KR101967773B1

KR101967773B1 - 바닥 하부 설치형 변압기

Info

Publication number: KR101967773B1
Application number: KR1020120125464A
Authority: KR
Inventors: 마이클 럭키; 마르코스 바크홀트; 벤자민 베버; 볼프강 머니그
Original assignee: 에이비비 슈바이쯔 아게
Priority date: 2011-11-08
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2019-04-10
Also published as: BR102012028554A2; PL2592635T3; EP2592635A1; BR102012028554B1; US9368268B2; RU2012147473A; RU2609142C2; KR20130050893A; CN103093931A; ES2481397T3; CN103093931B; US20130113589A1; EP2592635B1

Abstract

본 발명은 층으로 이루어진 변압기 코어(12, 42, 52, 92, 112, 114) 및 적어도 하나의 전기 권선(14, 16, 54, 56, 58, 60, 62, 64)을 포함하며, 이를 통하여 상기 변압기 코어(12, 42, 52, 92, 112, 114)가 림 축(76, 78, 80)을 따라 확장된바닥 하부 설치형 변압기(10, 50)에 관한 것이다. 변압기 코어(12, 42, 52, 92, 112, 114)의 두 축의 단부 구역들(82, 84) 각각에서, 상기 변압기 코어(12, 42, 52, 92, 112, 114)와 기계적으로 상호 작용하는 고정 디바이스(18, 20, 66, 68, 70, 72, 74, 94, 116)가 제공되며, 여기서 고정 디바이스들(18, 20, 66, 68, 70, 72, 74, 94, 116)은 이러한 인장 응력으로 구성된다. 이로 인해 대략 수평으로 향해진 림 축들(76, 78, 80)이 주어졌을 때, 바닥 하부 설치형 변압기(10, 50)가 거기서부터 현수된 채로 운반될 수 있다.

Description

바닥 하부 설치형 변압기{UNDERFLOOR TRANSFORMER}

본 발명은, 층으로 이루어진 변압기 코어(layered transformer core), 및 이를 통해 상기 변압기 코어가 림 축(limb axis)을 따라 확장된 적어도 하나의 전기 권선(electrical winding)을 포함하는 바닥 하부 설치형 변압기에 관한 것이다.

해당 라인-바운드 공급 네트워크들(line-bound supply networks)은 전기 에너지를 전달하기 위해 이용 가능하다는 것이 일반적으로 알려진다. 전달될 전력에 따라, 상기 공급 네트워크들은, 예를 들어 380 kV, 110 kV, 또는 그렇지 않으면 10 kV의 정격 전압(rated voltage)을 갖는데, 통상적으로 50 또는 60 Hz의 네트워크 주파수가 사용된다. 고정 소비자에게 공급하기 위한 공급 네트워크는 통상적으로 3상(phases)으로 구성되며, 따라서 3개의 공급 라인들을 구비한 시스템은, 각각의 경우에 서로에 대해 120도의 상 이동(phase shift)이 일어났을 때, 본 라인들의 전류와 전압의 절대값이 동일한 대칭 상태로 이용 가능하다.

예를 들어 철도들 또는 전차들과 같은 이동성 소비자들(mobile consumers)을 위한 에너지 공급 시스템들은 통상적으로 단상(single phase)으로 구성되는데, 즉 단상에 있어서, 공급이 개별 공급 라인을 통해 피드백으로 제공되어서, 금속의 레일(metallic rail)을 통해 발생한다. 오버헤드 라인 버스들(overhead line buses)의 경우에, 일반적으로 두 개의 공급 라인들은, 귀환 도체(return conductor)로서 사용될 수 있는 레일의 부재로 인해, 제공된다. 이러한 어플리케이션에 있어서 네트워크 주파수는, 보통 유럽에서는 적어도 16 2/3, 25, 50, 또는 60 Hz이고, 전차들과 같은 일부 경우들에 있어서, 직류 전압이 또한 때때로 사용된다.

통상적인 교류 공급 전압(alternating supply voltage)을 10 kV에서 15 kV로 변압(transform)하기 위해, 이동성 변압기들이 제공되어서, 예를 들어 여객 열차의 바닥 하부 구역(underfloor region)으로 결합된다.

바닥 하부의 배치로 인해, 상기 이동성 변압기들은, 특히 높이에 대해 매우 제한된 사용 가능한 공간을 가질 뿐이며, 보통 유압 변압기(oil transformer)로서 구현된다. 오일은, 여기서 한편으로는 작동 중에 생성되는 폐열(waste heat)을 전도하여 빠져나가게 하기 위한 냉각제, 및 작은 절연 거리들(insulating distances)과 이에 따라 콤팩트한 설계가 구현될 수 있는 절연 수단의 역할을 한다.

