DE19960881A1

DE19960881A1 - Low-cost transformer design, uses cylindrical core partly enclosed by coils forming the low-voltage (LV) and high-voltage (HV) circuits

Info

Publication number: DE19960881A1
Application number: DE1999160881
Authority: DE
Inventors: Guenther Mechler; Bjoern Matthias
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland
Priority date: 1999-12-17
Filing date: 1999-12-17
Publication date: 2001-06-21

Abstract

Transformers have generally been associated with very cost-intensive constructional features and having sizes dependent on the power being transmitted. The proposed design departs from this design principle in that the constructional layout is now independent of the power to be transmitted. The core (2) is in the form of a cylinder and is zone-wise surrounded by a coil forming the low-voltage circuit (3) as well as by a coil (4) forming the high voltage circuit. The coil (3,4) windings are wound around the shell of the core (2) and thus are partly carried through the inner region of the core (2).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator gemäß dem Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1.The invention relates to a transformer according to the preamble of Pa claim 1.

Transformatoren kommen dort zum Einsatz, wo Energie umzuformen ist, damit sie wirtschaftlich vom Erzeuger zum Verbraucher gebracht werden kann. Da Erzeuger und Verbraucher meist weit voneinander entfernt sind, werden die Transformatoren dazu genutzt, kleine Spannungen auf hohe Spannungen zu transformieren, um große elektrische Leistungen mit geringem Verlust übertragen zu können. Transformatoren in der Nähe der Verbraucher setzten die hohen Spannungen in niedrige vom Verbrau cher gewünschte Spannungen um. Die bis jetzt bekannten Transformatoren weisen aufwendige Konstruktionen auf, die zudem je nach Größe der von den Transformato ren zu übertragenden Energien verschieden sind.Transformers are used wherever energy has to be converted so that they can be can be brought economically from the producer to the consumer. Because producers and consumers are usually far apart, the transformers used to transform small voltages to high voltages to large ones to be able to transmit electrical power with little loss. Transformers in the vicinity of consumers, the high voltages put low in consumption desired voltages. The transformers known up to now point elaborate constructions, depending on the size of the Transformato energies to be transmitted are different.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transformator zu schaffen, dessen konstruktiver Aufbau sehr einfach und von der zu übertragenden Leistung unabhängig ist.The invention has for its object to provide a transformer whose constructive structure very simple and independent of the power to be transmitted is.

Diese Aufgabe wird durch dis Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the features of patent claim 1.

Der erfindungsgemäße Transformator hat immer die Form eines Zylinders. Seine Ab messungen werden weitgehend von der Grösse der zu übertragenden Energie sowie von den im Transformator auftretenden Spannungsdifferenzen bestimmt. Er ist aus ei ner kleinen Anzahl unterschiedlicher Bauelemente zusammengefügt. Diese sind leicht herzustellen oder grössten Teils auch im Handel erhältlich. Die Bauelemente lassen sich leicht zu dem erfindungsgemäßen Transformator zusammenbauen und können andererseits auch bei Bedarf leicht voneinander getrennt werden. Damit kann der Transformator schnell und kostengünstig hergestellt werden, auch in großen Stück zahlen. Da der Transformator zylinderförmig ausgebildet ist, wird nur wenig Platz für seine Installation beansprucht. Er selbst enthält keine Schaltelemente. Er kann jedoch andererseits sehr leicht mit Schaltelementen verbunden werden. Zudem besteht die Möglichkeit, mehrere solcher Transformatoren aneinander zu fügen und in geeigneter Weise zu verschalten. Ein wesentliche Kostenreduzierung wird bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Transformators dadurch erreicht, dass der prinzipielle konstrukti ve Aufbau immer der gleiche ist, unabhängig davon, wie groß die zu übertragende Energie ist. Der erfindungsgemäße Transformator hat über einen großen Teil seiner Länge den gleichen Querschnitt. Die komplizierten Leiter- und Isolationsteile an den Wickelköpfen haben kleine Abmessungen und sind daher auch relativ leicht zu ferti gen. Bei den bis jetzt bekannt gewordenen Transformatoren ist das nicht der Fall. Die se weisen bei unterschiedlichen Leistungen immer voneinander baulich verschiedene Konstruktionen und Formen auf.The transformer according to the invention always has the shape of a cylinder. His ab Measurements are largely based on the size of the energy to be transmitted as well determined by the voltage differences occurring in the transformer. It is from egg ner small number of different components put together. These are easy manufacture or for the most part also commercially available. Leave the components assemble easily to the transformer according to the invention and can on the other hand, can also be easily separated from one another if necessary. So that the Transformer can be manufactured quickly and inexpensively, even in large pieces numbers. Since the transformer is cylindrical, there is little space for claimed his installation. It itself contains no switching elements. However, he can on the other hand, can be very easily connected to switching elements. In addition, there is Possibility to join several such transformers together and in a more suitable Way to interconnect. A significant cost reduction is made in the manufacture of the transformer according to the invention achieved in that the basic constructi ve structure is always the same, regardless of how large the one to be transferred Energy is. The transformer according to the invention has a large part of it Length the same cross section. The complicated conductor and insulation parts on the Winding heads have small dimensions and are therefore relatively easy to manufacture This is not the case with the transformers that have become known so far. The They always differ structurally from one another with different outputs Constructions and shapes.

