DE841167C - Eisenkern fuer Transformatoren grosser Leistung - Google Patents

Description

• Eisenkern für Transformatoren großer Leistung Die sogenannten Grenzleistungstransformatoren sehr hoher Spannungen sind in ihrer Leistung durch die vom Bahnprofil abhängige zulässige Bauhöhe beschränkt. Eine Erhöhung der Schenkellänge des Kerns läßt sich bei gegebener Kernhöhe nur durch Verringerung der Jochhöhe des Kerns erreichen. Es ist zu diesem Zweck bekanntgeworden, zusätzliche, stirnseitig angebrachte Rückschlußschenkel vorzusehen. Diese Ausführung bringt aber eine unerwünschte Kernverlängerung und damit eine Verlängerung des Gesamttransformators. Hierdurch ergeben sich unter Umständen bei Fahrzeug- und Wandertransformatoren Schwierigkeiten in der Kurvenläufigkeit. Auch die Herausführung der Oberspannungsableitungen auf der Transformatorstirnseite ist bei derartigen Transformatoren erschwert.
• Bei einer anderen bekannten Anordnung sind zur Verringerung der Jochhöhe die Joche je hälftig in stumpfem Stoß seitlich an die Schenkelenden angeschlossen. Weiter wurde schon vorgeschlagen, die Joche mittig aufzuspalten und nach außen rechtwinklig zum Schenkel umzubiegen. Die seitlich vom Schenkel liegenden Jochteile sind beim Verlegen der Wicklungsverbindungsleitungen bzw. - beim Herausführen der Wicklungsableitungen hinderlich.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kernausführung anzugeben, die eine beträchtliche Jochhöhenverringerung bringt, ohne dabei auf die übliche Anbringung des Joches vor den Schenkelenden verzichten zu müssen.
• Erfindungsgemäß sind die Schenkel aus normalem siliciumlegiertem Eisenblech und die Joche aus Spezialblech höherer Magnetisierbarkeit und geringer Verluste, insbesondere aus kalt gewalzten Blechen mit magnetischer Vorzugsrichtung hergestellt, wobei die Jochbreite gleich der Schenkelbreite beibehalten ist, die Jochhöhe dagegen aber entsprechend der zulässigen Sättigungserhöhung des Spezialbleches gegenüber dem normalen siliciumlegierten Eisenblech verkleinert ist. Da die kaltgewalzten Spezialbleche bekanntlich die Eigenschaft haben, daß sie in der Walzrichtung. eine wesentlich höhere Magnetisierbarkeit und auch niedrigere Eisenverluste besitzen als quer dazu, müssen die Jochbleche so geschnitten und verlegt sein, daß ihre Walzrichtung in der Verbindungslinie der Schenkelenden des Kerns verläuft. Um an den Übergangsstellen vom Schenkel zum Joch, also an den Stellen, an denen der magnetische Fluß von der Geraden abweicht, hinsichtlich der Verluste möglichst günstige Verhältnisse zu schaffen, werden die Jochbleche mit den Schenkelenden mit schräger Stoßstelle zusammengefügt. Dabei erweist es sich als günstig, jeweils die aufeinanderfolgenden Bleche oder gegebenenfalls auch aufeinanderfolgenden kleineren Blechstapel mit verschiedener Neigung, insbesondere mit einem Schnittwinkel, der zwischen 45 und 6o° liegt, auszuführen. Hierdurch ergibt sich an den Stoßstellen wenigstens eine teilweise Verzapfung der Schenkel- und Jochbleche. Während die Schenkelbleche in üblicher Weise mittels das Blechpaket durchsetzender Bolzen zusammengepreßt sind, werden die Jochbleche nicht von das Paket durchsetzenden Bolzen, sondern vermittels außen angreifender Preßorgane zusammengehalten. Hierzu können besondere Klammern, die Spannplatten der Kerne oder der Gestellrahmen benutzt werden, die durch außerhalb des Blechpakets liegende Bolzen zusammengehalten werden.
• Der Vorteil der erfindungsgemäßen Kernausführung liegt vor allem in der erreichten bedeutenden Erniedrigung der Jochhöhe. Damit ist die Möglichkeit gegeben., größere nutzbare Schenkellängen bei kleinerem Eisenkerngewicht zu erhalten. Weiter vorteilhaft ist, daß die Herausführung der Wicklungsableitungen gegenüber der üblichen Ausführung keinerlei Schwierigkeiten bereitet.
