DE2411246C3 - Drehstromtransformator - Google Patents
DrehstromtransformatorInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
-
- H—ELECTRICITY
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- H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
- H01F30/12—Two-phase, three-phase or polyphase transformers
Description
30
Die Erfindung betrifft einen Drehstromtransformator,
dessen die koaxialen Hochspannungs- und Niederspannungsspulen tragende Kerne mit 120° Winkelneigung
zueinander sternförmig in einer Ebene angeordnet 3s sind, wobei die mittlere elektrisch wirksame Höhe Hn,
der koaxialen Wicklungsspulen entlang der Achse dieser Spulen gemessen wird und die Stärken /1 bzw. k
dieser Spulen senkrecht zu der Achse gemessen werden und der Transformator eine Leistung Perisringt
Derartige Drehstromtransformatoren sind bekannt, beispielsweise aus der DE-OS 2160951 oder der
DE-OS 15 13 862.
Im Gegensatz zu derartigen sternförmigen Transformatoren bestehen übliche Drehströmtransformatoren
aus einem Magnetkreis mit drei parallelen Magnetkernen, die an ihren Enden durch untereinander gleichartige
Joche verbunden sind, und aus drei auf diesen Kernen angeordneten Wicklungen.
Bei gegebenen elektrischen Eigenschaften führen wirtschaftliche Gründe dazu, für die Abmessungen
bestimmte Regeln festzulegen. So ist beispielsweise das Verhältnis der elektrisch wirksamen Höhe (in mm
gemessen) der Spülen eines Dreiphasentransformators mit parallelen Magnetkernen zur fünften Wurzel der
Leistung (gemessen in kVA) größer als 75 und sehr oft sogar größer als 100.
Es war bisher kein Grund sichtbar, warum man bei sternförmigen Transformatoren von diesen bewährten
Bemessungsregeln abweichen sollte. eo
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen sternförmigen Drehstromtransformator der eingangs
definierten Art derart auszuführen, daß bei gleicher Leistung die notwendigen Kupfer- und Magneteisenmengen
gegenüber einem Transformator gemäß den klassischen Bemessungsregeln wesentlich verringert
sind. Diese Aufgabe wird durch den im Patentanspruch definierten Transformator gelöst.
Unter Bezug auf die F i g. 1 bis 4 wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehstromtransformators
beschrieben. Soweit in den verschiedenen Figuren die gleichen Bauteile dargestellt
sind, sind sie mit denselben Bezugsziffern versehen.
Fig. 1 stellt schematisch eine Aufsicht auf einen
sternförmigen Drehstromtransformator dar, dessen Magnetkernbleche horizontal verlaufen und in senkrechter
Richtung aufeinander gestapelt sind.
Fig.2 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie AB der
Fig. L
Fig.3 stellt eine Aufsicht auf einen weiteren
erfindungsgemäßen sternförmigen Drehstromtransformator dar, dessen Magnetkernbleche senkrecht stehen
und um Spulen herum gewickelt sind.
F i g. 1 zeigt einen Drehstromtransformator, dessen Kerne 1 so angeordnet sind, daß sie sternförmig vom
Mittelpunkt ausgehen. Diese Kerne bestehen aus aufeinander geschichteten Blechen aus magnetischem
Material; die Magnetbleche können als horizontal verlaufend betrachtet werden; sie sind an den
Obergängen zu den anderen Kernen und zum joch 2 miteinander verzahnt Das sechseckige Joch 2 besteht
ebenfalls aus aufeinander geschichteten horizontal liegenden Blechen, die einzelnen Seiten des Sechsecks
sind gleichzeitig miteinander verzahnt Die Verzahnung wurde in der Figur nicht dargestellt Die Wicklungen,
wie beispielsweise 3, die aus Kupfer sein können, liegen im Winkel von 120° zueinander und umgeben die
Magnetkerne 1. Die Windungen 3 umfassen die Niederspannungswindungen 31 und die Hochspannungswindungen
32 und sind koaxial. Die mittlere elektrisch wirksame Höhe dieser Wicklungen, gemessen
entlang ihrer Achse, wird mit Hm bezeichnet Die Breite des Magnetkerns 1 in der horizontalen Ebene gemäß
F i g. 1 wird 2a2 genannt Die Höhe dieses in F i g. 2 gezeigten Kerns sei a\. Sie entspricht der Gesamtstärke
der aufeinandergestapelten, horizontalliegenden Bleche. Die Stärke der Niederspannungswicklungen 31
beträgt h, die der Hochspannungswicklungen 32/|.
