DE1208810B - Vorrichtung zur gemeinsamen Pressung der Kerne und Wicklungen von grossen Transformatoren - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur gemeinsamen Pressung der Keine und Wicklungen von großen Transformatoren Bekanntlich werden geschichtete Keine im allgeme,inenmit Löchern versehen, durch die Bolzen ge- führt sind, mit deren Hilfe die Keine senkrecht -zur Schichtrichtung zusammengepreßt werden. Durch diese Bolzenlöcher ergeben sich an diesen Stellen des Kernes Flußeinschnürtingen, die die magnetischen Eigenschaften des Kernes wesentlich herabsetzen, insbesondere die Zusatzverluste erhöhen. Dies ist bei der Verwendung von kaltgewalztem Blech n-üt einer magnetischen Vorzugsrichtung von besonderem Nachteil. Man hat daher schon versucht, die Bolzen im Querschnitt länglich zu gestalten und die Bolzenlöcher länglich zu stanzen, damit der effektive Eisenquerschnitt an der Stelle des Bolzenloches nicht mehr so stark geschmälert wird wie bei der Verwendung eines runden Bolzenloches, besonders wenn man das längliche Bolzenloch in der Flußrichtung anordnet. Aber auch so lassen sich Flußeinschnürungen nicht völlig vermeiden.
• Außerdem benötigt man zur Pressung recht erhebliche Bolzenquerschnitte, um beispielsweise die Bleche von Großtransformatorenkernen ausreichend festzulegen; bei diesen sollen aber gerade die Eisenverluste möglichst vermindert werden. Man ist daher gegenwärtig bestrebt, auf Löcher in den Blechen für eine Bolzenverspannung des Kernes weitgehend zu verzichten.
• Während bei mit Bolzen gepreßten Kernen der Kein als starres Element wirkt und für die Spulenpressung neben den Preßstangen mit herangezogen, d « h. mit auf Zug beansprucht werden kann, ist das bei einer bolzenlosen oder bolzenarmen Ausführung nicht mehr der Fall. Hier muß die Preßkonstruktion allein als starres Element die Preßkräfte für die Kein- und Wicklungspressung aufnehmen. Neuere Versuche haben gezeigt, daß solche Preßkonstruktionen, die den Kein beweglich lassen, sowohl eine weitere Verlustrainderung als auch eine Geräuschminderung der Keine ergeben.
• Aus Gründen der Geräuschminderung sind Preßkonstruktionen für eiiien dreischenkeligen Drehstromkern bekannt, bei denen eine bolzenarme Ausführung durch Weglassen der Bolzen in den Keinecken erreicht wurde, so daß die Kernecken beweglich werden. Diese Konstruktion dient jedoch nicht zur Wicklungspressung und benötigt noch immer, auf Großtransformatoren angewandt, eine große Zahl von Bolzen durch die Schenkel und Jochbleche.
• Bei mehreren für bolzenarme Keine geeigneten, bekanntgewordenen Konstruktionen erfordert zwar die beiderseits der Joche angeordnete Sochpreßkonstruktion keine Bolzen durch das Joch, doch ist eine Schenkelpressung nicht angegeben, so daß dafür besondere Preßelemente vorgesehen werden mÜssen. Die bekannte, die obere mit der unteren Preßkonstraktion verbindende Zugstange ist dabei nicht auf dem Schenkel, sondern im Kemfenster angeordnet. Diese Zugstange im Kernfenster wird auf Zug bem ansprucht, falls die obere Jochpreßkonstraktion gleichzeitig zur Spulenpressung mitverwendet werden soll, etwa dadurch, daß in bekannter Weise gegen die Wicklungsdruckplatte verschiebbare Schraubenbolzen in die senkrecht zu den Jochblechen verlaufenden Flansche der Jochpreßkonstraktion eingreifen.
• Bei einer solchen Spulenpressung kann die Jochpreßkonstruktion leicht verbogen und muß daher sehr stark ausgeführt werden, da der Ansatzpunkt der Spulenpressung in dieser Konstruktion in Schenkelmitte, der Ansatzpunkt der Zugstangen jedoch im Kernfenster hegt, so daß der zwischen beiden Ansatzpunkten liegende lange, als Hebelarm wiTkende Teil der Jochpreßkonstruktion eine Biegebeanspruchung erfährt.
