Núcleo de transformador con un apantallamiento contra campos de dispersión,

que presenta al menos un pata de núcleo (2', 2", 2"') que soporta una disposición de devanado (13) y está formada por un paquete de chapas (3), en donde el paquete de chapas (3) está cerrado mediante laminillas terminales (7', 7"), en donde a cada laminilla terminal (7', 7") está asociado un apantallamiento contra campos de dispersión (4', 4"), el cual presenta laminillas de chapa (40', 40") por capas cuyos planos de capa (15) están dispuestos en perpendicular a los planos de capa (14) del paquete de chapas (3), en donde las laminillas de chapa (40', 40"), con superficies frontales de laminilla de chapa (9', 9") dirigidas hacia el paquete de chapas (3), están dispuestas de forma adyacente a una superficie ancha exterior (8', 8") de una laminilla terminal (7', 7") asociada, caracterizado porque la transición entre las laminillas de chapa (40', 40") y la culata (5, 6) está configurada de forma enrasada.

Núcleo de transformador con apantallamiento contra campos de dispersión

Campo técnico

La invención se refiere a un núcleo de transformador con un apantallamiento contra campos de dispersión, que presenta al menos una pata de núcleo que soporta una disposición de devanado y está formada por un paquete de chapas, en donde el paquete de chapas está cerrado mediante laminillas terminales, en donde a cada laminilla terminal está asociado un apantallamiento contra campos de dispersión, el cual presenta laminillas de chapa por capas cuyos planos de capa están dispuestos en perpendicular a los planos de capa del paquete de chapas de la pata de núcleo, y en donde las laminillas de chapa, con superficies frontales de laminilla de chapa dirigidas hacia el paquete de chapas, están dispuestas de forma adyacente a una superficie ancha exterior de una laminilla terminal asociada.

Estado de la técnica

En el caso de máquinas eléctricas se ejecutan chapeadas partes de máquina, como por ejemplo el rotor de un motor eléctrico, la pata de núcleo de un transformador o de un choque. Por medio de esto pueden mantenerse reducidas pérdidas por corrientes parásitas, que son inducidas por la variación en el tiempo de un flujo magnético. En el caso de una máquina eléctrica, sin embargo, se produce también un llamado flujo de dispersión, que también produce en el núcleo pérdidas por corrientes parásitas, aunque éste es siempre mucho menor que en el flujo principal, que es guiado en las partes de máquina.

Se conoce además que, en especial aquellas líneas de campo del flujo de dispersión que penetran en una superficie ancha de una laminilla terminal de un paquete de chapas de pata de núcleo, allí producen pérdidas magnéticas por inducción que pueden provocar un calentamiento local indeseado (llamado también "hot spots" en la bibliografía) . En el caso de un transformador de aceite, a causa de esto el aceite puede calentarse hasta una temperatura inadmisiblemente elevada, lo que puede limitar la fiabilidad técnica del transformador.

De los documentos AT 413 158 B y US-A- 3 614 695 se conocen en cada caso transformadores, en los que una varilla de tracción está ejecutada con chapas por capas. Esta varilla de tracción es una pieza constructiva aparte y no un componente integral del núcleo.

También del documento GB 218 918 se conoce un transformador con un apantallamiento magnético laminado, que tampoco está integrado en el núcleo magnético del transformador.

Para reducir la pérdida disipada de un transformador o de un choque, se conoce además del documento DE 1 237 677 un escudo magnético, el cual apantalla el flujo de dispersión desde el núcleo de un transformador o de un choque.

Este escudo magnético se compone de laminillas de chapa que se disponen por capas para formar un paquete de chapas. Los planos de disposición por capas de las laminillas de chapa de escudo magnético discurren en perpendicular a los planos de disposición por capas de las laminillas de chapa de pata de núcleo. El escudo magnético está arriostrado fijamente mediante la intercalación de una placa soporte maciza, que sujeta las laminillas de chapa de escudo magnético, mediante cuñas de sujeción o regletas de sujeción entre la pata de núcleo y el devanado abrazador. El escudo magnético y la fijación someten a esfuerzo en la ventana de devanado a una cámara de instalación, de tal modo que el devanado eléctrico que abraza la pata de núcleo tiene que dimensionarse más grande.

Del documento DE 10 2005 008 302 A1 se conoce un núcleo de transformador con un apantallamiento magnético en estructura por capas. También aquí está dispuesto entre el apantallamiento y el núcleo de transformador un dispositivo de sujeción, lo que requiere un devanado mayor. El dispositivo de sujeción está ejecutado segmentado o ranurado a causa de la configuración de corrientes parásitas. Todas estas ejecuciones tienen en común que el apantallamiento magnético representa un elemento aparte y su producción es complicada.

Representaciones de la invención La invención se ha impuesto la tarea de indicar un núcleo de transformador en el que se mantenga reducida de la forma más sencilla posible la configuración de corrientes parásitas, que son causadas por un flujo de dispersión.

Esta tarea es resuelta mediante un núcleo de transformador con las particularidades de la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se definen configuraciones ventajosas de la invención.

La invención se basa en la idea básica de configurar el escalón de núcleo exterior como apantallamiento contra campos de dispersión, en el caso de un núcleo de transformador formado por un paquete de chapas, de tal modo que se impida que el flujo de dispersión entre de plano en una laminilla de chapa del pata de núcleo. El apantallamiento contra campos de dispersión está dispuesto de tal modo que los planos de disposición por capas discurren en perpendicular a los planos de disposición por capas del paquete de chapas de pata de núcleo, y que las superficies frontales de laminilla de chapa del apantallamiento contra campos de dispersión están situadas directamente sobre una superficie ancha exterior de una laminilla terminal asociada. En esta situación de instalación el apantallamiento contra campos de dispersión puede estar fijado de diferente modo, por ejemplo mediante unión por fricción o mediante la aportación de material.

La invención está caracterizada porque la transición entre las laminillas de chapa y la culata está configurada de forma enrasada. El apantallamiento contra campos de dispersión no es de este modo un elemento aparte, sino que toma parte en el guiado del flujo principal. En otras palabras, conforme a la invención el escalón exterior del núcleo cumple una doble función: por un lado absorbe el flujo de dispersión que entra en el dispositivo de apantallamiento, y por otro lado guía también una parte del flujo principal. Debido a que el flujo de dispersión entra frontalmente en el dispositivo de apantallamiento, se limita mucho la configuración de corrientes parásitas mediante las chapas configuradas de forma correspondientemente estrechas. Las pérdidas magnéticas se reducen. La configuración de los llamados "puntos calientes" es menor. En el caso de un transformador de aceite el aceite se calienta menos, lo que mejora la fiabilidad técnica. La disposición conforme a la invención del apantallamiento contra campos de dispersión hace posible una estructura compacta, ya que las superficies frontales de laminilla de chapa del apantallamiento contra campos de dispersión hacen contacto directo con una laminilla terminal de la pata de núcleo. En la ventana de devanado no se produce para la pantalla ninguna necesidad de espacio adicional, de tal modo que pueden mantenerse reducidos el volumen de cobre del devanado eléctrico, que abraza la pata de núcleo, y con ello los costes de producción.

Con relación a la fabricación puede ser especialmente ventajoso que las diferentes laminillas de chapa del apantallamiento contra campos de dispersión se mantengan unidas mediante una unión por pegado metálico. Para ello se aplica durante la fabricación un pegamento sobre las superficies frontales de laminilla de chapa del paquete de chapas de apantallamiento contra campos de dispersión, respectivamente sobre la superficie ancha exterior de una laminilla terminal asociada de la pata de núcleo. Mediante la unión por pegado metálico puede prescindirse de los dispositivos de fijación por lo demás habituales, configurados en su mayoría macizos, como por ejemplo cuñas de sujeción o regletas de sujeción.

Se recomienda elegir igual de grande el grosor de laminilla del paquete de chapas de pata de núcleo y el grosor de laminilla del apantallamiento contra campos de dispersión. Por medio de esto es más sencillo el almacenamiento durante la producción.

Puede conseguirse una ventaja muy especial por medio de que el paquete de chapas del apantallamiento contra campos de dispersión esté producido con el mismo material magnético dulce que el paquete de chapas de la pata de núcleo. Por medio de esto puede utilizarse material residual, que aparezca durante la producción de un tipo de transformador, aportando beneficios para la fabricación del apantallamiento contra campos de dispersión. Por medio de esto se reducen todavía más los costes de producción. Además de esto aparecen menos residuos de producción.

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1. Núcleo de transformador con un apantallamiento contra campos de dispersión, que presenta al menos un pata de núcleo (2', 2", 2"') que soporta una disposición de devanado (13) y está formada por un paquete de chapas (3) , en donde el paquete de chapas (3) está cerrado mediante laminillas terminales (7', 7") , en donde a cada laminilla terminal (7', 7") está asociado un apantallamiento contra campos de dispersión (4', 4") , el cual presenta laminillas de chapa (40', 40") por capas cuyos planos de capa (15) están dispuestos en perpendicular a los planos de capa (14) del paquete de chapas (3) , en donde las laminillas de chapa (40', 40") , con superficies frontales de laminilla de chapa (9', 9") dirigidas hacia el paquete de chapas (3) , están dispuestas de forma adyacente a una superficie ancha exterior (8', 8") de una laminilla terminal (7', 7")

asociada, caracterizado porque la transición entre las laminillas de chapa (40', 40") y la culata (5, 6) está configurada de forma enrasada.

2. Núcleo de transformador según la reivindicación 1, caracterizado porque entre laminillas de chapa (40', 40") de un apantallamiento contra campos de dispersión (4', 4") , situadas de forma adyacente, está dispuesto un pegamento.

3. Núcleo de transformador según la reivindicación 2, caracterizado porque el apantallamiento contra campos de dispersión (4', 4") está fijado mediante pegamento a la superficie ancha (8', 8") de una laminilla terminal (7', 7") asociada.

4. Núcleo de transformador según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque cada laminilla de chapa (40', 40") presenta un grosor de laminilla (D4) , que es igual de grande que un grosor de laminilla (D3) de una 20 laminilla de chapa del paquete de chapas (3) .

5. Núcleo de transformador según la reivindicación 4, caracterizado porque el paquete de chapas (3) y el apantallamiento contra campos de dispersión (4', 4") está producido con el mismo material magnético dulce.

6. Núcleo de transformador según la reivindicación 5, caracterizado porque el paquete de chapas (3) está

compuesto por paquetes de chapas parciales (3', 3", 3"') de tal modo que, según se mira en sección transversal, el contorno periférico en una región (17) del paquete de chapas (3) presenta escalones (18) (figura 3) , y en una región (19) del apantallamiento contra campos de dispersión (4', 4") es un arco de círculo, que es concéntrico a un eje de pata de núcleo (12) .

7. Núcleo de transformador según la reivindicación 4, caracterizado porque el pegamento está configurado parcialmente plano entre superficies anchas situadas de forma adyacente de las laminillas de chapa (40', 40") .

8. Núcleo de transformador según la reivindicación 4, caracterizado porque las superficies frontales de laminilla de chapa (9', 9") dirigidas hacia el paquete de chapas (3) están dispuestas tendidas en el plano de una superficie ancha (8', 8") .

9. Núcleo de transformador según la reivindicación 4, caracterizado porque las superficies frontales de laminilla de chapa (9', 9") están rectificadas.

10. Núcleo de transformador según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque el pegamento es un pegamento de cianoacrilato.