Elektrischer Transformator oder elektrische Drosselspule

Abstract

 Es wird ein elektrischer Transformator oder eine elektrische Drosselspule beschrieben, der mit einem Kessel versehen ist, in dem Wicklungen untergebracht sind. Der Kessel ist im wesentlichen als Hohlkörper ausgebildet und weist mindestens eine Seitenwand auf. Die Seitenwand ist als Profilteil ausgebildet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen elektrischen Transformator oder eine elektrische Drosselspule nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Der Kessel eines elektrischen Transformators ist üblicherweise aus einer Mehrzahl von Blechen zusammengesetzt. Damit eine ausreichende Steifigkeit erreicht wird, muss das Blech eine Mindestdicke aufweisen. Dies hat den Nachteil, dass der Kessel meist ein hohes Gewicht besitzt. Weiterhin werden die Bleche im Betrieb des Transformators häufig zu Schwingungen angeregt. Dies führt zu unerwünschten Geräuschentwicklungen, die meist gar nicht oder nur mit einem hohen Aufwand gedämpft werden können.

[0003] Entsprechendes gilt auch für eine elektrische Drosselspule.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, einen Transformator und eine Drosselspule zu schaffen, die die erläuterten Nachteile überwinden.

[0005] Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Transformator oder eine Drosselspule nach dem Anspruch 1.

[0006] Bei der Erfindung ist der Kessel im wesentlichen als Hohlkörper ausgebildet und weist mindestens eine Seitenwand auf, die als Profilteil ausgebildet ist.

[0007] Im Unterscheid zum Stand der Technik ist der Kessel des Transformators oder der Drosselspule nicht aus im wesentlichen glattflächigen Blechen aufgebaut, sondern mit Hilfe einer profilierten Seitenwand. Durch die Profilierung der Seitenwand wird der Vorteil einer erhöhten Biegesteifigkeit der Seitenwand erreicht. Damit kann die Dicke des Materials der Seitenwand im Vergleich zum Stand der Technik vermindert werden. Dies ist gleichbedeutend mit einer Gewichtsreduktion des Kessels.

[0008] Weiterhin hat die erfindungsgemäße Seitenwand den Vorteil, dass sie aufgrund der Profilierung nur noch in einem geringen Umfang in Schwingungen versetzt werden kann. Im Betrieb des Transformators oder der Drosselspule, insbesondere im Leerlauf- und Lastbetrieb, entsteht somit, wenn überhaupt, nur eine geringe Geräuschentwicklung, und zwar bereits ohne das Erfordernis eines zusätzlichen Aufwands.

[0009] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Seitenwand mindestens eine Sicke aufweist, die in Richtung zu dem Hohlraum des Kessels geöffnet ist. Dies stellt eine besonders einfache, aber trotzdem sehr biegesteife Ausführung der Seitenwand dar.

[0010] Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Seitenwand mit mindestens einer Flussfalle versehen, die vorzugsweise derart angeordnet sind, dass sich ein Raum zwischen der Sicke und der Flussfalle bildet. Mit Hilfe der Flussfallen können magnetische Streufelder kontrolliert beeinflusst werden.

[0011] Besonders vorteilhaft ist es, wenn in dem Raum zwischen der Sicke und der Flussfalle mindestens ein Dämpfer vorhanden ist. Mit Hilfe dieses Dämpfers können mögliche Schwingungen der Flussfalle gedämpft und damit vermindert werden. Ebenfalls werden von dem Dämpfer auch Schwingungen der Seitenwand gedämpft und dadurch unerwünschte Geräuschentwicklungen vermindert oder gar verhindert.

[0012] Die profilierte Seitenwand ist also nicht nur im Hinblick auf eine erhöhte Biegesteifigkeit vorteilhaft, sondern die Erfindung nutzt die durch die Profilierung entstehenden Räume zusätzlich zur Aufnahme des Dämpfers und damit zu einer noch weitergehenden Geräuschminderung. Eine derartige Vorgehensweise ist bei den Kesseln nach dem Stand der Technik nicht möglich.

[0013] Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren der Zeichnung dargestellt sind. Dabei bilden alle beschriebenen oder dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.

[0014] Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Seitenwand eines elektrischen Transformators, Figuren 2a, 2b zeigen die Seitenwand der Figur 1 mit Flussfallen und Dämpfern, und Figur 3 zeigt eine schematische Perspektivdarstellung der Seitenwand der Figur 2b.

