DE2326294A1

DE2326294A1 - Magnetkreis fuer mehrphasentransformatoren

Info

Publication number: DE2326294A1
Application number: DE2326294A
Authority: DE
Inventors: Rene Imbert
Original assignee: Unelec SA
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 1972-05-24
Filing date: 1973-05-23
Publication date: 1973-12-06
Also published as: AR196350A1; NL7307243A; GB1415209A; BE799399A; ES414760A1; FR2185841A1; FR2185841B1; OA04389A; IT987770B; JPS4943123A; YU131273A

Description

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DIPL. ING. DIETRICH LEWÄLD 9 ⁴^ ? K ? Q / PATE KTA W VV A LT £ «J <C Q L v3 *J

UNELEC
14, rue de la Baume, 75008 PARIS, (Frankreich)

MAGKETKEiEIS FUR MEHRPHASENTRANSFORMATOREN

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Magnetkreis für Mehrphasentransformatoren.

Aus der DOS N⁰ 2.160.951 ist bereits ein Mehrphasentransformator bekannt, dessen Magnetkreis aus Teilmagnetkreisen besteht, deren Anzahl der Anzahl der Phasen des Transformators entspricht. Jeder Teilmagnetkreis besteht aus zwei Schenkeln, die in V-Form angeordnet sind und an ihrer offenen Seite durch ein Joch verbunden werden. Die Teilmagnetkreise werden hergestellt, indem ein Magnetblech um einen Dorn der gewünschten Form gewickelt wird. Alle Teilmagnetkreise werden anschliessend in der Weise eng aneinander angeordnet, dass ein Schenkel eines Teilkreises an einem Schenkel-des benachbarten Magnetkreises anliegt und so einen ganzen Kern bildet, der die Wicklungen einer Phase trägt.

Bei der Herstellung wird jeder Teilmagnetkreis nach 309849/0982

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dem Aufwickeln auf den Dorn Schicht für Schicht derart zerschnitten, dass die Länge der Einzelbleche in etwa der des Teilmagnetkreises entspricht. Die Einzelbleche werden anschliessend in die beiden Wicklungen, mit denen jeder Teilmagnetkreis gekoppelt werden soll, eingesetzt und danach zusammengefügt. Das Blechpaket wird nach dem Wickelvorgang und vor dem Zerschneiden ausgeglüht.

Leider wird bei dieser Konstruktionsweise der Bau von Transformatoren über eine bestimmte Leistung hinaus schwierig, und zwar wegen des Gewichts des aufzuwickelnden Blechs und auch wegen des Ausglühens, das vor dem Zerschneiden, solange das Blech noch auf dem Dorn ist, erfolgen muss. Dieser Arbeitsgang ist sehr schwierig, wenn das aufgewickelte Blech sehr dick ist.

Die Erfindung soll diese Nachteile beseitigen, ohne die in der vorgenannten Druckschrift aufgeführten Vorteile aufzuheben. Darüber hinaus sollen weitere Vorteile erzielt werden, insbesondere eine einfache, kostengünstige und kompakte Bauweise, die eine leistungsfähige Kühlung erlaubt.

Der Transformator gemäss der vorliegenden Erfindung besitzt Magnetkerne, die aus aufeinandergepackten, vorher zurechtgeschnittenen Magnetblechen gebildet werden. Die Anzahl der Magnetkerne stimmt mit der Anzahl der Phasen des Transformators überein. Der erfindungsgemässe Transformator ist dadurch gekennzeichnet, dass diese Magnetkerne strahlenförmig angeordnet sind, wobei ihre Achsen alle in einer Ebene liegen,

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dass die Winkel zwischen den Achsen zweier nebeneinanderliegender Kerne "untereinander alle gleich, sind und dass die äusseren Enden der Kerne durch ein Joch verbunden sind.

In einer üblichen Ausführung der Erfindung enthalt der Magnetkreis drei Kerne und ein sechseckiges Joch.

