DE102012101988A1

DE102012101988A1 - Anordnung von Luft-Drosselspule und Umschalter

Info

Publication number: DE102012101988A1
Application number: DE102012101988A
Authority: DE
Inventors: Junliang Wu
Original assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH; Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Current assignee: Maschinenfabrik Reinhausen GmbH; Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2032-03-10
Also published as: WO2013131663A1; DE102012101988B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung einer Luft-Drosselspule und eines Umschalters, insbesondere eines Umstellers oder eines Laststufenumschalters, wobei die Luft-Drosselspule Wicklungen aufweist. Bei der Anordnung ist der Umschalter im Innenraum der Luft-Drosselspule angeordnet.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Anordnung einer Luft-Drosselspule und eines Umschalters, insbesondere eines Umstellers oder eines Laststufenumschalters nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung der Anordnung nach dem Oberbegriff von Anspruch 6.
Eine Drosselspule und ein Verfahren zu ihrer Herstellung ist beispielsweise aus der DE 33 05 007 C2 bekannt. Derartige Drosselspulen wirken einer raschen Änderung des Stroms entgegen und können aus diesem Grund beispielsweise als Trägerfrequenzsperren, Kurzschlussdrosselspulen zur Strombegrenzung oder als Stromanstiegs- und Glättungsdrosselspulen eingesetzt werden. In Wechselstromnetzen können Drosselspulen zum Limitieren der Oberschwingungen oder des Kurzschlussstroms eingesetzt werden. Während Umsteller nur unter spannungslosem Zustand geschaltet werden dürfen, dienen Laststufenschalter zur unterbrechungslosen Umschaltung zwischen verschiedenen Anzapfungen eines Stufentransformators unter Last und somit zur Spannungsregelung. Ein derartiger Laststufenschalter ist beispielsweise aus der WO 99/60588 bekannt.
In bestimmten Anwendungsfällen kann die Drosselspule als Luft-Drosselspule ausgeführt werden. Dabei wird die Luft-Drosselspule als sogenannter Shunt Reaktor oder als Seriendrosselspule verwendet. Üblicherweise wird die Luft-Drosselspule dabei außerhalb des Laststufenschalters oder Umstellers angeordnet. Damit lässt sich eine einfache Bauweise realisieren. Darüber hinaus ergibt sich aus dieser Anordnung ein geringer Einfluss des magnetischen Feldes der Luft-Drosselspule auf den Laststufenschalter. Im Übrigen bietet diese Anordnung den Vorteil einer leichten Bearbeitbarkeit der beiden Elemente.
Nachteilig an der bekannten Anordnung der Luft-Drosselspule außerhalb des Laststufenschalters ist allerdings, dass hierbei relativ viel Platzbedarf erforderlich ist. Außerdem werden lange Ableitungen benötigt, die gewartet werden müssen und die Anordnung zusätzlich verteuern.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Anordnung einer Drosselspule und eines Umschalters, insbesondere eines Umstellers oder eines Laststufenumschalters, bereitzustellen, die auch bei beengten Platzverhältnissen eingesetzt werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung der Anordnung vorzuschlagen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Anordnung einer Luft-Drosselspule und eines Umschalters, insbesondere eines Umstellers oder eines Laststufenumschalters, wobei die Luft-Drosselspule Wicklungen aufweist und der Umschalter im Innenraum der Luft-Drosselspule angeordnet ist.
Im Hinblick auf das Verfahren wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung einer Luft-Drosselspule und eines Umschalters, insbesondere eines Umstellers oder eines Laststufenumschalters gelöst, wobei die Luft-Drosselspule aus einer ersten Halbkreisschale und eine zweite Halbkreisschale zusammengefügt wird und der Umschalter vor dem zusammenfügen der Halbkreisschalen innerhalb der ersten Halbkreisschale angeordnet wird, so dass der Umschalter nach dem Zusammenfügen im Innenraum der Luft-Drosselspule, bevorzugt zentriert, liegt. Auf der ersten Halbkreisschale oder zweite Halbkreisschale sind Anschlüsse für die Zuleitungen vorhanden.