하지만 기계적인 이유로, 이러한 변압기는 보통 고정 형식(stationary fashion)으로만 배열될 수 있는데, 다시 말해 림 축(limb axis)은 수직 방향으로 향해있지만, 이것은 바닥 하부 구역에서 사용 가능한 평탄한 공간에 해당하지 않는다는 단점이 있다. 추가적으로, 안전의 이유로, 연소성 매질(combustible medium)로서 오일은, 가능하다면, 운송의 수단에서는 기피될 것이다. 누운 배열(lying arrangement)은 사용 가능한 공간을 훨씬 더 잘 사용하지만, 누운 위치에서 존재하며 코어 중량이 전달되는 권선(winding)의 압축 하중(compressive loading)으로 인해, 기계적인 문제들이 발생한다. 건식 변압기들(dry transformers)에 대한 실시예의 변형들이 또한 알려져 있는데, 하지만 변압기들은 권선들의 압축 하중 문제들로 인해, 직립 위치로 또한 배열되며, 이러한 경우에는 오일의 부재로 인해, 증가된 냉각이 보장되어야 한다.

이러한 종래의 기술을 시작점으로 간주하여, 본 발명의 목적은 이동성 어플리케이션들을 위해, 누운 위치로 배열될 수 있는 건식 변압기를 구체화하는 것이다.

본 목적은 초반부에 구체화된 유형의 건식 변압기를 사용하여 달성된다. 상기 건식 변압기는, 변압기 코어의 두 축의 단부 구역들(axial end regions) 각각에서, 상기 변압기 코어와 기계적으로 상호 작용하는 고정 디바이스(securing device)가 제공되며, 여기서 고정 디바이스들은, 대략 수평으로 향해진 림 축이 주어졌을 때, 바닥 하부 설치형 변압기가 거기서부터 현수된(suspended) 채로 운반될 수 있는 인장 응력(tensile force stressing)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 기본 개념은 현수된 배열(suspended arrangement)을 위한 바닥 하부 설치형 변압기를 제공하는 것이며, 여기서 고정 디바이스들은 변압기 코어의 두 축 단부들에 직접 결합되고, 상기 변압기 코어가 림 축을 따라 확장된 적어도 하나의 전기 권선을 통한 코어 중량의 전달은 이루어지지 않는다. 누운 배열일 때, 중공 원통형 권선(hollow cylindrical winding)은, 사실 다른 점에서, 압축 하중에 대하여 반지름 방향(radial direction)으로, 즉 권선이 누운 설치 위치로 배열되었을 때에 수직 하향으로 제공될 것이다. 특히 직립 건식 변압기들의 경우에 림 축을 따라 제공되는 냉각 덕트들은, 예를 들어 여러 톤(tonnes)까지의 중량 부하(weight loading)를 버텨낼 수 없는데, 그 이유는 통상적인 직립 배열일 경우에, 권선의 자체 중량만이 권선을 통해 전달되어야 하기 때문이며, 이러한 경우에 냉각 덕트들은 수직 방향으로 향해져 있으며, 결정적으로 어떤 중량 부하에도 쉽게 영향을 받지 않는다.

본 발명에 따른 바닥 하부 설치형 변압기의 한 선호되는 실시예에 따라, 층으로 이루어진 변압기 코어의 인접하는 층들은 적어도 하나의 림 축을 따라 서로 접합된다. 본 발명에 따른 바닥 하부 설치형 변압기의 코어에 대한 해당 확장된 실시예에서, 사실 두 축의 코어 단부들에서 현수(suspension)가 일어날 경우, 코어 림들(core limbs)의 구부러짐(bending)이 발생하는 것이 가능하며, 여기서 구부러짐은 변압기 코어의 자체 중량 및 권선의 중량 모두에 의해 일어난다. 변압기 코어의 층으로 이루어진 실시예는, 림 축에 대하여 교차하는 방향(transverse direction)인 자체 하중 지지력(loadability)이 구체적으로 고체 코어(solid core)와 비교하여 누운 배열에서 감소되게 하며, 여기서 다른 한편으로 와전류 손실(eddy current losses)을 피하기 위해 코어의 적층(lamination)이 불가피하다. 특히 변압기 림들의 구역에서 인접한 적층된 층들의 접합은 림의 기계적인 안정도를 증가시킨다. 서로에 대한 모든 적층된 층들의 접합의 경우에, 변압기 림의 하중 지지력은 고체, 즉 적층되지 않은 실시예의 하중 지지력에 대략적으로 해당한다. 결과로서, 본 발명에 따른 바닥 하부 설치형 변압기의 확장된 실시예들은, 예를 들어 코어 길이가 코어 폭에 대하여 3배 내지 6배에 해당하는데, 이는 구부러짐의 문제없이 유리하게 구현될 수 있다.