[0015] Ein elektrischer Transformator weist einen Kessel auf, in dem die elektrischen Wicklungen des Transformators untergebracht sind. Unter anderem zum Zwecke der Isolation ist der Kessel mit einem Transformatoröl befüllt. Dem Kessel sind Radiatoren zugeordnet, die über Leitungen mit dem Innenraum des Kessels verbunden sind. Das Transformatoröl kann zum Zwecke der Kühlung aus dem Innenraum des Kessels heraus und den Kühlradiatoren zugeführt werden.

[0016] Der Kessel bildet im wesentlichen einen quaderförmigen flüssigkeitsdichten Hohlkörper, der aus vier metallischen Seitenwänden, einem Boden und einem Deckel aufgebaut ist. Jede der Seitenwände hat eine etwa rechteckige Fläche und ist etwa vertikal ausgerichtet. Der Boden und der Deckel sind ebenfalls etwa rechteckig ausgebildet und etwa horizontal ausgerichtet.

[0017] In der Figur 1 ist eine Seitenwand 10 des Kessels in einer Schnittdarstellung gezeigt. Der Schnitt liegt dabei in einer etwa horizontalen Ebene.

[0018] Die Seitenwand 10 ist als Profilteil ausgeführt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist die Seitenwand 10 einen in der horizontalen Ebene gesehenen, etwa zick-zackförmigen Verlauf auf. Die Seitenwand 10 ist damit in etwa vertikaler Richtung profiliert. Insbesondere sind bei der Seitenwand 10 aufeinander folgende Sicken 11, 12 vorhanden, die abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen geöffnet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Breiten b1, b2 der Sicken 11, 12 unterschiedlich groß. Es entstehen damit zwei Stege 13, 14, die in vertikaler Richtung ausgerichtet sind, und die die Breiten b1, b2 aufweisen. Mit Hilfe der Sicken 11, 12 und der Stege 13, 14 wird eine Versteifung der Seitenwand 10 erreicht. Insbesondere wird die Biegesteifigkeit der Seitenwand 10 wesentlich erhöht.

[0019] Auf der Außenseite 15 der Seitenwand 10 sind metallische Leisten 16 angeordnet. Die Leisten 16 sind etwa mittig auf dem Steg 13 befestigt, weisen einen länglichen Querschnitt auf und erstrecken sich über die gesamte Länge der zugehörigen Sicke 11. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Leisten 16 nur auf jeder zweiten Sicke 11 vorhanden. Die Leisten 16 sind vorzugsweise mit der Sicke 11 verschweißt. Mit Hilfe der Leisten 16 wird eine weitere Versteifung der Seitenwand 10 erreicht.

[0020] Auf der Außenseite 15 der Seitenwand 10 sind metallische Anschlussstutzen 17 angeordnet, und zwar auf denjenigen Stegen 13, die nicht mit den Leisten 16 versehen sind. Jeder Sicke 11 sind zwei Anschlussstutzen zugeordnet, und zwar im Bereich des oberen und des unteren Endes der Sicke 11 bzw. der Seitenwand 10. Die Anschlussstutzen 17 sind zylindrisch ausgebildet und vorzugsweise mit der Sicke 11 verschweißt. An die Anschlussstutzen 17 werden die Leitungen angeschlossen, über die das Transformatoröl von dem Kessel zu den Radiatoren gelangt.

[0021] In den Figuren 2a, 2b ist die als Profilteil ausgebildete Seitenwand 10 der Figur 1 in vergleichbarer Weise dargestellt. Ebenfalls sind die Leisten 16 und die Anschlussstutzen 17 auf der Außenseite 15 des Kessels vorhanden.

[0022] Zusätzlich sind in den Figuren 2a, 2b mehrere sogenannte Flussfallen 21 auf der Innenseite 22 des Kessels vorhanden. Flussfallen sind üblicherweise aus einem oder mehreren vorzugsweise gewalzten Kernblechen zusammengesetzt, die ihrerseits aus einem magnetischen Material bestehen. Flussfallen haben die Aufgabe, magnetische Streufelder, die im Betrieb des Transformators insbesondere von den Wicklungen desselben ausgehen können, auf sich zu ziehen und damit "einzufangen". Die Streufelder laufen damit kontrolliert durch die Flussfallen und nicht unkontrolliert durch irgend welche sonstigen Bauteile des Transformators.

[0023] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Flussfallen 21 als rechteckige Platten ausgebildet. Die Länge der Flussfallen 21 ist kleiner als die Länge der Seitenwand 10 in vertikaler Richtung. Dies wird anhand der Figur 3 noch erläutert werden. Die Breite der Flussfallen 21 ist etwas größer als die Breite der Sicken 11 an ihrer breitesten Stelle. Die Flussfallen 21 sind parallel nebeneinander angeordnet und in vertikaler Richtung ausgerichtet. In den Figuren 2a, 2b sind die Flussfallen 21 daher nur im Querschnitt zu sehen.

