CH202069A - Manteltransformator mit Einrichtung zum Vergrössern der Streuung. - Google Patents

Description

  Manteltransformator mit Einrichtung zum Vergrössern der Streuung.         Gegenstand    vorliegender Erfindung ist  ein     Manteltransformator    mit     Einrichtung     zum Vergrössern     der        .Streuung,    zum     Zwecke,     die     Wicklungen    vor     Überlastung    zu schützen.  



  Es sind bereits     Manteltransformatoren          bekannt,    bei welchen     Streustege        zwischen    ,die  Wicklungen     eingeschaltet        sind.    Bei     diesen     sind jedoch entweder     au:

  s.gesprochene        Luft-          strecken        eingeschaltet,    oder aber     es    sind die  notwendigen Stossfugen     zwischen    Streusteg,  Joch und     Kern,    so     angeordnet,        dass    das  Hauptfeld     dieselben    nicht beeinflussen     kann.     



  Die     Einrichtung    zum     Vergrössern    der  Streuung     weilst    bei     dem        Manteltransformator     gemäss der     Erfindung        luftspaltfreie        .Streu-          stq9e    auf,     welche    so eingesetzt sind,     @dass,    sich  zwischen diesen und dem Kern     resp.    den  Jochen keine Stossfugen     befinden,    welche  nicht im     Bereiche    des     Hauptkraftflusses    im  Fern und im Joch liegen,

   zwecks Herab  setzung des     Stossfugenwiderstandes.    Dabei       können    :die Enden der Streubleche, mit An  sätzen     versehen        sein,    welche     in    Nuten     der          seitliche:        Joche        und    :der     Kerne    liegen, oder         abem    die     seitlichen    Joche,     dier    Kern und die  Streustege     können    aus     einem        :

  Stück        heraus-          gestanzt        sein.,        wobei        dann    die     Stossfugen          zwischen        dem        Verbindungsjoch    und dem       Kern        resp.    den     seitlichen        Jochen    verzapft       und        überlappt    sein können.

       Werden    die  Enden     der        Streubleche    mit     Ansätzen        ver-          ,ehen,        die    in die     entsprechenden    Nuten im  Kern     und    im Joch     eingesetzt    werden, können       ,

  die        Hauptbleche        der        Kerne    und     Joche    aus  kongruenten     zweigeteilten        Blechen.        zusam-          menggesietzt    werden,

       welche    an den     .Stossstellen     mittels     Zacken        überlappt        eingesetzt        werden.     Durch     Vergrössern.    der     Quersohnitte    der in  Nuten     liegendlen        Ansätze        des        Streusteges          kann    der     Einfluss    der     Stossfugernampe@rewin-          dungen    so stark herabgesetzt     werden,

          dassi        ihr          Einfluss    verschwindend     klein    wird, wodurch  eine     Kupferverminderung    möglich     wird    und  ein     viel        kleinerer,Spannungsatbfall    bei     einem     grösseren Wirkungsgrad     eintritt.     



  In der     Zeichnung        .ist    der Erfindungs  gegenstand in zwei Ausführungsbeispielen  als     Menteltransformator        für        Einphasen-        und              Drehstrom    mit     verschiedenen        St.reublech-          anordnungen        -dargestellt.     



  Es     zeigt        Fig.    1 die schematische Ansicht  eines     Manteltransformators    mit in Nuten ein  gelassenen     Streublechen,    den     Wicklungen     und den Verlauf :

  der Streuflüsse,       Fig.    2 den Schnitt der Kerne, der Joche  und der in Nuten     eingelassenen    Streubleche  des     Manteltransformators    nach     Fig.    1,       Fig.    3 die Ansicht     eines    kompletten       Bleches    für den Teil des Eisenkörpers, in  welchen die     Streubleche    eingelassen sind,       Fig.    4 die Ansicht     eines    kompletten  Bleches für den     Teil    des Eisenkörpers,

   in  welchen keine Streubleche     eingesetzt    sind  (die     schraffierten        Ausstanzstücke    c geben an.  wie     mittels        besonderer        Werkzeuge    aus die  sen Blechen die Bleche der     Fig.    3     hergestellt     werden     können),          Fig.    5 -die schematische Ansicht eines Man  teltransformators mit     eingelassenen    Streu  stegen nach     Fig.    1, wenn die beiden Wick  lungen     in.    Sparschaltung (Autotransformator)       geschaltet    sind,

