EP2564401B1 - Transformator - Google Patents

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Publication number
EP2564401B1
EP2564401B1 EP11706603.5A EP11706603A EP2564401B1 EP 2564401 B1 EP2564401 B1 EP 2564401B1 EP 11706603 A EP11706603 A EP 11706603A EP 2564401 B1 EP2564401 B1 EP 2564401B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
core
voltage coil
low
coil
transformer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP11706603.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2564401A1 (de
Inventor
Karl-Heinz Charwat
Rudolf Hanov
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to PL11706603T priority Critical patent/PL2564401T3/pl
Publication of EP2564401A1 publication Critical patent/EP2564401A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2564401B1 publication Critical patent/EP2564401B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
    • 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
    • H01F27/245—Magnetic cores made from sheets, e.g. grain-oriented

Definitions

  • the invention relates to a transformer having the features according to the preamble of patent claim 1.
  • Such a transformer is sold by Siemens AG under the product name GEAFOL and is described in detail in the product brochure with the order number E50001-G640-A144.
  • This prior art transformer has a transformer core made of transformer core, three high voltage coils and three low voltage coils.
  • the transformer core comprises three core legs, each of which passes through a low voltage coil and a high voltage coil.
  • the undervoltage coil is arranged within the associated high-voltage coil and oriented concentrically to this.
  • the undervoltage coils and the high voltage coils are supported by blocks supported by carrier profiles.
  • the JP 58 157116 A shows a transformer in which an isolation cylinder is attached by means of fasteners on the core. Upper and lower voltage coils are attached to the insulating cylinder with an adhesive.
  • JP 58 070512 A discloses a transformer in which upper and lower voltage coil are molded together with a resin to a coil. During casting, metal plates are also cast in, by means of which the coil can be fastened to fastening elements of the core.
  • the US Pat. No. 6,326,877 B1 shows a transformer, in the upper and lower voltage coil between the upper and lower yoke press bar be trapped. Support blocks serve as spacers.
  • the US 4,568,903 shows an ignition coil which is arranged around the middle leg of a core with three legs.
  • the ignition coil has a nose attached to its outside and the core on the inside of an outer core leg has a corresponding recess, so that a bolt inserted into the recess pinches the nose and thus holds the ignition coil and core together.
  • the invention has for its object to provide a transformer in which the undervoltage coil is held independently of the high voltage coil and does not have to be aligned relative to this.
  • the invention provides that the undervoltage coil is held by the core leg with at least one fixing bolt, wherein that on a first side surface of the core leg at least one Bolzenhalteausnaturalung is present, in which a first bolt end of the fixing bolt is inserted, the lower voltage coil has at least one EinhticianausEnglishung and the second bolt end of the fixing bolt is inserted into the EinhssenausNFung the low voltage coil and the fixing bolt holds the undervoltage coil.
  • a significant advantage of the transformer according to the invention is that the undervoltage coil according to the invention is held directly by the core leg. This makes it unnecessary to hold the undervoltage coil by means of blocks on support profiles or the like. Also eliminates the adjustment of the lower voltage coil relative to the high voltage coil.
  • the fixing bolt extends perpendicularly, at least approximately perpendicular, to the longitudinal axis of the undervoltage coil and perpendicularly, at least approximately perpendicularly, to the longitudinal axis of the core limb.
  • the core limb has at least two tie-rod sheets and at least one core bolt passed through the core lamination stack of the core limb, wherein a first tie-sheet lamination at a first side surface of the core lamination stack and a second tie lamination sheet at the opposite second side surface of the core lamination at least a core bolt are connected to each other and compress the transformer core plates of the core stack, and the at least one bolt holding recess is arranged in the first tie plate.
  • the at least one Bolzenhalteauslangung may be formed in the first tie plate, for example, by a through hole.
  • the undervoltage coil has an electrical connection plate which forms an electrical coil connection of the undervoltage coil, the electrical connection plate forms at least a section of the inner surface of the undervoltage coil and the at least one insertion recess is arranged in the electrical connection plate.
  • the at least one Einhticianausströmung can be formed for example by a through hole.
  • At least one spacer element is preferably arranged, which ensures a predetermined minimum distance between the low voltage coil and the first tie plate.
  • the spacer element can be pushed onto the fixing bolt or connected in one piece with this.
  • At least one at least partially wedge-shaped wedge element is arranged between the second side surface of the core limb and the undervoltage coil opposite the first side surface of the core limb, pushing the undervoltage coil away from the second side surface of the core limb so that the undervoltage coil draws toward the first side surface.
  • the invention also relates to a method for manufacturing a transformer in which a low-voltage coil is placed on a core leg of a transformer core, while the core leg is passed through the undervoltage coil.
  • at least one fixing bolt is inserted or taken in a Bolzenhalteaus strictlyung of the core leg, the lower voltage coil is placed on the core leg, and first off-center to allow passing the undervoltage coil on the laterally projecting fixing bolt, and - as soon as in the Lower tension coil provided Einh brieflyaus principlesung has reached the height of the fixing bolt - the lower voltage coil laterally offset or laterally displaced and is pushed with the Einhticianausström supraung on the protruding fixing bolts.
