DE140502C

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Publication number: DE140502C
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PATENTAMT.PATENT OFFICE.

JVr 140502 KLASSE 21 d. JVr 140502 CLASS 21 d.

In den Patentschriften 109377 ^un^ 111716 sind Transformatoren für Einphasenströme beschrieben, deren Kerne nach dem Manteltyp ausgebildet sind und aus einer Anzahl radial angeordneter lamellierter Eisenrahmen bestehen, durch welche die Primär- und Sekundärwindungen hindurchtreten.In patents 109377 ^and 111716 transformers for single-phase currents are described, the cores of which are designed according to the jacket type and consist of a number of radially arranged laminated iron frames through which the primary and secondary windings pass.

Vorliegende Erfindung bezieht sich ebenfalls auf elektrische Umformer des Manteltyps, aber auf solche, die für die Umwandlung von Mehrphasenströmen geeignet sind, und besteht im wesentlichen darin, derartige Manteltransformatoren für Mehrphasenströme leistungsfähiger und einfacher in der Herstellung zu machen als die bisher verwendeten, sowie eine bessere Regulierfähigkeit bei induktiven Belastungen verschiedener Höhe zu erzielen. Auch wird durch vorliegende Erfindung erreicht, daß Mehrphasentransformatoren von größerer Gestalt und Leistung als bisher in bequemer Weise hergestellt und behandelt werden können, so daß der Notwendigkeit begegnet wird, bei Benutzung starker Ströme für jede Phase einen besonderen Transformator verwenden zu müssen.The present invention also relates to sheath-type electrical converters, but on those that are suitable for the conversion of multiphase currents, and insists essentially in making such jacketed transformers more powerful for multi-phase currents and easier to manufacture than those previously used, as well as a to achieve better regulating ability with inductive loads of different heights. It is also achieved by the present invention that polyphase transformers of Greater shape and performance than before in a convenient manner manufactured and treated so that the need is met when using high currents having to use a special transformer for each phase.

Ein diesen Zwecken entsprechender Transformator wird dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen der einzelnen Phasen in der Form konzentrischer Hohlzylinder angeordnet sind, während das Eisengerüst aus radial angeordneten Blechrahmen gebildet wird, von denen jeder aus horizontalen oberen und unteren und aus vertikalen inneren und äußeren Streifen, sowie vertikalen Zwischengliedern besteht, welche die einzelnen Spulenzylinder voneinander trennen und die oberen und unteren Glieder miteinander verbinden.A transformer corresponding to these purposes is characterized in that the coils of the individual phases are arranged in the form of concentric hollow cylinders, while the iron framework is formed from radially arranged sheet metal frames, of which each of horizontal upper and lower and vertical inner and outer strips, as well as vertical intermediate links which separate the individual coil cylinders from one another separate and join the upper and lower links together.

Bei dieser Konstruktion haben die Zwischenglieder, welche zwei benachbarte magnetische Stromkreise miteinander verbinden und ihnen gemeinsam sind, einen größeren Anteil an der gesamten- Eisenmenge des Kernes als bei anderen Konstruktionen, auch können gut gelüftete Mehrphasentransformatoren mit hoher Leistungsfähigkeit und guter Regulierfähigkeit leicht und billig hergestellt werden, wobei das zum Kern und zu den Spulen verwendete Eisen und Kupfer in sehr vorteilhafter Weise so angeordnet werden kann, daß für einen Umformer bestimmter Leistung weniger Eisen und Kupfer notwendig wird, als bei den bisher bekannten Mehrphasentransformatoren.In this construction, the intermediate links, which have two adjacent magnetic Connecting electrical circuits to one another and they have a greater share of the common total iron amount of the core than other constructions, also can do well ventilated multiphase transformers with high efficiency and good regulating ability easily and inexpensively manufactured using that used for the core and coils Iron and copper can be arranged in a very advantageous manner so that for one Converters with a certain output require less iron and copper than with the previous ones well-known polyphase transformers.

Fig. ι zeigt die Oberansicht und Fig. 2 einen Schnitt nach Linie A-A (Fig. 1) einer für Dreiphasenumformer geeigneten Ausführungsform.FIG. 1 shows the top view and FIG. 2 shows a section along line AA (FIG. 1) of an embodiment suitable for three-phase converters.

