DE2632585A1

DE2632585A1 - Drosselspule oder transformator in linienbauweise

Info

Publication number: DE2632585A1
Application number: DE19762632585
Authority: DE
Inventors: William Dipl Ing Casper
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1976-07-20
Filing date: 1976-07-20
Publication date: 1978-01-26

Description

Drosselspule oder Transformator in Sinienbauweise.
Die Erfindung betrifft eine Drosselspule oder einen Transformator, insbesondere Einphasen-Reaktortransformator oder Einphasen-Reaktor, mit mindestens zwei in Linie angeordneten Nagnetsäulen, wobei mindestens eine Säule in Längsrichtung mit Luftspalten versehen ist, die ferner jeweils von mindestens einer Spulenwicklung umgeben und mittels an ihren Stirnseiten angeordneter Joche miteinander verbunden sind.
Bei derartigen Drosselspulen oder Transformatoren können die Säulen- und Jochbleche nicht miteinander verzapft werden. Die Joche müssen wegen des paketweisen Aufbaues der Säulen unverzapft ausgeführt werden. Außerdem wird bei Reaktortransformatoren und Reaktoren ein relativ großer Magnetfluß in dem von den Wicklungen umschlossenen und außerhalb der Säulenpakete liegenden kreisringförmigen Raum erzeugt. Der Führung dieses Magnetflusses muß durch Zusatzjoche über den Wicklungen besondere Beachtung geschenkt werden. Diese Zusatzjoche werden bei Höchstspannungs-Reaktortransformatoren bedeutend breiter als bei normalen Reaktoren, so daß die bisher angewendete Parallelblechung solcher Hilfsjoche noch weniger die Wicklungsfläche an den Stirnseiten der äußeren Säulen erfaßt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Drosselspule oder den Transformator der eingangs bezeichneten Gattung mit einfachen Mitteln und kostengünstig so auszubilden, daß-damit die Eisenverluste, die Vibrationen und der Geräuschpegel niedrig gehalten werden können, wobei das gesamte Joch einschließlich der Zusatzjoche aus einem Stück gefertigt sein soll.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß a) mindestens eines der Joche von einem um zwei Achsen gewickelten Bandwickel gebildet ist, wobei der Abstand der beiden Winkelachsen im wesentlichen dem Achsabstand der beiden Säulen entspricht, und daß b) die der Bandbreite entsprechende Höhe des Winkels bzw.
Höhe der Joche abgestuft und in dem die Säulen überdeckenden Mittelbereich größer ist als in dem die Spulen überdeckenden Randbereich, und daß c) der Joch-Bandwickel mindestens eine axiale Öffnung aufweist, die koaxial bzw. achsparallel zu den Säulenachsen verläuft, und daß d) in den Luftspalten der Säulen Abstands organe aus nichtmagnetisierbarem Material angeordnet sind, und daß e) die Säulen mit den Jochen mittels durch die Öffnung hindurchgeführter Spannbolzen verbunden sind.
Diese abgestufte Bauweise der Joche erfordert wesentlich weniger Materials, als parallelgeblechte Joche. Hierbei kann sich keine Erhöhung der Eisenverluste ergeben, da der von den äußeren Paketen, d.h. in dem Randbereich geringerer Jochhöhe aufgenommene Magnetfluß in etwa sich so verhält wie der von den mittleren Paketen, d.h. im Mittelbereich größerer Jochhöhe aufgenommene Magnetfluß. Auch ergeben sich wesentliche Einsparungen an Fertigungskosten, da bei den erfindungsgemäßen Jochen das Ablängen der Jochbleche sowie das Schichten der Joche entfällt.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes anhand beiliegender Zeichnungen naher beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf den Transformator bzw. die Drossel eines Zweischenkel-Kerntyps (2 Schenkel bewickelt), Fig. 2 eine Schnittansicht in Richtung der Pfeile I - I in Fig. 1, Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Jochausschnitt, Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie II - II in Fig. 3, Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Transformator bzw. eine Drossel eines Einschenkel-Manteltyps (1 Schenkel bewickelt und 2 unbewickelte Hilfssäulen), Fig. Ç eine vergrößere Ansicht "A" in Fig. 5 und Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie III - III in Fig. 5.