         Fig.    6 die     schematische    Ansicht     eines          Drehstromtransformators    mit, fünf Schenkeln       unid    mit in Nuten verlegten     Streublechen          zwischen    den Wicklungen, Kernen und  Jochen, mit den Wicklungen, den Streuflüs  sen und deren Verlauf, wenn der     Blech-          körper    aus     symmetrischen,

          zweigeteilten    Teil  blechen von zwei     nebeneinanderliegenden          Einphasentransformatoren        entsprechend    der       Fig.    1 zusammengesetzt     ist,          Fig.    7 den Schnitt der Kerne,     der        Joche     und der in Nuten eingesetzten Streubleche  des     fünfschenkligen        Drehstromtransforma.tors,          Fig.    8 die     Ansicht    eines kompletten       Bleches    für den Teil des Eisenkörpers, in  welchem der Streusteg liegt,

   wenn die seit  lichen     Joche,    die     Streustege:    und die Kerne  zusammen aus einem gemeinsamen     Stück          herausgestanzt    werden und die als     besondere          Stanzst-ücke    hergestellten     Verbindungsjoche          mittels    Nuten und Zacken überlappt mit den  seitlichen Jochen und Kernen     eingesetzt    wer  den<U>.</U>         Fig.    9 die     Ansicht    eines kompletten  Bleches für den Teil des     Eisenkörpers,

      in  welchem die in Nuten     eingesetzten        Streu-          bleche    liegen,     wenn,die    Kerne und     Joche    aus  rechteckigen     Streifen    gebildet werden,       Fig.    10 die     schematische    Ansicht eines       kompletten    Bleches für einen     fünfschenkligen          Drehstromtransformator,

      wenn die Streu  bleche in     Nuten    in die Kerne und     Joche        ein-          geSS.etzt    werden und die Kerne und     Joche    aus       geschnittenen        rechteckigen    Blechen zusam  mengesetzt werden,       Fig.    11 die     schematische    Ansicht     eines          Manteltransformators    nach     Fig.    1 mit in  Nuten     eingelassenen        Streublechen,    den Wick  lungen und dem Verlauf der     Streuflüsse,

       wenn     die        Primärwicklung    oder die     Sekundä.r-           -icklung    oder auch     beide    in zwei Teile,       zwecks        Serie-        oder        Parallelschaltung    geteilt  werden und     deshalb    mehrere     .Streustege    not  wendig sind.  



       Der        Manteltransformator    nach dem in       Fig.    1 bis :>     dargestellten    Ausführungsbei  spiel besitzt den Kern<I>k</I> und die Joche<I>i,</I> die  aus     symmetrischen,        zweigeteilten    Teilblechen  mit in den Stossfugen der     Kerne    und     Joche          vorgesehenen        überlappten        Zacken        hergestellt     sind.

   Auf dem mittleren Kern     sind    zwei       Wicklungen    so angebracht, dass auf einer  Seite     :die    Primärwicklung     Pr    und auf der  andern     Seite    die     Sekundärwicklung   <I>Sek</I>  untergebracht sind. Die     rechteckigen    Streu  bleche besitzen an ihren Enden     rechteckige          Ansätze   <I>An,</I> welche in die     eingestanzten          Nuten        zwischen    ;die Kerne und     Joche    einge  legt sind.

   Die     Ansätze   <I>An</I> der     I-förmigen     Streubleche haben hierbei .den     Zweck,    den       Stossfugenquerschnitt    zu     vergrössern    und die       Stossfugenamperewindungen    herabzusetzen.