• Es sind auch bei einem dreis#chenkeligen Kern mit einem bewickelten Mittelschenkel direkt auf den beiden äußeren Schenkeln liegende Preßplatten bekannt. Diese pressen jedoch nicht die inneren die Wicklung tragenden Schenkel. Sie sind damit ebenfalls nicht zur Wicklungspressung heranzuziehen. Es sind an die Schenkel im Bereich der Kernecken parallel zu den Jochen verlaufende Platten angeschraubt. Falls letztere jedoch zur Joch- und Spulenpressung herangezogen werden sollen, würden sich wegen der noch längeren Hebelarme noch größere Durchbiegungen ergeben. Im Gegensatz zum vorgenannten Beispiel ist die Länge des Hebelarmes hier nicht gleich dem halben - Schenkelabstand, sondem dem ganzen, daher ist diese Konstruktion nur für kleinere Keine, nicht aber für größere und insbesondere für Drehstromtransformatoren geeignet. Sie dient hier wie bei weiterexi für kleine Transformatoren bekanntgewordenen Anordnungen lediälich als Aufnahinevorr#chtung.-* Eine solche Aufnahmevorrichtung ist für einen. dreischenkeligeg ]#iaphasenkein mit ein#in bewickelten-'Schenkef bekan4tgeworden, dessen Ble#hkoiitiit--. aus'zwei Ezförmlgiä!Blechen zusammengesetzt ist. Eine dort in Richtung der Wicklungsachse wirkende Verschraubung übernimmt dabei den Zug, der lediglich zum Zusammenhalten der.- beiden-,E#för-migen - Bleche- dient, Solch eine in Schenkelmitte stumpf gestoßene Kernanordnung eignet sich nicht für Großtransformatoräde Dt6#&di, v#d7rweiidef& enthält auch keiiiä"PKeßplattr. etwa fili den die -Wicklung tragenden Mittelschenkel, so,daß auch-hier-eine Wieldungspressung nach den voiher" beschriebenen Gesichtspunkten nicht für Großtransformatoren..wirt-Die Vorrichtung nach der Erfindung schafft hier Abhilfe, indem - sie- 0"die.. beschriebenen Nachteile vermeidef genannten'Forderungen erfällt. Ferner b-e-mjirkt>si&-infälgA,-ihres Aufbaues ganz neuartige Möglichkeiten für eine wirtschaftliche Kein-und Wicklungshalterung und. erreicht zusätzlich die für neuzeitliche Großtransföimatoren erforderlichen ,Verlust- und Gäräuschsenkungen., - Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gemeinsamen Pressung der Kernp und Wicklungen von großen Transformatoren mit:drei bewickelten, ge-schichleten Schenkeln unter Verwendung von parallel dazu verlaufenden> innerhalb des Wicklungstragzylinders angeordneten Preßstangen und beiderseits der Joche liegenden, parallel zu diesen verlaufenden Druckplatten oder -stegpn, in die die Preßstangen eingreifen; erfindungsgemäß dienen die an den Schenkeln eng anliegenden Preßstangen iin Verein mit dem Wicklungstragzylinder zur Kernpressung und gleichzeitig als Zugstangen zur einstellbaren Wicklungspressung; außerdem sind zur Einstellung der Kernp#essung Verbindungseleinente zwischen den Pr#ßsystemen'auf beiden -Kernseiten vorgesehen.
• Bei &r Preßvorrichtung nach der Erfindung können Sch ' enkel und Jqche. beliebig bolzenloä - ausgeführt werden, so daß die Kernbleche selbst relativ locker sind und der Kei#n nicht-inehr als tragendes Element eingesetzt zu werden. braucht. Die erfiridungsgemäße Preßvorrichtung stellt selbst das tragende Element"des Transformators dar, -das, sowohl .dem Kein als auch den Wicklungen den erforder-Jichen Halt gibt. Dabei kann die gesamte'Preßkonstruktion als Aufnahme- und gegebenenfalls auch als Aufrichtevorrichtung für den liegend geschichteten Kern dienen. Bei Verwendung zusätzlicher Äufrichtevorrichtungen hilft sie mit, den Kern beim A,#frichten zu versteifen" so daß die - Blechdurchbiegungen und die dadurch bedingten Verlustlerhöhungen klein gehalten werden können..
• Die Preßstangen haben'*däbei folgende doppelte Funktion: Durch ihr Eingreifen in die parallel zu den Jochen verlaufenden, zur Jochpressung dienenden Platten-oder Stege ermöglichen sie einmal die Wickjungspressung, bei der sie auf Zug beansprucht sind. Zusammen mit den Verbindungselementen bewirken sie weiterhin das Zu sammenpressen . der Schenkel-

