DE1061891B - Eisenkoerper fuer Dreiphasentransformatoren - Google Patents

Eisenkoerper fuer Dreiphasentransformatoren

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DE1061891B
DE1061891B DEG13720A DEG0013720A DE1061891B DE 1061891 B DE1061891 B DE 1061891B DE G13720 A DEG13720 A DE G13720A DE G0013720 A DEG0013720 A DE G0013720A DE 1061891 B DE1061891 B DE 1061891B
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legs
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Application number
DEG13720A
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English (en)
Inventor
Elias Kent Kane
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24Magnetic cores
    • H01F27/25Magnetic cores made from strips or ribbons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Description

  • Eisenkörper für Dreiphasentransformatoren Die Erfindung betrifft Eisenkörper für Dreiphasentransformatoren mit drei Hauptschenkeln und zusätzlichen Rückschlußschenkeln, bei denen die drei Hauptschenkel aus in einer Ebene angeordneten und aus flachen Streifen magnetisierbaren Materials unterschiedlicher Breite gewickelten Zweischenkelkernen bestehen.
  • Für Dreiphasentransformatoren sind dreischenklige Eisenkörper bekannt, die aus übereinandergeschichteten schmalen flachen Blechen bestehen, die die Schenkel- und Jochteile bilden, wobei die Bleche jeder Schicht zwei Fenster einschließen. Ein solcher dreischenkliger Eisenkörper für Dreiphasentransformatoren weist eine beträchtliche Höhe auf, so daß fünfschenklige Eisenkörper entwickelt werden mußten, um diese Höhe zur reduzieren. Eine bekannte Form eines solchen fünfschenkligen Eisenkörpers besteht aus vier rahmenförmigen, in der gleichen Ebene liegenden Kernteilen, die Kante an Kante stumpf aneinanderstoßen. Derartige Eisenkörper für Dreiphasentransformatoren weisen zwar eine geringere Höhe auf als die dreischenkligen Kerne, jedoch ist mit der verminderten Höhe eine Vergrößerung der Länge der Eisenkörper eingetreten.
  • Es ist weiterhin für Einphasentransformatoren bekannt, Kerne aus geschlossenen Schleifen eines gewickelten Streifenmaterials herzustellen. Dabei- werden sechs solcher Schleifen so angeordnet, daß ein Schenkel mit kreuzförmigem Querschnitt entsteht. Die vier den Längsbalken des Kreuzes bildenden Schleifen werden so abgebogen, daß sie nicht mehr ebene Schleifen darstellen und nicht weiter über die Mitte der Transformatoranordnung herausragen als die ebene, den Querbalken des Kreuzes bildende Schleife. Durch eine derartige Ausführungsform wird aber die Höhe des Transformators beträchtlich vergrößert.
  • Des weiteren sind Transformatorenkerne bekannt, bei denen die Bleche der Rückschlußschenkel und der anschließenden Teile der Joche etwa zur Hälfte zusammengefaßt und etwas auseinandergespreizt sind, so daß die Ableitungen durch die Rückschlußschenkel hindurch geradlinig zu den Durchführungsisolatoren geführt werden können.
  • Schließlich ist es bei Transformatoren großer Leistung bekannt, die Bleche der Schenkel senkrecht zur Fensterebene zu schichten und die Jochbleche im Bogen von einem Schenkel zum anderen zu führen, so daß die Jochbleche in der Richtung der Schenkelbleche auf die Schenkel treffen.
  • Die Erfindung betrifft Eisenkörper für Dreiphasentransformatoren, bei denen die aufgeführten Nachteile vermieden sind, deren Länge gegenüber der der üblichen fünfschenkligen Eisenkörper verringert ist, und mit denen eine Reduzierung der Gesamtabmessungen des Transformators unter sonst gleichbleibenden Verhältnissen erzielt wird.
  • Gemäß der Erfindung zeichnet sich der Eisenkörper für Dreiphasentransformatoren mit drei Hauptschenkeln und zusätzlichen Rückschlußschenkeln, bei dem die drei Hauptschenkel aus in einer Ebene angeordneten und aus flachen Streifen magnetisierbaren Materials unterschiedlicher Breite gewickelten Zweischenkelkernen bestehen, dadurch aus, daß in an sich bekannter Weise zwei aneinanderstoßende, in einer Ebene liegende Wickelkerne mit je einem Schenkel den mittleren Hauptschenkel bilden, und daß an den anderen Schenkel dieser beiden Wickelkerne je zwei zusätzliche Wickelkerne unter dem gleichen spitzen Winkel, vorzugsweise unter 45°, gegen die Ebene der Hauptkerne angesetzt sind, wobei die aneinandergrenzenden Schenkelteile der Hauptkerne und der zusätzlichen Wickelkerne die beiden äußeren Hauptschenkel des Eisenkörpers bilden. Vorzugsweise beträgt erfindungsgemäß die Breite der zusätzlichen Wickelkerne etwa die Hälfte der der- Hauptkerne.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung, die Wirkungsweise und weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Eisenkörpers werden an Hand der Figuren beschrieben.
