195358. lajstromszámú szabadalom • Háromoszlopos vasmag háromfázisú transzformátorokhoz
1 195 358 A találmány tárgya háromoszlopos vasmag háromfázisú transzformátorokhoz, amely elsősorban kis- és közepes teljesítményű, úgynevezett elosztótranszformátoroknál alkalmazható előnyösen, továbbá ott, ahol a vasmag irányított mágnesezésű lemezekből van előállítva. Háromoszlopos vasmag esetében a T-csatlakozás megvalósítására két alapvetően széles körben elterjedt megoldás ismeretes, amelyeket a mellékelt 1. és 2. ábrán mutatunk be. Az 1. ábrán egy olyan megoldás látható, ahol a középső oszlop és a járom közötti összekapcsolást V-alakú kivágás segítségével valósítják meg. Ez az úgynevezett V-alakú kivágással ellátott vasmag. Jóllehet az ezzel a megoldással kialakított és összeállított vasmagnak igen jók a mágneses jellemzői, azonban ez a vasmag kialakítás néhány hátrányos tulajdonsággal is rendelkezik. A fő hátránya a megoldásnak, hogy a T-csatlakozás megvalósításánál a V-alakú kivágás létrehozása a lemezeknél igen komoly anyagveszteséggel jár Ez az anyagveszteség a teljes mag súlyának 5—6 %-át is kiteheti. A 2. ábrán bemutatott megoldásnál anyagveszteség ugyan nincsen, az 1. ábrán bemutatott megoldáshoz képest azonban kedvezőtlenebbek a vasmag mágneses paraméterei. Az 1. ábrán bemutatott megoldáshoz képest ez utóbbi kialakításnál a mágneses veszteségek 4-5 Ti -kai magasabbak. Egy további hiányosság a 2. ábrán látható vasmag kialakításnak, hogy a járom két különböző alakú lemezből van, nem úgy, mint az 1. ábrán látható megoldásnál, így a vasmag mechanikai szilárdsága kedvezőtlenebb lesz és a T-csatlakozás tartományában a légrés is megnő. A járomban lévő lemezszám növekedése következtében megnő a vasmag előállítási ideje, ami kisteljesítményű transzformátoroknál komoly hiányosság, ugyanis a kisteljesítményű transzformátorokat általában nagy sorozatban állítják elő, így annak összeállítása, konstrukciója egyszerű, gazdaságosan előállítható és megfelelően kompakt kivitelű kell legyen. A néhányszor 10 kVA és néhányszor 10 MVA teljesítményű háromfázisú tianszformátorokat általában irányított mágnesezésű vaslemezből háromoszlopos transzformátorként állítják elő. Fent említett lemezek azonban csak a hengerlési irányba rendelkeznek jó mágneses tulajdonsággal, így azután nagyon nehéz a középső oszlop és a járom lemezei közötti kapcsolatot, az úgynevezett T-csatlakozást optimális műszaki paraméterek biztosításával létrehozni. A lemezek összekapcsolási módja a T-csatlakozásnál a vasmag paramétereit jelentősen befolyásolja, sőt gyakran a nem feltűnő, kisebb mérvű konstrukciós változások is jelentősen befolyásolják a vasmag mágneses paramétereit és veszteségeit. Találmányunkkal feladatul tűztük ki kis- és közepes teljesítményű háromoszlopos transzformátorok T-csatlakozásainak olyan kialakítását, ahol a mágneses veszteségek az ismert megoldáshoz képest lecsökkennek, és az anyagveszteség szintén jelentősen kisebb lesz. Ezt a feladatot a találmány szerint a középső oszlop és a járom lemezeinek átlapolásával oldottuk meg úgy, hogy a légrés a teljes vasmagkeresztmetszetben az átlapolás helyein minden lemezcsomagban két síkban van kiképezve, és az átlapolások egymástól „a” távolságban vannak az egymással szomszédos síkokban, tehát az egyik rétegben lévő légrés síkja a másik rétegben lévő légrés síkjától átlapolásnyi távolságra van kiképezve. A találmány szerinti megoldás előnye az 1. és 2. ábrán bemutatott ismert megoldásokhoz képest az, hogy anyagveszteség nélkül lehet a lemezek elhelyezését és vasmaggá való összekapcsolását megoldani. A kis veszteséget azáltal értük el, hogy a légréseket minden lemezcsomagban az átlapolás helyein azonos helyen, mégpedig az átlapolás alsó és felső síkjánál képeztük ki. A találmány szerinti vasmagot a továbbiakban példaként kiviteli alakja segítségével a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben. Az 1. ábrán és a 2. ábrán az ismert megoldásokat mutattuk be, a 3. ábrán a találmány szerint kialakított vasmag felépítése látható, a 4. ábrán a járom keresztmetszete látható metszetben , az 5. ábrán pedig a 4. ábra szerinti keresztmetszet látható kinagyítva. A 3. ábrán látható, hogy egy rétegben a lemezek elrendezése a következő; tartalmazza az 1 oldaloszlop lemezeit, amelyek éppúgy, mint a III járom lemezei trapéz alakúra vannak kiképezve. Az I oldaloszlop és a III járom közötti kapcsolatot célszerűen 45°-os szöget bezáró,ferde irányú vonal mentén valósítjuk meg. A II középső oszlop lemezei négyszög alakúra vannak kiképezve és a III járom lemezeivel tompa illesztéssel vannak összekapcsolva. A 4. ábrán látható kiviteli alaknál a vasmagot három P lemezcsomag képezi, amelyek úgy vannak elrendezve, hogy csúcsaik egy képzeletbeli kör kerülete mentén helyezkednek el, és így közelítőleg körkeresztmetszetű határfelületet érünk el az oszlopnál. Az 5. ábrán látható a II középső oszlop, valamint a III járom lemezeinek az elrendezése. Minden lemezcsomagban a z légrések vagy a g síkban.vagy a d síkban vannak kiképezve. A III járom minden egyes P lemezcsomagja két különböző szélességű lemezből van kiképezve, amelyek úgy vannak váltakozva rétegelve, hogy egy szélesebb lemezt egy keskenyebb lemez követ. A szélességek közötti különbség megegyezik az „a” átlapolás mértékével. A 3., 4. és 5. ábrán látható kiviteli alaknál egy rétegben csak egy lemez található. A találmány szerinti felismerésen alapuló megoldás azonban úgy is megvalósítható, hogy egy rétegen belül több lemez van, ami egy egyébként a transzformátorok vasmagjainak a készítésénél szokásos megoldás (2-3 lemez lehet egy réteg például). A 4. ábrán az egyszerűség kedvéért csak három P 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
