DE102016118149A1

DE102016118149A1 - Transformator

Info

Publication number: DE102016118149A1
Application number: DE102016118149.8A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Mönig; Ulrich Frigger
Original assignee: ABB Schweiz AG
Current assignee: Hitachi Energy Ltd
Priority date: 2016-09-26
Filing date: 2016-09-26
Publication date: 2018-03-29
Also published as: RU2019112726A3; RU2019112726A; EP3516669A1; US20190311833A1; CN109891529A; CN109891529B; EP3516669B1; WO2018055202A1

Abstract

Ein Transformator (1), umfassend zwei Spulen (2, 3), wobei jede Spule (2, 3) einen Kern und mehrere Wicklungen aufweist und wobei die Spulen (2, 3) in einer Trageinrichtung (4) gehalten sind, ist im Hinblick auf die Aufgabe, einen Transformator derart auszugestalten und weiter zu bilden, dass dieser bei niedriger und kompakter Bauweise in einem Fahrzeug eine möglichst lange Betriebsdauer zeigt, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (4) Füße (5, 6) zum Aufstellen der Trageinrichtung (4) auf einer Unterlage (7) aufweist, wobei die Längsachsen der Spulen (2, 3) durch Aufstellen der Trageinrichtung (4) auf der Unterlage (7) waagerecht orientierbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Transformator, umfassend zwei Spulen, wobei jede Spule einen Kern und mehrere Wicklungen aufweist und wobei die Spulen in einer Trageinrichtung gehalten sind.
Transformatoren, bzw. deren Spulen, werden häufig so aufgestellt, dass deren Längsachsen senkrecht orientiert sind. Hierdurch wird eine relativ hohe Bauhöhe erreicht. Des Weiteren sind Transformatoren üblicherweise nicht so ausgelegt, dass sie starken Vibrationen beschädigungsfrei Stand halten können.
In bestimmten Anwendungsfällen besteht jedoch ein Bedarf, einen Transformator in einem Maschinenraum, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, anzuordnen. In einem Maschinenraum steht häufig nur ein bestimmter Raum zum Aufbau eines Transformators zur Verfügung. Des Weiteren wird ein Transformator in einem Maschinenraum eines Fahrzeugs unter Umständen erheblichen Vibrationen ausgesetzt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Transformator derart auszugestalten und weiter zu bilden, dass dieser bei niedriger und kompakter Bauweise in einem Fahrzeug eine möglichst lange Betriebsdauer zeigt.
Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch einen Transformator mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Danach ist der eingangs genannte Transformator dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung Füße zum Aufstellen der Trageinrichtung auf einer Unterlage aufweist, wobei die Längsachsen der Spulen durch Aufstellen der Trageinrichtung auf der Unterlage waagerecht orientierbar sind.
Erfindungsgemäß ist zunächst erkannt worden, dass es notwendig ist, bestehende Transformatoren zu verändern, damit diese in einem Maschinenraum von Fahrzeugen, insbesondere von Schienenfahrzeugen, eingesetzt werden können. Darauf ist erkannt worden, dass insbesondere Spannungsabstände in einem engen Bauraum eingehalten werden müssen und der Transformator starken mechanischen Belastungen Stand halten muss. Durch eine geeignete Trageinrichtung können Spulen waagerecht zu einer Unterlage angeordnet werden. Hierdurch wird eine bestimmte Bauhöhe nicht überschritten, auch wenn die Spulen relativ lang sind. Des Weiteren werden die Spulen in der Trageinrichtung gegen Vibrationen gelagert.
Vorteilhaft weisen die Füße Mittel zum Fixieren der Trageinrichtung auf der Unterlage auf. Die Mittel können als Durchgänge für Schrauben ausgebildet sein. Hierdurch kann der Transformator lage- und verschiebefest mit einem Fahrzeug verbunden werden.
Besonders bevorzugt weist die Trageinrichtung zwei voneinander beabstandete Füße auf, wobei von jedem Fuß ein Pressbalken abragt und wobei die Spulen sich zwischen den Pressbalken erstrecken. Hierdurch können die Spulen übereinander in der Trageinrichtung gestapelt werden, so dass ihre Längsachsen parallel orientiert sind. Die Spulen können an den Pressbalken festgelegt und gegen Vibrationen gelagert sein,
