牵引变压器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于有轨车辆的牵引变压器(1)，其包括：‑绝缘液体填充的封壳(20)，‑包含在封壳(20)中的至少两个绕组(30,31)，‑变压器芯(40)，‑用于将变压器(10)安装至有轨车辆的安装器件(50)，其中，变压器芯(40)布置在封壳(20)外，并且其中，安装器件(50)附连至变压器芯(40)。

traction transformer

The invention relates to a traction transformer used for rail vehicles (1), including: insulating liquid filling sealing shell (20), contained in the envelope (20) at least two windings of the transformer core (30,31), (40), for transformer (10) to install a mounting device for rail vehicles (50), wherein the transformer core (40) arranged in the sealing shell (20), and the mounting device (50) attached to the transformer core (40).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于电气轨道车辆的牵引变压器的领域。其涉及如在权利要求1和2的前序部分中所说明的牵引变压器。
技术介绍
在电气轨道推进车辆诸如机车或有轨汽车(railcoach)中，牵引变压器是牵引链中的关键部件。如果牵引变压器失效，火车便不动并且轨道区段被阻塞。牵引变压器是在有轨车辆上的主变压器并且将能量从悬索提供至推进马达以及用于所有车载系统。当适合用于复式交流异步马达(multipleACasynchronousmotor)和直流转换器(DCconverter)以及带有变化的谐波缓和(harmonicsmitigation)过滤要求的马达时，牵引变压器不得不适应不同的输入频率和电压(范围从高达50Hz下至16.7Hz并且高达25kV)。为了提供高功率转化，牵引变压器需设计成有很大的尺寸和重量。牵引变压器设计成承受所有产生的轨道推进车辆的加速力、冲击和机械振动。牵引变压器通常被置于牵引车辆的主罩壳之外，即在底板下或在车顶上，在此由于最大允许的车辆高度或在底板下与轨道之间可利用的空间而空间受限制。牵引变压器也可被置于主罩壳之内并且存在类似的空间限制。此外，由于变压器的相当大的重量，如果需要车顶或在底板下的安装必须要注意。第一牵引变压器构造有空气绝缘或干燥绝缘，引起频繁的失效如在运行期间的放电和跳火(flashover)。这些失效由变压器所暴露于的湿度或尘土引起。现今，本领域传统的用于电气轨道推进车辆的牵引变压器是绝缘和冷却油浸变压器的类型以满足需要。当需要高功率密度时，与空气相比油是一种非常好的传热介质以及良好的电绝缘材料。油浸变压器的芯和绕组完全被包封在填充有变压器油的油箱(tank)中。该油箱因此在其外侧上具有合适的器件用于将其安装至推进车辆。这样的用于安装的器件是梁、板等等，其被焊接至牵引变压器的油箱(壳体)并且必须承受油箱、变压器和变压器油的全部重量。因此，油箱须具有相当大的壁厚并且须由如钢那样的较重重量的材料制成以提供机械稳定性。文件GB874730公开了一种用于轨道推进车辆的油浸变压器装置，其包括置于变压器箱中的主变压器。为推进输送所需要的电压水平的变压器安装在变压器箱中。变压器箱填充有油。该箱被安装在轨道车辆的底板之下。文件WO2014086948A2公开了用于牵引应用的变压器，该变压器带有浸入到填充油的封壳中的绕组。闭环芯延伸穿过中心内柱体元件的内部，该中心内柱体元件形成封壳的部分并且因此不与油相接触。本专利技术的目的是提供一种紧凑的牵引变压器设计，其在维持所需要的功率密度的同时允许减小的尺寸和重量。
