Title:
Selbstklemmende Struktur zum Lösen von Problemen hinsichtlich der Kurzschlussfestigkeit eines Transformators aus amorpher Legierung
Kind Code:
T5


Abstract:

Eine selbstklemmende Struktur zum Lösen von Problemen hinsichtlich der Kurzschlussfestigkeit eines Transformators aus amorpher Legierung, umfassend horizontal angeordnete A-Phasenspule, B-Phasenspule und C-Phasenspule; wobei die A-Phasenspule (1) und die B-Phasenspule (2) sowie die B-Phasenspule (2) und die C-Phasenspule (3) einander eng benachbart sind; eine durch Verfestigung gebildete Niederspannungsspule (7-2) selbst eine Befestigungsklammer bildet, und mittels eines hochfesten Zurrgurts (5) verzurrt wird; so dass die Niederspannungsspule (7-2) der A-Phase und die Niederspannungsspule (7-2) der B-Phase eine schwache Position zwischen der A-Phase und der B-Phase klemmen und festhalten; so dass die Niederspannungsspule (7-2) der B-Phase und die Niederspannungsspule (7-2) der C-Phase eine schwache Position zwischen der B-Phase und der C-Phase klemmen und festhalten; eine hochfeste Isolierklammer (6) jeweils zusätzlich auf der Außenseite der A-Phasenspule und der C-Phasenspule angeordnet wird, so dass die Klammer und die Niederspannungsspule (7-2) der jeweiligen Phase ein Klammerpaar bilden und die jeweilige schwache Position klemmen und festhalten; und ein axial verzurrender hochfester Zurrgurt (5) die Spule gleichzeitig axial festhält, was Probleme hinsichtlich axialer Kurzschlussfestigkeit löst. Bei dieser Anmeldung werden Probleme hinsichtlich der Kurzschlussfestigkeit eines Transformators aus amorpher Legierung ohne Kostenerhöhung gelöst. embedded image




Inventors:
Zhou, Guowei (Changzhou, Liyang, CN)
Huang, Yuanben (Changzhou, Liyang, CN)
Peng, Guojun (Changzhou, Liyang, CN)
Zhao, Wenjun (Changzhou, Liyang, CN)
Application Number:
DE112015007061T
Publication Date:
07/26/2018
Filing Date:
11/10/2015
Assignee:
Jiangsu Huapeng Transformer Co., Ltd., Changzhou (Liyang, CN)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
RGTH Richter Gerbaulet Thielemann Hofmann Patentanwälte PartGmbB, 20354, Hamburg, DE
Claims:
Selbstklemmende Struktur zum Lösen von Problemen hinsichtlich der Kurzschlussfestigkeit eines Transformators aus amorpher Legierung, umfassend horizontal angeordnete A-Phasenspule, B-Phasenspule und C-Phasenspule; wobei die A-Phasenspule und die B-Phasenspule einander eng benachbart sind, und die B-Phasenspule und die C-Phasenspule einander eng benachbart sind; die A-, B- und C-Phasenspulen jeweils eine auf der Außenseite liegende Hochspannungsspule und eine auf der Innenseite liegende Niederspannungsspule umfassen; dadurch gekennzeichnet, dass die Niederspannungsspule nach der Verfestigung eine bestimmte mechanische Festigkeit hat; die Niederspannungsspulen von zwei benachbarten Phasen mittels eines Zurrgurts miteinander verzurrt werden; und die Niederspannungsspulen von zwei benachbarten Phasen ein Klammerpaar bilden, und die Hochspannungsspulen von zwei benachbarten Phasen klemmen und festhalten; und nach der Verzurrung die Hochspannungsspulen und die Niederspannungsspulen einstückig miteinander festgehalten werden.

Selbstklemmende Struktur zum Lösen von Problemen hinsichtlich der Kurzschlussfestigkeit eines Transformators aus amorpher Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederspannungsspule eine von einer Kupferfolie umwickelte Folienwickelspule ist, die eine Mehrschichtenstruktur hat; und ein Isoliermaterial durch Warmhärten zwischen Folienschichten verklebt ist, so dass die Niederspannungsspule verfestigt wird und dadurch zu einer Befestigungsklammer mit einer bestimmten mechanischen Festigkeit wird.

