DE102008032799A1 - E-shaped core e.g. round core such as winding core, for power transformer, has sheet plates forming sheet plate packets and stacked on top of each other so that one of plates is laterally shifted in plane opposite to adjacent plates - Google Patents

E-shaped core e.g. round core such as winding core, for power transformer, has sheet plates forming sheet plate packets and stacked on top of each other so that one of plates is laterally shifted in plane opposite to adjacent plates Download PDF

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Abstract

The core has sheet plates (20-23) stacked on top of each other such that one of the plates is laterally shifted in a plane opposite to the adjacent plates. The sheet plates form sheet plate packets (20b-23b), where edges of the sheet plates lie in a surface. Each packet is arranged opposite to other laterally shifted sheet plates. Two partial core sections are shifted against each other and transverse to each other. Other individual sheet plate packets are shifted laterally in a plane such that a wave or symmetrical or unsymmetrical sawtooth contour is formed.

Description

Die Erfindung betrifft einen Transformator gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und dem Oberbegriff des Anspruches 4.The The invention relates to a transformer according to the preamble of the claim 1 and the preamble of claim 4.

In Verteil- und Leistungstransformatoren ist der Kern üblicherweise als Rechteck- oder Rundkern ausgeführt, wobei insbesondere ein Rechteckkern in geschichteter Bauweise aus einer Vielzahl von Blechen zusammengesetzt ist, wogegen ein Rundkern häufig als Wickelkern ausgeführt wird.In Distribution and power transformers is the core customary as a rectangle or Round core executed, in particular, a rectangular core in layered construction a plurality of sheets is composed, whereas a round core often as Winding core executed becomes.

Die Kühlung eines solchen Kernes ist dabei insbesondere abhängig von der zur Verfügung stehenden Kernoberfläche. Sowohl bei einem Rechteckkern als auch bei einem Rundkern ist diese Fläche durch den Kernumfang und die Höhe gegeben.The cooling Such a kernel depends in particular on the available one Core surface. This is the case for both a rectangular core and a round core area through the core circumference and the height given.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Transformator mit einem Kern der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Kühlung verbessert ist.task The invention is a transformer with a core of the above to create said type in which the cooling is improved.

Diese Aufgabe wird bei einem aus Blechen zusammengesetzten Kern für einen Transformator dadurch gelöst, dass die einzelnen Bleche derart übereinander gestapelt sind, dass wenigstens ein Blech gegenüber wenigstens einem benachbarten Blech in seiner Ebene seitlich verschoben ist.These Task is in a composite of sheets core for a Transformer solved by that the individual sheets are stacked on top of each other, that at least one sheet opposite moved laterally at least one adjacent sheet in its plane is.

Dadurch werden die Außenflächen und Innenflächen des Kerns vergrößert, indem die nach außen vorstehenden Abschnitte wie Kühlrippen wirken.Thereby be the outer surfaces and inner surfaces of the nucleus enlarged by the outside protruding sections such as cooling fins Act.

Es besteht die Möglichkeit, jeweils mehrere Bleche zu jeweils einem Blechpaket zusammenzusetzen, wobei die Bleche exakt übereinander liegen. Zur Erhöhung der Außenfläche können die Blechpakete jeweils gegeneinander verschoben sein, sodass die Blechpakete selbst Kühlrippen oder Kühlleisten bilden.It it is possible, in each case to assemble several sheets to form a laminated core, the sheets are exactly on top of each other lie. To increase the outer surface can the Sheet metal packages each shifted against each other, so that the laminated cores even cooling fins or form cooling bars.

Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, dass jedes einzelne Kernblech gegenüber dem darunter liegenden um einen bestimmten Betrag verschoben wird, wodurch sich auch eine wellenförmige oder sägezahnförmige Kontur bilden könnte, wobei die Wellenberge oder die Sägezahnspitzen praktisch die Kühlleisten bilden.It of course exists also the possibility that every single core sheet opposite the underlying is shifted by a certain amount, which is also a wavy or sawtooth contour could make the wave crests or the sawtooth tips practically the cooling bars form.

