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Transformator großer Leistung und hoher Spannung, insbesondere Wandertransformator
Bei Transformatoren großer Leistung und hoher Spannung, insbesondere Wandertransformatoren,
ist die Größe des Transformators durch Transportgewicht, Lademaß und Kurvenläufigkeit
begrenzt. Es ist daher schwierig, den Kern bei ausreichenden Querschnitten so zu
bemessen, daß seine Höhe und Länge innerhalb dieser Grenzen bleiben.
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Aus diesem Grunde muß man besondere Maßnahmen vorsehen, und ein bekanntes
Mittel, z. B. zur Verringerung der Kernhöhe, ist die Anwendung von zusätzlichen
Rückschlußschenkeln, die bei einem Dreischenkelkern eine Verringerung der Jochhöhe
auf etwa 5$1/a und bei einem Zweischenkelkern auf etwa 5o0/9 gestatten. Da aber
die Rückschlußschenkel die Länge des Transformators erheblich vergrößern, sind die
hierdurch erzielten Vorteile zum Teil wieder hinfällig. Hinzu kommt noch, daß bei
einem derartigen Wandertransformator die Oberspannungsdurchführungen in der Regel
an den in Fahrtrichtung liegenden Kesselstirnseiten angebracht sind. Eine elektrisch
einwandfreie Verbindung der Oberspannungswicklung mit den Oberspannungsdurchführungen
verlangt daher aber ebenfalls zusätzliche Maßnahmen, weil nämlich zwischen .diesen
beiden zu verbindenden Teilen die Rückschlußschenkel liegen.
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Bei einem dreischenkligen Kern treten diese Nachteile nicht auf. Dafür
nimmt aber der Kern bei normaler Auslegung eine derartige Höhe an, daß der Transformator
das zulässige Eisenbahnlademaß überschreitet und daher nicht mehr bahntransportfähig
ist.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile der bekannten Anordnungen
dadurch, daß die von den
Jochen sozusagen abgeschnittenen oberen
Teile, die bisher in Form der Rückschlußschenkel an den Stirnseiten des Kernes untergebracht
wurden, geteilt und parallel zu den beiden Seiten des Restjoches angebracht und
mit diesem verbunden «-erden. Unter Umständen genügt es auch, nur ein Joch in dieser
Weise auszubilden. Besonders günstig läßt sich die Erfindung bei zweischenkligen
Kernanordnungen durchführen. Bei der Verbindung der seitlichen Jochteile mit dem
Restjoch ist darauf zu achten, daß Querflüsse im wesentlichen vermieden werden.
Daher wird man vorzugsweise entsprechend den zur Anpassung an die Kreisform der
Wicklung abgestuften Schenkeln eine Abstufung der seitlichen Jochteile miteinander
magnetisch verbinden. In der Regel wird man hierfür entsprechend gebogene Eisenbänder
verwenden, die eingeschichtet «-erden. Ein geeignetes Material für diese Bänder
steht heute in den bekannten kaltgewalzten, magnetisch hochwertigen Blechsorten
zur Verfügung. Dabei werden jeweils diejenigen Bleche von Restjoch und Seitenjoch
miteinander verbunden, die bei ungeteiltem Joch eine Einheit bilden würden, so daß
in allen Teilen des Joches annähernd gleiche magnetische Induktion besteht.
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An sich ist es bekannt, bei Transformatoren und Drosselspulen seitlich
neben dem Joch Hilfsjoche anzubringen. Diese Hilfsjoche sind jedoch magnetisch von
dem Hauptjoch getrennt und dienen auch nicht dazu, einen Teil des Hauptflusses aufzunehmen.
Ihre Aufgabe besteht vielmehr darin, bei normal ausgebildetemHauptjoch dieStreuungsverhältnisse
zu verbessern. Daneben ist es noch bekannt, zur Verringerung der Jochhöhe das gesamte
Joch der Länge nach in zwei getrennte Pakete zu unterteilen und die beiden Pakete
nebeneinander um die Enden der Schenkel zu legen.
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Dieser Vorschlag führt zu keiner konstruktiv und magnetisch brauchbaren
Lösung, da der Fluß gleichmäßig über den ganzen Kernumfang ins Joch übertreten muß.
Die hierbei entstehenden Wirbelstromverluste durch OOuerflüsse machen die Ausführung
für Leistungstransformatoren unmöglich.
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Diese nachteiligen Erscheinungen treten bei der erfindungsgemäßen
Ausbildung nicht auf. Bei dieser ist es im übrigen zweckmäßig, um einen möglichst
großen Teil des Jochquerschnittes bei seinem bisher üblichen Aufbau zu belassen,
hinsichtlich der Aufteilung in Restjoch und Seitenjoch nicht von der gewöhnlichen
angenäherten Kreisform, sondern von einem halbelliptischen Querschnitt auszugehen.