Selbstklemmende Struktur zum Lösen von Problemen hinsichtlich der Kurzschlussfestigkeit eines Transformators aus amorpher Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klammer jeweils auf der Außenseite der A-Phasenspule und der C-Phasenspule angeordnet ist; und die Klammer und die Niederspannungsspule der jeweiligen Phase ein Klammerpaar bilden und mittels eines Zurrgurts verzurrt werden, und die Hochspannungsspule der jeweiligen Phase klemmen und festhalten.

Selbstklemmende Struktur zum Lösen von Problemen hinsichtlich der Kurzschlussfestigkeit eines Transformators aus amorpher Legierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klammer eine Isolier-Epoxidplatte ist.

Selbstklemmende Struktur zum Lösen von Problemen hinsichtlich der Kurzschlussfestigkeit eines Transformators aus amorpher Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein U-förmiger Isolierkarton jeweils zwischen den Phasen der Spulen für drei Phasen von A, B und C, auf der Außenseite der A-Phasenspule und auf der Außenseite der C-Phasenspule angeordnet wird; und der U-förmige Isolierkarton jeweils die Hochspannungsspulen und die Niederspannungsspulen der jeweiligen Phasen einwickelt und danach dieselben mit einem Zurrgurt verzurrt.

Selbstklemmende Struktur zum Lösen von Problemen hinsichtlich der Kurzschlussfestigkeit eines Transformators aus amorpher Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zurrgurt ein Isoliergurt ist.

Description:
Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft das Gebiet von Transformatoren und insbesondere eine selbstklemmende Struktur zum Lösen von Problemen hinsichtlich der Kurzschlussfestigkeit eines Transformators aus amorpher Legierung.

Technischer Hintergrund

Eine Transformatorspule aus amorpher Legierung besteht hauptsächlich aus einer Hochspannungsspule, einer Niederspannungsspule, einem Isolierteil und desgleichen, wobei die Hoch- sowie Niederspannungsspulen des Transformators zusammen gewickelt werden. Da der Eisenkern des Transformators aus amorpher Legierung keiner Belastung ausgesetzt werden darf und eine rechteckige Spule häufig eingesetzt wird, kann keine Festziehung bei dem Transformator aus amorpher Legierung zwischen der Niederspannungsspule und dem Eisenkern durchgeführt werden, und hat der Richtschiene-Teil der rechteckigen Spule eine schlechte Kurzschlussfestigkeit; und auf diesem Grund würde sich die Spule beim Kurzschluss des Transformators wegen einer axialen Kraft sowie einer radialen Kraft einfach zu einem die Grenze überschreitenden Grad verformt oder durch den Kurzschluss beschädigt.

Um die Festigkeit von amorphen Transformatorspulen zu verstärken, werden die Spulen zur Zeit im allgemeinen durch die Tauchlackierung der Spulen, die Anordnung eines zusätzlichen Epoxidzylinderrahmen innerhalb der Niederspannungsspule usw. verstärkt; jedoch haben alle diese Methoden Nachteile, wie beispielsweise erheblichen Materialverbrauch, erheblichen Zeitverbrauch, komplizierte Struktur sowie Technologie, mühsame Wicklung und schlechte Zuverlässigkeit.

Gegenstand der Erfindung

Die Erfindung hat das folgende technische Problem zu lösen, eine selbstklemmende Struktur zum Lösen von Problemen hinsichtlich der Kurzschlussfestigkeit eines Transformators aus amorpher Legierung vorzuschlagen, wobei dieser Gedanke sowie Struktur die im Stand der Technik existierenden Nachteile von einer komplizierten Struktur, mühsamer Wicklung, erhebliches Materialverbrauches und erhebliches Zeitverbrauches behebt und einfach sowie zuverlässig ist.

