DE2802300C2

DE2802300C2 - Kühleinrichtung für Transformatoren

Info

Publication number: DE2802300C2
Application number: DE19782802300
Authority: DE
Inventors: Bernd 6670 St Ingbert Müller-Werth
Original assignee: Ipf Gesellschaft fur Verwertung Von Patenten Mbh 8000 Muenchen De
Current assignee: Ipf Gesellschaft fur Verwertung Von Patenten Mbh 8000 Muenchen De
Priority date: 1978-01-20
Filing date: 1978-01-20
Publication date: 1985-05-15
Also published as: DE2802300A1

Description

a) es sind Kühlkanäle (18 bis 21) an den Innenseiten der Wicklungen (2, 3, 4) dadurch gebildet, daß die Wicklungen (2, 3, 4) vom jeweiligen Eisenkern (17) durch an dessen Kanten abgeordnete rechtwinklige Profilschienen (11 bis 14) aus Aluminium beabstandet smd,

b) es sind Kühlkanäle (22 bis 25) an den Außenseiten der Wicklungen (2, 3, 4) dadurch gebildet, daß die Wicklungsaußenflächen aller Wicklungen (2, 3, 4) von einer gemeinsamen rechteckförmigen Ummantelung (5) aus Aluminium unter flächiger Berührung derart umfaßt sind, daß die elektrisch unterbrochene Ummantelung (5) zwischen sich und dem abgerundeten Profil der Wicklungen (2, 3, 4) Zwischenräume ais Kühl kanäle (.T? bis 25) einschließt,

c) die Kühlkanäle (18 bis 25) der Wicklungen (2,3, 4) eines jeden Eiienkem^ (17) sind an einem

. Ende durch einen L-ruckventilator (31, 32, 33) und am anderen Ende durri. einen Saugventilator (34,35,36) belüftet.

d) die die Wicklungen (2,3,4) beidseitig axial überragenden Profilschienen (11 bis 14) sind an den überstehenden Enden jeweils über streifenförmige Kühlbleche (27,28 bzw. 29,30) aus Aluminium wärmeleitend mit der Ummantelung (5) verbunden.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Eine solche Kühleinrichtung ist durch die Zeitschrift »Elektrotechnik« Heft 15/16 vom 23. August 1972, S. 51 bekannt. Die Zwangsbelüftung erfolgt dort durch einen Druckventilator, der die Kühlluft von unten in die Kühlkanäle einbläst. Kühlkanäle an den Außenseiten der Wicklungen sind dort nicht vorhanden.

Durch das DE-GM 19 21 103 ist ein Trockentransformator mit Zylindereinrichtungen und Zwangsbelüftung bekannt, bei der die Zylinderwicklung von einer Isolierstoffabdeckung mit Abstand umgeben ist, um Kühlluft unmittelbar an den Wicklungsaußenflächen vorbeizuführen.

Durch die AT-PS 98 114 ist es bei einem Transformator mit konzentrisch angeordneten Primär- und Sekundärwicklungen und Selbstkühlung bekannt, Kühlkanäle zwischen den Innenseiten der inneren Wicklungen und dem Kern dadurch zu bilden, daß die inneren Wicklungen vom Eisenkern durch an seinen Kanten angeordneten rechtwinkelige Leisten aus Holz beabstandet sind.

Durch die US-PS 12 36 675 ist die Kühlung von Luftspulen durch an beiden Stirnseiten angeordnete Saug- und Druckventilatoren bekannt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kühleinrichtung für Transformatoren der gattungsgemäßen Art bei einer kompakten Bauweise die Kühlung zu verbessern.

