DE909364C

DE909364C - Large power and high voltage transformers, especially traveling transformers

Info

Publication number: DE909364C
Application number: DEA7989D
Authority: DE
Inventors: Max Cholewa; Dr-Ing Werner Kraemer
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1941-11-01
Filing date: 1941-11-01
Publication date: 1954-04-15

Description

Transformator großer Leistung und hoher Spannung, insbesondere Wandertransformator Bei Transformatoren großer Leistung und hoher Spannung, insbesondere Wandertransformatoren, ist die Größe des Transformators durch Transportgewicht, Lademaß und Kurvenläufigkeit begrenzt. Es ist daher schwierig, den Kern bei ausreichenden Querschnitten so zu bemessen, daß seine Höhe und Länge innerhalb dieser Grenzen bleiben.Large power and high voltage transformer, especially traveling transformer For transformers with high power and high voltage, especially traveling transformers, is the size of the transformer due to its transport weight, loading size and cornering ability limited. It is therefore difficult to shape the core with sufficient cross-sections dimensioned so that its height and length remain within these limits.

Aus diesem Grunde muß man besondere Maßnahmen vorsehen, und ein bekanntes Mittel, z. B. zur Verringerung der Kernhöhe, ist die Anwendung von zusätzlichen Rückschlußschenkeln, die bei einem Dreischenkelkern eine Verringerung der Jochhöhe auf etwa 5$1/a und bei einem Zweischenkelkern auf etwa 5o0/9 gestatten. Da aber die Rückschlußschenkel die Länge des Transformators erheblich vergrößern, sind die hierdurch erzielten Vorteile zum Teil wieder hinfällig. Hinzu kommt noch, daß bei einem derartigen Wandertransformator die Oberspannungsdurchführungen in der Regel an den in Fahrtrichtung liegenden Kesselstirnseiten angebracht sind. Eine elektrisch einwandfreie Verbindung der Oberspannungswicklung mit den Oberspannungsdurchführungen verlangt daher aber ebenfalls zusätzliche Maßnahmen, weil nämlich zwischen .diesen beiden zu verbindenden Teilen die Rückschlußschenkel liegen.For this reason, one must provide for special measures, and one that is known Medium, e.g. B. to reduce the core height, the application of additional Inference legs, which in the case of a three-leg core result in a reduction in the yoke height to about 5 $ 1 / a and with a two-leg kernel to about 5o0 / 9. Here but the return legs increase the length of the transformer considerably, are the the advantages achieved in this way are partly obsolete. In addition, at the high-voltage bushings in such a traveling transformer as a rule are attached to the boiler front sides in the direction of travel. One electric Flawless connection of the high-voltage winding with the high-voltage bushings therefore also requires additional measures, because between .these two parts to be connected, the yoke legs lie.

Bei einem dreischenkligen Kern treten diese Nachteile nicht auf. Dafür nimmt aber der Kern bei normaler Auslegung eine derartige Höhe an, daß der Transformator das zulässige Eisenbahnlademaß überschreitet und daher nicht mehr bahntransportfähig ist.These disadvantages do not occur with a three-legged core. Therefore but the core assumes such a height with normal design that the transformer exceeds the admissible rail loading gauge and can therefore no longer be transported by rail is.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile der bekannten Anordnungen dadurch, daß die von den Jochen sozusagen abgeschnittenen oberen Teile, die bisher in Form der Rückschlußschenkel an den Stirnseiten des Kernes untergebracht wurden, geteilt und parallel zu den beiden Seiten des Restjoches angebracht und mit diesem verbunden «-erden. Unter Umständen genügt es auch, nur ein Joch in dieser Weise auszubilden. Besonders günstig läßt sich die Erfindung bei zweischenkligen Kernanordnungen durchführen. Bei der Verbindung der seitlichen Jochteile mit dem Restjoch ist darauf zu achten, daß Querflüsse im wesentlichen vermieden werden. Daher wird man vorzugsweise entsprechend den zur Anpassung an die Kreisform der Wicklung abgestuften Schenkeln eine Abstufung der seitlichen Jochteile miteinander magnetisch verbinden. In der Regel wird man hierfür entsprechend gebogene Eisenbänder verwenden, die eingeschichtet «-erden. Ein geeignetes Material für diese Bänder steht heute in den bekannten kaltgewalzten, magnetisch hochwertigen Blechsorten zur Verfügung. Dabei werden jeweils diejenigen Bleche von Restjoch und Seitenjoch miteinander verbunden, die bei ungeteiltem Joch eine Einheit bilden würden, so daß in allen Teilen des Joches annähernd gleiche magnetische Induktion besteht.The invention avoids these disadvantages of the known arrangements by the fact that the Yokes cut off the upper one, so to speak Parts that were previously housed in the form of yoke legs on the end faces of the core were divided and attached parallel to both sides of the rest of the yoke and connected to this «-earth. It may also be sufficient to have just one yoke in this Way to train. The invention can be particularly advantageous in the case of two-legged branches Carry out core orders. When connecting the side yoke parts with the Remaining yoke, care must be taken that cross flows are essentially avoided. Therefore, one is preferably corresponding to the adaptation to the circular shape of the Winding stepped legs a gradation of the side yoke parts with each other connect magnetically. As a rule, iron strips are appropriately bent for this purpose use the stratified «earth. A suitable material for these tapes is today in the well-known cold-rolled, magnetically high-quality sheet metal to disposal. In this case, those sheets of the rest yoke and side yoke are in each case connected to each other, which would form a unit with an undivided yoke, so that there is approximately the same magnetic induction in all parts of the yoke.