  bleche, auf denen sie-,direkt aufliegen; dabei werden

  sie auf Biegung beansprucht. Die Aufgabe der

  Schenkelpressung wird gegebenenfalls im Verein mit

  dem Wicklungstragzylinder für größere' Keine noch

  ;#ollkomiüen-& gel w- eim d-i* C sier . T. ragzy - lin 4e#,' der - ,

  für seine besonderez -Aufgäbe- eine zusätzliche Festig'

  keit aufweisen muß, entweder Kern und Preßstangen

  unmittelbar oder , infblge dazwischengeschobener Ab-

  Witzungen mittelbar#zusamm reßt. Der Tragzylin-

  der wirkt somit im Fensterbereich alg Verbindungs-

  element, so daß*man dort vielfach auf weitere Ver-

  bindungseleinente, wie Bolzen od. dgl., wie sie

  außerhalb des Kernfensters noch erforderlich sind,

  -verzichten- kann.,-

  Schließlich stellt die eedungsgemäße Vorrichtung

  das gewünschte starre Sykem dar, welches aus den

  di#iähgelienden, auf#'d#ii#Schenk..elü..änli#i#edtii,Pieß-

  platten,- aiLis den

  Jochen verlaufendeh-Steidn- ' #odär--#.'#Plätttd",'ülücf-!ä

  den Verbindungsel,#,menten-,besteht, die..d#ü#"#ZÜsa-'

  E#_

  minhäng auf beiden'Keingeileiiun:d.-dainit."i.d

  eamte Keinpre#sung#b-evii.kbfi.,.Dufeli-'gebigno-tä Ein-

  stellun'g:'dieser.-Vebindiing---*-kabg,d6r-#:.#-K6r,'n inl'-ge'-#

  .wüüschterWel'segelock#rt-bi#,v.,v#eife,stig,t'".Werdon.' --

  Die F i g,- 1. bis 8 ggb6n einige Erfhdüdgsbeispi#le

  .wieder. -

  Y i. 9. 1 zeigt einen Schiiitt'senkrecht zÜr-KerÜebeiie.

  Der Kein 1 wird du#ch-die'Preßgtangen 11 gegenein-

  undergedrückt -(in Pfeilrichtung- waagerechtf, indöjü

  etwa die Sährauben 26, -die: 6ihe#Verschiebung in..der

  benannten' Pfeilrichtung ermöglichen, -angezogen

  werden. über entsprechende, Konstruktionsteile719,

  .welche die Teilell, die 'mit 26 zusammengedrückt

  .werden, verbinden, wird dies erreicht. Die Preßstan-

  gen 11 sind oben und unten in paraR61 zu den Jochen

  verlaufenden Stegen oder Platten 14 gelagert, mittels

  derer die Spuleii 1-5 zusammefigepreßt werden.

  - I Bei dieser Spulenpressung dienen di6 Preßstangen

  11 als Zugstangen, -da sie beim Presgeil der Spulen

  -auf Zug beansprucht- werden'. Die Wibklungen 15 lie-

  gen uiiten auf 'deni Spülenlisch 17 auf unid worden

  von oben -über Preßringe18 bzw, Klötze:18' mittels

  Preßschrauben 24, die in den Platten 14. gelägert

  -sind, zusammengepreßt. - . - , # # : - , -

  Fig. 2 zeigt' eine Draufsicht auf. einen Drei-

  schenkelkem 1; Jer mit, drei Preßstang6n 10, 11, 12

  pro Sbhenkel zusammengepreßt #&d, Wie:,auch' "in

  F i g. 1 ersichtlich, ruht der Kein 1 »auf dem Teil:16

  über einer Isolierzwischenlage- und wird von ihm gem

  trägen. Diä Preßstangen 10 - uüd 12. greifein in- -die

  Bohrungen 20 und 2Z ein bzw..:werd#ti von Stange-11

  über die Schrauben 21 -mit dem, oberen T#ii ver-

  spännt.Die die-Kernbl&hpressung,bewitkeiiden,Vei-

  bindtingMern#iite 25 bzw.- 26 sind- hier. nicht, iin-

  gezeichnet.

