NO821547L - Kombinasjonstransformator med felles kjernepartier - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en transformator-konstruksjon som omfatter komplette kjerne- og spoleaggregater for en hovedtransformator og en serietransformator, idet et parti av hver transformators kjerne er felles for begge transfor-matorene .

Ved enkelte anvendelser av transformatorer kreves det en kombinasjon av en hovedtransformator og en serietransformator for å oppnå de ønskete elektriske parametrene. Når det benyttes en slik kombinasjon, består hoved- og serietransformatoren nor-malt av to separate og komplette kjerne- og spoleaggregater,

og den sammenbygde, fullstendige konstruksjonen blir følgelig ganske stor, tung og kostbar.

Etter hvert som transformatorspenningen økes, øker stør-relsen av serietransformatorene tilsvarende. Ved eksempelvis transformatorer av det slag som blir benyttet i ovner kan serie-transf ormatoren ha omtrent 50% av hovedtransformatorens KVA-deler. Det er derfor et ønskemål å utnytte den plassen som står til rådighet så effektivt som mulig.

Det har ifølge oppfinnelsen vist seg at de problemer som

en støter på ved utformingen og bruken av separate og komplette kjerne- og spoleaggregater for hoved- og serietransformatorer kan avhjelpes ved å benytte et elektrisk induktivt apparat som omfatter en første magnetisk kjernekonstruksjon med n første benpartier samt første og andre åkpartier dannet av stablete metalliske lamineringert, hvor de n benpartiene er plassert i avstand fra hverandre, slik at det dannes n-1 første mellomliggende åpninger, en annen magnetisk kjernekonstruksjon med n andre benpartier samt tredje og fjerde åkpartier dannet av stablete metalliske lamineringer, og hvor de n andre benpartiene er plassert i avstand fra hverandre, slik at det dannes n-1 andre mellomliggende åpninger, en viklingskonstruksjon som er induk-

Itivt koplet til hver magnetisk kjernekonstruksjon, idet i det minste et parti av ett åk av den første magnetiske kjernekonstruksjonen er felles også for i det minste et parti av den andre magnetiske kjernekonstruksjonen.

Fordelen med apparatet ifølge oppfinnelsen består i at

den utnytter et felles kjerneben eller åk for å redusere kjernens størrelse og vekt samt kjernetapet.

Utførelsesformer av oppfinnelsen beskrives i det følgende som eksempler under henvisning til medfølgende tegninger, hvor: Fig. 1 viser et planriss av en kappetransformator med separate kjerne-spole-aggregater for hoved- og serietransformator-underseksjoner ifølge en tidligere kjent konstruksjon.

Fig. 2 viser et planriss av en innkapslet transformator

med et felles magnetåk for hoved- og serietransformatorens kjerne-spole-aggregater i overensstemmelse med oppfinnelsen.

Fig. 3 og 4 viser vertikalsnittriss etter linjen III-III

i fig. 2 og illustrerer to utførelsesformer av kombinerte kjerne-aggregater, hvor én av hoved- og serietransformatorkjernene er større enn den andre.

Fig. 5 viser et planriss av en kappetransformator ifølge oppfinnelsen. Fig. 6 viser et planriss av en kjernetransformator ifølge oppfinnelsen. Fig. 7 viser et planriss av en kappetransformator med en syv-benet kjerne.

I fig. 1 er en transformator, som er utformet i overensstemmelse med tidligere kjent teknikk, generelt angitt med 11. Den omfatter et hovedkjerne-spole-aggregat 13 og et hjelpe- eller seriekjerne-spole-aggregat 15. Hovedaggregatet 13 innbefatter en kjerne 17 med et åk 19. På tilsvarende måte innbefatter hjelpe-aggregatet 15 et åk 21, som er parallelt med, men skilt fra åket 19 i samsvar med kjent teknikk.

I fig. 2 er en transformator generelt betegnet med 23 og innbefatter kjerner 25, 27, som er såkalte "5-benete" kjerne-spole-aggregater, omfattende spoler .29, 31, 33 for hovedkjernen 25 og spoler 35, 37, 39 for seriekjernen 27. Transformatoren 23 omfatter også kjerneåk 41, 43, 45, hvor åket 43 er felles for begge kjernene 25, 27.

Det trekk at åket 43 er felles for begge kjerner 25, 27

er hovedinnholdet i oppfinnelsen.

I fig. 3 er det vist et åk 43 som befinner seg i overlap-pende partier av kjernene 25, 27. På tilsvarende måte er åket 43 i fig. 4 felles for kjernene 25, 27. Hovedkjernen 25 og seriekjernen 27 har ikke nødvendigvis samme høyde og de arbeider heller ikke nødvendigvis ved samme induksjon.

