WO2013184008A1 - Transformador trifásico tipo tambor y procedimientos para fabricar el mismo - Google Patents

Transformador trifásico tipo tambor y procedimientos para fabricar el mismo Download PDF

Info

Publication number
WO2013184008A1
WO2013184008A1 PCT/PE2012/000008 PE2012000008W WO2013184008A1 WO 2013184008 A1 WO2013184008 A1 WO 2013184008A1 PE 2012000008 W PE2012000008 W PE 2012000008W WO 2013184008 A1 WO2013184008 A1 WO 2013184008A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
core
transformer
coils
windows
central body
Prior art date
Application number
PCT/PE2012/000008
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Anibal Eduardo ISMODES CASCON
Oscar Antonio MELGAREJO PONTE
Original Assignee
Pontificia Universidad Catolica Del Peru
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 Pontificia Universidad Catolica Del Peru filed Critical Pontificia Universidad Catolica Del Peru
Priority to BR112014029595A priority Critical patent/BR112014029595A2/pt
Priority to US14/406,327 priority patent/US9728318B2/en
Priority to DE112012006471.2T priority patent/DE112012006471T5/de
Publication of WO2013184008A1 publication Critical patent/WO2013184008A1/es

Links

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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/12—Two-phase, three-phase or polyphase transformers
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • 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
    • H01F41/04—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 for manufacturing coils
    • H01F41/06—Coil winding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49071—Electromagnet, transformer or inductor by winding or coiling

