DE68907007T2

DE68907007T2 - Leistungstransformator mit reduzierter erhitzung.

Info

Publication number: DE68907007T2
Application number: DE1989607007
Authority: DE
Inventors: Jean-Michel Bouillot; Jean-Yves Buatois
Original assignee: Orega Electronique et Mecanique
Current assignee: Thomson Licensing SAS
Priority date: 1988-10-21
Filing date: 1989-10-13
Publication date: 1993-11-04
Anticipated expiration: 2009-10-14
Also published as: EP0365407A1; DE68907007D1; EP0365407B1; DK515089D0; DK175598B1; ES2041025T3; DK515089A; FR2638277A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Leistungstransformator mit reduzierter Erwärmung.
Die bekannten elektrischen Transformatoren, die eine hohe Leistung umsetzen, entwickeln trotz der bei der Verwirklichung deren Wicklungen und deren Magnetkreis aufgebrachten Sorgfalt eine starke Wärmeleistung ("Kupfer"-Verluste durch den Joule-Effekt in den Wicklungen, "Eisen"-Verluste in dem Magnetkreis).
Um bei diesen Transformatoren den Temperaturanstieg, durch den diese zerstört werden können, zu begrenzen, rüstet man sie mit Wärmestrahlern aus, und/oder man ordnet ihnen Fremdbelüftungsmittel zu, wodurch deren Raumbedarf beträchtlich erhöht wird. Überdies sind die Belüftungsmittel nicht gegen Störungen geschützt.
Gegenstand der Erfindung ist ein Leistungstransformator, der keiner Kühlmittel bedarf, oder ein Leistungstransformator wenigstens mit Kühlmitteln, die weniger umfangreich als jene eines herkömmlichen Transformators mit gleichen elektrischen Eigenschaften sind, bei der gleichen Betriebstemperatur.
Die Erfindung betrifft einen Transformator mit einem Wickel, der aus zwei gleichen, parallel geschalteten Teilen zusammengesetzt ist, wobei diese beiden Teile jeweils wenigstens eine Wicklung aufweisen. Ein solcher Transformator ist beispielsweise aus der EP-A-0 287 309 bekannt.
Der Transformator gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß sein Magnetkreis aus zwei gleichen Kreisteilen zusammengesetzt ist, die bezüglich einer Ebene symmetrisch angeordnet sind, wobei jeder dieser beiden Teile des Kreises einen der Teile des Wickels trägt. Vorteilhafterweise sind diese Wickelteile bezüglich der Symmetrieebene symmetrisch aufgewickelt. Weist der Magnetkreis zwei Teile auf, die im Schnitt jeweils eine "E"-Form besitzen, so ist der Spalt vorteilhafterweise an dem zentralen Schenkel des "E" angeordnet.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht, die die Anordnung der verschiedenen Wicklungen eines Transformators gemäß der Erfindung zeigt, und
Fig. 2 eine vereinfachte, auseinandergezogene Schnittdarstellung des Transformators der Fig. 1.
Der im folgenden beschriebene Transformator ist ein Niedrigspannungs-Transformator, der beispielsweise für eine gestrobte Versorgung bestimmt ist. Sein Magnetkreis ist aus zwei "E"-förmigen Ferriten zusammengesetzt. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf eine solche Anwendung und eine solche Art von Transformator beschränkt ist: Der Transformator kann ebensogut wie ein Niederspannungs-Transformator auch ein Hochspannungs-Transformator sein, und sein Kreis kann ebensogut wie aus Ferrit auch aus einem Blechstapel bestehen. Überdies genügt es, daß die beiden Hälften dieses Magnetkreises praktisch gleich sind, wobei ihre Form von einem "E" verschieden sein kann.
Der Wickel 1 des Transformators ist in Fig. 1 stark vereinfacht dargestellt. Dieser Wickel setzt sich aus zwei Halbwickeln 2, 3 zusammen. Diese Halbwickel 2, 3 sind gleich und bezüglich einer Symmetrieebene symmetrisch angeordnet, deren Spur 4 in der Zeichnung dargestellt ist.
Beim vorliegenden Beispiel enthält jeder Halbwickel 2, 3 fünf Wicklungen, die in Form von Flachspulen aufgewickelt sind. Diese Flachspulen sind für den Halbwickel 2 mit A, B, C, D, E und für den Halbwickel 3 mit A', B', C', D', E' bezeichnet. Die Flachspulen A' bis E' sind jeweils gleich den Flachspulen A bis E. Gleiche Flachspulen sind bezüglich der Symmetrieebene (Spur 4) symmetrisch angeordnet, wobei die Flachspulen A und A' dieser Ebene am nächsten sind und die Flachspulen E und E' am weitesten entfernt sind.
Es versteht sich, daß bei anderen Ausführungsformen Flachspulen in Form von Kränzen vorgesehen sein können, wobei die Einheit oder ein Teil der Kränze einer jeweiligen Halb-Wicklung mit der gleichen Entfernung von der Symmetrieebene angeordnet sind, während ihre Durchmesser nun verschieden sind.
Bei dem vorliegenden Beispiel enthält der Magnetkreis des Transformators, wie in Fig. 2 dargestellt, zwei gleiche Teile 5, 6 aus Ferrit in Form eines "E", die bezüglich der Symmetrieebene symmetrisch angeordnet sind. Die beiden Außenschenkel eines jeweiligen "E" besitzen eine gleiche Länge (Schenkel 7, 8 für den Teil 5 und Schenkel 9, 10 für den Teil 6). Die Innenschenkel der "E"- Formen (Schenkel 11 für den Teil 5 und Schenkel 12 für den Teil 6) sind kürzer als die Außenschenkel, wodurch ein Spalt 13 zwischen diesen Innenschenkeln geschaffen wird. Da dieser Spalt in der Mitte des Wickels angeordnet ist, dort, wo die Dicke des Wickelkörpers am größten ist, sind die Störungen der Umgebung, die durch die Ausbreitung der Feldlinien in dem Spalt hervorgerufen werden, verringert.
Der Wicklungskörper 14, der in Fig. 2 teilweise dargestellt ist, besitzt die Form eines Rohres (beim vorliegenden Beispiel mit kreisförmigem Querschnitt), das mehrere Scheiben trägt (beim vorliegenden Beispiel mit kreisartiger Umfangsform). Die Ebene 4 verläuft durch die Mitte der zentralen Scheibe 15. Die vier anderen, in Fig. 2 zu sehenden Scheiben sind bezüglich der Ebene 4 symmetrisch angeordnet, und zwar die Scheiben 16, 17 auf einer Seite der Scheibe 15 und die Scheiben 16' und 17' auf der anderen Seite, symmetrisch zu den Scheiben 16 bzw. 17. Die Flachwicklungen A, B sind zwischen den Scheiben 15, 16 bzw. 16, 17 aufgewickelt, während die Flachwicklungen A', B' zwischen den Scheiben 15, 16' bzw. 16', 17' aufgewickelt sind.
Vorteilhafterweise besitzt die Scheibe 15 eine Dicke, die größer als die der anderen Scheiben des Wickelkörpers 14 ist, um zu verhindern, daß die Flachspulen A und A' auf dem Niveau des Spaltes 13 vorgesehen sind.
Mit dem Parallelschalten der entsprechenden, verschiedenen Wicklungen eines jeweiligen Halb-Wickels 2, 3 und mit der räumlichen Symmetrie (bezüglich der Ebene 4) dieser Wicklungen und des Magnetkreises verringert man die Erwärmung des Transformators.

Claims

1. Leistungstransformator mit reduzierter Erwärmung vom Typ mit einem aus zwei gleichen, parallel geschalteten Teilen (2, 3) zusammengesetzten Wickel, wobei jeder der zwei Teile wenigstens eine Wicklung (A, A' ...) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sein Magnetkreis aus zwei gleichen Kreisteilen (5, 6) zusammengesetzt ist, die bezüglich einer Ebene (4) symmetrisch angeordnet sind, wobei jeder dieser zwei Teile des Magnetkreises einen der zwei Teile (2, 3) des Wickels trägt.

2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Teile des Wickels symmetrisch bezüglich der Symmetrieebene (A und A', B und B' ...) gewickelt sind.

3. Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Magnetkreis zwei Kreisteile aufweist, die jeweils im Schnitt die Form eines "E" haben, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftspalt am Ende des Mittelschenkels (11, 12) des "E" liegt.

4. Transformator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Wickelkörper (14) aus Scheiben zusammengesetzt ist, die an einem Zylinder gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkörper eine Mittelscheibe (15) aufweist, die in der Symmetrieebene des Transformators liegt, wobei die anderen Scheiben (16, 17, 16', 17') symmetrisch beiderseits der Mittelscheibe angeordnet sind.

5. Transformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelscheibe eine größere Dicke als die anderen Scheiben hat.