  • Fig. 1 ist ein Schnitt entlang der Linie 1-1 der Fig. 2 durch eine Ausführungsform des Dreiphasentransformators gemäß der Erfindung, in der die rechteckigen Kernteile aus verjüngt zulaufendem magnetischem Kernstreifenmaterial bestehen; Fig. 2 zeigt die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform in Vorderansicht, wobei die Wicklungen zum Teil im Schnitt gezeigt sind; . -Fig. 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie 3-3 der Fig. 4 nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung, in der die rechteckigen Kernteile aus stufenförmig angeordnetem Kernstreifenmaterial bestehen; Fig. 4 ist eine Vorderansicht der Ausführungsform der Fig. 3, wobei die Wicklungen zum Teil geschnitten sind.
  • In den Fig. 1 und 2 sind drei übliche Wicklungen für Dreiphasentransformatoren 1, 2 und 3 dargestellt. Der erfindungsgemäße Eisenkörper besteht bei dieser Ausführungsform aus sechs rechteckförmigen Wickelkernen 4, 5, 6, 7, 8 und 9. Die großen Wickelkerne 6 und 7 stoßen in an sich bekannter Weise stumpf zu einem Mittelschenkel aneinander und liegen im wesentlichen in einer Ebene. Der Wickelkern 6 wird gemäß Fig. 1 und 2 von den Wicklungen 1 und 2, der Wickelkern 7 von den Wicklungen 2 und 3 umfaßt, so daß sich je ein Schenkel dieser Wickelkerne innerhalb der Wicklungen 1, 2 und 3 befindet.
  • Bei einer bekannten fünfschenkligen Ausführungsform eines Dreiphasentransformators würde nun je ein weiterer Wickelkern durch die äußeren Wicklungen 1 und 3 gesteckt werden müssen, wodurch dann insgesamt vier rechteckige Wickelkerne vorhanden wären. Jeder der äußeren Wickelkerne wäre dann mit einem seiner Schenkel durch die äußeren Wicklungen 1 und 3 gesteckt. Alle vier Wickelkerne stoßen stumpf an den Schenkeln aneinander und liegen praktisch in der gleichen Ebene. Eine solche Anordnung hat aber eine beträchtliche Längenausdehnung. Gemäß der Erfindung werden dagegen an Stelle des bekannten fünfschenkligen Kerns und der beiden äußeren Rückschlußschenkel zur Verringerung der Länge an jeder Seite symmetrisch zwei schmale äußere Rückschlußschenkel unter dem gleichen spitzen Winkel gegen die Ebene der Hauptkerne angesetzt.
  • Wie aus Fig.1 ersichtlich ist, sind also zwei schmale Wickelkerne, die sich an die entsprechenden Wickelkerne 6 bzw. 7 ansetzen, durch die äußeren Wicklungen 1 und 3 hindurchgesteckt. Die schmalen Rückschlußschenkel der Kerne 4 und 5 bzw. 8 und 9 stoßen an einer Schenkelfläche stumpf aneinander und an einer anderen Fläche wiederum stumpf gegen den äußeren Schenkel des Wickelkernes 6 bzw. 7 in der Wicklung 1 bzw. 3. Die beiden Rückschlußwickelkerne 4 und 5 sind in V-Form oder unter einem Winkel von vorzugsweise 45° zueinander angeordnet und liegen symmetrisch auf gegenüberliegenden Seiten der durch die Hauptkerne 6 und 7 verlaufenden Ebene. Der Winkel, unter dem die Rückschlußschenkel nach Fig.1 zusammenstoßen, ist annähernd 90°, kann jedoch auch andere Werte annehmen. Ein Winkel von 90° ist jedoch vorzuziehen, da dann die Länge des üblichen fünfschenkligen Eisenkörpers des Dreiphasentransformatorswesentlich verkürzt wird, ohne daß die Breite wesentlich vergrößert wird. Die Breite der schmalen Rückschlußwickelkerne beträgt vorzugsweise etwa die Hälfte der der Hauptkerne. Der Transformator gemäß der Erfindung kann in einem Kasten untergebracht werden, der etwa die gleiche Breite hat wie der für die üblichen fünfschenkligen Dreiphasentransformatoren. Dies ist deswegen möglich, weil der Kasten ohnehin die elektrischen Wicklungen, Durchführungsisolatoren, Verbindungsleitungen u. dgl: aufnehmen muß, die einen zusätzlichen gewissen Raum ohnehin beanspruchen. Durch die Anordnung der unter einem Winkel angesetzten Rückschlußkernteile können dagegen die üblichen Kästen in der Länge verkürzt werden, da diese Kernteile nur einen Raum an den Seiten des Ölbehälters beanspruchen, der bisher unausgenutzt war.