Mens således de to tradisjonelle innkapslete kjerne- og spoleaggregatene ifølge fig. 1 har separate åk 19, 21, har de nye konstruksjonene 25, 27 ifølge oppfinnelsen åket 43 (fig. 2) felles. Under drift er kraftlinjetettheten konstant i baner A, B og C, etter som fluksen er frembrakt av hovedkjernens 25 viklinger, dvs. konstant volt/vindingsomgang. Kraftlinjetettheten i seriekjernen 27 er imidlertid ikke konstant, etter som den påtrykte spenningen varierer med uttaksstillingen på viklingen som regulerer hovedkjernen 25. Når serietransformatoren ikke magnetiseres, vil det ikke flyte fluks i baner a, b og c. Fluksen som passerer i baner A, B og C vil derfor flyte gjennom det felles åket 43. Etter hvert som hjelpemagnetiseringen (medkop-lingseksiteringen) på serietransformatoren øker, begynner fluksen å flyte i baner a, b og c. Fluksen i det felles åket vil derfor begynne å flyte gjennom a, b og c og rundt det ytre åket.

Det påpekes at det foregående bare er tilfredsstillende for medkopling, idet en motkoplings-anvendelse vil mette det felles åket. På grunn av den manglende evnen til å utnytte mot-kopling-medkopling, vil hovedtransformatorens reguleringsvikling være større. Kjernevektbesparelser i kg, ved angivelse av dimen-sjonene i cm, vil imidlertid være omtrent: 0,0073 x (åkets emnelengde) x (høyde av korteste åk) x

(åkbredde)

Oppfinnelsen kan med varierende grad av effektivitet av-passes etter og utnyttes ved standard kappetransformatorer (fig. 5), hvor det anvendes separate kjerner 47, 49, idet førstnevnte omfatter ben 51, 53 og sistnevnte omfatter ben 55, 57. Separate viklinger eller spoler 59, 61 omgir benene 53, 55 for å danne et A-fase-parti med et felles åk dannet av kjernenes 47, 49 åk 63, 65. På tilsvarende måte danner spoler 71, 73 rundt benene 53, 55 en B-fase med et felles åk dannet av åkene 75, 77, mens spoler 79, 81, som omslutter de felles benene 53, 55, danner en C-fase med et felles åk som er satt sammen av åkene 83, 85.

Foruten til kappekonstruksjonen ifølge fig. 5 kan oppfinnelsen like ens tilpasses kjernetransformatorer som vist i fig. 6, hvor middelspoler 87 er anbrakt på benene 89 for å sam-virke med tilsvarende spoler 91 på hjelpe- eller seriedelens ben 93, for å danne de tre fasene A, B og C med et felles åk 95.

En annen utførelsesform er vist i fig. 7. Den omfatter

en syv-benet kjerne 97 med hjelpeben 98 mellom fasene. Spoler 99 er anbrakt på ben 100.

Transformatorkonstruksjonen ifølge oppfinnelsen muliggjør følgelig utnyttelse av et felles kjerneben eller åk, for å redusere kjernestørrelsen, -vekten og -tapet, mens det elimineres jern. Oppfinnelsen kan til slutt benyttes ved så vel en-fase-som tre-fasekonstruksjoner.

Claims (6)

1. Elektrisk induktivt apparat, karakterisert ved at det omfatter en første magnetisk kjernekonstruksjon med n første benpartier samt første og andre åkpartier dannet av stablete metalliske lamineringer, hvor de n benpartiene er plassert i avstand fra hverandre, slik at det dannes n-1 første mellomliggende åpninger, en annen magnetisk kjernekonstruksjon med n andre benpartier samt tredje og fjerde åkpartier dannet av stablete metalliske lamineringer, og hvor de n andre benpartiene er plassert i avstand fra hverandre, slik at det dannes n-1 andre mellomliggende åpninger, et viklingsarrangement som er tilknyttet de magnetiske kjernekonstruksjonene, idet i det minste et parti av ett åk av den første magnetiske kjernekonstruksjonen er felles også for et åk i den andre magnetiske kj ernekonstruksj onen.

2. Apparat i samsvar med krav 1, karakterisert ved at nevnte åk av den første kjernekonstruksjonen og nevnte åk av den andre kjernekonstruksjonen sammen danner et enkelt åk som er felles for begge kjernekonstruksjonene.

3. Apparat i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at den første magnetiske konstruksjonen omfatter en hovedtransformator og den andre magnetiske konstruk- .sjonen omfatter en serietransformator.

4. Apparat i samsvar med krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at den første magnetiske kjernekonst-ruks j onen omfatter en fem-benet kjerne.

5. Apparat i samsvar med krav 1, 2, 3 eller 4, karakterisert ved at viklingsarrangementet omfatter en første viklingskonstruksjon, som er induktivt koplet til den første magnetiske kjernekonstruksjonen, og en annen viklings-konstruks j on , som er induktivt koplet til den andre magnetiske kjernekonstruksjonen.

6. Apparat i samsvar med krav 1, 2, 3 eller 4, karakterisert ved at viklingsarrangementet omfatter en viklingskonstruksjon som er induktivt koplet til hver magnetisk kj ernekonstruksj on.