Bei dieser Erfindung wird die folgende technische Lösung angenommen: eine selbstklemmende Struktur zum Lösen von Problemen hinsichtlich der Kurzschlussfestigkeit eines Transformators aus amorpher Legierung, umfassend horizontal angeordnete Spulen für drei Phasen von A, B und C (A-Phasenspule, B- Phasenspule und C-Phasenspule); wobei die A-Phasenspule und die B-Phasenspule einander eng benachbart sind, und die B-Phasenspule und die C-Phasenspule einander eng benachbart sind; die A-, B- und C-Phasenspulen jeweils eine auf der Außenseite liegende Hochspannungsspule und eine auf der Innenseite liegende Niederspannungsspule umfassen; die Niederspannungsspule nach der Verfestigung eine bestimmte mechanische Festigkeit hat; die Niederspannungsspulen von zwei benachbarten Phasen mittels eines Zurrgurts miteinander verzurrt werden; und die Niederspannungsspulen von zwei benachbarten Phasen ein „Klammerpaar“ bilden, und die Hochspannungsspulen von zwei benachbarten Phasen zu klemmen und festzuhalten; und nach der Verzurrung die Hochspannungsspulen und die Niederspannungsspulen einstückig miteinander festgehalten werden.

Ferner ist die erfindungsmäßige Niederspannungsspule eine von einer Kupferfolie umwickelte Folienwickelspule (foil-wound coil), die eine Mehrschichtenstruktur hat; und ein Isoliermaterial ist durch Warmhärten zwischen Folienschichten verklebt, so dass die Niederspannungsspule verfestigt wird und dadurch zu einer Befestigungsklammer mit einer bestimmten mechanischen Festigkeit wird.

Weiterhin wird eine Klammer jeweils auf der Außenseite der erfindungsmäßigen A-Phasenspule und C-Phasenspule angeordnet, falls die Kurzschlusskraft vergleichsweise groß ist; die Klammer und die Niederspannungsspule der jeweiligen Phase bilden ein Klammerpaar und werden mittels eines Zurrgurts verzurrt, und klemmen die Hochspannungsspule der jeweiligen Phase sowie halten dieselbe fest; und das gebildete „Klammerpaar“ ist in der Lage, die Spule einzuspannen sowie festzuhalten und die Kurzschlussfestigkeit der Spule erheblich zu erhöhen. Natürlich können die Klammern auf der Außenseite der A-Phasenspule und C-Phasenspule bei einer vergleichsweise kleinen Kurzschlusskraft entfallen, während eine Verstärkung nur mittels eines Zurrgurts genug ist.

Weiterhin wird ein U-förmiger Isolierkarton jeweils zwischen den Phasen der erfindungsmäßigen Spulen für drei Phasen von A, B und C, auf der Außenseite der A-Phasenspule und auf der Außenseite der C-Phasenspule angeordnet; und der U-förmige Isolierkarton wickelt jeweils die Hochspannungsspulen und die Niederspannungsspulen der jeweiligen Phasen ein und verzurrt danach dieselben mit einem Zurrgurt.

Weiterhin hat die erfindungsmäßige Klammer eine Fläche, die nicht kleiner als die Kontaktfläche mit der Hochspannungsspule ist, um die Hochspannungsspule und die Niederspannungsspule vollständig zu klemmen, und dadurch das Ziel zu erreichen, die Bewegung des Transformers zu vermeiden.

Weiterhin ist der erfindungsmäßige Zurrgurt ein Isoliergurt. Für den Zurrgurt können verschiedene hochfeste Isoliermaterialien eingesetzt werden, wie beispielsweise ein PET-Gurt (Polyester-Zurrgurt), ein unidirektionaler schussfreier Gurt und ein Warmschrumpfschlauch.

Diese Erfindung hat die folgenden günstigen Auswirkungen, dass: 1. eine radiale Verformung der Spule beim Kurzschluss durch die Verwendung einer verfestigten Niederspannung-Folienwickelspule und einer Epoxidplatte als Klammer vermieden wird; 2. eine axiale Verschiebung der Spule beim Kurzschluss durch die Verzurrung der Hochspannungsspule und der Niederspannungsspule miteinander mittels eines Zurrgurts vermieden wird; und 3. die Herstellungskosten des Transformators erheblich reduziert werden (hierbei wird angenommen, dass tatsächlich 250 bis 300 Tausenden Transformatoren aus amorpher Legierung im Inland hergestellt werden, dann wird die Jahresleistung über 500 Millionen liegen).

Figurenliste

Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und die Ausführungsbeispiele weiter erklärt.

  • 1 ist eine schematische Strukturdarstellung der Erfindung;
  • 2 ist eine teilweise vergrößerte Darstellung für Teil I in 1;
  • 3 ist eine perspektivische schematische Strukturdarstellung der Erfindung;
  • 4 ist eine Schnittzeichnung für A-A in 1; und
  • 5 ist eine Schnittzeichnung für B-B in 1.