변압기 코어, 특히 이것의 림들을 안정시키기 위한 본 발명에 따른 추가적인 가능성은, 층으로 이루어진 변압기 코어가 적어도 하나의 림 축을 따라 적어도 하나의 안정기 판(stabilizer plate)을 갖는다는 것이다. 안정기 판은 코어 적층과 비교하여 증가된 두께, 예를 들어 이것의 3 내지 10배 두께 또는 몇 밀리미터 정도 두께를 갖는다. 안정기 판 재료의 선택에 따라, 와전류들이 또한 거기에서 발생하지만, 다른 한편으로 이들은 안정기 판에 의해 점유된 림 단면(limb cross section)의 작은 부분이기 때문에 사실상 무시될 수 있다. 하지만 비-자성이고 전기적으로 비-전도성 재료들, 예를 들어 낮은 중량으로 유리하게 구별되는 합성 재료들(composite materials)이 또한 생각될 수 있는데, 이는 특히 이동성 어플리케이션들의 경우에 있어서 유리하다.

전기적으로 전도성 재료들의 경우에, 특히 강철 또는 알루미늄은 안정기 판을 위한 출발 재료(starting material)로서 사용될 것이며, 여기서 강철은 증가된 강도를 지니며, 알루미늄은 상대적으로 낮은 중량을 지닌다. 사용 가능한 림 단면을 가급적 많이 활용하기 위해, 적어도 하나의 안정기 판은 층으로 이루어진 변압기 코어의 바깥 경계에 인접한다. 코어 림의 추가적인 안정화(stabilization)는 림 축 부근에 있는 적어도 하나의 안정기 판의 구부러짐에 의해 가능해진다. 프로파일 캐리어들(profile carriers)과 마찬가지로, 이것은 안정기 판의 유효 두께(effective thickness)를 증가시키고, 따라서 이것의 휨 강도(flexural strength)도 증가시킨다. 실제의 변압기 코어 또는 변압기 림에 대한 안정기 판의 추가적인 접합이 또한 여기에 증가된 강도를 더 제공한다.

본 발명의 추가적인 실시예에 따라, 안정기 판은 스프링 특성을 지닌 재료, 예를 들어 스프링 강철로 제조된다. 이것으로 제조된 안정기 판은 하중이 가해지지 않은 상태(unloaded state)에서 림 축을 따라 구부러진다. 이것의 표면상에 코어 림이 배치되었을 경우, 상기 안정기 판이 코어 림의 자체 중량의 결과로서 수평으로 압축되는 방법으로, 스프링 정수(spring constant)가 선택된다. 안정기 판의 이러한 압축 응력(prestressing)은 추가적인 지지 효과(supporting effect) 및 또한 충격에 대비한 댐핑 효과(damping effect)를 달성한다.

선행하는 주장들 중 한 가지에 따라, 본 발명에 있어서의 바닥 하부 설치형 변압기의 한 선호되는 개선에 따르면, 수지가 함유된 섬유 로빙(resin-impregnated fibre roving)을 포함하는 적어도 하나의 층은 적어도 하나의 코어 림 둘레에 감긴다. 예를 들어 섬유 로빙으로서 띠 모양(strip-like)의 유리 섬유 로빙이 가능하며, 수지로서는 에폭시 수지(epoxy resin)가 가능하다. 경화된 상태에서, 수지가 함유된 유리 섬유 로빙은 높은 강도를 지닌 합성 재료를 형성하는데, 이는 자체 전체 확장 축을 따라 각각의 코어 림을 이상적으로 둘러싸고, 이에 따라 이것에 높은 강도를 제공한다. 예를 들어 1 밀리미터 두께의 얇은 층은 충분히 높은 강도를 달성하기에 유리하게도 충분한데, 그 결과로 자기적으로 사용 가능한 코어 단면이 상당히 감소되지 않는다. 추가적으로, 이러한 합성 재료들은 작은 중량으로 구별된다.