  • Der Dreiphasentransformator gemäß der Erfindung hat also minimale Gesamtabmessungen. Er hat (wie auch der übliche fünfschenklige Kern) eine verminderte Höhe gegenüber dem üblichen dreischenkligen Kern, während die Länge des üblichen fünfschenkligen Kernes wesentlich verkürzt ist.
  • Das in den Wicklungen 1, 2 und 3 untergebrachte Kernmaterial hat etwa kreisförmigen Querschnitt, d. h., der Füllfaktor ist sehr hoch. Dieser hohe Füllfaktor wird dadurch erhalten, daß die verschiedenen Kernteile in an sich bekannter Weise aus in der Breite abgestuftem Streifenmaterial hergestellt werden.
  • Die schmaleren Rückschlußschenkelkerne 4, 5, 8 und 9 sind ebenfalls aus abgestuften Streifen hergestellt, die am breitesten an einem Punkt zwischen den Enden sind und nach den Enden zu kontinuierlich schmaler auslaufen. Die Streifen jedes Kernabschnittes können in sich geschlossen oder in mehrere Segmente aufgeschnitten sein, um den Zusammenbau jedes Wickelkernes zu erleichtern.
  • In den Fig. 3 und 4 ist eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung dargestellt, die insofern mit der ersten Ausführungsform übereinstimmt, als die Hauptwickelkerne 12 und 13 durch die üblichen Wicklungen 1, 2 und 3 gesteckt werden und, jeweils in an sich bekannter Weise an einem Schenkel aneinanderstoßend, in einer Ebene liegen. Die schmalen Rückschlußschenkelkerne 10, 11 bzw. 14, 15 stoßen stumpf aneinander und sind stumpf an die äußeren Hauptschenkel der Hauptwickelkerne 12 und 13 angesetzt. Jedes Paar der Rückschlußkerne ist zueinander unter einem Winkel angeordnet, dessen Schenkel symmetrisch auf verschiedenen Seiten der Ebene durch die Hauptwickelkerne 12 und 13 liegen und mit ihr etwa den gleichen Winkel einschließen. Die Spitze des Winkels zeigt zur Transformatormitte.
  • Die Ausführungsform gemäß Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von der nach den Fig. 1 und 2 dadurch, daß an Stelle allmählich in der Breite abgestuften streifenförmigen Kernmaterials jeweils mehrere verschieden breite Streifenpakete aus Streifen gleicher Breite zu Wickelkernen vereinigt sind. Eine derartige Ausführungsform des Kernes gibt zwar nicht den gleichen hohen Füllfaktor wie die Ausführungsform mit rundem Kernquerschnitt, hat aber den Vorteil niedrigerer Herstellungskosten.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Eisenkörper für Dreiphasentransformatoren mit drei Hauptschenkeln und zusätzlichen Rückschlußschenkeln, bei dem die drei Hauptschenkel aus in einer Ebene angeordneten und aus flachen Streifen magnetisierbaren Materials unterschiedlicher Breite gewickelten Zweischenkelkernen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise zwei arieinanderstoßende, in einer Ebene liegende Wickelkerne mit je einem Schenkel den mittleren Hauptschenkel bilden und daß an den anderen Schenkel dieser beiden Wickelkerne je zwei zusätzliche Wickelkerne unter dem gleichen spitzen Winkel, vorzugsweise unter 45°, gegen die Ebene der Hauptkerne angesetzt sind, wobei die aneinandergrenzenden Schenkelteile der Hauptkerne und der zusätzlichen Wickelkerne die beiden äußeren Hauptschenkel des Eisenkörpers bilden.
  2. 2. Eisenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der zusätzlichen Wickelkerne etwa die Hälfte der der Hauptkerne beträgt. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 561250, 2 401952, 2 458112, 2 613 430, 1486 109, 1390 050, 2 220 733, 2318095. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 760153, 908 639.
DEG13720A 1953-02-11 1954-02-10 Eisenkoerper fuer Dreiphasentransformatoren Pending DE1061891B (de)

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