Dieie Aufgabe wird durch die Gesamtheit der im Patentanspruch gekennzeichneten Merkmale gelöst
Da bei der erfindungsgemäßen Ausführung dl·. Kühlkanäle sowohl außen als auch innen sich unmittelbar an die Wicklungen anschließen und teilweise von ihnen selbst gebildet werden und sowohl die die Wicklungen tragenden Profilschienen an den Kanten der Eisenkerne als auch die Außenummantelung aus Aluminium bestefen, ist nicht nur eine kompakte bzw. gedrungene Bauweise gesichert, sondern es ist auch ein vorzüglicher Wärmeabfluß sichergestellt der durch die Saug- und Druckventilatoren unterstützt wird. Ähnliches gilt für den wärmeleitenden Zusammenschluß aller Teile, wodurch auch nocht die mechanische Festigkeit ansteigt

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht auf eine erfindungsgemäße Kühleinrichtung, welche einen Drei-Phasen-Übertrager enthält;

F i g. 2 die gleiche Kühleinrichtung in Oberansicht, mehrfach ab- und aufgebrochen;

F i g. 3 eine aufgebrochene Seitenansicht auf die Kühleinrichtung:

F i g. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der F i g. 2, gegenüber letzterer vergrößert und

F i g. 5 eine Oberansicht auf eine Wicklung im Größenverhältnis der F i g. 4.
Wie sich insbesondere aus den F i g. 1 und 2 ergibt enthält eine Kühleinrichtung 1 drei Wicklungen 2,3 und 4. Diese freitragend aus mit hochwärmebeständigen Isolierungen versehenen Kupferdrähten gewickelten Wicklungen 2,3,4 liegen dicht beieinander und sind von einer aus Aluminiumblech bestehenden Ummantelung 5 der Kühleinrichtung 1 umgeben. Die Ummantelung 5 bildet jedoch keine geschlossene Rchrenform, vielmehr ist ein Deckelteil 6 bei 7,8 bzw. 9,10 durch Anordnung entsprechender isolierender Leisten so aufgesetzt, daß sich keine Fehlströme in der Ummantelung 5 entwickeln können.

Aus der F i g. 2 und insbesondere aus den F i g. 4 und 5 ist zu entnehmen, daß jede der Wicklungen 2,3,4 außer durch eine Einklebung und Einbettung in die Ummantelung 5 durch Profils.hienen 11, 12, 13 und 14 festgehal-

5c ten ist. wiche die jeweilige Wicklung, z. B. 4 durchsetzen und aus Aluminium bestehen.

Diese Profilschienen 11, 12, 13 und 14 bilden zusammen mit der Innenfläche 15 einer jeden Wicklung, z. B. 4. und mit Teilen der Außenfläche 16 eines Kernes 17.

Kanäle 18, 19, 20 und 21. Äußere Kühlkanäle 22, 23, 24 und 25 werden von Teilen der Außenfläche 26 jeder Wicklung und von inneren Teilflächen der Ummantelung 5 gebildet. Demzufolge sind alle Wicklungen 2, 3 und 4 mit einer Vielzahl von Kanälen für Kühlluft umgeben und durchsetzt.

Die jede Wicklung, z. B. 4, durchsetzenden Aluminiumprofilschienen 11—14 überragen die Wicklungen 2, 3,4 nach vorn und nach rückwärts und sie sind dort mit ihren überstehenden Enden gut wärmeleitend an streifenförmige obere und untere Kühlbleche 27,23 bzw. 29, 30 angeschlossen. Die Kühlbleche 27 bis 30 sind beim Ausführungsbeispiel dicht an die Wicklungen 2,3,4 herangerückt, weil wenig überstehende Kerne 17 Verwen-

dung finden. Sollten hufeisenförmige bzw. sogenannte Schnittbandkerne zur Anwendung kommen, müßte durch Abrücken der Kühlbleche entsprechend Platz geschaffen werden. Die Kühlbleche 27 bis 30 bestehen ihrerseits aus Aluminium und stehen mit Teilen der Ummantelung 5 in wärmeleitender Verbindung, so daß die ganze Konstruktion gewissermaßen einen Thermo-Block mit guter Durchlüftungs- bzw. Kühlmöglichkeit bildet