Der erfindungsgemäße Transformator hat einen magnetisierbaren Kern, der die Form eines Zylinders aufweist. Es wird vorzugsweise aus einem flächigen Bauelement her gestellt, das beispielsweise aus Stahl oder Blech gefertigt ist. Die Dicke des flächigen Bauelements beträgt nur wenige Zehntel Millimeter. Die Länge und die Breite dieses Bauelements richten sich nach den gewünschten Abmessungen des Kerns. Das flä chige Bauelement ist wenigstens einseitig mit einer isolierenden Beschichtung ver sehen. Für die Ausbildung des Kerns wird es zu einem zylinderförmigen Bauteil auf gewickelt. Der Kern kann jedoch auch aus einem anderen Werkstoff, beispielsweise einem Verbundwerkstoff mit magnetischen Eigenschaften hergestellt werden, der aus Eisenpartikeln formgepresst wird, die von einer isolierenden Schicht umgeben sind.The transformer according to the invention has a magnetizable core that has the shape of a cylinder. It is preferably made from a flat component asked, which is made of steel or sheet metal, for example. The thickness of the flat Component is only a few tenths of a millimeter. The length and width of this Components depend on the desired dimensions of the core. That flä The device is ver at least on one side with an insulating coating see. For the formation of the core, it becomes a cylindrical component wrapped. However, the core can also be made of a different material, for example a composite material with magnetic properties can be made from Is pressed iron particles, which are surrounded by an insulating layer.

Der Kern kann auch aus zwei oder mehreren zylinderförmigen Baueinheiten zusam mengesetzt werden. Diese Baueinheiten werden ebenfalls aus flächigen Bauele menten, wie oben beschrieben, hergestellt, die zu diesen zylinderförmigen Bauein heiten aufgewickelt werden. Die zylinderförmigen Baueinheiten können jedoch auch aus einem Verbundwerkstoff mit magnetischen Eigenschaften gefertigt werden, der durch Formpressen von Eisenpartikeln erzeugt wird, die von einer isolierenden Schicht umgeben sind. Die Baueinheiten werden zur Ausbildung des Kerns so aneinander gefügt, dass ihre Längsachsen auf einer gemeinsamen Geraden liegen, und wiederum ein zylinderförmiges Bauteil entsteht. Es ist möglich, zwischen jeweils zwei auf einander folgenden zylinderförmigen Baueinheiten einen Abstand definierter Grösse in achsialer Richtung auszubilden. Die Abmessungen der Baueinheiten sind an die Ab messungen des Kerns anzupassen. Sie können für den Fall, dass Abstände zwischen den Baueinheiten vorgesehen sind, mit einer geringeren Höhe gefertigt werden.The core can also be composed of two or more cylindrical structural units be set. These units are also made of flat components elements, as described above, made to these cylindrical structures units are wound up. However, the cylindrical units can also be made of a composite material with magnetic properties, the is created by compression molding iron particles from an insulating layer are surrounded. The building units are so together to form the core added that their longitudinal axes lie on a common straight line, and again a cylindrical component is created. It is possible to choose between two at a time successive cylindrical units a distance of a defined size in form axial direction. The dimensions of the units are from Ab adjust measurements of the core. In the event that there are gaps between the units are intended to be manufactured with a lower height.