Definitions

  • the invention consists of a new type of three-phase electric voltage and current transformer, useful for the transmission and distribution of electrical energy as well as manufacturing processes thereof.
  • E effective voltage induced in a coil due to a sinusoidal magnetic flux variation.
  • N Number of turns of the coil subjected to a variation of magnetic flux
  • Req fe Equivalent reluctance of iron for the closed loop magnetic circuit through which the magnetic flux circulates.
  • Each phase of the transformer, including the primary and secondary winding elements, can be represented by an electrical circuit powered by an effective voltage Vi and formed by the following set of impedances:
  • X represents the reactance due to the dispersion flow concatenated with the transformer primary.
  • R represents the resistance of total losses in the core
  • R 2 represents the secondary winding resistance
  • X d, i represents the reactance due to the dispersion flow concatenated with the secondary of the transformer.
  • Z c Zé represents the impedance of the transformer load.
  • I Q vacuum current varies between 0.6 - 5% of the nominal I, being I nominal the maximum current that can circulate regularly and permanently through an electric machine without damaging it.
  • the transformer is constructed by placing a primary winding and a secondary winding on each of the core columns.
  • the three primary windings are connected to each other in delta connection or star connection, a three-phase primary voltage is applied and in each of the secondary windings a secondary three-phase voltage is generated.
  • the three secondary windings are also connected in star connection or in delta connection, according to the requirements of the corresponding load.
  • This type of transformer has several decades of existence.
  • the following figure shows a photograph in which the characteristic exterior appearance of the three-phase column transformer shown in Figure 2 can be observed.
  • the inner core is normally constructed by superimposing plates or sheets of ferromagnetic material such as those shown in Figure 3:
  • the three-phase drum-type transformer of the present invention could be considered to be winding rotor induction motors.
  • Nikola Tesla developed the asynchronous or induction motor.
  • the three-phase induction motor is mostly built, according to what is known as the squirrel cage rotor. It is the most used electric motor to convert electrical energy into mechanical energy.
  • the asynchronous or winding rotor induction motor is also constructed.
  • the rotor coils by means of sliding rings, are connected to the outside of the rotor and by means of impedances the rotational speed of the rotor can be controlled.
  • stator there is a group of three three-phase windings that are the ones that connect to an external three-phase voltage source.
  • Three three-phase windings are also inserted into the rotor, with an arrangement equal to that of the stator.
  • Both the rotor and the stator are constructed by stacking sheets of ferromagnetic material (silicon steel) as shown in Figure 8:
  • the presence of the air gap causes that, for an equivalent power, the value of Xm in the induction motor is about 10 times less than that of a similar power transformer.
  • This causes the vacuum current, as already mentioned, to be excessive and it becomes inconvenient to use the asynchronous motor of the wound rotor as a transformer.
  • the use of winding rotor motors as variable voltage sources (using the transformer principle), has been falling into disuse due mainly to the low efficiency due to the air gap.
  • This new type of transformer comprises a magnetic ferro drum-shaped core characterized in that the drum core has a plurality of holes or windows parallel to the longitudinal axis of the drum to accommodate the windings, the windows being located near the periphery of the drum symmetrically distributed in the 360 ° of the circumference, each coil of the transformer being parallel to said longitudinal axis of the drum and each coil crossing said longitudinal axis.
  • the core comprises two main components:
  • the central body is formed by a plurality of silicon steel plates stacked on each other, each of which has grooves or housings on its periphery to accommodate the windings and with air gap elimination systems of the grooves or housings.
  • This core can be made in four different construction modes in each variant of the transformer embodiment as will be described later. You can also have a constructive mode where the core is made only of stacked plates and where the plates have windows instead of grooves. In this construction mode, the winding of the transformer is done by hand.
  • a first variant embodiment of the transformer there are six grooves or windows that extend parallel to the longitudinal axis of the drum and the primary winding and the secondary winding of each phase are housed in the same window, that is to say the winding of the secondary is on the winding of the primary winding, so that in each phase of the transformer there is no gap between the primary coil and the secondary coil.
  • Figure 2 Photograph of a three-phase distribution transformer
  • Figure 3 Constructive form of silicon steel plates by means of which the majority of three-phase transformer cores are constructed
  • Cross section of the magnetic core (10) of a three-phase drum-type transformer that has six windows, each window (13) extends parallel to the longitudinal axis of the core, with the primary winding (1 1) and the secondary winding (12) of each phase In the same accommodation.
  • a model of the first variant of the transformer is presented, characterized by a central Core (20) formed by thin sheets of silicon steel stacked on top of each other, each with six trapezoidal grooves located at the ends.
  • the primary (21) and secondary (22) windings of each phase are located in the slots (also called windows).
  • Each slot (23) has a trapezoidal plate (24) that fits into it so that it closes the circuit for magnetic flux.
  • the figure on the left exemplifies the mode of insertion of the ferromagnetic material that closes a groove, the figure on the right shows the transformer with all its grooves closed. The elimination of the air gap is shown with the insertion of a ferromagnetic material in the openings that facilitate winding for the first variant.
  • the core comprises a central body (30) and an air gap elimination system (34), each of the plates of the central body has six trapezoidal housings (33), each of which is connected by a groove (30 .a) with the outside; and the closure of the air gap consists of six groups (34) of sheets (34a) that extend parallel to the longitudinal axis and fit into the grooves once the stacking of the circular plates of the central body is carried out, and thus close the circuit for flow magnetic.
  • the primary (31) and secondary (32) windings of each phase are housed in the same pair of grooves.
  • the figure on the left exemplifies the mode of insertion of the ferromagnetic material, the figure on the right shows the transformer with all its windows closed.
  • a fourth construction modality of the central body (40) is described, where the closure of the air gap consists of a rolled iron (44) around the central body. Also, in the transformer the primary windings (41) and the secondary windings (42) are housed in the same window.
  • step a) the primary winding (21) is shown, in step b) the secondary winding (22) of the same phase, in step c ) the placement of the air gap elimination system (24), and figure 14d) shows the transformer of figure 11 already constructed.
  • a second variant of the Transformer Core (50) is shown with twelve grooves or windows extending parallel to its longitudinal axis. Also, the Primary winding (51) is placed in a window other than the window in which the secondary winding (52) is placed.
  • a central body (60) formed by a plurality of silicon steel plates stacked on top of each other, each of which has twelve trapezoidal grooves (63) to accommodate the primary (61) and secondary (62) windings , which are housed in different slots.
  • a model of the second variant of 12 windows with air gap closure with plates is shown. It is formed by the core comprising a central body (70) and an air gap elimination system, where each of the steel plates that make up the central body has twelve trapezoidal grooves (73) each of which is communicated by a slot 70a with the outside; and the closure of the air gap consists of twelve clusters (74) of sheets (74a) that fit in the grooves, once the stacking of the circular plates of the central body has been carried out, and thus close the circuit for the magnetic flux. Likewise, the primary winding (71) and the secondary winding (72) of each phase are housed in different locations.
  • the primary (81) and secondary (82) windings are housed in different locations, 30 ° apart from each other, and the air gap closure consists of a rolled iron (84) around the central body. It is important to underline that the grooves do not need to be as deep (difference not shown in the figures) as in the third modality because it is not necessary to accommodate trapezoidal plates.
  • third modality Front view of a prototype transformer with plates as air gap closure.
  • Second variant Longitudinal view of core prototype with 12 slots. Each primary winding and each secondary winding occupies two slots. The external winding of silicon steel plates of the type shown in Figure 13 is missing.
  • Second variant, fourth mode front view of core prototype with 12 slots. Each primary winding and each secondary winding occupies two slots.
  • the invention consists of a three-phase transformer for the transmission of electric energy of the type with drum-shaped core made of ferromagnetic material where: •
  • the drum core has holes or windows that extend parallel to the longitudinal axis of the drum
  • the transformer has three pairs of coils, corresponding to the first, second and third phases,
  • Each pair of coils consists of a primary coil and a secondary coil
  • the coils are distributed symmetrically around the longitudinal axis of the core, each coil being housed in a pair of diametrically opposite windows or grooves and each coil crossing said longitudinal axis.
  • the material of the plates for the central body can be: silicon steel or ferrite.
  • Figures 9 to 14 correspond to a first variant embodiment of the core, with six windows or slots to accommodate the six coils and Figures 15 to 19 to a second variant embodiment of the core, with twelve windows or slots to accommodate the six coils
  • the core can be constructed from four different construction modalities.
  • the core is made of stacked plates where the plates have windows instead of grooves.
  • the winding is done by hand.
  • the ferromagnetic core (10) has six windows (13) that extend parallel to the longitudinal axis of the core, the primary winding (11) and the secondary winding (12) of each phase being in the same housing.
  • Figure 10 shows the cross section of Figure 9 where the plates stacked on top of each other can be seen.
  • the core comprises two main components: a central body and an air gap elimination system,
  • the central body (20) is formed by a plurality of silicon steel plates stacked on top of each other, each of which has six trapezoidal grooves (23) on the edge of the circumference to accommodate the windings
  • the Air gap elimination system for each plate consists of six ferromagnetic elements in the form of trapezoidal plates (24) that fit into each circular plate of the central body and thus close the circuit for magnetic flux.
  • the primary (21) and secondary (22) windings of each phase are housed in the same slots.
  • trapezoidal plates they can be otherwise, for example, rectangular. These elements could be previously removed from the same grooves of each circular plate of the central body.
  • the procedure for assembling this second modality can be one of those known in the state of the art, such as making perforations in each plate, and through it passing through hardeners at whose ends fasteners such as nuts are placed.
  • the core comprises a central body (30) and an air gap removal system (34), but differs in that each of the plates of the central body has six housings in trapezoidal shape (33), each of which is connected by a groove (30.a) with the outside; and the closure of the air gap consists of six groups (34) of sheets (34a) that extend parallel to the longitudinal axis and fit into the grooves once the stacking of the circular plates of the central body is carried out, and thus close the circuit for flow magnetic.
  • the primary (21) and secondary (22) windings of each phase are housed in the same pair of grooves.
  • FIG 13 a fourth construction modality of the central body (40) is described, where the plates of the central body are identical to the second construction modality (20), and it differs in that the closure of the air gap consists of a rolled iron ( 44) around the central body. Also, in the transformer the primary windings (41) and the secondary windings (42) are housed in the same window. In addition, it also differs in that the grooves do not need to be as deep (difference not shown in the figures) as in the third mode because it does not need to accommodate trapezoidal plates.
  • FIG 14 the manufacturing process of a transformer for the first variant, second modality is schematized. It is necessary to highlight that the air gap removal systems have been previously extracted from each of the circular plates that make up the central body.
  • step a) the winding of the primary (21) is shown
  • step b) the winding of the secondary (22) of the same phase
  • step c) the placement of the air gap elimination system (24)
  • Figure 14d) shows the transformer of Figure 11 already built.
  • the second variant of the transformer core is described in Figures 15 to 19.
  • this variant there are twelve windows that extend parallel to the longitudinal axis of the core and the primary and secondary winding of each phase are placed in adjacent windows.
  • the primary and secondary coils alternate with the primary and secondary coils of each phase contiguous with each other and offset 30 °.
  • the tension generated in the secondary windings will be 30 ° out of phase with respect to the tensions in the primary windings (due to the spatial offset of 30 °).
  • FIG 15 a first constructive modality is observed for the second variant, where the core (50) has twelve windows extending parallel to the longitudinal axis of the core, in which the primary winding (51) is placed in a different window to the window in which the secondary winding (52) is placed.
  • the winding is done by hand.
  • Figure 16 shows a second construction modality for the second variant, where the core comprises two main components:
  • an air gap closure system where the central body (60) is formed by a plurality of silicon steel plates stacked on top of each other, each of which has twelve trapezoidal grooves (63) to accommodate the primary (61) and secondary (62) windings , which are housed in different slots.
  • the closure of the air gap consists of twelve ferromagnetic elements in the form of trapezoidal plates (64) that fit into the trapezoidal grooves, once the plates are stacked, and thus close the circuit for magnetic flux. Instead of trapezoidal plates they can be otherwise rectangular.
  • Figure 17 shows a third modality for the second variant where the core comprises a central body and an air gap elimination system, where each of the steel plates that make up the central body (70) has twelve trapezoidal housings (73 ) each of which is connected by a slot 70a with the outside; and the closure of the air gap consists of twelve clusters (74) of sheets (74a) that fit in the grooves, once the stacking of the circular plates of the central body has been carried out, and thus close the circuit for the magnetic flux.
  • the primary winding 71 and the secondary winding 72 of each phase are housed in different housings.
  • each of the steel plates that make up the central body (80) has twelve trapezoidal grooves or grooves (83) where the primary windings (81) and Secondary (82) in different windows, 30 ° apart from each other, and the air gap closure consists of a rolled iron (84) around the central body.
  • the grooves do not need to be as deep (difference not shown in the figures) as in the third mode because it does not need to accommodate trapezoidal plates.
  • Figures 19 and 20 show a prototype for the first variant, third mode, in which the core of ferro magnetic material and the respective coils that make up the transformer are distinguished. In this prototype, the primary and secondary coils of each of the three phases are superimposed.
  • Figures 22 and 23 show a prototype for the second variant, fourth mode, in which the twelve slots, the coils and the air gap closure system are appreciated. In this prototype, the primary and secondary coils of a phase are in different slots.
  • Figures 24 and 25 show a prototype for the second variant, fourth modality, in which the previous prototype can be seen but with the air gap closure system already in place.
  • the core manufacturing process comprises manufacturing trapezoidal windows in each of the plates of ferromagnetic material that make up the core. They will house the primary and secondary windings of the transformer, wound in such a way that the windings cross the longitudinal axis of the formed drum.
  • the final aspect of the core is that of a cylinder or drum.
  • the core winding could be rolled by hand when the primary and secondary windings require few turns (first modality), but as Since winding turns exceed ten, it is impractical to wind it by hand especially in large transformers.
  • the ferromagnetic core is constructed in an open manner, with grooves having been made in the circumference of each plate, which allows the primary and secondary windings of the three phases to be inserted comfortably.
  • the air gaps formed in the grooves or housings are closed with a plurality of pieces of ferromagnetic material in the form of plates or sheets, whereby the windows with the coils are constructed already rolled up, said coils extending along the longitudinal axis of the core.
  • the windows with the coils are constructed already rolled up, said coils extending along the longitudinal axis of the core.
  • a platen of ferromagnetic material is wound around the central part of the core to close the grooves ( Figure 13).
  • the plates that make up the core can be silicon steel or ferrite in any of the two variants.
  • the air gap closure system could consist of a ring-like crown that is placed around the central body grooved, and in another mode you can use a wedge-shaped element that extends parallel to the axis of the core to close the grooves, however, said modalities do not alter the spirit of the invention.
  • any number of slots multiple of six can be implemented, where more than six coils would be used, so that the offset between each phase is smaller .
  • the same central core is used by the three primary windings and the three secondary windings, unlike the transformers shown in Figures 1 and 2 and in which it can be seen that for each phase and their respective Primary and secondary windings require a different column for each phase.
  • the symmetrical shape in which the core is manufactured and the windings are arranged in the proposed invention is of greater symmetry than that of the column cores shown in the figures of prior art 1 and 2, in which it can be seen that central column has a shorter length than the two lateral columns, so there is no complete symmetry between the three phases.
  • the symmetrical shape in which the core is manufactured and the windings are arranged in the proposed invention is better than that of the column core shown in Figure 1, since it uses a shorter length of ferromagnetic material for the same power to be transmitted. .
  • the constant modulus magnetic flux results in a constant value flux density in modulus but whose orientation varies according to the frequency f.
  • flow and flux density vary alternately, so the proposed innovation takes full advantage of the ferromagnetic material.
  • this invention achieves, in comparison to the three-phase transformers that are currently manufactured (which are exemplified below) and for the same transmission power, a material saving at least 30% in terms of the iron core and the copper windings. This, in turn, improves efficiency in relation to the transformers that are currently on the market, since when operating, for the same transmission power, less energy losses are generated by stray currents and hysteresis and less energy is consumed in copper windings.
  • the voltage drop inside the three-phase drum-type transformer is smaller (at least 10%) than its traditional equivalent.
  • the symmetrical and cylindrical shape of the three-phase drum-type transformer allows better heat dissipation, compared to the transformers currently in vogue, which also contributes to reducing the use of dissipation elements.
  • Three-phase drum-type transformers can be manufactured in the entire range of powers that are currently covered with conventional three-phase transformers and become an interesting and convenient alternative for users of this type of static electric machine.
  • FIG. 20 A front figure is shown in Figure 20 in which the elements constituting the three-phase drum-type transformer can be seen.
  • this prototype we have worked with 0.27 mm thick silicon steel plates. The plates have been manufactured with the help of a laser cutting machine. After the plates have been manufactured, they have been stacked, pressed and welded lengthwise, as shown in Figure 21.
  • the Ampere relation is fulfilled according to which the product of the secondary winding current by the number of secondary windings is equal to the reaction current in the primary multiplied by the number of secondary turns.
  • the transformer of the invention can be used in any type of electrical network and for all types of power electric power transmission, it can be used in power plants to raise the generator output voltage and in the city power stations , for the different stages of reducing the electrical voltage.

