Transformador.

Transformador (11) con al menos un brazo de núcleo (22), sobre el que están dispuestos tres arrollamientos (32) adyacentes axialmente,

cuyas líneas de salida (28, 30) están conducidas en cada caso aisladas unas de las otras, caracterizado porque cada arrollamiento (32) está formado por un arrollamiento de baja tensión (34) próximo al núcleo, que está envuelto en cada caso por un arrollamiento de alta tensión (36) asociado y porque las líneas de salida (30) de los arrollamientos de baja tensión (34) están conducidas axialmente de tal forma que se reduce al mínimo la distancia lateral de los arrollamientos (32) entre sí.

Transformador La invención se refiere a un transformador con al menos un brazo de núcleo, sobre el que están dispuestos tres arrollamientos adyacentes axialmente, cuyas líneas de salida están conducidas en cada caso aisladas unas de las otras.

Los transformadores, que se necesitan para rectificadores de corriente, es decir, rectificadores o bien onduladores, presentan en cada caso varios arrollamientos, que están constituidos por un arrollamiento de baja tensión y un arrollamiento de alta tensión, por medio de los cuales se transforma la tensión alterna bifásica o trifásica respectiva al nivel deseado de la tensión.

Una corriente rectificada de este tipo presenta regularmente una ondulación residual, es decir, una porción de tensión alterna todavía remanente de una tensión de alimentación filtrada o regulada, después de que ésta ha sido rectificada por un rectificador y filtrada por un condensador y/o regulada por un regulador de tensión hacia abajo a un nivel más bajo.

Para reducir adicionalmente esta ondulación residual, se emplean con frecuencia circuitos rectificadores de 12, 18 y 24 fases. De esta manera, se suprime con frecuencia totalmente un condensador de filtración. Otra ventaja importante es la corriente de entrada casi sinusoidal y la carga reducida de la red y del transformador implicada con ello con potencia reactiva de distorsión, Es un inconveniente el transformador más complicado de arrollar, que posee en el lado secundario un circuito de triángulo y un circuito de estrella con la misma tensión polar respectiva. A través de esta disposición resulta un desplazamiento de fases de 30º con 12 fases. Para el desplazamiento de fases de 20º con 18 fases o de 15º con 24 fases deben añadirse de manera correspondiente dos fases adyacentes, con lo que el transformador necesario es todavía más caro, puesto que para cada fase se necesita, respectivamente, un arrollamiento completo, es decir, arrollamiento de baja tensión y arrollamiento de alta tensión con derivación separada.

Si se disponen tales arrollamientos adyacentes entre sobre un brazo común, entonces entre los arrollamientos dispuestos adyacentes entre sí hay que prever una espacio intermedio dimensionado suficientemente grande, que se necesita para la conducción aislada necesaria de los conductores de arrollamiento. Condicionado por ello, resulta una extensión espacial correspondiente de estos transformadores unida con una necesidad de espacio correspondiente.

Pero con frecuencia no se dispone del espacio necesario para ello, lo que conduce a problemas considerables de espacio o solamente permite variantes de circuito más sencillas, que van unidas con el inconveniente de ondulación residual no deseada, es decir, restos de tensión alterna.

Se conoce a partir del documento JP2000243636 A un transformador para un inversor trifásico con un arrollamiento primario de tres partes y con un arrollamiento secundario de nueve partes, en el que el arrollamiento primario está configurado de tal forma que se reduce un a distorsión de la corriente primaria.

Se conoce a partir del documento US 6208230 B1, que se considera como el estado más próximo de la técnica, un transformador con tres transformadores de una fase en configuración trifásica para la alimentación de corriente de un convertidor de control de corriente en circulación trifásica con una disposición de puente de doce impulsos, en la que cada uno de los transformadores de una fase posee un núcleo de dos brazos y los arrollamientos primarios y los arrollamientos secundarios están arrollados sobre al menos uno de los brazos del núcleo de dos brazos, de manera que el transformador está excitado constantemente por doce impulsos y se reduce el volumen total de los arrollamientos primarios.

Partiendo del estado de la técnica descrito anteriormente, el cometido de la invención es crear un transformador del tipo mencionado al principio, que permite por medio de medidas técnicas un aprovechamiento mejorado del espacio y de esta manera permite con el menor volumen de construcción posible un número lo más grande posible de arrollamientos.

Este cometido se soluciona de acuerdo con la invención por medio de los rasgos característicos de la reivindicación 1.

De acuerdo con ello, está previsto que cada arrollamiento esté formado por un arrollamiento de baja tensión próximo al núcleo, que está envuelto en cada caso por un arrollamiento de alta tensión asociado, que la distancia axial de los arrollamientos entre sí se reduzca al mínimo y que las líneas de salida de los arrollamientos de baja tensión estén conducidas axialmente. En este caso, las derivaciones de los arrollamientos de alta tensión pueden estar conducidas siempre en dirección radial hacia fuera.

La solución prevista de acuerdo con la invención del problema del espacio se consigue, por lo tanto porque se

reduce a un mínimo la distancia axial mutua de tres arrollamientos que están dispuestos adyacentes entre sí en cada caso sobre un brazo de núcleo, cuyo mínimo se determina a través de la distancia de aislamiento necesaria de los arrollamientos así como la influencia mutua que resulta de ello como consecuencia de las repercusiones eléctricas.

Esto se posibilita porque las líneas de salida de los arrollamientos de baja tensión no se conducen como hasta ahora en dirección radial, lo que eleva claramente la distancia axial del arrollamiento, sino que se conducen de acuerdo con la invención axialmente, es decir, paralelamente al eje del arrollamiento, en la zona entre el arrollamiento de baja tensión y el arrollamiento de alta tensión.

