DE891291C - Isolation transformer arrangement, in particular for power converters or the like. - Google Patents

Isolation transformer arrangement, in particular for power converters or the like.

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DE891291C
DE891291C DES16715D DES0016715D DE891291C DE 891291 C DE891291 C DE 891291C DE S16715 D DES16715 D DE S16715D DE S0016715 D DES0016715 D DE S0016715D DE 891291 C DE891291 C DE 891291C
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DES16715D
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German (de)
Inventor
Karl Dipl-Ing Hurrle
Joseph Dr-Ing Rebhan
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02Casings

Description

Isoliertransformatoranordnung, insbesondere für Stromrichter od. dgl. Zum Betrieb von Stromrichtern sind mehrere Hilfsstromkreise erforderlich, z. B. Stromkreise für Kathodenheizung, Gittersteuerung u. dgl. Diese Stromkreise werden in bekannter Weise über Isoliertransformatoren aus einem Niederspannungsnetz gespeist. Da diese Stromkreise magnetisch voneinander unabhängig sein müssen, hat man bisher mehrere getrennte Transformatoren verwendet, die gegebenenfalls in einem gemeinsamen Kessel angeordnet wurden. Die Erfindung hat die Aufgabe, den Platzbedarf und den Baustoffaufwand für solche Isoliertransformatoren zu verringern und geht insbesondere darauf aus, mit einem Minimum an flüssigem Dielektrikum auszukommen.. Bei Verwendung von nicht brennbarem, teuerem Isolieröl werden dadurch hohe Kosten für die Füllung vermieden und außerdem wird, da diese Apparate unter Abschluß von der Außenatmosphäre arbeiten müssen, bei gegebenem Ausdehnungsraum der Betriebsdruck möglichst niedrig gehalten.Isolation transformer arrangement, in particular for power converters or the like. Several auxiliary circuits are required to operate converters, e.g. B. Circuits for cathode heating, grid control and the like fed in a known manner via isolating transformers from a low-voltage network. Since these circuits have to be magnetically independent of each other, one has so far several separate transformers are used, possibly in one common Boilers were arranged. The invention has the task, the space requirement and the To reduce the cost of building materials for such insulating transformers and is particularly important out to get by with a minimum of liquid dielectric .. When used of non-flammable, expensive insulating oil, this results in high costs for the filling avoided and, moreover, because these apparatuses are sealed off from the outside atmosphere have to work, the operating pressure is as low as possible for a given expansion space held.

Erfindungsgemäß werden die baulich zusammengefaßten Einheiten der Isoliertransformatoren in einem Isolierzylinder angeordnet, und etwa restlich erforderliche Isolierstrecken für das Hochspannungspotential werden durch aufgesetzte zylindrische oder konische Durchführungen gebildet. Am besten werden die baulich zusammengefaßten Transformatoren beispielsweise durch Wahl schmaler, rechteckiger Kern- bzw. Jochquerschnitte und ovaler und rechteckiger Spulenform weitgehend dem Kreisquerschnitt des Isolierzylinders angepaßt, damit man mit diesem möglichst nahe an die Transformatoren heranrücken kann und dadurch einen kleinen Durchmesser erhält. Vorzugsweise erhalten die Transformartorkerne gemeinsame Joche oder Rückschlüsse unter Einfügung .von Isolierschichten in den. Stoßstellen benachbarter Kerne. Bei zweiteiligem zylindrischem Mittelgefäß, dessen Teile durch einen metallischen Zwischenflansch zusammengehalten werden, können die Transformatorkerne leitend mit diesem Zwischenflansch verbunden sein. Bei einteiligem Mittelgefäß werden die Kerne am besten durch eine geeignete Potentialsteuerung, beispielsweise durch Anschluß an die Mitte einer schraubenförmigen an der Gefäß innenwand verlaufenden Halbleiterschicht (16, Fig. 5), auf ein mittleres Potential gebracht.According to the structurally combined units of the Isolating transformers arranged in an insulating cylinder, and any remaining necessary Insulating distances for the high-voltage potential are created by attached cylindrical or conical bushings formed. The structurally summarized ones are best Transformers, for example, by choosing narrow, rectangular core or yoke cross-sections and oval and rectangular coil shape largely the circular cross-section of the insulating cylinder adapted so that you can get as close as possible to the transformers with this can and thereby has a small diameter. The transformer cores are preferably given common yokes or conclusions with the insertion of insulating layers in the. Joints between neighboring cores. In the case of a two-part cylindrical central vessel, its Parts are held together by a metal intermediate flange, the Transformer cores be conductively connected to this intermediate flange. With one-piece In the middle vessel, the nuclei are best achieved by means of a suitable potential control, for example by connecting to the center of a helical one on the vessel inner wall extending semiconductor layer (16, Fig. 5), to a medium potential brought.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. In einem mit flüssigem Dielektrikum gefüllten Porzellanzylinder i (F'ig. i) sind zwei" Isoliertransformatoren 2, 3 mit den Niederspannungswicklungen 4 und den Hochspannungswicklungen 5 angeordnet. Auf beiden Seiten ist das Porzellanrohr i mit durchbrochenen Kappen 6, 7 versehen, an die Durchführungsisolatoren 8, 9 aufgesetzt sind. An dem unteren, als Stützer dienenden -.Durchführungsisolator g ist ein Fuß io mit Ansehlußklemmen ii für die Niederspannungswicklung angebracht, auf dem oberen Isolator 8 sitzt eine Kappe 12 mit Anschlüssen 13 für die Hochspannung.Embodiments of the invention are shown in the drawing. In a porcelain cylinder i (Fig. I) filled with liquid dielectric two "insulating transformers 2, 3 with the low-voltage windings 4 and the high-voltage windings 5 arranged. On both sides is the porcelain tube i with openwork caps 6, 7, to which bushing insulators 8, 9 are placed. On the lower one A bushing insulator g is a base with connection terminals and serves as a support ii attached for the low voltage winding, on the upper insulator 8 sits a Cap 12 with connections 13 for the high voltage.