Der in der Zeichnung in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Zweischenkeltransformator besteht aus zwei Magnetsäulen 1, 2, an deren Stirnseiten die Joche 3, 4 angeordnet sind. Die Joche sind aus einem oder zwei Bändern aus Transformatorblech derart gewickelt, daß sich zwei Durchmesserbereiche und Dsei verschiedene Höhen des Joches ergeben. Im Randbereich 5,6 haben die Joche 3, 4 eine geringere Höhe als in ihrem Mittelbereich 7, 8. Die Wickeldurchmesser der Randbereiche 5, 5 entsprechen im wesentlichen dem Außendurchmesser der um die Säulen 1, 2 angeordneten äußeren Spulenvicklungen 9, 10 oder sind in ihrem Außendurchmesser etwas kleiner gehalten. Die Wickeldurchmesser der Mittelbereiche 7, 8 der Joche entsprechen in etwa dem Durchmesser der Säulen 1, 2. Die Säulen sind in Abschnitte 11 unterteilt, zwischen denen sich Buftspalte 12 befinden, in denen Abstandsscheiben 12a aus hartem, druckfestem Material mit hohem Elastizitätsmodul, z.B. Porzellan oder Steatit, angeordnet sind. Dadurch wird eine geringe Geräuschentwicklung des Magnetgestells gewährleistet. Zur Pressung der Joche dienen Federelemente 20 und die Preßvorrichtungen 21, 22. Die Räume zwischen Joch 5, 6 und Preßvorrichtung 21 werden mit Schichtholz 24 aufgefüttert. Zwischen den Jochen und den Wicklungen 9, 10 sind ebenfalls Federn 23 vorgesehen. Die Spannbolzen 13, 14 haben vorzugsweise rechteckigen Querschnitt, damit die Schlitze 15 möglichst klein bemessen sein können.
Die Säulenabschnitte 11 sind radial geblecht, wobei die radiale Schichthöhe eine Erwärmung der Säulenpakete an den Buftspalten 12 vermeidet. Die magnetische Vorzugsrichtung liegt parallel zur Säulenachse. Die Bleche der Säulenabschnitte sind miteinander verklebt und die Säulenabschnitte selbst mit einer aus Glasfaserband bestehenden Bandage umwickelt. Die Wicklungspressung soll so eingestellt werden, daß auch im warmen Zustand die Eisengestellpressung nicht beeinflußt wird.
Die Wicklungen 9, 10 sind durch am unteren Joch vorgesehene Abstützhölzer 26 und am oberen Joch angreifende Druckbolzen 27 mit Federelementen 23 eingespannt. Der Druckbolzen 27 wird durch Ausnehmungen in den Seitenjochen geführt, die durch Einwickeln von aus einem isolierenden Material bestehenden Zwickeln 25 (Fig. 3 und 4) gebildet sind.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das Blechband der Joche jeweils direkt auf eine zum Tragkreuz ausgebildeten Jochpreßvorrichtung 21, 22 aufgewickelt und mit dem Tragkreuz verschweißt ist.
Der in Fig. 4 und 5 schematisch dargestellte Einphasen-Manteltransformator bzw. Drosselspule besteht aus einer Magnet-Hauptsäule 31 und zwei Hilfssäulen 32, an deren Stirnseiten die Joche 30 angeordnet sind. Die Joche sind aus einem oder zwei Bändern aus Transformatorenblech derart gewickelt, daß sich zwei Durchmesser und zwei verschiedene Höhen des Joches ergeben.
Im Randbereich 30a haben die Joche 30 eine geringere Höhe als in ihrem Mittelbereich 30b. Die Wickeldurchmesser der Randbereiche 30a entsprechen im wesentlichen dem Außendurchmesser der um die Säule 31 angeordneten Spulenwicklung 37, oder wird in ihrem Außendurchmesser mehr oder weniger kleiner gehalten.
Die Wickeldurchmesser der Mittelbereiche 30b der Joche entsprechen in etwa dem Durchmesser der Säule 31. Die Magnet-Hauptsäule 31 ist in Abschnitte 40 unterteilt, zwischen denen sich LuftspaLte befinden, Zur Verspannung der Säule mit den Jochen dienen Spannbolzen 35, die durch die Säulenabschnitte 40 und durch die Schlitze 42 an den Jochen hindurchgeführt sind. Zur Pressung der Joche über der Hauptsäule dienen Federn elemente 36 und die Preßvorrichtung 33. Zwischen den Jochen und der Wicklung 37 sind ebenfalls Federn 43 vorgesehen. Der Spannbolzen 35 hat vorzugsweise rechteckigen Querschnitt, damit die Schlitze 42 möglichst schmal bemessen sein können.
Der Querschnitt der Hilfssäulen 32 ist halbkreisförmig - mit einem Durchmesser, der dem Durchmesser der Hauptsäule 31 entspricht - ausgebildet, damit der Magnetfluß gleichmäßig aus den Jochen in die Hiifssäulen übertreten kann. Die beiden mittleren Pakete 44 sind vorgezogen und werden überdeckt durch den Randbereich 30a des Bandwickels des Joches, der auch die Wicklung 37 ganz oder teilweise überdeckt. Der Querschnittsteil dieser mittleren Pakete 44, der außerhalb des Mittelbereiches des Bandjoches liegt, muß in seinem Querschnitt dem Streufluß angepaßt werden, der vom Randbereich 30a des Bandwickels 30 herangeftihrt wird. Die Hilfssäulen 32 haben keine Luftspalte, außer einem sehr geringen Spalt 46 an den Stellen, wo die Bandjoche aufliegen. Zur Verspannung der Hilfssäulen 32 mit den Bandjochen 30 dienen Spannbolzen 35, die durch einen Parallelschlitz 45 in den Hilfssäulen 32 und durch einen mittleren Schlitz 42 der Bandjoche 30 hindurchgeführt sind. Die Pressung zwischen Hilfssäulen und Joch kann ohne Federelemente erfolgen. Die Spannbolzen 35 haben vorzugsweise rechteckigen Querschnitt, damit die Schlitze 42, 45 möglichst schmal bemessen sein können.