Weiter vorteilhaft ist ein Pressbalken mit mindestens einer Verstrebung und/ oder Verstärkung zur Versteifung versehen. Hierdurch können große Kräfte in oder quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs kompensiert werden, ohne dass sich die Pressbalken merklich verbiegen. Auch eine Verbiegung bzw. Stauchung der Pressbalken wird vermieden. Des Weiteren wird ein Verschieben der Spulen vermieden.
Um große Kräfte in Fahrtrichtung, quer zur Fahrtrichtung und in vertikaler Richtung zu beherrschen, müssen die Verbindungen zur Unterlage, insbesondere einem Wagenboden, in besonderer Weise ausgelegt sein.
Vorteilhaft sind die Füße durch eine Mittelstrebe miteinander verbunden. Auch hierdurch können große Kräfte in oder quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs kompensiert werden, ohne dass sich die Pressbalken merklich verbiegen. Darüber hinaus wird ein Verrutschen der Spulen vorteilhaft vermieden.
Die Mittelstrebe erstreckt sich vorteilhaft parallel zu den Längsachsen der Spulen. Hierdurch wird eine Stauchung der Trageinrichtung in Richtung der Längsachse der Spulen vermieden.
Die Wicklungen einer einzelnen Spule sind vorteilhaft zur Vermeidung eines Durchbiegens oder Verrutschens miteinander und/ oder mit dem Kern der jeweiligen Spule verbunden. Die Verbindung könnte durch einen Klebstoff erfolgen.
Die Wicklungen sind vorteilhaft waagerecht und übereinander angeordnet. Hierdurch wird ein Verrutschen der Wicklungen vermieden.
Vorteilhaft sind die Spulen miteinander verbunden. So bleibt die Position der Spulen relativ zueinander auch bei starken Vibrationen erhalten. Bevorzugt sind die Spulen miteinander verklebt.
Bevorzugt umfasst eine Anordnung einen Transformator der hier beschriebenen Art und ein Fahrzeug, welches eine Unterlage aufweist, wobei die Spulen waagerecht zur Unterlage oder einer Fahrebene orientiert sind.
Der hier beschriebene Transformator wird bevorzugt in Schienenfahrzeugen, nämlich im Bahnbetrieb, verwendet. Im Bahnbetrieb treten besonders starke Vibrationen auf, so dass sich der hier beschriebene Transformator besonders für diese Verwendung eignet.
Die Trageinrichtung kann vorteilhaft mit einem Wagenkasten eines Schienenfahrzeugs verbunden werden. Trotz gegebener Abmessungen, Vibrationen und Massen kann so ein hoher Wirkungsgrad gewährleistet werden und kann Materialermüdung entgegengewirkt werden.
In der Zeichnung zeigen
1 eine perspektivische Ansicht eines Transformators, bei welchem die Längsachsen der Spulen waagerecht zu einer Unterlage orientiert sind, und
2 eine Ansicht der Trageinrichtung, in welcher die Spulen gemäß 1 übereinander gelagert sind.
1 zeigt einen Transformator 1, umfassend zwei Spulen 2, 3, wobei jede Spule 2, 3 einen Kern und mehrere Wicklungen aufweist und wobei die Spulen 2, 3 in einer Trageinrichtung 4 gehalten sind.
Die Trageinrichtung 4 weist Füße 5, 6 zum Aufstellen der Trageinrichtung 4 auf einer Unterlage 7 auf, wobei die Längsachsen der Spulen 2, 3 durch Aufstellen der Trageinrichtung 4 auf der Unterlage 7 waagerecht orientierbar sind. Im konkreten Fall sind die Längsachsen parallel zueinander und waagerecht angeordnet.
Die Füße 5, 6 weisen Mittel 8, nämlich Durchgänge, zum Fixieren der Trageinrichtung 4 auf der Unterlage 7 auf. Durch die Durchgänge können Schrauben geführt werden, um die Trageinrichtung 4 mit der Unterlage 7 zu verschrauben.
Die Trageinrichtung 4 weist zwei voneinander beabstandete Füße 5, 6 auf, wobei von jedem Fuß 5, 6 ein Pressbalken 9, 10 abragt und wobei die Spulen 2, 3 sich zwischen den Pressbalken 9, 10 erstrecken.
2 zeigt, dass ein Pressbalken 9, 10 mit Verstrebungen 11 und/ oder Verstärkungen zur Versteifung versehen ist.
2 zeigt weiter, dass die Füße 5, 6 durch eine Mittelstrebe 12 miteinander verbunden sind.
Die Mittelstrebe 12 erstreckt sich parallel zu den Längsachsen der Spulen 2, 3.
Die Wicklungen einer einzelnen Spule 2, 3 sind zur Vermeidung eines Durchbiegens oder Verrutschens miteinander und/ oder mit dem Kern verbunden. Die Wicklungen sind waagerecht und übereinander angeordnet.
Die Spulen 2, 3 sind ebenfalls miteinander verbunden.
Der aus 1 bekannte Transformator 1 ist dabei vorteilhaft auf einem Fahrzeug, welches eine Unterlage 7 aufweist, wobei die Spulen 2, 3 waagerecht zur Unterlage 7 oder einer Fahrebene orientiert sind, anordenbar. Das Fahrzeug kann dabei als Schienenfahrzeug ausgestaltet sein.
Bezugszeichenliste

