DE1952704A1

DE1952704A1 - Laminated magnetic circuit

Info

Publication number: DE1952704A1
Application number: DE19691952704
Authority: DE
Inventors: Bertil Lomar
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1968-10-21
Filing date: 1969-10-20
Publication date: 1970-10-01
Also published as: DE6940734U; FR2021116A1; BE740191A; CH499859A

Description

Laminated magnetic circuit

Magnetische Kreise für Transformatoren und größere Drosselspulen sind üblicherweise aus dünnen, rechtwinkligen Blechstreifen aus magnetischem Material zusammengesetzt und haben die Form eines Rahmens mit einem oder mit mehreren rechteckigen Fenstern zur Aufnahme der Wicklungen.Magnetic circuits for transformers and larger reactors are usually composed of thin, rectangular sheet metal strips made of magnetic material and have the shape of a frame with one or more rectangular Windows to accommodate the windings.

Bei Apparaten mit hoher Betriebsspannung und dementsprechend hohem Isolationsniveau benötigt man im Fenster des magnetischen Kreises einen erheblichen Raum für die Isolation der Wicklung gegenüber dem magnetischen Kreis, der in der Regel geerdet ist. Dieser Raum erhöht den Aufwand an Blechen für den magnetischen Kreis und damit die Materialkosten und das Transportgewicht des fertigen Apparates.For devices with high operating voltage and accordingly With a high level of insulation, a considerable space is required in the window of the magnetic circuit for the insulation of the Winding opposite the magnetic circuit, which is usually grounded. This space increases the amount of sheet metal required the magnetic circuit and thus the material costs and the transport weight of the finished device.

Bei dreiphasigen Wechselstromgeräten für hohe Betriebsspannungen benutzt man gewöhnlich eine abgestufte Isolation., bei der das Isolationsniveau an den Phasenklemmen der Wicklungen in Transformatoren und Drosselspulen höher ist als dasFor three-phase AC devices for high operating voltages one usually uses a graduated insulation, in which the insulation level at the phase terminals of the windings in transformers and reactors is higher than that

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Isolationsniveau an den Sternpunkt sklemmen, an denen die. Wicklungsenden mit dem geerdeten Sternpunkt des Netzes verbunden sind. In solchen Fällen ist es zweckmäßig, die Wicklung in zwei parallelgeschaltete G-ruppen aufzuteilen, so daß man an beiden Stirnflächen der Wicklung eine Sternpunktsklemme erhält, die Phasenklemmen liegen dann in der Mitte beider Spulen. Hierbei ist der erforderliche Isolationsabstand vom Eisen längs der Wicklung verschieden. Wird der Kern wie üblich mit rechteckiger Fensteröffnung ausgeführt, erhält man an den Ecken einen unnötig großen Abstand zwischen Wicklung und Kern und benötigt dadurch eine unnötig große Menge Eisenblech.Clamp the insulation level to the star point at which the. Winding ends are connected to the earthed star point of the network. In such cases it is advisable to use the winding to be divided into two G-groups connected in parallel, so that one a star point terminal on both end faces of the winding receives, the phase terminals are then in the middle of both coils. Here is the required isolation distance from Iron different along the winding. If the core is designed with a rectangular window opening as usual, you get the Corners create an unnecessarily large distance between the winding and the core and thus requires an unnecessarily large amount of sheet iron.

