DE3042848C2

DE3042848C2 - Fünfschenkeliger Rahmenkern für einen Dreiphasentransformator

Info

Publication number: DE3042848C2
Application number: DE19803042848
Authority: DE
Inventors: Zvonimir Dr.-Ing. 41000 Zagreb Valkovi&ccaron;
Original assignee: Rade Koncar - Razvoj Proizvoda I Proizvodnje Radna Organizacija S Neogranicenom Solidarnom Odgovornosti Zagreb Oour Elektrotehnicki Institut Nsubo Zagreb Yu
Current assignee: Rade Koncar - Razvoj Proizvoda I Proizvodnje Radna Organizacija S Neogranicenom Solidarnom Odgovornosti Zagreb Oour Elektrotehnicki Institut Nsubo Zagreb Yu
Priority date: 1979-11-14
Filing date: 1980-11-13
Publication date: 1983-10-13
Also published as: AT379028B; DE3042848A1; ATA526280A; YU279879A; YU41350B

Description

Die Erfindung betrifft einen fünfschenkeligen Rahmenkern für einen Dreiphasentransformator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein solcher Kern, wie er aus dem DE-GM 18 91 858 bekannt ist, wird bei Höchstleistungstransformatoren angewendet, da er wegen herabgesetzten Jochquerschnitts eine wesentlich geringere Höhe im Verhältnis zum bekannten Dreischenkelkcrn aufweist. Damit wird ein Transport solcher Kerne wesentlich leichter.

Wegen des großen Durchmessers der Hauptschenkel des fünfschenkeligen Kernes (sehr oft ist der Durchmesser größer als 1 Meter) werden die Hauptschenkel aus zwei Rahmen gefertigt, weil dadurch die Abmessungen des Blechs, das in der Fertigung bearbeitet werden muß, herabgesetzt werden. Der Abstand zwischen den Rahmen in einem Hauptschenkel ist der Querkühlkanal, der eine sehr wirkungsvolle Kühlung eines solchen Kernes ermöglicht. Gleichzeitig wird dadurch auch eine erhöhte Betriebssicherheit des Kernes erzielt, da wegen der um die Hälfte niedrigeren Umfangsspannung des Rahmens im Verhältnis zu der im Schenkel ohne einen Querkühlkanal vorhandenen Umfangsspannung wesentlich die Gefahr eines elektrischen Durchschlags zwischen den Kernblechen herabgesetzt wird. Der Querkühlkanal kann auch nützlich als Raum für das Spannen einzelner Kernteile verwendet werden.

Wegen des Bestehens des Querkühlkanals ist jedoch der natürliche Schluß der Magnetflüsse im Inneren des Kernes verhindert, was eine Verschlechterung der Grundkennwerte des Kernes (Magnetisierungsverluste, Magnetisierungsstrom, Lärmpegel, Vibrationen, Erwärmung) verursachen kann. Für die Lösung dieses Problems wird die magnetische Kopplung der Rahmen im magnetischen Knotenpunkt zwischen dem Hauptschenkel und dem Joch angewendet.

Die Ausführungsart dieser Kopplung im Magnetknotenpunkt beeinflußt die Kennwerte des fünfschenkeligen Kernes wesentlich, und es besteht deshalb eine Reihe von Lösungen, mit denen versucht wird, dieses Problem bestmöglich zu lösen.

Die bedeutendsten von diesen Lösungen werden gemäß den Zeichnungen beschrieben.

In allen Zeichnungen ist mit der Bezeichnung 1 der Schenkel der Α-Phase, mit der Bezeichnung II der Schenkel der B-Phase und mit der Bezeichnung III der Schenkel der C-Phase bezeichnet Mit der Bezeichnung ί sind die Rahmenteile und mit der Bezeichnung 2 die Joche bezeichnet

In F i g. 1 ist eine bekannte Ausführung des fünfschenkeligen Rahmenkernes dargestellt, bei dem die magnetische Kopplung mit 100% des Jochquerschnitts verwirklicht ist, und alle Blechverbindungen im magnetischen Knotenpunkt sich unter einem Winkel von 90° befinden. Obwohl ein solcher Kern sehr einfach herstellbar ist, besitzt er auch eine Reihe von Nachteilen. Der Hauptnachteil besteht darin, daß wegen der Verbindungen unter 90° und der anisotropen Eigenschaften des orientierten Magnetkernes im magnetischen Knotenpunkt sehr hohe Magnetisierungsverluste entstehen. Deswegen sind außerdem auch der Magnetisierungsstrom, der Lärmpegel und die Erwärmung erhöht, und so ist diese Lösung nicht zufriedenstellend.