Claims

Patentansprüche 1. Drosselspule oder Transformator, insbesondere Einphasen-Reaktortransformator oder Einphasen-Reaktor, mit mindestens zwei in Linie angeordneten Magnetsäulen, wobei mindestens eine Säule in Längsrichtung mit Luftspalten versehen ist, die ferner jeweils von mindestens einer Spulenwicklung umgeben. und mittels an ihren Stirnseiten angeordneter Joche miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet. daß a) mindestens eines der Joche (3, 4) von einem um zwei Achsen gewickelten Bandwickel gebildet ist, wobei der Abstand der beiden Wickelachsen im wesentlichen dem Achsabstand (A) der beiden Säulen (1, 2) entspricht, und daß b) die der Bandbreite entsprechende Höhe des Wickels bzw. Höhe der Joche abgestuft und in dem die Säulen überdeckenden Mittelbereich (7, 8) größer ist als in dem die Spulen (9, 10) überdeckenden Randbereich (5, 6), und daß c) der Joch-Bandwickel (3, 4) mindestens eine axiale Öffnung (15) aufweist, die koaxial bzw. achsparallel zu den Säulenachsen verläuft, und daß d) in den Luftspalten (12) der Säulen Äbstandsorgane (12a) aus nichtmagetisierbarem Material angeordnet sind, und daß e) die Säulen mit den Jochen mittels durch die Öffnung (15) hindurchgeführter Spannbolzen (13, 14) verbunden sind.
2. Drosselspule oder Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Joche (3, 4) von einem Transformatorblech mit magnetisch kornorientierter Vorzugsrichtung in Bandlängsrichtung gebildet ist.
3. Drosselspule oder Transformator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Joche (3, 4) aus einem einzigen Band mit zwei Breitenabmessungen gewickelt sind.
4 Drosselspule oder Transformator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Joche aus zwei Bändern von unterschiedlicher Breite gewickelt sind.
5. Drosselspule oder Transformator nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstands organe in den Luftspalten aus Porzellan oder Steatit bestehen.
6. Drossel oder Transformator nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialöffnung in den Jochen von einem Schlitz (15) gebildet ist, dessen Länge im wesentlichen dem Achsabstand (A) der beiden bzw. der beiden äußersten Säulen entspricht.
7. Drossel oder Transformator nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Säulenabschnitte (11) evolventenförmig gewickelt sind.
8. Drossel oder Transformator nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Säulenabschnitte (11) radial geblecht sind.
9. Drossel oder Transformator mach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungi Ausnehmungen in den Jochen (5, 6) durch Einwickeln von aus einem isolierenden Material bestehenden Zwickeln (25) gebildet sind, mit Wicklungspreßbolgen (27) und Abstützfedern (25) gepreßt sind.
10. Drossel oder Transformator nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechband der Joche (5, 6) jeweils auf eine zum Tragkreuz ausgebildeten Jochpreßvorrichtung (21, 22) aufgewickelt ist.
11. Drossel oder Transformator nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus einer Magnethauptsäule (31) und zwei Hilfssäulen (32) besteht.
12. Drossel oder Transformator nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Hilfssäule (32) halbkreisförmig ausgebildet ist.
13. Drossel oder Transformator nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis i2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden mittleren Pakete (44) vorgezogen und überdeckt sind durch den Randbereich (30a) des auch die Wicklung (37) ganz oder teilweise überdeckenden Joches (30).