  • an at least partially wedge-shaped wedge element is introduced between the second side of the core limb opposite the first side of the core limb and the low-voltage coil, and the lower-voltage coil from the second side of the core limb pushed away and thus attracted to the first side of the core leg.
  • FIGS. 1 and 2 The structure of a transformer according to the prior art is exemplary in the FIGS. 1 and 2 shown in more detail.
  • the core leg 10 is passed through an undervoltage coil 30 and a high-voltage coil 40. It can be seen that the two coils 30 and 40 are aligned concentrically with each other, wherein the lower voltage coil 30 is disposed within the high voltage coil 40.
  • the FIG. 1 also shows two carrier profiles 50 and 60, on which the low voltage coil 30 and the high voltage coil 40 rest.
  • To adjust the low voltage coil 30 and the high voltage coil 40 blocks are provided, of which in the FIG. 1 three are shown by way of example and designated by the reference numeral 70.
  • the function of the blocks 70 is also to adjust the low voltage coil 30 relative to the high voltage coil 40 and relative to the core leg 10.
  • FIG. 2 shows by way of example the configuration of the blocks 70 according to FIG. 1 in cross section. It can be seen a coil portion 30a of the lower voltage coil and a coil portion 40a of the high-voltage coil, which are separated by an adjusting pin 80 of the pad 70 and thus adjusted to each other.
  • FIGS. 3 to 6 An exemplary embodiment of a transformer according to the invention and an exemplary embodiment of the method according to the invention will now be explained by way of example.
  • the FIGS. 3 to 6 show by way of example the arrangement of an undervoltage coil of the transformer relative to the associated core leg of the transformer core.
  • FIG. 4 is the arrangement of the undervoltage coil 100 relative to the core leg in cross section along the section line II 'according to FIG. 3 shown.
  • the core limb 120 has a core lamination stack 130 that consists of a large number in the FIG. 4 vertically extending transformer core plates is formed.
  • the transformer core sheets are in the FIG. 4 not shown explicitly for reasons of clarity, the lamination stack 130 is only indicated as a whole by a hatching.
  • the transformer core laminations of the core lamination stack 130 are pressed together, for example, by two tie plates and two or more (eg, three) core bolts; Additionally or alternatively, core bandages can be used for compression.
  • a first Buchankerblech 140 at a first (in the FIG. 4 right) side surface 150 of the core lamination stack 130;
  • a second tie plate 160 is located at the opposite second (in the FIG. 4 left side) 165 of the core lamination stack 130.
  • the two Ceiankerbcheche 140 and 160 are interconnected by the three core pins, which in the FIG. 4 are denoted by the reference numerals 170, 171 and 172.
  • the three core bolts 170, 171 and 172 are - at least approximately - aligned perpendicular to the longitudinal direction of the core limb 120.
  • the undervoltage coil 100 is aligned concentrically with the core limb 120 and is fastened to the core limb 120 by means of two fixing bolts 200 and 210.
  • the two fixing bolts 200 and 210 extend perpendicularly, at least approximately vertically, to the longitudinal axis of the undervoltage coil 100 and thus perpendicularly, at least approximately perpendicular, to the longitudinal axis of the core limb 120.
  • FIGS. 5 and 6 The attachment of the undervoltage coil 100 to the core leg 120 by means of the two fixing bolts 200 and 210 is in the FIGS. 5 and 6 shown in more detail in detail; while showing the FIG. 5 the in the FIG. 4 marked with the reference B Detail and the FIG. 6 the in the FIG. 4 with the reference C more detail marked.
  • first tie-sheet 140 and thus the core leg 120 have two pin-holding recesses 220 and 230.
  • the Bolzenhalteausnatural aus 220 and 230 are formed by through holes that pass through the first Switzerlandankerblech 140 completely, so that the first bolt end 240 of the two fixing bolts 200 and 210 can rest directly on the outermost transformer core plate of the core stack on the first side surface.
  • the second bolt end 250 of the two fixing bolts 200 and 210 is suspended in two Einhticianaus Principle 260 and 270 in the lower voltage coil 100.
  • the undervoltage coil 100 is equipped with an electrical connection plate 280, which forms an electrical coil terminal of the undervoltage coil 100.
  • this electrical connection plate 280 two through-holes are present, which form the Einhticianaus Principle Prof 260 and 270 in the lower voltage coil 100.
  • the electrical connection plate 280 thus illustratively forms the inside 290 of the undervoltage coil 100, which concentrically surrounds the outer surface of the core lamination packet 130.
  • a spacer device in the form of two spacer elements 300 and 310 is provided between the first tie-rod lamination 140 and the electrical connection lamination 280.
  • the two spacer elements 300 and 310 may be formed for example by spacer plates or spacers, preferably from a electrically non-conductive material.
  • the spacers 300 and 310 may for example be made of plastic, in particular glass fiber reinforced plastic. The two spacers 300 and 310 cause a minimum distance between the first tie plate 140 and in the FIGS. 5 and 6 right side surface of the core leg 120 and the electrical connection plate 280 of the undervoltage coil 100th
  • the two fixing bolts 200 and 210 can each be integrally connected to their associated spacer element 300 or 310.
  • the fixing bolt 200 and the spacer element 300 form a common component and, correspondingly, the fixing bolt 210 and the spacer element 310 form another common component.