De manera ventajosa, en este caso se ha revelado que es favorable que las líneas de salida conducidas axialmente, es decir, paralelamente al eje de arrollamiento o bien al brazo del núcleo, estén provistas en cada caso con un tubo flexible retráctil como aislamiento y como protección. Este aislamiento está diseñado de acuerdo con las cargas eléctricas, por ejemplo en el caso de una potencia total de aproximadamente 5 MVA con 2 kV de tensión nominal, 230 kV de tensión de prueba y 60 kV de tensión de impacto y tiene con preferencia un espesor del aislamiento (= espesor de pared) de al menos 5 mm, con preferencia 6 mm, es decir, en total 12 mm, a los que se suma el espesor de los conductores.

Para conseguir una configuración favorable para el montaje, de acuerdo con un forma de realización preferida de la invención, está previsto que las líneas de salida de los arrollamientos de baja tensión estén conducidas en un lado paralelamente al brazo del núcleo, es decir, que todas las conexiones eléctricas de los arrollamientos de baja tensión están dispuestas sobre un lado del transformador configurado de esta manera.

De manera alternativa, de acuerdo con otra forma de realización de la invención, también puede estar previsto que las líneas de salida de uno de los arrollamientos dispuesto axialmente en el exterior estén conducidas hacia un lado y las líneas de salida de los otros dos arrollamientos de baja tensión estén conducidas axialmente paralelas al brazo del núcleo hacia el lado opuesto. Esta configuración se contempla especialmente cuando está disponible espacio suficiente.

Por razones de simetría con respecto a las propiedades eléctricas como también a las propiedades mecánicas, se prefiere la forma redonda circular del arrollamiento. Si se conducen ahora axialmente las líneas de salida de los arrollamientos de baja tensión que se encuentran en el interior, es decir, paralelamente al eje de arrollamiento a lo largo de la periferia hacia fuera, se producen forzosamente puntos de interferencia en la periferia que conducen en los arrollamientos de alta tensión arrollados encima en el lado exterior forzosamente a desviaciones locales con respecto a la forma circular, por ejemplo a secciones transversales ovaladas del arrollamiento.

Aquí se ha revelado ya que es ventajoso que las líneas de salida de los arrollamientos de baja tensión estén conducidas desplazadas entre sí en torno a 120º en la periferia, paralelamente al brazo del núcleo. De esta manera se consigue, al menos aproximadamente, una homogeneización de la periferia del arrollamiento. Al mismo tiempo a través de la división espacial de las líneas de salida de los diferentes arrollamientos de baja tensión en la periferia se reduce el peligro de una influencia eléctrica mutua posible en una medida decisiva.

En lugar de la forma circular, de acuerdo con... [Seguir leyendo]

1. Transformador (11) con al menos un brazo de núcleo (22) , sobre el que están dispuestos tres arrollamientos (32) adyacentes axialmente, cuyas líneas de salida (28, 30) están conducidas en cada caso aisladas unas de las otras, caracterizado porque cada arrollamiento (32) está formado por un arrollamiento de baja tensión (34) próximo al núcleo, que está envuelto en cada caso por un arrollamiento de alta tensión (36) asociado y porque las líneas de salida (30) de los arrollamientos de baja tensión (34) están conducidas axialmente de tal forma que se reduce al mínimo la distancia lateral de los arrollamientos (32) entre sí.

2. Transformador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las líneas de salida (30) de los arrollamientos de baja tensión (3) están conducidas paralelamente al brazo del núcleo, respectivamente, en la zona (35) entre el arrollamiento de baja tensión (34) y el arrollamiento de alta tensión (36) .

3. Transformador de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las líneas de salida (30) de los arrollamientos de baja tensión (34) están desplazados 120º entre sí con relación a la periferia paralelamente al brazo del núcleo (22) .

4. Transformador de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las líneas de salida (30) de los arrollamientos de baja tensión (34) están conducidas por un lado lateralmente al brazo del núcleo (22) .

5. Transformador de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las líneas de salida

(30) de uno de los arrollamientos (34) dispuesto axialmente en el exterior están conducidas hacia un lado y las líneas de salida (30) de los otros dos arrollamientos de baja tensión (34) están conducidas axialmente paralelas al brazo del núcleo (22) hacia el lado opuesto.

6. Transformador de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las líneas de salida

(30) conducidas axialmente paralelas al brazo del núcleo (22) están provistas en cada caso con un tubo flexible retráctil.

7. Transformador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque entre los arrollamientos de baja tensión (34) y los arrollamientos de alta tensión (36) que los rodean están insertados distanciadores (38) similares de cáscaras, cuya extensión radial corresponde aproximadamente al espesor de una línea de derivación

(30) y que generan de esta manera un intersticio anular (35) entre el arrollamiento de baja tensión (34) y el arrollamiento de alta tensión (36) .

8. Transformador de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque entre cada uno de los dos distanciadores (38) similares a cáscaras, que están insertados entre los arrollamientos de baja tensión y de alta tensión (34, 36) , permanece un intersticio libre paralelo al eje para una línea de salida (30) .

9. Transformador de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque cada distanciador (38) similar a una cáscara, que está insertado entre los arrollamientos de baja tensión y de alta tensión (34, 36) , presenta una anchura tal que se extiende sobre una zona angular de > 120º .

10. Transformador de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque en el intersticio anular (35) está previsto al menos un canal (40) para la circulación con fluido de refrigeración.

11. Transformador de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque están previstos tres brazos de núcleo (22) provistos, respectivamente, con tres arrollamientos (32) dispuestos adyacentes entre sí y formados por arrollamientos de baja tensión (34) y por arrollamientos de alta tensión, cuyos extremos de los brazos están unidos, respectivamente, entre sí por medio de yugos (24) .