• An Hand der Zeichnung, die beispielsweise einen sogenannten Rahmenkern mit drei ineinanderliegenden Kernrahmen zeigt, soll die Erfindung näher erläutert werden. Ein äußerer, aus den Schenkeln i und i' und den Jochen 4 bzw. 4' bestehender Kernrahmen umschließt einen aus den Schenkeln 2 und 2' sowie den Jochen 5 bzw. 5' bestehenden zweiten Kern und dieser wieder umschließt einen inneren Kern, dessen Schenkel mit 3 bzw. 3' und dessen Joche mit 6 bzw. 6' bezeichnet sind. Die Schenkel aller drei Kerne sind aus normalem siliciumlegiertem Eisenblech in üblicher Weise hergestellt und ebenso in üblicher Weise vermittels die Schenkelblechstapel durchsetzender Spannbolzen 7 zu festen Blechpaketen zusammengepreßt. Die Jochbleche 4, 5, 6 bzw. 4', 5', 6' sind aus Spezialblech hergestellt, das in der Walzrichtung neben einer höheren Magnetisierbarkeit noch wesentlich geringere Eisenverluste aufweist als die üblichen zum Schenkelaufbau verwendeten siliciumlegierten Bleche. Die Jochbleche sind deshalb so verlegt, daß ihre Walzrichtung in der Verbindungslinie der Schenkelenden verläuft. Im Gegensatz zu den Schenkelblechen sind die Jochbleche von keinen Spannbolzen durchsetzt, sondern sie werden in geeigneter Weise, was in der Zeichnung nicht weiter dargestellt ist, durch außen angreifende Haltemittel, wie seitlich angebrachte Klammern oder Druckplatten bzw. gegebenenfalls durch den vorhandenen Gestenrahmen mit Hilfe von außen liegenden Bolzen zusammengehalten. DerAnschluß der Jochpakete an die Sehenkelblechpakete ist mit schrägem Stoß vorgenommen. Zu diesem Zweck sind die Schenkel- und Jochbleche an ihren Enden bei 8 und 9 schräg zugeschnitten. Vorteilhaft erfolgt dieser Zuschnitt unter einem Winkel von etwa 45 bis 6o°. Die Verzapfung der Schenkel und Jochbleche ist in der Zeichnung durch die Schnittlinien 8 und 9 bzw. io und ii angedeutet. Die Jochbleche mit der Schnittlinie io und ii greifen also mit einer gewissen Verzapfung in die Schenkelbleche ein. Mit C3 ist die Jochhöhe angedeutet, die infolge der Verwendung von Spezialblechen niedriger ist als die Schenkelhöhe CK des aus üblichem siliciumlegierten Eisenblech hergestellten Schenkels.
• Selbstverständlich läßt die Stoßstellenausbildung auch andere Ausführungsmöglichkeiten zu, wie dies in den Fig. 2 bis 6 gezeigt ist. Die Fig. 2 gibt einen Eisenkern wieder, bei dem die Bleche an ihren Enden konkav bzw. konvex zugeschnitten sind. In Fig. 3 ist ein Einzelblech herausgezeichnet. Zur Erreichung einer Verzapfung an den Stoßstellen sind aufeinanderfolgende Bleche, wie die gestrichelten Linien in Fig. 2 erkennen lassen, abwechselnd so gelegt, daß in der Schichtung auf ein Blech mit konvexer Schnittstelle ein Blech mit konkaver Schnittstelle folgt. Während bei Kernausführungen nach Fig. 2 jeweils nur eine Form des Schenkelbleches und ebenso nur eine für das Jochblech nötig ist, benötigt man zu einer Kernausführung gemäß, Fig. 4, bei der die beiden Blechenden entweder konvex (Fig. 4 a) oder konkav zugeschnittene Enden aufweisen, vier verschiedene Blechstücke zum Kernaufbau. Unter Umständen kann man die Stoßstellen auch, wie die Fig. 5 und 6 zeigen, ausbilden. In Fig. 5 haben die Bleche 2o einen geraden Schrägzuschnitt und die Bleche 21 einen konvexen Schrägzuschnitt. In der Fig. 6 haben die Bleche 22 einen geraden Schrägzuschnitt und die Bleche 23 einen rechtwinkligen Zuschnitt. Die Bleche 21 der Fig. 5 bzw. die Bleche 23 der Fig. 6 greifen in durch besonderen Blechzuschnitt erzeugte Aussparungen des Nachbarblechpakets ein.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Aus Blechstreifen geschichteter Eisenkern für Transformatoren großer Leistung und höchster Spannung, insbesondere Wander- oder Fahrzeugtransformatoren, Drosseln u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel aus normalem hochlegiertem Siliciumblech und die Joche aus Spezialblech höherer Magnetisierbarkeit und geringerer Verluste, insbesondere kaltgewalztem Blech mit magnetischer Vorzugsrichtung bestehen, wobei die Jochbreite gleich der Schenkelbreite beibehalten ist, die Jochhöhe dagegen gegenüber dem normalen siliciumlegiertem Blech entsprechend der zulässigen Sättigungserhöhung im Spezialblech verkleinert ist.
2. 2. Eisenkern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßstellen von Schenkel-und Jochblechen schräg, insbesondere unter einem Winkel von 45 bis 6o° ausgeführt sind und daß eine Verzapfung von Joch- und Schenkelblechen dadurch erreicht ist, daß jeweils aufeinanderfolgende Bleche oder auch Blechgruppen eine voneinander abweichende Schrägung am Stoßstellenschnitt aufweisen.
3. 3. Eisenkern nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche an den schrägen Stoßstellen kurvenmäßig, z. B. kreisbogenförmig, zugeschnitten sind.
4. 4. Eisenkern nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche an den Stoßstellen am einen Ende konkav und am anderen Ende konvex zugeschnitten sind und daß das Zusammenfügen von Schenkel und Jochblechen so vorgenommen ist, daß ein konkaver Blechschnitt des einen Bleches, z. B. Jochbleches, mit einem konvexen Schnitt des anliegenden, z. B. Schenkelbleches, zusammengefügt ist.
5. 5. Eisenkern nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Teil der Joch- und Schenkelbleche mit schrägen Schnittflächen und der kleinere Teil mit rechtwinkligen Schnittflächen ausgeführt ist.
6. 6. Eisenkern nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkelbleche in üblicher Weise durch den Blechstapel durchsetzende Bolzen zusammengehalten sind, während dagegen die aus Blechen mit magnetischer Vorzugsrichtung bestehenden Jochpakete keine sie durchsetzende Bolzen aufweisen, sondern von außen angreifenden Preßelementen, z. B. mit Hilfe des Gestellrahmens oder seitlich angebrachten Druckplatten, deren Spannbolzen außerhalb der Jochbleche verlaufen, zusammengehalten werden.