Jeder der radial angeordneten, aus Schichten bestehenden Eisenrahmen a, b, c, d ist mit zwei vertikalen Zwischengliedern e versehen, so daß der Rahmen drei gleichartige rechteckige Öffnungen in verschiedener radialer Entfernung von dem vertikalen Innenglied a aufweist. Jedes der Zwischenglieder e des Rahmens, sowie die inneren (a), äußeren (bj, oberen (c) und unteren (d) Glieder des' Rahmens ist aus geraden Eisenblechstreifen zusammengesetzt, welche an den Enden, wo sie mit den Enden eines anderen Gliedes zusammentreffen, abwechselnd übereinander greifen und stumpfe Stöße bilden. Durch die drei konzentrischen, von den Löchern f der radial angeordneten Rahmen gebildeten Hohlringe erstrecken sich drei gesonderte Sätze primärer und sekundärer Windungen jp, s, welche schon während des Aufbaues der Rahmen an ihrenEach of the radially arranged, layered iron frames a, b, c, d is provided with two vertical intermediate members e , so that the frame has three similar rectangular openings at different radial distances from the vertical inner member a . Each of the intermediate links e of the frame, as well as the inner (a), outer (bj, upper (c) and lower (d) links of the 'frame' is composed of straight strips of sheet iron, which at the ends where they meet the ends of another link through the three concentric hollow rings formed by the holes f of the radially arranged frames extend three separate sets of primary and secondary turns jp, s, which were already attached to their

Platz gebracht werden können und welche durch die vertikalen Zwischenglieder e voneinander getrennt sind.Space can be brought and which are separated from each other by the vertical intermediate members e.

Bei einem derartigen Dreiphasenumformer können die Spulen p, s in Stern- oder Dreieckschaltung miteinander verbunden sein, es ist nur wesentlich, sie so zu verbinden, daß der durch die mittlere Spule induzierte, magnetische Stromkreis, z. B. bei positiver Richtung der elektromotorischen Kraft, eine Richtung hat, entgegengesetzt der Richtung derjenigen magnetischen Strömung, welche durch eine positive elektromotorische Kraft in den inneren und äußeren Spulen erzeugt wird.In such a three-phase converter, the coils p, s can be connected to one another in a star or delta connection, it is only essential to connect them so that the magnetic circuit induced by the central coil, e.g. B. with a positive direction of the electromotive force, has a direction opposite to the direction of that magnetic flow which is generated by a positive electromotive force in the inner and outer coils.

Wenn also durch die mittlere Spule eine Strömung in Richtung der Pfeile x, x¹ (Fig. 2) erzeugt wird, so muß die durch die innere und die äußere Spule hervorgerufene Strömung die Richtung der Pfeile y-, χ^λ haben. Auf diese Art kann der Querschnitt der Zwischenglieder e verringert werden, da ja die hierin entstehende Strömung die resultierende derjenigen Strömungen ist, welche durch die innere und mittlere bezw. durch die mittlere und äußere Spule induziert werden. Durch diese Querschnittsverminderung werden die Maße der Eisengerüste und die Spulendurchmesser vermindert, so daß eine Ersparnis an Eisen und Kupfer eintritt.So if a flow in the direction of the arrows x, x ¹ (Fig. 2) is generated through the middle coil, the flow caused by the inner and the outer coil must have the direction of the arrows y-, χ ^λ . In this way, the cross-section of the intermediate members e can be reduced, since the flow created therein is the resultant of those flows which through the inner and middle respectively. induced by the middle and outer coils. As a result of this cross-sectional reduction, the dimensions of the iron framework and the coil diameter are reduced, so that iron and copper are saved.

Die Rahmen können in radialer Richtung gleich oder verschieden breit sein. Das dargestellte Beispiel zeigt zwei verschiedene Breiten, und zwar wechseln die breiteren Rahmen mit den schmäleren ab. Die inneren Seiten der breiten Rahmen können in entsprechend genutete obere und untere Ringe g aus nichtmagnetischem Material eingesetzt werden, welche die Lage der vertikalen Innenglieder α sichern und gegen welche sich die vertikalen Innenglieder der dazwischenliegenden schmäleren Rahmen stützen. Zwischen zwei Rahmen verschiedener Breite können erwünschtenfalls Eisenrahmen noch geringerer Breite angeordnet werden, wie durch die strichpunktierten Linien bei h (Fig. 1) angedeutet ist. Diese Rahmen h können je nach Bedürfnis oder je nach dem verfügbaren Raum gesondert einen oder mehrere Sätze von Windungen umgeben.The frames can have the same or different widths in the radial direction. The example shown shows two different widths, the wider frames alternate with the narrower ones. The inner sides of the wide frames can be inserted into correspondingly grooved upper and lower rings g made of non-magnetic material, which secure the position of the vertical inner members α and against which the vertical inner members of the narrower frames in between are supported. If desired, iron frames of even smaller widths can be arranged between two frames of different widths, as indicated by the dash-dotted lines at h (FIG. 1). These frames h can separately surround one or more sets of turns depending on the need or depending on the space available.

