[go: up one dir, main page]

SK6037Y1 - Circuit design and vehicle traction transformer electric locomotives - Google Patents

Circuit design and vehicle traction transformer electric locomotives Download PDF

Info

Publication number
SK6037Y1
SK6037Y1 SK184-2010U SK1842010U SK6037Y1 SK 6037 Y1 SK6037 Y1 SK 6037Y1 SK 1842010 U SK1842010 U SK 1842010U SK 6037 Y1 SK6037 Y1 SK 6037Y1
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
transformer
magnetic circuit
winding
longitudinal axis
windings
Prior art date
Application number
SK184-2010U
Other languages
Slovak (sk)
Other versions
SK1842010U1 (en
Inventor
Jozef Buday
Jozef Kuchta
Original Assignee
Evpu As
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Evpu As filed Critical Evpu As
Priority to SK184-2010U priority Critical patent/SK6037Y1/en
Publication of SK1842010U1 publication Critical patent/SK1842010U1/en
Publication of SK6037Y1 publication Critical patent/SK6037Y1/en

Links

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Circuit design and vehicle traction transformer, electric locomotives, where vehicle traction transformer (110), placed in a container (170), contains its own copy of the magnetic circuit (120), is equipped with entrance wound (130), motor windings (140, 141) and tertiary winding (160), where the layout and arrangement of the transformer (110) on both columns (126, 127) the magnetic circuit (120) as AC coil and input coil (130) is divided into three sections of the primary winding (131, 132, 133), while vehicle transformer (110) is placed in a container (170) so that the longitudinal axis of the magnetic circuit (171) is parallel to the longitudinal axis (172) locomotive (100) and the longitudinal axis of the block chokes (173) and where the threads (145) sections of coils (142, 143) motor windings (140, 141) are equipped among thread insulation (150). Magnetic circuit (120) is a single phase, the nuclear type, with a rectangular core (121), composed of oriented transformer sheets (122, 123) of two different lengths, with slanted cut at the corners in contact (124) and the overlapping of two successive layers, the plates (122, 123) in the corner points of contact (124) contain the auxiliary holes (125) used for assembly without additional air gaps and intersections of sheets in the same layer. Among thread isolation (150) Thread (145) consists of pieces of corrugated cardboard Electrical transformer three different shapes (151, 152, 153), fitted and centered between the different threads (145) spacers (154) and pulling pillars (155) with locking nuts (156), providing axial and radial ensure each thread (145), sections of the coils (142, 143) winding and tertiary winding heating (160) is located at the ends of poles (126, 127) the magnetic circuit (120).