본 발명의 한 추가적인 변형에 따라, 적어도 하나의 고정 디바이스는 댐핑 요소를 한 개 가지고 있다. 이것은, 예를 들어 철도 운송 수단들에서 이동성 어플리케이션들에 있어서의 사용을 위해, 특히 유리하다. 철도 운송 수단의 이동(locomotion)으로 인해, 덜컥거림과 같은, 또는 충격과 같은 움직임들이 빈번히 발생하며, 이들은 고정 디바이스들을 통해 바닥 하부 설치형 변압기에 전달된다. 댐퍼들의 결과로서, 변압기에 대한, 그리고 고정 디바이스들에 대한 충격 하중(impact loading)이 감소되고, 상기 변압기는 이에 따라 보다 더 작은 기계적인 응력으로 구성될 수 있다. 예를 들어 탄성이 있는 플라스틱 또는 고무로 만들어진 요소들은 댐퍼들로 적절하다. 이들은 압축 또는 인장 응력(compressive or tensile stress)을 받기 쉬운 방법으로 배열될 수 있다. 고정 디바이스들이, 예를 들어 변압기 코어가 클램핑 디바이스(clamping device)를 사용하여 현수된 채로 부착된 나사결합 로드들(threaded rods)로서 설계되는 경우, 댐퍼 요소는 각각의 나사결합 로드의 인터럽션 지점(interruption point)에 쉽게 결합될 수 있으며, 그 결과 나사결합 로드는 인장 응력을 받기 쉬워진다.

본 발명의 한 추가적인 변형에 따라, 변압기 코어는 복수의 축으로 인접한 전기 권선들을 통해, 림 축을 따라 확장되며, 여기서 변압기 코어와 상호 작용하는 적어도 하나의 추가적인 고정 디바이스는 인접한 권선들 사이에서 제공된다. 동일한 코어 림 상에서의 복수의 각각의 중공 원통형 권선 단편들(winding segments)에 대한 축으로 인접한 배열의 결과로서, 각각의 코어 림에 대한 기계적인 결합(engagement) 가능성은, 해당 축의 공간(axial spacing)이 주어졌을 때, 제공된다. 축의 공간은 본 발명에 따라 선택되어서, 변압기 림과 상호 작용하는 고정 디바이스는, 예를 들어 이러한 방법으로 생성된 5 센티미터 내지 10 센티미터의 간격(gap)으로 배열될 수 있다. 결과로서, 변압기 림에 대한 추가적인 하중 지지 지점(load support point)이 제공되는데, 하중 지지 지점은, 예를 들어 하중 지지 지점들 위에 배치된 운반 구조물(carrying structure)에 의한 코어의 두 축의 단부들에서의 하중 지지 지점들과 같이 지지된다. 결과로서 변압기 림에 대한 굽힘 응력(bending stress)은 유리하게 감소된다. 물론 복수의 추가적인 하중 지지 지점들은 또한 변압기 림마다 가능하다. 전기 권선이 복수의 권선 단편들로부터 형성될 경우, 예를 들어 동일한 유형의 과전압 권선 단편들(over-voltage winding segments)의 직렬 회로(series circuit) 및 동일한 유형의 복수의 부족 전압 단편들(under-voltage segments)의 병렬 회로(parallel circuit)와 같은 적절한 전기적인 실시예가 선택될 것이다.

본 발명에 따라, 권선 단편들은 또한 복수의 코어 림들 사이에서, 예를 들어 2 또는 그렇지 않으면 3 사이에서 쉽게 분배될 수 있으며, 여기서 코어 림들 또는 림 축들은 바람직하게 병렬로 향해져 있다. 이것은 정사각형 같은 기본 형의 바닥 하부 설치형 변압기의 결과를 가져다주는데, 마찬가지로 모양은 운송 수단의 바닥 하부 구역에서 사용 가능한 정사각형 같은 공간에 해당하는데, 그 결과로 사용 가능한 공간은 특히 효과적인 방법으로 활용된다.

본 발명에 따른 바닥 하부 설치형 변압기의 구체화된 장점은 또한 청구항 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 바닥 하부 설치형 변압기가 그 위에 배치된 운반 구조물에 현수된 채로 배열된 바닥 하부 구역이 존재하는 레일 운송 수단에 관한 것이다. 물론 이것은 또한 오버헤드 라인 버스들 또는 이와 유사한 것과 같은 비 레일-바운드 운송 수단들(non-rail-bound vehicles)에 적용된다.