Die Rahmen können auch von verschiedener Stärke sein und jeder von ihnen kann je nach Bedürfnis in verschiedenen Teilen verschieden stark gemacht werden, indem um einen oder mehrere Sätze von Windungen jp, s besondere, schmälere Rahmen herumgelegt sind. In dem dargestellten Beispiel (Fig. 1) sind solche schmälere Rahmen bei k hinzugefügt, so daß die äußeren Enden der Rahmen stärker sind.The frames can also be of different strengths and each of them can be made of different strengths in different parts as required by placing special, narrower frames around one or more sets of turns jp, s. In the example shown (Fig. 1), such narrower frames are added at k so that the outer ends of the frames are stronger.

Auch die inneren Enden der Rahmen können verstärkt werden, um so viel als möglich den von dem innersten Windungssatze p, s eingehüllten Raum auszufüllen.The inner ends of the frames can also be reinforced in order to fill as much as possible of the space enclosed by the innermost set of turns p, s.

In jedem Falle bleibt eine große Zahl vertikaler Ventilationskanäle m zwischen den Rahmen und rings um die Windungen frei, so daß Kern und Windungen kühl erhalten bleiben und die Leistung des Umformers erhöht wird. Die Kühlung kann durch natürliche Luftströmung bewirkt werden, oder es kann künstliche Kühlung durch Wasser oder Öl stattfinden. Um die Kühlung der Windüngen zu verstärken, können Teile derselben, wie bei η (Fig. 1) angedeutet ist, ausgebogen werden, so daß diese mit den nicht gebogenen Windungsteilen Kanäle 0 bilden.In any case, a large number of vertical ventilation channels m remain free between the frame and around the windings, so that the core and windings are kept cool and the performance of the converter is increased. The cooling can be effected by natural air currents, or artificial cooling can take place using water or oil. In order to increase the cooling of the windings, parts of the same can be bent out, as indicated at η (FIG. 1), so that they form channels 0 with the winding parts that are not bent.

Soll der Umformer für Zweiphasenstrom Verwendung finden, so wird jeder der Eisenrahmen a, b, c, d nur mit einem Zwischenglied e versehen, so daß zwei Öffnungen in jedem für zwei gesonderte, konzentrische Sätze primärer und sekundärer Windungen entstehen. Setzt man mehr als zwei vertikale Zwischenglieder e ein, so daß in jedem Rahmen mehr als drei Öffnungen gebildet werden, und benutzt man mehr als drei Sätze von Windungen, so kann der Umformer für Ströme beliebig vieler Phasen verwendet werden. In jedem Satze kann eine beliebige Anzahl primärer und sekundärer Windungen enthalten sein und die verschiedenen Windungen können in jeder gewünschten Reihenfolge vertikal oder horizontal nebeneinander gelegt werden.If the converter is to be used for two-phase power, each of the iron frames a, b, c, d is provided with only one intermediate member e , so that two openings are created in each for two separate, concentric sets of primary and secondary turns. If more than two vertical intermediate members e are used , so that more than three openings are formed in each frame, and if more than three sets of turns are used, the converter can be used for currents of any number of phases. Any number of primary and secondary turns can be included in each set, and the various turns can be placed vertically or horizontally next to each other in any order desired.

Die Windungen werden im Querschnitt und in der Zahl verschieden gewählt, so daß die Regulierung und der Wirkungsgrad der Transformation in jeder Phase konstant erhalten wird, wobei weniger Windungen nötig sind, wenn der Durchmesser der Windungen wächst und die Strömung durch den Eisenkern möglichst konstant bleibt.The turns are chosen differently in cross-section and in number, so that the Regulation and the efficiency of the transformation maintained constant in each phase less turns are needed as the diameter of the turns increases and the flow through the iron core remains as constant as possible.

Claims

Patent claim:

Sheath-type electrical converter for multiphase currents, characterized in, that the coils of the individual phases are arranged in the form of concentric hollow cylinders, while the Iron framework is formed from radially arranged sheet metal frames, each of which from horizontal upper and lower and from vertical inner and outer strips, as well as vertical intermediate links, the latter being the individual bobbin cylinders Separate, but connect the upper and lower links.

1 sheet of drawings.