  . F i g. 3 zeigt die bisherig6 Ausf ührung vo ii Ktinen

  ,nlit Bolzen.5,ün«Scluütt senkrecht zur. Wicklung'se

  achse.- Die, oberste -Fläche 2 des Keriies, 1, isi -nicht

  .mit -Stufen 3 * vers61iin, -damit die Kempr,6ßpiatteii 4

  zwischen der Kernfläche. 2 und der Innenfläche 7 des

  -Trägzylinders.8- Plati haben _und 'zusätzlich ein'

  Schraübe'6 auf einem Gewinde des-Bolzens 5 vor-

  gesehen werden kann, mittels der die Preßplatten 4

  geken den Kern 1 gedrückt werdeii.

  - F i g., 4 zeigt nun eine bolzenlose XernausfühWang

  nach dri Erfindung.' Im # Vergleich- zu F i g. 3 - und

  zum Unterschied sind dieTeila 4, 5 und 6*wegge*las-sen-.

  D& -dadurch üei werdende Raum wird mit -den än

  vorliegenden'Fall fünf Preßstaingen-9, 10, 11, 12 und 13 ausgefüllt, die in die parallel zu den Jochen verlaufende Stege oder Platten 14 eingreifen, mittelsderen die Spulen, wie in F i g. 1 gezeigt, zusammengepreßt werde ' n. Die Preßstangen 9 bis 13 werden zweckmäßig aus unmagnetischem Material hergestellt und'isoliert.
• F i g. 5 zeigt, in welcher Weise die Preßstangen 9 bis 13 in den Stegen oder Platten 14 befestigt werden. Dies geschieht entweder durch in die Plai#f&'14 eingedrehte Gewinde 20 und 22, in die die Stangen 10 und 12 eingreifen, oder durch Bohrungen ohne Gewinde in die Platte 14, wobei auf die Preßstangen 9, 11 und 13 oben ein Gewinde eingeschnitten ist, auf welches die Schrauben 19, 21 und 23 geschraubt werden, die den Steg oder die Platte 14 verspannen.
• F i g. 6 (oberer Teil) zeigt eine Draufsicht auf einen Kern nach der Erfindung. Die Zylinder, die hier den Kein 1 zusammenhalten, sind mit 27 bezeichnet; zwischen deren Innenfläche und der äußeren Keinfläche 2 sind die Bolzen 10, 11 und 12 angeordnet, die in die Stege oder Platten 14 eingreifen. Die Stege 14 gehen unterhalb des Kernes weiter und werden dort mit 16 bezeichnet. Die Teile 16 tragen dann den Kern. Das starre System in der Art eines Gitters, bestehend aus den Preßstangen 10 bis 12 einerseits und den parallel zu den Jochen verlaufenden Stegen 14 andererseits, liegt sowohl diesseits als auch jenseits des Kernes. Beide Systeme werden mittels der Konstruktion 25 und 26 zusammengehalten, indem die Schrauben 26 mehr oder weniger fest angezogen werden. Werden sie stark angezogen, so wird über die Teile 10 bis 12 auf den Kein eine Pressung ausgeübt, so daß er aufgerichtet werden kann, ohne auseinanderzufallen. Wird in der aufgerichteten Lage nun das obere Joch ausgeschichtet, wobei vorher die Pressung gelockert und nachher wieder verstärkt wird, so kann in dieser Lage auf die zusammengepreßten Kemschenkel 1 der den Kein zusammen- haltende Zylinder 27 aufgesetzt werden. Danach kann man darüber die Wicklungen (gestrichelter Kreis) aufsetzen, das Joch wieder einschichten und den Transformator fertig schalten. Man kann jetzt durch Lockern der Schrauben 26 bei gleichzeitiger Erregung des Kernes die Kempressung so weit lokkern, bis kleinste Geräusche bzw. Verluste im Kein erreicht werden. Es ist durch Versuche festgestellt worden, daß sowohl die Verluste im Kein als auch die Kerngeräusche von der Pressung abhängig sind und daher durch geeignete Wahl der Pressung auf den günstigsten Wert zu bringen sind.
• F i g. 7 zeigt eine ähnliche Anordnung wie F i g. 6, bei der jedoch auf die Möglichkeit, die Kernpressung zu variieren, verzichtet wird. Der gegenseitige Ab- stand der beiderseits des Kernschenkels liegenden Preßstangen 10 bis 12 ist durch eine plattenförmige, in einem Stück zusammenhängende Ausbildung der beiderseits des Kernschenkels verlaufenden Stege 14, 16 fixiert. Diese Stegplatte besitzt lediglich Bohrangen, in die die- den Kernschenkel 1 mit den Preßstangen 10 bis 12 umfassenden Zylinder 27 eingreifen.
