MODULARER RINGKERN

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Ringkern für einen Leistungstransformator, wobei sich der Ringkern in Form einer geschlossenen Torus-ähnlichen Struktur um eine gedachte Mittelachse erstreckt und wobei dieser aus einer Vielzahl aneinandergrenzender Lagen Blech gebildet wird. Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung von mehreren Ringkernen mit Wicklungsmodulen.

[0002] Es ist seit langem bekannt, Transformatoren bei der Verteilung elektrischer Energie zu nutzen, indem Wechselspannung von einem hohen Niveau zu einem niederen Spannungsniveau oder umgekehrt transformiert oder umgespannt wird. Energieverteilungsnetze sind üblicherweise 3-phasig aufgebaut, d.h. es liegen an drei zueinander gehörenden Einzelleitern jeweils um 120° Phasenwinkel verschobene Spannungen an, deren phasenrichtige mathematische Summation im symmetrischen Zustand des Energieverteilungsnetzes stets den Wert null ergibt. Leistungsbereiche derartiger Leistungstransformatoren reichen von einigen kVA bis hin zu mehreren 100 MVA, die Betriebsspannungen liegen üblicherweise zwischen 6kV und 380kV.

[0003] Ein 3-phasiger Leistungstransformator weist üblicherweise für jede Phase wenigstens je eine Primär- und eine Sekundärwicklung auf, so dass sich in der Summe wenigstens 6 Einzelwicklungen ergeben. Es sind 3-phasige Leistungstransformatoren bekannt, bei welchen alle Wicklungen um einen gemeinsamen Transformatorkern mit mehreren Schenkeln angeordnet sind, wobei ein Schenkel dann beispielsweise von je einer Primär- und eine Sekundärwicklung einer Phase umwickelt ist.

[0004] Es sind auch 3-phasige Leistungstransformatoren bekannt, welche durch geeignete elektrische Verschaltung aus drei 1-phasigen Transformatoren gebildet werden, bei welchen die Primär- und Sekundärwicklung je einer Phase jeweils um einen separaten ringförmigen Transformatorkern umwickelt sind.

[0005] Bei einer derartigen 1-phasigen Wicklungsanordnung mit ringförmigem Kern erweist es sich aus Gründen der Kompaktheit der Anordnung als vorteilhaft, die 1-phasige Primär- und/oder Sekundärwicklung ebenfalls in Form von mehreren separaten Wicklungssegmenten anzuordnen, beispielsweise entlang einer kreisähnlichen Bahn, wobei alle Wicklungssegmente von dem ringförmigen Kern durchgriffen werden, wie beispielsweise in der europäischen Patentschrift EP 0 557 549 B1 beschrieben.

[0006] Nachteilig an dem dort beschriebenen Stand der Technik ist insbesondere, dass die Anordnung keinen modularen Austausch von Wicklungssegmenten eines derartigen fertig montierten Transformators zulässt, ohne weitere Wicklungssegmente ebenfalls zumindest vorübergehend vom Transformatorkern zu entfernen.

[0007] Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, für einen Ringkern für einen Leistungstransformator der eingangs genannten Art den Aufwand bei dem Austausch eines Wicklungssegmentes bei einem Transformator mit einem ringförmigen Transformatorkern und mehreren Wicklungssegmenten zu reduzieren.

[0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Ringkern mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

[0009] Demgemäß kennzeichnet sich der erfindungsgemäße Ringkern dadurch, dass dieser längs der Torus-ähnlichen Struktur aus wenigstens drei miteinander verbind- und voneinander lösbaren Kernabschnittsmodulen gebildet ist und dass die Verbindung der Kernabschnittsmodule mittels Verzahnung einzelner Blechlagen beziehungsweise Blechlagenbereiche vorgesehen ist.

[0010] Der modulare Aufbau eines erfindungsgemäßen Ringkerns aus wenigstens drei, vorzugsweise baugleichen, Kernabschnittsmodulen, welche zudem voneinander lösbar sind, ermöglicht eine selektive Demontage der einzelnen Transformatorkomponenten, wie Wicklungsmodule bzw. Wicklungssegmenten, Weiche längs des Ringkerns angeordnet sind und von diesem durchgriffen werden. Der Wartungsaufwand beim Austausch eines Wicklungsmoduls ist hierdurch in vorteilhafter Weise reduziert.