Der Transformator weist eine Niederspannungsseite und eine Oberspannungsseite auf, die beide durch jeweils eine Spule mit einer oder mehreren Windungen gebildet werden. Die Niederspannungsseite und die Oberspannungsseite können als Primär- oder als Sekundärseite genutzt werden. Die Abmessungen des Kerns werden so ge wählt, dass er einen definierten Innendurchmesser aufweist. Die Windungen der Nie derspannungsseite und der Oberspannungsseite sind so um den Mantel des Kerns gewickelt, dass sie ausserhalb und innerhalb des Kerns parallel zu dessen Längs achse verlaufen. Dabei muss sichergestellt werden, dass die elektrischen Leiter hinrei chend isoliert durch den Innenbereich des Kerns geführt werden. Deshalb ist innerhalb des Kerns ausreichend Platz für eine Isolation vorhanden. In diese werden die Innen leiter der Niederspannungsseite und der Oberspannungsseite eingebettet und da durch gegeneinander isoliert. Der Kern ist außen ebenfalls von einer Isolation um geben. Die Außenleiter der Niederspannungsseite und der Oberspannungsseite wer den auch hier so geführt und in die Isolation eingebettet, daß sie sich nicht berühren. Die Isolation ist so geformt, daß sie die Kern hüllenartig umschließt. Die Außenleiter und Innenleiter können zur Vereinfachung der Montage fest in die Isolationen einge bettet werden, so daß daraus jeweils eine Baueinheit gebildet wird. Diese kann dann bei der Fertigung des Transformators auf einfache Weise außerhalb bzw. innerhalb des Kerns angeordnet werden.The transformer has a low voltage side and an high voltage side on, both formed by a coil with one or more turns become. The low voltage side and the high voltage side can be used as primary or used as a secondary site. The dimensions of the core are so ge chooses to have a defined inner diameter. The never turns the voltage side and the high voltage side are so around the shell of the core coiled that outside and inside the core parallel to its longitudinal axis run. It must be ensured that the electrical conductors are clear be insulated through the interior of the core. That's why inside the core has enough space for insulation. In this are the inside conductors of the low voltage side and the high voltage side embedded and there by isolated from each other. The core is also surrounded by insulation on the outside give. The outer conductors of the low voltage side and the high voltage side who here too, and embedded in the isolation so that they do not touch. The insulation is shaped so that it encloses the core like a shell. The outer conductor and inner conductors can be firmly inserted into the insulation to simplify assembly be embedded, so that a unit is formed from each. This can then in the manufacture of the transformer in a simple way outside or inside of the core.