1: Transformator
2: Spule
3: Spule
4: Trageinrichtung
5: Fuß
6: Fuß
7: Unterlage
8: Mittel
9: Pressbalken
10: Pressbalken
11: Verstrebung
12: Mittelstrebe

Claims

Transformator (1), umfassend zwei Spulen (2, 3), wobei jede Spule (2, 3) einen Kern und mehrere Wicklungen aufweist und wobei die Spulen (2, 3) in einer Trageinrichtung (4) gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (4) Füße (5, 6) zum Aufstellen der Trageinrichtung (4) auf einer Unterlage (7) aufweist, wobei die Längsachsen der Spulen (2, 3) durch Aufstellen der Trageinrichtung (4) auf der Unterlage (7) waagerecht orientierbar sind.
Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Füße (5, 6) Mittel (8) zum Fixieren der Trageinrichtung (4) auf der Unterlage (7) aufweisen.
Transformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (4) zwei voneinander beabstandete Füße (5, 6) aufweist, wobei von jedem Fuß (5, 6) ein Pressbalken (9, 10) abragt und wobei die Spulen (2, 3) sich zwischen den Pressbalken (9, 10) erstrecken.
Transformator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Pressbalken (9, 10) mit mindestens einer Verstrebung (11) und/ oder Verstärkung zur Versteifung versehen ist.
Transformator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füße (5, 6) durch eine Mittelstrebe (12) miteinander verbunden sind.
Transformator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Mittelstrebe (12) parallel zu den Längsachsen der Spulen (2, 3) erstreckt.
Transformator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungen einer einzelnen Spule (2, 3) zur Vermeidung eines Durchbiegens oder Verrutschens miteinander und/ oder mit dem Kern verbunden sind.
Transformator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungen waagerecht und übereinander angeordnet sind.
Transformator nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (2, 3) miteinander verbunden sind.
Anordnung, umfassend einen Transformator (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche und ein Fahrzeug, welches eine Unterlage (7) aufweist, wobei die Spulen (2, 3) waagerecht zur Unterlage (7) oder einer Fahrebene orientiert sind.