Wenn der Kern aus Blechmaterial gewickelt ist, dann kann der Kern aus wenigstens zwei Teilabschnitten zusammengesetzt sein, die quer zueinander bzw. gegeneinander verschoben sind, wodurch sich auch hier die Außenfläche des Kerns vergrößert.If the core is made of sheet metal material, then the core can out be composed at least two sections, which are transverse to each other or are shifted from each other, whereby here again the outer surface of the Kerns enlarged.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments and improvements of the invention are the dependent claims refer to.

Anhand der Zeichnung, in der einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungen und weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.Based the drawing, in which some embodiments of the invention are shown, the invention and further advantageous versions and other advantages closer explained and described.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen E-förmigen Kern für einen Transformator in Seitenansicht, 1 an E-shaped core for a transformer in side view,

2 eine erste Schichtung der Bleche, 2 a first layering of the sheets,

3 eine zweite Schichtung der Bleche 3 a second layering of the sheets

4 eine dritte Schichtung der Bleche und 4 a third layering of the sheets and

5 eine normale übliche Form der Schichtung der Bleche. 5 a normal usual form of stratification of the sheets.

Es sei Bezug genommen auf die 1.It is referred to the 1 ,

In dieser 1 ist ein üblicher E-förmiger Kern 10 dargestellt, der aus mehreren Blechen, siehe 4 zusammengesetzt ist und dabei einen Steg 11 sowie drei Kernarme 12, 13 und 14 aufweist.In this 1 is a common E-shaped core 10 shown, consisting of several sheets, see 4 is composed while doing a jetty 11 as well as three core arms 12 . 13 and 14 having.

Es sei nun Bezug genommen auf die 5.It is now referred to the 5 ,

Dort ist der Schenkel 15 in einer Ansicht gemäß Pfeilrichtung V der 1 dargestellt. Der Schenkel 15 setzt sich zusammen aus mehreren Blechen 16, 17, 18 ... die alle in gleicher Weise und miteinander fluchtend übereinander gestapelt sind. Die Dicke der Bleche 16 bis 18 ist in 4 deutlich größer dargestellt; die Dicke der Bleche 16 bis 18 kann üblicherweise zwischen 0,15 bis 0,35 mm betragen.There is the thigh 15 in a view according to arrow V of the 1 shown. The thigh 15 is composed of several sheets 16 . 17 . 18 ... which are all stacked in the same way and in alignment with each other. The thickness of the sheets 16 to 18 is in 4 shown significantly larger; the thickness of the sheets 16 to 18 may usually be between 0.15 to 0.35 mm.

Die Kühlung des Kerns 10 erfolgt dadurch, dass Luft in Pfeilrichtung P an den Schenkeln 12 bis 14 beziehungsweise 15 entlangströmt, wobei bei der Ausführung gemäß 4, die eine übliche Schichtung darstellt, wie eingangs erwähnt, die Kühloberfläche durch die glatte Seitenfläche 19 gebildet ist, in der die Kanten der Bleche liegen.The cooling of the core 10 takes place in that air in the direction of arrow P on the thighs 12 to 14 respectively 15 flows along, wherein in the embodiment according to 4 , which is a conventional layering, as mentioned above, the cooling surface by the smooth side surface 19 is formed, in which lie the edges of the sheets.

Um eine Erhöhung der Kühlfläche, die der Kühlfläche 19 entspricht, zu erzeugen, sind einzelne Kernbleche 20, 21, 22, 23 ... gegeneinander versetzt, dergestalt, dass das Kernblech 21 bezogen auf das Kernblech 20 um einen Abstand D1 verschoben ist. Damit ragt die rechte Kante (siehe 2) des Bleches 21 über die rechte Kante des Bleches 20 hinaus. In entsprechender Weise fluchten die Kante des Bleches 22 wieder mit der Kante des Bleches 20, und weiterhin fluchten die Kante des Bleches 23 mit der Kante des Bleches 21 und so weite.To increase the cooling area, the cooling surface 19 equivalent to produce are individual core sheets 20 . 21 . 22 . 23 ... offset against each other, in such a way that the core sheet 21 based on the core sheet 20 is shifted by a distance D 1 . The right edge protrudes (see 2 ) of the sheet 21 over the right edge of the sheet 20 out. In a corresponding manner, the edge of the sheet are aligned 22 again with the edge of the sheet 20 , and continue to align the edge of the sheet 23 with the edge of the sheet 21 and so on.

