DE1912031A1 - Transformatorkern mit Kuehlkanaelen parallel zu den Blechen und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

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Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

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Transformatorkern mit Kühlkanälen parallel zu den Blechen, und Verfahren zu seiner Herstellung.

Die Erfindung betrifft einen Transformatorkern mit Kühlkanälen parallel zu den Blechen, und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Es ist bekannt, solche Kühlkanäle durchgehend durch die Säulen und Joche anzuordnen, so dass sie in den Säulen und Jochen in gleicher Anzahl und mit praktisch gleichem Querschnitt vorhanden sind.

Bei einem Transformatorkern ist hauptsächlich die Kühlung des oberen Joches wichtig, weil dort das Kühlmittel, meistens Transformatorenöl, wesentlich wärmer ist als in der Umgebung der übrigen Kernteile, so dass das obere Joch im Durchschnitt eine um ca. 10° höhere Temperatur aufweist als die Säulen, wenn Säulen und Joche die gleiche Kühlanordnung besitzen. Dies hat bisher dazu geführt, dass die Säulen bei gerade ausreichend für das obere Joch bemessenen

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Kühlkanälen unnötig viele KUhlkanäle besasserv wenn man nicht / eine übermassige Erwärmung des oberen Joches in Kauf nehmen wollte. · .

Letzteres vermeidet man lieber, und zwar auch dann, wenn die Blechisolation an sich hinreichend temperaturbeständig wäre, da nach den heutigen Erkenntnissen die Oelalterung auch dann schon stark beschleunigt wird, wenn nur relativ kleine Flächen, die mit dem OeI in Kontakt sind, eine Ubermässig hohe Temperatur aufweisen.

Die Erfindung vermeidet solche Nachteile dadurch, dass im obe- " ren Joch mindestens ein Kühlkanal mehr vorgesehen ist als "in den Säulen, und bei einer bevorzugten Ausführung dadurch, dass sich jeder in diesem Sinne zusätzlich vorgesehene Kühlkanal im oberen Joch auch durch die in den Bereich des Querschnittes des oberen Joches hineinragenden Säulenenden erstreckt. Vor allem bei sogenannten Schrägschnittkernen ist der Fall gegeben, dass wesentliche Teile der Säulen in den Bereich des Querschnittes des oberen Joches hineinragen.

Man erzielt auf diese Weise eine bessere Ausnutzung des Säulenkreises, d.h.-man bringt .denselben aktiven Blechquerschnitt in einem kleineren Säulendurchmeseer unter, was zu Einsparungen an Wicklungskupfer und zu kleinerer Achsdistanz, bisweilen auch zu kleineren Säulenlänge führt. Hierbei ist vorausgesetzt, dass in den Säulen gerade nur so viele Kühlkanäle wie zur Kühlung der Säulen nötig angeordnet sind; die Erfindung sorgt dafür, dass im oberen Joch dennoch keine ubermässig hohe Temperatur entsteht.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des Transfermatorkerns. Es besteht darin, dass beim Schichten des Kerns zwischen Blechlagen, die einen zusätzlichen Kühlkanal im oberen Joch einschliessen sollen, über die oberen Joch-

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bleche und über die in ihrer· Flucht liegenden' Teile der Säulenbleche verteilt Distanzierungen entsprechend der Kühlkanalbreite eingelegt werden, und dass .der Kern zuletzt derart gepresst wird, dass die den zusätzlichen Kühlkanal einschließsenden Blechlagen der Säulen erst oberhalb des von den Wicklungen überdeckten Bereiches zur Bildung des zusätzlichen Kühlkanals auseinander laufen.

Ueberraschenderweise kann man hierbei ohne -weiteres ebene Oberflächen des Kerns herstellen; die Bleche geben so weit nach, dass sie den zusätzlichen Kühlkanalquerschnitt aufzunehmen vermögen, ohne dass sich aussen am Kern ein "Buckel" bildet. Ein weiterer Vorteil entsteht bei dieser Arbeitsweise dadurch, dass trotz des zusätzlichen Kühlkanalquerschnittes im oberen Joch kein Verlust an aktivem Eisenquersehnitt auftritt, so dass gleich breite Blechlagen in Säulen und Jochen auch bezüglich des oberen Joches zu dem im. allgemeinen angestrebten gleichen aktiven.Eisonquerschnitt in Säulen und Jochen führen. Dass ein anderes Herstellungsverfahren, bei dem der zusätzliche Kühlkanalquerschnitt auf den Bereich der Jochbleche beschränkt bleibt, bei Herstellung gleichen aktiven Eisenquerschnittes in Säulen und Joch im Resultat nicht so günstig wäre·, ist leicht einzusehen, wenn man sich -vergegenwärtigt-, dass dann der zusätzliche Kühlkanalquerschnitt im_: oberen Joch durch grössere Jochblechbreiten oder durch grössere Jochbreite kompensiert werden müsste., so dass das an einen zusätzlichen Kühlkanal stossende Säulenblechpaket im oberen Joch keine unmittelbare magnetische Fortsetzung finden würde und der Magnetfluss an dieser Stelle mit einer Komponente senkrecht zur Blechebene ausweichen müsste, wodurch bekanntlich zusätzliche Eisenverluste entstehen. Die Ausbildung, die sich-aus dem Verfahren gemäss der Erfindung ergibt, vermeidet diesen Nachteil.