추가적인 유리한 개선 가능성들은 추가적인 종속 청구항들에서 발견될 수 있다.

본 발명의 추가적인 실시예들 및 추가적인 장점들은 다음의 도면들에서 도시된 예시적인 실시예들을 기반으로 하여 보다 더 상세하게 설명될 것이다.

본 발명의 목적은 초반부에 구체화된 유형의 건식 변압기를 사용하여 달성된다. 상기 건식 변압기는, 변압기 코어의 두 축의 단부 구역들 각각에서, 상기 변압기 코어와 기계적으로 상호 작용하는 고정 디바이스(securing device)가 제공되며, 여기서 고정 디바이스들은, 대략 수평으로 향해진 림 축이 주어졌을 때, 바닥 하부 설치형 변압기가 거기서부터 현수된 채로 운반될 수 있는 인장 응력(tensile force stressing)으로 구성되는 것을 특징으로 하여, 종래의 변압기 보다 강도가 더욱 강화되었다.

도 1은 예시적인 바닥 하부 설치형 변압기를 꿰뚫은 단면(section)을 도시하는 도면.
도 2는 층으로 이루어진 변압기 림을 꿰뚫은 단면(cross-section)을 도시하는 도면.
도 3은 제2의 예시적인 바닥 하부 설치형 변압기의 평면도를 도시하는 도면.
도 4는 고정 디바이스를 구비한 제1의 예시적인 코어 구역을 꿰뚫은 단면을 도시하는 도면.
도 5는 고정 디바이스를 구비한 제2의 예시적인 코어 구역을 꿰뚫은 단면을 도시하는 도면.

도 1은 예시적인 바닥 하부 설치형 변압기(10)를 꿰뚫은 단면을 도시한다. 바닥 하부 설치형 변압기(10)는, 주위에 제1의 중공 원통형 권선(14)과 제2의 중공 원통형 권선(16)이 배열된 총 두 개의 림들을 구비한, 수평으로 배열된 변압기 코어(12)를 포함한다. 권선들(14, 16)은 각각 다른 것들에 하나가 인터리빙되고(interleaved), 냉각 덕트들(36)에 의해 반지름 방향으로 분리되어 간격을 이룬 3개의 중공 원통형 권선 단편들을 갖는다. 변압기 코어(12)는 두 개의 고정 디바이스(18, 20)를 이용하여 이것의 한 축의 단부에 현수된 채로 고정되는데, 이것의 다른 축의 단부에서, 두 개의 해당 고정 디바이스들이 또한 제공되지만, 도면에 도시되지는 않는다. 고정 디바이스들(18, 20)은 적층된 방식으로 구체화된 변압기 코어(12)를 꿰뚫은 해당 드릴링된 구멍과 같은 컷아웃(drilled hole-like cutout)을 통해 아랫쪽 단부에 인도된 나사결합 로드들로서 구현된다. 변압기 코어(12)에 대한 나사결합 로드들(18, 20)의 마찰로 인한 잠금 접속(frictionally locking connection)은, 고정 너트(check nut)의 방식으로 윗부분과 아랫부분 사이에서 변압기 코어(12)를 클램핑-인시키는(clamp in) 두 개의 클램핑 디바이스들(26, 28)을 이용하여 구현된다. 변압기는 정사각형 같은 하우징(30)에 배열되는데, 이는 한편으로 변압기에 기계적인 보호를 제공하는 역할을 하며, 다른 한편으로는 또한 권선들(14, 16)을 따라 냉각 공기를 인도하는 역할을 한다. 하지만 해당 냉각 시스템은 도면에 도시되지 않는다. 본 예시에서, 분리벽(dividing wall : 32)은 좌측(left-hand)과 우측(right-hand)의 절반 변압기들(transformer halves) 사이에 배열되는데, 도시되지 않은 후면 구역에는 이러한 방법으로 형성된 덕트들 사이에 변이(transition)가 일어나며, 이 결과로 변압기 하우징(30)을 통한 냉각 공기의 U자형 인도(guidance)가 일어난다. 변압기 코어의 또는 코일의 중량은 하우징(30)을 통해 전달되지 않는다.