Description

Oblasť technikyTechnical field

Technické riešenie sa týka obvodového a konštrukčného riešenia aktívnych častí a priestorového umiestnenia trakčného vozidlového transformátora požadovaného na realizáciu prestavby jednosystémových elektrických rušňov na dvojsystémové rušne.The technical solution concerns the peripheral and structural design of the active parts and the spatial placement of the traction vehicle transformer required for the conversion of single-system electric locomotives to double-system locomotives.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Pre elektrifikované železničné trate tak západnej, ako aj východnej Európy je charakteristické, že v nich prevažuje jednofázový striedavý trakčný systém AC 25 kV, 50 (60) Hz, alebo 15 kV, 16,7 Hz nad jednosmerným systémom DC 3000 V a 1500 V. Zvyšovanie prepravných rýchlostí vlakov vyžaduje disponovať elektrickými rušňami s vyššími trvalými trakčnými výkonmi. Zvyšovanie trakčných výkonov rušňov na tratiach elektrifikovaných DC systémom 3000 V je okrem iného obmedzené maximálnou veľkosťou trakčného prúdu na prechode „trolejový drôt - zberač, ktorý nie je možné bez obmedzenia zvyšovať. Z tohto dôvodu sa nové moderné a vysokorýchlostné trate elektrifikujú jednofázovou AC sústavou a pri starších tratiach elektrifikovaných DC sústavou sa prestavujú na AC sústavu. Podobná situácia je aj v SR, keď v roku 2005 bolo rozhodnuté o postupnej výmene DC trakčného systému za jednofázový AC systém 25 kV, 50 Hz. Postupná prestavba DC trakčného systému na AC systém vyžaduje, aby elektrické rušne - jednosystémové, zabezpečujúce vozbu vlakov na DC systéme - vzhľadom na celkový svoj technický stav a zostatkovú hodnotu boli prestavané na dvojsystémové. Táto prestavba je v prvom rade aktuálna pre rušne r. 163 a r. 162, ktoré dosiaľ uskutočňujú prepravu prevažne osobných vlakov a rýchlikov na tratiach elektrifikovaných trakčnou sústavou 3 kV DC. Technická stránka prestavby je principiálne v prvom rade podmienená doplnením týchto vozidiel o trakčný vozidlový transformátor, ktorý z hľadiska svojich mechanických rozmerov a hmotností predstavuje rozhodujúci komponent elektrickej výzbroje rušňa. Z hľadiska vyhotovenia chladiaceho média je trakčný vozidlový transformátor takmer výlučne s kvapalinovým - olejovým chladením a nútenou cirkuláciou oleja, ktorý je ochladzovaný v samostatných chladičoch ofukovaných vzduchom generovaným ventilátormi umiestnenými v skrini rušňa. Určenie základných geometrických rozmerov transformátora, elektromagnetický a tepelný návrh a konštrukčné riešenie trakčného transformátora je ovplyvnené celým radom požiadaviek elektrického, mechanického a ekonomického charakteru. Žiadna z požiadaviek nemôže byť riešená samostatne, ale v súvzťažnosti s ostatnými požiadavkami.Electrified railway lines in both Western and Eastern Europe are characterized by a single-phase AC traction system of 25 kV, 50 (60) Hz, or 15 kV, 16.7 Hz, prevailing over the DC 3000 V and 1500 V DC systems. Increasing train speeds requires the use of electric locomotives with higher continuous traction power. The increase in traction power of locomotives on lines electrified by the DC 3000 V system is limited, among other things, by the maximum traction current at the 'contact wire - pantograph', which cannot be increased without restriction. For this reason, new modern and high-speed lines are electrified by a single-phase AC system and are converted to an AC system on older lines electrified by a DC system. A similar situation exists in the Slovak Republic, when it was decided in 2005 to gradually replace the DC traction system with a single-phase AC system of 25 kV, 50 Hz. The gradual conversion of the DC traction system to an AC system requires that electric locomotives - single-system, ensuring the running of trains on the DC system - be converted to dual-system, given their overall technical condition and residual value. This conversion is primarily up-to-date for busy r. 163 et al. 162, which have so far carried mainly passenger trains and express trains on lines electrified by the 3 kV DC traction system. The technical aspect of the reconstruction is primarily conditioned by the addition of these vehicles to the traction vehicle transformer, which, in terms of its mechanical dimensions and weights, is a decisive component of the electrical equipment of the locomotive. In terms of coolant design, the traction vehicle transformer is almost exclusively with liquid-oil cooling and forced oil circulation, which is cooled in separate coolers blown by air-generated fans located in the locomotive box. The determination of the basic geometrical dimensions of the transformer, the electromagnetic and thermal design and the design of the traction transformer are influenced by a number of requirements of electrical, mechanical and economic nature. None of the requirements can be dealt with separately, but in conjunction with other requirements.

Elektrické požiadavky vyplývajú bezprostredne zo spolupráce sústavy trakčný vozidlový transformátor diódový usmerňovač, z ktorej plynú požiadavky na hodnotu napätia nakrátko transformátora. Absolútna hodnota napätia nakrátko transformátora je závislá od typu použitého usmerňovača, ktorý je determinovaný druhom prenosu trakčného výkonu trakčnými motormi a požiadavkou na rekuperáciu brzdnej energie. V rušňoch používajúcich jednosmerné trakčné motory absolútna hodnota napätia nakrátko medzi vstupným a výstupnými motorovými vinutiami sa obvykle pohybuje v intervale 10 až 12 %. Pri prenosoch výkonu rušňov osadených asynchrónnymi trakčnými motormi hodnota napätia nakrátko dosahuje 35 až 45 %. Takéto rozdielne hodnoty napätia nakrátko možno dosahovať takmer výlučne osobitnými a navzájom rozdielnymi usporiadaniami jednotlivých vinutí na jadre transformátora. Predpokladané zvýšenie trakčného výkonu prestavovaných rušňov s ponechaním diódových usmerňovačov a jednosmernými trakčnými motormi však vyžaduje znížiť hodnotu napätia nakrátko pod vyššie uvedenú hodnotu 10 %, čo vyžaduje odlišné usporiadanie vinutí transformátora oproti doteraz použitých usporiadaní v dvoj systémových rušňoch.Electrical requirements result directly from the cooperation of the traction vehicle transformer diode rectifier, which implies requirements for the short-circuit voltage of the transformer. The absolute value of the short-circuit voltage of the transformer depends on the type of rectifier used, which is determined by the type of traction power transmission by the traction motors and the demand for braking energy recovery. In locomotives using DC traction motors, the absolute value of the short-circuit voltage between the input and output motor windings is usually between 10 and 12%. For power transmissions of locomotives equipped with asynchronous traction motors, the short-circuit voltage is 35 to 45%. Such different short-circuit voltage values can be achieved almost exclusively by the separate and different arrangements of the individual windings on the transformer core. However, the anticipated increase in traction power of converted locomotives with diode rectifiers and DC traction motors requires that the short-circuit voltage be reduced below the 10% above, requiring a different transformer winding arrangement than the previously used dual system locator arrangements.