[0011] Die lösbare Verbindung der einzelnen Kernabschnittsmodule erfolgt erfindungsgemäß durch Verzahnung und/oder Überlappung mehrerer Blechlagen oder Blechlagenbereiche zwischen aneinandergrenzenden Kernabschnitten. Somit ist eine hinreichende Führung eines magnetischen Flusses im Übergangsbereich aneinandergrenzender Kernabschnitte gewährleistet.

[0012] In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ringkernes weist dieser zumindest abschnittsweise einen Kernquerschnitt auf, der an eine Ellipse oder einen Kreis angenähert ist. Eine derartige Annäherung ist beispielsweise durch eine Schichtung des Kernes aus mehreren Blechpaketlagen mit jeweils einem unterschiedlichen rechteckförmigen Querschnitt je Blechpaketlage möglich.

[0013] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ringkernes ist jedem Kernabschnittsmodul genau ein Wicklungsmodul mit jeweils wenigstens einer elektrischen Wicklung zugeordnet.

[0014] Wicklungsmodul und Kernabschnittsmodul sind dann in einem Störfall leicht gemeinsam auswechselbar, ohne ein weiteres, nicht fehlerbehaftetes Wicklungsmodul vom Ringkern entfernen zu müssen. Vorzugsweise sind alle Wicklungs- und Kernabschnittsmodule baugleich. Dieses Vorteile ergeben sich sowohl für einen kreisrunden als auch für einen polygonalen Ringkern, beispielsweise mit, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 Ecken.

[0015] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ringkernes sind in einem Wicklungsmodul wenigstens zwei galvanisch voneinander getrennte elektrische Wicklungen angeordnet.
Hierdurch ist beispielsweise die gemeinsame Anordnung eines Teils einer Primär- und einer Sekundärwicklung eines Leistungstransformators innerhalb eines Wicklungsmoduls ermöglicht. Der Fertigungsaufwand ist hierdurch vorteilhaft verringert.

[0016] Mittels Vergießen eines derartigen Wicklungsmoduls mit einem geeigneten Isolierstoff, beispielsweise auf Basis eines Epoxydharzes, wird zudem die Fehleranfälligkeit des Wicklungsmoduls reduziert, da es in diesem Fall vor mechanischen Einflüssen besser geschützt ist. Zudem ermöglicht die Verwendung eines Isolationsmaterials eine Verringerung des erforderlichen Isolationsabstandes zwischen benachbart angeordneten Wicklungsmodulen.

[0017] In einer Variante des erfindungsgemäßen Ringkernes ist ein Kernabschnittsmodul kraft- und/oder formschlüssig mit dem jeweils zugeordneten Wicklungsmodul verbunden, so dass sich daraus ein Transformatormodul ergibt.

[0018] Die gemeinsame Demontage und anschließende Montage eines entsprechenden Ersatz-Transformatormoduls, also einem Ersatz-Kernabschnittsmodul mit einem Ersatz-Wicklungsmodul, wird hierdurch weiter vereinfacht.

[0019] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Ringkernes mit zugeordneten Wicklungsmodulen sind die Wicklungsmodule elektrisch miteinander koppelbar. Es ist auch vorgesehen, dass für Gruppen von elektrisch gekoppelten Wicklungsmodulen gemeinsame elektrische Anschlüsse herausgeführt sind.

[0020] Durch eine geeignete derartige elektrische Koppelung, beispielsweise durch eine Reihen- und/oder Parallelschaltung von Wicklungen mehrerer Wicklungsmodule, ist die Funktionalität eines 1-phasigen Leistungstransformators erzielbar, welcher an den gemeinsamen Anschlüssen mit einem elektrischen Energieversorgungsnetz koppelbar ist.

[0021] Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch gelöst durch eine Anordnung von Ringkernen mit Wicklungsmodulen gemäß einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die jeweiligen Ringkerne mit Wicklungsmodulen in einer gemeinsamen Verbindungsstruktur anordenbar sind und in diese separat einbringbar und aus dieser zerstörungsfrei entfernbar sind.

[0022] Als eine Verbindungsstruktur ist eine Vorrichtung anzusehen, mittels welcher wenigstens zwei Ringkerne mit Wicklungsmodulen beziehungsweise zwei komplette Ringkerntransformatoren mechanisch miteinander verbindbar sind. Darüber hinaus kann eine derartige Verbindungsstruktur auch elektrische Leiter und Teile elektrischer Kopplungsvorrichtungen, beispielsweise Stecker, Buchsen oder Klemmen, aufweisen unter Verwendung derer die Wicklungen oder Wicklungsmodule eines oder mehrerer Ringkerntransformatoren verbindbar sind. Die elektrischen Anschlüsse einer Wicklung oder eines Wicklungsmoduls weisen zweckmäßigerweise ein entsprechendes Gegenstück der Kopplungsvorrichtung auf.

[0023] Energieverteilungsnetze sind üblicherweise 3-phasig aufgebaut. Die Funktionalität einer zuvor beschriebenen Anordnung aus erfindungsgemäßem Ringkern mit zugeordneten und geeignet elektrisch miteinander verschalteten Wicklungen entspricht der Funktionalität eines 1-phasigen Leistungstransformators. Zur Erreichung der Funktionalität eines 3-phasigen Leistungstransformators sind eine Anordnung und die elektrische Verschaltung dreier 1-phasiger Transformatoren geeignet, was auch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung darstellt.

[0024] Erfindungsgemäß ist eine ebenfalls modulare Anordnung dreier bereits erfindungsgemäß modular aufgebauter Ringkerne mit verbundenen Wicklungsmodulen in einer gemeinsamen Verbindungsstruktur (s.o.) vorgesehen. Der Aufwand zum Tausch eines einzigen defekten Wicklungsmoduls einer derart verschalteten Anordnung mehrerer 1-phasiger Transformatoren ist dadurch weiter vereinfacht.

[0025] In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung weist die Verbindungsstruktur Vorrichtungen zur elektrischen Ankopplung von einzelnen Wicklungsmodulen und/oder gemeinsamer elektrischer Anschlüsse der Wicklungsmodule auf. Eine solche elektrische Verbindung ist beispielsweise über eine Steckverbindung realisierbar. Der Anschluss einer solchen Anordnung an ein Energieversorgungsnetz ist dadurch vereinfacht.

[0026] Gemäß weiteren Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind wenigstens zwei Ringkerne mit Wicklungsmodulen axial längs einer gemeinsamen Mittelachse oder aber auch auf einer gemeinsamen Ebene quer zur jeweiligen Mittelachse angeordnet. Die Konstruktion der gemeinsamen Verbindungsstruktur ist dadurch vereinfacht und der benötigte Platz reduziert.

[0027] In weiteren bevorzugten Varianten eines erfindungsgemäßen Ringkernes oder erfindungsgemäßen Anordnungen solcher Ringkerne weist dieser Ringkern 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 Kernabschnittsmodule auf.

[0028] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten sind den weiteren abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

[0029] Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele sollen die Erfindung, weitere Ausführungsformen und weitere Vorteile näher beschrieben werden.

[0030] Es zeigen:

Fig. 1

ein erstes Kernabschnittsmodul mit zugeordnetem Wicklungsmodul,

Fig. 2

einen Ringkern mit Wicklungsmodulen sowie

Fig. 3

eine Anordnung von Ringkernen mit Wicklungsmodulen

[0031] Fig. 1 zeigt ein erstes Transformatormodul 10 mit einem ersten Kernabschnittsmodul 11 mit zugeordnetem Wicklungsmodul, wobei das Wicklungsmodule eine erste 14 und eine zweite 16 elektrische Wicklung aufweist, welche um eine Wickelachse gewickelt sind. Kernabschnittsmodul und Wicklungsmodul sind mechanisch zu einem Transformatormodul miteinander verbunden, so dass dieses als ein Bauteil anhebbar oder bewegbar ist.