도 2는 코어 층들(48, 49)로 배열된 다수의 전기적으로 절연된 적층들을 부분적으로 갖는 층으로 이루어진 변압기 림(42)을 꿰뚫은 단면(40)을 도시한다. 변압기 림(42)의 림 축 부근에서 구부러져 있으며, 변압기 림(42)에 접합된 알루미늄 안정기 판(44)은 변압기 림(42)의 윗부분에 제공된다. 안정기 판(44)의 구부러짐의 결과로서, 안정기 판(44)을 나타내는 측면도(profile)가 형성되며, 따라서 또한 변압기 림(42)은 거기에 연결되고, 구부러짐에 대한 안정도가 증가된다. 해당 안정기 판(46)은 아랫부분에 제공된다. 안정기 판들(44, 46)의 곡선 형은, 도시되지 않았으며 변압기 림(42)을 둘러싼 권선의 중공 원통형 내부 공간에 적합하며, 그 결과로 활성 코어 단면 영역(active core cross-sectional area)의 어떤 관련된 손실도 안정기 판들(44, 46)로부터 발생되지 않는다. 도 2에 도시된 바와 같이, 수지가 함유된 섬유 로빙(resin-impregnated fibre roving)을 갖는 적어도 하나의 층(47)은 변압기 림(42) 둘레에 감길 수 있다.

도 3은 누운 위치에서의 제2의 예시적인 바닥 하부 설치형 변압기의 평면도(50)를 도시한다. 상기 바닥 하부 설치형 변압기(50)는 각각의 림 축들(76, 78, 80)을 따라 작동하는 총 3개의 병렬 코어 림들을 구비한 변압기 코어(52)를 갖는다. 각각의 코어 림에서, 각각의 경우에, 이를 통하여 상기 코어 림이 확장된 두 개의 인접한 중공 원통형 권선들 (54, 56, 58, 60, 62, 64)이 배열되는데, 간격과 같은 축의 중간 구역(86)은 변압기 코어(52)에 대한 기계적 액세스를 가능하게 하며, 각각의 권선 쌍들(pairs) 사이에서 형성된다. 변압기 코어의 똑같이 기계적으로 액세스가 가능한 축의 단부 구역들(82, 84)에서, 각각의 경우에, 변압기 코어(52)가 현수된 방식으로 부착될 3개의 고정 디바이스 부분들(66, 68, 70, 72, 74)이 또한 축의 중간 구역(86)에서와 같이 제공된다. 고정 디바이스 부분들(66, 68, 70, 72, 74)은 로드와 같은 방식으로 구현되며, 각각의 드릴링된 구멍들을 통하여 인도되는데, 이 구멍들은 변압기 코어를 통하여 단면에 또 적응되며, 예를 들어 고정 디바이스의 부분들(66, 68, 70, 72, 74)의 디스크와 같이 진하게 표시된 부분(도시되지 않음)과도 또한 기계적으로 접속되는데, 이 부분들은 이들의 각각의 아래쪽 구역에서 로드들의 방식으로 구현된다. 잠금 디바이스는 변압기 코어(52)의 윗부분에 선택적으로 제공된다.

도 4는 고정 디바이스(94)를 구비한 제1의 예시적인 코어 구역(92)을 꿰뚫은 단면(90)을 도시한다. 이러한 단면에서, 변압기 코어는 운반 구조물(100)에 현수된 채로 부착된다. 고정 디바이스(94)는 인장 하중(tensile loading)을 받기 쉬울 수 있으며, 예를 들어 탄성이 약간 있는 플라스틱으로 제조되는 댐퍼(96)를 갖는다. 나사결합 로드의 방식으로 구현된 고정 구조물(94)과 운반 구조물 사이의 접속은, 이러한 경우에 나사결합 로드가 인도된 드릴링된 구멍, 및 고정 디바이스(98), 예를 들어 나사결합 로드에 부착된 너트를 이용하여 제공된다. 고정 디바이스(98)는 아래쪽 구역에서 U자 형으로 구현되고, 도시된 코어 구역 단면(92)의 적층들을 클램핑-인시키며, 이러한 방법으로 변압기 코어에 대한 마찰력으로 인한 잠금 접속을 형성한다.

