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Hochstromspule, insbesondere für Ringkerne von Transduktoren
Bei Spulen für Transduktoren mit Leistungen über 100 kW treten beim Betrieb im Niederspannungsbereich, also bis etwa 500 V, erhebliche Ströme auf. Die Konstruktion solcher Spulen erfordert geeignete Lösungen hinsichtlich der möglichen Abfuhr der auftretenden Wärme sowie der Aufnahme einer allfällig notwendigen Belüftung. Weiters sollen die Spulenverluste möglichst klein gehalten werden und eine hohe Güte des magnetischen Kreises gewährleistet sein. Die Spule muss überdies optimalen Bedingungen hinsichtlich ihrer mechanischen Festigkeit entsprechen und die bei Erwärmung der Wicklung auftretenden Wärmedehnungen der einzelnen Spulenwindungen gefahrlos aufnehmen können.
Es ist für Drosselspulen mit aus Eisenband aufgewickeltem Ringkern bekannt, die Wicklung abwechselnd aus zwei Teilen zusammenzusetzen, von denen der eine Teil eine halbe und der andere Teil eine eineinhalbfache Windung bildet. Hiebei besteht die Fassung der Drosselspule aus einem ringförmigen Oberteil und aus einem ringförmigen Unterteil aus keramischem Material.
Allenfalls auftretende Längenveränderungen der Windungen durch Temperaturschwankungen können entweder zu einer Zerstörung des starren aus keramischem Material bestehenden ringförmigen Ober- bzw. Unterteiles der Drosselspule oder zur Lockerung der Windungen führen, wodurch das Brummgeräusch erhöht wird.
Die Erfindung betrifft eine Hochstromspule, insbesondere für Ringkerne von Transduktoren mit mindestens einer ein-oder mehrgängigen Wicklung aus Flachkupferwindungen mit rechteckiger Windungsfläche, welche die erstgenannten Bedingungen erfüllt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Langseiten der Flachkupferwindungen zwecks Aufnahme von Temperaturdehnungen quer zu ihrer Längenerstreckung schwach gekrümmt sind.
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gen sind. Die durch die Erwärmung der Spule hervorgerufene Dehnung der Langseiten der Windungen wird durch mehr oder weniger starke zusätzliche Krümmung der schon durchgebogenen Langseiten aufgenommen.
Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Wicklung ist auch die Möglichkeit zur Verwendung von Giessharz als Isoliermaterial gegeben. Bekanntlich lässt sich Giessharz zur Isolierung von Wicklungen nur dann verwenden, wenn die durch Temperaturschwankungen bedingten Dehnungen des Kupfers vom Isoliermaterial aufgenommen werden können, was bei Drahtwicklungen im allgemeinen zutrifft. Bei Flachkupferwicklungen konnte man hingegen bisher eine Giessharzisolation nicht verwenden, da zufolge der massiven Anordnung des thermisch aktiven Materials die Materialdehnungen so stark sind, dass sie jegliche Giessharzisolation zerstören würden. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung wird zufolge deren Selbstverformung bei Wärmedehnung das Isoliermaterial so weit entlastet, dass hiefür Giessharz verwendet werden kann.
Eine besonders einfache Ausführung der Erfindung ist so ausgebildet, dass die Schmalseiten der Flachkupferwindungen in vorzugsweise rinnenförmigen Behältern mittels Giessharz eingegossen sind. wobei zwischen benachbarten Flachkupferwindungen Distanzstücke aus Isoliermaterial eingelegt sind.
Ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Hochstromspule zeigt in Fig. 1 den Aufriss mit Halbschnitt und Ansicht und in Fig. 2 den Teilgrundrissschnitt A-B.
In den Fig. 1 und 2 sind mit 1 die einzelnen Flachkupferwindungen einer Blankdrahtwicklung, die rechteckigen Querschnitt aufweisen, bezeichnet. Die untere Schmalseite jeder Flachkupferwindung 1 ist.
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um eine fortlaufende Wicklung zu ermöglichen, gekröpft ausgebildet, wie es aus Fig. 2 ersichtlich ist.
Die Herstellung einer fortlaufenden Wicklung erfolgt aus den einzelnen vorgefertigten Flachkupferwindun- gen 1, die z. B. durch Hartlötung miteinander verbunden werden.
Weiters ist mit 2 ein Ringkern mit rechteckigem Querschnitt aus lamelliertem Weicheisen bezeichnet, wobei zur Abstützung des Ringkernes 2 und Fixierung der einzelnen benachbarten Flachkupferwindungen 1 der Blankdrahtwicklung bei der Montage Distanzstücke 3,4, 5 aus Isoliermaterial dienen. Diese sind vorzugsweise in rinnenförmigen Behältern 6, die jeweils die Schmalseiten der Wicklung umgreifen, eingelegt. Der untere rinnenförmige Behälter 6 nimmt das Gewicht des Ringkernes 2 und der Flachkupferwindungen 1 auf.
Zur Isolation und Fixierung des Ringkernes 2 und der Flachkupferwindungen l der Hochstromspule in den rinnenförmigen Behältern 6 dient Giessharz 7, das in die Behälter 6 eingegossen wird. Bei Erwärmung der Spule infolge des Betriebes wird die thermische Dehnung dei Schmalseiten der einzelnen Flachkupfer- windungen 1 durch die elastisch-plastischen Eigenschaften des Giessharzes 7 aufgenommen. In axialer Richtung tritt durch die Starrheit des Konstruktionskörpers in der Längsrichtung ein unzulässiger Druck auf, den der Konstruktionskörper nicht mehr aufnehmen kann.
Daher sind die Langseiten der Flachkupferwindungen 1 der Hochstromspule wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, jeweils an ihrem freien Mittelteil zwischen den beiden rinnenförmigen Behältern 6 quer zu ihrer Längenerstreckung in Umfangsrichtung schwach gekrümmt. Bei einer durch die Erwärmung der Spule hervorgerufenen Dehnung wird dabei die Längenänderung der Langseiten in eine mehr oder weniger starke Durchbiegung der schon gekrümmten Langseiten umgeformt.
Mehrere solcher Hochstromspulen können bei Bedarf in fester Verbindung axial übereinander angeordnet werden, wobei die Spulenanordnung gemeinsam belüftet wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Hochstromspule, insbesondere für Ringkerne von Transduktoren mit mindestens einer ein-oder mehrgängigen Wicklung aus Flachkupferwindungen mit rechteckiger Windungsfläche, dadurch gekennzeichnet, dass die Langseiten der Flachkupferwindungen zwecks Aufnahme von Temperaturdehmngen quer zu ihrer Längenerstreckung schwach gekrümmt sind.