[0032] Mehrere vorzugsweise baugleiche Transformatormodule 10 sind die Ausgangsbasis für einen modularen Transformatorkern. Die Baugleichheit ist wesentliche Voraussetzung für die Austauschbarkeit der jeweiligen Transformatormodule untereinander. Aus geometrischen Gründen sind - je nach gegebenen Randbedingungen wie Übersetzungsverhältnis des Transformators, Spannungsebene, etc. - insbesondere eine Anzahl von 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 11 oder 12 Kernabschnittsmodulen je Ringkern geeignet. Erfindungsgemäß sind wenigstens 3 Kernabschnittsmodule gefordert, eine höhere Anzahl als 12 ist aus konstruktiver Sicht zunehmend ungünstig, da die jeweiligen Wicklungsmodule entsprechend schmaler ausfallen und damit in der Fertigung zu mehr Aufwand führen. Zudem steigt der Fertigungsaufwand auch mit einer überhöhten Anzahl an Kernabschnitts- bzw. Wicklungsmodulen.

[0033] Fig. 2 zeigt einen hexagonalen Ringkern mit sechs Transformatormodulen 10, 20, 30, 40, 50, 60, welche auf einer Kreisbahn um eine Mittelachse 70 angeordnet sind. Das in Fig. 1 gezeigte Transformatormodul 10 sowie die fünf baugleichen weiteren Transformatormodule 20, 30, 40, 50, 60 sind wesentlicher Bestandteil des dargestellten Ringkerns mit Wicklungsmodulen.

[0034] Jedes Kernabschnittsmodul 11 ist durch eine geeignete Verbindung, beispielsweise einer gegenseitigen Verzahnung jeweils benachbarter die Kernabschnittsmodule bildender Blechpakete, mit beiderseits angrenzenden weiteren Kernabschnittsmodulen verbunden. Eine derartige Verzahnung verbessert das Führen des magnetischen Flusses längs der Erstreckung des Ringkernes insbesondere in den Verbindungsbereichen. Darüber hinaus sind weitere Verbindungsmechanismen vorgesehen, welche die mechanische Festigkeit der Verbindung benachbarter Kernabschnittsmodule erhöhen, beispielsweise eine Schraubverbindung durch den Verzahnungsbereich benachbarter Kernabschnittsmodule.

[0035] Die in der Fig. gezeigten Spalten zwischen den jeweiligen Kernabschnittsmodulen sind lediglich zur graphischen Herausstellung des Grenzbereiches zwischen angrenzenden Kernabschnittsmodulen gedacht. In einer realen Anordnung ist ein solcher Spalt nicht vorgesehen, zudem sind die Bleche, welche den Ringkern in seiner Hauptsache bilden, in den Grenzbereichen miteinander verzahnt.

[0036] Fig. 3 zeigt eine Anordnung 100 von drei Ringkernen bzw. Ringkerntransformatoren in seitlicher Ansicht. Jeder Ringkerntransformator weist in diesem Beispiel je sechs Transformatormodule auf, von denen in dieser seitlichen Perspektive lediglich je drei sichtbar sind. Jedes der dargestellten Transformatormodule 101, 102, 103, 111, 112, 113, 121, 122, 123 weist je ein baugleiches Kernabschnittsmodul und ein Wicklungsmodul auf, ähnlich wie das in Fig. 1 gezeigte Transformatormodul.

[0037] Die Transformatormodule 101, 102, 103 sind in dieser Darstellung der sichtbare Teil eines ersten Ringkerntransformators, welcher in der Hauptsache aus diesen drei Transformatormodulen und drei weiteren im rückwärtigen Bereich befindlich gedachten Transformatormodulen gebildet wird. Analog sind die Transformatormodule 111, 112, 103 in dieser Darstellung der sichtbare Teil eines zweiten Ringkerntransformators und die Transformatormodule 121, 122, 123 in dieser Darstellung der sichtbare Teil eines dritten Ringkerntransformators.

[0038] Alle drei Ringkerntransformatoren sind längs einer gemeinsamen und nicht dargestellten Mittelachse vertikal übereinander angeordnet.

[0039] Zwischen den Ringkerntransformatoren sind Isolationsblöcke 130 angeordnet, welche die Last der jeweils oben befindlichen Ringkerntransformatoren nach unten abtragen. Diese weisen vorzugsweise eine elektrische Isolationsfähigkeit auf und verfügen zudem über vibrations- dämpfende Eigenschaften. Die Isolationsblöcke 130 sind hierbei als Teil einer gemeinsamen Verbindungsstruktur der drei Ringkerntransformatoren anzusehen. Auf diese Weise ist zudem das Betriebsgeräusch einer derartigen Anordnung reduzierbar.