Diese Ausgestaltung ist sinnvollerweise am ehesten dort zu verwenden, wo Bleche mit einer Blechdicke verwendet werden, die ausreichend breite Rillen (siehe weiter unten) erzeugen können. Bei derzeit verwendeten Blechen mit einer Blechdicke von ca. 0,15 bis 0,35 mm ist die jeweilige Rille beziehungsweise der Schlitz 24 beziehungsweise 26 so klein und schmal, dass eine ausreichende Menge an Luft dort kaum hindurchströmen wird.This embodiment is most useful to use there where sheet metal with a Sheet thickness can be used, which can produce sufficiently wide grooves (see below). In currently used sheets with a sheet thickness of about 0.15 to 0.35 mm, the respective groove or slot 24 respectively 26 so small and narrow that a sufficient amount of air will hardly flow through it.

In jedem Fall gilt, dass aufgrund der Verschiebung der Bleche 20 bis 23 gegeneinander der effektive Querschnitt durch die linken Kanten der Bleche 21, 23 und die jeweils rechten Kanten der Bleche 20 beziehungsweise 22 begrenzt, so dass der effektive Querschnitt DEFF, siehe 5 in DEFF2 gemäß 2 verkleinert ist.In any case, that is due to the displacement of the sheets 20 to 23 against each other the effective cross section through the left edges of the sheets 21 . 23 and the respective right edges of the sheets 20 respectively 22 limited so that the effective cross-section DEFF , see 5 in D EFF2 according to 2 is reduced.

Um eine ausreichende Breite der Schlitze 24 beziehungsweise 26 zu erzeugen, ist es zweckmäßig, mehrere Bleche zu einem Blechpaket zusammen zu setzten, wobei mehrere Bleche zu einem Blechpaket 20b , 21b , 22b , 23b zusammengesetzt sind, so dass bei ansonsten gleicher Wirkungsweise die Breite der Schlitze 24b beziehungsweise 26b entsprechend der Anzahl der Bleche verbreitert ist. Beispielsweise bei einer Anzahl von zwanzig Blechen mit einer Dicke von 1,0 mm würde die Schlitzbreite der Schlitze 24b , 26b jeweils 20 mm betragen.To have a sufficient width of the slots 24 respectively 26 To produce, it is expedient to put several sheets together to form a laminated core, with several sheets to a laminated core 20 b . 21 b . 22 b . 23 b are composed, so that otherwise the same effect, the width of the slots 24 b respectively 26 b widened according to the number of sheets. For example, with a number of twenty sheets having a thickness of 1.0 mm, the slot width of the slots would become 24 b . 26 b each 20 mm.

Die 2 zeigt somit sowohl eine Schichtung aus einzelnen Blechen, die ohne den Index B angezeichnet sind, wogegen die Ausgestaltung der Anordnung gemäß 2 mit Blechpaketen mit dem Index B gekennzeichnet ist. Im Übrigen sind die sonstigen Abmessungen D1 und DEFF2 gleich.The 2 Thus, both shows a stratification of individual sheets, which are marked without the index B, whereas the embodiment of the arrangement according to 2 marked with laminated cores with the index B. Incidentally, the other dimensions D 1 and D EFF2 are the same.

Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, wie in der 3 dargestellt, einzelne Blechpakete herzustellen, in dem einzelne Bleche 30, 31, 32, 33, 34, 35 und 36 so einander zugeordnet sind beziehungsweise so aufeinander geschichtet sind, dass die linken Kanten der Bleche 30, 31, 32 und 33 auf einer Linie L1 und die Kanten der Bleche 33, 34, 35 und 36 auf einer Linie L2 liegen, wodurch sich eine V-Form bildet, bei der die linke Kante des Bleches 33 die Spitze der V-Form bildet. Dabei besteht die Möglichkeit, die Linien L1 beziehungsweise L2 so anzuordnen, das heißt die Kanten so anzuordnen, dass sich eine symmetrische V-Form, bezogen auf das Blech 33, bildet; es besteht natürlich auch die Möglichkeit, die Form beziehungsweise den Winkel zwischen den beiden Linien L1 und L2 soweit zu verändern, dass eine Sägezahnform oder eine Wellen-Form erzeugt wird.Of course there is also the possibility, as in the 3 shown to produce individual laminated cores in the individual sheets 30 . 31 . 32 . 33 . 34 . 35 and 36 are so assigned to each other or are stacked so that the left edges of the sheets 30 . 31 . 32 and 33 on a line L 1 and the edges of the sheets 33 . 34 . 35 and 36 lie on a line L 2 , forming a V-shape, in which the left edge of the sheet 33 forming the top of the V-shape. It is possible to arrange the lines L 1 and L 2 so, that is, the edges to be arranged so that a symmetrical V-shape, based on the sheet 33 , forms; Of course, it is also possible to change the shape or the angle between the two lines L 1 and L 2 so far that a sawtooth or a wave shape is generated.

Die 3 ist so gezeichnet, dass jeweils einzelne Bleche 30, 31, 32 ... die V-förmige Kantenform oder Wellenform bilden. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, mehrere Bleche miteinander fluchtend übereinander zu legen und die dadurch gebildeten Blechpakete in der gleichen Weise anzuordnen wie die einzelnen Bleche der 3. Auch auf diese Weise entsteht eine V- oder Wellenform, wobei eine stufenartige Linie der vorderen Kanten gebildet ist, die in 5 die Bezugsziffer L1b erhält. Die Wirkungsweise in dieser Anordnung ist die gleiche; die einzelnen Bleche sind zu Blechpaketen 30b , 31b und 32b ... zusammengesetzt. Auch hier erhalten die einzelnen Blechpakete in der 5 zur Verdeutlichung der Ähnlichkeit mit der Ausführung gemäß 3 die tiefgestellten Indizes B.The 3 is drawn so that each individual sheets 30 . 31 . 32 ... form the V-shaped edge shape or waveform. Of course, there is also the possibility of laying several sheets one above the other in alignment and to arrange the laminated cores formed thereby in the same manner as the individual sheets of 3 , Also in this way, a V or waveform is formed, forming a step-like line of the leading edges formed in 5 the reference number L 1b receives. The mode of action in this arrangement is the same; the individual sheets are laminated cores 30 b . 31 b and 32 b ... composed. Again, get the individual laminated cores in the 5 to clarify the similarity with the execution according to 3 the subscripts B.

Die Bemessung der Breite der Schlitze 24, 26 beziehungsweise 24b , 26b – auf der rechten Seite der 2 ist in gleicher Weise, nur gegeneinander versetzt, eine schlitzartige Ausgestaltung vorhanden, was selbstverständlich auch für die aufeinander zu weisenden Kanten der Schenkel 12, 13, 14 gilt, beziehungsweise die Sägezahn-, V- oder Wellenform ähnlich der der 3 – erfolgt derart, dass eine ausreichend große Oberfläche gebildet ist, wodurch eine ausreichende Kühlung der Bleche an den Seitenkanten erzeugt wird.The sizing of the width of the slots 24 . 26 respectively 24 b . 26 b - on the right side of the 2 is in the same way, only offset from each other, a slot-like configuration exists, which of course also for the mutually facing edges of the legs 12 . 13 . 14 applies, or the sawtooth, V or waveform similar to the 3 - Is carried out such that a sufficiently large surface is formed, whereby a sufficient cooling of the sheets is produced at the side edges.