Für die Ausbildung der Niederspannungsseite werden runde elektrische Leiter benutzt. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, Zylindersegmente zu verwenden. Erfindungs gemäß können die Windungen der Niederspannungsseite und der Oberspannungs seite als Hohlleiter ausgebildet werden. Bei Bedarf kann dann durch sie ein Kühlmittel geleitet werden. Zur Ausbildung der Spulen, welche die Niederspannungsseite bzw. die Oberspannungsseite bilden, werden die zueinander gehörigen Aussenleiter und Innenleiter an den beiden Enden des Kerns über Steckverbindungen oder über un lösbare Lötverbindungen, die beispielsweise U-förmig ausgebildet sind, elektrisch mit einander verbunden. Diese Verbindungen können ebenfalls als Hohlleiter ausgebildet werden. Sie sind so gefertigt, dass sie bei der Montage in einfacher Weise auf die En den der zu verbindenden Aussenleiter und Innenleiter aufgesetzt werden können. Der Kern wird nach aussen von einem Rohr hüllenartig begrenzt, das sich über die ge samte Länge des Kerns erstreckt. Die Abmessungen des Rohrs sind so gewählt, dass der Kern und die in der äusseren Isolation eingebetteten Aussenleiter kontaktfrei zwi schen dem Kern und dem Rohr geführt werden können. Die elektrischen Anschlüsse der Niederspannungsseite und der Oberspannungsseite werden kontaktfrei und vor zugsweise ebenfalls gegeneinander isoliert am ersten bzw. zweiten Ende des Rohrs nach außen geführt.Round electrical conductors are used to form the low voltage side. However, it is also possible to use cylinder segments. Invention according to the turns of the low voltage side and the high voltage be formed as a waveguide. If necessary, they can then be used as a coolant be directed. To form the coils, which the low voltage side or form the high voltage side, the corresponding outer conductors and Inner conductor at the two ends of the core via plug connections or via un Detachable solder connections, which are U-shaped, for example, electrically connected to each other. These connections can also be designed as waveguides become. They are manufactured in such a way that they can be easily attached to the En that can be attached to the outer conductor and inner conductor to be connected. The Core is delimited to the outside by a tube like a shell, which extends over the ge extends over the entire length of the core. The dimensions of the tube are chosen so that the core and the outer conductors embedded in the outer insulation contact-free between between the core and the pipe. The electrical connections the low voltage side and the high voltage side become contactless and in front preferably also isolated from each other at the first or second end of the tube led to the outside.

Erfindungsgemäß können eine Vielzahl so gefertigter Transformatoren platzsparend in Reihe geschaltet werden, indem die Abschnitte der Primärwindungen und der Se kundärwindungen miteinander in Serie geschaltet werden. Dabei wird ein langer zy linderförmiger Transformator gebildet. Dieser kann bei Bedarf halbkreis- oder kreisför mig angeordnet werden, so weit der Biegeradius des zusammengesetzten Transfor mators das erlaubt. Andere Anordnungen der in Serie geschalteten Transformatoren sind mit Hilfe von geeigneten Kupplungsstücken ebenfalls möglich. Die Parallel schaltung von Primärseite oder Sekundärseite zweier oder mehrerer solcher zusam mengesetzter Transformatoren ist ebenfalls möglich.According to the invention, a large number of transformers manufactured in this way can save space in Be connected in series by the sections of the primary turns and the Se secondary windings can be connected in series. A long zy linden-shaped transformer formed. If necessary, this can be semicircular or circular mig be arranged as far as the bending radius of the composite Transfor mators allow that. Other arrangements of transformers connected in series are also possible with the help of suitable coupling pieces. The parallel Switching the primary or secondary side of two or more of them together set transformers is also possible.

Bei dem erfindungsgemäßen Transformator können die Bauelemente der Nieder spannungsseite und der Oberspannungsseite auch aus einem supraleitenden Werk stoff hergestellt werden. Dann muss der Transformator jedoch von einer entsprechen den Kühleinrichtung (hier nicht dargestellt) umgeben werden.In the transformer according to the invention, the components of the Nieder voltage side and the high voltage side also from a superconducting plant fabric are made. Then, however, the transformer must correspond to one the cooling device (not shown here) are surrounded.

Weitere erfinderische Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.Further inventive features are characterized in the dependent claims.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von schematischen Zeichnungen näher er läutert.The invention is based on schematic drawings he he purifies.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Transformator, Fig. 1 shows a transformer according to the invention,

Fig. 2 eine weitere Variante des Kerns, FIG. 2 shows a further variant of the core,

Fig. 3 den in Fig. 1 dargestellten Transformator im Vertikalschnitt, Fig. 3 illustrates the transformer shown in Fig. 1 in vertical section,

Fig. 4 eine weitere Variante des Transformators, Fig. 4 shows another variant of the transformer,

Fig. 5 den Transformator gemäß Fig. 4 im Vertikalschnitt. Fig. 5 shows the transformer of Fig. 4 in vertical section.