Fig.3 zeigt einen Drehstromtransformator, der
ähnlich dem gemäß Fig. 1 ist, bei dem jedoch die Magnetkerne 4 anders ausgeführt sind. Sie bestehen aus
Blechstücken, die als senkrecht stehend betrachtet werden können und die um zwei Gruppen von
Wicklungen gerollt sind, die verschiedenen Phasen angehören. Die drei Gruppen aus Hochspannungs- und
Niederspannungswicklungen 52 bzw. 51 schließen wie im Beispiel gemäß F i g. 1 miteinander einen Winkel von
120° ein. Die Breite der beiden aneinandergrenzenden Magnetkerne ist 2a& Die mittlere stromführende Höhe
der Wicklungen 5 beträgt Hm. In F i g. 4 ist zu sehen, daß ai die Höhe der Bleche des Magnetkerns 4 ist; h ist
die Stärke der Hochspannungswicklungen, k die Stärke der Niederspannungswicklungen.
Nach der Erfindung werden Regeln für den Bau von sternförmigen Drehstromtransformatoren, wie sie zuvor
definiert wurden, angegeben.
Zunächst muß die folgende Relation erreicht werden:
Zunächst muß die folgende Relation erreicht werden:
30 fc~< Hm < 60
(D
hierbei bedeutet P die Ausgangsleistung des Transformators in kV A, Hm wird in mm gemessen. Vorzugsweise
liegt Hm zwischen dem Vierzig- und Fünfzigfachen der fünften Wurzel von P.
Es ist zu bemerken, daßpei üblichen Transformatoren
mit drei auf einer Geraden angeordneten Kernen die elektrisch wirksame Höhe Hm wesentlich höher ist bei
einer gleichen Leistung. Sie erreicht nämlich 100 ][~F.
Für einen optimal konstruierten Transformator muß eine weitere Regel erfüllt sein:
2<
Hm
(2)
Vorzugsweise sollte der Wert dieser Beziehung zwischen 24 und 3,5 liegen.
Ferner sollte zudem noch eine dritte Regel zutreffen:
Ferner sollte zudem noch eine dritte Regel zutreffen:
0,6 VP < Z <
(3)
Hierbei bedeutet Z das Verhältnis der auf die Spule
gegebenen Spannung in Volt zur Anzahl der Windungen dieser Spule; Zwird in Volt pro Windung gemessen.
P ist die Ausgangsleistung des Transformators in kVA.
Vorzugsweise soll Zzwischen 0,7 |TPund 0,9 fTPliegen.
Es sei daraaf hingewiesen, daß bei einem üblichen
Transformator mit drei auf einer Geraden angeordneten Kernen der größte zulässige Wert für Z0.5 yP'ist.
Schließlich sollte das Verhältnis der beiden Abmessungen des Kerns des Magnetkreises die folgende
Beziehung erfüllen:
Bei Beachtung dieser Regeln ergibt sich der Vorteil, daß bei gegebener Leistung die Kosten und evtl. die
is Abmessungen der erfindungsgemäßen Transformatoren
im Verhältnis zu Transformatoren, die nach den bekannten Regeln eines Dreiphasentransformators mit
parallelen Magnetkernen dimensioniert sind, wesentlich verringert werden.
Der durch die vier dargelegten Bauregeln optimierte Transformator kann für alle Leistungsbereiche verwendet
werden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- 24 ΠPatentanspruch:Drehstromtransformator, dessen die koaxialen Hochspannung;- und Niederspannungsspulen tragende Kerne mit 120° Winkelneigung zueinander sternförmig in einer Ebene angeordnet sind, wobei die mittlere elektrisch wirksame Höhe Hn, der ■ koaxialen Wicklungsspulen entlang der Achse dieser Spulen gemessen wird und die Stärken /1 bzw. k dieser Spulen senkrecht zu der Achse gemessen werden und der Transformator eine Leistung P erbringt, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere elektrisch wirksame Höhe Hn, in mm zwischen dem Dreißig- und Sechzigfachen der fünften Wurzel von P in kVA liegt, daß das Verhältnis der mittleren elektrisch wirksamen Höhe Hm zur Summe der Spulenstärken /1 und 4 zwischen 2 und 4 liegt, daß das Verhältnis Zder Spulenspannung zur Anzahl der Windungen dieser Spule zwischen sechs Zehnteln der Quadratwurzel der Leistung P und der Quadratwurzel der Leistung Fliegt, wobei diese beiden Werte als Grenzwerte eingeschlossen sind, und daß das Verhältnis der Höhe ai des Magnetkerns, die senkrecht zur Ebene der Magnetkerne gemessen ist, zur Breite a2 des Magnetkerns zwischen 1 und 2 liegt
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BGA | New person/name/address of the applicant | ||
EI | Miscellaneous see part 3 | ||
XX | Miscellaneous: |
Free format text: PATENTINHABER AENDERN IN: ALSTHOM-UNELEE S.A.,PARIS |
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