도 5는 T형으로 구현되며, 아래의 각 경우로부터 두 개의 T 막대들(T-bars) 상의 코어 림들(112, 114)을 지지하는 현수된 고정 디바이스(116)를 구비한 제2의 예시적인 코어 구역(112, 114)을 꿰뚫은 단면(110)을 도시한다. 고정 디바이스(116)의 이러한 예시는 특히 축으로 분배된 권선들에서 유리한데, 코어 림들의 추가적인 지지는 여기에서는 인접한 권선들 사이의 축의 중간 구역(axial intermediate region)에서 제공된다. T 형의 고정 디바이스(116)는 운반 구조물(122)에서의 드릴링된 구멍, 예를 들어 레일 운송 수단의 바닥 하부를 꿰뚫은 위쪽 구역에 인도되는데, 이는 변압기 코어 위쪽에 위치하며, 상기 고정 디바이스(116)는 부착 수단(attachment means : 120)을 이용하여 거기에서 고정된다. 압력으로 하중이 가해질 수 있는 댐퍼(pressure-loadable damper : 118)는 부착 수단(120)과 운반 구조물(122)의 윗부분 사이에 제공되며, 여기서 댐퍼(118)는 운반 구조물(122)에서부터 변압기 코어까지 충격(impacts)의 전달을 경감(damp)시키며, 그 결과로 변압기 및 고정 구조물(116)은, 특히 레일 운송 수단의 불가피한 진동의 경우에, 기계적으로 안정된다. 마찬가지로, 예를 들어 레일 운송 수단에 대한 변압기의 작동 상 야기된 50 Hz의 진동의 전달이 또한 경감된다.

10 : 예시적인 바닥 하부 설치형 변압기를 꿰뚫은 단면
12 : 제1의 변압기 코어
14 : 제1의 변압기 코어의 제1 권선
16 : 제1의 변압기 코어의 제2 권선
18 : 제1의 변압기 코어의 제1의 고정 디바이스
20 : 제1의 변압기 코어의 제2의 고정 디바이스
22 : 제1의 고정 디바이스의 댐퍼
24 : 제2의 고정 디바이스의 댐퍼
26 : 제1의 고정 디바이스의 클램핑 디바이스
28 : 제2의 고정 디바이스의 클램핑 디바이스
30 : 변압기 하우징 32 : 분리벽
40 : 층으로 이루어진 변압기 림을 꿰뚫은 단면
42 : 층으로 이루어진 변압기 림
44 : 윗부분의 안정기 판 46 : 아랫부분의 안정기판
48 : 제1의 코어 층 49 : 제2의 코어 층
50 : 제2의 예시적인 바닥 하부 설치형 변압기의 평면도
52 : 제2의 변압기 코어
54 : 제2의 변압기 코어의 제1 권선 56 : 제2의 변압기 코어의 제2 권선
58 : 제2의 변압기 코어의 제3 권선 60 : 제2의 변압기 코어의 제4 권선
62 : 제2의 변압기 코어의 제5 권선 64 : 제2의 변압기 코어의 제6 권선
66 : 제1의 고정 디바이스의 제1 부분
68 : 제1의 고정 디바이스의 제2 부분
70 : 제1의 고정 디바이스의 제3 부분
72 : 제2의 고정 디바이스의 제1 부분
74 : 제3의 고정 디바이스의 제1 부분 76 : 제1의 림 축
78 : 제2의 림 축 80 : 제3의 림 축
82 : 제1의 축 단부 구역 84 : 제2의 축 단부 구역
86 : 축의 중간 구역
90 : 고정 디바이스를 구비한 제1의 예시적인 코어 구역을 꿰뚫은 단면
92 : 변압기 코어 요크 94 : 제1의 고정 디바이스
96 : 제1의 고정 디바이스의 댐퍼 98 : 제1의 부착 수단
100 : 제1의 운반 구조물
110 : 고정 디바이스를 구비한 제2의 예시적인 코어 구역을 꿰뚫은 단면
112 : 제1의 변압기 코어 림 114 : 제2의 변압기 코어 림
116 : 제2의 고정 디바이스 118 : 제2의 고정 디바이스의 댐퍼
120 : 제2의 부착 수단 122 : 제2의 운반 구조물