Das hat den Vorteil, daß bei einer Teilung dieses halbelliptischen Querschnittes
in halber Höhe von dem gesamten Querschnitt sich nur qo0lo außerhalb des Restjoches
befinden, so daß nur je 20% des gesamten Querschnittes auf die beiden Seitenjoche
entfallen.
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Selbstverständlich ist es auch möglich, an Stelle von zwei Seitenjochen
neben dem Restjoch auch ein entsprechend groß bemessenes Seitenjoch zu verwenden.
Wesentlich ist lediglich, daß die magnetisch einwandfreie Verbindung von Restjoch
und Seitenjoch gewahrt bleibt, so daß keine oder zumindest keine. wesentlichen Störungen
dies Flußverlaufes eintreten. Unter Umständen kann es z. B. auch ausreichend sein,
daß die Enden von Restjoch und Seitenjoch durch dagegen gelegte Bleche miteinander
verbunden werden, beispielsweise in der Form, daß die Enden. von Restjoch und Seitenjoch
konisch gegeneinander abgeschrägt verlaufen und durch ein entsprechend bemessenes
Hilfsjochstück miteinander verbunden werden.
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In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Fig. z zeigt in perspektivischer Darstellung eine Teilansicht eines
Transformatorkernes, bei dem die Jochhöhe durch Aufteilung der Joche in der Weise,
wie es die Erfindung lehrt, um die Hälfte herabgesetzt ist. Die Jochteile i und
2 liegen zu beiden Seiten des Restjoches 3, das in verlappter Schichtung der Bleche
auf den Kernschenkel. aufgesetzt ist.
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Die Verbindung der Jochteile i und 2 mit den beiden Hälften des Restjoches
3 geschieht über Bänder 5, die auch im überlappten Stoß in die äußeren Enden der
einzelnen Jochteile eingeschichtet sind. Die Breite der Bänder ergibt sich hierbei
aus der Abstufung des Joches nach Fig. 2, in der die einzelnen Blechbreiten genau
den in der gleichen Ebene liegenden Blechen des kreisförmigen Kernschenkels entsprechen.
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Um den größten Querschnitt des Joches in dem Restjoch 3 zu erhalten,
wird, wie Fig. 2 zeigt, die dem Fenster zugekehrte Jochfläche i i eben ausgeführt.
Hierdurch bekommt das ganze Joch einen halbelliptischen Querschnitt. Durch die Trennlinie
12, die das Joch in halber Höhe H schneidet, wird das Joch in einen unteren Teil
13 mit 6o% und einen oberen Teil 14 von 4o % des Gesamtquerschnittes unterteilt.
Die Jochteile i und 2 der Fig. i würden bei einem ungeteilten Joch die in Fig.2
eingezeichnete Lage der Teile 6 und 7 haben. Die Abstufung der Jochteile i und 2
in Fig. i erklärt sich daraus, daß diese Teile den Teilen 6 und 7 der Fig. 2 entsprechen.
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Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf die Stirnseite des Joches. Die Bandbreite
der Bänder 5 ist hierbei so breit wie die Stufen der Jochteile gewählt, so daß die
gleiche Querschnittsform für die Teile i und 2 entsprechend den Teilen 6' und 7'
erhalten bleibt. Diese Form kann unter Umständen mit Rücksicht auf das Eisenbahnlademaß
15, das gestrichelt eingezeichnet ist, bei den oberen Jochen der Transformatorkerne
von Bedeutung sein, da hierdurch mit der Bauhöhe bis dicht unter die Ladehöhe herangegangen
werden kann.
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Fig. 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem die Bänder den
Blechbreiten angepaßt sind. Hierdurch erhalten die seitlich liegenden Jochteile
16 und 17 die spiegelbildliche Form der Jochteile i und 2 nach Fig. 3.
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Eine Abwandlung von Fig..I ist in Fig.5 im Schnitt und in Fig.6 im
Grundriß dargestellt. Durch Aufteilung der drei Abstufungen A, B und
C
in der Art, daß die kleinen Blechbreiten b und c zusammengenommen
gerade die Blechbreite des großen Bandes a ergeben, lassen sich in den außenliegenden
Jochteilen i8 die Bänder so unterbringen, daß diesem Teil ein rechteckiger Querschnitt
gegeben werden kann. Da auch das übrige Joch somit rechteckig ist, erhält man also
für die gesamte Jochanordnung einen rechteckigen Querschnitt. Außerdem wird die
Gesamtbreite auf jeder Seite um das Stück C vermindert, da ja die Bänder B und C
in den Jochteilen i8 übereinanderliegen. Diese Ausführungsform wird man für die
unteren Jochteile des Transformatorkernes bevorzugen, da hierdurch die Standfläche
des Kernes vergrößert wird.