Es ist selbstverständlich, dass eine Struktur ähnlich der der 2 auch dadurch erzeugt wird, dass Bleche unterschiedlicher Abmessungen hergestellt und übereinander gestapelt werden. In diesem Falle würde sich auf der rechten Seite der Ausgestaltung gemäß 2 eine Schlitzanordnung 24, 26 beziehungsweise 24b , 26b bilden, wie auf der linken Seite gezeichnet, praktisch symmetrisch zur Mittellängsachse des mittleren Schenkels 13.It goes without saying that a structure similar to that of 2 is also produced by making sheets of different dimensions and stacked on top of each other. In this case, would be on the right side of the embodiment according to 2 a slot arrangement 24 . 26 respectively 24 b . 26 b form, as drawn on the left side, practically symmetrical to the central longitudinal axis of the middle leg 13 ,

Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, was hier nicht näher dargestellt ist, Kerne aus Wickelmaterial herzustellen; auch hier ist es ohne weiteres möglich, den einzelnen Kern aus mehreren, in axialer Richtung unterteilten Kernabschnitten zu wickeln und diese Kernabschnitte in ähnlicher Weise wie in der 2 dargestellt, gegeneinander zu verschieben, wodurch eine Vergrößerung der Kühloberfläche erzeugt wird. Dabei kann der Kern mit einer bestimmten Blechbreite nicht mehr in einem Schritt durchgewickelt werden, sondern es muss an der Stelle neu angesetzt werden, wo eine seitliche Verschiebung stattfinden soll. Das Verfahren unterscheidet sich kaum von der Fertigung eines Kerns mit mehreren Blechbreiten, so dass hier nicht näher darauf eingegangen werden soll.Of course, there is also the possibility, which is not shown here in detail, to produce cores made of wrapping material; Again, it is readily possible to wrap the single core of several, divided in the axial direction core sections and these core sections in a similar manner as in the 2 shown to move against each other, whereby an increase in the cooling surface is generated. In this case, the core with a certain sheet width can not be wound through in one step, but it must be recalculated at the point where a lateral shift should take place. The process is hardly different from the production of a core with several sheet widths, so that will not be discussed here in detail.

Claims (5)

Aus Blech zusammengesetzter Kern für einen Leistungstransformator, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bleche (20, 21, 22, 23) derart übereinander gestapelt sind, dass wenigstens ein Blech (20, 21, 22, 23) gegenüber wenigstens einem benachbarten Blech in seiner Ebene seitlich verschoben ist.Sheet metal composite core for a power transformer, characterized in that the individual sheets ( 20 . 21 . 22 . 23 ) are stacked in such a way that at least one sheet ( 20 . 21 . 22 . 23 ) is shifted laterally relative to at least one adjacent sheet in its plane. Kern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mehrere Bleche jeweils ein Blechpaket (20b , 21b , 22b , 23b ) bilden, wobei die Kanten der Bleche des Blechpaketes in einer Fläche liegen, und dass je ein Blechpaket gegenüber einem anderen seitlich verschoben angeordnet ist.Core according to claim 1, characterized in that in each case a plurality of sheets each a laminated core ( 20 b . 21 b . 22 b . 23 b ), wherein the edges of the sheets of the laminated core lie in a surface, and that each one laminated core is arranged laterally displaced relative to another. Kern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Bleche derart gegeneinander in ihrer Ebene seitlich verschoben sind, dass die Außenfläche eine Wellen- oder symmetrische oder unsymmetrische Sägezahnform bildet.Core according to claim 1 or 2, characterized that the individual sheets so against each other in their plane laterally are shifted, that the outer surface a Wavy or symmetrical or asymmetrical sawtooth forms. Kern nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Blechpakete (30b , 31b , 32b ...) gebildet sind, die in ihrer Ebene seitlich verschoben sind, so dass dadurch eine Wellen- oder symmetrische oder unsymmetrische Sägezahnkontur gebildet ist.Core according to claim 2, characterized in that individual laminated cores ( 30 b . 31 b . 32 b ...) are formed, which are laterally displaced in their plane, so that thereby a wave or symmetrical or asymmetrical sawtooth contour is formed. Kern für einen Transformator, der aus Blechmaterial gewickelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern aus wenigstens zwei Teilkernabschnitten zusammengesetzt ist, die quer zueinander gegeneinander verschoben sind.Core for a transformer, which is wound from sheet material, characterized in that the core is composed of at least two partial core sections is, which are shifted transversely to each other against each other.
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