Die die Wicklungen 2,3,4 umgebende Ummantelung ίο 5 überbaut die Kühlbleche 27 bis 30 nach vorn und nach rückwärts und nimmt dort Ventilatoren 31, 32, 33 bzw. 34,35,36 auf. wobei die vorderen hochtourigen Ventilatoren Druck- und die rückwärtigen Ventilatoren Saug-Ventilatoren sind. Die Ventilatoren 31 bis 36 werden von aufrechten Blechen 37,38 getragen, welche die Ummantelung 5 gewissermaßen abdecken. Die durch kleine Elektromotoren getriebenen Ventilatoren werden, wie bereits erwähnt, temperaturabhängig gesteuert.

Im vorderen Bereich ist die Ummantelung 5 trichterartig erweitert, so daß noch zwei seitlich angeordnete Zusätzventilatoren 39, 40 angeordnet werden können. Diese Zusatzventilatoren 39,40 fördern Kühnuft in zwei Kanäle 41, 42, deren äußere Luftleitbleche 43, 44 der eigentlichen Ummantelung 5 der Wicklungen 2, 3, 4 zustreben und damit eine Verjüngung und erhöhte Luftgeschwindigkeit ergeben. Insbesondere der F i g. 2 ist zu entnehmen, daß die Ventilatoren 31 bis 36 und auch die Zusatzventilatoren 39, 40 auf kurzem Wege für eine Kühlung der Wicklungen 2,3,4 sorgen und ein Höchstmaß an Luftdurchsatz gegeben ist, indem die Luft nicht nur in die Kühlkanäle gedrückt, sondern auch aus dieser abgesaugt wird.

Die eigentliche Ummantelung 5 und ihre seitlichen Erweiterungen, vgl. 43,44, sind mit Kühlrippen 45 versehen, die gleichzeitig als Abstützung der eigentlichen Kühleinrichtung in einem Gehäuse 46 dienen. Wie die Ummantelung 5 die Kühlbleche 27 bis 30 überbaut, überbaut auch das Gehäuse 46 die vorderen Ventilato-'* ren, und z'var soweit, daß alle erforderlichen Steue-

rungsmittel o. dgl. in dem Raum vor den Ventilatoren Platz finden. Zur Halterung von Steuerungsmitteln ist in

j das Gehäuse 46 eine waagerechte Trennwand 47 eingebaut, die an ihrer Unterseite mit Einschiebenuten 48 ausgestattet ist, die über artgleichen Nuten 49 des Bo-

dens 50 dps Gehäuses 46 liegen, vgl hierzu auch F i g. 3. In diese Nuten 48, 49 sind von vorn Regelplatinen 5t eingeschoben, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Regelplatinen 51 in den verlängerten Achsen der Ventilatoren 31,32, 33 liegen.

Oberhalb der Trennwand 47 befinden sich zwei weitere flache Ventilatoren 52, 53. welche Luft auf eine Platte 54 blasen, welche mit Leistungs-Halbleiieni oder sonstigen Geräten besetzt sein kann. Die Platte 54 ist leicht nach ruck? arts unten geneigt, so daß sich eine intensivere Kühlung durch die Ventilatoren 52, 53 ergibt. Daß die Anordnung der Teile 51 und 54 die Luftzufuhr zu den Ventilatoren 31, 32 und 33 nicht stört, ist deutlich der F i g. 3 zu entnehmen.

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Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Kühleinrichtung für Transformatoren mit in einer Ebene dicht nebeneinander liegenden, aus isolierten Drähten bestehenden Wicklungen, insbesondere zur Ladung von Batterien, wobei die jweiis auf einem rechteckförmigen Eisenkern freitragend aufgebrachten Wicklungen mit im wesentlichen rechteckförmigem Wickelquerschnitt mehrere axial verlaufende Kühlkanäle aufweisen, die ventilatorisch zwangsbelüftet und im Luftdurchsatz temperaturabhängig gesteuert sind, gekennzeichnet durch die Gesamtheit folgender Merkmale: