变压器制造技术

本发明专利技术涉及一种变压器（１１），具有至少一个铁芯柱（２２），在该铁芯柱上并排布置了三个绕组（３２），其引线（２８，３０）分别相对彼此绝缘地向外引导，其中每个绕组（３２）由靠近铁芯的低电压绕组（３４）构成，其分别由对应的高电压绕组（３６）缠绕并且低电压绕组（３４）的引线（３０）轴向地向外引导，因此绕组（３２）彼此之间的侧向距离最小化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种变压器，具有至少一个铁芯柱，在该铁芯柱上并排布置了三个绕组，其引线分别相对彼此绝缘地向外引导。
技术介绍
对于变流器、也就是说整流器或者说逆变器所需的变压器分别具有多个由低电压绕组和高电压绕组组成的绕组，借助于这些绕组将各自的两相交流电压或三相交流电压转换到期望的电压水平。当电流由整流器进行整流并且由电容器变得平滑和/或由电压调节器向下调节到更低的水平之后，这样的经过整流的电流通常具有剩余波纹度，也就是说变得平滑的或经过调节的供给电压的还残存的交流电压分量。为了进一步降低这种剩余波纹度，通常使用12相、18相和M相整流器。由此通常可以完全取消平滑电容器。另一个显著优点是几乎正弦形的输入电流和由此很小的、具有失真无功功率的电网/变压器-负载。缺点是要复杂地缠绕的变压器，其在次级侧具有带有分别相同的极电压的三角形绕组和星形绕组。通过这种布置获得了具有12个相的30° 的相移。对于具有18个相的20°的或者具有M个相的15°的相移来说，必须相应地增加两个相邻的相，由此，所需要的变压器还更加昂贵，这是因为对于每个相分别需要一个完整的绕组、亦即低电压绕组和高电压绕组，并且带有分开的引线。如果这样的绕组并排布置在共同的柱(Schenkel)上，则因此在并排布置的绕组之间设有足够大体积的空隙，其对于绕组导体的所需绝缘向外引导需要相应的空间。由此受限制地获得这种变压器的相应的空间上的延伸，并且和相应的空间需求联系在一起。但通常没有提供由此受限制的空间，这或者导致了过大的位置问题或者仅仅允许更简单的电路变体，其和不期望的剩余波纹度、亦即交流电压的剩余部分的缺点相联系。
技术实现思路
从前述的现有技术出发，本专利技术的目的在于，提出一种开头所述类型的变压器，其借助于技术措施实现了更好的空间利用并且因此在最小可能的结构体积的情况下允许尽可能多数量的绕组的布置。该目的根据本专利技术通过权利要求1的区别特征来实现。相应地设计为，每个绕组由靠近铁芯的低电压绕组构成，其分别由对应的高电压绕组缠绕；绕组彼此之间的轴向距离最小化；以及低电压绕组的引线轴向地向外引导。在此，高电压绕组的引线可以始终在径向方向上向外引导。根据本专利技术提出的空间问题的解决办法也就通过如下方式实现将三个分别并排布置在一个铁芯柱上的绕组的彼此之间的轴向距离减少到最小值，该最小值通过绕组所需的绝缘距离以及由于电的反作用由此产生的相互的影响来确定。这通过如下方式实现低电压绕组的引线并不如同一直以来那样在径向的方向上向外引导，这显著增大了轴向的绕组距离，而是根据本专利技术轴向地、也就是说平行于绕组轴线，在低电压绕组和高电压绕组之间的区域中向外引导。以有利的方式在此证明为特别有利的是，轴向的、也就是说平行于绕组轴线或铁芯柱向外引导的引线分别配有收缩管作为绝缘和保护。相应于电负载设计这种绝缘，例如在总功率为大约5MVA，带有2kV额定电压、20kV测试电压和60kV冲击电压时，并且优选地具有至少5mm的、优选为6mm的绝缘厚度(=壁厚度)，也就是说总共12mm，导体厚度增加到这个数量。为了获得有利于安装的构造，根据本专利技术的一个优选的实施方式设计为，低电压绕组的引线在一侧平行于铁芯柱向外引导，也就是说，低电压绕组的全部的电连接端布置在这样构造的变压器的一侧上。可替换地可以根据本专利技术的另一个实施方式也设计为，在外部布置的低电压绕组的引线在一侧向外引导并且两个另外的低电压绕组的引线轴向平行于铁芯柱在相对侧向外引导。这种设计方案特别当提供有足够的空间时被考虑。出于在电的以及还有机械的性能方面的对称性原因，优选的是环形的绕组形状。 如果现在位于内部的低电压绕组的引线轴向地、也就是说平行于绕组轴线沿圆周向外引导，则在圆周上必然产生缺陷，其对于在外部缠绕在其上的高电压绕组来说必然导致局部的和圆形的偏差，例如导致蛋形的绕组横截面。