An sich ist es bekannt, bei Transformatoren und Drosselspulen seitlich neben dem Joch Hilfsjoche anzubringen. Diese Hilfsjoche sind jedoch magnetisch von dem Hauptjoch getrennt und dienen auch nicht dazu, einen Teil des Hauptflusses aufzunehmen. Ihre Aufgabe besteht vielmehr darin, bei normal ausgebildetemHauptjoch dieStreuungsverhältnisse zu verbessern. Daneben ist es noch bekannt, zur Verringerung der Jochhöhe das gesamte Joch der Länge nach in zwei getrennte Pakete zu unterteilen und die beiden Pakete nebeneinander um die Enden der Schenkel zu legen.It is known per se, laterally in transformers and reactors to attach auxiliary yokes next to the yoke. However, these auxiliary yokes are magnetic from separated from the main yoke and also do not serve to accommodate part of the main river. Rather, your task is to ensure the spread of the population if the main yoke is normal to improve. It is also known to reduce the yoke height as a whole Divide the yoke lengthwise into two separate packages and the two packages side by side around the ends of the legs.

Dieser Vorschlag führt zu keiner konstruktiv und magnetisch brauchbaren Lösung, da der Fluß gleichmäßig über den ganzen Kernumfang ins Joch übertreten muß. Die hierbei entstehenden Wirbelstromverluste durch OOuerflüsse machen die Ausführung für Leistungstransformatoren unmöglich.This suggestion does not lead to any constructively and magnetically useful Solution, because the river has to cross over the entire core circumference into the yoke. The resulting eddy current losses through external flows make the execution impossible for power transformers.

Diese nachteiligen Erscheinungen treten bei der erfindungsgemäßen Ausbildung nicht auf. Bei dieser ist es im übrigen zweckmäßig, um einen möglichst großen Teil des Jochquerschnittes bei seinem bisher üblichen Aufbau zu belassen, hinsichtlich der Aufteilung in Restjoch und Seitenjoch nicht von der gewöhnlichen angenäherten Kreisform, sondern von einem halbelliptischen Querschnitt auszugehen. Das hat den Vorteil, daß bei einer Teilung dieses halbelliptischen Querschnittes in halber Höhe von dem gesamten Querschnitt sich nur qo0lo außerhalb des Restjoches befinden, so daß nur je 20% des gesamten Querschnittes auf die beiden Seitenjoche entfallen.These disadvantageous phenomena occur in the case of the invention Training not up. In this case, it is also useful to have one as possible to leave a large part of the yoke cross-section in its usual structure, with regard to the division into the rest yoke and side yoke not from the usual approximate circular shape, but assume a semi-elliptical cross-section. This has the advantage that when this semi-elliptical cross-section is divided halfway up the entire cross-section is only qo0lo outside of the rest of the yoke are located, so that only 20% of the total cross section is on the two side yokes omitted.