Abstract

Este nuevo tipo de transformador comprende un núcleo ferro magnético con forma de tambor caracterizado porque el núcleo de tambor tiene una pluralidad de agujeros o ventanas paralelos al eje longitudinal del tambor para alojar los bobinados, estando ubicadas las ventanas cerca de la periferia del tambor distribuidas simétricamente en los 360° de la circunferencia, estando cada bobina paralela a dicho eje longitudinal del tambor y cruzando cada una de las bobinas dicho eje longitudinal. El núcleo comprende dos componentes principales: • Un cuerpo central y « un sistema de eliminación de entrehierros Donde el cuerpo central está conformado por una pluralidad de planchas de acero al silicio apiladas unas sobre otras, cada una de las cuales tiene ranuras o alojamientos en su periferia para alojar los bobinados y con un sistema de eliminación de entrehierros. Dichos medios de cierre pueden ser: • planchas en forma de cuñas, • agolpamientos de planchas que se extienden paralelas al eje del núcleo, o • un fleje enrollado alrededor del cuerpo central.

Description

TRANSFORMADOR TRIFÁSICO TIPO TAMBOR Y PROCEDIMIENTOS
PARA FABRICAR EL MISMO
1. CAMPO DE LA INVENCIÓN
La invención consiste en un nuevo tipo de transformador de corriente y tensión eléctrica trifásica, útil para la transmisión y distribución de energía eléctrica así como procedimientos de fabricación del mismo.
2. ESTADO DE LA TECNICA
2.1 Teoría de transformadores
2.1.1Ecuaciones Características de un Transformador (Forma simplificada)
Para la construcción de los transformadores es necesario recurrir a dos de las cuatro ecuaciones de Maxwell y compatibilizarlas con un arreglo de material ferromagnético que incluye ventanas o espacios vacíos que permiten alojar a los bobinados del transformador.
En su forma más común, las dos ecuaciones requeridas también son conocidas como la ley de Faraday y la ley de Ampere, las cuales en su forma simplificada para un transformador son:
Ley de Faraday: E = 4.44 f.N.cp,
Ley de Ampere: N.I0 = (9max/ 2).Reqfe
Dónde:
E = tensión eficaz inducida en una bobina por causa de una variación de flujo magnético de forma sinusoidal.
f = frecuencia de la fuente de tensión aplicada a la bobina
N = Número de vueltas de la bobina sometida a una variación de flujo magnético
ψπιβχ— Valor máximo del flujo magnético que atraviesa a la bobina.
Io = Valor eficaz de la corriente de vacío o de magnetización que genera el flujo
magnético.
Reqfe = Reluctancia equivalente del hierro para el circuito magnético de lazo cerrado por el que circula el flujo magnético.
2.1.2Circuito Equivalente por Fase del Transformador Cada una de las fases del transformador, incluyendo los elementos del bobinado primario y secundario se puede representar por un circuito eléctrico alimentado por una tensión eficaz Vi y formado por el siguiente conjunto de impedancias:
Figure imgf000004_0001
N1 :N2
Circuito equivalente por fase del transformador
Dónde: representa la resistencia del bobinado primario del transformador,
X, representa la reactancia debido al flujo de dispersión concatenado con el primario del transformador.
R, representa la resistencia de pérdidas totales en el núcleo,
representa la reactancia magnetizante,
R2 representa la resistencia del bobinado del secundario.
X d, i representa la reactancia debido al flujo de dispersión concatenado con el secundario del transformador.
ZcZé representa la impedancia de la carga del transformador.
Además: corriente de línea
corriente de vacío
Figure imgf000004_0002
voltaje del primario
f.e.m. inducida en el primario
voltaje en la carga del transformador
corriente del secundario
E2 = f.e.m. inducida en el secundario
Ελ = 4.44N!^ E2 = 4Λ4Ν2
Y donde se puede observar que se cumple que: E]/E2 = Ni/N2 De manera bastante aproximada, en los transformadores de potencia se cumple que:
Figure imgf000004_0003
Además, en los transformadores de potencia y de distribución se cumple que:
IQ = corriente de vacío varía entre 0.6 - 5% de la I nominal, siendo I nominal la máxima corriente que puede circular de manera regular y permanente por una máquina eléctrica sin dañarla. 2.2 Estado de la Técnica más cercano
2.2.1 Transformadores de potencia o de distribución: En la actualidad, el tipo de transformador trifásico más utilizado para la transmisión de energía eléctrica es el transformador con un núcleo de tres columnas como se muestra en la figura 1.
El transformador se construye colocando en cada una de las columnas del núcleo un bobinado primario y un bobinado secundario. Los tres bobinados primarios se conectan entre sí en conexión delta o conexión estrella, se les aplica una tensión trifásica primaria y en cada uno de los bobinados secundarios se genera una tensión trifásica secundaria.
Los tres bobinados secundarios también se conectan en conexión estrella o en conexión delta, de acuerdo a los requerimientos de la correspondiente carga.
Este tipo de transformador tiene varias décadas de existencia. En la siguiente figura se muestra una fotografía en la que se puede observar el aspecto exterior característico del transformador trifásico de columnas que se muestra en la figura 2. El núcleo interior se construye normalmente superponiendo placas o planchas de material ferromagnético como las que se muestran en la figura 3 :
En los últimos lustros, la principal mejora en la fabricación de los transformadores se ha orientado al desarrollo de nuevos materiales ferromagnéticos para la construcción del núcleo, pero conservando la forma de columna, tal como se muestra en la Figura 4.
El mayor avance que se ha conseguido es el de un núcleo de ferrita con tres anillos de forma cuadrada que adecuadamente colocados, forman tres columnas dispuestas de manera simétrica, como se muestra en la figura 5. De acuerdo a la forma en la que se construyen, estos núcleos se pueden fabricar hasta la fecha, para transformadores de potencia de menos de 5 MVA.
Asimismo, en el transformador de la figura 6 también se cuenta con un núcleo simétrico pero las áreas encerradas por los bobinados A, B, C son relativamente delgadas y se necesitará más bobinado de lo necesario para una determinada capacidad de potencia.
En las siguientes direcciones se pueden encontrar algunos documentos de patentes relacionados con la materia de la invención:
- US6683524: http://www.freepatentsonline.com/6683524.pdf
- US4357587http://www.freepatentsonline.com/4357587.pdf
- US1380983http://www.freepatentsonline.com/1380983.pdf - US1783063http://www.freepatentsonline.com/l 783063.pdf
La bibliografía para la construcción de transformadores trifásicos tipo columna es bastante amplia y entre ellas destaca el libro de Enrique Ras: Transformadores de Potencia, de Medida y de Protección (Alfaomega Marcombo 7a Edición, 1995). La Máquina Asincrona de Rotor Bobinado
Aunque fue diseñado para otro fin, podría considerarse que otro antecedente al transformador trifásico tipo tambor de la presente invención son los motores de inducción de rotor bobinado. Hace más de 100 años, Nikola Tesla desarrolló el motor asincrono o de inducción. Luego de décadas de perfeccionamiento y mejora, en la actualidad, el motor de inducción trifásico se construye en su mayor parte, de acuerdo a lo que se conoce como el de rotor tipo jaula de ardilla. Es el motor eléctrico más utilizado para convertir energía eléctrica en energía mecánica. En mucha menor escala, se construye también el motor asincrono o de inducción de rotor bobinado. En este tipo de motor de rotor bobinado, las bobinas del rotor, por medio de anillos deslizantes se conectan al exterior del rotor y mediante impedancias se puede controlar la velocidad de giro del rotor.
En la siguiente figura 7 se muestra el despiece de un motor asincrono de rotor bobinado:
En el estator se encuentra un grupo de tres bobinados trifásicos que son los que se conectan a una fuente externa de tensión trifásica.
En el rotor se insertan también tres bobinados trifásicos, con una disposición igual a la del estator. Tanto el rotor como el estator se construyen apilando chapas de material ferromagnético (acero al silicio) como las que se muestran en la figura 8:
Es conocido, que, si los bobinados del rotor están fijos respecto al estator y si se le aplica tensión trifásica a los bobinados del circuito primario o estator, en los bobinados del secundario aparecerá una tensión igual a la tensión aplicada al primario y multiplicada por la relación de vueltas entre bobinado secundario y bobinado primario.
Es decir, que se producirá una transformación de tensión igual a la que se produce en cualquier transformador trifásico. Sin embargo, dado que en este tipo de motores existe un considerable entrehierro, no es industrialmente aplicable su utilización como transformador trifásico debido a la elevada corriente de vacío.
Si nos referimos al circuito equivalente mostrado en la figura 1, la presencia del entrehierro origina que, para una potencia equivalente, el valor de Xm en el motor de inducción sea unas 10 veces menor que el de un transformador de potencia similar. Eso ocasiona que la corriente de vacío, como ya se ha dicho, sea excesiva y vuelva poco conveniente utilizar al motor asincrono de rotor bobinado como transformador. Así, la utilización de los motores de rotor bobinado como fuentes variables de tensión (utilizando el principio del transformador), ha ido cayendo en desuso debido principalmente a la escasa eficiencia debido al entrehierro.
Como se ha expuesto, a pesar de que hay muchas variantes de transformadores, ninguno de los dispositivos del arte previo descritos tienen una óptima relación entre la capacidad y el peso del núcleo para una determinada capacidad de potencia. En otras palabras, son más grandes y pesados de lo necesario, repercutiendo ello en la cantidad de materiales empleados para su fabricación y en su costo. Es un primer objeto de la presente invención hacer más compactos los transformadores, reduciendo el tamaño de los núcleos para una misma capacidad de transformación de energía. Es un segundo objeto de la presente invención describir los métodos de fabricación para construir las diversas formas de realización de la invención.
3. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCION
Este nuevo tipo de transformador comprende un núcleo ferro magnético con forma de tambor caracterizado porque el núcleo de tambor tiene una pluralidad de agujeros o ventanas paralelos al eje longitudinal del tambor para alojar los bobinados, estando ubicadas las ventanas cerca de la periferia del tambor distribuidas simétricamente en los 360° de la circunferencia, estando cada bobina del transformador paralela a dicho eje longitudinal del tambor y cruzando cada una de las bobinas dicho eje longitudinal. El núcleo comprende dos componentes principales:
• Un cuerpo central y
• un sistema para cerrar el entrehierro
Donde el cuerpo central está conformado por una pluralidad de planchas de acero al silicio apiladas unas sobre otras, cada una de las cuales tiene ranuras o alojamientos en su periferia para alojar los bobinados y con sistemas de eliminación de entrehierros de las ranuras o alojamientos. Este núcleo puede ser hecho en cuatro modalidades constructivas diferentes en cada variante de realización del transformador según se describirá más adelante. También se puede contar con una modalidad constructiva donde el núcleo está hecho sólo de planchas apiladas y donde las planchas cuentan con ventanas en lugar de ranuras. En esta modalidad constructiva el bobinado del transformador se realiza artesanalmente.
En una primera variante de realización del transformador, se cuenta con seis ranuras o ventanas que se extienden paralelas al eje longitudinal del tambor y el bobinado primario y el bobinado secundario de cada fase están alojados en la misma ventana, es decir el arrollado del secundario está sobre el arrollado del bobinado primario, de tal forma que en cada fase del transformador no hay desfase entre la bobina primaria y la bobina secundaria. En una segunda variante de realización del transformador, se cuenta con doce ranuras o ventanas que se extienden paralelas al eje longitudinal del tambor y los bobinados primarios y secundarios están colocados en un diferente par de ranuras o ventanas, de tal forma que en cada fase el bobinado secundario está desfasado 30° con respecto al bobinado primario.
4. BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
Figura 1 : Esquema de un transformador trifásico típico
Figura 2: Fotografía de un transformador trifásico de distribución
Referencia: http://www.directindustry.com/prod/silveratech/three-phase-choke- coils-63641-469122.html
Figura 3 : Forma constructiva de las planchas de acero al silicio mediante las cuales se construye la mayoría de núcleos de transformadores trifásicos
Referencia: http://tromag.es/product.php?id_product=l 3
Figura 4: Núcleo de ferrita PATRA transformadores trifásicos
Referencia: http://detail.en.china.cn/provide/detail, 1025354170.html Núcleo más moderno para transformador trifásico, con la disposición más simétrica alcanzada hasta el momento.
Referencia: http://img.en.china.cn/0/0,0,402,1691,309,488,cfbe5fe4.jpg
Núcleo para transformador trifásico.
Referencia: patente Europea EP0078908
Despiece de un motor asincrono o de inducción de rotor bobinado.
Referencia: http://www.ikkaro.com/files/despiece-motor-rotor-anillos.jpg
Figura de la planchas de acero al silicio con las cuales se construyen el estator y el rotor de los motores asincronos o de inducción. Los bobinados se insertan en los espacios vacíos.
Referencia: http://tromag.es/product.php?id_product=47
Sección transversal del núcleo magnético (10) de un transformador trifásico tipo tambor que posee seis ventanas, cada ventana (13) se extiende paralela al eje longitudinal del núcleo, estando el bobinado primario (1 1) y el secundario (12) de cada fase en un mismo alojamiento. Primera variante.
Cortes trasversal (izquierda) y longitudinal (derecha) del núcleo del transformador trifásico de tambor del transformador de la figura 1
Se presentan un modelo de la primera variante del transformador que se caracteriza por un Núcleo central (20) conformado por planchas delgadas de acero al silicio apiladas una sobre otra, cada una con seis ranuras de forma trapezoidal ubicadas en los extremos. En las ranuras (también denominadas ventanas) se ubican los embobinados primario (21) y secundario (22) de cada fase. Cada ranura (23) posee una plancha trapezoidal (24) que encaja en aquella de tal forma que cierra el circuito para el flujo magnético. La figura de la izquierda ejemplifica el modo de inserción del material ferromagnético que cierra una ranura, en la figura de la derecha se muestra el transformador con todas sus ranuras cerradas.. Se muestra la eliminación del entrehierro con la inserción de un material ferromagnético en las aberturas que facilitan el bobinado para la primera variante. El núcleo comprende un cuerpo central (30) y un sistema de eliminación de entrehierro (34), cada una de las planchas del cuerpo central tiene seis alojamientos en forma trapezoidal (33), cada uno de los cuales está comunicado mediante una ranura (30.a) con el exterior; y el cierre del entrehierro consiste en seis grupos (34) de láminas (34a) que se extienden paralelas al eje longitudinal y encajan en las ranuras una vez realizado el apilamiento de las planchas circulares del cuerpo central, y cierran así el circuito para el flujo magnético. Igualmente el bobinado primario (31) y secundario (32) de cada fase están alojados en el mismo par de ranuras. La figura de la izquierda ejemplifica el modo de inserción del material ferromagnético, en la figura de la derecha se muestra el transformador con todas sus ventanas cerradas.
Se describe una cuarta modalidad constructiva del cuerpo central (40), donde el cierre del entrehierro consiste en una plancha arrollada (44) alrededor del cuerpo central. Asimismo, en el transformador los bobinados primarios (41) y los bobinados secundarios (42) están alojados en una misma ventana..
Esquema del procedimiento de construcción del transformador de la variante 1 modalidad 2. En el paso a) se muestra el bobinado del primario (21), en el paso b) el bobinado del secundario (22) de la misma fase, en el paso c) la colocación del sistema de eliminación de entrehierros (24), y en la figura 14d) se muestra el transformador de la figura 11 ya construido..
Se muestra una segunda variante del Núcleo del transformador (50) con doce ranuras o ventanas que se extienden paralelas a su eje longitudinal. Asimismo, el bobinado primario (51) se coloca en una ventana diferente a la ventana en la cual se coloca el bobinado secundario (52).
Segunda variante de 12 ventanas con cierre de entrehierro con cuñas para cada ventana (64). Se presenta un cuerpo central (60) conformado por una pluralidad de planchas de acero al silicio apiladas una sobre otra, cada una de las cuales tiene doce ranuras de forma trapezoidal (63) para alojar los bobinados primario (61) y secundario (62), los cuales están alojados en diferentes ranuras.
Se muestra un modelo de la Segunda variante de 12 ventanas con cierre de entrehierro con planchas. Está conformado por el núcleo que comprende un cuerpo central (70) y un sistema de eliminación de entrehierros, donde cada una de las planchas de acero que conforman el cuerpo central tiene doce ranuras trapezoidales (73) cada una de los cuales está comunicada mediante una ranura 70a con el exterior; y el cierre del entrehierro consiste en doce agrupamientos (74) de láminas (74a) que encajan en las ranuras, una vez realizado el apilamiento de las planchas circulares del cuerpo central, y cierran así el circuito para el flujo magnético. Igualmente el bobinado primario (71) y el secundario (72) de cada fase están alojados en ubicaciones diferentes.
Segunda variante de 12 ventanas trapezoidales (83) formadas a partir de planchas de acero que conforman el cuerpo central (80). En las ventanas se alojan los bobinados primarios (81) y secundarios (82) en ubicaciones diferentes, separados 30° entre sí, y el cierre del entrehierro consiste en una plancha arrollada (84) alrededor del cuerpo central. Es importante subrayar que las ranuras no necesitan ser tan profundas (diferencia no mostrada en las figuras) como en la tercera modalidad debido a que no se necesita alojar planchas trapezoidales. Esquema de las bobinas, sentido de giro y numeración típica de la segunda variante.
Primera variante, tercera modalidad. Vista frontal de un prototipo del transformador con platinas como cierre del entrehierro.
Primera variante, tercera modalidad. Vista longitudinal del prototipo de la figura anterior.
Segunda variante, segunda o cuarta modalidad, vista frontal de prototipo de núcleo con 12 ranuras. Cada bobinado primario y cada bobinado secundario ocupa dos ranuras. Falta colocar arrollamiento externo de planchas de acero al silicio del tipo mostrado en la figura 13.
Segunda variante, segunda o cuarta modalidad. Vista longitudinal de prototipo de núcleo con 12 ranuras. Cada bobinado primario y cada bobinado secundario ocupa dos ranuras. Falta colocar el arrollamiento externo de planchas de acero al silicio del tipo mostrado en la figura 13.
Segunda variante, cuarta modalidad, vista frontal de prototipo de núcleo con 12 ranuras. Cada bobinado primario y cada bobinado secundario ocupa dos ranuras. Segunda variante, cuarta modalidad. Vista longitudinal de prototipo de núcleo con 12 ranuras. Cada bobinado primario y cada bobinado secundario ocupa dos ranuras.
5. DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
Según se aprecia en las figuras 9 a 25 el invento consiste en un Transformador trifásico para la transmisión de energía eléctrica del tipo con núcleo en forma de tambor fabricado con material ferromagnético donde: • El núcleo del tambor tiene agujeros o ventanas que se extienden paralelos al eje longitudinal del tambor
• El transformador cuenta con tres pares de bobinas, correspondientes a la primera, segunda y tercera fases,
· Cada par de bobinas consta de una bobina primaria y de una bobina secundaria,
Las bobinas están distribuidas simétricamente alrededor del eje longitudinal del núcleo, estando cada bobina alojada en un par de ventanas o ranuras diametralmente opuestas y cruzando cada bobina dicho eje longitudinal.
Además, el material de las planchas para el cuerpo central puede ser: acero al silicio o ferrita.