Der in Fig. 1 dargestellte Transformator 1 besteht im wesentlichen aus einem zylin derförmigen Kern 2, einer Niederspannungsseite 3, einer Oberspannungsseite 4, Iso lationen 5 und 6 (nur in Fig. 3 zu sehen) sowie einem Rohr 7. Die Niederspannungs seite 3 und die Oberspannungsseite 4 weisen jeweils eine Spule 3, 4 auf, wobei die Spule 3 bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel drei Windungen und die Spule 4 sechs Windungen hat. Die Grösse der Spulen 3 und 4 ist nicht auf diese Anzahl von Windungen festgelegt. Sie kann auch kleiner oder grösser gewählt werden. Die Win dungen der Spulen 3 und 4 sind bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als runde elektrische Leiter ausgebildet. Bei Bedarf können die Leiter auch als Hohlleiter ausgebildet werden, so dass durch sie ein gasförmiges oder flüssiges Kühlmittel (hier nicht dargestellt) geleitet werden kann. Die Spulen 3 und 4 sind so um den zylinder förmigen Mantel des Kerns 2 wickelt, dass ihre Aussenleiter 3K, 4K und ihre Innenlei ter 3L, 4L in definiertem Abstand voneinander geführt und parallel zur Längsachse des Kerns 2 ausgerichtet sind. Der Kern 2 des Transformators 1 ist bei dem hier dar gestellten Ausführungsbeispiel aus Stahl gefertigt. Für seine Fertigung wird ein flächi ges Bauelement (hier nicht dargestellt) verwendet, dessen Dicke nur wenige Zehntel Millimeter beträgt. Die Länge und die Breite dieses Bauelements richten sich nach den gewünschten Abmessungen des Kerns 2. Das Bauelement ist wenigstens einseitig mit einer isolierenden Beschichtung (hier nicht dargestellt) versehen. Es wird zu einem zylinderförmigen Kern 2 aufgewickelt. Wie Fig. 2 zeigt, kann der Kern 2 auch aus zwei oder mehreren solcher zylinderförmiger Bauelemente 2Z zusammengesetzt werden, die dann so aneinander gefügt werden, dass ihre Längsachsen auf einer gemeinsa men Geraden liegen, und wiederum ein zylinderförmiger Kern 2 ausgebildet wird. Die Bauelemente 2Z können bei Bedarf auch so angeordnet werden, dass zwischen je weils zwei Bauelementen 2Z ein definierter Abstand verbleibt (hier nicht dargestellt). Für die Fertigung des Kerns 2 kann an Stelle von Stahl oder Blech auch ein Verbund werkstoff mit magnetischen Eigenschaften verwendet werden. Dieser kann beispiels weise aus Eisenpartikeln formgepresst werden, die mit einer Isolationsschicht umge ben sind. Dabei spielt es keine Rolle, ob der Kern 2 aus einem Stück besteht oder aus mehreren einzelnen Bauteilen zusammengefügt ist. Die Abmessungen des Kerns 2 werden so gewählt, dass er einen definierten Innendurchmesser aufweist. Dieser ist so groß, dass die Innenleiter 3L, 4L der Niederspannungsseite 3 und der Oberspan nungsseite 4 kontaktfrei hindurch geführt werden können. Zudem ist der Innenbereich des Kerns 2 so bemessen, dass noch ausreichend Platz für eine Isolation 5 vorhan den ist. Die Abmessungen der Isolation 5 werden so gewählt, dass sie den Innenbe reich des Kerns vollständig ausfüllt. Wie Fig. 3 zeigt, sind die Innenleiter 3L, 4L kon taktfrei in diese Isolation 5 eingebettet. Der Transformator 1 wird nach aussen über seine gesamte Länge von dem Rohr 7 begrenzt. Die Abmessungen des Rohrs 7 sind so gewählt, dass zwischen ihm und dem Kern 2 ausreichend Platz für die Isolation 6 ist, in welche die Aussenleiter 3K, 4K der Spulen 3 und 4 im Abstand voneinander ein gebettet sind. Der Bereich zwischen dem Kern 2 und dem Rohr 7 wird durch die Isola tion 6 vollständig ausgefüllt. Auf die Aussenfläche des Rohrs 7 kann aus Sicherheits gründen ebenfalls eine Isolation (hier nicht dargestellt) aufgetragen werden. Bei der Herstellung des Transformators 1 werden die Isolationen 5 und 6 mit den eingebette ten Aussenleitern 3K, 4K und Innenleitern 3L, 4L im Innenbereich des Kerns bzw. zwi schen dem Kern 2 und Rohr 3 angeordnet. Anschliessend werden die Aussenleiter 3K mit den zugehörigen Innenleitern 3L an den beiden Enden des Kerns 2 über U-förmige Steck- oder Lötverbindungen 3V zur Ausbildung der Spule 3 verbunden. Eben solche Steck- oder Lötverbindungen 4V sind zum Verbinden der Aussenleiter 4K und der In nenleiter 4L zu der Spule 4 vorgesehen. Die Steckverbindungen 3V, 4V sind aus dem gleichen Werkstoff wie die Leiter 3K, 3L, 4K, 4L gefertigt. Sie können ebenfalls als Hohlleiter ausgebildet werden, so dass