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Vom unteren Joch war vorstehend nicht die Rede; aus der angegebenen Aufgabenstellung ergibt sich ohne weiteres, dass keine Veranlassung bestünde, dort etwa einen Kühlkanal mehr'als in den Säulen anzuordnen. Da das Kühlmittel unten die niedrigste Temperatur aufweist,- läge es nach der liier gegebenen Lehre sogar nahe, im unteren Joch z.B. einen Kühlkanal weniger anzuordnen als in den Säulen, aber selbst dann, wenn dies konstruktiv ohne weiteres möglich wäre, wird man hierin kaum einen wesentlichen Vorteil erblicken. Normalerweise wird man beim Gegenstand der Erfindung in. den Säulen und im unteren Joch also die gleiche Anzahl Kühlkanäle vorsehen.

Die Figuren la, Ib bis 5a, 5b zeigen schematisch einige Aus-· führungsbeispiele der Erfindung. In der linken Kolonne, in den mit ~a bezeichneten Figuren, sind Querschnitte von Säule dargestellt; in der rechten Kolonne, in den mit b bezeichneten Figuren, die Querschnitte der zugehörigen oberen Joche. Hierbei deuten dicke, durchlaufende Linien sowohl in der Säule als auch im Joch angeordnete, durch Säulen und Joche hindurchlaufende Kühlkanäle an, während dicke, gestrichelte Linien Kühlkanäle andeuten, die im oberen Joch zusätzlich angeordnet sind. Man sieht, dass die Joche der Figuren Ib, yt> und 5b Je einen Kühlkanal mehr besitzen als die jeweils zugehörigen Säulen, während die Joche der Figuren 2b und 4b zwei Kühlkanäle mehr besitzen.

Fig. 6 zeigt einen Transformatorkern gemäss der Erfindung in Ansicht von der Schmalseite, und zwar lediglich den hier nur interessierenden oberen Teil. 61 ist der abgestufte, geblechte Transformatorkern, 62 und63 sind durch Säulen und Joche hindurchlaufende Kühlkanäle, mit.dicken, durchlaufenden Linien angedeutet; mit 64 ist ein nur im Bereich, des oberen Joches vorhandener, zusätzlicher Kühlkanal bezeichnet, der durch eine

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dicke, gestrichelte Linie angedeutet ist,

Fig. 7 zeigt in der gleichen Weise einen Transformatorkern mit den durch Säulen und Joche hindurchlaufenden Kühlkanälen 72-74 und den nur im Bereich des oberen Joches vorhandenen Kühlkanälen 75 und 76.

In Fig. 8 erkennt man einen dreiphasigen Transformatorkern aus den Teilen 81-85; innerhalb des gestrichelt eingerahmten, kreisförmigen Bereiches A pflegt die höchste Temperatur im Kern aufzutreten. Zur Abhilfe ist nach der bevorzugten Ausführung der Erfindung im gestrichelt«eingerahmten, rechteckförmigen Bereich B mindestens ein zusätzlicher Kühlkanal vorgesehen, so dass sich dieser auch durch die in den Bereich B hineinragenden Säulenenden erstreckt. Hierbei läuft der zusätzliche Kühlkanal, der nach dem erfindungsgemässen Verfahren erzielt ist, in den Säulen nahe der unteren Grenze des Bereiches B und.somit oberhalb des von den (nicht gezeichneten) Wicklungen überdeckten Teils der Säulen keilförmig aus.

Dies ist aus Fig. 6 und 7 ersichtlich, wo die zusätzlichen Kühlkanäle 64, 75, 76 bei 64J 75', 76· spitz auslaufen, während die unmittelbar benachbarten Säulenbleche dort beiderseits ausbiegen, die beiderseits äussersten Bleche des Kerns jedoch eben verlaufen, -

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Claims (3)

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   Patentansprüche:

   Transformatorkern mit Kühlkanälen parallel zu den Blechen, dadurch gekennzeichnet, dass im oberen Joch mindestens ein Kühlkanal mehr vorgesehen ist als in den Säulen.
2. 2. Transformatorkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich jeder zusätzliche Kühlkanal im oberen Joch auch durch die in den Bereich des Querschnittes des oberen Joches hineinragenden Säulenenden erstreckt.
3. 3. Verfahren zur Herstellung des Transformatorkerns nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schichten des Kerns zwischen Blechlagen, die einen zusätzlichen Kühlkanal im oberen Joch einschliessen sollen, über die oberen Jochbleche und über die in ihrer Flucht liegenden Teile der Säulenbleche verteilt Distanzierungen entsprechend der Kühlkanalbreite eingelegt werden, und dass der Kern zuletzt derart gepresst wird, dass die den zusätzlichen Kühlkanal einschliessenden Blechlagen der Säulen erst oberhalb des von den Wicklungen überdeckten Bereiches zur Bildung des zusätzlichen Kühlkanals auseinanderlaufen.

   Aktiengesellsckft BROWN, BOVERI ft. CIE.

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