder drosseln grosser leistung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen mehrschenkligen, feingestuften Magnetkern fuer Transformatoren oder Drosseln grosser Leistung, der unter Verwendung von Zugstangen mit Pressmitteln versehen ist und bei dem die Joche und Schenkel mit gleichem Kernquerschnitt ausgefuehrt sind. Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Magnetkern fuer leistungsstarke Transformatoren oder Drosseln anzugeben, der eine bahnprofilgaengige Apparateausfuehrung mit niedriger Kurzschlussspannung ermoeglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass die Joche und Schenkel einen Querschnitt aufweisen, der sich aus einem Huellkreis ergibt, von dem zwei gleich grosse gegenueberliegende Kreisabschnitte entfallen sind, deren Sehnen zu den Kernblechen senkrecht liegen und dass die Hoehe dieser Kreisabschnitte mindestens dem Fuenffachen der in Schichtrichtung liegenden Hoehe des Kreisabschnittes ueber dem Blechpaket mit der schmalsten Blechbreite entspricht.

Description

In der Figur 1 ist ein Joch- oder Schenkelquerschnitt 1 eines feingestuften Magnetkernes für Transformatoren oder Drosseln großerLeistungdargestellt, bei dem Joche und Schenkel mit gleichem Kernquerschnitt ausgeführt sind. Dieser Kernquerschnitt ergibt sich aus einem Hüllkreis 2 mit dem Radius R, von dem zwei gleich große gegenüberliegende Kreisabschnitte 3 entfallen. Die Sehnen der beiden Kreisabschnitte 3 liegen senkrecht zu den Kern blechen, die beispielhaft in einer Ecke angedeutet wurden. Dabei ist das Joch oder der Schenkel durch eine große Stufenzahl weitestgehend an den Hüllkreis 2 angepaßt. Die Höhe H der Kreisabschnitte 3 entspricht mindestens dem Fünffachen der in Schichtrichtung liegenden Höhe h des kleinen Kreisabschnittes, der über dem Blechpaket mit der schmälsten Blechbreite liegt. Damit der Transformator die durch das Bahnprofil gezogenen Grenzen nicht überschreitet, muß auch für den Magnetkern eine maximale Bauhöhe L festgelegt werden. Andererseits soll der Transformator aufgabengemäß eine niedrige Kurzschlußspannung aufweisen. Niedrigere Kurzschlußspannungen ergeben sich bei höheren Wicklungen, so daß Schenkelverlängerungen erforderlich sind, die jedoch ohne die erfindungsgemäße Lösung infolge der Bauhöhenbeschränkungen nicht möglich sind. Die Figur 2 verdeutlicht, daß die gestellte Aufgabe lösbar ist, wenn beide Joche 4 (also sowohl das untere als auch das obere Joch) mit einem Kernquerschnitt gemäß der Figur 1 ausgeführt werden. Die Schenkel 5 können nun trotz Bauhöhenbeschränkungen um das Vierfache der Höhe H der entfallenen Kreisabschnitte 3 verlängert werden. Um den gleichen Betrag werden die Wicklungen verlängert, so daß sich ein Transformator mit wesentlich verringerter Kurzschlußspannung ergibt. Die Figur 3 zeigt einen zweischenkligen Magnetkern mit kreisrunden Wicklungen 6, die auf jeweils einen Tragzylinder 7 aufgebracht sind. Kühlkanäle und Hauptstreukanal sind nicht mit dargestellt. Da die Schenkel 5 ebenfalls mit einem Kernquerschnitt gemäß Figur 1 ausgeführt werden, entstehen zwischen Schenkel 5 und Wicklungstragzylinder 7 Freiräume 8. Dadurch ist es möglich, die an den Außenseiten der äußeren Schenkel entstandenen Freiräume für die Aufnahme der äußeren Zugstangen 9 zu nutzen. Im nichtbenötigten Raum dieser Freiräume und in den anderen Freiräumen werden Stützkörperfür die Wicklung vorgesehen. Die anderen Zugstangen 10 sind in üblicherweise in den Zwickeln zwischen den Wicklungen 6 angeordnet. Die Anordnung der äußeren Zugstangen 9 in den Freiräumen 8 ist sehr vorteilhaft, da sie sich dort in einem spannungsmäßig unkritischen Gebiet befinden. Außerdem können die Jochpreßeisen dadurch verkürzt werden. An den Enden der Jochpreßeisen treten nunmehr auch kleinere Biegemomente auf, so daß die Jochpreßeisen geringer dimensioniert werden können und insgesamt eine wesentliche Massereduzierung zu verzeichnen ist.