Trakčné vozidlové transformátory sú napájané napätím z trakčného vedenia, pre ktoré je charakteristická značná tolerancia od menovitej hodnoty 25 kV. Horná odchýlka od menovitej hodnoty napájacieho napätia v trakčnom vedení v AC systéme vyžaduje také dimenzovanie magnetického obvodu transformátora, aby bolo zabezpečené, že ani pri medznom krátkodobom maximálnom napätí v trakčnom vedení, ktoré môže dosahovať hodnotu 29 kV, nedôjde k presýteniu magnetického obvodu, ktoré sa prejaví tak zvýšeným prúdom naprázdno, ako i predovšetkým nadmerným hlukom magnetického obvodu. Prúd naprázdno je vektorovým súčtom magnetizačného prúdu a prúdu pokrývajúceho straty v plechoch (železe) magnetického obvodu. Z hľadiska absolútnej hodnoty prúdu naprázdno rozhodujúcou je zložka magnetizačného prúdu, ktorá je závislá od amplitúdy magnetickej indukcie v magnetickom obvode a od tvaru styku plechov jarma a spojok (tupý styk, preplátovaný styk a pod.) a od veľkosti parazitných vzduchových medzier na týchto stykoch. V súčasnosti používané jedno- a dvojsystémové rušne sú vystrojené transformátormi, pri ktorých magnetický obvod je vyhotovený s plechmi skladanými zásadne s kolmými (90°) preplátovanými stykmi.Traction vehicle transformers are supplied with voltage from the traction line, which is characterized by a considerable tolerance from the nominal value of 25 kV. The upper deviation from the AC line voltage rating of the AC system requires that the transformer magnetic circuit be sized to ensure that even at the short-term maximum traction line voltage, which can reach 29 kV, the magnetic circuit does not become oversaturated. will result in increased no-load current and, above all, excessive noise in the magnetic circuit. The no-load current is a vector sum of the magnetizing current and the current covering the losses in the plates (iron) of the magnetic circuit. The absolute value of the no-load current is decisive for the magnetizing current component, which depends on the amplitude of the magnetic induction in the magnetic circuit and the shape of the yoke and clutch plates (butt contact, overlap contact, etc.) and the size of the airborne gaps. The currently used single- and dual-system locomotives are equipped with transformers in which the magnetic circuit is made of sheets stacked essentially with perpendicular (90 °) overlapping connections.

Trakčný vozidlový transformátor napája cez diódové usmerňovače a kotvové impulzné meniče dve skupiny jednosmerných trakčných motorov s cudzím budením, pričom každá skupina pozostáva z dvoch do série zapojených trakčných motorov. Dosiahnutie požadovaného trvalého trakčného výkonu trakčných motorov s hodnotou 800 kW a pri napätí motorov 1500V sú prúdy sekundárnych vinutí nad 1000 A. Takéto hodnoty prúdov vyžadujú zodpovedajúce riešenie vyhotovenia vinutia a jednotlivých závitov požadovaného prierezu, systém ich medzizávitovej izolácie s primerane intenzívnym chladením jednotlivých závitov. Trakčné transformátory použité v dvojsystémových vozidlách r. 361 a r. 362 mali systém medzizávitovej izolácie vytvorený veľkým počtom izolačných dištancov, ktoré boli k jednotlivým závitom prinitované nemagnetickými a elektricky nevodivými nitmi cez prídavné otvory v jednotlivých závitoch, čím dochádzalo k lokálnemu zníženiu celkového prierezu sekundárnych vodičov. Ďalším nedostatkom takéhoto vyhotovenie medzizávitovej izolácie je vysoká časová spotrebajej zhotovenia.The traction vehicle transformer supplies two groups of DC drive traction motors via diode rectifiers and anchor pulse converters, each group consisting of two traction motors connected in series. Achieving the required continuous traction power of traction motors of 800 kW and at 1500 V motor voltage, the secondary winding currents are above 1000 A. Such currents require an adequate design of the winding and individual windings of the required cross-section. Traction transformers used in dual-system vehicles r. 361 et al. 362 had an inter-thread insulation system formed by a large number of insulating spacers, which were riveted to the individual threads by non-magnetic and electrically non-conductive threads through the additional holes in the individual threads, thereby locally reducing the overall cross-section of the secondary conductors. Another drawback of such an embodiment of the inter-thread insulation is the high time consuming construction.