Um dies zu vermeiden, hat man bereits vorgeschlagen, dem Querschnitt der Wicklung eine sogenannte Diaboloform zu geben, so daß die Wicklung in der Mitte, wo die Phasenklemme liegt und ein größerer Abstand erforderlich ist, einen kleineren Querschnitt hat. Die ganze Wicklung besteht dabei aus einer größeren Zahl von Scheibenspulen, die mit dazwischenliegender Isolation aufeinander gestapelt und danach in Reihe geschaltet sind. Bei einer Wicklung mit DiaboüflCorm müssen die Querschnitte der Scheibenspulen von der Mitte nach aussen hin zunehmen, d.h. eine Wicklung besteht aus einer großen Anzahl von Scheibenspulen mit verschiedenen Querschnitten. Aber auch die zwischen den Scheiben liegende Isolation sowie die zwischen der Wicklung und dem Eisenkern liegenden Isolierungaringe müssen verschiedene Querschnitte haben. Ausdiesein Grunde ist die Herstellung dieser Wicklungsform sehr " ■ kostspielig.To avoid this, it has already been suggested that the cross-section to give the winding a so-called diabolo shape, so that the winding is in the middle where the phase terminal is located and a greater distance is required, has a smaller cross-section. The whole winding consists of one larger number of disc coils with intervening Insulation stacked on top of one another and then connected in series are. When winding with DiaboüflCorm, the Cross-sections of the disc coils from the center outwards increase, i.e. one winding consists of one large Number of disc coils with different cross-sections. But also the insulation between the panes as well the insulation rings between the winding and the iron core must have different cross-sections. For this reason, the manufacture of this form of winding is very "■ expensive.

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Die Erfindung beseitigt alle Nachteile der genannten Wicklung. Gemäß der Erfindung hat der magnetische Kreis eine solche Form, daß die lens t er "br ei te an den Teilen der Wicklung, die die niedrigste Spannung haben, am kleinsten und an den Teilen der Wicklung, die die höchste Spannung haben, am größten ist. Die Fenster haben dabei vorzugsweise die Form eines Sechseckes oder eines Trapezes.The invention eliminates all the disadvantages of said winding. According to the invention, the magnetic circuit has such a shape that the lens t he "tei te on the parts of the winding which the have the lowest voltage, the smallest and the parts of the winding that have the highest voltage, the largest. the Windows preferably have the shape of a hexagon or a trapezoid.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben, in dieser zeigen :Several exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the drawing, in which:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Einphasen-Drossel- >spule gemäß der Erfindung,Fig. 1 is a perspective view of a single-phase throttle > coil according to the invention,

Fig. 2 eine Ansicht der Drosselspule nach Fig. 1,FIG. 2 is a view of the choke coil according to FIG. 1,

Fig. 3 die Anwendung der Erfindung bei einer Dreiphasen-Drosselspule, 3 shows the application of the invention to a three-phase choke coil,

Fig. 4 einen einphasigen Transformatorkern gemäß der Erfindung und4 shows a single-phase transformer core according to FIG Invention and

Fig. 5 einen Drosselspulenkern, an dem die Phasenklemme an einer Stirnfläche der Wicklung angebracht ist, so daß" der Kern asymmetrisch wird.5 shows a choke coil core on which the phase terminal is attached to an end face of the winding, so that "the core becomes asymmetrical.

In Fig. 1 ist der magnetische Kreis einer Drosselspule mit 1 bezeichnet. Er besteht im Prinzip aus einem oben und unten offenen Gehäuse mit sechseckigem Querschnitt und einer im Gehäuse angeordneten Wicklung 2. Die Hochspannungsklemme 3 liegt in der Mitte der Wicklung und an jedem Wicklungsende eine Sternpunkt sklemme 4. Die beiden Sternpunktsklemmen sind mit einer gemeinsamen Klemme 5 verbunden. Wie aus Fig. 1 hervorgeht, istIn Fig. 1, the magnetic circuit of a choke coil is denoted by 1. In principle, it consists of a housing with a hexagonal cross-section, open at the top and bottom, and a winding 2 arranged in the housing. The high-voltage terminal 3 is in the middle of the winding and a star point terminal 4 at each end of the winding . As can be seen from Fig. 1, is

0 09840/1135 -4-0 09840/1135 -4-

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der Abstand zwischen der Wicklung 2 waä ü®w. Earn 1 an den diagonal, gegenüberliegenden Ecken 6 und 7 am größten, d.h. dort, wo auch, die gr'ößte Isolation erfordern ein. ist.the distance between the winding 2 waä ü®w. Earn 1 is greatest at the diagonally opposite corners 6 and 7, ie where the greatest insulation is required. is.