[0040] Im Falle des Tausches eines defekten Transformatormoduls, beispielsweise des Transformatormoduls 112, könnte mit einer ersten mobilen Hebevorrichtung der dritte Ringkerntransformator unwesentlich angehoben werden und der zweite Ringkerntransformator mit einer zweiten mobilen Hebevorrichtung aus der Verbindungsstruktur entfernt werden. Hierbei sind die elektrischen Verbindungen des zweiten Ringkerntransformators, welche vorzugsweise als einfach lösbare Verbindungen wie beispielsweise eine Steckverbindung ausgeführt sind, zu lösen. Ebenso zu lösen sind die elektrischen Verbindungen des zu tauschenden Transformatormoduls 112 mit den weiteren Transformatormodulen desselben Ringkerntransformators.

[0041] Nun ist das betreffende Transformatormodul 112 aus dem Ringkern zu entfernen, wobei der Ringkern während dieses Vorgangs in einer sicheren Abstellposition befindlich sein muss, so dass er der aufgetrennte Teil des Ringkerns 111, 113 mechanisch nicht beschädigt wird.

[0042] Nachfolgend ist ein baugleiches Ersatz-Transformatormodul in den aufgetrennten Ringkern einzusetzen und die elektrischen Verbindungen des Ersatztransformatormoduls mit den weiteren Modulen des zweiten Ringkernes herzustellen. Danach ist der zweite Ringkerntransformator wieder in die ursprüngliche Position innerhalb der Verbindungsstruktur zu verbringen, die elektrischen Verbindungen mit dem ersten und dem dritten Ringkerntransformator wieder herzustellen und der dritte Ringkerntransformator mit der ersten mobilen Hebevorrichtung auf die Isolationsblöcke 130 abzusetzen.

[0043] Eine weitere erfindungsgemäß - nicht in einer Fig. gezeigte - Ausführungsform einer Verbindungsstruktur für mehrere modulare Ringkerntransformatoren besteht in einer regalähnlichen Ablagevorrichtung mit mehreren übereinanderliegenden Ebenen, wobei in jeder Ebene ein Ringkerntransformator positionierbar und elektrisch sowie mechanisch mit dieser verbindbar ist. Ein Anhebevorgang von über demjenigen Ringkerntransformator mit einem zu tauschenden Transformatormodul befindlichen weiteren Ringkerntransformatoren entfällt. In weiteren Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Verbindungsstruktur sind die Ebenen der regalähnlichen Ablagevorrichtung, auf welchen ein Ringkern zu positionierbar ist, mit Hilfe von teleskopartigen Schienen aus der Ablagevorrichtung bewegbar. Der Entnahmevorgang eines Ringkerntransformators wird dadurch weiter vereinfacht.

Bezugszeichenliste

[0044] 

10

Erstes Transformatormodul mit Kernabschnittsmodul und Wicklungsmodul

11

Kernabschnittsmodul

14

Erste elektrische Wicklung

16

Zweite elektrische Wicklung

18

Ringkern mit Wicklungsmodulen

20

Zweites Transformatormodul

30

Drittes Transformatormodul

40

Viertes Transformatormodul

50

Fünftes Transformatormodul

60

Sechstes Transformatormodul

70

Mittelachse

100

Anordnung von Transformatormodulen

101

Zehntes Transformatormodul

102

Elftes Transformatormodul

103

Zwölftes Transformatormodul

111

Dreizehntes Transformatormodul

112

Vierzehntes Transformatormodul

113

Fünfzehntes Transformatormodul

121

Sechzehntes Transformatormodul

122

Siebzehntes Transformatormodul

123

Achtzehntes Transformatormodul

130

Isolationsblock

Ansprüche

1. Ringkern für einen Leistungstransformator (18), wobei sich der Ringkern in Form einer geschlossenen Torus-ähnlichen Struktur um eine gedachte Mittelachse (70) erstreckt, wobei dieser aus einer Vielzahl aneinandergrenzender Lagen Blech gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkern längs der Torus-ähnlichen Struktur von wenigstens drei miteinander lösbar verbundenen Kernabschnittsmodulen (11) gebildet ist und dass die Verbindung der Kernabschnittsmodule mittels Verzahnung einzelner Blechlagen und/oder Blechlagenbereiche vorgesehen ist.

2. Ringkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser zumindest abschnittsweise einen Kernquerschnitt aufweist, der an eine Ellipse oder Kreis angenähert ist.

3. Ringkern nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Kernabschnittsmodul (11) ein Wicklungsmodul mit jeweils wenigstens einer elektrischen Wicklung (14, 16) zugeordnet ist.

4. Ringkern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Wicklungsmodul wenigstens zwei galvanisch voneinander getrennte elektrische Wicklungen (14, 16) angeordnet sind.

5. Ringkern nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kernabschnittsmodul (11) kraft- und/oder formschlüssig mit dem jeweils zugeordneten Wicklungsmodul verbunden ist und daraus ein Transformatormodul gebildet ist.

6. Ringkern nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsmodule elektrisch miteinander koppelbar sind.

7. Ringkern nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für alle Wicklungsmodule gemeinsame elektrische Anschlüsse herausgeführt sind.

8. Anordnung von Ringkernen mit Wicklungsmodulen (100) gemäß einem der Ansprüche 3. bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese in einer gemeinsamen Verbindungsstruktur anordenbar sind und dass jeder darin angeordnete Ringkern mit Wicklungsmodulen (101-103, 111-113, 121-123) separat in die Verbindungsstruktur einbringbar und aus dieser zerstörungsfrei entfernbar ist.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstruktur Vorrichtungen zur elektrischen Ankopplung von einzelnen Wicklungsmodulen und/oder gemeinsamer elektrischer Anschlüsse der Wicklungsmodule aufweist.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringkerne mit Wicklungsmodulen (101-103, 111-113, 121-123) unter Verwendung der Verbindungsstruktur zu einer elektrischen Funktionsgruppe verschaltet sind, welche die Funktionalität eines 3-phasigen Leistungstransformators aufweist.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Ringkerne mit Wicklungsmodulen (101-103, 111-113, 121-123) axial längs einer gemeinsamen Mittelachse (70) angeordnet sind.

12. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Ringkerne mit Wicklungsmodulen (101-103, 111-113, 121-123) auf einer gemeinsamen Ebene quer zur jeweiligen Mittelachse angeordnet sind.

13. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens zwei Ringkerne mit Wicklungsmodulen gemeinsame elektrische Anschlüsse an der Verbindungsstruktur herausgeführt sind.

14. Anordnung nach einem vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kernabschnittsmodule je Ringkern 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12 beträgt.

Claims

1. Ring-shaped core for a power transformer (18), Ring-shaped core extending in the form of a closed toroidal structure around an imaginary mid-axis (70), said power transformer being formed from a large number of mutually adjoining layers of laminate, characterized in that the ring-shaped core is formed along the toroidal structure by at least three core section modules (11) which are connected releasably to one another, and in that the connection of the core section modules is provided by means of meshing of individual laminate layers and/or laminate layer regions.

2. Ring-shaped core according to Claim 1, characterized in that at least sections of said ring-shaped core have a core cross section which is close to an ellipse or circle.

3. Ring-shaped core according to either of Claims 1 and 2, characterized in that a winding module with in each case at least one electrical winding (14, 16) is associated with each core section module (11).

4. Ring-shaped core according to Claim 3, characterized in that at least two DC-isolated electrical windings (14, 16) are arranged in a winding module.

5. Ring-shaped core according to either of Claims 3 and 4, characterized in that a core section module (11) is connected in a force-fitting and/or form-fitting manner to the respectively associated winding module, and a transformer module is formed therefrom.

6. Ring-shaped core according to one of Claims 3 to 5, characterized in that the winding modules can be coupled to one another electrically.

7. Ring-shaped core according to Claim 6, characterized in that electrical terminals which are common to all of the winding modules are passed out.

8. Arrangement of ring-shaped cores with winding modules (100) according to one of Claims 3 to 7, characterized in that said ring-shaped cores can be arranged in a common connecting structure, and in that each ring-shaped core arranged therein with winding modules (101-103, 111-113, 121-123) can be introduced separately into the connecting structure and can be removed therefrom without being destroyed.