Las figuras 9 a 14 corresponden a una primera variante de realización del núcleo, con seis ventanas o ranuras para alojar las seis bobinas y las figuras 15 a 19 a una segunda variante de realización del núcleo, con doce ventanas o ranuras para alojar a las seis bobinas
Además, para cualquiera de dichas dos variantes, el núcleo puede ser construido a partir de cuatro modalidades constructivas diferentes. En una primera modalidad constructiva, el núcleo está hecho de planchas apiladas donde las planchas cuentan con ventanas en lugar de ranuras. En este tipo de núcleo el bobinado se realiza artesanalmente.
Según la figura 9, el núcleo ferromagnético (10) cuenta con seis ventanas (13) que se extienden paralelas al eje longitudinal del núcleo, estando el bobinado primario (11) y el secundario (12) de cada fase en un mismo alojamiento.
En la figura 10 se muestran la sección transversal de la figura 9 donde se aprecia las planchas apiladas una sobre otra.
Al alimentar a las tres bobinas primarias con tensión trifásica se genera un flujo magnético de módulo constante que gira a velocidad constante y de manera directamente proporcional a la frecuencia de la tensión aplicada. El flujo magnético generado induce en cada una de las tres bobinas secundarias, una tensión que cumple con la ley de Faraday. De acuerdo con esta ley, se cumple también que la relación de tensiones entre cada una de las bobinas de los circuitos primario y secundario es equivalente a la relación entre el número de espiras de los bobinados. En una segunda modalidad constructiva del núcleo (fig. 11), el núcleo comprende dos componentes principales: un cuerpo central y un sistema de eliminación del entrehierro,
Donde el cuerpo central (20) está conformado por una pluralidad de planchas de acero al silicio apiladas una sobre otra, cada una de las cuales tiene seis ranuras de forma trapezoidal (23) en el borde de la circunferencia para alojar los bobinados, y el sistema de eliminación de entrehierros para cada plancha consiste en seis elementos ferromagnéticos en forma de planchas trapezoidales (24) que encajan en cada plancha circular del cuerpo central y cierran así el circuito para el flujo magnético. El bobinado primario (21) y secundario (22) de cada fase están alojados en las mismas ranuras. En lugar de planchas de forma trapezoidal pueden ser de otra forma, por ejemplo, rectangulares. Estos elementos podrían ser removidos previamente de las mismas ranuras de cada plancha circular del cuerpo central. El procedimiento para ensamblar esta segunda modalidad puede ser uno de los conocidos en el estado de la técnica, como hacer perforaciones en cada plancha, y a través de ella pasar templadores en cuyos extremos se colocan elementos de fijación tales como tuercas.
Similarmente, en una tercera modalidad constructiva del núcleo (fig. 12), el núcleo comprende un cuerpo central (30) y un sistema de eliminación de entrehierro (34), pero difiere en que cada una de las planchas del cuerpo central tiene seis alojamientos en forma trapezoidal (33), cada uno de los cuales está comunicado mediante una ranura (30.a) con el exterior; y el cierre del entrehierro consiste en seis grupos (34) de láminas (34a) que se extienden paralelas al eje longitudinal y encajan en las ranuras una vez realizado el apilamiento de las planchas circulares del cuerpo central, y cierran así el circuito para el flujo magnético. Igualmente el bobinado primario (21) y secundario (22) de cada fase están alojados en el mismo par de ranuras. Finalmente, en la figura 13 se describe una cuarta modalidad constructiva del cuerpo central (40), donde las planchas del cuerpo central son idénticas a la segunda modalidad constructiva (20), y difiere en que el cierre del entrehierro consiste en una plancha arrollada (44) alrededor del cuerpo central. Asimismo, en el transformador los bobinados primarios (41) y los bobinados secundarios (42) están alojados en la misma ventana. Además, también difiere en que las ranuras no necesitan ser tan profundas (diferencia no mostrada en las figuras) como en la tercera modalidad debido a que no se necesita alojar planchas trapezoidales.
En la figura 14 se esquematiza el proceso de fabricación de un transformador para la primera variante, segunda modalidad. Siendo necesario resaltar que los sistemas de eliminación de entrehierros han sido extraídos previamente de cada una de las planchas circulares que conforma el cuerpo central. En el paso a) se muestra el bobinado del primario (21), en el paso b) el bobinado del secundario (22) de la misma fase, en el paso c) la colocación del sistema de eliminación de entrehierros (24), y en la figura 14d) se muestra el transformador de la figura 11 ya construido.
En las figuras 15 a 19 se describe la segunda variante del núcleo del transformador. En dicha variante se cuenta con doce ventanas que se extienden paralelas al eje longitudinal del núcleo y el bobinado primario y el secundario de cada fase están colocados en ventanas contiguas.
De acuerdo al Teorema de Ferraris, es posible colocar los devanados primarios desfasados a 120° entre sí (en ranuras separadas) y con esto conseguir espacios para colocar los bobinados secundarios.
En la segunda modalidad las bobinas primaria y secundaria se alternan estando la bobina primaria y secundaria de cada fase contiguas entre sí y desfasadas 30°.
En este caso, la tensión generada en los bobinados secundarios estará desfasada 30° respecto a las tensiones en los bobinados primarios (debido al desfase espacial de 30°).
En la figura 15 se observa una primera modalidad constructiva para la segunda variante, donde el núcleo (50) cuenta con doce ventanas que se extienden paralelas al eje longitudinal del núcleo, en el cual el bobinado primario (51) se coloca en una ventana diferente a la ventana en la cual se coloca el bobinado secundario (52). En este tipo de núcleo el bobinado se realiza artesanalmente.
En la figura 16 se observa una segunda modalidad constructiva para la segunda variante, donde el núcleo comprende dos componentes principales:
• un cuerpo central (60) y
• un sistema de cierre del entrehierro (64), donde el cuerpo central (60) está conformado por una pluralidad de planchas de acero al silicio apiladas una sobre otra, cada una de las cuales tiene doce ranuras de forma trapezoidal (63) para alojar los bobinados primario (61) y secundario (62), los cuales están alojados en diferentes ranuras. El cierre del entrehierro consiste en doce elementos ferromagnéticos en forma de planchas trapezoidales (64) que encajan en las ranuras trapezoidales, una vez apiladas las planchas, y cierran así el circuito para el flujo magnético. En lugar de planchas de forma trapezoidal pueden ser de otra forma como rectangulares.
Asimismo, como en la primera variante, segunda modalidad, se pueden utilizar templadores para ensamblar todo el conjunto, técnica ya conocida en el estado del arte.
En la figura 17 se observa una tercera modalidad para la segunda variante donde el núcleo comprende un cuerpo central y un sistema de eliminación de entrehierros, donde cada una de las planchas de acero que conforman el cuerpo central (70) tiene doce alojamientos trapezoidales (73) cada uno de los cuales está comunicado mediante una ranura 70a con el exterior; y el cierre del entrehierro consiste en doce agrupamientos (74) de láminas (74a) que encajan en las ranuras, una vez realizado el apilamiento de las planchas circulares del cuerpo central, y cierran así el circuito para el flujo magnético. Igualmente el bobinado primario 71 y el secundario 72 de cada fase están alojados en alojamientos diferentes.
Finalmente en la figura 18 se observa una cuarta modalidad para la segunda variante, donde cada una de las planchas de acero que conforman el cuerpo central (80) tiene doce alojamientos o ranuras trapezoidales (83) donde se alojan los bobinados primarios (81) y secundarios (82) en ventanas diferentes, separados 30° entre sí, y el cierre del entrehierro consiste en una plancha arrollada (84) alrededor del cuerpo central. Además, también difiere en que las ranuras no necesitan ser tan profundas (diferencia no mostrada en las figuras) como en la tercera modalidad debido a que no se necesita alojar planchas trapezoidales.
En las figuras 19 y 20 se muestra un prototipo para la primera variante, tercera modalidad, en el que se distingue el núcleo de material ferro magnético y las respectivas bobinas que componen el transformador. En este prototipo, las bobinas primaria y secundaria de cada una de las tres fases están superpuestas.
En las figuras 22 y 23 se muestra un prototipo para la segunda variante, cuarta modalidad, en el que se aprecian las doce ranuras, las bobinas y el sistema de cierre de entrehierros. En este prototipo, las bobinas primarias y secundarias de una fase están en diferentes ranuras.
En las figuras 24 y 25 se muestra un prototipo para la segunda variante, cuarta modalidad, en el que se aprecia el prototipo anterior pero con el sistema de cierre de entrehierros ya colocado
6. PROCEDIMIENTOS DE FABRICACIÓN
Como se muestra en la figura 9, en la primera variante, primera modalidad, el procedimiento de fabricación del núcleo comprende fabricar ventanas de forma trapezoidal en cada una de las planchas de material ferromagnético que conforman el núcleo. En ellos se alojarán los bobinados primarios y secundarios del transformador, arrollados de tal forma que los bobinados cruzan el eje longitudinal del tambor formado. El aspecto final del núcleo es el de un cilindro o tambor.
En esta primera modalidad, el bobinado del núcleo podría arrollarse artesanalmente cuando los bobinados primario y secundario requieran pocas espiras (primera modalidad), pero a medida que las vueltas por bobinado superan la decena, resulta poco práctico bobinarlo artesanalmente especialmente en grandes transformadores.
Para solucionar ese problema y procurando siempre eliminar o reducir al mínimo el entrehierro que obstaculiza la circulación del flujo magnético, se propone en la presente invención, que en otras modalidades constructivas del núcleo, como las que se describen en las figuras 10 a 15 y 16 a 25, comprenda:
1) fabricación de un núcleo a partir de un cuerpo central y un sistema de eliminación de entrehierros,
2) fabricación del cuerpo central a partir de planchas donde se han practicado ranuras o alojamientos, las cuales se apilan entre sí unas con otras,