Doterajšie riešenie priestorového usporiadania trakčného vozidlového transformátora v dvojsystémových rušňoch r.361 a r.362 sa vyznačovalo tým, že vozidlový transformátor bol uložený v jednom spoločnom ráme s blokom tlmiviek. Predmetný blok tlmiviek svojimi rozmermi a hmotnosťou predstavuje takmer polovicu hmotnosti vozidlového transformátora a v ráme rušňa je umiestnený je tak, že jeho pozdĺžna os je rovnobežná s pozdĺžnou osou rušňa a naopak vozidlový transformátor svojou pozdĺžnou osou je umiestnený kolmo na blok tlmiviek. Takéto priestorové rozmiestnenie vozidlového transformátora neumožňuje akékoľvek zvyšovanie jeho typového výkonu, s ktorým prestavba jednosystémového rušňa na dvojsystémový odôvodnene uvažuje.The current solution of the spatial arrangement of the traction vehicle transformer in the dual-system locomotives r.361 and r.362 was characterized by the fact that the vehicle transformer was mounted in one common frame with a choke block. The choke block with its dimensions and weight represents almost half the weight of the vehicle transformer and is located in the locomotive frame such that its longitudinal axis is parallel to the longitudinal axis of the locomotive and vice versa the vehicle transformer with its longitudinal axis is perpendicular to the choke block. Such a spatial layout of the on-board transformer does not allow any increase in its type power, which the conversion of a single-system locomotive into a dual-system locomotive is reasonably contemplated.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Uvedené nedostatky odstraňuje obvodové a konštrukčné riešenie a umiestnenie trakčného vozidlového transformátora pre elektrické rušne podľa úžitkového vzoru, ktorého podstatou je, že trakčný vozidlový transformátor umiestnený v nádobe, obsahuje vlastné vyhotovenie magnetického obvodu, je vybavený vstupným vinutím, výstupnými motorovými vinutiami a terciálnym vinutím, kde rozloženie a usporiadanie vinutí transformátora je na oboch stĺpoch magnetického obvodu ako striedavé vinutie a vstupné vinutie je rozdelené na sekcie primárnych vinutí, pričom vozidlový transformátor je umiestnený v nádobe tak, že pozdĺžna os magnetického obvodu je rovnobežná s pozdĺžnou osou rušňa a pozdĺžnou osou bloku tlmiviek a kde motorové vinutia závitov a cievok sú vybavené medzizávitovou izoláciou. Takto navrhnuté usporiadanie a rozloženie vstupného a výstupných motorových vinutí zabezpečuje dosiahnutie požadovaných nižších hodnôt napätí nakrátko dvojíc vinutí.The aforementioned drawbacks are eliminated by the circuit design and the positioning of the traction vehicle transformer for electric locomotives according to a utility model, which is based on the fact that the traction vehicle transformer placed in the vessel contains its own magnetic circuit design, is equipped with input winding, output motor windings and the arrangement and arrangement of the transformer windings is on both poles of the magnetic circuit as an alternating winding and the input winding is divided into sections of the primary windings, the vehicle transformer being positioned in the vessel such that the longitudinal axis of the magnetic circuit is parallel to the longitudinal axis of the locator and the longitudinal axis of the choke block; where the motor windings of the threads and coils are provided with inter-thread insulation. The thus designed arrangement and distribution of the input and output motor windings ensures that the required lower values of the short-circuit voltage of the winding pairs are achieved.

Magnetický obvod je jednofázový, jadrového typu, s obdĺžnikovým prierezom jadra, zložený z orientovaných transformátorových plechov dvoch rozdielnych dĺžok, so šikmými strihmi v styku v rohoch a navzájom sa prelínajúcich v dvoch po sebe nasledujúcich vrstvách, pričom plechy v stykových miestach v rohu obsahujú pomocné otvory, slúžiace na skladanie bez prídavných vzduchových medzier a prekríženia plechov v tej istej vrstve.The magnetic circuit is of a single-phase, core type, with a rectangular core cross-section, consisting of oriented transformer sheets of two different lengths, with oblique cuts in contact at the corners and intersecting each other in two successive layers, , used for folding without additional air gaps and crossing sheets in the same layer.

Medzizávitová izolácia závitov výstupných motorových vinutí pozostáva z dielov vlnitej elektrotechnickej transformátorovej lepenky troch rozličných tvarov, upevnenej a vystredenej medzi jednotlivé závity dištančnými vložkami a sťahovacími stĺpikmi so zaisťovacími maticami, zabezpečujúcimi axiálne a radiálne zaistenie jednotlivých závitov, sekcií cievok vinutia, pričom terciálne vinutie kúrenia je umiestnené na koncoch jadra. Pozdĺžna os transformátora je rovnobežná s pozdĺžnou osou rušňa a pozdĺžnou osou bloku tlmiviek, čo umožňuje umiestniť v pôvodných rozmeroch rámu rušňa vozidlový transformátor s vyšším výkonom.The inter-turn insulation of the windings of the output motor windings consists of parts of corrugated electrical transformer board of three different shapes, fixed and centered between the individual threads by spacers and tightening columns with locking nuts ensuring axial and radial securing of individual threads. at the ends of the core. The longitudinal axis of the transformer is parallel to the longitudinal axis of the locomotive and the longitudinal axis of the choke block, allowing the locomotive of the higher power vehicle transformer to be placed in the original locomotive frame dimensions.

Projektovaný výstupný výkon vozidlového transformátora, veľkosť napätí motorových skupín a z toho vyplývajúce prúdy výstupných vinutí na jednej strane a požiadavka na obmedzenú celkovú hmotnosť vozidlového transformátora vyžaduje vyhotovenie výstupných (motorových) vinutí ako striedavé v tvare 1 - závitových doskových cievok. Prvou výhodou riešenia závitu cievky podľa technického riešenia je, že vonkajší a vnútorný obrys závitov majú odlišný tvar a jednotlivé závity sú vyhotovené vyrezávaním z elektrovodného hliníkového plechu laserovým lúčom. Druhým a podstatným prínosom podľa predmetného technického riešenia je spôsob vyhotovenia a rozmiestnenia medzizávitovej izolácie pozostávajúcej z dielov vlnitej elektrotechnickej transformátorovej lepenky, upevnenej medzi jednotlivé závity dištančnými vložkami a sťahovacích stĺpikov s podložkami zabezpečujúcimi axiálne a radiálne zaistenie jednotlivých závitov sekcie vinutia. Rozdielne rozmiestnenie vložiek vlnitej lepenky má zabezpečiť usmernené prúdenie chladiaceho transformátorového oleja okolo jednotlivých závitov a tým zabezpečiť vyššiu účinnosť chladenia vinutí.The design output power of the vehicle transformer, the magnitude of the motor group voltages and the resulting currents of the output windings on the one hand, and the requirement for a limited total weight of the vehicle transformer require the output (motor) windings to be alternating in the form of 1 - threaded plate coils. The first advantage of the coil thread solution according to the technical solution is that the outer and inner contours of the threads have a different shape and the individual threads are made by cutting from the electro-conductive aluminum sheet with a laser beam. A second and essential benefit of the present invention is a method of making and locating an inter-threaded insulation consisting of corrugated electrical transformer board parts mounted between the threads by means of spacers and clamping columns with washers ensuring axial and radial securing of the individual windings of the winding section. The different placement of the corrugated cardboard inserts is to ensure a directional flow of the cooling transformer oil around the individual windings and thereby ensure a higher cooling efficiency of the windings.

Uvedený projektovaný typový výkon vozidlového transformátora a blok tlmiviek ktorý ostáva z jednosystémového rušňa nie je možné umiestniť do rámu rušňa spôsobom použitým pri rušňoch r. 362 a r. 363. Tento problém rieši technické riešenie umiestnenia podľa úžitkového vzoru takým spôsobom, že zvýšený výkon vozidlového transformátora sa zabezpečuje zvýšenou výškou okna magnetického obvodu transformátora a jeho umiestnením vo vodorovnej polohe tak, že pozdĺžna os transformátora je rovnobežná s pozdĺžnou osou rušňa, paralelne s pozdĺžnou osou bloku tlmiviek.The specified design power of the vehicle transformer and the choke block remaining from the single-system locomotive cannot be placed in the locomotive frame in the manner used in locomotive locomotives. 362 et al. 363. This problem is solved by a utility solution design in such a way that the increased power of the vehicle transformer is ensured by the increased window height of the transformer magnetic circuit and its placement in a horizontal position so that the longitudinal axis of the transformer is parallel to the longitudinal axis of the locomotive. choke block.

Vhodné jednosystémové elektrické rušne na prestavbu na dvojsystémové sú v súčasnosti zastúpené jednosystémovými elektrickými rušňami radu r. 163 a r. 162, ktoré v súčasnosti zabezpečujú vozbu osobných vlakov a rýchlikov na tratiach elektrifikovaných trakčným systémom DC 3 kV. Z týchto rušňov prestavané dvojsystémové rušne radu r. 361, budú schopné prepravovať vlaky aj na tratiach elektrifikovaných jednofá3Suitable single-system electric locomotives for conversion to dual-system locomotives are currently represented by single-system electric locomotives of the r-series. 163 et al. 162, which currently operate passenger trains and express trains on lines electrified by the DC 3 kV traction system. From these locomotives converted double system locomotives series r. 361, will be able to carry trains also on electrified single-track lines3

SK 6037 Υ1 zovým AC trakčným systémom 25 kV, 50 Hz. Takto prestavané rušne realizovanou implementáciou trakčného vozidlového transformátora podľa predmetného technického riešenia budú disponovať vyšším trakčným výkonom oproti výkonu v súčasnosti prevádzkovaných dvojsystémových rušňov r. 362 a r. 363, pri ponechaní pôvodných jednosmerných trakčných motorov s cudzím budením, podstatne zvýšeného výkonu pri prevádzke rušňov na tratiach elektrifikovaných AC trakčným systémom 25 kV, 50 Hz.SK 6037 Υ1 AC traction system 25 kV, 50 Hz. Thus converted by a busy implementation of the traction vehicle transformer according to the present technical solution will have a higher traction power compared to the power of currently operated dual-system locomotives r. 362 et al. 363, leaving the original foreign excitation DC traction motors, substantially increased power when operating locomotives on lines electrified by AC traction system 25 kV, 50 Hz.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Obr. 1 - Pohľad na principiálne znázornenie dvojsystémového elektrického rušňa s miestom uloženia trakčného vozidlového transformátora.Fig. 1 - A view of a principal representation of a two-system electric locomotive with the location of a traction vehicle transformer.

Obr. 2 - Magnetický obvod trakčného vozidlového transformátora so šikmými strihmi, prelínaním plechov a montážnymi otvormi.Fig. 2 - Magnetic circuit of traction vehicle transformer with oblique cuts, sheet metal intersection and mounting holes.