Claims

바닥 하부 설치형 변압기(10, 50)로서,
두 개의 축 단부 구역들(82, 84) 및 복수의 림(limb)들을 갖는, 층으로 이루어진 변압기 코어(12, 42, 52, 92, 112, 114) - 각각의 림은 평행 배열로 수평으로 연장되고 서로의 상부에 적층됨 -;
적어도 하나의 전기 권선(14, 16, 54, 56, 58, 60, 62, 64) - 상기 전기 권선을 통해 상기 변압기 코어(12, 42, 52, 92, 112, 114)가 림 축(76, 78, 80)을 따라 확장되고, 상기 적어도 하나의 전기 권선은 상기 적어도 하나의 전기 권선을 따라 냉각제를 안내하기 위한 적어도 하나의 냉각 덕트(duct)를 포함함 -; 및
고정 디바이스들(18, 20, 66, 68, 70, 72, 74, 94, 116)을 포함하고,
상기 고정 디바이스들은 각각 상기 변압기 코어의 상기 두 개의 축 단부 구역들의 해당되는 각각에 제공되고,
상기 고정 디바이스들(18, 20, 66, 68, 70, 72, 74, 94, 116)은 상기 변압기 코어(12, 42, 52, 92, 112, 114)와 기계적으로 상호 작용하도록 구성되고,
상기 고정 디바이스들은 상기 바닥 하부 설치형 변압기(10, 50)가 수평 방향의 림 축(76, 78, 80)이 주어진 상기 고정 디바이스들에 현수된(suspended) 채로 운반될 수 있도록 인장 응력(tensile force stressing)을 가하도록 구성되고,
적어도 하나의 현수 디바이스(suspension device)를 구비한 상기 고정 디바이스들은 상기 적어도 하나의 현수 디바이스 아래에 현수된 상기 바닥 하부 설치형 변압기의 전체 중량을 지지하도록 구성되고,
상기 바닥 하부 설치형 변압기는 레일 운송 수단에 에너지를 공급하도록 구성되고, 상기 변압기 코어는 상기 고정 디바이스들 사이의 상기 림 축을 따라 분할되지 않은 상태로 연장되는 단일 구조물인 것을 특징으로 하는, 바닥 하부 설치형 변압기.
제1항에 있어서, 상기 층으로 이루어진 변압기 코어(12, 42, 52, 92, 112, 114)의 인접한 층들(48, 49)은 적어도 하나의 림 축들(76, 78, 80)을 따라 서로 접합되는 것을 특징으로 하는,
바닥 하부 설치형 변압기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 층으로 이루어진 변압기 코어(12, 42, 52, 92, 112, 114)는 적어도 하나의 림 축(76, 78, 80)을 따라 적어도 하나의 안정기 판(44, 46)을 갖는 것을 특징으로 하는,
바닥 하부 설치형 변압기.
제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 안정기 판(44, 46)은 강철판 또는 알루미늄판인 것을 특징으로 하는,
바닥 하부 설치형 변압기.
제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 안정기 판(44, 46)은 상기 층으로 이루어진 변압기 코어(12, 42, 52, 92, 112, 114)의 바깥 경계에 인접하는 것을 특징으로 하는,
바닥 하부 설치형 변압기.
제5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 안정기 판(44, 46)은 상기 림 축(76, 78, 80) 부근에서 구부러지는 것을 특징으로 하는,
바닥 하부 설치형 변압기.
제5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 안정기 판(44, 46)은 상기 림 축(76, 78, 80)을 따라 구부러지는 것을 특징으로 하는,
바닥 하부 설치형 변압기.
제3항에 있어서, 상기 안정기 판(44, 46)은, 적어도 특정 구역들에서, 상기 층으로 이루어진 변압기 코어(12, 42, 52, 92, 112, 114)에 접합되는 것을 특징으로 하는,
바닥 하부 설치형 변압기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 수지가 함유된 섬유 로빙(resin-impregnated fibre roving)을 포함하는 적어도 하나의 층은 적어도 하나의 림 둘레에 감기는 것을 특징으로 하는,
바닥 하부 설치형 변압기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 고정 디바이스(18, 20, 66, 68, 70, 72, 74, 94, 116)는 댐핑 요소(22, 24, 96, 118)를 갖는 것을 특징으로 하는,
바닥 하부 설치형 변압기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 변압기 코어(12, 42, 52, 92, 112, 114)는 복수의 축으로 인접한 전기 권선들(54, 56; 58; 60; 62; 64)을 통해, 림 축들(76, 78, 80)을 따라 확장되며, 여기서 상기 변압기 코어(12, 42, 52, 92, 112, 114)와 상호 작용하는 적어도 하나의 추가적인 고정 디바이스(72, 116)는 인접한 권선들 사이에 제공되는 것을 특징으로 하는,
바닥 하부 설치형 변압기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 복수의 병렬 림 축들(76, 78, 80)이 제공되는 것을 특징으로 하는,
바닥 하부 설치형 변압기.
레일 운송 수단으로서,
상기 레일 운송 수단은,
제1항 또는 제2항에 따른 바닥 하부 설치형 변압기(10, 50)가 그 위에 위치된 운반 구조물(100, 112)에 현수된 채로 배치되는 바닥 하부 구역을 갖는 것을 특징으로 하는,
레일 운송 수단.