DE1563383A1 - Eisenkernloser supraleitender Transformator - Google Patents

Description

^: SIEMENS-SCHUCKERTWEBKE . Erlangen, den " * Älflt. 1866

^: Aktiengesellschaft Wernei-von-Sieaensetr.SO

PLA

66/ 152 8

Eisenkernloeer supraleitender Transformator.,

Die Erfindung betrifft einen eieenkernlosen Traneformator mit Wicklungen aus supraleitenden Werkstoffen, bei dem zur Lenkung der magnetischen Hauptflüsse diese durch supraleitendes Material begrenzt sind, um sonst im Eisenkern auftretende Ummagnetisierungsverluste zu vermeiden.

Es ist bekannt, daß bei toroidförmigen eiienkernloeen. Transforma«- toren mit gleichmäßig angeordneten Wicklungen nach auSen Hin kein« bzw. vernachlässigbar kleine Streufelder auftreten und damit -Wirbeistromverluste in benachbarten metallischen Konetruktionateilen bzw.Leitern vermeidbar Bind. Bekannt ist ·» ferner» die Streuepannung und die in inneren Wicklungerau* «titihendtn

UJl₃₈₃

magnetischen Feldstärken durch Miteinanderverschachteln der Primär- und Sekundärwicklung.*u verhindern bzw. klein zu halten.. 'Da aber die Herstellung solcher Wicklungen schwierig und kostspielig ist und außerdem der Wickelfüllfaktor schlecht ist, wurde bei Verwendung von supraleitenden Zylinderwicklungen für eisenkernlose Transformatoren wegen des nach außen austretenden Feldes ι das unerwünschte Wirbelstromverluste in den in der Nähe befindlichen metallischen Konstruktionsteilen hervorruft, ausgehend von der Erkenntnis, daß magnetische Felder supraleitende Körper nicht durchdringen, solange die Feldstärke unter der Löschfeldstärke der supraleitenden Körper liegt, Torgeschlagen, die Haupt- und Streuflüsse durch Anbringung von supraleitenden Blechen so zu lenken, daß Wirbelstromverluste in den benachbarten Konstruktionstellen bzw. Beeinflussungen der benachbarten Leiter vermieden werden. Dabei wurden die mehrlagigen Zylinderwicklungen von Blechkasten aus supraleitendem Material so umhüllt, daß keine Kurzschlußwindungen gebildet wurden, d.h. die ringförmigen Blechkästen mußten geschlitzt sein. Mit Hilfe dieser ringförmigen geschlitzten Kästen konnte der Magnetfluß so gelenkt werden, daß er nicht nach außen austreten konnte. Um die inneren Wicklungslagen magnetisch gegen das Feld der äußeren Wicklungslagen abzuschirmen, wurden bei der bekannten Ausführung noch zusätzlich zwischen den einzelnen Lagen dünne geschlitzte Blechzwischenlagen gleichfalls aus supraleitendem Werkstoff eingebracht. Bei einer anderen eisenkernlosen Transformatorausführung mit «upraleitenden Zylinderwicklungen wurden, um Wirbelstromverluste in den benachbarten metallischen Konstruktionsteilen durch den austretenden Fluß zu unterbinden, die Wicklungen mit Kurzschluß-· ringen oder Käfigen aus supraleitendem Material auf ihren . - . , gesamten Aulenseiten umschlossen·

009814/0876

66/ 1 52 8

Aufgabe der Erfindung ist es, gleichfalls einen eisankernlosen supraleitenden Transformator Bit Zylinderwicklungen anzugeben, 'bei dem der magnetische Hauptfluß in den benachbarten Konstruktionsteilen bzw.Leitern keine Wirbelstromverluste erzeugen kann, fiel iat es, da8 dies auf eine einfachere, billigere und raumsparendere Welse als dies mit den ringförmigen Kästen bzw. den auf allen WicklungsauBenseiten anzubringenden Abschirmungen möglich war, zu erzielen.

Gemäß der Erfindung sind im Wege der magnetischen HauptflUsse sowohl innerhalb der Wicklungahohlraume als auch vor den Wicklungsstirnen einen Schlitz aufweisende Schleifen aus supraleiter dem Werkstoff, die an den Schlitzenden miteinander parallelgeechaltet sind, angeordnet. Um auch ein mögliches Austreten des.Flusses an der Schiitsstelle zu unterbinden, wird mit der Erfindung eine Schleifenform in Vorschlag gebracht, die wenigstens zwei Windungen aufweist» die Schleife alao als Spirale ausgeführt let. Hierbei wird die Schlitzstelle durch den radial äußeren Windungeteil der