  • the fixing bolts and the associated spacer elements preferably consist of the same plastic, in particular of the same glass fiber reinforced plastic. If the fixing bolts and the associated spacer elements are each in one piece, advantageously only one single assembly step is necessary per fixing bolt and spacer element adjustment.
  • the two spacer elements 300 and 310 and the two fixing bolts 200 and 210 are also possible to produce the two spacer elements 300 and 310 and the two fixing bolts 200 and 210 as separate components.
  • the undervoltage coil 100 can be plugged with the EinhCodeaus fundamentalisme 260 and 270 on the second bolt end 250 of the two fixing bolts 200 and 210, whereby the undervoltage coil 100 is fixed on or on the core plate package 130 by hanging.
  • the undervoltage coil 100 is preferably in the direction of the second side surface 165 of the core lamination stack 130 (see FIG. FIG. 4 ) drawn.
  • wedge elements can be used, as in the FIGS. 3 and 4 are denoted by the reference numerals 400 and 410.
  • the function of the wedge elements 400 and 410 is the undervoltage coil 100 after being hooked into the two fixing bolts 200 and 210 (see FIG. FIG. 4 ) to the left or towards the second side surface 165 of the core lamination stack 130, so as to avoid unhooking.
  • the fixing bolts 200 and 210 are hammered into the Bolzenhalteaus strictly adopted 220 and 230 of the core limb 120. If the spacers 300 and 310 are not integrally connected to the fixing bolts 200 and 210, they are subsequently pushed onto the fixing bolts 200 and 210.
  • the undervoltage coil 100 is placed on the associated core limb 120 and thus in the high-voltage coil of the transformer not shown in the figures. This takes place initially off-center, in order to allow passing of the undervoltage coil 100 on the laterally projecting fixing bolts 200 and 210.
  • the lower voltage coil 100 is shifted in the drawings to the left or shifted so that the Undervoltage coil 100 is pushed with the Einhticianaus fundamentalept 260 and 270 on the protruding fixing bolts 200 and 210 and thus fixed on the core leg 120.
  • the undervoltage coil 100 is thus held by the two fixing bolts 200 and 210 and the core limb 120.
  • the two wedge members 400 and 410 could result in an off center arrangement of the undervoltage coil 100, unless the spacers 300 and 310 are provided between the undervoltage coil 100 and the core leg 120.
  • the function of the spacer elements 300 and 310 is thus in the case of a displacement of the lower voltage coil 100 to the left, which by the wedge elements 400 and 410 is to ensure a centric alignment of the undervoltage coil 100 on the core leg 120.
  • the wedge elements 400 and 410 are preferably made of plastic, for example glass fiber reinforced plastic; they may be, for example, rod, strip or plate-shaped.
  • plastic for example glass fiber reinforced plastic
  • at least the front end face of the wedge elements, with which they are introduced into the gap or gap, is preferably wedge-shaped.
  • the wedge elements can also be multi-part, also a plurality of wedge elements can be mounted.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
  • Insulating Of Coils (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Ein derartiger Transformator wird von der Siemens AG unter dem Produktnamen GEAFOL vertrieben und ist in dem Produktprospekt mit der Bestellnummer E50001-G640-A144 eingehend beschrieben. Dieser vorbekannte Transformator weist einen aus Transformatorkernblechen bestehenden Transformatorkern, drei Oberspannungsspulen und drei Unterspannungsspulen auf. Der Transformatorkern umfasst drei Kernschenkel, die jeweils eine Unterspannungsspule und eine Oberspannungsspule durchsetzen. Die Unterspannungsspule ist innerhalb der zugeordneten Oberspannungsspule angeordnet und konzentrisch zu dieser orientiert. Die Unterspannungspulen und die Oberspannungsspulen liegen auf Klötzen auf, die von Trägerprofilen getragen werden.
  • Die JP 58 157116 A zeigt einen Transformator, bei dem ein Isolationszylinder mittels Befestigungselementen am Kern angebracht ist. Ober- und Unterspannungsspule sind mit einem Haftmittel an dem Isolationszylinder befestigt.
  • In der JP 58 070512 A ist ein Transformator offenbart, bei dem Ober- und Unterspannungsspule gemeinsam mit einem Harz zu einer Spule vergossen werden. Beim Verguss werden außerdem Metallplatten mit eingegossen, mittels der die Spule an Befestigungselementen des Kerns befestigt werden kann.
  • Die US 6 326 877 B1 zeigt einen Transformator, bei dem Ober- und Unterspannungsspule zwischen oberem und unterem Jochpressbalken eingeklemmt werden. Stützklötze dienen dabei als Abstandhalter.
  • Die US 4 568 903 A zeigt eine Zündspule, die um den mittleren Schenkel eines Kerns mit drei Schenkeln angeordnet ist. Die Zündspule weist eine an ihrer Außenseite angebrachte Nase und der Kern auf der Innenseite eines äußeren Kernschenkels eine entsprechende Aussparung auf, so dass ein in die Aussparung eingeschobener Bolzen die Nase einklemmt und damit Zündspule und Kern zusammenhält.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transformator anzugeben, bei dem die Unterspannungsspule unabhängig von der Oberspannungsspule gehalten wird und nicht relativ zu dieser ausgerichtet werden muss.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Transformator mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Transformators sind in Unteransprüchen angegeben.
  • Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Unterspannungsspule von dem Kernschenkel mit mindestens einem Fixierbolzen gehalten wird, wobei dass an einer ersten Seitenfläche des Kernschenkels zumindest eine Bolzenhalteausnehmung vorhanden ist, in die ein erstes Bolzenende des Fixierbolzens eingesteckt ist, die Unterspannungsspule zumindest eine Einhängausnehmung aufweist und das zweite Bolzenende des Fixierbolzens in die Einhängausnehmung der Unterspannungsspule eingesteckt ist und der Fixierbolzen die Unterspannungsspule hält.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Transformators besteht darin, dass die Unterspannungsspule erfindungsgemäß unmittelbar von dem Kernschenkel gehalten wird. Dies macht es überflüssig, die Unterspannungsspule mit Hilfe von Klötzen auf Trägerprofilen oder dergleichen zu halten. Auch entfällt die Justage der Unterspannungsspule relativ zur Oberspannungsspule.
  • Vorzugsweise erstreckt sich der Fixierbolzen senkrecht, zumindest annähernd senkrecht, zur Längsachse der Unterspannungsspule und senkrecht, zumindest annähernd senkrecht, zur Längsachse des Kernschenkels.
  • Auch wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Kernschenkel zumindest zwei Zugankerbleche und zumindest einen durch das Kernblechpaket des Kernschenkels hindurchgeführten Kernbolzen aufweist, wobei ein erstes Zugankerblech an einer ersten Seitenfläche des Kernblechpakets und ein zweites Zugankerblech an der gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche des Kernblechzumindest einen Kernbolzen miteinander verbunden sind und die Transformatorkernbleche des Kernblechpakets zusammenpressen, und die zumindest eine Bolzenhalteausnehmung in dem ersten Zugankerblech angeordnet ist.
  • Die zumindest eine Bolzenhalteausnehmung kann in dem ersten Zugankerblech beispielsweise durch ein Durchgangsloch gebildet sein.
  • Auch wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Unterspannungsspule ein elektrisches Anschlussblech aufweist, das einen elektrischen Spulenanschluss der Unterspannungsspule bildet, das elektrische Anschlussblech zumindest einen Abschnitt der Innenfläche der Unterspannungsspule bildet und die zumindest eine Einhängausnehmung in dem elektrischen Anschlussblech angeordnet ist. Die zumindest eine Einhängausnehmung kann beispielsweise durch ein Durchgangsloch gebildet sein.
  • Zwischen der Unterspannungsspule und dem ersten Zugankerblech ist vorzugsweise zumindest ein Distanzelement angeordnet, das einen vorgegebenen Mindestabstand zwischen der Unterspannungsspule und dem ersten Zugankerblech gewährleistet. Das Distanzelement kann auf den Fixierbolzen aufgeschoben oder mit diesem einteilig verbunden sein.
  • Zwecks Ausrichtung der Unterspannungsspule relativ zum Kernschenkel wird es als vorteilhaft angesehen, wenn zwischen der der ersten Seitenfläche des Kernschenkels gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche des Kernschenkels und der Unterspannungsspule mindestens ein zumindest abschnittsweise keilförmiges Keilelement angeordnet ist, das die Unterspannungsspule von der zweiten Seitenfläche des Kernschenkels wegdrückt und damit die Unterspannungsspule zu der ersten Seitenfläche hinzieht.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Herstellen eines Transformators, bei dem eine Unterspannungsspule auf einen Kernschenkel eines Transformatorkerns aufgesetzt und dabei der Kernschenkel durch die Unterspannungsspule hindurchgeführt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest ein Fixierbolzen in eine Bolzenhalteausnehmung des Kernschenkels eingesteckt oder eingeschlagen wird, die Unterspannungsspule auf den Kernschenkel aufgesetzt wird, und zwar zunächst außermittig, um ein Vorbeiführen der Unterspannungsspule an dem seitlich herausstehenden Fixierbolzen zu ermöglichen, und - sobald eine in der Unterspannungsspule vorgesehene Einhängausnehmung in der Höhe des Fixierbolzens angelangt ist - die Unterspannungsspule seitlich versetzt oder seitlich verschoben wird und mit der Einhängausnehmung auf den herausstehenden Fixierbolzen aufgeschoben wird..
  • Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die obigen Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Transformator verwiesen, da die Vorteile des erfindungsgemäßen Transformators denen des erfindungsgemäßen Verfahrens im Wesentlichen entsprechen.
  • Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn zwischen der der ersten Seite des Kernschenkels gegenüberliegenden zweiten Seite des Kernschenkels und der Unterspannungsspule ein zumindest abschnittsweise keilförmiges Keilelement eingeführt wird und die Unterspannungsspule von der zweiten Seite des Kernschenkels wegdrückt und damit zu der ersten Seite des Kernschenkels hingezogen wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
    • Figur 1
    zur allgemeinen Erläuterung einen Transformator nach dem Stand der Technik, wobei der Übersicht halber lediglich ein einziger Kernschenkel in einer aufgeschnittenen Darstellung gezeigt ist,
    Figur 2
    den Aufbau der bei dem Transformator gemäß Figur 1 zum Tragen der Unterspannungsspulen und der Oberspannungsspulen vorgesehenen Klötze im Detail,
    Figuren 3 bis 6
    ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Transformator, wobei in den Figuren der Übersicht halber nur die Anordnung einer Unterspannungsspule relativ zu dem zugeordneten Kernschenkel des Transformatorkerns dargestellt ist.
