CH294875A - Spulengerät mit Ringkern, insbesondere Drosselspule oder Transformator für mechanische Stromrichter. - Google Patents

Description

      Spulengerät        mit        Ringkern,        insbesondere        Drosselspule    oder     Transformator          für    mechanische Stromrichter.    Es ist bekannt, dass besonders gute ma  gnetische Eigenschaften sich mit Eisenkernen  erreichen lassen, welche die Form von Ring  kernen haben, beispielsweise aus ringförmig  aufgewickeltem Band bestehen. Bei solchen  Kernen fällt nämlich praktisch jeder Luft  spalt im Eisenweg fort. Ausserdem kann durch  eine geeignete     Walz-    oder Glühbehandlung er  reicht werden, dass die magnetische Durch  lässigkeit in Richtung des Kraftflusses beson  ders hoch wird.

   Gewöhnlich sind derartig  hochwertige magnetische Kerne empfindlich  hinsichtlich mechanischer Beanspruchung, so        < lass    es notwendig ist, beim Aufbringen der  Wicklung besondere Massnahmen zu treffen,  so dass die Wicklung keine mechanischen       Druekkräfte    auf den Eisenkern ausübt. Dros  selspulen oder Transformatoren mit derart  hochwertigen Eisenkernen werden insbeson  dere für mechanische Stromrichter (Kontakt  umformer) benötigt, z. B. in Form von Schalt  drosseln,     saugdrosselähnlichen    Transformato  ren, aber auch als     Hauptiunspanner    (dies be  sonders dann, wenn gesteuerte Entladungs  strecken zur     Entlastung    der Kontakte von  Schaltfeuer dienen).

   Aber auch für andere  Zwecke der Elektrotechnik, beispielsweise  Stromwandler oder auch Umspanner, bieten  Ringkerne zum Teil erhebliche Vorteile.  



  Auf der andern Seite bringt. die geschlos  sene Ringform des Eisenkernes gewisse  Schwierigkeiten mit sich, die     Wieklung    in be-         quemer    Weise herzustellen. Je nach der Lei  stung wird der Querschnitt der aufzuwickeln  den Leiter verschieden gross sein, so dass auch  das Verfahren zum Aufbringen der     Wieklung     je nach dem Leiterquerschnitt verschieden  sein wird. Hat der Leiter Drahtform und ist  der Durchmesser des Drahtes nicht zu gross,  beispielsweise kleiner als 3 mm, so lässt er sieh  in verhältnismässig einfacher Weise mit beson  deren Wickelmaschinen auf den geschlossenen  Bandkern aufwickeln. Derartige Herstel  lungsverfahren sind seit längerer Zeit, z. B.  für Stromwandler, bekannt.  



  Handelt es sich um ein Gerät mit grösserer  Stromstärke, so werden die Leiterquerschnitte  so gross, dass andere Herstellungsverfahren an  gewendet werden müssen. Gemäss der Erfin  dung ist bei einem     Spulengerät    mit Ringkern,  insbesondere Drosselspule oder Transformator  für mechanische Stromrichter, für den Werk  stoffaufwand und für das Aufbringen der  Wicklung vorteilhaft, dem Ringkern einen  kreisförmigen Querschnitt. zu geben     und    min  destens eine Wicklung aus     Profilmaterial    auf  zubauen.  



  In der     Zeichnung        ist    die Erfindung an  einem Beispiel dargestellt. Ein     ringförmiger     Eisenkern 1 mit. kreisförmigem Querschnitt       vom    Durchmesser 2r besteht aus aufgewickel  tem Draht oder Eisenband. Der innere Durch  messer des Bandkernes beträgt D.     Auf    diesem  Bandkern ist eine Wicklung 2 aufgebracht,      welche aus     einem    blechförmigen Profilmate  rial vom Querschnitt     a.    c besteht.

   Die einzel  nen     Bleehwindungen    bestehen aus der Form  des Ringkernes angepassten Teilstückes, die  durch Sehweissen, Löten     usw.    miteinander un  lösbar verbunden werden. Über die     Wicklung          \?    ist. eine zweite Wicklung 3 angeordnet mit  dem     Leiterquerschnitt    b. d. Beide Wicklun  gen sind voneinander     isoliert.        und    können ver  schiedene     Windimgszahlen    haben. Eine der  Wicklungen, und     zwar    vorzugsweise die  äussere, kann im Gegensatz zur     Zeichnung    aus  Draht. bestehen.

   Die     Wicklungen,    beispiels  weise die     Wicklung    3, können zur Verringe  rung der Wirbelströme auch aus Band her  gestellt sein, bei dem die radiale Höhe kleiner  als die Dicke,     und    es können     Windungen    (un  ter Zwischenlage von Isolation)     aufeinander     gewickelt sein. Gemäss einer weiteren     Ausfüh-          rimgsform    der     Erfindung    wird die     Wicklung     aus     Profilmaterial    auf den fertigen Eisenkern  aufgespult.

   Dies     kann    beispielsweise dadurch  geschehen, dass man das Leiterband durch       Walzrollen    laufen lässt, welche das Band auf  der einen Seite derart     streeken,    dass es sich  zu einem Kreis mit. dem Durchmesser 2r auf  rollt. Die     Walzeinrichtung    kann derart neben  den     Eisenkern    gesetzt werden, dass sich das  Band dabei direkt auf den     Eisenkern    1 auf  rollt. Man kann auch zunächst eine Spirale  aus dem Leiter aufwickeln     und    diese nach  träglich dadurch, dass man die Windungen       auseinanderspreizt,    auf den Eisenkern gewis  sermassen aufschrauben.

   Letzteres geht nur,  wenn der Eisenquerschnitt 1 nicht zu gross  ist. Unter Umständen ist es vorteilhaft, statt  des     Rechteckquerschnittes        a   <I>. c (bzw. b . d)</I>  einen     Trapezquerschnitt    zu wählen, derart,  dass die Wicklung innen (Durchmesser D'),  wo ihre Windungen am dichtesten zusammen  liegen, eine geringere Dicke aufweist. Die  Aufbringung der Wicklung in der angegebe  nen Art ist nur möglich bei kreisförmigem  Querschnitt des Bandkernes.

   Dabei ist es  nicht erforderlich, dass der eigentliche Eisen  kern die Kreisfläche voll ausfüllt, vielmehr  können zur Kühlung oder zur einfacheren       Herstellung    des Eisenkernes     Lüeken    vorhan-    den sein, ähnlich wie man bei     Rechteckkernen     den Querschnitt des Eisens der Kreisform aus       Herstellungsgründen    mehr oder weniger an  nähert.  



  Umspanner,     welehe    in der beschriebenen  Weise hergestellt sind, zeichnen sich durch  einen gegenüber     normalen        Umspannern    erheb  lich verringerten Werkstoffaufwand aus, und  zwar einmal wegen der     Ringform    des Eisen  kernes und seines     Quersehnittes,    zum andern  aber wegen des hohen Füllfaktors der Wick  lungen aus Profilmaterial. Man kann die geo  inetrischen     Abmessungen,    insbesondere D, 2r,  <I>a. b</I> derart wählen, dass der Werkstoffauf  wand bei gegebener Leistung und Verlusten  ein     Minimum    wird.

   Das dazu erforderliche       gegenseitige    Verhältnis der Abmessungen lässt  sich     durch    eine     Minimumrechnung    ermitteln.  Man erhält. auf diese Weise gegenüber     nor-          malen        Umspannern        Ersparnisse        bis        zu        50%     im Gesamtgewicht. Dabei ist. gleichzeitig der       llagnetisierimgsstrom    der Drossel bzw. des  Umspanners besonders klein.

   Letzte Eigen  schaft ist dann von ausschlaggebender Bedeu  tung bei     induktiven    Schaltelementen für Kon  taktumformer, wenn erstere normalerweise ge  sättigt sind, aber auch bei einem Haupt  umspanner für     Kontaktuniformer    mit. Primär  ventilen, bei dem die Entlastung der Kon  takte von     Sehaltfeuer    durch gesteuerte Ent  ladungsstrecken erfolgt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Spulengerät mit Ringkern, insbesondere Drosselspule oder Transformator für mecha nische Stromrichter, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Ringkernes kreisför mig ist und mindestens eine Wicklung aus Profilmaterial bestellt. UNTERANSPRUCH: Spulengerät nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der für die Wick lung verwendete Leiter trapezförmigen Quer schnitt hat. PATENTANSPRUCH II Verfahren zur Herstellung eines Spulen gerätes mit Ringkern naeli Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Wieklung aus einem Band besteht, welches auf den Ringkern aufgespult wird.

   <B>UNTERANSPRUCH:</B> Verfahren nach Patentanspruch II, da- dureh gekennzeichnet, da.ss das Aufspulen durch Walzen geschieht, welche das Band auf seine einen Seite in einem solchen Masse strecken, dass es sich zu einem greis vom Durchmesser (2r) des R.ingkernquerschnittes krümmt.