DE2831359A1 - Mehrphasentransformator in sektorbauweise - Google Patents

Description

HEHRPHASENTRANSFORMATOR IN SEKTORBAUWEISE

Die Erfindung betrifft einen Hehrphasentransformator in Sektorbauweise mit einer der Anzahl der Phasen entsprechenden Anzahl von Hagnetkreisen, von denen jeder zwei aneinandergrenzende geradlinige Abschnitte aufweist, die jeweils an einen geradlinigen Abschnitt eines benachbarten Magnetkreises anliegen und eine Wicklung durchdringen, die aus einer Hochspannungswicklung mit trapezförmigem Querschnitt und einer Niederspannungswicklung mit rechteckigem Querschnitt besteht, wobei jeder Magnetkreis im Verhältnis zur Symmetrieebene zweier aneinandergrenzender Wicklungen symmetrisch liegt und mit einem Lack oder Harz getränkt ist.

In der DE-OS 21 60 951 wurde bereits ein Mehrphasentransformator in Sektorbauweise vorgeschlagen, bei dem die Magnetkreise jeweils aus auf einen Dorn mit einer dem Magnetkreis entsprechenden Form aufgewickelten und geglühtem Magnetblech hergestellt werden, das dann Schicht für Schicht aufgeschnitten wird, damit die beiden Wicklungen, durch die der Magnetkreis geführt werden soll, aufgesteckt werden können. Anschließend werden die Teile des Magnetkreises wieder zusammengefügt. Derartige für niedrige Leistungen zufriedenstellende Transformatoren erfordern mit steigender Leistung immer länger· Fertigungszeiten und bedingen immer größer werdende Differenzen zwischen Magnetblechstapeldicke und der Gesamtsumme der einzelnen Magnetblechdicken dieses Stapels, so daß sie für hohe

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Leistungen, beispielsweise für mehr als 300 kVA, nicht mehr geeignet sind.

Hit zunehmender Dicke des Hagnetkreises ergibt sich eine sehr lange Fertigungszeit und der Unterschied zwischen Magnetblechstapelhöhe und Gesamtsumme der Magnetblechdicken wird zu groß. Außerdem sind derartige Transformatoren bei hohen Leistungen mechanisch zur Aufnahme der entstehenden elektrodynamischen Kräfte nicht ausreichend fest sowohl in Bezug auf die Magnetkreise als auch auf die Wicklungen. Aufgrund ihrer rechteckigen Form lassen sich die Wicklungen nur schwierig mit Leitern großen Querschnitts herstellen, und sie halten keine starken Kurzschlüsse aus. Auch können Erwärmung und Geräuschpegel ohne starke Vergrößerung der Eisenmenge des Hagnetkreises und des Metalls der Wicklungen (Kupfer oder Aluminium) nicht auf annehmbaren Werten gehalten werden.

Durch die Erfindung sollen die oben angeführten Nachteile behoben und die Herstellung von Mehrphasentransformatoren in Sektorbauweise auch für hohe Leistungen ermöglicht werden, deren Festigkeit gegenüber elektrodynamischen Krlften selbst bei starken Kurzschlüssen ausreicht und deren Wärme- und Geräuscherzeugung in annehmbaren Grenzen bleibt, ohne daß zu große Mengen von Eisen und Kupfer bzw. Aluminium eingesetzt werden müssen.

Der erfindungsgemäße Mehrphasentransformator ist d·-

zur durch gekennzeichnet, daß die Magnetkreise in einer/zugeordneten Symmetrieebene senkrecht verlaufenden Ebene in zwei Teile zersägt sind, die anschließend miteinander wieder verklebt sind, und daß die Magnetkreise aus mindestens zwei unterschiedlich breiten

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Magnetblechpaketen hergestellt sind, so daß sich im Querschnitt mindestens eine Abstufung ergibt.

Bezüglich von Merkmalen bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung wird auf die Unteransprüche verwiesen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden drei Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Dreiphasentransformator in Sektorbauweise von vorne.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Achse IZ-II in Fig. 1 durch diesen Transformator.

Fig. 3 zeigt in perspektivischer Ansicht die beiden Hälften eines Magnetkreises nach dem Durchsägen und vor dem Miteinanderverkleben.

Wie in Fig. 1 zu sehen ist, verlaufen die Magnetkreise 2, 3, 4 durch drei Wicklungen 5, 6, 7, derart, daß jeder Magnetkreis je zwei der Wicklungen 5 und 7, 5 und 6 bzw. 6 und 7 umschließt. Jede Wicklung wie beispielsweise 5 umfaßt eine Hochspannungsspule wie beispielsweise 8 und eine Niederspannungsspule wia beispielsweise 9. Die Hochspannungsspulen besitzen trapezförmigen Querschnitt mit einer durchschnittlichen Breite, die gleich der Breite der Niederspannungsspulen 9 rechtwinkligen Querschnitts ist.