3) fabricación del sistema de eliminación de entrehierro
4) bobinado del transformador
5) ensamble del cuerpo central y los cierres de entrehierro para componer el núcleo.
En las modalidades segunda, tercera, y cuarta, el núcleo ferromagnético se construye de una manera abierta, al haberse practicado ranuras en la circunferencia de cada plancha, lo cual permite insertar con comodidad los bobinados primario y secundario de las tres fases.
En particular en las modalidades segunda y tercera, luego de insertar las bobinas, los entrehierros formados en las ranuras o alojamientos se cierran con una pluralidad de piezas de material ferromagnético de forma de planchas o láminas, con lo cual quedan construidas las ventanas con las bobinas ya enrrolladas, extiéndose dichas bobinas a lo largo del eje longitudinal del núcleo. Siendo en la segunda modalidad constructiva del núcleo planchas trapezoidales, y en la tercera modalidad, láminas agrupadas en cada ranura a lo largo del eje del núcleo. Estas dos modalidades, segunda o tercera, se aplican a cualquiera de las dos variantes del transformador.
En la cuarta modalidad, se arrolla una platina de material ferromagnético alrededor de la parte central del núcleo para cerrar las ranuras (figura 13).
Estas modalidades de disposición permiten construir transformadores trifásicos de cualquier potencia, al ser posible construir el núcleo central en dos piezas. En la segunda variante, si el núcleo se construyera con chapas de acero al silicio, de la misma plancha pueden construirse tanto el núcleo central como los elementos o piezas que eliminan los entrehierros.
Estas tres alternativas pueden aplicarse tanto al núcleo con seis ranuras donde el primario y secundario de cada fase están en una ranura de la primera variante como al núcleo donde los primarios y secundarios están en ranuras diferentes desfasados 30° entre sí de la segunda variante.
Las planchas que conforman el núcleo pueden ser de acero al silicio o ferrita en cualquiera de las dos variantes.
Existen otras modalidades que una persona versada en la materia puede desprender de la lectura del documento y no están descritas en las figuras, por ejemplo, el sistema de cierre de entrehierros podría consistir en una corona a modo de anillo que se coloca alrededor del cuerpo central ranurado, y en otra modalidad se puede utilizar un elemento en forma de cuña que se extiende paralelo al eje del núcleo para cerrar las ranuras, sin embargo, dichas modalidades no alteran el espíritu de la invención.
Asimismo, en lugar de seis o doce ranuras de la primera o segunda variante del transformador, puede implementarse cualquier número de ranuras múltiplo de seis, en donde se usarían más de seis bobinas, con lo cual se consigue que el desfase entre cada fase sea menor.
7. VENTAJAS DE LA INVENCIÓN
1. La disposición espacial a 120° entre sí de los bobinados primarios y la aplicación de tres tensiones trifásicas desfasadas 120° entre sí en el tiempo, permite que las tres corrientes de vacío generen tres flujos magnéticos de igual valor máximo, desfasados 120° entre sí. Estos tres flujos magnéticos, al interactuar y de acuerdo al Teorema de Ferraris, generan un único flujo magnético de valor constante y que gira en el espacio a una velocidad determinada por la frecuencia de la fuente trifásica de tensión. El valor de este flujo constante es 3/2 veces el valor máximo de los flujos individuales que genera cada bobinado primario. La consecuencia práctica de esta relación es que, para una misma transmisión de potencia, se requerirá 1/3 menos de material ferromagnético que en los transformadores convencionales, con un consiguiente ahorro en material ferromagnético.
2. En la innovación propuesta, al necesitarse menos fuerza magnetomotriz por fase, se precisará, para una misma transmisión de potencia, alrededor de 1/3 menos de conductores de cobre, lo cual permitirá una reducción en costos por uso de conductores de cobre.
3. En la innovación propuesta, al utilizarse menos material ferromagnético en el núcleo, se reducirán en un 30% aproximadamente, las pérdidas de vacío o del hierro, para una misma potencia y en comparación con los transformadores convencionales (en la ecuación de la de abajo, Rfe y Xm aumentan de valor en relación a un transformador trifásico convencional de la misma potencia e igual relación de tensiones)
4. En la innovación propuesta, al utilizarse menos conductor de cobre, se reducirán aproximadamente a la mitad, las pérdidas en el cobre a plena carga y en comparación con transformadores convencionales de una potencia equivalente (rl y r2 serán menores, según la ecuación de abajo).
5. En la innovación propuesta, debido a las reducciones de peso y volumen, los costos de fabricación y de transporte se reducirán respecto a la fabricación y al transporte de transformadores convencionales de potencia equivalente.
6. En la invención propuesta, un mismo núcleo central es utilizado por los tres bobinados primarios y los tres bobinados secundarios, a diferencia de los transformadores mostrados en las figuras 1 y 2 y en las que se puede observar que por cada fase y sus respectivos bobinados primario y secundario se precisa de una columna diferente para cada fase.
7. La forma simétrica en la que se fabrica el núcleo y se disponen los devanados en la invención propuesta es de mayor simetría que la de los núcleos de columna mostrados en las figuras del arte previo 1 y 2, en las que se puede observar que columna central tiene una menor longitud que las dos columnas laterales, por lo que no hay una simetría completa entre las tres fases. 8. La forma simétrica en la que se fabrica el núcleo y se disponen los devanados en la invención propuesta es mejor que la del núcleo de columna mostrado en la figura 1 , ya que utiliza una menor longitud de material ferromagnético para una misma potencia a transmitir.
9. La forma simétrica en la que se fabrica el núcleo y se disponen los devanados en la invención propuesta es mejor que la de los núcleos de columna mostrados en las figuras 1 a 5 en lo que concierne a la disipación de calor y para una misma potencia a transmitir, ya que el núcleo de forma cilindrica ocupa un menor espacio que una forma rectangular.
10. En la innovación propuesta, el flujo magnético de módulo constante origina una densidad de flujo de valor constante en módulo pero cuya orientación varía de acuerdo a la frecuencia f. En los transformadores convencionales, el flujo y la densidad de flujo varían de forma alterna, por lo que la innovación propuesta aprovecha al máximo posible el material ferromagnético.
11. En las dos variantes, en la segunda, tercera y cuarta modalidad de fabricación, con las bobinas primaria y secundaria de cada fase en ranuras diferentes se facilita notablemente el proceso de bobinado sin perder las ventajas mencionadas anteriormente.
12. Gracias a que las tres bobinas comparten un mismo núcleo magnético, con esta invención se consigue, en comparación con los transformadores trifásicos que actualmente se fabrican (los cuales se ejemplifican más adelante) y para una misma potencia de transmisión, un ahorro de material de por lo menos un 30% en lo que se refiere al núcleo de hierro y a los bobinados de cobre. Esto a su vez, mejora la eficiencia en relación a los transformadores que actualmente se encuentran en el mercado, ya que al operar, para una misma potencia de transmisión, se generan menos pérdidas de energía por corrientes parásitas y por histéresis y se consume menos energía en los bobinados de cobre.
13. Asimismo, a plena carga, la caída de tensión al interior del transformador trifásico tipo tambor, es menor (como mínimo en un 10%) que su equivalente tradicional.
14. Adicionalmente a lo anterior, la forma simétrica y cilindrica del transformador trifásico tipo tambor permite una mejor disipación de calor, en comparación con los transformadores actualmente en boga, lo cual contribuye también a reducir el uso de elementos de disipación.
15. Los transformadores trifásicos tipo tambor se pueden fabricar en toda la gama de potencias que actualmente se cubre con los transformadores trifásicos convencionales y se convierten en una alternativa interesante y conveniente para los usuarios de este tipo de máquina eléctrica estática.
8. EJEMPLOS DE REALIZACIÓN
A la fecha ya se han realizado varias pruebas experimentales con los prototipos mostrados en la figura 20 a 25, y que se muestra con mayor detalle a continuación.
En la figura 20 se muestra una figura frontal en la que se pueden observar los elementos que constituyen el transformador trifásico tipo tambor. Para fabricar este prototipo se ha trabajado con planchas de acero al silicio de 0.27 mm de espesor. Las planchas han sido fabricadas con la ayuda de una máquina de corte láser. Luego de haberse fabricado las planchas, esta se han apilado, se han prensado y se han soldado de manera longitudinal, como se muestra en la figura 21.
Luego de las primeras pruebas, se ha verificado que se cumple la relación de transformación calculada teóricamente, es decir, que la relación de tensión entre bobinado primario y bobinado secundario es directamente proporcional a la relación de espiras de primario y secundario.
Asimismo, al realizar las pruebas, con carga, se cumple la relación de Ampere según la cual el producto de la corriente del bobinado secundario por el número de bobinas del secundario es igual a la corriente que de reacción en el primario multiplicada por el número de espiras del secundario.
Posteriormente se han hecho pruebas con la segunda variante, cuarta modalidad con buenos resultados. En las figuras 22 y 23. Se muestra el núcleo con el bobinado antes de poner el arrollamiento ferromagnético externo.
9. APLICACIÓN INDUSTRIAL
El transformador de la invención puede ser usado en cualquier tipo de red eléctrica y para todo tipo de transmisión de energía eléctrica de potencia, puede ser utilizado en las centrales de energía para elevar la tensión de salida del generador y en las estaciones eléctricas de las ciudades, para las distintas etapas de reducción de la tensión eléctrica.
Puede ser utilizado también al interior de las fábricas para aumentar o reducir la tensión según las necesidades de las cargas eléctricas de la planta.