• F i g. 8 zeigt eine andere Variation der Erfindung unter Hinzunahme der Spulenpreßvorrichtung im Schnitt längs eines Kernschenkels. Hier sind die Joche des Kernes 1 schraffiert gezeichnet. Sowohl die Kernpreßstangen 11, welche in die plattenförmigen, parallel zu den Jochen verlaufenden Stege 14 eingreifen, als auch die außerhalb der Wicklungen vÜlaufenden Preßstangen 24 drücken die Spulen 15 über die Preßklötze 18 zusammen. Links sind zwischen 14 und 15 nur die Klötze 18 gezeichnet, rechts sind die Stege 14 zu einem Tisch 17ergänzt, auf den die Klötze 18 und darauf die Wicklung 15 aufliegen. Die Teile 14 und 17 werden oben wie. unten in einer, Art T-Träger-Profil ausgeführt, um große mechanische Steifigkeit zu erhalten. In die verbreiterten , -Flanschteile greifen die Preßstangen 11 und 24 ein und werden mit Muttern verspannt. Der Kein wird mit seinem unteren Joch auf eine wannenförmige Konstruktion 16 aufgesetzt. Die Schenkel und Preßstangen 11 werden von dem Isolierzylinder 27 zusammengehalten bzw. durch die Zylinder 27 in ihrer Lage festgehalten. Die beiden Preßsysteme links und rechts des Kernes, die aus den Teilen 11, 14 und 24 bestehen, werden gegeneinander bzw. gegen den Kein beispielsweise mittels der verbindenden Konstruktionsteile 25 mit beliebigem Preßdruck gepreßt, indem die Verschraubungen 26 angezogen werden.
• Ein anderes Beispiel der Erfindung zeigt F i g. 9. Hier werden die Joche 1 wieder durch die Preßstangen 11 zusammengehalten. Diese liegen unten in den Teilen 14, oben jedoch in den Teilen U, die gleichzeitig als Deckel ausgebildet sind. Der Kein ruht auf dem mit 14 verbundenen Blech 16 und hängt gemeinsam mit der Wicklung 15 und den Preßkonstruktionen (unteren) bzw. Spulenauflagen 17 und 18 am Deckel i4'. Die Pressung der Wicklung 15 geschieht durch das Anziehen der Schrauben 21. Quer zur Kernebene auf den Deckel angeschweißte Versteifungsrippen 28 sowie zwei parallel dazu in der Höhe der für die Preßstangen 11 vorgesehenen Löcher verlaufende Verstärkungsbleche 29 geben dem Deckel die nötige Steifigkeit. Das Bemerkenswerte an dieser Konstruktion ist die Möglichkeit, den Deckel 14' so auszubilden, daß er auf Flansche 31 des Kessels 30 aufgesetzt werden kann. Nachteilig wirkt dabei, daß das gesamte aktive Material am Deckel und Kessel hängt, so daß Deckel und Kessel eine sehr große Steifigkeit besitzen müssen. Der Vorteil liegt darin, daß die gesamte Konstruktion sehr einfach ist und insbesondere die Wicklungspressung von außen dauernd kontrolliert werden kann. Ein Schwinden der Wicklung kann durch Nachziehen der Schrauben 21 ausgeglichen werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur gemeinsamen Pressung der Keine und Wicklungen von großen Transformatoren mit drei bewickelten, geschichteten Schenkeln unter Verwendung von parallel dazu verlaufenden, innerhalb des Wicklungstragzylinders angeordneten Preßstangen und beiderseits der Joche liegenden, parallel zu diesen verlaufenden Druckplatten und Stegen, in die die Preßstangen eingreifen, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Schenkeln eng anliegenden Preßstangen im Verein mit dem Wicklungstragzylinder zur Kernpressung und gleichzeitig als Zugstangen zur einstellbaren Wieldungspressung dienen und daß zur Einstellung der Kernpressung Verbindungselemente zwischen den Preßsystemen auf beiden Kernseiten vorgesehen sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Preßkonstruktion, in welche die Preßstangen eingreifen, als Kesseldedkel ausgebildet ist und daß die Preßstangen durch Schrauben außerhalb des Kessels jederzeitnachziehbar sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschtiften Nr. 345 769, 427 792, 627 613, 862 032; deutsche Auslegeschrift Nr. 1067 122; französische Patentschriften Nr. 524 727, 514 289, 527 753; schweizerische Patentschriften Nr. 290 106, 95 284; Druckschrift der Firma Maschinenfabrik Oerlikon-Zürich, März 1955, S. 4 und 5.