Wie die Fig. 2 zeigt; kann der obere Isolator 8 auch kegelförmige Gestalt haben. Ebenso kann, um einen sicheren Stand zu erzielen, der untere Isolator nach unten zu kegelartig verbreitert sein. Wird, wie Fig. 3. zeigt, der Transformatorbehälter durch Isolierstreben 14 aufgehängt, dann kann man beiden Isolatoren 8, g kegelförmige Gestalt geben. Bei zwieiteiliger Ausführung des Mittelgefäßes io1, 102 (Fig. 4) werden die beiden Teile durch einen Zwischenflansch 15 zusammengehalten. Dieser Zwischenflansch wird leitend mit dem Transformatorkern 2 verbunden.As shown in FIG. 2; the upper insulator 8 can also be conical Have shape. The lower isolator can also be used to ensure a safe stand be widened to cone-like downwards. If, as Fig. 3 shows, the transformer tank suspended by insulating struts 14, then you can have two insulators 8, g conical Give shape. With the two-part design of the central vessel io1, 102 (Fig. 4) the two parts are held together by an intermediate flange 15. This The intermediate flange is conductively connected to the transformer core 2.

Um die baulich zusammengefaßten Transformatoren möglichst gut dem Kreisquerschnitt 18 des 'Mittelgefäßes anzupassen und dadurch den Durchmesser dieses Gefäßces verkleinern zu können, erhalten die Kerne flache, rechteckige Querschnitte i g . und die Spulen 2o rechteckige oder ovale Formen (vgl. Fig.6 und 7).To the structurally combined transformers as well as possible To adapt circular cross-section 18 of the 'central vessel and thereby the diameter of this To be able to reduce the size of the vessels, the cores are given flat, rectangular cross-sections i g. and the coils 2o rectangular or oval shapes (see. Fig. 6 and 7).