Obr. 3 - Schéma zapojenia jednotlivých vinutí trakčného vozidlového transformátora.Fig. 3 - Wiring diagram of individual windings of traction vehicle transformer.

Obr. 4 - Schematické znázornenie rozmiestnenia jednotlivých vinutí na jadre transformátora.Fig. 4 - Schematic representation of the distribution of individual windings on the transformer core.

Obr. 5 - Schematické znázornenie tvaru a obrysov závitu motorovej cievky a medzizávitovej izolácie.Fig. 5 - Schematic representation of the shape and contours of the motor coil thread and the inter-thread insulation.

Obr. 6 - Schematické znázornenie motorových závitov s medzizávitovou transformátorovou vlnitou lepenkou, stiahnutej do sekcie cievky.Fig. 6 - A schematic representation of motor threads with an inter-turn transformer corrugated board pulled into a coil section.

Obr. 7 - Schematické znázornenie umiestnenia trakčného vozidlového transformátora k pozdĺžnej osi rušňa a bloku tlmiviek.Fig. 7 - Schematic representation of the location of the traction vehicle transformer to the longitudinal axis of the locomotive and the choke block.

Príklad uskutočnenia technického riešeniaExample of technical solution

Na obr. 1 až 7 je znázornený konkrétny príklad realizovania úžitkového vzoru pri prestavbe jednosystémových 4-osových elektrických rušňov radu r. 163 a r. 162 na dvojsystémový rušeň radu r. 361, s typovým výkonom trakčného vozidlového transformátora 4900 kVA, pričom pridelené vzťahové značky sú určené pre bližšie pochopenie podstaty technického riešenia. Do rámu pôvodného jedno systémového elektrického rušňa 100 musí byť dosadený trakčný vozidlový transformátor 110, umiestnený v nádobe, ktorého magnetický obvod 120 je jednofázový, jadrového typu, s obdĺžnikovým prierezom jadra 121, zložený z orientovaných transformátorových plechov 122, 123 dvoch rozdielnych dĺžok, so šikmými strihmi v styku v rohoch 124 a navzájom sa prelínajúcich v dvoch po sebe nasledujúcich vrstvách. Plechy 122. 123 v stykových miestach v rohu 124 obsahujú pomocné otvory 125 slúžiace na zabezpečenie skladania bez prídavných vzduchových medzier a prekríženia plechov v tej istej vrstve.In FIG. 1 to 7, a specific example of a utility model for the conversion of single-system 4-axis electric locomotives of the r-series is shown. 163 et al. 162 for double-system locomotive series r. 361, with a traction vehicle transformer type power of 4900 kVA, the assigned reference numerals being intended for a more detailed understanding of the nature of the technical solution. In the frame of the original one system electric locomotive 100, a traction vehicle transformer 110, placed in a vessel having a magnetic circuit 120 of a single-phase, core type, having a rectangular core cross section 121 consisting of oriented transformer plates 122, 123 of two different lengths with oblique cuts in contact at the corners 124 and overlapping each other in two successive layers. The sheets 122, 123 at the contact points in the corner 124 comprise auxiliary openings 125 serving to ensure folding without additional air gaps and crossing sheets in the same layer.

Rozloženie a usporiadanie vinutí transformátora je na oboch stĺpoch 126 a 127 magnetického obvodu 120 ako striedavé vinutia, v ktorých vstupné (primárne) vinutie 130 je na každom stĺpe rozdelené na tri sekcie primárnych vinutí 131, 132. 133. každá s rovnakým počtom závitov N1/3.The arrangement and arrangement of the transformer windings is on both columns 126 and 127 of the magnetic circuit 120 as alternating windings in which the input (primary) winding 130 is divided into three sections of the primary windings 131, 132. 133. each with the same number of turns N1 / third

Motorové vinutia 140 a 141 sú vyhotovené ako sekcie cievok 142 s N2 a cievok 143 s N2/2 závitmi, rozmiestnené súmerne okolo primárnych sekcií vinutí 13 1, 132 a 133. Jednotlivé závity 145 cievok 142 a cievok 143 majú odlišný vonkajší 146 a vnútorný 147 obrys závitov a sú zhotovené vyrezávaním z elektrovodného hliníkového plechu laserovým lúčom. Medzizávitová izolácia závitov 150 pozostáva z dielov vlnitej elektrotechnickej transformátorovej lepenky troch rozličných tvarov 151, 152. 153, upevnenej a vystredenej medzi jednotlivé závity 145 dištančnými vložkami 154 a sťahovacích stĺpikov 155 so zaisťovacími maticami 156, zabezpečujúcimi axiálne a radiálne zaistenie jednotlivých závitov 143, sekcií cievok 141 a 142 vinutia. Rozdielne rozmiestnenie vložiek vlnitej lepenky 151 až 154 má za cieľ zabezpečiť usmernené prúdenie chladiaceho transformátorového oleja okolo jednotlivých závitov a tým zabezpečovať vyššiu účinnosť chladenia závitov 145 motorových vinutí 140 a 141.The motor windings 140 and 141 are designed as sections of coils 142 with N2 and coils 143 with N2 / 2 turns, distributed symmetrically around the primary sections of windings 13 1, 132 and 133. The individual turns 145 of coils 142 and coils 143 have different outer 146 and inner 147 thread contour and are made by laser-cut aluminum wire. The inter-threaded insulation of the threads 150 consists of corrugated electrical transformer board parts of three different shapes 151, 152, 153, fixed and centered between the individual threads 145 of the spacers 154 and the clamping posts 155 with locking nuts 156 providing axial and radial securing of the individual threads 143, coil sections. 141 and 142 windings. The different disposition of the corrugated cardboard inserts 151 to 154 aims to provide a directed flow of coolant transformer oil around the individual windings and thereby ensure a higher cooling efficiency of the windings 145 of the motor windings 140 and 141.