  • Der Übersicht halber werden in den Figuren für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • Der Aufbau eines Transformators nach dem Stand der Technik ist beispielhaft in den Figuren 1 und 2 näher dargestellt. Man erkennt in der Figur 1 einen der drei Kernschenkel 10 des Transformatorkerns 20. Der Kernschenkel 10 ist durch eine Unterspannungsspule 30 sowie eine Oberspannungsspule 40 hindurchgeführt. Es lässt sich erkennen, dass die beiden Spulen 30 und 40 konzentrisch zueinander justiert sind, wobei die Unterspannungsspule 30 innerhalb der Oberspannungsspule 40 angeordnet ist.
  • Die Figur 1 zeigt darüber hinaus zwei Trägerprofile 50 und 60, auf denen die Unterspannungsspule 30 sowie die Oberspannungsspule 40 ruhen. Zur Justage der Unterspannungsspule 30 und der Oberspannungsspule 40 sind Klötze vorgesehen, von denen in der Figur 1 beispielhaft drei gezeigt und mit dem Bezugszeichen 70 gekennzeichnet sind. Die Funktion der Klötze 70 besteht außerdem darin, die Unterspannungsspule 30 relativ zu der Oberspannungsspule 40 sowie relativ zu dem Kernschenkel 10 zu justieren.
  • Die Figur 2 zeigt beispielhaft die Ausgestaltung der Klötze 70 gemäß Figur 1 im Querschnitt. Man erkennt einen Spulenabschnitt 30a der Unterspannungsspule sowie einen Spulenabschnitt 40a der Oberspannungsspule, die durch einen Justierstift 80 des Klotzes 70 voneinander getrennt und somit zueinander justiert werden.
  • Anhand der Figuren 3 bis 6 wird nachfolgend beispielhaft ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Transformator sowie ein Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Verfahren erläutert. Die Figuren 3 bis 6 zeigen hierzu beispielhaft die Anordnung einer Unterspannungsspule des Transformators relativ zu dem zugeordneten Kernschenkel des Transformatorkerns.
  • In der Figur 3 erkennt man die Unterspannungsspule, die mit dem Bezugszeichen 100 gekennzeichnet ist. Der Kernschenkel, der die Unterspannungsspule 100 durchsetzt, ist in der Figur 3 nicht erkennbar. Er wird durch das Joch 110 des Transformatorkernes verdeckt.
  • In der Figur 4 ist die Anordnung der Unterspannungsspule 100 relativ zum Kernschenkel im Querschnitt entlang der Schnittlinie I-I' gemäß Figur 3 dargestellt. Man erkennt in der Figur 4, dass der Kernschenkel 120 ein Kernblechpaket 130 aufweist, das aus einer Vielzahl an in der Figur 4 vertikal verlaufenden Transformatorkernblechen gebildet ist. Die Transformatorkernbleche sind in der Figur 4 aus Gründen der Übersicht nicht explizit dargestellt, das Kernblechpaket 130 ist lediglich als Ganzes durch eine Schraffur gekennzeichnet.
  • Die Transformatorkernbleche des Kernblechpakets 130 werden beispielsweise durch zwei Zugankerbleche und zwei oder mehr (z. B. drei) Kernbolzen zusammengepresst; zusätzlich oder alternativ können zum Zusammenpressen auch Kernbandagen eingesetzt werden. Dabei ist beispielsweise ein erstes Zugankerblech 140 an einer ersten (in der Figur 4 rechten) Seitenfläche 150 des Kernblechpakets 130 angebracht; ein zweites Zugankerblech 160 befindet sich an der gegenüberliegenden zweiten (in der Figur 4 linken) Seitenfläche 165 des Kernblechpakets 130. Die beiden Zugankerbleche 140 und 160 sind durch die drei Kernbolzen miteinander verbunden, die in der Figur 4 mit den Bezugszeichen 170, 171 und 172 gekennzeichnet sind. Die drei Kernbolzen 170, 171 und 172 sind - zumindest näherungsweise - senkrecht zur Längsrichtung des Kernschenkels 120 ausgerichtet.
  • In der Figur 4 lässt sich darüber hinaus erkennen, dass die Unterspannungsspule 100 konzentrisch zum Kernschenkel 120 justiert ist und an dem Kernschenkel 120 mittels zweier Fixierbolzen 200 und 210 befestigt ist. Die beiden Fixierbolzen 200 und 210 erstrecken sich senkrecht, zumindest annähernd senkrecht, zur Längsachse der Unterspannungsspule 100 und damit senkrecht, zumindest annähernd senkrecht, zur Längsachse des Kernschenkels 120.
  • Die Befestigung der Unterspannungsspule 100 an dem Kernschenkel 120 mittels der beiden Fixierbolzen 200 und 210 ist in den Figuren 5 und 6 näher im Detail gezeigt; dabei zeigt die Figur 5 die in der Figur 4 mit dem Bezugszeichen B gekennzeichnete Einzelheit und die Figur 6 die in der Figur 4 mit dem Bezugszeichen C näher gekennzeichnete Einzelheit.