Claims

10. REIVINDICACIONES
Reivindicación 1
Un transformador trifásico para la transmisión de energía eléctrica el cual comprende un núcleo en forma de tambor fabricado con material ferromagnético donde
• el núcleo tiene agujeros o ventanas que se extienden paralelos al eje longitudinal del tambor para alojar los bobinados,
• el transformador cuenta con tres pares de bobinas, correspondientes a la primera, segunda y tercera fases,
· cada par de bobinas consta de una bobina primaria y una bobina secundaria caracterizado porque:
• el núcleo comprende dos componentes principales: un cuerpo central y un sistema de sistema de eliminación de entrehierros
« el cuerpo central está conformado por planchas de material ferromagnético apiladas entre sí cada una de las cuales tiene una pluralidad de alojamientos o ranuras para alojar los bobinados distribuidos simétricamente en la circunferencia, donde los alojamientos del cuerpo central tienen forma trapezoidal en el borde de la circunferencia,
• las bobinas están distribuidas simétricamente alrededor del eje longitudinal del núcleo y cada bobina cruza el eje longitudinal del núcleo, y
• el sistema de eliminación de entrehierros consiste en una pluralidad de planchas trapezoidales de material ferromagnético que encajan en las ranuras de los alojamientos y así cierran el circuito magnético.
Reivindicación 2
El transformador de la reivindicación 1 caracterizado porque el núcleo comprende tres pares de ventanas para las seis bobinas, y el bobinado primario y el secundario de cada fase están alojados en ventanas contiguas, desfasadas espacialmente 30° y, donde el sistema de eliminación de entrehierros consiste en seis planchas trapezoidales que encajan en las seis ranuras trapezoidales de cada plancha circular del cuerpo central y cierran así el circuito magnético.
Reivindicación 3
El transformador de la reivindicación 1 caracterizado porque el núcleo comprende seis pares de ventanas para las seis bobinas, y el bobinado primario y el secundario de cada fase están alojados en el mismo par de ventanas y, donde el sistema de eliminación de entrehierros consiste en doce planchas trapezoidales que encajan en las doce ranuras trapezoidales de cada plancha circular del cuerpo central y cierran así el circuito magnético.
Reivindicación 4
Un transformador trifásico para la transmisión de energía eléctrica el cual comprende un núcleo en forma de tambor fabricado con material ferromagnético donde
· el núcleo tiene agujeros o ventanas que se extienden paralelos al eje longitudinal del tambor para alojar los bobinados,
• el transformador cuenta con tres pares de bobinas, correspondientes a la primera, segunda y tercera fases,
• cada par de bobinas consta de una bobina primaria y una bobina secundaria caracterizado porque: • el núcleo comprende dos componentes principales: un cuerpo central y un sistema de cierre de entrehierro
• el cuerpo central está conformado por planchas de material ferromagnético apiladas entre sí cada una de las cuales tiene una pluralidad de alojamientos o ranuras para alojar los bobinados distribuidos simétricamente en la circunferencia, donde los alojamientos tienen forma trapezoidal comunicados con el exterior por medio de una ranura,
• las bobinas están distribuidas simétricamente alrededor del eje longitudinal del núcleo y cada bobina cruza el eje longitudinal del núcleo, y
• el sistema de eliminación de entrehierros consiste en una pluralidad de grupos de planchas de material ferromagnético que se extienden paralelas al eje del núcleo y encajan en las ranuras de los alojamientos una vez apiladas las planchas del cuerpo central y así cierran el circuito magnético. Reivindicación 5
El transformador de la reivindicación 2 caracterizado porque el núcleo comprende tres pares de ventanas para las seis bobinas, y el bobinado primario y el secundario de cada fase están alojados en el mismo par de ventanas y, donde el sistema de eliminación de entrehierros consiste en seis grupos de planchas.
Reivindicación 6
El transformador de la reivindicación 2 caracterizado porque el núcleo comprende seis pares de ventanas para las seis bobinas, y el bobinado primario y el secundario de cada fase están alojados en ventanas contiguas, desfasadas espacialmente 30° y, donde el sistema de eliminación de entrehierros consiste en doce grupos de planchas.
Reivindicación 7
Un transformador trifásico para la transmisión de energía eléctrica el cual comprende un núcleo en forma de tambor fabricado con material ferromagnético donde
• el núcleo tiene agujeros o ventanas que se extienden paralelos al eje longitudinal del tambor para alojar los bobinados,
• el transformador cuenta con tres pares de bobinas, correspondientes a la primera, segunda y tercera fases,
• cada par de bobinas consta de una bobina primaria y una bobina secundaria caracterizado porque:
• el núcleo comprende dos componentes principales: un cuerpo central y un sistema de cierre de entrehierro
• el cuerpo central está conformado por planchas de material ferromagnético apiladas entre sí cada una de las cuales tiene una pluralidad de alojamientos para alojar los bobinados distribuidos simétricamente en la circunferencia, donde los alojamientos del cuerpo central tienen forma trapezoidal en el borde de la circunferencia,
· las bobinas están distribuidas simétricamente alrededor del eje longitudinal del núcleo y cada bobina cruza el eje longitudinal del núcleo, y
• el sistema de eliminación de entrehierros consiste en una plancha de material ferromagnético arrollada alrededor del cuerpo central. Reivindicación 8
El transformador de la reivindicación 7 caracterizado porque el núcleo comprende tres pares de ventanas para las seis bobinas, y el bobinado primario y el secundario de cada fase están alojados en el mismo par de ventanas.
Reivindicación 9
El transformador de la reivindicación 7 caracterizado porque el núcleo comprende seis pares de ventanas para las seis bobinas, y el bobinado primario y el secundario de cada fase están alojados en ventanas contiguas, desfasadas espacialmente 30°.
Reivindicación 10
Un transformador trifásico para la transmisión de energía eléctrica el cual comprende un núcleo en forma de tambor fabricado con material ferromagnético donde
• el núcleo tiene agujeros o ventanas que se extienden paralelos al eje longitudinal del tambor para alojar los bobinados,
• el transformador cuenta con tres pares de bobinas, correspondientes a la primera, segunda y tercera fases,
• cada par de bobinas consta de una bobina primaria y una bobina secundaria caracterizado porque:
• el núcleo comprende dos componentes principales: un cuerpo central y un sistema de cierre de entrehierro,
• el cuerpo central está conformado por planchas de material ferromagnético apiladas entre sí cada una de las cuales tiene doce ranuras o alojamientos trapezoidales comunicados con el exterior por medio de una ranura,
• las bobinas están distribuidas simétricamente alrededor del eje longitudinal del núcleo y cada bobina cruza el eje longitudinal del núcleo,
• el núcleo comprende doce ventanas para las seis bobinas, y
• el bobinado primario y el secundario de cada fase están alojados en ventanas contiguas, desfasadas espacialmente 30°.
Reivindicación 11
El transformador de la reivindicación 10 donde los alojamientos o ranuras del cuerpo central tienen forma trapezoidal en el borde de la circunferencia.
Reivindicación 12
El transformador de la reivindicación 10 y 11 donde el cierre del entrehierro consiste en doce elementos ferromagnéticos en forma de planchas trapezoidales que encajan en los alojamientos de forma trapezoidal y cierran el circuito para el flujo magnético.
Reivindicación 13
El transformador de la reivindicación 10 donde los alojamientos o ranuras del cuerpo central tienen forma trapezoidal comunicados con el exterior por medio de una ranura. Reivindicación 14
El transformador de la reivindicación 10 y 13 donde el cierre del entrehierro consiste en doce grupos de láminas que se extienden paralelos al eje longitudinal y encajan en las ranuras una vez apiladas las planchas del cuerpo central y cierran el circuito magnético.
Reivindicación 15
El transformador de la reivindicación 10 y 1 1 donde el cierre del entrehierro consiste en una plancha de material ferromagnético arrollada alrededor del cuerpo central.
Reivindicación 16
Un transformador trifásico para la transmisión de energía eléctrica el cual comprende un núcleo en forma de tambor fabricado con material ferromagnético donde
• el núcleo tiene agujeros o ventanas que se extienden paralelos al eje longitudinal del tambor para alojar los bobinados,
• el transformador cuenta con tres pares de bobinas, correspondientes a la primera, segunda y tercera fases,
· cada par de bobinas consta de una bobina primaria y una bobina secundaria caracterizado porque:
• el núcleo comprende dos componentes principales: un cuerpo central y un sistema de cierre de entrehierro
· el cuerpo central está conformado por planchas de material ferromagnético apiladas entre sí cada una de las cuales tiene seis ranuras o alojamientos para alojar los bobinados,
• las bobinas están distribuidas simétricamente alrededor del eje longitudinal del núcleo y cada bobina cruza el eje longitudinal del núcleo,
• el núcleo comprende tres pares de ventanas para las seis bobinas, y
· el bobinado primario y el secundario de cada fase están alojados en el mismo par de ventanas.
Reivindicación 17
El transformador de la reivindicación 16 donde las ranuras del cuerpo central tienen forma trapezoidal en el borde de la circunferencia.
Reivindicación 18
El transformador de la reivindicación 16 y 17 donde el cierre del entrehierro consiste en seis elementos ferromagnéticos en forma de planchas trapezoidales que encajan en los alojamientos de forma trapezoidal y cierran el circuito para el flujo magnético.
Reivindicación 19
El transformador de la reivindicación 16 donde las ranuras de cada una de las planchas que conforma el cuerpo central tienen forma trapezoidal comunicados con el exterior por medio de una ranura. Reivindicación 20
El transformador de la reivindicación 16 y 19 donde el sistema de eliminación de entrehierros consiste en seis grupos de láminas que se extienden paralelos al eje longitudinal del núcleo y encajan en las ranuras una vez apiladas las planchas del cuerpo central y cierran el circuito magnético.
Reivindicación 21
El transformador de la reivindicación 16 y 17 donde el cierre del entrehierro consiste en una plancha de material ferromagnético arrollada alrededor del cuerpo central.
Reivindicación 22
Un transformador trifásico para la transmisión de energía eléctrica el cual comprende un núcleo en forma de tambor fabricado con material ferromagnético donde
• el núcleo tiene agujeros o ventanas que se extienden paralelos al eje longitudinal del tambor para alojar los bobinados y está conformado por planchas de material ferromagnético apiladas entre sí, donde las planchas cuentan con veninas en lugar de ranuras,
• el transformador cuenta con tres pares de bobinas, correspondientes a la primera, segunda y tercera fases,
• cada par de bobinas consta de una bobina primaria y una bobina secundaria caracterizado porque:
• las bobinas están distribuidas simétricamente alrededor del eje longitudinal del núcleo, · cada bobina cruza el eje longitudinal del núcleo,
• el núcleo comprende seis pares de ventanas para las seis bobinas, y
• el bobinado primario y el secundario de cada fase están alojados en ventanas contiguas, desfasadas espacialmente 30°.
Reivindicación 23
Un transformador trifásico para la transmisión de energía eléctrica el cual comprende un núcleo en forma de tambor fabricado con material ferromagnético donde
• el núcleo tiene agujeros o ventanas que se extienden paralelos al eje longitudinal del tambor para alojar los bobinados y está conformado por planchas de material ferromagnético apiladas entre sí,
• el transformador cuenta con tres pares de bobinas, correspondientes a la primera, segunda y tercera fases,
• cada par de bobinas consta de una bobina primaria y una bobina secundaria caracterizado porque:
• las bobinas están distribuidas simétricamente alrededor del eje longitudinal del núcleo,
• cada bobina cruza el eje longitudinal del núcleo,
• el núcleo comprende tres pares de ventanas para las seis bobinas, y
· el bobinado primario y el secundario de cada fase están alojados en el mismo par de ventanas.
Reivindicación 24
Un transformador trifásico para la transmisión de energía eléctrica el cual comprende un núcleo en forma de tambor fabricado con material ferromagnético donde • el núcleo tiene agujeros o ventanas que se extienden paralelos al eje longitudinal del tambor para alojar los bobinados
• el transformador cuenta con tres pares de bobinas, correspondientes a la primera, segunda y tercera fases,
• cada par de bobinas consta de una bobina primaria y una bobina secundaria,
caracterizado porque:
• las bobinas están distribuidas simétricamente alrededor del eje longitudinal del núcleo, y
• cada bobina cruza el eje longitudinal del núcleo.
Reivindicación 25
Procedimiento de fabricación de por lo menos uno de los transformadores descritos en cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende los pasos de:
1) fabricar un núcleo a partir de un cuerpo central y un sistema de eliminación de entrehierros,
2) fabricar el cuerpo central a partir de planchas donde se han practicado ranuras o alojamientos, las cuales se apilan entre sí unas con otras,
3) fabricar el sistema de eliminación de entrehierros
4) Bobinar el transformador
5) ensamblar el cuerpo central y los cierres de entrehierro para componer el núcleo.
PCT/PE2012/000008 2012-06-08 2012-11-13 Transformador trifásico tipo tambor y procedimientos para fabricar el mismo WO2013184008A1 (es)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR112014029595A BR112014029595A2 (pt) 2012-06-08 2012-11-13 transformador trifásico tipo tambor e procedimentos para fabricar o mesmo
US14/406,327 US9728318B2 (en) 2012-06-08 2012-11-13 Drum-type tri-phase transformer and methods for producing same
DE112012006471.2T DE112012006471T5 (de) 2012-06-08 2012-11-13 Trommelartiger Dreiphasentransformator und Verfahren zu dessen Herstellung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PE2012000806A PE20141279A1 (es) 2012-06-08 2012-06-08 Transformador trifasico tipo tambor y procedimientos para fabricar el mismo
PE00806-2012/DIN 2012-06-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013184008A1 true WO2013184008A1 (es) 2013-12-12

Family

ID=49712313

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/PE2012/000008 WO2013184008A1 (es) 2012-06-08 2012-11-13 Transformador trifásico tipo tambor y procedimientos para fabricar el mismo

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9728318B2 (es)
BR (1) BR112014029595A2 (es)
DE (1) DE112012006471T5 (es)
PE (1) PE20141279A1 (es)
WO (1) WO2013184008A1 (es)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107294216A (zh) * 2016-03-31 2017-10-24 上海交通大学 一种变电站磁场取能装置
JP6383034B1 (ja) * 2017-03-13 2018-08-29 ファナック株式会社 リアクトル
CN112670074A (zh) * 2020-12-30 2021-04-16 广东科盈智能装备制造有限公司 一种硅钢片铁芯生产线

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4425521A (en) * 1982-06-03 1984-01-10 General Electric Company Magnetic slot wedge with low average permeability and high mechanical strength
JPS59190870A (ja) * 1983-04-14 1984-10-29 Rohm Co Ltd 熱印字ヘツド
EP0178851A2 (en) * 1984-10-17 1986-04-23 Kuhlman Corporation Improved toroidal transformer and machines and methods for making toroidal transformers
US4761580A (en) * 1987-06-17 1988-08-02 Magnetek, Inc. Magnetic top wedge
DE19960881A1 (de) * 1999-12-17 2001-06-21 Abb Research Ltd Transformator
US20110248589A1 (en) * 2008-12-08 2011-10-13 Konecny Frantisek Circular transformer-generator

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1716553A (en) * 1926-07-10 1929-06-11 Ray P Higbee Transformer
US5317299A (en) * 1991-07-03 1994-05-31 Sundstrand Corporation Electromagnetic transformer
CN1141695A (zh) * 1994-01-06 1997-01-29 玄研究室股份有限公司 发电机
US20070145959A1 (en) * 2003-12-19 2007-06-28 Chung Hyun Assembling structure for generator
US7948340B2 (en) * 2007-08-29 2011-05-24 Siemens Industry, Inc. Three-phase multi-winding device
US8836462B2 (en) * 2011-03-22 2014-09-16 Siemens Industry, Inc. Modular reconfigurable polyphase power transformer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4425521A (en) * 1982-06-03 1984-01-10 General Electric Company Magnetic slot wedge with low average permeability and high mechanical strength
JPS59190870A (ja) * 1983-04-14 1984-10-29 Rohm Co Ltd 熱印字ヘツド
EP0178851A2 (en) * 1984-10-17 1986-04-23 Kuhlman Corporation Improved toroidal transformer and machines and methods for making toroidal transformers
US4761580A (en) * 1987-06-17 1988-08-02 Magnetek, Inc. Magnetic top wedge
DE19960881A1 (de) * 1999-12-17 2001-06-21 Abb Research Ltd Transformator
US20110248589A1 (en) * 2008-12-08 2011-10-13 Konecny Frantisek Circular transformer-generator

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CORTES CHERTA, MAQUINAS OF CORRIENTE ALTERNA ASINCRONAS, vol. 3, 1 April 2008 (2008-04-01), pages 7 AND 8. *
ISMODES ET AL.: "Transformador Trifasico Tipo Tambor", REVISTA ELECTRO ELECTRONICA N° 36, 2011, pages 22 - 23 *

Also Published As

Publication number Publication date
BR112014029595A2 (pt) 2017-06-27
DE112012006471T5 (de) 2015-03-12
US9728318B2 (en) 2017-08-08
US20150162123A1 (en) 2015-06-11
PE20141279A1 (es) 2014-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106385153B (zh) 一种混合励磁电机
CN106067720B (zh) 一种低损耗半闭口槽型容错永磁圆筒直线电机及其加工方法
WO2013184008A1 (es) Transformador trifásico tipo tambor y procedimientos para fabricar el mismo
CN102761187A (zh) 电动机转子及内置式永磁电动机
WO2011101501A2 (es) Multigenerador de energía electrica
ES2900521T3 (es) Motor-generador de energía eléctrica excitado por transferencia magnética
Lin et al. Torque ripple reduction techniques for stator DC winding excited vernier reluctance machines
RU2599056C1 (ru) Высокоскоростной многофазный синхронный генератор
ES2820326T3 (es) Reductor de corriente circulatoria
ES2270089T3 (es) Maquina de bobina concentrada electrica sincrona.
Nakamura et al. Basic characteristics of in-wheel magnetic-geared motors
RU2396625C1 (ru) Трансформатор
US10164510B1 (en) Low resistance generator
CN107508441A (zh) 输出方波的无铁芯永磁发电机
ES2374231B1 (es) Circuito magnético del conversor eléctrico universal.
RU2626412C1 (ru) Магнитотепловой генератор для космического аппарата
RU2585279C1 (ru) Магнитоэлектрическая машина
JP3220511U (ja) 低電圧発電機
Amreiz Difficulties and complexities encountered in the design of transverse flux machines
TWI443936B (zh) Transverse field generator
CN104158372B (zh) 磁分路式混合磁极型同步电机
US20140265698A1 (en) Electric Generator with a Transverse Magnetic Field
ES2615155B1 (es) Generador eléctrico compensado
RU2688204C2 (ru) Электрическая машина
CN104158370B (zh) 转子磁路独立型混合磁极同步电机

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12878224

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112012006471

Country of ref document: DE

Ref document number: 1120120064712

Country of ref document: DE

Ref document number: 14406327

Country of ref document: US

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112014029595

Country of ref document: BR

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12878224

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112014029595

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20141127