In Fig.2 ist eine zweite bekannte Ausführung dargestellt, in der alle Verbindungen im magnetischen Knotenpunkt schräg, in Form einer V-Verbindung sind. Damit sind teilweise die magnetischen Kennwerte des Kernes verbessert, doch entsteht wegen der V-Verbindung zwangsweise ein enorm großer Blechabfall, in einigen Fällen auch 6 bis 10 Tonnen pro Kern.

Eine bessere Lösung dieses Problems wird mit der in F i g. 3 gezeigten bekannten Ausführung dargestellt, die dem aus dem DE-GM 18 91858 bekannten Kern entspricht. Bei dieser Ausführung ist die magnetische Verbindung zwischen den Rahmen mit nur 50% des Rahmenquerschnitts gebildet und die V-Verbindung tritt abwechselnd in jeder zweiten Kernschicht eines bestimmten magnetischen Knotenpunktes auf.

Sowohl für diese als auch für die früher beschriebenen Ausführungen kann festgestellt werden, daß der Kern als Folge einer magnetischen Kopplung des Rahmens hohe lokale Magnetisierungsverluste im magnetischen Knotenpunkt und außerdem auch eine komplizierte und kostenaufwendige Konstruktion des magnetischen Knotenpunktes aufweist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen fünfschenkeligen Rahmenkern der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß lokale Magnetisierungsverluste im Knotenpunkt zwischen den Rahmenteilen der Schenkel und dem Joch vermindert werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Diese Lösung geht davon aus, daß die einzige Magnetkopplung im Schenkel der B-Phase für die Erzielung einer zufriedenstellenden magnetischen Verkopplung im Kern genügt, so daß ein auf digse Weise gekoppelter Kern ein Optimum zwischen lokalen Verlusten im magnetischen Knotenpunkt und den von der magnetischen Kopplung abhängigen Verlusten erreicht.

In der DE-PS 6 44 690 wird zwar ein Magnetkern mit Kühlkanälen für mehrphasige Transformatoren beschrieben, bei welchen die äußeren Pakete der Joche besondere Luftspalte aufweisen, wodurch die Induktion über den Eisenquerschnitt vergleichmäßigt wird, und damit zusätzliche Magnetisierungsverluste herabgesetzt werden, jedoch gibt dieser bekannte Transformator keine Anregung für die erfindungsgemäße Lösung.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist eine einfache und in magnetischer Hinsicht hochqualitative Kopplung des Rahmens des Hauptschenkels der A- und C-Phase mit dem Joch mit Hilfe einer schrägen Verbindung unter einem Winkel von ungefähr 45°, die die besten

tischen Kennwerte aufweist, sowie eine einfa- ;pätere Schließung des oberen Joches nach der »e der Wicklungen auf die Schenkel ermöglicht erfindungsgemäße Lösung kam; bei jeder rung eines fünfschenkeligen Rahmenkernes :ndet werden.

Ausführungsbeispiel wird anhand von Fig.4 jben, die die Anwendung der Erfindung bei der ten, in Fig.3 dargestellten Ausführungsart t.

Aus der Zeichnung iit ersichtlich, daß der fünfschenkelige Rahmenkern eines Dreiphasentransformators von den Schenkeln I, II und HI gebildet wird, die aus auf solche Weise gekoppelten Rahmen 1 bestehen, daß mit dem Joch 2 nur der Kühlkanal zwischen dem Rahmen 1 des Schenkels II überbrückt ist Wie die Fig.4 zeigt, sind am mittleren Schenkel II lediglich unten die beiden Rahmen 1 dieses Schenkels durch das Joch 2 miteinander verbunden, während an allen übrigen Stellen eine Trennung vorhanden ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fünfschenkeliger Rahmenkern für einen Dreiphasentransformator, dessen Hauptschenkel jeweils aus zwei Rahmenteilen mit einem dazwischen vorgesehenen Querkühlkanal bestehen, wobei die magnetische Kopplung zwischen den Rahmenteilen im magnetischen Knotenpunkt mit jeweils einem Joch liegt, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Rahmenteile des Hauptschenkels der B-Phase magnetisch gekoppelt sind, während die Rahmenteile der Hauptschenkel der A- und C-Phase zur Verminderung lokaler Magnetisierungsverluste magnetisch entkoppelt sind.

2. Fünfschenkeliger Rahmenkern für Dreiphasentransformatoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bleche des Rahmens (1) des Hauptschenkels (I) der Α-Phase und des Hauptschenkels (III) der C-Phase mit dazugehörenden Blechen des Joches (2) mit einer Schrägverbindung unter ungefähr 45° verbinden.