Um weiter an Platz und Baustoff zu sparen, können, wie Fig. 8, zeigt, . die Transformatorkerne 2, 3 gemeinsame Joche oder Rückschlüsse 2i haben, doch empfiehlt es sich, zwecks Isolation in die Stoßfuge Isolierwände 22, beispielsweise aus Preßspan einzufügen., wie Fig. 8 und g zeigen. Wie Fig. io zeigt, können die Kerne 23. der kleineren Transformatoren-zu beiden Seiten unter Zwischenschalteng von Isolierwänden 22 an die magnetischen Rückschlüsse 21 des größeren Transformators stoßen, doch können die Kerne, wie Fig. i i und 12 zeigen, auch paarweise an den gleichen Rückschlußschenkeln magnetisch angeschlossen sein, entweder unter senkrechtem Stoß (Fig. i i) oder, was für die Anpassung an das Kreisprofil oft günstiger ist, unter schrägem Stoß (Fig. 12). Die Erfindung bietet den Vorteil, daß für derartige Isoliertransformatoranordnungen erheblich an Platz, Gewicht, Baustoff und Isolierfüllung gespart werden kann. Die Ersparnis an Isolierfüllung ergibt auch eine Ersparnis an Ausdehnungsraum und damit eine weitere Verkleinerung- des Gefäßinhalts. Das nahe Aneinanderrücken der Teiltransformatoren wird dadurch begünstigt, daß diese gegeneinander keine nennenswerte Potentialdifferenz haben.In order to further save space and building material, as FIG. 8 shows,. the transformer cores 2 , 3 have common yokes or conclusions 2i, but it is advisable to insert insulating walls 22, for example made of pressed chipboard, into the butt joint for the purpose of insulation, as shown in FIGS. 8 and g. As FIG. 10 shows, the cores 23 of the smaller transformers can hit the magnetic yokes 21 of the larger transformer on both sides with the interposition of insulating walls 22, but the cores, as shown in FIGS. Ii and 12, can also hit the the same return legs be magnetically connected, either with a vertical impact (Fig. ii) or, which is often more favorable for the adaptation to the circular profile, with an oblique impact (Fig. 12). The invention offers the advantage that it is possible to save considerable space, weight, building material and insulating filling for such insulating transformer arrangements. The saving in insulating filling also results in a saving in expansion space and thus a further reduction in the size of the vessel contents. The fact that the partial transformers move close together is favored by the fact that they do not have any significant potential difference from one another.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE: i. Isoliertransformatoranordnung, bei der zwei oder mehrere Transformatoren in einem gemeinsamen Behälter untergebracht sind, insbesondere für Stromrichter od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die baulich zusammengefaßten Einheiten (2, 3, Fig. i) in einem Isolierzylinder (i) angeordnet sind und etwa restlich erforderliche Isolierstrecken für das Hochspannungspotential durch auf diesen aufgesetzte (konische oder zylindrische) Durchführungen (8, 9) gebildet sind. PATENT CLAIMS: i. Isolating transformer arrangement in which two or more transformers are accommodated in a common container, in particular for converters or the like, characterized in that the structurally combined units (2, 3, Fig. I) are arranged in an insulating cylinder (i) and approximately the remaining insulating distances required for the high-voltage potential are formed by (conical or cylindrical) bushings (8, 9) placed thereon. 2. Isoliertransformatoranordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Transformatoreinheiten, beispielsweise durch Wahl flacher, rechteclcigerKernquerschnitte (ig, Fig. 6 und 7) rechteckiger oder ovaler Spulenform (2o), dem Kreisquerschnitt (1-8) des Isoliergefäßes angepaBt sind. 2. Isolation transformer arrangement according to claim i, characterized in that the transformer units, for example by choosing flat, rectangular core cross-sections (ig, Figs. 6 and 7) more rectangular or oval coil shape (2o), adapted to the circular cross-section (1-8) of the isolation vessel are. 3. Isoliertransformatoranordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, -daß die Transformatorkerne (2, 3, Fig. 8) .gemeinsame Joche (21) oder Rückschlüsse haben und in den Stoßstellen benachbarter Kerne (2, 3) Isolierwände (22) eingefügt sind. 3. insulating transformer arrangement according to claim i, characterized in that -that the transformer cores (2, 3, Fig. 8) .common yokes (21) or conclusions and inserted into the joints of adjacent cores (2, 3) insulating walls (22) are. 4. Isoliertransformatoranordnung nach Anspruch rund 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne kleinerer Transformatoren (23) an gegenüberliegende Rückschlüsse (21, Fig. io) eines größeren Transformators stoßen. 4. Isolating transformer arrangement according to claim 3, characterized in that that the cores of smaller transformers (23) to opposite conclusions (21, Fig. Io) encounter a larger transformer. 5. Isoliertransformatoranordnung nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerne kleinerer Transformatoren (23) sämtlich an die eine Rückschluß-seite senkrecht (F'ig. i i) oder schräg (Fig. 12) anstoßen. 5. Isolation transformer arrangement according to claims i and 3, characterized in that the cores of smaller transformers (23) all on one side of the return path vertically (Figs. I i) or at an angle (Fig. 12). 6. Isoliertransformatoranordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, da,ß das zylindrische Mittelgefäß zweiteilig (io,i, io2, Fig. 4) ausgeführt und durch einen metallischen Zwischenflansch (15) zusammengehalten ist, an den die Transformatorkerne (2, 3) angeschlossen sind. 6. insulating transformer arrangement according to claim i, characterized in that there, ß the cylindrical central vessel in two parts (io, i, io2, Fig. 4) and is held together by a metallic intermediate flange (15) to which the transformer cores (2, 3) are connected. 7. Isoliertransformatoranordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite des Mittelgefäßes (i, Fig. 5) eine schraubenförmig verlaufende Halbleiterschicht (z7) angeordnet ist, dessen Mitte (z6) mit den Transformatorkernen (z) und dessen Enden gegebenenfalls mit der Erde bzw. dem Hochspannungspotential oder mit den Zwischenpotentialen der gegebenenfalls metallisch ausgeführten, durchbrochenen Kappen (6, 7) verbunden sind. B. Isoliertransformatoranordnung nach Anspruch a, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenflansch an die Mitte des schraubenförmigen Halbleiterbelages angeschlossen ist.7. insulating transformer arrangement according to claim i, characterized characterized in that on the inside of the central vessel (i, Fig. 5) one helical running semiconductor layer (z7) is arranged, the center (z6) of which with the transformer cores (z) and its ends, if applicable, with earth or the high-voltage potential or with the intermediate potentials of the perforated openings, which may be metallic Caps (6, 7) are connected. B. insulating transformer arrangement according to claim a, 6 and 7, characterized in that the intermediate flange to the center of the helical Semiconductor coating is connected.
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