在此已经证明为有利的是，低电压绕组的引线彼此在圆周上偏移120°平行于铁芯柱向外引导。由此至少大约实现了绕组圆周的均勻化。同时可以通过在圆周上对不同的低电压绕组的引线的空间上的分配决定性地减少可能的相互电影响的危险。取代圆形，对于线圈横截面的构造根据本专利技术当然也可以应用矩形形状或椭圆形形状。然而在此以有利的方式始终注意尽可能均勻的绕组几何结构。为了获得每个完整的绕组、也就是说由低电压绕组和高电压绕组组成的绕组的尽可能均勻的形状，按照根据本专利技术的设计方案的一个有利的改进方案设计为，在部分绕组之间的、亦即在低电压绕组和高电压绕组之间的区域中，均勻地在圆周上分布地布置由绝缘材料制成的类似壳形的(schalenaehnlich)分隔部。分隔部用于，填满未由绕组引线占用的空间并且因此对绕组和所力求达到的均勻的形状的每个偏差加以补偿并且因此使得完全不首先产生不期望的偏差。与此相应地，这样测定这种绝缘壳的厚度，即该厚度大约相应于引线的厚度。优选地，每个布置在绕组之间的壳形的分隔部在圆周方向上具有这样一个宽度， 使得在相关于圆周相邻的间隔壳之间分别保留如下间隙，在该间隙中可以插入有关的端部引线(Ausleitimg)。在此，这样的间隔壳最高延伸到圆周上方，使得在例如三个间隔壳的情况下得出未被覆盖的剩余表面，其宽度相应于三根端部引线的宽度。必要时，可以模块形式或按照组合构件(baukastenmaessig)来构造这种绝缘壳， 因此在制造绕组时已经预定了有关的引线的相应位置。因此例如可以对于在一侧向外引导相应引线设计为，对于相对于连接侧最远的第一绕组，绕组圆周除了自身的引线之外未设有空隙，对于下一个设置的中间绕组设有各一个空隙，对于第一个以及对于中间的和对于相对于连接侧下一个设置的第三个绕组总共设有三个空隙。在此，分别设置的空隙和相邻绕组的对应空隙对齐。相应于本专利技术的另一个有利的设计方案可以平行于用于低电压绕组的各自的引线的空隙在壳形的分隔部中也设有用于冷却通道的间隙，气体、例如空气，或者另一种液体作为冷却介质流过该间隙或者说通过该间隙循环。相应于另一个有利的实施方式变体证明为适宜的是，将完整的绕组、也就是说由低电压绕组和高电压绕组组成的绕组连同引线的绝缘部一起利用合成树脂进行浇注，因此在制成了完整的绕组之后无需担心单个绕组的损失或者说损坏。原则上，根据本专利技术的变压器可以具有三个或更多的分别配有三个或更多的、例如四个、并排布置的低电压绕组和缠绕在其上的高电压绕组的铁芯柱，其端部分别借助于磁轭连接。在此证明为有利的是，将各个铁芯柱并排布置在一个共同的平面中。对于每个铁芯柱有四个或更多绕组的情况，引线如前面已经说明地那样在各自的低电压绕组的圆周上同样也在侧面向外引导并且或者是仅仅在一侧上或者例如对称地在两侧。本专利技术的这些和另外的有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的内容。 附图说明根据附图中示出的本专利技术的实施例详细说明和描述本专利技术、本专利技术的有利的设计方案和改进方案以及本专利技术的特别的优点。图中示出图1以示意图从侧面示出了根据现有技术的带有传统的绕组布置的变压器；图2示出了根据本专利技术的变压器，各带有三个并排布置在铁芯柱上的绕组；以及图3示出了绕组的根据图2中交截线A-A的横截面，该绕组具有低电压绕组的引导穿过的引线。具体实施例方式在图1中以示意图从侧面示出了变压器10，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种变压器（１１），具有至少一个铁芯柱（２２），在所述铁芯柱上并排布置了三个绕组（３２），其引线（２８，３０）分别相对彼此绝缘地向外引导，其特征在于，每个绕组（３２）由靠近铁芯的低电压绕组（３４）构成，其分别由对应的高电压绕组（３６）缠绕并且所述低电压绕组（３４）的所述引线（３０）轴向地向外引导，使得所述绕组（３２）彼此之间的侧向距离最小化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：KH·齐尔曼，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：CH