In den Figuren: 1. A-Phasenspule; 2. B-Phasenspule; 3. C-Phasenspule; 4. U-förmige Isolierkarton; 5. PET-Gurt; 6. Isolier-Epoxidplatte; 7-1. Hochspannungsspule; 7-2. Niederspannungsspule; und 8. Isolator zwischen Hochspannungsspule und Niederspannungsspule.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen

Jetzt ist die Erfindung anhand der Zeichnungen und bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter ausführlich zu erklären. Alle diese Zeichnungen sind nur vereinfachte schematische Darstellungen, und erklären die Grundstruktur der Erfindung nur auf einer schematischen Weise, deswegen werden hier nur diese Erfindung betreffende Zusammensetzungen gezeigt.

1-3 zeigen eine selbstklemmende Struktur zum Lösen von Problemen hinsichtlich der Kurzschlussfestigkeit eines Transformators aus amorpher Legierung, umfassend horizontal angeordnete A-Phasenspule, B- Phasenspule und C-Phasenspule; wobei die A-Phasenspule 1 und die B-Phasenspule 2 einander eng benachbart sind, und die B-Phasenspule 2 und die C-Phasenspule 3 einander eng benachbart sind; in 1 die A-, B- und C-Phasenspulen jeweils eine auf der Außenseite liegende Hochspannungsspule und eine auf der Innenseite liegende Niederspannungsspule umfassen; die Niederspannungsspule eine von einer Kupferfolie umwickelte Folienwickelspule ist, die eine Mehrschichtenstruktur hat; und ein Isoliermaterial durch Warmhärten zwischen Folienschichten verklebt ist, so dass die Niederspannungsspule verfestigt wird und dadurch zu einer Befestigungsklammer mit einer bestimmten mechanischen Festigkeit wird.

Ein U-förmiger Isolierkarton 4 wird am angrenzenden Teil zwischen der A-Phasenspule 1 und der B-Phasenspule 2 angeordnet und dann werden die drei durch einen PET-Gurt 5 miteinander gebunden; wie in 5 gezeigt, werden die Niederspannungsspulen von zwei benachbarten Phasen mittels des PET-Gurts 5 miteinander verzurrt; und die Niederspannungsspulen von zwei benachbarten Phasen bilden ein Klammerpaar, und klemmen die Hochspannungsspulen von zwei benachbarten Phasen sowie halten dieselben fest; und nach der Verzurrung werden die Hochspannungsspule 7-1 und die Niederspannungsspule 7-2 einstückig miteinander festgehalten. Eine Isolator zwischen Hochspannungsspule und Niederspannungsspule 8 wird zwischen der Hochspannungsspule 7-1 und der Niederspannungsspule 7-2 vorgesehen; und in 5 werden die Hochspannungsspule 7-1 und die Niederspannungsspule 7-2 nicht in einer vollständigen Schnittansicht dargestellt.

Was in 3 gezeigt ist, wird eine Isolier-Epoxidplatte 6 jeweils auf der Außenseite der A-Phasenspule 1 und der C-Phasenspule 3 angeordnet, falls die Kurzschlusskraft vergleichsweise groß ist; und die Isolier-Epoxidplatte 6 und die Niederspannungsspule 7-2 der jeweiligen Phase bilden ein Klammerpaar und werden mittels eines Zurrgurts verzurrt, und klemmen die Hochspannungsspule 7-1 der jeweiligen Phase und halten dieselbe fest, und diese Struktur wird in 4 gezeigt. Natürlich können die Klammern auf der Außenseite der A-Phasenspule und der C-Phasenspule bei einer vergleichsweise kleinen Kurzschlusskraft eines kleinvolumigen Produkts entfallen. In 4 werden die Hochspannungsspule 7-1 und die Niederspannungsspule 7-2 auch nicht in einer vollständigen Schnittansicht dargestellt.