Selbstverständlich ist es auch möglich, an Stelle von zwei Seitenjochen neben dem Restjoch auch ein entsprechend groß bemessenes Seitenjoch zu verwenden. Wesentlich ist lediglich, daß die magnetisch einwandfreie Verbindung von Restjoch und Seitenjoch gewahrt bleibt, so daß keine oder zumindest keine. wesentlichen Störungen dies Flußverlaufes eintreten. Unter Umständen kann es z. B. auch ausreichend sein, daß die Enden von Restjoch und Seitenjoch durch dagegen gelegte Bleche miteinander verbunden werden, beispielsweise in der Form, daß die Enden. von Restjoch und Seitenjoch konisch gegeneinander abgeschrägt verlaufen und durch ein entsprechend bemessenes Hilfsjochstück miteinander verbunden werden.Of course, it is also possible instead of two side yokes to use a correspondingly large side yoke in addition to the rest of the yoke. It is only essential that the magnetically correct connection of the rest of the yoke and side yoke is preserved so that none or at least none. major disruptions this flow occurs. Under certain circumstances it can e.g. B. also be sufficient, that the ends of the rest of the yoke and the side yoke are connected to each other by metal sheets placed against them be connected, for example in the form that the ends. from Restjoch and Seitenjoch run conically beveled against each other and through a correspondingly dimensioned Auxiliary yoke piece are connected to each other.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Some exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

Fig. z zeigt in perspektivischer Darstellung eine Teilansicht eines Transformatorkernes, bei dem die Jochhöhe durch Aufteilung der Joche in der Weise, wie es die Erfindung lehrt, um die Hälfte herabgesetzt ist. Die Jochteile i und 2 liegen zu beiden Seiten des Restjoches 3, das in verlappter Schichtung der Bleche auf den Kernschenkel. aufgesetzt ist.Fig. Z shows a perspective view of a partial view of a Transformer core, in which the yoke height by dividing the yokes in such a way as the invention teaches, is reduced by half. The yoke parts i and 2 lie on both sides of the rest of the yoke 3, which is in a lapped layering of the sheets on the core leg. is put on.

Die Verbindung der Jochteile i und 2 mit den beiden Hälften des Restjoches 3 geschieht über Bänder 5, die auch im überlappten Stoß in die äußeren Enden der einzelnen Jochteile eingeschichtet sind. Die Breite der Bänder ergibt sich hierbei aus der Abstufung des Joches nach Fig. 2, in der die einzelnen Blechbreiten genau den in der gleichen Ebene liegenden Blechen des kreisförmigen Kernschenkels entsprechen.The connection of the yoke parts i and 2 with the two halves of the rest of the yoke 3 is done via bands 5, which also overlap in the outer ends of the individual yoke parts are layered. The width of the bands results from this from the gradation of the yoke according to Fig. 2, in which the individual sheet widths exactly correspond to the sheets of the circular core leg lying in the same plane.

Um den größten Querschnitt des Joches in dem Restjoch 3 zu erhalten, wird, wie Fig. 2 zeigt, die dem Fenster zugekehrte Jochfläche i i eben ausgeführt. Hierdurch bekommt das ganze Joch einen halbelliptischen Querschnitt. Durch die Trennlinie 12, die das Joch in halber Höhe H schneidet, wird das Joch in einen unteren Teil 13 mit 6o% und einen oberen Teil 14 von 4o % des Gesamtquerschnittes unterteilt. Die Jochteile i und 2 der Fig. i würden bei einem ungeteilten Joch die in Fig.2 eingezeichnete Lage der Teile 6 und 7 haben. Die Abstufung der Jochteile i und 2 in Fig. i erklärt sich daraus, daß diese Teile den Teilen 6 und 7 der Fig. 2 entsprechen.To get the largest cross-section of the yoke in the rest of the yoke 3, As shown in FIG. 2, the yoke surface i i facing the window is flat. This gives the whole yoke a semi-elliptical cross-section. Through the dividing line 12, which cuts the yoke at half height H, becomes the yoke in a lower part 13 divided by 6o% and an upper part 14 of 4o% of the total cross-section. The yoke parts i and 2 of Fig. I would with an undivided yoke the in Fig.2 the position of parts 6 and 7 shown. The gradation of the yoke parts i and 2 in FIG. i is explained by the fact that these parts correspond to parts 6 and 7 of FIG.