技术实现思路
该目的通过根据权利要求1和2所述的牵引变压器来实现。本专利技术的另外的实施例在从属的子权利要求中指出。根据第一方面，提供一种用于有轨车辆的牵引变压器，其包括：-绝缘液体填充的封壳，-包含在封壳中的至少两个绕组，-变压器芯，-用于将变压器安装至有轨车辆的安装器件，其中，变压器芯布置在封壳外，并且其中，安装器件附连至变压器芯。上述牵引变压器的一构思是绕组容纳在封壳中并且变压器芯可穿过封壳而不与绝缘液体接触并且于是允许将安装器件直接附连至变压器芯用于将变压器安装至有轨车辆。换言之，安装器件和变压器芯直接相连接并且直接物理接触。作用在有轨车辆上的力经由安装器件被直接传递至变压器芯。另一方面，作用在变压器上的力经由安装器件被直接从变压器芯传递至有轨车辆。变压器允许减少填充在封壳中的绝缘液体的量并且简化了封壳的机械结构。因此，上述牵引变压器件具有减小的尺寸和重量。此外，牵引变压器的封壳被通过至少两个支撑元件附连至变压器芯。可设置成，安装器件仅被固定至牵引变压器的变压器芯(40)。以该方式，变压器的其他部分、尤其变压器的封壳不被用于安装器件的固定。由此，更少量的材料和更多轻质材料可被用于所有不有助于安装器件的固定的部件。这样减少了牵引变压器的总重量。此外，封壳可由至少一个柱状内壳体和由部分地包围该至少一个柱状内壳体的柱状外壳体来形成，其中，封壳在该至少一个柱状内壳体与柱状外壳体之间所包封的体积填充有绝缘液体，并且其中，变压器芯的部分延伸穿过该至少一个柱状内壳体。绕组包封内柱状壳体并且由内柱状壳体的外侧表面来支承。可设置成，第一盖和第二盖布置在封壳的轴向端部处。封壳被夹在该至少两个支撑元件之间，支撑元件在轴向端部处压到第一和第二盖上。第一盖和第二盖被液密地密封至封壳的轴向端部。两个盖具有至少一个开口，其与该至少一个柱状内壳体的直径相匹配。以该方式，形成包含绝缘液体的空心柱体。典型地，管脚(limb)作为变压器芯的一部分延伸穿过空心柱体的通路。液密的密封可通过胶合联结、垫圈或通过焊接来形成。此外，该牵引变压器是芯式的，其意味着两个轭和两个管脚形成了芯回路。至少一个绕组附连至管脚中的每个。轭在封壳的两个轴向端部处在外侧延伸，安装器件被固定至轭。因为封壳的主功能是用作用于绝缘液体的箱并且不用作安装器件的固定，该封壳可由轻质材料制成。优选的封壳材料可以是玻璃纤维、基于环氧树脂的复合物或铝的类型。可设置成，安装器件是安装框架，其具有平行延伸的侧杆(sidebar)。侧杆被固定至轭并且平行于轭方向行进。此外，可包括加强元件(stiffeningelements)以吸收沿着轭方向且于是沿着轨道车辆的移动方向的力。加强元件被附连至框架的侧杆且至延伸穿过柱状内壳体的变压器的部分。可设置成，至少两个支撑元件适应于第一盖和第二盖的形状。那些成形的支撑元件防止杂散磁场(magneticstrayfield)在绕组和芯管脚的轴向上逃逸。减少了引起涡电流和其他损失的杂散场对轨道车辆的邻近的铁磁部件和对轨道的寄生效应。可设置成，封壳具有垂直于绕组的轴向的8字形横截面。该横截面有利地改善了柱状外壳体和于是整个封壳的机械稳定性并且同时减少了所包封的体积和于是所需的绝缘液体的量。附图说明结合附图将更详细地来说明实施例，其中：图1示出了带有附连在车辆罩壳的底板下面的牵引变压器的有轨车辆；图2a示出了用于水平安装的牵引变压器的透视图；图2b示出了牵引变压器的侧视图；图2c示出了牵引变压器的另一侧视图；图2d示出了根据本专利技术的牵引变压器的截面图；图3示出了用于竖直安装的牵引变压器的透视图。具体实施方式现在将详细地参照实施例，其中的一个或多个示例在图中示出。每个示例通过解释来提供而不意图作为本专利技术的限制。在图的接下来的说明内，相同的附图标记涉及相同的部件。通常，仅说明了关于各个实施例的区别。图1示意性示出了装备有牵引变压器10的有轨车辆1，该牵引变压器附连在车辆罩壳的底板之下。在其他构造中，变压器可被附连在车辆的车顶上或可被附连在车辆罩壳内的机器室中。接下来结合根据图2a到2d的视图来说明牵引变压器的第一实施例。牵引变压器10包括填充有绝缘液体205的封壳20。