    Diese     Anordnung    erlaubt deshalb einen     bes-          #eren        Kraftflussübergang    vom Streusteg zum  Joch     oder    vom Kern zum     Streusteg    und be  dingt     deshalb    auch eine     stärkere        Beeänflus-          sung    des     Stossfugen#m@iderstandes    durch den       Itauptkraftfluss,    da sowohl im Joch, als auch  im Kern die     Stossfugen,

  des        Streustegevs    voll  ständig von einem Teil     des        Hauptkraftflusses          durchflossen    sind     und    damit ihr magnetischer           Widerstand        herabgesetzt        wird,        wodurch    auch  der     Spannungsabfall        weiter        herabgesetzt     wird.  



  Wird nun     idie        Primärwicklung    an eine       Wechselepannung    gelegt, so -erzeugt diese  einen     Kraftfluss,        0l    im Kern der     Primärwick-          lung,        welcher    sich in der Hauptsache über       .den;

          ,Sekundärkern,    mit     Odem        Kraftfluss    0       über    die Joche     schliesst,        jedoch    schon bei       Leerlauf        .einen        @Streukraftfluss        0"o    über die  Streustege     St,    entsprechend dem     magnetischen          Widerstand        co",    ,des     .Streukraftlinienweges          des        Stremteges-    und ,

  des     magnetischen        Wider-          standes        a)zo        des    sekundären     Kraftlinienweges          des        Sekundärkreiees    abgibt. Für das.

   Verhält  nis des Kraftflusses vom     Sekundärkreis    und  vom     ,Streukreis        ,gilt    das Gesetz  
EMI0003.0045     
         d.    h.     die        Kraftflüsse    des Streu- und     Sekun-          däTkreis:es        verhalten    sich umgekehrt wie die       magnetieohen    Widerstände dieser Kreise.

         Wird    die     Sekundärwicklung    bis zum     Kurz-          echluss        belastet,    so     drängt    der vom Sekundär  strom     erzeugte        Kraftfloss    den Hauptkraft       flwss    im     Sekundärkreis        zurück,        bis        wiederum          bei:

          Kurzschluss        Idas    Verhältnis der Kraft  flüsse , im     Streusteg    und     .Sekundärkreis    sich       im.        umgekehrten        Verhältnis    oder     magnetischen          Widerstände        @diesea        Kreise    und bei     dieser          Belastung    sich     einstellen.    Der     Sekundärstrom.          kann,    daher bei     Kurzschluss,    nur so gross:

   wer  den,     bis    ein     Beharrungszustand    erreicht     :ist,     so     d#a3        durch        eine        entsprechende    Wahl des       Streustegquerschnittes,    des     Stossfugenquer-          sohnittes    und des     Materials    der     Sekuudär-          strom    auf jede     ,gewünschte    Grösse     eingestellt     werden kann.

   Dabei können die     Streustege          aus    vom     Kern,    und     den;        Jochen,    verschiedenem       magnetischen        Material    bestehen.  



  Es hat     sieh    nun gezeigt,     dass.        je        vollkom-          mener        @die        iStoss@fugenampeTewindungen        der          ,Streustege        kompensiert    oder vermindert wer  den     können    und je     nach    :dem     verwendeten     Material der     :

  Streustege        selbst    und nach der  Art wie     diese        Streustege        eingelegt        und.        :die          Sto3fugenquerschnitte        vergrössert    werden,    .der     Verlauf        des        sekundären        Spannungsab-          falles        verschieden,

      stark herabgesetzt     wind.          Durch        Versuche        wurde        festgestellt,        dass'        eine          Vergrössierungg    der     Stossfugenquerschnitte    des       Streusteges    wie in der     Zeichnung        angegeben,     -die     Stoss@fugenamperewiüdungen    auf ein  Minimum herabgesetzt werden,

   so dass auch       dementsprechend        der        sekundäre        Spannungs-          abfasl    bei     Nennstrom    bedeutend     kleinem    wird       wie    bei den bisher angewendeten     Banarben.     



  Für grössere     Typen    von     Manteltransfor-          matoren,    bei welchen     es    sich aus irgend     einem          Grunde    nicht mehr lohnen würde,     die    Teil  bleche     mittels    eines     :Schnittwerkzeuges        herzu-          stellen,        können;    :

  die     Kern-    und Jochbleche aus       rechteckigen.        Blechstreifen        geschnitten    wer  den, wie     dies        in.        Fig.    9 für Einphasen- und  in     Fig.    10 für     Drehstrom        antigegeben    ist.