Fig. 2 zeigt, daß die Wicklung 2 aus einer Anzahl Seheiben 2'0> 21, 22 usw. aufgebaut xsti und die Hochspannungsklemme 3 an der in der Mitte liegenden Scheibenspule angeschlossen ist, die den größten Abstand -vom Eisenkern hat* Die Wicklung besteht also aus zwei parallelgeschalteten Hälften _% die zwischen den Klemmen 3 und 4 angeschlossen sind. Zwischen den Seiten der Wicklung und dem Kern liegt die Isolation 8.Fig. 2 shows that the winding 2 is made up of a number of discs 2'0> 21, 22, etc. xsti and the high-voltage terminal 3 is connected to the disc coil located in the middle, which is the greatest distance from the iron core * The winding consists i.e. from two halves connected in parallel _% which are connected between terminals 3 and 4. The insulation 8 lies between the sides of the winding and the core.

Auf der linken Seite der Pig« 2 ist mit gestrichelter Linie die Form angegeben, die der Kern hätte haben müssen, wenn er auf gewöhnliche Weise ausgeführt worden wäre. Man sieht, daß man eine erhebliche Kosten- und Gewichtsverminderung dadurch erreicht, daß man die Kernecken abschrägt. Die parallel zu den Spulenstirnflächen liegenden Teile des Eisenkernes werden kurzer als die maximale Fensterbreite an den Klemmen 3. Diese erheb- \ liehe Verkürzung ermöglicht es, die Höhe der Rahmenschenkel gegenüber den Stirnflächen der Wicklung zu vermindern, ohne zu riskieren, daß der Kernrahmen durch die Einwirkung der magnetischen Kräfte zwischen den Stirnflächen deformiert wird.On the left side of the Pig «2 is the dashed line Specified the shape the kernel should have had if it had been done in the ordinary way. You can see that you have a significant cost and weight reduction achieved by that the core corners are beveled. The parts of the iron core lying parallel to the coil end faces become shorter than the maximum window width at terminals 3. This considerable- \ Lent shortening makes it possible to adjust the height of the frame legs to reduce compared to the end faces of the winding without risking that the core frame by the action of the magnetic Forces between the end faces is deformed.

Fig. 3 zeigt das Aussehen einer dreiphasigen Drosselspule gemäß der Erfindung.Fig. 3 shows the appearance of a three-phase choke coil according to the invention.

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Fig. 4 zeigt die Anwendung der Erfindung "bei einem Kern für einen Einphasentransformator. Durch Abschrägen der Aussenschenkel 10 sind die Joche 11 erheblich verkürzt "worden, was eine wesentliche Ersparnis an Eisenblech erbringt.Fig. 4 shows the application of the invention "to a core for a single-phase transformer. By chamfering the outer legs 10 the yokes 11 have been shortened considerably "what a results in substantial savings in sheet iron.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine Einphasen-Drosselspule gemäß der Erfindung, bei der Phasenklemme und Sternpunktsklemme für sich an je einem Ende der Wicklung angebracht sind. Auch diese Ausführung erbringt eine bedeutende Ersparnis an Kernmaterial. 5 shows a cross section through a single-phase choke coil according to the invention, in the case of the phase terminal and the star-point terminal are attached to each end of the winding. Even this design yields a significant saving in core material.

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Claims

■ patient calls;

| 1 »J Laminated magnetic circuit for reactors and transformers, consisting of a sheet metal layered together Frame with one or more windows to accommodate the windings and with a perpendicular to the direction of flow of the magnetic field essentially rectangular frame characterized in that the window width, on the parts of the winding with the highest tension at the greatest and on. the parts of the Winding with the lowest voltage is the smallest.

2. Magnetic circuit according to claim 1, characterized in that that at least one lenster "related to its parallel to the is formed symmetrically at the same distance from the end faces of the winding lying center plane and in this plane has its greatest width.

5. Magnetic circuit according to claim 1, characterized in that that at least one window is hexagonal.

4. Magnetic circuit according to claim 1, characterized in that » that at least one window is trapezoidal.