wie oben erwähnt, ein Kühlmittel durch die Spulen 3, 4 geleitet werden kann. Die elektrischen Anschlüsse 3A, 3B, 4A, 4B der Spulen 3 und 4 sind am ersten oder zweiten Ende aus dem Rohr 7 nach aussen ge führt.The transformer 1 shown in FIG. 1 consists essentially of a zylin derförmigen core 2, a low voltage side 3, a high voltage side 4, Iso simulations 5 and 6 (only in Fig. 3 to be seen) and a pipe 7. The low-voltage side 3 and the high-voltage side 4 each have a coil 3 , 4 , the coil 3 in the embodiment shown here having three turns and the coil 4 having six turns. The size of the coils 3 and 4 is not limited to this number of turns. It can also be chosen smaller or larger. The win of the coils 3 and 4 are formed in the embodiment shown here as a round electrical conductor. If necessary, the conductors can also be designed as waveguides, so that a gaseous or liquid coolant (not shown here) can be passed through them. The coils 3 and 4 are so wound around the cylindrical jacket of the core 2 that their outer conductors 3 K, 4 K and their inner conductor 3 L, 4 L are guided at a defined distance from one another and are aligned parallel to the longitudinal axis of the core 2 . The core 2 of the transformer 1 is made of steel in the embodiment presented here. A flat component (not shown here) is used for its production, the thickness of which is only a few tenths of a millimeter. The length and the width of this component depend on the desired dimensions of the core 2 . The component is provided on at least one side with an insulating coating (not shown here). It is wound up into a cylindrical core 2 . As shown in FIG. 2, the core 2 can also be composed of two or more such cylindrical components 2 Z, which are then joined together in such a way that their longitudinal axes lie on a common straight line, and in turn a cylindrical core 2 is formed. If required, the components 2 Z can also be arranged such that a defined distance remains between two components 2 Z (not shown here). For the production of the core 2 , a composite material with magnetic properties can also be used instead of steel or sheet metal. This can, for example, be molded from iron particles that are surrounded with an insulation layer. It does not matter whether the core 2 consists of one piece or is composed of several individual components. The dimensions of the core 2 are chosen so that it has a defined inner diameter. This is so large that the inner conductor 3 L, 4 L of the low-voltage side 3 and the high-voltage side 4 can be passed through without contact. In addition, the interior of the core 2 is dimensioned such that there is still sufficient space for insulation 5 . The dimensions of the insulation 5 are chosen so that they completely fill the inner region of the core. As shown in FIG. 3, the inner conductors 3 L, 4 L are embedded in this insulation 5 without contact. The transformer 1 is delimited externally over its entire length by the tube 7 . The dimensions of the tube 7 are chosen so that between it and the core 2 there is sufficient space for the insulation 6 , in which the outer conductors 3 K, 4 K of the coils 3 and 4 are embedded at a distance from one another. The area between the core 2 and the tube 7 is completely filled by the insulation 6 . On the outer surface of the tube 7 , insulation (not shown here) can also be applied for safety reasons. In the manufacture of the transformer 1 , the insulations 5 and 6 with the embedded outer conductors 3 K, 4 K and inner conductors 3 L, 4 L are arranged in the inner region of the core or between the core 2 and tube 3's . The outer conductors 3 K are then connected to the associated inner conductors 3 L at the two ends of the core 2 via U-shaped plug-in or solder connections 3 V to form the coil 3 . Such plug or solder connections 4 V are provided for connecting the outer conductor 4 K and the inner conductor 4 L to the coil 4 . The 3 V, 4 V plug connections are made of the same material as the 3 K, 3 L, 4 K, 4 L conductors. They can also be designed as a waveguide, so that, as mentioned above, a coolant can be passed through the coils 3 , 4 . The electrical connections 3 A, 3 B, 4 A, 4 B of the coils 3 and 4 are at the first or second end of the tube 7 leads to the outside ge.

Der in Fig. 4 gezeigte Transformator 1 ist im wesentlichen baugleich mit den Trans formatoren, die in den Fig. 1 und 3 dargestellt und in den zugehörigen Beschreibun gen erläutert sind. Gleiche Bauteile sind deshalb mit gleichen Bezugszeichen verse hen. Der Unterschied besteht lediglich darin, dass für die Ausbildung der Spule 3S Zy lindersegmente als Aussenleiter 3K und Innenleiter 3L verwendet werden. Diese kön nen bei Bedarf ebenfalls als Hohlleiter ausgebildet werden. Die Steckverbindungen 3V haben auch hierbei einen U-förmigen Querschnitt. Sie sind jedoch an die Breite und die Form dieser Aussen- und Innenleiter 3K, 3L so angepasst, dass sie bei der Ferti gung des Transformator 1 nur auf die freien Enden der Aussenleiter 3K und der In nenleiter 3L gesteckt werden müssen. An Hand von Fig. 5 ist die Form der Zylinder segmente und deren Breite zu sehen. Das Einbetten sowohl der Aussenleiter 3K und 4K sowie der Innenleiter 3L und 4L in die Isolationen 5 und 6 ist auch in diesem Fall sehr gut möglich.The transformer 1 shown in FIG. 4 is essentially identical in construction to the transformers shown in FIGS . 1 and 3 and explained in the associated descriptions. The same components are therefore hen with the same reference numerals. The only difference is that 3 S Zy cylinder segments are used as outer conductor 3 K and inner conductor 3 L for the formation of the coil. If necessary, these can also be designed as waveguides. The 3 V plug connections here also have a U-shaped cross section. However, they are adapted to the width and the shape of these outer and inner conductors 3 K, 3 L so that they at the Ferti of the transformer 1 supply only to the free ends of the outer conductor 3 K and must be inserted into nenleiter 3 L. With reference to FIG. 5, the shape of the cylinder segments and to see their width. Embedding both the 3 K and 4 K outer conductors and the 3 L and 4 L inner conductors in the insulation 5 and 6 is also very possible in this case.

Die Spulen 3 und 4 sowie die U-förmigen Steckverbindungen 3V und 4V können bei allen beschriebenen Transformatoren auch aus einem supraleitenden Werkstoff gefer tigt werden. Der jeweilige Transformator muss dann jedoch von einer entsprechenden Kühleinrichtung (hier nicht dargestellt) umgeben werden.The coils 3 and 4 and the U-shaped plug-in connections 3 V and 4 V can also be made from a superconducting material in all the transformers described. However, the respective transformer must then be surrounded by a corresponding cooling device (not shown here).

Erfindungsgemäß können eine Vielzahl der in den Fig. 1, 3 oder 4 dargestellten und in den zugehörigen Beschreibungen erläuterten Transformatoren 1 platzsparend in Reihe geschaltet werden, indem ihre Primärwindungen und ihre Sekundärwindun gen einzeln miteinander in Serie geschaltet werden. Alternativ dazu können auch mehrere Oberspannungsseiten 4 in Reihe geschaltet werden, indem der jeweilige Ausgang einer Oberspannungsseite 4 mit dem Eingang der nächsten Oberspan nungsseite 4 elektrisch leitend verbunden wird. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Spulen 3 und 4 sowie die Steckverbindungen 3V und 4V des Transformators 1 aus ei nem supraleitenden Werkstoff oder nur aus einem einfachen metallischen Werkstoff gefertigt sind. Durch die Serienschaltung mehrerer solcher Transformatoren kann ein sehr langer zylinderförmiger Transformator (hier nicht dargestellt) gebildet werden. Dieser lässt sich bei Bedarf halbkreis- oder kreisförmig anordnen, je nach dem wie groß sein Biegeradius ist. Andere Anordnungen der in Serie geschalteten Transfor matoren sind mit Hilfe geeigneter Kupplungsstücke (hier nicht dargestellt) möglich. Das Gleiche gilt für die Parallelschaltung zweier oder mehrerer solcher zusammenge setzter Transformatoren.According to the invention, a large number of the transformers 1 shown in FIGS. 1, 3 or 4 and explained in the associated descriptions can be connected in series to save space by connecting their primary windings and their secondary windings individually in series with one another. Alternatively, a plurality of high-voltage sides 4 can be connected in series by the respective output of a high voltage side 4 with the input of the next upper clamping voltage side 4 is electrically conductively connected. It does not matter whether the coils 3 and 4 and the plug-in connections 3 V and 4 V of the transformer 1 are made from a superconducting material or from a simple metallic material. By connecting several such transformers in series, a very long cylindrical transformer (not shown here) can be formed. If necessary, this can be arranged in a semicircular or circular shape, depending on how large its bending radius is. Other arrangements of the transformers connected in series are possible with the aid of suitable coupling pieces (not shown here). The same applies to the parallel connection of two or more such composite transformers.

Claims

1. Transformer with a core ( 2 ) and a low-voltage side ( 3 ) and an high-voltage side ( 4 ), characterized in that the core ( 2 ) has the shape of a cylinder, and in some areas of a coil ( 3 ) forming the low-voltage side ( 3 ) ) and a coil forming the high voltage side ( 4 ) is ben.

2. Transformer according to claim 1, that windings of the coils ( 3 and 4 ) are wound around the jacket of the core ( 2 ) and are partially guided through the inner region of the core ( 2 ).

3. Transformer according to one of claims 1 or 2, characterized in that the coils ( 3 and 4 ) have outer conductors ( 3 K, 4 K) outside the core ( 2 ), and inner conductors ( 3 L and 4 L) have, which are guided through the inner region of the core ( 2 ) and each aligned parallel to the longitudinal axis thereof, and that the outer conductor ( 3 K, 4 K) and the inner conductor ( 3 L, 4 L) at both ends of the core ( 2 ) are plugged together via plug or solder connections ( 3 V, 4 V) to the coils ( 3 , 4 ).

4. Transformer according to one of claims 1 to 3, characterized in that the core ( 2 ) is formed from a flat continuous component or from two or more cylindrical components ( 6 Z), and that the core ( 6 ) made of steel, Sheet metal or is made of a composite material with magnetic properties, which is produced by compression molding of iron particles surrounded by an insulating layer.

5. Transformer according to one of claims 1 to 4, characterized in that a limiting tube ( 7 ) is arranged at a distance around the core ( 2 ), and the inner conductor ( 3 L, 4 L) at defined distances from each other in a first insulation ( 5 ) and the outer conductors ( 3 K, 4 K) at defined intervals from one another are embedded in a second insulation ( 6 ) that the first insulation ( 5 ) in the interior of the core ( 2 ) and the second insulation ( 6 ) between the core ( 2 ) and the tube ( 7 ) is arranged, which projects beyond the core ( 2 ) at both ends to such an extent that the coils ( 3 and 4 ) are completely contained therein, and that the electrical connections ( 3 A, 3 B and 4 A, 4 B) of the coils ( 3 and 4 ) at the first and second ends of the tube ( 7 ) are guided in a contact-free and insulated manner to the outside.