9. Arrangement according to Claim 8, characterized in that the connecting structure has apparatuses for electrically coupling individual winding modules and/or common electrical terminals of the winding modules.

10. Arrangement according to either of Claims 8 and 9, characterized in that the ring-shaped cores with winding modules (101-103, 111-113, 121-123) are interconnected using the connecting structure to form an electrical function group, which has the functionality of a three-phase power transformer.

11. Arrangement according to one of Claims 8 to 10, characterized in that at least two ring-shaped cores with winding modules (101-103, 111-113, 121-123) are arranged axially along a common mid-axis (70).

12. Arrangement according to one of Claims 8 to 10, characterized in that at least two ring-shaped cores with winding modules (101-103, 111-113, 121-123) are arranged on a common plane transversely with respect to the respective mid-axis.

13. Arrangement according to one of Claims 8 to 12, characterized in that electrical terminals which are common to at least two ring-shaped cores with winding modules are passed out at the connecting structure.

14. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the number of core section modules per ring-shaped core is 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12.

Revendications

1. Noyau annulaire pour un transformateur de puissance (18), le noyau annulaire s'étendant sous la forme d'une structure fermée similaire à un tore autour d'un axe central imaginaire (70), celui-ci étant formé par une pluralité de couches de tôle juxtaposées les unes aux autres, caractérisé en ce que le noyau annulaire est formé le long de la structure similaire à un tore par au moins trois modules de portion de noyau (11) reliés entre eux de manière amovible et en ce que le liaison des modules de portion de noyau est prévue au moyen d'une denture des couches de tôle individuelles et/ou des zones de couches de tôle.

2. Noyau annulaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que celui-ci présente au moins dans certaines portions une section transversale de noyau qui est proche d'une ellipse ou d'un cercle.

3. Noyau annulaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'à chaque module de portion de noyau (11) est associé un module d'enroulement comprenant au moins un enroulement électrique (14, 16).

4. Noyau annulaire selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au moins deux enroulements électriques (14, 16) isolés galvaniquement l'un de l'autre sont disposés sur le module d'enroulement.

5. Noyau annulaire selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'un module de portion de noyau (11) est relié par adhérence et/ou engagement géométrique avec le module d'enroulement associé correspondant et un module transformateur est ainsi formé.

6. Noyau annulaire selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce les modules d'enroulement peuvent être connectés électriquement entre eux.

7. Noyau annulaire selon la revendication 6, caractérisé en ce que des bornes électriques communes sont amenées à l'extérieur pour tous les modules d'enroulement.

8. Arrangement de noyaux annulaires avec des modules d'enroulement (100) selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé en ce que ceux-ci peuvent être disposés dans une structure d'assemblage commune et en ce que chaque noyau annulaire qui y est disposé avec des modules d'enroulement (101-103, 111-113, 121-123) peut être introduit séparément dans la structure d'assemblage et peut en être retiré sans être détruit.

9. Arrangement selon la revendication 8, caractérisé en ce que la structure d'assemblage présente des dispositifs de connexion électrique des modules d'enroulement individuels et/ou des bornes électriques communes des modules d'enroulement.

10. Arrangement selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les noyaux annulaires avec les modules d'enroulement (101-103, 111-113, 121-123) sont interconnectés en utilisant la structure d'assemblage en un groupe fonctionnel électrique, lequel présente la fonctionnalité d'un transformateur de puissance triphasé.

11. Arrangement selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'au moins deux noyaux annulaires avec les modules d'enroulement (101-103, 111-113, 121-123) sont disposés dans le sens axial le long d'un axe central commun (70).

12. Arrangement selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'au moins deux noyaux annulaires avec les modules d'enroulement (101-103, 111-113, 121-123) sont disposés sur un plan commun transversal par rapport à l'axe central correspondant.

13. Arrangement selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que des bornes électriques communes sont amenées à l'extérieur sur la structure d'assemblage pour au moins deux noyaux annulaires avec les modules d'enroulement.

14. Arrangement selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nombre de modules de portion de noyau par noyau annulaire est égal à 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 ou 12.

Zeichnung