  • Man erkennt in den Figuren 5 und 6, dass das erste Zugankerblech 140 und damit der Kernschenkel 120 zwei Bolzenhalteausnehmungen 220 und 230 aufweisen. Die Bolzenhalteausnehmungen 220 und 230 sind durch Durchgangslöcher gebildet, die das erste Zugankerblech 140 vollständig durchsetzen, so dass das erste Bolzenende 240 der beiden Fixierbolzen 200 und 210 unmittelbar auf dem äußersten Transformatorkernblech des Kernblechpaketes auf der ersten Seitenfläche aufliegen kann. Das zweite Bolzenende 250 der beiden Fixierbolzen 200 und 210 ist in zwei Einhängausnehmungen 260 und 270 in der Unterspannungsspule 100 eingehängt.
  • Wie sich in den Figuren 4 bis 6 erkennen lässt, ist die Unterspannungsspule 100 mit einem elektrischen Anschlussblech 280 ausgestattet, das einen elektrischen Spulenanschluss der Unterspannungsspule 100 bildet. In diesem elektrischen Anschlussblech 280 sind zwei Durchgangslöcher vorhanden, die die Einhängausnehmungen 260 und 270 in der Unterspannungsspule 100 bilden. Das elektrische Anschlussblech 280 bildet somit anschaulich die Innenseite 290 der Unterspannungsspule 100, die die Außenfläche des Kernblechpakets 130 konzentrisch umgibt.
  • Um eine konzentrische Justage der Unterspannungsspule 100 relativ zu dem Kernblechpaket zu gewährleisten, ist zwischen dem ersten Zugankerblech 140 sowie dem elektrischen Anschlussblech 280 eine Distanzeinrichtung in Form zweier Distanzelemente 300 und 310 vorgesehen. Die beiden Distanzelemente 300 und 310 können beispielsweise durch Distanzplatten oder Distanzscheiben gebildet sein, die vorzugsweise aus einem elektrisch nicht leitenden Material bestehen. Die Distanzelemente 300 und 310 können beispielsweise aus Kunststoff, insbesondere glasfaserverstärktem Kunststoff, bestehen. Die beiden Distanzelemente 300 und 310 bewirken einen Mindestabstand zwischen dem ersten Zugankerblech 140 bzw. der in den Figuren 5 und 6 rechten Seitenfläche des Kernschenkels 120 und dem elektrischen Anschlussblech 280 der Unterspannungsspule 100.
  • Die beiden Fixierbolzen 200 und 210 können jeweils mit ihrem zugeordneten Distanzelement 300 bzw. 310 einteilig verbunden sein. Vorzugsweise bilden der Fixierbolzen 200 und das Distanzelement 300 ein gemeinsames Bauteil und in entsprechender Weise der Fixierbolzen 210 und das Distanzelement 310 ein weiteres gemeinsames Bauteil. Im Falle einer solchen Ausgestaltung bestehen die Fixierbolzen und die zugehörigen Distanzelemente vorzugsweise aus demselben Kunststoff, insbesondere aus demselben glasfaserverstärktem Kunststoff. Sind die Fixierbolzen und die zugehörigen Distanzelemente jeweils einteilig, so ist in vorteilhafter Weise pro Fixierbolzen- und Distanzelementjustage nur ein einziger Montageschritt nötig.
  • Selbstverständlich ist es auch möglich, die beiden Distanzelemente 300 und 310 sowie die beiden Fixierbolzen 200 und 210 als separate Bauteile herzustellen. Bei einer solchen Ausgestaltung würde man vorzugsweise die beiden Fixierbolzen 200 und 210 in die zugeordneten Bolzenhalteausnehmungen 220 und 230 im Kernschenkel 120 bzw. im Zugankerblech 140 des Kernschenkels 120 einschieben oder einschlagen und darauf dann die zugeordneten Distanzelemente 300 und 310 aufschieben. Anschließend kann dann die Unterspannungsspule 100 mit den Einhängausnehmungen 260 und 270 auf dem zweiten Bolzenende 250 der beiden Fixierbolzen 200 und 210 aufgesteckt werden, wodurch die Unterspannungsspule 100 auf bzw. an dem Kernblechpaket 130 durch Einhängen fixiert wird.
  • Um zu vermeiden, dass die Unterspannungsspule 100 von den beiden Fixierbolzen 200 und 210 unbeabsichtigt ausgehängt werden kann, wird die Unterspannungsspule 100 nach einem Einhängen vorzugsweise in Richtung der zweiten Seitenfläche 165 des Kernblechpakets 130 (vgl. Figur 4) gezogen. Hierzu können Keilelemente eingesetzt werden, wie sie in den Figuren 3 und 4 mit den Bezugszeichen 400 und 410 gekennzeichnet sind. Die Funktion der Keilelemente 400 und 410 besteht darin, die Unterspannungsspule 100 nach einem Einhängen in die beiden Fixierbolzen 200 und 210 (vgl. Figur 4) nach links bzw. in Richtung zur zweiten Seitenfläche 165 des Kernblechpakets 130 zu ziehen, um so ein Aushängen zu vermeiden.
