DE10117846C1 - In einem Gehäuse angeordnetes elektrisches Bauteil in Form eines Transformators oder einer Drosselspule - Google Patents
In einem Gehäuse angeordnetes elektrisches Bauteil in Form eines Transformators oder einer DrosselspuleInfo
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Abstract
Um elektrische Bauteile an Transformatoren oder Drosselspulen größerer Leistung kühlen zu können, werden diese in einem von einem flüssigen Kühlmittel durchströmten kesselartigen Gehäuse angeordnet. Bestimmte Anwendungen wie z. B. bei Bahnen in Unterflurmontage erfordern einen möglichst kompakten Aufbau des elektrischen Bauteiles, in diesem Fall eines Transformators. Um dessen Gehäuse (13) bei möglichst kleiner Wandstärke eine möglichst große mechanische Stabilität zu geben, sind die beiden Gehäusewände (14, 15), zwischen denen sich ein Fenster des Transformators befindet, mittels eines auf Zug beanspruchbaren Versteifungselementes (8) durch das Transformator-Fenster hindurch miteinander verbunden. Das Versteifungselement kann aus einer an den beiden Wänden verankerten (11, 12; 16, 17 und 18, 19) isolierenden Platte bestehen.
Description
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der grundlegenden elektri
schen Bauteile und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung
eines Transformators oder einer Drosselspule anzuwenden, der
bzw. die zur Kühlung der Wicklungen bzw. der Wicklung und des
magnetischen Kernes in einem von einem flüssigen Kühlmittel
durchströmten kesselartigen Gehäuse angeordnet ist.
Aus dem DDR-Wirtschaftspatent DD 117 765 C ist ein Bahntrans
formator mit drei Wicklungen bekannt, die jeweils einen Kern
schenkel eines Transformatorkerns umschließen. Die Kernschen
kel sind über stirnseitig zu den Wicklungen angeordneten
Kernjochen magnetisch miteinander verbunden. Zum axialen
Pressen der Wicklungen sind stirnseitig zu diesen angeordnete
Profile vorgesehen, die über axial verlaufende Zuganker
miteinander verbunden und verspannt sind. Der bekannte
Bahntransformator ist in einem Kessel angeordnet, der mit
Kühlöl aufgefüllt ist.
Aus der deutschen Patentanmeldung R 12922 vom 09.11.1953 ist
ein Gehäuse für Transformatoren bekannt, das aus einem zy
lindrischen Isoliermantel mit jeweils aufgesetztem metalli
schen Boden bzw. Deckel besteht. Zur mechanischen Halterung
von dem Boden und dem Deckel an dem zylindrischen Isolierkör
per ist ein vom Boden ausgehendes und das Isolierrohr zentral
durchlaufendes Zugseil vorgesehen, das mit dem Deckel über
ein Federelement zur Verspannung von Boden und Deckel gegen
einander verbunden ist.
Bei der Aufstellung eines elektrischen Bauteils in Form eines
Transformators oder einer Drosselspule unter beengten Raum
verhältnissen ist es in aller Regel erforderlich, die Wärme
abfuhr von dem elektrischen Bauteil mittels einer forcierten
Flüssigkeitskühlung zu gewährleisten. Hierzu wird das elekt
rische Bauteil in einem als Kessel ausgebildeten Gehäuse an
geordnet, dessen Innenraum von einem flüssigen Kühlmittel
durchströmt wird. Als Kühlmittel wird üblicherweise ein Iso
lieröl verwendet. Bei elektrischen Bauteilen mit supraleiten
den Wicklungen dient dagegen ein verflüssigtes Gas als Kühl
mittel.
Bei Transformatoren liegen beengte Raumverhältnisse bei
spielsweise bei Bahnanwendungen vor, insbesondere dann, wenn
der Transformator unterhalb des Bodens des Triebwagens oder
eines Waggons (Unterflurmontage) angeordnet wird. Hier wird
eine möglichst niedrige Bauhöhe bei liegender Anordnung des
Transformators gefordert. Insoweit kommen hier dünnwandige
Transformator-Kessel zum Einsatz.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, dem Gehäuse bei möglichst
kleiner Wandstärke der Wandung eine möglichst große
mechanische Stabilität zu geben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem in einem
kesselartigen Gehäuse angeordneten elektrischen Bauteil in
Form eines Transformators oder einer Drosselspule mit
Flüssigkeitskühlung der Wicklungen und des magnetischen
Kernes, bei dem der magnetische Kern ein unteres Joch,
wenigstens zwei Schenkel und ein oberes Joch aufweist und
wenigstens einem Schenkel eine Wicklung zugeordnet ist, wobei
zwischen zwei Schenkeln ein Fenster gebildet ist, und bei dem
das Gehäuse zwei parallel zum Fenster des magnetischen Kernes
verlaufende, einander gegenüber liegende Gehäusewände
aufweist und die mittels wenigstens eines isoliert
angeordneten, auf Zug beanspruchbaren Versteifungselementes
verbunden, welches das zwischen zwei Schenkeln befindliche
Fenster durchgreift.
Bei einer derartigen Ausgestaltung können für die mittels des
Verstärkungselementes mechanisch stabilisierten Wände des Ge
häuses relativ dünne Wandstärken vorgesehen werden, ohne dass
es infolge des Druckes, unter dem das den Innenraum des Ge
häuses durchströmenden Kühlmittel steht, zu Ausbauchungen der
Gehäusewände kommt. Dies gilt insbesondere auch für Transfor
matoren und Drosselspulen, die mit supraleitenden (HTSL)
Wicklungen ausgestattet sind und bei denen wegen der erfor
derlichen Wärmeisolierung an der Außenwand des Gehäuses ein
sehr geringer Druck (Vakuum) anliegt. - Bei Verwendung dünner
Wandstärken für die Gehäusewände wird auch das Gewicht des
Gehäuses reduziert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht das Verstei
fungselement zweckmäßig aus einer Platte, die mit zwei zuein
ander parallelen Kanten mit den Gehäusewänden verbunden ist.
Diese Verbindung erfolgt zweckmäßig mittels ineinander grei
fender Schienen, die einerseits an den Gehäusewänden und an
dererseits an den zueinander parallelen Kanten der Platte an
geordnet sind. Beim Einsetzen des elektrischen Bauteiles in
das Gehäuse werden die Schienen der das Fenster des magneti
schen Kernes durchgreifenden Platte in die entsprechenden
Schienen an den Gehäusewänden eingefädelt.
Die gemäß der Erfindung vorgesehene Ausgestaltung kann sowohl
bei Drosselspulen als auch bei zweischenkligen Transformato
ren, wie sie für Bahnanwendungen üblich sind, als auch für
dreischenklige Transformatoren zur Anwendung kommen. Im
letztgenannten Fall ist es sinnvoll, zwei die Fenster des
Transformators durchgreifende Verstärkungselemente vorzuse
hen. - Um aufwändige Isolierstellen am Übergang von dem Ver
steifungselement auf die Gehäusewände und eventuelle Wirbel
ströme in dem Versteifungselement auszuschließen, empfiehlt
es sich, als Material für das Versteifungselement einen iso
lierenden glasfaserverstärkten Kunststoff vorzusehen.
Ein Ausführungsbeispiel des neuen elektrischen Bauteiles in
Form eines Transformators ist in der Figur dargestellt.
Die Figur zeigt in räumlicher Darstellung einen Transforma
tor, der aus einem magnetischen Kern 1 mit den beiden Jochen
2 und 3 und den beiden Schenkeln 4 und 5 sowie den auf den
beiden Schenkeln angeordneten Wicklungen 6 und 7 besteht. Das
zwischen den Wicklungen befindliche Fenster des Transforma
tors wird von einem Versteifungselement 8 in Form einer
rechteckigen Platte aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff
durchgriffen. Die parallel zu den Schenkeln 11 und 12 verlau
fenden Kanten 9 und 10 der Platte 8 sind mit Profilschienen
11 und 12 bestückt.
Unterhalb des Transformators ist ein kesselartiges, noch
nicht verschlossenes Gehäuse 13 angeordnet, in das der Trans
formator eingesetzt werden soll. An zwei einander gegenüber
liegenden, parallel zum magnetischen Kern 1 und damit des
Fensters des Transformators verlaufenden Wänden 14 und 15
sind Schienen 16 und 17 bzw. 18 und 19 befestigt, die ein zum
Profil der Schienen 11 und 12 der Platte 8 korrespondierendes
Profil aufweisen. Beim Einsetzen des Transformators greifen
die Profilschienen 11 und 12 der Platte 8 gemäß den Pfeilen
20 in die Schienen 16, 17 bzw. 18, 19 ein, wodurch die beiden
Wände 14 und 15 miteinander verbunden und mechanisch stabili
siert werden.
Claims (4)
1. In einem kesselartigen Gehäuse (13) angeordnetes elektri
sches Bauteil in Form eines Transformators oder einer Dros
selspule mit Flüssigkeitskühlung der Wicklung bzw. der Wick
lungen (6, 7) und des magnetischen Kernes (2, 3, 4, 5),
bei dem der magnetische Kern ein unteres Joch (2), wenigstens zwei Schenkel (4, 5) und ein oberes Joch (3) aufweist und we nigstens einem der Schenkel eine Wicklung (6, 7) zugeordnet ist, wobei zwischen zwei Schenkeln (4, 5) ein Fenster gebildet ist,
und bei dem das Gehäuse (13) zwei parallel zum Fenster des magnetischen Kernes verlaufende, einander gegenüberliegende Gehäusewände (14, 15) aufweist,
die mittels wenigstens eines isoliert angeordneten, auf Zug beanspruchbaren Versteifungselementes (8) verbunden sind, welches das zwischen zwei Schenkeln (4, 5) befindliche Fenster durchgreift.
bei dem der magnetische Kern ein unteres Joch (2), wenigstens zwei Schenkel (4, 5) und ein oberes Joch (3) aufweist und we nigstens einem der Schenkel eine Wicklung (6, 7) zugeordnet ist, wobei zwischen zwei Schenkeln (4, 5) ein Fenster gebildet ist,
und bei dem das Gehäuse (13) zwei parallel zum Fenster des magnetischen Kernes verlaufende, einander gegenüberliegende Gehäusewände (14, 15) aufweist,
die mittels wenigstens eines isoliert angeordneten, auf Zug beanspruchbaren Versteifungselementes (8) verbunden sind, welches das zwischen zwei Schenkeln (4, 5) befindliche Fenster durchgreift.
2. Elektrisches Bauteil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Versteifungselement (8) aus einer Platte besteht.
3. Elektrisches Bauteil nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Platte (8) mittels ineinander greifender Schienen
(11, 12; 16-19) an den beiden Gehäusewänden (14, 15) fixiert
ist.
4. Elektrisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Versteifungselement (8) aus einem isolierenden,
glasfaserverstärkten Kunststoff besteht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2001117846 DE10117846C1 (de) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | In einem Gehäuse angeordnetes elektrisches Bauteil in Form eines Transformators oder einer Drosselspule |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2001117846 DE10117846C1 (de) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | In einem Gehäuse angeordnetes elektrisches Bauteil in Form eines Transformators oder einer Drosselspule |
Publications (1)
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Family
ID=7681067
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10117846C1 (de) |
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- 2001-04-04 DE DE2001117846 patent/DE10117846C1/de not_active Expired - Fee Related
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