DD274924A1 - Spannvorrichtung fuer leistungstransformatoren und -drosseln - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung fuer Leistungstransformatoren und -drosseln in Zwei- oder Mehrschenkelbauweise. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass mindestens 2 Spannkeile zwischen Jochaussenseite und den Aussenspannbolzen eingebracht werden in Verbindung mit mindestens 2 Spannkeilen zwischen den Winkelstahlprofilen und der Jochober- und Jochunterseite und dass sich zwischen dem Spannkeil und der Jochaussenseite eine Zwischenplatte befindet, welche die Breite der Kernpaketstaerke besitzt. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spannvorrichtung für Leistungstransformatoren und -drosseln in Zwei- oder Mehrschenkelbauweise.

Ihr Einsatz ist in den Bereichen der Transformator- und Drosselfertigung überall dort vorgesehen, wo vorgefertigte Montageeinheiten zusammengesetzt werden.

Besonders für Spezialtransformatoren mit niedrigen Kernverlusten und geringem Leerlaufstrom ist diese neuartige Form der Kernverspannung besonders geeignet.

Charakteristik der bekannten technisch ι Lösungen

Transformatoren und Drosseln in Zwei- und Mehrschenkelbauweise aus legierten Kernblechen werden mit unterschiedlichen Schachtelschemen aufgebaut. Ein- oder mehrlagig versetzte, kammartig oder mäanderförmig gelegte Kernpakete stoßen dabei aneinander. Die Kernbleche können im einfachen Fall rechtwinklig geschnitten oder zur Erzielung niedriger Kernverluste mit Schnittwinkeln zwischen 30-60°C versehen werden.

Bei:n Aneinanderlegen der Blechstreifen tritt je nach Fertigungstechnologie und Verspinnung ein mehr oder weniger großer Luftspalt auf. Besonders augenfällig erscheint diese Tatsache bei stumpfgeschachtelten Kernpaketen ohne Überlappung. Hier kann der Magnetfluß des Einzelbleches oder Teilblechpaketes nicht durch das benachbarte Einzelblech bzw. Teilblechpaket über den Luftspalt ausweichen. Ein besonders kräftiger Anpreßdruck der Kernpakete an den Stoßflächen während der gesamten Betriebszeit der elektrischen Maschine ist zur Gewährleistung der Ausgangsparameter erforderlich.

Für Transformatoren sind Jochverspannungen aus Stahlprofilen bekannt, die in erster Linie die Blechpakete zusammenpressen. Brurnmeischeinungen werden dadurch weitgehend unterdrückt und die mechanische Stabilität des Kernes gewährleistet. Ein Beispiel dafür ist aus der DD-PS 222467 bekannt. Sämtliche Jochspanneinrichtungen überlappen sich, bilden ein geschlossenes „U" oder liegen als Winkelprofil ein- bzw. zweischenklig am Joch an. Die Kernblechpakete selbst enthalten keine Löcher zum Durchstecken von Schrauben oder Bolzen, um zusätzliche Verspannung zu erreichen. Nachteilig ist bei dieser Kernbefestigung die sorgfältige und aufwendige Justage des Kernpaketes, um die Luftspalte gering zu halten. Erschütterungen während des Transportes werden zwar abgefangen aber es liegt keine kontinuierliche Anpreßkraft in Richtung der Blechpaketstoßflächen an. ' ,

Aus der DE-PS 830980 ist ein vorzugsweise rechteckiger Magnetkern für elektrische Induktionsgeräte, wie Trafos bekannt, dessen aus laminierten Blechpaketen bestehende Längs- und Querschenkel an den Ecken zusammenstoßen, dadurch gekennzeichnet, daß die Längs- und Querschenkel zur Halterung der sich bildenden laminierten Pakete je nur an Stellen zwischen ihren Enden zusammengespannt und in solcher Lage zueinander gehalten sind, daß die vom Klemmdruck freien Enden aneinanderstoßender Schenkel unter den Arbeitsbedingungen sich relativ zueinander bewegen können. In dieser Erfindungsbeschreibung wird eine traditionolle Art der Jochverspannung angegeben, wie sie eingangs erwähnt wurde. Auf eine Minimierung der Jochluftspalte wird kein Wert gelegt, da unter den Arbeitsbedingungen von Induktionsgeräten ein variabler Luftspalt zur Kennlinieneinstellung erwünscht ist.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat das Ziel, eine Senkung des Magnetisierungsstromes für Transformatoren und Übertrager und damit des Energieaufwandes zur Erzeugung des Magnetfeldes zu erreichen.

Für Drosseln als induktive Widerstände und Stromg'.ättungseinrichtungen ist eine hohe Induktivitätsgenauigkeit im fertigungstechnischen Herstellungsprozeß mit einfachen Mitteln zu gewährleisten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bekannt Spanneinrichtungen für induktive Bauelemente in ihrer Grundfunktion zu nutzen und einfache zusätzliche Konstruktionsteile. ο in die Anordnung einzubringen, daß eine dauerhafte Verspannung der Kernteile in mindestens zwei Richtungen erfolgt.