Der Querschnitt dieses-Jochs ist vorzugsweise \f% mal geringer als der Querschnitt eines Kerns*

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Magnetkreis aus horizontalliegenden, aufeinandergeschichteten Blechen«

Es ist weiter günstig,, dass jede Ebene oder Schicht des Magnetkreises, die parallel zu den Achsen der Magnetkerne verläuft, durch Aneinanderfügen einer bestimmten Anzahl von Magnetblechen gebildet wird, deren Fugen über mindestens drei aufeinanderfolgende Schichten hinweg von Schicht zu Schicht an unterschiedlichen Stellen sitzen„

Unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen folgt die Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Fig. 1 stellt eine Schicht von Magnetblechen eines erfindungsgemassen Transformators dar und zeigt eine bestimmte Möglichkeit, die Bleche zu schneiden„

Fig. 2 zeigt drei aufeinanderliegende Schichten gemäss Fig. 1, die jeweils um 120° zur vorhergehenden Schicht gedreht sind.

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Die Pig. 3j 4 bzw. 5? 6 zeigen zwei andere Möglichkeiten, die Bleche zu schneiden, sowie drei aufeinandergelegte Schichten aus diesen Blechen.

Fig. 7 zeigt einen erfindungsgemässen Magnetkreis mit montierten Wicklungen.

Die Fig. 8 und 9 bringen alternativ zum in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel weitere Möglichkeiten für die Gestaltung des Tr.ansformatortanks.

Alle diese Zeichnungen stellen in Aufsicht erfindungsgemässe Magnetkreise fur Dreiphasentransformatoren dar. Sie besitzen drei Kerne 1, 2 und 3» die strahlenförmig angeordnet sind land deren Achsen A, 5 und 6 untereinander einen Winkel von 120° bilden. Ein Joch 7 verbindet die äusseren Kernenden. Ein sechseckiges Joch 7 muss nicht unbedingt ein gleichseitiges Sechseck bilden.

In den erwähnten Beispielen bilden die Joche im Übrigen kein regelmässiges Sechseck, trotzdem betragen alle Winkel vorzugsweise 120°„

Der Magnetkreis setzt sich so aus aufeinandergeschichteten horizontalliegenden Blechen zusammen. Jede Schicht (für die drei unterschiedliche Beispiele in den Fig. 1, 3 und 5 offenbart sind} besteht aus einer bestimmten Anzahl aneinandergefügter Bleche, die zuvor zugeschnitten und ausgeglüht wurden: in Fig. 1 handelt es sich um elf solcher Bleche pro Schicht, in Fig. 2 und 3 um neun.

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Der vollständige Magnetkreis wird gebildet, indem derartige Schichten so aufeinandergelegt werden, dass eine Schicht zur jeweils vorhergehenden um 120° gedreht ist. So zeigen die Fig. 2, 4 und 6 Beispiele für drei aufeinandergelegte" Schichten, wie sie in den Fig. 1, 3 "bzw. 5 dargestellt wurden.

Die Fig. 2, 4 und 6 zeigen, dass bei drei aufeinanderliegenden Schichten die Fugen zwischen den-aufeinanderstossenden Blechen von Schicht zu Schicht nicht übereinanderliegen.

In den Fig. 2, 4 und 6 ist eine der Schichten mit durchgezogenerj die zweite mit gepunkteter und die dritte mit gestrichelter linie gezeichnet.

Der erfindungsgemässe Magnetkreis bietet den Vorteil, im zentralen Punkt 0 einen neutralen Magnetpunkt zu besitzen, der bei dem im vorgenannten Patent beschriebenen Magnetkreis nicht reell vorhanden ist.

Der Bau dieses Magnetkreises gestaltet sich leicht, da er aus aufeinandergeschichteten zurechtgeschnittenen Blechen gebildet wird, was mit einer alltäglichen Technik zu bewerkstelligen ist und in Hinsicht auf die Leistung keine Grenzen setzt wie bei einem aufgewickelten Magnetkreis.

Fig. 7 zeigt einen erfindungsgemässen Magnetkreis, auf dem die Wicklungen angebracht sind, von denen eine im Schnitt gezeigt wird.