Schleife überdeckt. Die Parallelschaltung der Schleifenenden, nämlich der Einfachachleifen sowie der mehrfach spiralig ausgeführten Schleifen, ist mit Hilfe von In sich geschlossenen, dem Weg der Hauptflüsse folgenden Rahmen in einfacher Weise durchführbar.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert und zwar bei einer im Längsschnitt dargestellten Drehstromtransformatoreinheit. Mit 1 und 2 sind dabei die supraleitenden Wicklungen der einzelnen Phasen bezeichnet. Sie Wicklungen sind als Zylinderwicklungen ausgeführt und liegen je konzentrisch zueinander. Hit 3 sind aus supraleitendem Werkstoff hergestellte offene Schleifen, .d.h. bei 4- geschlitzte Ringe z.B. aus Draht oder Bandmaterial an- * gedeutet. Diese Schleifen sind auf dem ganzen Weg dee Flusses

0098 U/0878 BAD ORIGINAL

der Transformatoreinheit vorzugsweise alt gleichea Abstand » * voneinander verteilt angeordnet und sind je alt ihren gleichartigen Schlitzenden A und* B an, den aagnetischen Hauptflui folgenden, in sich geschlossenen Hahatn 5,6,7, die gleichfalls aus supraleitenden Werkstoffen bestehen, galvanisch verhuuien, z.B. angelötet oder verschwelet. Daait sind die lehleifea Miteinander parallelgeechaltet und füllen sowohl die Wicklungshohlräuae aus, als auch überdecken sie die Wicklungsstirsen,

t' ·■■*'..·■

Bodaß also die fiauptflüsse auf ihre« ganzen Weg durch dif Schleifen geführt Bind. Die Parallelschaltung der eineeinen Schleifen >' kann dabei,außer an den Schleifenenden, selbstverständlich auch an mehreren anderen Stellen erfolgen. Ein Übertreten des Jlusses in benachbarte metallische Konstruktionsteile und da«it tin« WirbelstroBbildung in diesen Teilen ist soait unterbunden und auch eine Beeinflussung benachbarter ielter ist ausgeschaltet. Venn asn ₍ ganz sicher gehen will, daS selbst an den Schiitsetellen fltr Schleifen kein Fluß austreten kann, können geaaS der weiteren Erfindung die Schleifen als «ehrgängige Schleifenspiralen ausgebildet sein, die dann, wie in der Zeichnung unten alt gestrichelter Linie 8 angedeutet ist, mit ihren Enden gleichfall· an den Rahaen 5,6,7 galvanisch angeschlossen sind. Die Halterung der Schleifenrahaen läflt sich an den zur Verspannung der Spulen dienend*»n vorhandenen Konstruktionsteilen (in der Zeichnung nicht dargestellt)

unschwer vornehren. Die Wicklungsanschlüsse können in herköeelicher Weise an den WicklungsStirnen angebracht sein, ü« eine niedrige Transforaatorausführung su erreichen, können die auf der Wicklungsstirnseite liegenden Schleifen flach gehalten werden» d.h. sie'können als Ovalsohleifen ausgeführt sein oder es können die ■'

\ BAD ORIGINAL 0098U/0876

: > pia66/ 152 8

Schleifen auch geneigt angeordnet sein· Der bei der erfindungsgenäßen Transforaatorauaführung auttretende erhöhte Kagnetiaierüngastro» kann durch äußere Kondensatoren noch kompensiert werden. Da bei gleicher Blindleistung deren Verluste klein sind,
bleiben die Verluste einer derartigen Transforaator-Kondensator-Kombination kleiner ala bei einen supraleitenden Traneforaator
mit Eisenkern.

4 Patentansprüche
1 Figur

. f I

. . - 5 Q098U/0876

Claims (4)

Patentansprüche ι . 156-3383 PLA66/152

1. Eisenicernloser Transformator alt Wicklungen aus supraleitenden Werkstoffen» bei des sur Lenkung bzw.Abschirmung der magnetischen Hauptflüsse die feIdf Uhrenden Haue« durch supraleitende« Material begrenzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß in Wege der magnetischen Hauptflüsse sowohl innerhalb der Wicklungshohlräume als auch vor den Wicklungsstirnen einen Schli'tz aufweisende Schleifen aus supraleitenden Werkstoff« die an den Schlitzenden bzw. an mehreren Stellen miteinander parallelgeschaltet sind, angeordnet sind.

2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifen von wenigstens zwei Windungen aufweisenden Spiralen gebildet sind.

3. Transformator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelschaltung der Schleifenenden mittels in sich geschlossener, dem Weg der fiauptflasse folgenden Rahmen durchgeführt ist.

4. Transformator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kompensierung des Magnetisierungsstromes Kondensatoren vorgesehen sind.

0098U/0876
- 6 -