绝缘液体典型地包括矿物油、硅油、合成油或植物油并且用于绕组的电绝缘和用于绕组的冷却。封壳20由两个柱状内壳体201、202和由包围这两个柱状内壳体201、202的柱状外壳体203来形成。柱状内壳体201、202中的每个具有环形的横截面并且具有大致平行于外壳体203的柱体轴线的柱体轴线，其是如在图2d中所示出的轴向Y。轴向Y也是绕组30、31的轴向。柱状内壳体200、201也可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于有轨车辆的牵引变压器(10)，其包括：‑绝缘液体填充的封壳(20)，其带有布置在所述封壳(20)的轴向端部处的第一和第二盖(206,207)，‑包含在所述封壳(20)中的至少两个绕组(30,31)，‑布置在所述封壳(20)之外的变压器芯(40)，‑用于将所述变压器(10)安装至所述有轨车辆的安装器件(50)，其中，所述安装器件(50)附连至所述变压器芯(40)，并且其中，所述封壳(20)夹在至少两个支撑元件(60,61,62,63)之间，所述支撑元件在轴向端部处压到所述第一和第二盖(206,207)上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.12 EP 14184628.71.一种用于有轨车辆的牵引变压器(10)，其包括：-绝缘液体填充的封壳(20)，其带有布置在所述封壳(20)的轴向端部处的第一和第二盖(206,207)，-包含在所述封壳(20)中的至少两个绕组(30,31)，-布置在所述封壳(20)之外的变压器芯(40)，-用于将所述变压器(10)安装至所述有轨车辆的安装器件(50)，其中，所述安装器件(50)附连至所述变压器芯(40)，并且其中，所述封壳(20)夹在至少两个支撑元件(60,61,62,63)之间，所述支撑元件在轴向端部处压到所述第一和第二盖(206,207)上。2.一种用于有轨车辆的牵引变压器(10)，其包括：-绝缘液体填充的封壳(20)，其带有布置在所述封壳(20)的轴向端部处的第一和第二盖(206,207)，-包含在所述封壳(20)中的至少两个绕组(30,31)，-布置在所述封壳(20)之外的变压器芯(40)，-用于将所述变压器(10)安装至所述有轨车辆的安装器件(50)，其中，所述安装器件(50)附连至所述变压器芯(40)，其中，所述封壳(20)由两个柱状内壳体(201,202)和由部分地包围这两个柱状内壳体(201,202)的柱状外壳体(203)形成，其中，所述封壳(20)在这两个柱状内壳体(200,201)和所述柱状外壳体(203)之间的所包封的体积填充有所述绝缘液体(205)，并且其中，所述变压器芯(40)的部分延伸穿过这两个柱状内壳体(200,201)。3.根据权利要求1或2所述的牵引变压器(10)，其中，所述封壳(20)由所述至少两个支撑元件(60,61,62,63)附连至所述变压器芯(40)。4.根据权利要求1到3中任一项所述的牵引变压器(10)，其中，所述安装器件(50)仅被固定至所述牵引变压器(1)的变压器芯(40)。5.根据权利要求1所述的牵引变压器(10)，其中，所述封壳(20)由两个柱状内壳体(201,202)和由部分地包围这两个柱状内壳体(201,202)的柱状外壳体(203)形成，其中，所述封壳(20)在这两个柱状内壳体(200,201)和所述柱状外壳体(203)之间的所包封的体积填充有所述绝缘液体(205)，并且其中，所述变压器芯(40)的部分延伸穿过这两个柱状内壳体(200,201)。6.根据权利要求2所述的牵引变压器(10)，其中，第一和第二盖(206,207)布置在所述封壳(20)的轴向端部处，并且其中，所述封壳(20)夹在所述至少两个支撑元件(60,61,62,63)之间，所述支撑元件在轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：P斯特法努蒂，S伊斯勒，T朝德胡里，B托伦斯，L格罗斯琼斯，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH