EP0829888B1 - Transformator oder Drossel sowie Verfahren zum Herstellen eines Transformators oder einer Drossel - Google Patents

Transformator oder Drossel sowie Verfahren zum Herstellen eines Transformators oder einer Drossel Download PDF

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EP0829888B1
EP0829888B1 EP97250270A EP97250270A EP0829888B1 EP 0829888 B1 EP0829888 B1 EP 0829888B1 EP 97250270 A EP97250270 A EP 97250270A EP 97250270 A EP97250270 A EP 97250270A EP 0829888 B1 EP0829888 B1 EP 0829888B1
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EP
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yoke
stack
limb
stacks
transformer
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Siemens AG
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0233—Manufacturing of magnetic circuits made from sheets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/24—Magnetic cores
    • H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
    • H01F27/263—Fastening parts of the core together

Definitions

  • the invention relates to a transformer or a Throttle according to the preamble of claim 1 and on a method of manufacturing a transformer or a Throttle.
  • a transformer or a Throttle Such a transformer or such Chokes are known from EP 0 309 690 B1.
  • a transformer or a choke the core of which from yoke packages and windings arranged between them load-bearing thigh packages.
  • On the yoke packages are Clamping plates placed from the outside, parallel over the sides tension rods led to the legs are to be braced. The constructive effort for the mutual determination of the Core components are significant.
  • the clamping plates are common with the end faces of the yoke plates through across Weld seams running along the longitudinal axis of the yoke plates are defined.
  • the object of the invention is a transformer or Inductor according to the preamble of claim 1 in which or on the constructively complex clamping plates and their difficult determination by means of several Drawbars can be dispensed with.
  • the invention solves this problem by the characterizing Features of claim 1.
  • the particular advantage of transformer according to the invention or the inventive Throttle can be seen in the fact that in addition to the saving of constructive elaborate clamping plates and the avoidance of individually tightenable tie rods when welding the construction welding seams are drawn over the yoke plates, which the Fix yoke plates against each other.
  • the installation volume of the transformer according to the invention or of the invention Choke smaller than with a transformer or a choke, the core components of which are external Tension rods are clamped.
  • Claims 11 and 12 include a method for producing the transformer according to the invention or the throttle according to the invention.
  • the invention is based on one in the drawing illustrated embodiment for a three-phase Throttle explained in more detail. What a connection in this context three-phase choke applies, applies mutatis mutandis to others Chokes and with the exception of any information on air gaps also for transformers.
  • the drawing shows the essential components of a three-phase Throttle. These consist of a yoke package 1, one Core package 2 and the windings 3.1 to 3.3, which on the Legs 2.1 to 2.3 of the core package 2 and put there to be determined.
  • the yoke package 1 and the core package 2 exist from a variety of layered sheets in the shape of an I or an E.
  • the arrangement can also be such that the core of two yoke packs with leg packs in between is formed as dotted in the drawing Lines 2.0 is indicated in the core package.
  • Yoke package 1 and the legs 2.1 to 2.3 of the core package 2 are air gap inserts to form an air gap of predetermined thickness 4.1 to 4.3.
  • the finished choke is on the bottom with devices for mounting on one to provide any installation location.
  • the choke according to the invention is manufactured as follows: First, the yoke package 1 with four welding tabs 5.1 to 5.4. These welding tabs consist of U-shaped sheets cut out by bending their Form an L in the profile on the same side and that against the end faces when the throttle is fully installed the yoke plates and the corresponding parts of the Lay core sheets. The common yokes of the welding tabs lay on the broad sides of the outer leg plates the outer legs 2.1 and 2.3 and the outer yoke plates of the yoke package 1 and the corresponding part of the Core package 2. In a first welding process, the Welding tabs 5.1 to 5.4 welded to the yoke package 1. For this purpose, the legs of the welding tabs on the tongues protruding from the yoke packet 1 side, of which only tongues 5.21 and 5.31 of the two in the drawing Welding tabs 5.2 and 5.3 can be seen.
  • each footplate consists of an S-shaped sheet metal strip, one of which Leg 6.11 or 6.21 with recesses 6.12 or 6.22 for Provide recording of fasteners, not shown is.
  • the respective other leg 6.13 or 6.23 has recesses 6.14 or 6.24 provided for receiving the tongues serve at the free ends of the welding tabs 5.1 to 5.4. Of these tongues, only the tongues are in the drawing 5.22 to 5.42 can be seen.
  • the two foot plates 6.1 and 6.2 with further, wider slots 6.15 and 6.25 provided, on the edges of the sheets of the core package with Weld seams are to be defined.
  • the production of the Transformer completed so far that what is not of interest here Connect the windings to those provided Terminals can be made.
  • the tongues protruding in the base plates are usually standing down over the legs 6.13, 6.23 of the foot plates in front. Become more or thicker to create larger air gaps Air gap inserts used, so the tongues protrude less far through the foot plates or close with them flush. The tongues thus cause a limited adjustment the height of transformers and chokes to each present circumstances.
  • the welding tabs are mirror-symmetrical for universal use executed. Their yokes are so long that they are in the specified manner with the sheets of the yoke stack and have the foot plates butt welded. There where the thighs the L-shaped welding tabs from the yokes of the welding tabs protrude are the yokes with notches 5.13 to 5.43 provided. The depth of these incisions is of the order of magnitude one or a few mm. The cut edges of the incisions converge in an arc at the bottom of the incisions. The purpose of the incisions is to tear the thighs to avoid when bending.
  • the manufacture of the transformer according to the invention or Choke according to the invention occurs in several on top of each other following work steps; the transformer or the But throttle does not leave the respective workplace, like it does when using tie rods to set the individual core components is required. Reduce it the manufacturing costs in addition to saving the previously required clamping elements and the assembly costs not irrelevant.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator oder eine Drossel nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie auf ein Verfahren zum Herstellen eines Transformators oder einer Drossel. Ein derartiger Transformator bzw. eine derartige Drossel sind aus der EP 0 309 690 B1 bekannt. Dort wird über einen Transformator bzw. eine Drossel berichtet, deren Kern aus Jochpaketen und zwischen diesen angeordneten, Wicklungen tragenden Schenkelpaketen besteht. Auf die Jochpakete sind von außen her Spannplatten aufgelegt, die über seitlich parallel zu den Schenkel geführte Zugstangen zu verspannen sind. Der konstruktive Aufwand für das gegenseitige Festlegen der Kernkomponenten ist erheblich. Um Geräusche durch mechanisches Schwingen der Jochbleche im Betrieb des Transformators bzw. der Drossel zu verhindern, werden die Spannplatten häufig noch mit den Stirnflächen der Jochbleche durch quer zur Längsachse der Jochbleche verlaufende Schweißnähte festgelegt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Transformator oder eine Drossel nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, bei dem bzw. bei der auf konstruktiv aufwendige Spannplatten und deren diffizile Festlegung mittels mehrerer Zugstangen verzichtet werden kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Transformators bzw. der erfindungsgemäßen Drossel ist darin zu sehen, daß neben der Einsparung von konstruktiv aufwendigen Spannplatten und der Vermeidung von einzeln festziehbaren Zugstangen beim Verschweißen der Konstruktion über die Jochbleche Schweißnähte gezogen werden, die die Jochbleche gegeneinander festlegen. Außerdem ist das Einbauvolumen des erfindungsgemäßen Transformators bzw. der erfindungsgemäßen Drossel kleiner als bei einem Transformator oder einer Drossel, deren Kernkomponenten durch außenliegende Zugstangen festgespannt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Transformators bzw. der erfindungsgemäßen Drossel sind in den Unteransprüchen angegeben. Die Ansprüche 11 und 12 beinhalten ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Transformators bzw. der erfindungsgemäßen Drossel.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles für eine dreiphasige Drossel näher erläutert. Was in diesem Zusammenhang für eine dreiphasige Drossel gilt, gilt sinngemäß auch für andere Drosseln und mit Ausnahme etwaiger Hinweise zu Luftspalten auch für Transformatoren.
Die Zeichnung zeigt die wesentlichen Komponenten einer dreiphasigen Drossel. Diese bestehen aus einem Jochpaket 1, einem Kernpaket 2 und den Wicklungen 3.1 bis 3.3, die auf die Schenkel 2.1 bis 2.3 des Kernpaketes 2 aufzustecken und dort festzulegen sind. Das Jochpaket 1 und das Kernpaket 2 bestehen aus einer Vielzahl geschichteter Bleche in Form eines I bzw. eines E. Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß der Kern aus zwei Jochpaketen mit dazwischenliegenden Schenkelpaketen gebildet wird, wie es in der Zeichnung durch gepunktete Linien 2.0 im Kernpaket angedeutet ist. Zwischen das Jochpaket 1 und die Schenkel 2.1 bis 2.3 des Kernpaketes 2 sind zur Bildung eines Luftspaltes vorgegebener Dicke Luftspaltbeilagen 4.1 bis 4.3 einzufügen. Die fertige Drossel ist auf ihrer Unterseite mit Einrichtungen zur Montage an einem beliebigen Einbauort zu versehen.
Die Fertigung der erfindungsgemäßen Drossel geschieht folgendermaßen: Zunächst wird das Jochpaket 1 mit vier Schweißlaschen 5.1 bis 5.4 versehen. Diese Schweißlaschen bestehen aus U-förmig ausgeschnittenen Blechen, die durch Abwinkeln ihrer Schenkel jeweils zur selben Seite hin im Profil ein L bilden und die sich bei fertig montierter Drossel gegen die Stirnflächen der Jochbleche und die entsprechenden Partien der Kernbleche legen. Die gemeinsamen Joche der Schweißlaschen legen sich dabei an die Breitseiten der äußeren Schenkelbleche der äußeren Schenkel 2.1 und 2.3 sowie der äußeren Jochbleche des Jochpaketes 1 und des entsprechenden Teils des Kernpaketes 2 an. In einem ersten Schweißvorgang werden die Schweißlaschen 5.1 bis 5.4 mit dem Jochpaket 1 verschweißt. Zu diesem Zweck haben die Schenkel der Schweißlaschen auf der dem Jochpaket 1 zugewandten Seite vorstehende Zungen, von denen in der Zeichnung nur die Zungen 5.21 und 5.31 der beiden Schweißlaschen 5.2 und 5.3 zu sehen sind.
Diese Zungen schließen auch vor dem Schweißen bündig mit den Stirnflächen der Jochbleche im oberen Bereich ab. Mittels I-Naht werden die Schweißlaschen mit den Jochblechen des Jochpaketes 1 verschweißt. Die Schweißnähte verlaufen über die stirnseitigen oder stirnseitennahen Schnittflächen mindestens eines Teiles der Jochbleche. Die Schweißnaht kann aber auch im gleichen Arbeitsgang über die verbleibenden Bleche des Jochpaketes gezogen werden.
Zu einem späteren Zeitpunkt werden das Kernpaket 2 zusammen mit den aufgesteckten Wicklungen 3.1 bis 3.3 und den Luftspaltbeilagen 4.1 bis 4.3 in den aus den Schweißlaschen 5.1 bis 5.4 gebildeten Führungsrahmen eingepaßt und dann zur freien Seite hin verschlossen. Hierzu dienen zwei voneinander getrennte Fußplatten 6.1 und 6.2. Jede Fußplatte besteht aus einem S-förmig profilierten Blechstreifen, dessen einer Schenkel 6.11 bzw. 6.21 mit Ausnehmungen 6.12 bzw. 6.22 zur Aufnahme von nicht dargestellten Befestigungsmitteln versehen ist. Der jeweils andere Schenkel 6.13 bzw. 6.23 ist mit Ausnehmungen 6.14 bzw. 6.24 versehen, die zur Aufnahme der Zungen an den freien Enden der Schweißlaschen 5.1 bis 5.4 dienen. Von diesen Zungen sind in der Zeichnung nur die Zungen 5.22 bis 5.42 zu sehen. Sie entsprechen in ihrer Anordnung und in ihren Abmessungen den Zungen auf der anderen Seite der Schweißlaschen, die mit den Jochblechen des Jochpaketes 1 verschweißt sind. Die beiden Fußplatten 6.1 und 6.2 werden nun so auf die freien Schenkel der Schweißlaschen aufgesteckt, daß die vorstehenden Zungen in die schlitzförmigen Ausnehmungen der Fußplatten eingreifen. Über die Fußplatten werden nun das Jochpaket 1 und das Kernpaket 2 unter Druck verspannt und wenn das geschehen ist, werden die Zungen in den Ausnehmungen stumpf verschweißt. Gleichzeitig oder im Anschluß daran können weitere Schweißnähte über die Bleche des Kernpaketes gezogen werden. Hierzu sind die beiden Fußplatten 6.1 und 6.2 mit weiteren, breiteren Schlitzen 6.15 bzw. 6.25 versehen, an deren Kanten die Bleche des Kernpaketes mit Schweißnähten festzulegen sind. Damit ist die Fertigung des Transformators soweit abgeschlossen, daß das hier nicht interessierende Anschließen der Wicklungen an dafür vorgesehene Anschlußklemmen erfolgen kann.
Die in den Fußplatten vorstehenden Zungen stehen üblicherweise nach unten über die Schenkel 6.13, 6.23 der Fußplatten vor. Werden zum Herstellen größerer Luftspalte mehr oder dikkere Luftspaltbeilagen verwendet, so ragen die Zungen weniger weit durch die Fußplatten hindurch bzw. schließen mit diesen bündig ab. Die Zungen bewirken damit eine begrenzte Anpassung der Bauhöhe von Transformatoren und Drosseln an die jeweils vorliegenden Gegebenheiten.
Die Schweißlaschen sind zur universellen Verwendung spiegelsymmetrisch ausgeführt. Ihre Joche sind so lang, daß sie sich in der angegebenen Weise mit den Blechen des Jochpaketes und den Fußplatten stumpf verschweißen lassen. Dort wo die Schenkel der L-förmigen Schweißlaschen aus den Jochen der Schweißlaschen vorstehen, sind die Joche mit Einschnitten 5.13 bis 5.43 versehen. Die Tiefe dieser Einschnitte liegt in der Größenordnung eines oder einiger mm. Die Schnittkanten der Einschnitte laufen am Boden der Einschnitte bogenförmig zusammen. Zweck der Einschnitte ist es, ein Einreißen der Schenkel beim Abwinkeln zu vermeiden.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen Transformators bzw. der erfindungsgemäßen Drossel geschieht zwar in mehreren aufeinander folgenden Arbeitsschritten; der Transformator bzw. die Drossel verläßt dabei aber den jeweiligen Arbeitsplatz nicht, wie es bei der Verwendung von Zugstangen zum Festlegen der einzelnen Kernkomponenten erforderlich ist. Damit verringern sich die Herstellungskosten zusätzlich zum Einsparen der bisher erforderlichen Spannelemente und der Montagekosten nicht unerheblich.

Claims (12)

  1. Transformator oder Drossel, dessen/deren Kern aus mindestens einem Jochpaket (1) und mehreren, ggf. mit einem weiteren Jochpaket zu einem Kernpaket (2) vereinigten Schenkelpaketen für die Aufnahme von Wicklungen (3.1-3.3) besteht und bei dem/bei der die beiden Jochpakete über die Schenkelpakete bzw. das eine Jochpaket (1) an dem Kernpaket (2) kraftschlüssig festzulegen sind,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die gegenseitige Fixierung der beiden Jochpakete bzw. des Jochpaketes (1) und des Kernpaketes (2) über vier längs der äußeren Schenkelpakete geführte, diese mindestens teilweise umschließende profilierte Schweißlaschen (5.1 bis 5.4) erfolgt, die mit den stirnseitigen Schnittflächen mindestens eines Teiles der Jochbleche des Jochpaketes (1) und mit zwei am weiteren Jochpaket bzw. am Kernpaket (2) anliegenden Fußplatten (6.1, 6.2) verschweißt sind.
  2. Transformator oder Drossel nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schweißlaschen (5.1 bis 5.4) U-förmig ausgeschnittene Bleche sind, die mit ihrem Joch das eine Jochpaket (1) mit dem anderen Jochpaket bzw. dem entsprechenden Teil des Kernpaketes (2) verbinden, indem sie sich an die Breitseiten der äußeren Schenkelbleche der äußeren Schenkel und der äußeren Jochbleche der beiden Jochpakete bzw. des einen Jochpaketes und des entsprechenden Teils des Kernpaketes anlegen,
    daß die Schenkel der Schweißlaschen um 90° jeweils zur gleichen Seite hin abgewinkelt sind und sich mit den abgewinkelten Enden an die stirnseitigen Schnittflächen mindestens eines Teils der Jochbleche beider Jochpakete bzw. des einen Jochpaketes und des entsprechenden Teiles des Kernpaketes anlegen und
    daß die Schenkel der Schweißlaschen mit vorstehenden Zungen (5.22 bis 5.42) versehen sind, die in Ausnehmungen (6.14, 6.24) der Fußplatten (6.1, 6.2) fassen.
  3. Transformator oder Drossel nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schweißlaschen (5.1 bis 5.4) spiegelsymmetrisch ausgeführt sind.
  4. Transformator oder Drossel nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Zungen (5.22-5.42) in nicht verschweißtem Zustand mindestens geringfügig über die Fußplatten vorstehen und das Material zum Stumpfschweißen der Schweißlaschen mit den Fußplatten abgeben.
  5. Transformator oder Drossel nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß jede Fußplatte (6.1, 6.2) aus einem S-förmig profilierten Blechstreifen besteht, dessen einer Schenkel (6.11, 6.21) mit Ausnehmungen (6.12, 6.22) zur Aufnahme von Befestigungsmitteln versehen ist und dessen anderer Schenkel (6.13, 6.23) die Ausnehmungen (6.14, 6.24) zur Aufnahme der Zungen (5.22 bis 5.42) aufweist.
  6. Transformator oder Drossel nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ausnehmungen (6.14, 6.24) als in den Schenkel (6.13, 6.23) jeder Fußplatte eingebrachte, einseitig offene Schlitze ausgeführt sind, deren Breite der Dicke der Schweißlasche (5.22 bis 5.42) entspricht.
  7. Transformator oder Drossel nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
    daß in den Schenkel (6.13, 6.23) jeder Fußplatte Schlitze (6.15, 6.25) eingebracht sind, an deren Kanten die Bleche des Jochpaketes (1) bzw. des entsprechenden Teiles des Kernpaketes (2) mit Schweißnähten festzulegen sind.
  8. Transformator oder Drossel nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Joch dort, wo es in einen Schenkel übergeht, mit einem Einschnitt (5.23 bis 5.43) parallel zur Längsachse des Schenkels versehen ist.
  9. Transformator oder Drossel nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schnittkanten des Einschnittes (5.23 bis 5.43) am Boden des Einschnittes bogenförmig zusammenlaufen.
  10. Transformator oder Drossel nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Tiefe des Einschnittes (5.23 bis 5.43) in der Größenordnung eines oder einiger mm liegt.
  11. Verfahren zum Herstellen eines Transformators oder einer Drossel, dessen/deren Kern aus mindestens einem Jochpaket (1) und mehreren ggf. mit einem weiteren Jochpaket zu einem Kernpaket (2) vereinigten Schenkelpaketen für die Aufnahme von Wicklungen (3.1-3.3) besteht und bei dem/bei der die beiden Jochpakete bzw. das eine Jochpaket (1) und das entsprechende Teil des Kernpaketes (2) über vier die äußeren Schenkelpakete mindestens zum Teil umschließende profilierte Blechlaschen erfolgt,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Blechlaschen (5.1 bis 5.4) mit ihren einen Enden zunächst mit dem einen Jochpaket (1) verschweißt werden, wobei die Schweißnähte über die stirnseitigen oder stirnseitennahen Schnittflächen mindestens eines Teiles der Jochbleche verlaufen,
    daß nach dem Einpassen der Schenkelpakete und der Wicklungen (3.1 bis 3.3) das andere Jochpaket bzw. zusammen mit den Schenkelpaketen und den Wicklungen das Kernpaket (2) zwischen die Blechlaschen eingepaßt wird,
    daß anschließend zwei Fußplatten (6.1, 6.2) auf die freien Enden der Blechlaschen aufgesteckt werden, wobei an den Blechlaschen vorstehende Zungen (5.22 bis 5.42) in entsprechende Ausnehmungen (6.14, 6.24) der Fußplatten fassen und daß anschließend die beiden Jochpakete bzw. das Jochpaket und das Kernpaket unter Druck verspannt und die Zungen in den Ausnehmungen der Fußplatten stumpf verschweißt werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zum weiteren Fixieren der Jochbleche über mindestens eines der Jochpakete bzw. das entsprechende Teil des Kernpaketes quer zur Längsachse der Jochbleche ein oder mehrere Schweißnähte zu ziehen sind.
EP97250270A 1996-09-12 1997-09-12 Transformator oder Drossel sowie Verfahren zum Herstellen eines Transformators oder einer Drossel Expired - Lifetime EP0829888B1 (de)

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EP0829888A2 EP0829888A2 (de) 1998-03-18
EP0829888A3 EP0829888A3 (de) 1998-04-29
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