[0024] In der Figur 2a sind die Flussfallen 21 derart versetzt zu den Sicken 11 angeordnet, dass ein mittlerer Bereich der Flussfallen 21 an den Stegen 14 anliegt. Dort sind die Flussfallen 21 mit der Seitenwand 10 fest verbunden, beispielsweise verschraubt oder verschweißt.

[0025] Im Unterschied zu der Figur 2a sind die Flussfallen 21 in der Figur 2b nicht versetzt zu den Sicken 11 angeordnet. Statt dessen sind die Flussfallen 21 der Figur 2b derart angeordnet, dass sie die Sicken 11 an ihrer breitesten Stelle gerade abdecken. Die Flussfallen 21 können im Fall der Figur 2b beispielsweise mit Hilfe von nichtdargestellten, quer angeordneten Streben mit der Seitenwand 10 verschraubt sein.

[0026] Weiterhin sind in den Figuren 2a, 2b zusätzlich mehrere Dämpfer 23 auf der Innenseite 22 der Seitenwand 10 vorhanden. Die Dämpfer 23 sind in demjenigen Raum angeordnet, der von den Sicken 11 und den Flussfallen 21 gebildet wird. Die Dämpfer 23 sind länglich ausgebildet und erstrecken sich in dieselbe Richtung wie die Sicken 11. Die Länge der Dämpfer 23 entspricht etwa der Länge der Flussfallen 21 und ist dabei eher etwas geringer als die Länger der Flussfallen 21. Die Dämpfer 23 bestehen aus einem flexiblen Material, das mit dem Transformatoröl kompatibel ist.

[0027] Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die Dämpfer 23 einen etwa rechteckigen Querschnitt auf. Der Querschnitt der Dämpfer 23 kann dabei - wie beispielhaft dargestellt - nahezu quadratisch sein und sich damit von der jeweils zugehörigen Flussfalle 21 bis zu der Seitenwand 10 erstrecken. Als Alternative kann der Querschnitt - wie ebenfalls beispielhaft dargestellt - länglich ausgebildet sein, so dass sich die Dämpfer 23 im wesentlichen parallel zu den jeweils zugehörigen Flussfallen 21 erstrecken. Als weitere nicht-dargestellte Alternative ist es möglich, dass der Querschnitt der Dämpfer 23 derart ausgebildet ist, dass er dem Querschnitt des zwischen den Sicken 11 und den Flussfallen 21 gebildeten Raums entspricht. Im letztgenannten Fall füllen also die Dämpfer 23 den genannten Raum zwischen den Sicken 11 und den Flussfallen 21 im wesentlichen vollständig aus. Es versteht sich, dass auch jegliche andere Querschnitte denkbar sind, und dass auch jegliche Kombinationen davon denkbar sind. Ebenfalls versteht es sich, dass die einzelnen Dämpfer 23 auch aus mehreren Bestandteilen zusammengesetzt sein können.

[0028] Unabhängig von ihrer Ausgestaltung dienen die Dämpfer 23 dazu, die Geräuschentwicklung im Betrieb des Transformators zu vermindern. Eine derartige Geräuschentwicklung kann dadurch entstehen, dass im Betrieb des Transformators die Flussfallen 21 geringfügig schwingen. Mit Hilfe der Dämpfer 23, insbesondere durch das Anliegen der Flussfallen 21 an den Dämpfern 23, wird ein derartiges Schwingen der Flussfallen 21 vermindert oder gar vollständig verhindert. Diese Verminderung von Schwingungen der Flussfallen 21 kann dabei durch die Ausgestaltung des Querschnitts der Dämpfer 23 beeinflusst werden. So kann beispielsweise durch ein vollständiges Ausfüllen des Raums zwischen den Sicken 11 und den Flussfallen 21 eine weitreichende Dämpfung von Schwingungen erreicht werden.

[0029] In der Figur 3 ist die Seitenwand 10 zusammen mit den Flussfallen 21 und den Dämpfern 23 im zusammengebauten Zustand als Perspektivansicht gezeigt. Die Flussfallen 21 sind dabei gemäß der Figur 2b montiert. Die Blickrichtung der Figur 3 ist auf die Innenseite 22 der Seitenwand 10 gerichtet. Die auf der Außenseite 15 befindlichen Leisten 16 und Anschlussstutzen 17 sind daher in der Figur 3 nicht gezeigt.

[0030] Aus der Figur 3 kann entnommen werden, dass sich die Flussfallen 12 nicht über die gesamte Länge der Seitenwand 10 in vertikaler Richtung erstrecken. Statt dessen ist die Länge der Flussfallen 21 etwa derart bemessen, dass die in der Figur 3 sichtbaren Öffnungen der (auf der Außenseite 15) montierten Anschlussstutzen 17 frei zugänglich sind. Die Flussfallen 21 sind somit oben und unten kürzer ausgebildet als die Seitenwand 10. Hinter den Öffnungen für die Anschlussstutzen 17 sind also auf der Innenseite 22 der Seitenwand keine anderen Bauteile vorgesehen.

[0031] Die Dämpfer 23 sind, wie erläutert wurde, zwischen den Sicken 11 und den Flussfallen 21 angeordnet. Dies bedeutet in der Figur 3, dass die Dämpfer 23 sich hinter den Flussfallen 21 befinden und damit nicht sichtbar sind. Die Länge der Dämpfer 23 ist dabei, wie ebenfalls erläutert wurde, gleich oder kleiner als die Länge der Flussfallen 21.

[0032] Es können alle Seitenwände des Kessels auf die beschriebene Art und Weise ausgebildet sein. Es versteht sich, dass auch nur einzelne Seitenwände oder auch nur Teile davon derart ausgebildet sein können. Weiterhin versteht es sich, dass die beschriebene Seitenwand 10 auch ohne die Flussfallen 21 und gegebenenfalls auch ohne die Dämpfer 23 zum Einsatz kommen kann. Auch die Leisten 16 können unter Umständen nicht vorhanden sein.

[0033] Die Seitenwand 10 ist vorstehend am Ausführungsbeispiels eines elektrischen Transformators beschrieben. Es versteht sich, dass die Seitenwand 10 auch bei vergleichbaren elektrischen Vorrichtungen in entsprechender Weise zum Einsatz kommen kann.

[0034] Beispielsweise kann die beschriebene Seitenwand 10 bei einer elektrischen Drosselspule vorhanden sein. In diesem Fall ist es möglich, dass keine Isolations- und/oder Kühlflüssigkeit vorhanden ist und damit auch keine Anschlussstutzen vorhanden sind. Ebenfalls ist es in diesem Fall möglich, dass keine Leisten, Flussfallen oder Dämpfer vorhanden sind.

Ansprüche

1. Elektrischer Transformator oder elektrische Drosselspule mit einem Kessel, in dem Wicklungen untergebracht sind, wobei der Kessel im wesentlichen als Hohlkörper ausgebildet ist und mindestens eine Seitenwand (10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwand (10) als Profilteil ausgebildet ist.

2. Transformator oder Drosselspule nach Anspruch 1, wobei die Seitenwand (10) in etwa vertikaler Richtung profiliert ist.

3. Transformator oder Drosselspule nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Seitenwand (10) einen in der horizontalen Ebene gesehenen, etwa zickzack-förmigen Verlauf aufweist.

4. Transformator oder Drosselspule nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Seitenwand (10) mindestens eine Sicke (11) aufweist, die in Richtung zu dem Hohlraum des Kessels geöffnet ist.

5. Transformator oder Drosselspule nach Anspruch 4, wobei die Seitenwand (10) mit mindestens einer Flussfalle (21) versehen ist.

6. Transformator oder Drosselspule nach Anspruch 5, wobei die Flussfalle (21) derart angeordnet sind, dass sich ein Raum zwischen der Sicke (11) und der Flussfalle (21) bildet.

7. Transformator oder Drosselspule nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Flussfalle (21) plattenförmig ausgebildet ist und sich in Richtung des Profils der Seitenwand (10) erstreckt.

8. Transformator oder Drosselspule nach Anspruch 6, wobei in dem Raum zwischen der Sicke (11) und der Flussfalle (21) mindestens ein Dämpfer (23) vorhanden ist.

9. Transformator oder Drosselspule nach Anspruch 8, wobei der Dämpfer (23) an der Flussfalle (21) anliegt.

10. Transformator oder Drosselspule nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei der Dämpfer (23) den Raum zwischen der Sicke (11) und der Flussfalle (21) im wesentlichen vollständig ausfüllt.

11. Transformator oder Drosselspule nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei auf der Außenseite (15) der Seitenwand (10) mindestens eine Leiste (16) in Richtung der Profilierung vorhanden ist.

12. Transformator oder Drosselspule nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei auf der Außenseite (15) der Seitenwand (10) mindestens ein Anschlussstutzen (17) zur Durchführung einer Isolations- und/oder Kühlflüssigkeit vorhanden ist.

13. Transformator oder Drosselspule nach Anspruch 12, wobei auf der Innenseite der Seitenwand (10) im Bereich der Öffnung des Anschlussstutzens (17) keine anderen Bauteile vorhanden sind.

Zeichnung