   Mit  Hilfe     eines        besionderen        Werkzeuges    werden  in     :diesem        Falle        die    Nuten der     Streusteg-          ansItze   <I>An</I> aus :

  den Blechen     herausgestanzt     und     dann,    die mit     Ansätzen,        versehenen    Streu  bleche     eingesetzt.    Die     Verbindungsjoche        il     und     i2    werden hierbei     aus    Blechen verschie  dener     Breite        hergestellt    und     abwechslungs-          weise        überlappt        eingesetzt.    Durch diese An  ordnung     lässt    sich auch ein     Transformator      

      herstellen,    bei     welchem        der        Spannungsabfall     klein wird bei einer     wesengichen        Reduktion     ,der     Kupferquerschnitte.     



  Für die     fabrikmässige        Herstellung    des  Eisenkörpers     kleiner    Manteltransformatoren       können        dann    am zweckmässigsten sym  metrische,     zweigeteilte    Teilbleche mit über  lappten     Ansätzen.        Verwendung        finden,

      wo  bei zum     Einsetzen    der     Stressstege    die Stücke c       .durch        besondere    Werkzeuge     aus    den     Blechen     A     herausgestanzt        werden,    wie dies in     Fig.:4     für     ,den        Teil    des     Eisenkörpers,,    welcher Streu  bleche enthält, dargestellt     ist.    Die so     erhaRe-          nen    Bleche B mit den     :

  Streustegen    sind dann  in     Fig.    3     @dargestellt.     



  Der gezeichnete     Eisenkörper    des     Mantel-          transform;atans    für     Einphasenstrom        lässt    sich  auch .bei Anwendung von zwei gleichen       Eisenkörpern        nebeneinander    für     einen        fünf-     RTI ID="0003.0246" WI="19" HE="4" LX="1054"LY="2185">  schenkligen        Drehstromtrausformator        mit    zwi  sehen den     Jochen        und        den:

          Kernen    in     Nuten         eingesetzten Streublechen verwenden, wie in       Fig.    6 und 7 ,dargestellt ist, wobei die Streu  bleche mit     Ansätzen    versehen sind, die eine       Vergrösserung    der     Stossfugenquersehnitte    und  damit eine     Verminderung    des Spannungs  abfalles bewirken.  



       Bei        fünfschenkligen        Drehstromtransfor-          matoren        lässt    sich der     Eisenkörper    auch aus       geschnittenen        Blechstreifen        herstellen,    wobei  die mit vergrösserten     Ansätzen        versehenen     Streubleche in Nuten der Kern- und     Joch-          bleche    eingesetzt     werden,    wie in     Fig.    10     dar-          gestellt    ist.

   Diese Anwendung der in     Nuten          eingelassenen        Streustege    mit     vergrössertem          Stossfugenquerschnitt    zur     Reduktion    der       Kurzschlusssträme    ist praktisch bei allen     Ein-          phasenmanteltransformatoren    und     fünfschenk-          ligen        Drehstromtransformatoren        beliebiger     Leistung anwendbar,

   wobei jedoch mit     zu-          nehmender        Leistung    eine Unterteilung -der  Wicklungen und der     Streustege    erforderlich       wird,    wie in     Fig.        1,l    für Einphasenstrom     dar-          gestellt    ist.  



  Für     ,gewisse    Zwecke, wenn ein     sehr        kle        i-          ner        Spannungsabfall        verlangt    wird und eine       Vergrösserung    der     Kupferquerschnitte    un  erwünscht     Lt,    kann eine weitere     Herab-          setzung    des     Spa.nnunb        abfalles    dadurch be  wirkt werden, dass die Bleche der seitlichen       Joche,

      der Kerne     und    der Streustege aus  einem einzigen Stück     herausgestanzt    werden,       wie        dies    in     Fig.    8 dargestellt ist.