Nicht nur hinsichtlich der Festigkeit gegenüber einer radialen Kurzschlusskraft, sondern auch hinsichtlich der Festigkeit gegenüber einer axialen Kurzschlusskraft hat diese Erfindung sehr gute Auswirkungen:

  1. 1. Hinsichtlich der Festigkeit gegenüber einer radialen Kurzschlusskraft:
    • Bei herkömmlichen Maßnahmen gegen radialen Kurzschluss wird entweder das Augenmerk auf die Festigkeit eines Leiters der Transformatorspule per se gelegt, oder die passive Unterstützung von Hilfsstrukturen (wie Isolierzylinder, Strebe) erhöht;
    • Jedoch wird bei dieser Erfindung eine „strukturelle Klammer“ mittels einer Niederspannungs-Folienwickelspule durch isolierende Verfestigung zwischen Schichten gebildet; weil die Niederspannungsspule auf der Innerseite der Spule liegt, dient die durch innerradialseitige Verfestigung gebildete Niederspannungsspule als Klammer und klemmt die Spule aktiv sowie hält dieselbe fest, um radiale Verformung und Verschiebung der Spule zu vermeiden; und die Niederspannungs-Folienwickelspule wird einstückig verfestigt, so dass die Niederspannungsspule sowohl als ein elektrisches Arbeitselement funktioniert, als auch als eine strukturelle Klammer dient, wobei der ursprünglich strukturell erforderliche Epoxidzylinder entfallen kann, während deren Festigkeit weiter höher als die des Epoxidzylinders ist;
    • Für den auf der Außenseite liegenden rechteckigen Richtschiene-Teil der A- und C-Phasenspulen, wird eine hochfeste Isolierplatte als Klammer auf der die Hochspannungsspule angrenzenden Außenseite angeordnet, die auf der gleichen Höhe wie die Spule liegt. Diese Isolierplatte und die verfestigte und geformte Niederspannungsspule der entsprechenden Phase bilden ein „Klammerpaar“ und klemmen die Spule aktiv sowie halten dieselbe fest, um radiale Verformung und Verschiebung der Spule zu vermeiden; und die „Klammerpaar“-Struktur klemmen die Hochspannungs- und Niederspannungsspulen aktiv, um die Verformung, Verschiebung und Beschädigung der Transformatorspule zu vermeiden.

    Ein gattungsmäßiger PET-Gurt, nämlich ein Polyester-Zurrgurt, wird für die Verzurrung der Klammer mit dem Isolierteil eingesetzt; es ist hochfest und preisgünstig und hat gute Bauherstellbarkeit, und ermöglicht günstig die Ausbildung einer sicheren „Klammer-Klammer"-Struktur aus Niederspannungsspulen verschiedener Phasen oder aus einer Niederspannungsspule und einer Epoxidklammer, wobei die Hochspannungsspule und die Niederspannungsspule, die eventuell einen Kurzschluss verursachen, sicher festgehalten werden. Natürlich können andere Materialien anstelle des PET-Gurts verwendet werden; während übliche Verpackungsmethoden einer Verpackungsmaschine für die Verzurrung des PET-Gurts eingesetzt werden können.
  2. 2. Hinsichtlich der Festigkeit gegenüber einer axialen Kurzschlusskraft:
    • Der PET-Gurt wird zur Ausbildung einer sicheren Gesamtheit aus einer Hochspannungsspule und einer Niederspannungsspule des Transformators benutzt, und während die Spule radial durch die „Klammer-Klammer“-Struktur festgehalten wird, begrenzt ein Zurrzugband gleichzeitig mittels der Niederspannungsspule und der Klammer axiale Verschiebung der Hochspannungsspule und der Niederspannungsspule, und daher kann eine axiale Niederhaltungsstruktur des Transformators entfallen, und dadurch kann die Struktur vereinfacht werden und können die Herstellungskosten reduziert werden.

Die Verzurrungsmethode der gesamten Spule ist einfach und erleichtert, und daher kann durch dieses Erfindungspatent nicht nur die Kurzschlussfestigkeit des Transformators aus amorpher Legierung erhöht werden, werden die Herstellungskosten des Transformers auf Grund einer einfachen Struktur und eines erleichterten Baus auch erheblich reduziert, und deswegen hat die Erfindung breite und große Gesellschaftsleistung.

Oben in der Beschreibung erklärt sind nur spezifische Ausführungsformen der Erfindung, verschiedene beispielhafte Erklärungen stellen keine Beschränkung der wesentlichen Inhalte dieser Erfindung dar, und ein Fachmann könnte nach Lesen der Beschreibung die vorstehenden spezifischen Ausführungsformen modifizieren oder umformen, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen.