DD245296A1 - Toroidspule mit duennwandigem wickelkoerper - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Toroidspule, die in Einrichtungen zum Messen von Wechselstroemen bei gleichzeitig hoher Bandbreite in elektrischen Hochspannungs- bzw. Hochstromanlagen eingesetzt werden kann. Weiterhin kann die Toroidspule als Induktionsspule, als Sensor in Pruef-, Mess- und Steuereinrichtungen und zur Energieumwandlung angewendet werden. Ziel der Erfindung ist eine Toroidspule, die einen einfachen kontruktiven Aufbau besitzt und sich durch eine kostenguenstige Technologie auszeichnet. Hierbei war die Aufgabe zu loesen, eine Toroidspule mit rechteckigem Windungsquerschnitt zu entwickeln, die eine aufwendige Bewicklung des Wickeltraegers vermeidet, dabei aufklappbar ist, mehrlagig ausgefuehrt werden kann und verschiedene Wicklungsformen zulaesst. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass auf eine rohrfoermig gebogene flexible Leiterplatte, die den Wickelkoerper darstellt, aussen- und innenseitig aufgebrachte Leiterzuege angeordnet sind. Die aeusseren und inneren Leiterzuege sind jeweils durch leitfaehige Durchkontaktierungen verbunden. Die verbundenen Leiterzuege bilden eine fortlaufende Spirale mit rechteckigem Querschnitt.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Toroidspule, die in Einrichtungen zum Messen von Wechselströmen bei gleichzeitig hoher Bandbreite in elektrischen Hochspannungs- bzw. Hochstromanlagen und in Hochleistungskreisen bzw. -prüfanlagen, eingesetzt werden kann. Weiterhin kann die Toroidspule als Induktionsspule zur Ermittlung magnetischer und elektrischer Parameter, als Sensor in Prüf-, Meß- und Steuereinrichtungen und zur Energieumwandlung angewendet werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind Toroidspulen, die aus einem Wickelkörper und einer darauf aufgebrachten Wicklung aus Draht oder leitfähigem Band bestehen (DE-OS 2656817, DD-WP 147158). Der Wickelkörper ist isolierend und kann einen Kern aus magnetischen Material enthalten oder die Wicklung aus isoliertem Draht oder Band wird direkt auf das magnetische Kernmaterial aufgebracht. Das manuelle Wickeln erfordert jedoch einen hohen Arbeitszeitaufwand. Es sind auch maschinelle Vorrichtungen zum Wickeln von Toroidspulen bekannt (DE-OS 2743414), die jedoch einen komplizierten mechanischen Aufbau besitzen. Weiterhin ist eine Spule mit Ringkern bekannt, die aus mehreren zusammengespannten Segmenten besteht (DE-OS 21 02893). Dabei wird zuerst ein flacher Profildraht hochkant auf einen zylindrischen bzw. primatischen Wickeldorn aufgewickelt und danach über Segmente eines unterteilten Schnittkerns geschoben. Danach werden die Segmente zu einem geschlossenen Ringkern zusammengespannt und elektrisch miteinanderverbunden. Eine derartige Spule hat den Nachteil, daß sie aus mehreren Segmenten zusammengesetzt werden muß.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Toroidspule, die einen einfachen konstruktiven Aufbau besitzt und sich durch eine kostengünstige Technologie auszeichnet.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Toroidspule mit rechteckigem Windungsquerschnitt zu entwickeln, die eine aufwendige Bewicklung des Wickelträgers vermeidet, dabei aufklappbar ist, mehrlagig ausgeführt werden kann und verschiedene Wicklungsformen zuläßt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf eine rohrförmig gebogene flexible Leiterplatte, die den Wickelkörper darstellt, außen und innenseitig aufgebrachte Leiterzüge angeordnet sind. Die äußeren und inneren Leiterzüge sind jeweils durch leitfähige Durchkontaktierungen verbunden. Die verbundenen Leiterzüge bilden eine fortlaufende Spirale mit rechteckigem Querschnitt. Die inneren und äußeren Leiterzüge sind durch Lack oder Folie elektrisch isoliert, bzw. in eine isolierende Schicht eingebettet.

In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung sind an dem ersten äußeren Leiterzug und dem letzten durchkontaktierten inneren Leiterzug die Wicklungsanschlüsse angeordnet.

Für mehrlagige Wicklungen werden mehrere ringförmig gebogene flexible Leiterplatten entsprechenden Durchmessers übereinander angeordnet oder die Leiterplatte spiralförmig zusammengerollt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: Segment derToroidspule mit aufgebrachten Leiterzügen Fig.2: Toroidspule in geschlossener Anordnung

Eine flexible rechteckige Leiterplatte 1, die z.B. aus Polyesterfolie bestehen kann, wird zweiseitig mit geraden, jedoch zur Spulenachse je nach Wicklungsführung leicht schräg gestellten Leiterzügen 2, 3 versehen. Die äußeren und inneren Leiterzüge 2, 3 sind über Durchkontaktierungen 4 zu fortlaufenden Windungen elektrisch leitend verbunden. Die Rückführungswindung wird an einer Stirnseite der Leiterplatte entlanggeführt und mit dem Wicklungsanschluß 5 verbunden. Die flexible Leiterplatte mit den fertig ausgeführten Leiterbahn muster wird anschließend zu einem geschlossenen To roidring geformt und in dieser Lage fixiert (Fig. 2). Zur Isolation wird eine Schicht herkömmlicher Isolationsmaterialien, z.B. Lack oder Folie, auf die Leiterzüge aufgetragen. Zum mechanischen Schutz kann die Toroidspule auch in Isoliermaterialien eingebettet werden. Zur Schaffung mehrlagiger Wicklungen werden mehrere ringförmig gebogene flexible Leiterplatten entsprechenden Durchmessers übereinander angeordnet oder die Leiterplatte wird spiralförmig zusammengerollt. Die elektrische Verschaltung von Teilwicklungen erfolgt über Durchkontaktierungen, Lötaugen oder Drahtbrücken. Somit sind durch entsprechende Leiterbahnmustergestaltung bifilare- und Kreuzwicklungen möglich. .

Claims (4)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Toroidspule mit dünnwandigem Wicklungskörper, dadurch gekennzeichnet, daß auf eieflexible Leiterplatte (1), die den Wicklungskörper darstellt, außen- und innenseitig abgebrachte Leiterzüge (2, 3) angeordnet sind, wobei die äußeren und inneren Leiterzüge (2, 3) jeweils durch leitfähige Durchkontaktierungen (4) verbunden sind und die verbundenen Leiterzüge eine fortlaufende Spirale mit rechteckigem Querschnitt bilden.
2. 2. Toroidspule mit dünnwandigem Wicklungskörper nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die flexible LeiterplatteΊ kreisförmig geschlossen ist.
3. 3. Toroidspule mit dünnwandigem Wicklungskörper nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß an dem ersten äußeren Leiterzug und dem letzten durchkontaktierten inneren Leiterzug die Wicklungsanschlüsse (5) angeordnet sind.
4. 4. Toroidspule mit dünnwandigem Wicklungskörper nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die inneren und äußeren Leiterzüge (2,3) durch Lack oder Folie elektrisch isoliert oder in einen isolierenden Stoff eingebettet sind.