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf die Stirnseite des Joches. Die Bandbreite der Bänder 5 ist hierbei so breit wie die Stufen der Jochteile gewählt, so daß die gleiche Querschnittsform für die Teile i und 2 entsprechend den Teilen 6' und 7' erhalten bleibt. Diese Form kann unter Umständen mit Rücksicht auf das Eisenbahnlademaß 15, das gestrichelt eingezeichnet ist, bei den oberen Jochen der Transformatorkerne von Bedeutung sein, da hierdurch mit der Bauhöhe bis dicht unter die Ladehöhe herangegangen werden kann.Fig. 3 shows a plan view of the end face of the yoke. The bandwidth the bands 5 is selected here as wide as the steps of the yoke parts, so that the same cross-sectional shape for parts i and 2 corresponding to parts 6 'and 7' preserved. Under certain circumstances, this form can take into account the rail loading gauge 15, which is shown in dashed lines, at the upper yokes of the transformer cores be of importance, as this approached the overall height to just below the loading height can be.

Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem die Bänder den Blechbreiten angepaßt sind. Hierdurch erhalten die seitlich liegenden Jochteile 16 und 17 die spiegelbildliche Form der Jochteile i und 2 nach Fig. 3.Fig. 4 shows another embodiment in which the bands the Sheet widths are adapted. This gives the yoke parts lying on the side 16 and 17 the mirror-image shape of the yoke parts i and 2 according to FIG. 3.

Eine Abwandlung von Fig..I ist in Fig.5 im Schnitt und in Fig.6 im Grundriß dargestellt. Durch Aufteilung der drei Abstufungen A, B und C in der Art, daß die kleinen Blechbreiten b und c zusammengenommen gerade die Blechbreite des großen Bandes a ergeben, lassen sich in den außenliegenden Jochteilen i8 die Bänder so unterbringen, daß diesem Teil ein rechteckiger Querschnitt gegeben werden kann. Da auch das übrige Joch somit rechteckig ist, erhält man also für die gesamte Jochanordnung einen rechteckigen Querschnitt. Außerdem wird die Gesamtbreite auf jeder Seite um das Stück C vermindert, da ja die Bänder B und C in den Jochteilen i8 übereinanderliegen. Diese Ausführungsform wird man für die unteren Jochteile des Transformatorkernes bevorzugen, da hierdurch die Standfläche des Kernes vergrößert wird.A modification of Fig..I is shown in Fig.5 in section and in Fig.6 in plan. By dividing the three gradations A, B and C in such a way that the small sheet widths b and c together give the sheet width of the large band a, the bands can be accommodated in the outer yoke parts so that this part has a rectangular cross-section can be. Since the rest of the yoke is thus also rectangular, a rectangular cross section is obtained for the entire yoke arrangement. In addition, the total width on each side is reduced by the piece C, since the bands B and C are superimposed in the yoke parts i8. This embodiment is preferred for the lower yoke parts of the transformer core, since it increases the standing area of the core.

Claims

PATENT CLAIMS: i. High power and high voltage transformer, in particular. Traveling transformer with at least one yoke divided lengthways and the individual yoke pieces are arranged next to one another, characterized in that that a yoke piece (3; rest yoke) with the legs (q.) is magnetically well connected is and the remaining yoke pieces (1, z; side yokes) while avoiding cross flows are magnetically connected to the rest of the yoke (3). z. Transformer according to claim i, characterized in that the side yokes (1, a) and the rest of the yoke (3) to the Front sides by appropriately bent sheet metal strips (5) -in the overlapped joint with one another are connected. 3. Transformer according to claim a, characterized in that the Connecting plates (5) on the front sides of the yokes made of high-quality magnetic strip material exist. d .. Transformer according to claim i, characterized in that the am Core window lying yoke surface is designed as a plane. 5. Transformer after Claim q, characterized in that the yoke is so dimensioned and stepped is that it has a semi-elliptical or similarly shaped cross-section before the subdivision has (Fig. a). 6. Transformer according to claim q., Characterized. That the connection between the rest of the yoke (3) and the side yoke (1, a) is made in such a way that that the bands (5) connect those sheet metal parts with each other, which at undivided yoke would form a unit. 7. Transformer according to claim 6, characterized characterized in that the connection of the individual parts of the rest yoke and side yokes takes place in horizontally subdivided steps. B. Transformer according to claim 6, characterized characterized in that the connection of the individual parts of the rest yoke and side yokes takes place in vertically subdivided steps (Fig. 4). G. Transformer according to claim q., characterized in that the gradation and division of the yoke is chosen in such a way and the divided pieces of the side yokes are arranged so that the whole Yoke has a rectangular cross-section (Fig. 5). ok Transformer after Claim i, characterized in that the ends of a side yoke and the associated Halves of the rest of the yoke are conical to each other and by a correspondingly designed inserted auxiliary yoke are connected to each other.