   Die     Ver-          bindungsjoche        i.1    zwischen den     Kernen    k und  den seitlichen Jochen<U>i-,</U>     müssen    dann zur       Montage    der Wicklungen mit     überlappiten          Stossfugen        einsetzbar    sein, soweit der     Eisen-          körper    mit     Streustegen    versehen werden     soll.     Für den übrigen Teil des     Eisenkörpers,    in  welchem keine     Streubleche    liegen,

       können     Bleche, wie solche in der     Fig.    4     dargestellt     sind,     verwendet    werden.  



  Der     gezeichnete    Eisenkörper .des Mantel  transformators für     Einphasenstrom    lässt sich  auch für     Transformatoren    in Sparschaltung       (Autotransformator)        anwenden,    wie in     Fig.    5       dargestellt    ist.

       Durch        Versuche    hat sieh ,ge  zeigt, dass bei der     Sparschaltung    durch     Ein-          schaltung    eines     magnetischen        Nebenschlusses            zwischen    Teilen der     zusammenhängenden          Wicklung    sich durch eine     entsprechende          Wahl    der     Abmessungen    des Streusteges  neben ,der     Kurzs        chluBsicherheit    auch die  Phasenlage, der Ströme und der Spannungen       \-i-,

  rändern    lässt, was für     bestimmte        Zwecke     grosse     Vorteile        verspricht.    Der     Eisenkörper     für     Spanschaltungstransformatoren    lässt sich  sowohl mit gestanzten,     als    auch mit     geschnit-          tenen        Blechen,    wie auch nach der     Ausfüh-          rungsart    der     Fig.    8     herstellen,        je    nach     dem     Zwecke,

   für welche solche     Transformatoren     bestimmt sind.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Manteltransformator mit zwischen den Wicklungen am Kern beginnenden, vom Kern zu den seitlichen Jochen führenden, luftspaltfreien Streustegen, dadurch gekenn zeichnet.

   dass die luftspaltfreien Streustege derart eingesetzt sind, dass sich zwischen die sen und dem Kern resp. den Jochen keine Stossfugen befinden, welche nicht im Bereiche des Hauptkraftflusses im Kern und im Joch liegen, zwecks Herabsetzung des Stossfugen- widerätandes,

   und die zwischen dem Kern und den seitlichen Jochen in der Fenster- öffnung gelegenen Streustegstücke von klei- nerem Querschnitt als der Kern sind.

   UNTERANSPRüCHE: 1. Manteltransformator nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Eisen körper in zwei symmetrische, dreizackige Eisenkörper ,geteilt ist,

   dessen Stossfugen Z-förmig ausgebildet sind und die I-för- mig ausgebildeten Streustege in Nuten in die seitlichen Joche und in den Kern ein- gelassen sind. 2.

   Manteltransformator nach dem Patent- anspruch und dem Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Streustege aus vom Kern und den Jochen verschie- denem magnetischem Material bestehen. .

   Manteltransformator nach dem Patentan- spruch un-d den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet. dass der Eisen- körper aus zwei Teilen, mit je einem Kern und zwei seitlichen Jochen gebildet ist., -die so nebeneinander angeordnet sind,

   @dass zwei aneinanderliegende Joche den dritten gern bilden. -1. Manteltransformator nach dem Patent- anspruch, dadurch gekennzeichnet, .dass die Kern- und Jochbleche in Form von rechteckigen Streifen geschnitten sind und ,

   die I-förmig aus@gebilderten Streustege in den ,seitlichen Jochen und im Kern in Nuten quer zur Kernrichtung eingelassen sind.

   5. Manteltransformator nach. Patentanspruch, 4adureh gekennzeichnet, @dass die seitlichen Joche, die .Streustege und die Kerne wts ,einem einzigen Stück gestanzt sind und die Verbindungsjoche zwischen den Ker nen und,

   den. :seitlichen Jochen mit Z-för- migen Zacken überlappt eingesetzt sind, um eine Verringerung der Stossfugen- amperewindungszahlen zu erzielen.

   G. nach dem Patent anspruch, dadurch .gekennzeichnet, dass ,die Primär- und Sekundärwicklung aus einer zusammenhängenden Wicklung be- stehen und der luftspaltfreie Streusteg die Wicklung in, zwei Teile teilt.