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Die im Schnitt dargestellte Wicklung zeigt eine Niederspannungswicklung 8', eine Wicklung 9 für die h*dheren Spannungen und einen Isolierschirm 10, der sich zwischen diesen beiden Wicklungen befindet. Die Schirme 11 und 12 befinden sich einerseits zwischen den Wicklungen selbst, andererseits zwischen den Wicklungen und dem Magnetkreis.

Mit 13, 14 sind sehr grosse Kammern gekennzeichnet, durch die ein Dielektrikum umgewälzt wird, wodurch eine gute Kühlung der Spulen gewährleistet werden kann.

Der gesamte Magnetkreis mit den Spulen wird in einen zylindrischen Kessel 15 eingebaut, der allerdings auch· in anderen Formen ausgeführt werden kann, z.B. rechteckig, wie in Fig. 8, oder in einer Form, die sich mehr oder weniger an die Geometrie des Magnetkreises anlehnt, wie in Fig. 9.

Auf diese Weise erhält man einen kompakten Transformator, bei dem 15$ der gesamten Kupfer- und Magnetblechmenge gegenüber einem klassischen Säulentransformator gleicher Leistung eingespart werden können.

Darüber hinaus erlaubt allein die Geometrie des Transformators eine ausgezeichnete Magnetflussverteilung.

Desweiteren ist wegen der horizontalliegenden Spu.len und damit der vertikal verlaufenden Windungen die Temperaturverteilung gleichmässiger als bei einem Säulentransformator, bei dem die horizontal verlaufenden Windungen im unteren Bereich des Kessels besser gekühlt werden als im oberen,

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weil das heisse Dl in den oberen Teil des Kessels steigt", dahingegen gelten fur alle senkrecht verlaufenden Windungen des erfindungsgemässen Transformators dieselben Kühlbedingungen; ein Temperaturunterschied träte nur zwischen dem oberen und unteren Teil ein und derselben Windung auf, aber da Kupfer eine sehr gute Wärmeleitfähigkeit hat und die Höhe einer ' Windung nicht gross ist, bleibt.dieser Temperaturunterschied äusserst gering. So werden heisse Stellen vermieden.

Die bessere Temperaturverteilung gestattet eine Erhöhung des Leistungsgewichts des Transformators«

Die Form des Jochs kann anders gestaltet werden, beispielsweise kreisförmig, elliptisch,oder ein anderes Vieleck uswo sein. Auch kann die Anzahl der pro Schicht aneinandergeführten Bleche oder ihre Schnittform geändert werden.

Der ,Magnetkreis kann auch für einen Transformator mit mehr als drei Phasen, z.B. einen Sechs-Phasentransformator gebaut werden.

-Patentanspruche-

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. ) Magnetkreis für Mehrphasentransformatoren, bei dem die Magnetkerne, deren Anzahl mit der Anzahl der Phasen des Transformators übereinstimmt und die mit den Spulen des Transformators versehen sind, aus aufeinandergeschichteten Magnetblechen bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetkerne (1, 2, 3) aus vorher zugeschnittenen Blechen gebildet werden, strahlenförmig angeordnet und im Verbindungspunkt untereinander verzahnt sind und aussen über ein Joch (7) miteinander verbunden sind, wobei die Anschlüsse an das Joch ebenfalls verzahnt sind.

2. Magnetkreis für Mehrphasentransformatoren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachsen der. Magnetkerne (l, 2, 3) und der Joche (7) in

einer Ebene liegen, wobei jede Schicht des Magnetkreises durch .Aneinanderlegen geeignet zugeschnittener Magnetblocke gebildet wird und die Fugen jeweils von Schicht zu Schicht wechselnd an einer anderen Stelle liegen.

3. Magnetkreis für Mehrphasentransformatoren gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkreis aus drei einzelnen Kernen (1, 2, 3) und einem sechseckigen Joch (7) aus sechs einzelnen Abschnitten besteht.

4. , Magnetkreis für Mehrphasentransformatoren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3,dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetkreis aus aufeinandergeschichteten horizontalliegenden Magnetblechen gebildet wird.

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