Terciálne vinutie - vinutie kúrenia 160 je rozmiestnené na koncoch jadra.Tertiary winding - Heating winding 160 is disposed at the ends of the core.

Trakčný vozidlový transformátor s magnetickým obvodom 120 je umiestnený v nádobe 170 tak, že pozdĺžna os magnetického obvodu 171 je rovnobežná s pozdĺžnou osou 172 rušňa 100 a pozdĺžnou osou bloku tlmiviek 173.A traction vehicle transformer with a magnetic circuit 120 is disposed within the vessel 170 such that the longitudinal axis of the magnetic circuit 171 is parallel to the longitudinal axis 172 of the locomotive 100 and the longitudinal axis of the choke block 173.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Obvodové a konštrukčné riešenie umiestnenia trakčného vozidlového transformátora možno využívať na prestavbu jednosystémových elektrických rušňov radu r. 163 a r. 162 napájaných z trakčného systému 3 kV DC na dvojsystémové rušne r. 361 spôsobilé ťahať vlaky aj na tratiach elektrifikovaných jednofázovým 1AC trakčným systémom 25 kV 50 Hz, pri zachovaní dispozičných rozmerov hlavných rámov pôvodných rušňov,Perimeter and design solution of traction vehicle transformer location can be used for conversion of single-system electric locomotives of the r series. 163 et al. 162 powered from 3 kV DC traction system to double-system locomotives r. 361 capable of hauling trains also on lines electrified by a single-phase 1AC traction system of 25 kV 50 Hz, while maintaining the layout of the main frames of the original locomotives,

SK 6037 Υ1 pri použití pôvodných jednosmerných trakčných motorov zvýšeného výkonu a zachovaní spôsobu chladenia olejovej náplne nádoby trakčného vozidlového transformátora.SK 6037 pri1 using original DC traction motors of increased power and maintaining the method of cooling the oil charge of the traction vehicle transformer container.

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS

Claims (3)