Die drei Magnetkreise bestehen aus zwei Teilen 13 und 14, 15 und 16, 17 und 18, die aus einem geeignet geformten, geglühten und mit Lack getränkten Magnetblech hergestellt werden, das dann in einer Sägeebene 19 (Fig. 3) zersägt wird; die beiden Teile werden nach Aufsetzen der Wicklungen auf die entsprechenden

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Magnetkreise wieder miteinander verklebt. Die Magnetkreise bestehen aus Magnetblechen unterschiedlicher Breite, im vorliegenden Fall aus einem Paket breiterer Bleche 10 und einem Paket schmalerer Bleche H, so daß sich eine Stufe ergibt, die in Fig. 2 deutlich zu sehen ist. Durch diese Stufe erhält der Querschnitt durch den Magnetkern eine Form, die einer HalbejLibipse ähnelt (an die man 3ich weiter annähern könnte, indem zusätzliche Stufen vorgesehen werden, was natürlich die Fertigung komplizieren würde). Durch die angenäherte Ellipsenform erlangen die Wicklungen gegenüber radialen elektrodynamischen Kräften eine wesentlich höhere Festigkeit als im Falle einer Wicklung über einem Rechteckkern. Ferner gewährleistet auch die Herstellung des Magnetkreises aus zwei imprägnierten und durch Sägen getrennten Teilen, die anschließend wieder miteinander verklebt werden, eine gute mechanische Festigkeit und eine Verringerung der Vibrationen und somit eine Senkung des Lärmpegels ·

Die Verkeilung der Bewicklungen wird unter anderem mit Hilfe von Keilen 12 erreicht, die zwischen den Hochspannungsspulen zweier benachbarter Wicklungen angeordnet sind. Diese Keile halten die Wicklungen in radialer und axialer Richtung durch Zerlegen der Einklemmkraft in awei orthogonale Komponenten, von denen eine senkrecht zur Symmetrieebene der Wicklung und die andere parallel zu dieser Ebene verläuft, so daβ sich die Wicklungen gegenseitig verkeilen.

Die Verwendung von Magnetkernen mit stufenförmigem Querschnitt und von Hochspannungswicklungen mit trapezförmigem Querschnitt fuhrt darüber hinaus zu einer Verkürzung des Magnet-

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kreises und zu einer Verkleinerung der Spulen, so daß sich eine Verringerung der Metallmaesen und der Erwärmung ergibt.

Durch die Anordnung des Transformator· in einem Transformatorbehälter in der in Fig. 1 dargestellten Lage - Wicklung 5 horizontal im oberen Teil des Transformatorbehälters, wo sich das heißere öl ansammelt, so daß hier die Kühlkanäle vertikal verlaufen - wird eine sehr wirksame Kühlung erreicht, da die beiden anderen Wicklungen, deren Achse unter 30° verläuft, und in deren Kühlkanälen daher das öl nicht so gut umläuft, sich in öl mit im Durchschnitt niedrigeren Temperaturen befinden.

Anhand der Fig. 2 läßt sich die Stufenfora des Magnetkerns (breitere Bleche 10 und schmalere Bleche 11) besser erkennen; der Kern wird hier von der Niederspannungsspule 9 und Hochspannungsspule 8 umgeben.

Fig. 3 zeigt perspektivisch die beiden Hälften 13 und 14 eines Magnetkreises nach seinem Durchsägen und vor dem Miteinanderverkleben der beiden Hälften in der Sägeebene 19.

Selbstverständlich kann im Rahmen der Erfindung die geometrische Form des Magnetkreises eine andere Form Aufweisen, beispielsweise vieleckig sein.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   ι -j Mehrphasentransformator in Sektorbauweise mit einer der Anzahl der Phasen entsprechenden Anzahl von Hagnetkreisen, von denen jeder zwei aneinandergrenzende geradlinige Abschnitte aufweist, die jeweils an einem geradlinigen Abschnitt eines benachbarten Hagnetkreises anliegen und eine Wicklung durchdringen, die aus einer Hochspannungswicklung mit trapezförmigem Querschnitt und einer Niederspannungswicklung mit rechteckigem Querschnitt besteht, wobei jeder Hagnetkreis im Verhältnis zur Symmetrieebene zweier anexnandergrenzender Wicklungen symmetrisch liegt und mit einem Lack oder Harz getränkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hagnetkreise (2,3,4) in einer zur zugeordneten Symmetrieebene senkrecht verlaufenden Ebene in zwei Teile (13,14 bzw. 15,16 bzw. 17,18) zersägt sind, die anschließend miteinander wieder verklebt sind, und daß die Hagnetkreise aus mindestens zwei unterschiedlich breiten Hagnetblechpaketen (10,11) hergestellt sind, so daß sich im Querschnitt mindestens eine Abstufung ergibt.

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   INSPECTED

   2 - Mehrphasentransformator nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten der Hochspannungswicklungen zweier benachbarter Wicklungen in der zugeordneten Symmetrieebene durch einen einzigen Keil (12) getrennt sind.

   3 - Mehrphasentransformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dad die Wicklung (5), die sich im oberen Teil eines ölgefüllten Transformatorbehälters befindet, horizontal angeordnet ist und vertikal verlaufende Kühlkanäle aufweist, während die übrigen Wicklungen weiter unten im Transformatorkessel angeordnet sind und mindestens teilweise schräg verlaufende Wicklungsebenen und Kühlkanäle aufweisen.

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