194645. lajstromszámú szabadalom • Ötoszlopos vasmag nagyteljesítményű háromfázisú transzformátorokhoz
* 194 645 A találmány tárgya mágnesesen orientált (irányított lemezből) előállított ötoszlopos vasmag nagyteljesítményű háromfázisú transzformátorokhoz. A nagyteljesítményű (például 100 MVA-nél nagyobb) transzformátoroknál többnyire ötoszlopos vasmagot használnak. Ilyen mag alkalmazásával - ellentétben az általánosan használt háromoszlopos vasmaggal — csökken a vasmag és a transzformátor összmagassága, és ez megkönnyíti vagy egyáltalán ez teszi lehetővé a szállítást. Az ötoszlopos vasmag három főoszlopból áll; ezeken találhatók a tekercselések, két külső segédoszlopból, amelyek a vasmag belsejében a mágneses fluxus záródását könnyítik meg, ezenkívül egy járomból, amelynek keresztmetszete kisebb, mint a főoszlop keresztmetszete. Egy ötoszlopos vasmag járomának keresztmetszete általában 50-60 %-a, segédoszlop keresztmetszete pedig 40— 50 %-a a főoszlop keresztmetszetének. Egy ötoszlopos, hütőcsatornával ellátott mag T-csatlakozására vonatkozó három példa látható az 1., 2. és 3. ábrán. Az 1. ábrán olyan T-csatlakozású ötoszlopos vasmag látható, amelyet 90°-os szögben vágott lemezek alkotnak (derékszögű kötések). Ez a megoldás egyszerűen kivitelezhető, de a mágneses tulajdonságok nem megfelelőek. A 2. ábrán olyan T-csatlakozásokkal kiképzett ötoszlopos vasmag látható, amelyek V-alakúra vannak kialakítva. Ennél a megoldásnál a vasmag mágneses jellemzői megfelelőek, de a V-alakú köté-j sek miatt a vasmaglemez vágásakor elkerülhetetlen I a tetemes anyaghulladék keletkezése; bizonyos magoknál ez a hulladék elérheti a 10 tonnát vasmagonként. A 3. ábrán olyan T-csatlakozásokkal ellátott ötoszlopos vasmag látható, amelynél a V-alakú kötések és az ismert 45°-os szögű, ferde vonal mentén kialakított kötések kombinálva vannak. Az ilyen vasmagnak megfelelőek a mágneses tulajdonságai, de ennél is nagy az anyagveszteség, bár kisebb, mint a 2. ábrán látható vasmagnál. Ezeknek a nagy ötoszlopos vasmagoknak a főoszlopa 1-1,5 m-es átmérőjű, és két részből van kialakítva. Az oszlop két része egymástól egy hűtőcsatornával van elválasztva. A csatorna lehetővé teszi az ilyen nagy vasmagok hatásos hűtését és egyidejűleg csökkenti a főoszlop lemezei között az elektromos átütés veszélyét. Ugyanakkor viszont a hűtőcsatorna lényegesen bonyolultabbá teszi a főoszlop lemezei és a járom közötti mágneses csatolás konstrukcióját, azaz a T-csatlakozások kiképzését. Ismert, hogy a 45°-os szögű, ferde vonal mentén kiképzett kötésekkel kivitelezett T-csatlakozásokkal érhetők el a legkisebb mágnesezési veszteségek, de á vasmaglemezeknek ilyen kötéshez történő vágásakor keletkező anyaghulladék jelentős, és így a T-csatlakozásnak minimális anyághulladék mellett a legkisebb mágnesezési veszteségeket biztosító konstrukciója nagyon nehezen valósítható meg. A találmány feladata, hogy mágnesesen orientált lemezből előállított, hütőcsatornával ellátott, ötoszlopos vasmag T-csatlakozásának a fentiekben részletezett optimális konstrukcióját biztosítsuk. A feladatot úgy oldottuk meg, hogy a T-csatlakozás valamennyi rétegében - célszerűen egyenlő- 5 szárú derékszögű háromszög alakú — lemezszegmens oly módon van elrendezve, hogy egyik szárával a főoszlop egyik részének lemezén, másik szárával a járomhoz tartozó lemezen támaszkodik és oly módon hidalja át a főoszlop hűtőcsatornáját, hogy 10 alapjával a főoszlop másik részének lemezén fekszik fel. A találmány szerinti megoldással olyan T-csatlakozás állítható elő, amellyel kis mágnesezési veszteség mellett jobb anyagkihasználást érünk el. 15 A találmány szerinti megoldást a továbbiakban egy kiviteli példán és a hozzá tartozó rajzon mutatjuk be. A rajzon a 4. ábrán háromfázisú transzformátor ötoszlopos vasmagjának egy rétege látható. A 4. ábrán a magnak egyetlen egy rétege látható, 20 ahol a lemezek mindegyik T-csatlakozásnál G főoszlop lemezeiből, P segédoszlop lemezeiből, J járom lemezeiből és D lemezszegmensekből állnak. Valamennyi G főoszlop két G1 részből áll, amelyeket egymástól K hűtőcsatorna választ el. Valamennyi lemez a hengerlési irányhoz képest 45°-os szögben van vágva és a vasmagban minden kötés ferde vonal mentén van kiképezve. Egy T-csatlakozáson belül a D lemezszegmens a G főoszlop egyik G1 részének lemeze és a J járomu nak a Gl résszel szomszédos lemeze közé van helyezve. így a D lemezszegmens egy-egy oldalával a hengerlési irányhoz képest célszerűen 45°-os szöget bezáró ferde vonal mentén csatlakozik. 35 AD lemezszegmens alapjával áthidalja a T-csatlakozás tartományában a K hütőcsatornát és felfekszik ugyanazon G főoszlop másik Gl részének . a K hütőcsatornával szomszédos lemezén. Ebben a T-csatlakozásban a G főoszlop másik 4P G1 részének lemeze ferde vonal mentén csatlakozik a J járomnak ezen rész felé eső lemezével. Az egyes lemezek hengerlési irányát a 4. ábrán nyíllal jelöltük. Bár a D lemezszegmens alakja célszerűen egyen- 45 lőszárú háromszög, használhatunk nem egyenlőszárú háromszög alakú szegmenseket is. A 4. ábrán a magnak csak egy rétegét ábrázoltuk. A további rétegek szokásos módon az a —a tengelyre tükrözve képezhetőek. 50 Szabadalmi igénypontok 1. Ötoszlopos vasmag nagyteljesítményű, há- 55 romfázisú transzformátorokhoz, amelyeknek mindegyik föoszlopa hűtőcsatornával ellátott, azzal jellemezve, hogy valamennyi T-csatlakozásban háromszög alakú - előnyösen egyenlőszárú háromszög alakú - lemezszegmens (D) úgy van elhe- 60 íyezve, hogy egyik szárával a főöszlop (G) egyik részének (Gl) lemezén, másik szárával a vele szomszédosjáromnak (J) a főoszlop (G) ezen része (Gl) felé eső lemezén fekszik fel és oly módon hidalja át a hütőcsátornát (K), hogy alapjával ugyanazon főT 65 2