1. Obvodové a konštrukčné riešenie trakčného vozidlového transformátora pre elektrické rušne, vyznačujúce sa tým, že trakčný vozidlový transformátor (110), umiestnený v nádobe (170), obsahuje vlastné vyhotovenie magnetického obvodu (120), je vybavený vstupným vinutím (130), motorovými vinutiami (140,141) a terciálnym vinutím (160), kde rozloženie a usporiadanie vinutí transformátora (110) je na oboch stĺpoch (126, 127) magnetického obvodu (120) ako striedavé vinutie a vstupné vinutie (130) je rozdelené natri sekcie primárnych vinutí (131, 132, 133), pričom vozidlový transformátor (110) je umiestnený v nádobe (170) tak, že pozdĺžna os magnetického obvodu (171) je rovnobežná s pozdĺžnou osou (172) rušňa (100) a pozdĺžnou osou bloku tlmiviek (173) a kde motorové vinutia (140,141) pozostávajúce zo závitov (145) a skladané do sekcií cievok (142, 143) sú vybavené medzizávitovou izoláciou (150).Circuit and structural solution of a traction vehicle transformer for electric locomotives, characterized in that the traction vehicle transformer (110), located in the container (170), comprises a magnetic circuit (120) itself, is equipped with an input winding (130), motorized windings (140,141) and tertiary windings (160), wherein the winding layout and arrangement of the transformer (110) is on both columns (126, 127) of the magnetic circuit (120) as an alternating winding and the input winding (130) is divided into sections of primary windings 131, 132, 133), wherein the vehicle transformer (110) is disposed in the vessel (170) such that the longitudinal axis of the magnetic circuit (171) is parallel to the longitudinal axis (172) of the locomotive (100) and the longitudinal axis of the choke block (173). and wherein the motor windings (140, 141) consisting of the threads (145) and folded into the coil sections (142, 143) are provided with an inter-turn insulation (150). 2. Obvodové a konštrukčné riešenie trakčného vozidlového transformátora pre elektrické rušne podľa bodu 1 , vyznačujúce sa tým, že magnetický obvod (120) je jednofázový, jadrového typu, s obdĺžnikovým prierezom jadra (121), zložený z orientovaných transformátorových plechov (122, 123) dvoch rozdielnych dĺžok, so šikmými strihmi v styku v rohoch (124) a navzájom sa prelínajúcich v dvoch po sebe nasledujúcich vrstvách, pričom plechy (122, 123) v stykových miestach v rohu (124) obsahujú pomocné otvory (125), slúžiace na skladanie bez prídavných vzduchových medzier a prekríženia plechov v tej istej vrstve.2. Circuit and structural solution of a traction vehicle transformer for electric locomotives according to claim 1, characterized in that the magnetic circuit (120) is of the single-phase, core type, with a rectangular cross section of the core (121), composed of oriented transformer sheets (122, 123). two different lengths, with oblique cuts in contact at the corners (124) and overlapping each other in two successive layers, the sheets (122, 123) at the contact points in the corner (124) comprising auxiliary openings (125) for folding without additional air gaps and sheet crossing in the same layer. 3. Obvodové a konštrukčné riešenie trakčného vozidlového transformátora pre elektrické rušne podľa bodu 1, vyznačujúce sa tým, že medzizávitová izolácia (150) závitov (145) pozostáva z dielov vlnitej elektrotechnickej transformátorovej lepenky troch rozličných tvarov (151, 152, 153), upevnenej a vystredenej medzi jednotlivé závity (145) dištančnými vložkami (154) a sťahovacích stĺpikov (155), so zaisťovacími maticami (156), zabezpečujúcimi axiálne a radiálne zaistenie jednotlivých závitov (145), sekcií cievok (142, 143) vinutia, pričom terciálne vinutie kúrenia (160) je umiestnené na oboch koncoch stĺpov (126,127) magnetického obvodu (120).3. The circuit and structural solution of a traction vehicle transformer for electric locomotives according to claim 1, characterized in that the inter-threaded insulation (150) of the threads (145) consists of corrugated electrical transformer board parts of three different shapes (151, 152, 153). centered between the individual threads (145) of the spacers (154) and the clamping posts (155), with locking nuts (156) providing axial and radial locking of the individual threads (145), the winding coil sections (142, 143), the tertiary heating winding (160) is located at both ends of the columns (126, 127) of the magnetic circuit (120).
SK184-2010U 2010-12-01 2010-12-01 Circuit design and vehicle traction transformer electric locomotives SK6037Y1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK184-2010U SK6037Y1 (en) 2010-12-01 2010-12-01 Circuit design and vehicle traction transformer electric locomotives

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK184-2010U SK6037Y1 (en) 2010-12-01 2010-12-01 Circuit design and vehicle traction transformer electric locomotives

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK1842010U1 SK1842010U1 (en) 2011-10-04
SK6037Y1 true SK6037Y1 (en) 2012-03-02

Family

ID=44720297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK184-2010U SK6037Y1 (en) 2010-12-01 2010-12-01 Circuit design and vehicle traction transformer electric locomotives

Country Status (1)

Country Link
SK (1) SK6037Y1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SK1842010U1 (en) 2011-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9761366B2 (en) Dry-type transformer
CN102948056B (en) Integrated magnetic devices for low harmony wave three-phase front-end
US7447050B2 (en) Multilevel converter and method of converting a supply voltage
US8421571B2 (en) Transformer
US11165290B2 (en) Stationary induction apparatus and power converter using same
US20150207332A1 (en) Contactless power supply system
Drofenik et al. European trends and technologies in traction
KR20170084981A (en) Multi-pulse electromagnetic device including a linear magnetic core configuration
CN110571021B (en) Single-machine 24-pulse dry-type traction rectifier transformer with double-bridge winding mirror image arrangement
US20120086533A1 (en) Multi-phase transformer
CN104205259A (en) Transformer for an electrically driven vehicle
US11062835B2 (en) Vehicle transformer
SK6037Y1 (en) Circuit design and vehicle traction transformer electric locomotives
SK1552010A3 (en) Circuit and construction design of vehicle traction transformer for electric locomotives
KR101506698B1 (en) iron core winding assembly for transformer
KR102464779B1 (en) Wireless power supply and pickup coil structure for solid-state transformer
EP2937877B1 (en) Transformer and transformer device including same
KR20140066837A (en) Transformer core and transformer for wind turbine generator system with the same
CN217061682U (en) Dry-type transformer with good heat dissipation performance
SHIMURA et al. Examination on Magnetic Tape Wrapped Rectangular Aluminum Winding for Weight and Copper Loss Reductions of High-frequency Transformer for Railway
KR20250101221A (en) A High Power Main Transfomer System for Electric Locomotive
US20210134512A1 (en) Intermediate yoke for a power transformer and power transformer
KR101576214B1 (en) Winding assembly of auto molded transformer for an electric-railroad power supply
Fujimoto et al. Preliminary study of superconducting transformers for electric rolling stocks
CN103123859A (en) High-leakage-inductance transformer