  • Nachfolgend wird anhand der Figuren 3-6 ein Ausführungsbeispiel für ein Montageverfahren erläutert:
    Zunächst werden die Fixierbolzen 200 und 210 in die Bolzenhalteausnehmungen 220 und 230 des Kernschenkels 120 eingeschlagen. Falls die Distanzelemente 300 und 310 nicht einteilig mit den Fixierbolzen 200 und 210 verbunden sind, so werden sie nachfolgend auf die Fixierbolzen 200 und 210 aufgeschoben.
  • Nachfolgend wird die Unterspannungsspule 100 auf den zugehörigen Kernschenkel 120 auf und somit in die in den Figuren nicht weiter dargestellte Oberspannungsspule des Transformators eingesetzt. Dies erfolgt zunächst außermittig, um ein Vorbeiführen der Unterspannungsspule 100 an den seitlich herausstehenden Fixierbolzen 200 und 210 zu ermöglichen.
  • Sobald die Einhängausnehmungen 260 und 270, die im innen liegenden elektrischen Anschlussblech 280 der Unterspannungsspule 100 vorgesehen sind, in der Höhe des jeweiligen Fixierbolzens 200 bzw. 210 angelangt sind, wird die Unterspannungsspule 100 in den Zeichnungen nach links versetzt bzw. so verschoben, dass die Unterspannungsspule 100 mit den Einhängausnehmungen 260 und 270 auf die herausstehenden Fixierbolzen 200 und 210 aufgeschoben und somit auf dem Kernschenkel 120 fixiert wird. Die Unterspannungsspule 100 wird damit von den beiden Fixierbolzen 200 und 210 und vom Kernschenkel 120 gehalten.
  • Um zu vermeiden, dass die Unterspannungsspule 100 von den Fixierbolzen 200 und 210 weggeschoben bzw. aus diesen ausgehakt werden kann, werden auf der anderen Seiten der Unterspannungsspule - und zwar in der Figur 4 links zwischen der Unterspannungsspule 100 und dem Kernschenkel 120 - zwei Keilelemente 400 und 410 eingeführt bzw. eingeschlagen, die die Unterspannungsspule 100 nach links versetzen bzw. nach links ziehen, so dass die in der Figur 4 rechte Seite der Unterspannungsspule 100 nach links auf die Fixierbolzen 200 und 210 gezogen wird. Die Funktion der Keilelemente 400 und 410 besteht also darin, ein Aushaken der Unterspannungsspule zu verhindern.
  • Die zwei Keilelemente 400 und 410 könnten zu einer außermittigen Anordnung der Unterspannungsspule 100 führen, wenn nicht die Distanzelemente 300 und 310 zwischen der Unterspannungsspule 100 und dem Kernschenkel 120 vorgesehen werden. Mit anderen Worten besteht die Funktion der Distanzelemente 300 und 310 also darin, bei einem Verrücken der Unterspannungsspule 100 nach links, was durch die Keilelemente 400 und 410 bewirkt wird, eine zentrische Ausrichtung der Unterspannungsspule 100 auf dem Kernschenkel 120 zu gewährleisten.
  • Die Keilelemente 400 und 410 bestehen vorzugsweise aus Kunststoff, beispielsweise glasfaserverstärktem Kunststoff; sie können beispielsweise stab-, leisten- oder plattenförmig sein. Um ein Einführen in den Zwischenraum bzw. Spalt zwischen Kernschenkel 120 und Unterspannungsspule 100 zu gewährleisten, ist zumindest die vordere Stirnseite der Keilelemente, mit denen sie in den Zwischenraum bzw. Spalt eingeführt werden, vorzugsweise keilförmig.
  • Zum Verkeilen der Unterspannungsspule 100 können die Keilelemente auch mehrteilig sein, auch kann eine Vielzahl an Keilelementen montiert werden.
  • Außerdem kann auf dem in der Figur 4 linken (zweiten) Zugankerblech 160 zusätzlich eine Abstandsplatte aufgebracht werden, die mit den einzuschlagenden Keilelementen zusammenwirkt. Beispielsweise können die Keilelemente zwischen einer solchen Abstandsplatte und der Unterspannungsspule 100 eingeschlagen werden, um einen Kontakt mit dem Kernschenkel 120 zu vermeiden.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Kernschenkel
    20
    Transformatorkern
    30
    Unterspannungsspule
    30a
    Spulenabschnitt
    40
    Oberspannungsspule
    40a
    Spulenabschnitt
    50
    Trägerprofil
    60
    Trägerprofil
    70
    Klotz
    80
    Justierstift
    100
    Unterspannungsspule
    110
    Joch
    120
    Kernschenkel
    130
    Kernblechpaket
    140
    Zugankerblech
    150
    Seitenfläche
    160
    Zugankerblech
    165
    Seitenfläche
    170
    Kernbolzen
    171
    Kernbolzen
    172
    Kernbolzen
    200
    Fixierbolzen
    210
    Fixierbolzen
    220
    Bolzenhalteausnehmung
    230
    Bolzenhalteausnehmung
    240
    Bolzenende
    250
    Bolzenende
    260
    Einhängausnehmung
    270
    Einhängausnehmung
    280
    Anschlussblech
    290
    Innenseite
    300
    Distanzelement
    310
    Distanzelement
    400
    Keilelement
    410
    Keilelement
    B
    Einzelheit
    C
    Einzelheit

Claims (9)

  1. Transformator mit einem Transformatorkernbleche aufweisenden Transformatorkern (20), zumindest einer Oberspannungsspule und zumindest einer Unterspannungsspule (100), wobei ein Kernschenkel (120) des Transformatorkerns (20) durch die Unterspannungsspule (100) hindurchgeführt ist, wobei die Unterspannungsspule von dem Kernschenkel mit mindestens einem Fixierbolzen (200, 210) gehalten wird, wobei
    - an einer ersten Seite des Kernschenkels (120) zumindest eine Bolzenhalteausnehmung (220, 230) vorhanden ist, in die ein erstes Bolzenende (240) des Fixierbolzens (200, 210) eingesteckt ist,
    - die Unterspannungsspule (100) zumindest eine Einhängausnehmung (260, 270) aufweist und
    - das zweite Bolzenende (250) des Fixierbolzens (200, 210) in die Einhängausnehmung (260,270) der Unterspannungsspule (100) eingesteckt ist und der Fixierbolzen (200, 210) die Unterspannungsspule (100) hält.
  2. Transformator nach Anspruch 1, wobei sich der Fixierbolzen (200, 210) senkrecht, zumindest annähernd senkrecht, zur Längsachse der Unterspannungsspule (100) und senkrecht, zumindest annähernd senkrecht, zur Längsachse des Kernschenkels (120) erstreckt.
  3. Transformator nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei
    - der Kernschenkel (120) zumindest zwei Zugankerbleche (140, 160) und zumindest einen durch das Kernblechpaket (130) des Kernschenkels (120) hindurchgeführten Kernbolzen (170, 171, 172) aufweist,
    - wobei ein erstes Zugankerblech (140) an einer ersten Seitenfläche (150) des Kernblechpakets (130) und ein zweites Zugankerblech (160) an der gegenüberliegenden zweiten Seitenfläche (165) des Kernblechpakets (130) angebracht ist,
    - die beiden Zugankerbleche (140, 150) durch den zumindest einen Kernbolzen (170, 171, 172) miteinander verbunden sind und die Transformatorkernbleche des Kernblechpakets (130) zusammenpressen, und
    - die zumindest eine Bolzenhalteausnehmung (220, 230) in dem ersten Zugankerblech (140) angeordnet ist.
  4. Transformator nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei
    - die Unterspannungsspule (100) ein elektrisches Anschlussblech (280) aufweist, das einen elektrischen Spulenanschluss der Unterspannungsspule (100) bildet,
    - das elektrische Anschlussblech (280) zumindest einen Abschnitt der Innenfläche der Unterspannungsspule (100) bildet und
    - die zumindest eine Einhängausnehmung (260, 270) in dem elektrischen Anschlussblech (280) angeordnet ist.
  5. Transformator nach einem der Ansprüche 3 bis 4, wobei zwischen der Unterspannungsspule (100) und dem ersten Zugankerblech (140) zumindest ein Distanzelement (300, 310) angeordnet ist, das einen vorgegebenen Mindestabstand zwischen der Unterspannungsspule (100) und dem ersten Zugankerblech (140) gewährleistet.
  6. Transformator nach Anspruch 5, wobei das Distanzelement (300, 310) auf den Fixierbolzen (200, 210) aufgeschoben oder mit diesem einteilig verbunden ist.
  7. Transformator nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei zwischen der der ersten Seite des Kernschenkels (120) gegenüberliegenden zweiten Seite des Kernschenkels (120) und der Unterspannungsspule (100) mindestens ein zumindest abschnittsweise keilförmiges Keilelement (400, 410) angeordnet ist, das die Unterspannungsspule (100) von der zweiten Seite des Kernschenkels (120)wegdrückt und damit die Unterspannungsspule (100) in Richtung auf die erste Seite des Kernschenkels (120) hinzieht.
  8. Verfahren zum Herstellen eines Transformators, bei dem eine Unterspannungsspule (100) auf einen Kernschenkel (120) eines Transformatorkerns (20) aufgesetzt und dabei der Kernschenkel (120) durch die Unterspannungsspule (100) hindurchgeführt wird, wobei
    - zumindest ein Fixierbolzen (200, 210) in eine Bolzenhalteausnehmung (220, 230) des Kernschenkels (120) eingesteckt oder eingeschlagen wird,
    - die Unterspannungsspule (100) auf den Kernschenkel (120) aufgesetzt wird, und zwar zunächst außermittig, um ein Vorbeiführen der Unterspannungsspule (100) an dem seitlich herausstehenden Fixierbolzen (200, 210) zu ermöglichen, und
    - sobald eine in der Unterspannungsspule (100) vorgesehene Einhängausnehmung (260, 270) in der Höhe des Fixierbolzens (200, 210) angelangt ist, die Unterspannungsspule (100) versetzt oder verschoben wird und mit der Einhängausnehmung (260, 270) auf den herausstehenden Fixierbolzen (200, 210) aufgeschoben wird..
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei zwischen Kernschenkel (120) und Unterspannungsspule (100) ein zumindest abschnittsweise keilförmiges Keilelement (400, 410) eingeführt wird und die Unterspannungsspule (100) durch das Keilelement (400, 410) von dem Kernschenkel (120) wegdrückt und damit auf den Fixierbolzen (200,210) gezogen wird.
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