Claims (2)

1. Patentanspruch:

   Mehrschenkliger, gestufter Magnetkern für Transformatoren oder Drosseln großer Leistung, der unter Verwendung von Zugstangen mit Preßmitteln zur Aufnahme der Spulenkräfte in Längsrichtung der Kernschenkel versehen ist und bei dem die Joche und Schenkel mit gleichem Kernquerschnitt ausgeführt sind, gekennzeichnet dadurch, daß

   a) die Joche (4) und Schenkel (5) einen Querschnitt aufweisen, der sich aus einem Hüllkreis (2) ergibt, von dem zwei gleich große gegenüberliegende Kreisabschnitte (3) entfallen sind, wobei deren Sehnen zu den Kernblechen senkrecht liegen,

   b) die Schenkel (5) bei gleichbleibender Bauhöhe des Transformators um etwa das Vierfache der Höhe (H) der entfallenen Kreisabschnitte (3) verlängert sind,

   c) die Höhe (H) dieser Kreisabschnitte (3) mindestens dem Fünffachen der in Schichtrichtung liegenden Höhe (h) des Kreisabschnittes über dem Blechpaket mit der schmälsten Blechbreite entspricht und

   d) in den an den Außenseiten der äußeren Schenkel (5) entstandenen Freiräumen (8) zwischen Schenkel (5) und kreisrundem Wicklungstragzylinder (7) Zugstangen (9) angeordnet sind.

   Hierzu
2. 2 Seiten Zeichnungen

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft einen mehrschenkligen Magnetkern für Transformatoren oder Drosseln großer Leistung, der unter Verwendung von Zugstangen mit Preßmitteln versehen ist und bei dem die Joche und Schenkel mit gleichem Kemquerschnitt ausgeführt sind.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Im allgemeinen werden bei Transformatoren und Drosseln großer Leistung die Kernquerschnitte der Schenkel und Joche gleich ausgeführt. Der Kemquerschnitt wird durch geeignete Abstufung der Blechbreiten an die Kreisform angenähert, wobei die Breite des breitesten Bleches etwa gleich der Schichthöhe gewählt wird.

   In besonderen Fällen, beispielsweise bei Prüftransformatoren, wird besonderer Wert auf eine niedrige Kurzschlußspannung gelegt, damit während des Betriebes dieser Transformatoren beim Auftreten stromstarker Vorentladungen keine unzulässig hohen Spannungsabfälle auftreten. Eine Senkung der Kurzschlußspannung läßt sich unter anderem durch Vergrößerung der Wicklungshöhe erzielen. Einer damit verbundenen Schenkelverlängerung sind jedoch durch Bauhöhenbeschränkungen, die für den Transport gefordert werden müssen, Grenzen gesetzt. Um bei Transformatoren die Forderung zu erfüllen, immer größere Leistungen in efner Transformatoreneinheit unterzubringen, ohne die durch das Bahnprofil gezogenen Grenzen zu überschreiten, ist es bekannt, bei Einphasentransformatoren vom Zweischenkelkern auf den Vierschenkelkern und bei Drehstromtransformatoren vom Dreischenkelkern auf den Fünfschenkelkern überzugehen (DE-AS 1119404). Diese Kerntypen sind mit Rückschlußschenkeln versehen und weisen demgemäß verminderte Jochhöhen auf. Solche Transformatoren haben aber auch Nachteile. So vergrößert sich die Masse sowie die Baulänge erheblich. Außerdem ist eine Leerlaufverlustzunahme nicht zu vermeiden. Bei Prüftransformatoren, bei denen die Hochspannungsdurchführungen wegen Einhaltung der Bahnprofilgängigkeit in Richtung der Längsachse des Kernes liegen, ist eine solche Kernform nicht anwendbar.

   Ziel der Erfindung

   Die Erfindung verfolgt das Ziel, die angegebenen Nachteile zu vermeiden.

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Magnetkern für leistungsstarke Transformatoren öder Drosseln anzugeben, der eine bahnprofilgängige Apparateausführung mit niedriger Kurzschlußspannung ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Patentanspruches gelöst.

   Ausführungsbeispiei

   Anhand von Zeichnungen soll die Erfindung nachstehend näher erläutert werden. In den Zeichnungen zeigen

   Fig. 1: den Querschnitt eines Joches bzw. eines Schenkels

   Fig. 2: den durch Kernjoche und Kernfenster geführten Schnitt eines mehrschenkligen Magnetkernes und Fig.3: den parallel zu den Jochen geführten Schnitt durch die Kernschenkei eines zweischenkligen Magnetkernes mit Wicklungen.