Vorzugsweise sind die einfachen zusätzlichen Konstruktionsteile so zu gestalten und so in die Spanneinrichtung einzubeziehen, daß im gegebenen Fall eine mehrfache wiederholbare Montage und Demontage gegeben ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß mindestens 2 Spannkeile zwischen Jochaußenseite und den Außenspannbolzen eingebracht werden in Verbindung mit mindestens 2 Spannkeilen zwischen den Winkelstahlprofilen und der Jochober- und -Unterseite und daß sich zwischen dem Spannkeil und der Jochaußenseite eine Zwischenplatte befindet, welche die Breite der Kernpaketstärke besitzt. Für den Spannkeil erweist es sich von Vc -teil, daß seine Berührungsfläche zum Kernpaket hin gezahnt ist, um ein Zurückgleiten bei Schwingungs- und Stoßbelastunger. möglichst zu verhindern.

Eine Quernut im Spannkeil zum Außenspannbolzon hin, besitzt ebenfalls die Eigenschaft einer mechanischen Sperre gegen ungewolltes En'.arretieren. Zusätzlich wird damit der Spannkraftweg mit eingestellt.

Es ist weiterhin von Vorteil, den Spannkeil und die Zwischenplatte als ein Teil m fertigen, welches in seiner Grundfläche die Paketstärke des Joches besitzt und sich zum Außenspannbolzen verjüngt. Es hat sich gezeigt, daß oinfache lange angespitzte Spannkeile zwischen den Spannschienen und der Jochober- ')zw. -Unterseite, etwa bis zur Jochiänge eingebracht, die Luftspaltabstände in Richtung der Schenkel dauerhaft verfeinern.

Für Transformatoren und Drosseln ab etwa 20kg Gesamtkernmasse ist die Verwendung von 4 Spannkeilen zwischen oen Jochaußenseiten und den 4 Außenspannbolzen zur Vergrößerung der Spannkraft sinnvoll.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Vorderansicht eines Dreischenkei-Tranüformaiorkemes mit allgemeinem Schschtolschema und Sechsfachverspannung Fig. 2: Seitenansicht des Mehrschenkelkernes nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt die Vorderansicht eines Dreischenkel-Transformatorkernes. Das Schachtelschema der Kernbleche ist so aufgebaut, daß die 3 Schenkel einzelne komplette Kernpakete sind, zwischen die 4 komplette Jochpakete in stumpfem Stoß verspannt werden. Ein anderes Schachtelschema bietet die Möglichkeit, 3 verschiedene Kernblechstreifen so aneinanderzulegen, daß ein kammartig überlapptes und in sich jeweils um 180° verdrehtes Kernpaket entsteht. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf den Wicklungsaufbau verzichtet. Der magnetische Übergang erfolgt bei der Stumpfvariante durch den Luftspalt, bei der Kammvariante teils durch Luft, teil durch benachbarte Bleche. Beim Einsatz niedriglegierter Trafobleche, wie Dynamoblech, können zur besseren Verspannung der Jochbleche Löcher in die Kernbleche eingebracht sein. Wird Texturblech verwendet und der Trafo aus 7 Kernpaketen in stumpfem Stoß verspannt, so sind Spannlöcher in den Kernblechen zu vermeiden. Die Winkelstahlprofile 1; 2 am Oberteil des Joches sind so angeordnet, daß ihre kurzen Schenkel nach innen zu'n Kernpaket hin anliegen. Einerseits wird damit die Luftströmung im Oberteil des Transformators günstig beeinflußt. Zum anderen besteht die Möglichkeit des Einschiagens zweier Spannkeile 5, die das Joch auf die Trafoschenkel pressen.

Für die Verspannung der Bleche im unteren Teil des Trafokernes wurden gleichschenklige Winkelprofilstähle ausgewählt. In Figur 1 ist zu erkennen, daß der eine Profilstahl mit einem Schenkel an der Jochaußenseite anliegt, mit seiner zweiten hingegen in Richtung Jochunterseite zeigt. Der zweite Spannwinkel ist so angeordnet, daß eine Außenseite zur Verspannung des Kernpaketes beiträgt, während die zweite als Stützfläche in die Konstruktion eingeht.

Da dieser Trafo für stehenden Betrieb konzipiert ist, wird auch in diesem Fall die Strömung des Kühlmediums günstig beeinflußt.

Zu erkennen ist weiterhin, daß sich zwischen unterem Jochpaket und Spannwinkelinnenschenkel ein Keil befindet. Er besitzt die gleiche Funktion wie diT Keil 5 im oberen Jochteil und minimiert die Luft* paltlängen bei kammartig überlapptem Schachtelschema. Zusätzlich zu den drei genannten Jochspannbolzen der Ober- und Unterseite werden je zwei weitere außerhalb der Joche vorgesehen. Weniger als mechanische Stabilisierung dafür mehr als Spannglied in der Luftspaitminimierung fungieren diese vier genannten Spannbolzen.

Beim Einbringen von je einer Zwischenplatte und je einem Spannkeil 3 mit Quernut finden sich die einzelnen Bleche oder Blechpaketo und werden fest gegeneinandergepreßt. Dieser Arbeitsgang erfolgt vor dem straffen Anziehen aller 10 Muttern der Jochspannbolzen. Während des Einschiagens des Keiles 3 bis zur Quernut darf der Außenbolzen nur bis zu seiner reversiblen Durchbiegung beansprucht werden. Sitzen alle 4 Keile fest, so verleihen die Außenspannbolzen den Jochblechen einen dauerhaften Druck in Richtung der Stoßflächen. Umgekehrt sorgen die Spannkeile 5 zv ischen der Jochober- und -Unterseite und den Innenseiten der Winkelprofilstähle für einen stetigen Druck in Richtung der beiden Joche. Damit wird während der Kernpaketmontage Zeit gespart für die mechanische Verkleinerung der Luftspaliabstände. Baueinheiten mit einer Kernmasse unter 20kg, vor allem Einphasentransformatoren und -drosseln aus Streifenblechkernen, L/L-, U/l- und E/I-Kernen, benötigen bei Jochverspannungen mit Außenspannbolzen nur 2 Spannkeile für die Jochaußenseiten. Je eine Jochaußenseite, beispielsweise die linke, liegt, getrennt durch eine Spannplatte, am linken Außenspannbolzen an. Die Spannplatte kann aus

Hartpapier sein. Nach Einlegen der rechten oberen und unteren Spannplatten sowie Einschlagen der Spannkeile werden die Jochbleche zwischen den Bolzen und Platten mit einseitigem Druck verspannt. Auch in dieser Art der Verspannung wirkt sich die reduzierte Spannkeilbreite gegenüber der Kernpaketstärke günstig auf die Ausnutzung des Spannbolzenbiegemomentes aus. Eine fertigungsgerechtö Reproduktion von Leerlaufeigenschaften, wie z.B. Leerlaufstrom, mit außerordentlich, geringe; Abweichung bis maximal 10% vom Nennwert ist gegeben.

Zum Zwecke der vereinfachten Demontage der Anordnung im Entwicklungsstadium können die vier Zwischenplatten herausgeschlagen werden und die Keile 3 lassen sich ziehen. Für eine Serienfertigung erscheint die Vereinigung von Zwischenplatte und Spannkeil 3 zu einem Teil sinnvoll. Bei Jochlängen unter 300mm werden statt der 4 Spannkeile 5 lediglich 2 durchgehende eingeschlagen. Zum besseren Verständnis des in Fig. 1 angeführten Ausführungsbeispieles soll Fig. 2 beitragen. In der Seitenansicht sind nacheinander zwei L-Winkelstahlprofile 1 zu sehen, zwischen deren kürzeren Innenschenkeln und der Jochoberfläche sich ein schraffierter Spannkeil 5 befindet. Auf den Spannplatten 6 sitzt im oberen und unteren Jochteil jeweils ein Spannkeil 3, der zur Arretierung eine Quernut aufweist. Zwei gleichschenklige Winkelstahlprofile 2 verspannen das Jochunterteil, halten den Spannkeil 5 und gewährleisten eine senkrechte Anordnung des Dreischenkel-Trafokernes während des Betriebes.

Claims (3)

1. Spannvorrichtung für LeisUingstransformatoren und -drosseln, bestehend aus Befestigungselementen der L- oder U-Form, aus gezogenem Flachstahl oder geschweißten Anordnungen derselben, die sich überlappen, ein geschlossenes „U" bilden oder als Winkelprofil ein- bzw. zweischenklig am Joch anliegen, versehen mit Löchern zum Einbringen von Spannschrauben oder Gewindestäben im Joch oder außerhalb des Joches, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens 2 Spannkeile (3) zwischen der Jochaußenseite und den Außenspannbolzen (4) eingebracht sind in Verbindung mit mindestens 2 Spannkeilen (5) zwischen den Winkelstahlprofilen (1; 2) und der Jochober- und -Unterseite und daß sich zwischen dem Spannkeil (3) und der Jochaußenseite eine Zwischenplatte (6) befindet, welche die Breite der Kernpaketstärke besitzt.

2. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Spannkeil (3) an seiner Berührungsfläche zur Jochaußenseite gezahnt ist und an seiner Berührungsfläche zum Spannbolzen (4) eine Quernut aufweist.

3. Spannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannkeil (3) und die Zwischenplatte (6) ein einziges Teil darstellen, welches in seiner Grundfläche die Paketstärke des Joches besitzt und sich zum Außenspannbolzen (4) verjüngt.