Diese erfindungsgemäße Anordnung sowie das Verfahren zu ihrer Herstellung zeichnet sich durch den Vorteil aus, dass die damit entstehende kompakte Bauweise eine platzsparende Anordnung ermöglicht, wie z. B. auf einer Offshore Plattform. Darüber hinaus kann mit der vorgeschlagenen Anordnung eine höhere mechanische Stabilität erreicht werden, wie dies z. B. im Falle eines Kurzschlusses erforderlich ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Luft-Drosselspule ein Isolierrohr auf, das an seiner, dem Innenraum der Luft-Drosselspule zugewandten Seite eine ferromagnetische Beschichtung aufweist.
Bevorzugt wird die Luft-Drosselspule aus einer ersten und einer zweiten Halbkreisschale aufgebaut werden, wobei die zusammengefügten Halbkreisschalten als Rahmen für die Wicklungen der Luft-Drosselspule dienen.
Im Hinblick auf die Herstellung der Anordnung der Luft-Drosselspule und des Umschalters ergibt sich mit der Ausgestaltung der Luft-Drosselspule aus zusammengefügten Halbkreisschalen eine einfache Möglichkeit, den Umschalter im Inneren der Luft-Drosselspule anzuordnen. Denn dabei lässt sich der Umschalter in den Innenraum der ersten Halbkreisschale einbringen, bevor diese mit der zweiten Halbkreisschale zur vollständigen Luft-Drosselspule verbunden und dann mit Wicklungen versehen wird.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Figurenbeschreibung sowie der zugehörigen Beschreibungsteile.
Es zeigen im Einzelnen:
1: Eine Anordnung einer Luft-Drosselspule und eines Laststufenumschalters nach dem Stand der Technik.
2: Schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung einer Luft-Drosselspule und eines Umschalters.
3: Schematisch eine erfindungsgemäße Anordnung im Querschnitt, der kreisförmig ist.
1 zeigt die Anordnung einer Luft-Drosselspule 10 und eines Laststufenumschalters 12, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Dabei ist der Laststufenumschalter 12 außerhalb der Luft-Drosselspule 10 angeordnet. Dies ermöglicht zwar grundsätzlich eine einfache Bauweise, was wiederum eine einfache Bearbeitbarkeit mit sich bringt. Außerdem bedingt die bekannte Anordnung einen nur geringen Einfluss des magnetischen Kreises der Drosselspule auf den Umschalter. Dennoch müssen bei der bekannten Anordnung relativ lange Ableitungen 14 vorgesehen werden. Auch der Platzbedarf der Anordnung insgesamt ist erheblich.
In 2 ist die erfindungsgemäße Anordnung der Luft-Drosselspule 10 und des Umschalters 12 schematisch dargestellt, wobei der Umschalter 12 als Umsteller oder Laststufenumschalter ausgeführt ist. Der Umschalter 12 ist im Innenraum 30 der Luft-Drosselspule 10 angeordnet. Am Umschalter 12 sind Anzapfungen 26 vorgesehen, die geschaltet werden können, so dass eine Änderung der Windungszahl damit eine Regelung der Induktivität der Drosselspule möglich wird. Die Luft-Drosselspule 10 weist ein Isolierrohr 24 auf, das bevorzugt aus zwei Halbkreisschalen 16, 18 (3) gebildet wird. Zur magnetischen Abschirmung ist an dem Isolierrohr 24 an seiner, dem Innenraum 30 zugewandten Seite, eine ferromagnetische Schicht 22 vorgesehen. Diese wird bevorzugt als ferromagnetischen Beschichtung ausgeführt. Das Isolierrohr 24 dient dabei gleichzeitig als Rahmen für die Wicklungen 20 der Luft-Drosselspule 10.
In 3 ist die erfindungsgemäße Anordnung schematisch im Querschnitt dargestellt. Die Luft-Drosselspule 10 weist eine erste Halbkreisschale 16 und eine zweite Halbkreisschale 18 auf. Die Halbkreisschalen bilden zusammen ein Isolierrohr 24 mit der ferromagnetischen Schicht 22 (2). Die erste Halbkreisschale 16 und eine zweite Halbkreisschale 18 dienen als Rahmen für die Wicklungen 20 der Luft-Drosselspule 10, die nach dem Zusammenfügen der ersten und zweiten Halbkreisschale 16, 18 gewickelt werden können.
Zur Herstellung der Anordnung wird zunächst der Umschalter 12 im Innenraum der ersten Halbkreisschalen 16 angeordnet. Anschließend wird die zweite Halbkreisschale 18 mit der ersten Halbkreisschale 16 so zusammengefügt, dass der Umschalter 12 im Innenraum 30 der Luft-Drosselspule 10 angeordnet ist. Bevorzugt wird dabei der Umschalter 12 so positioniert, dass er nach dem Zusammenfügen der ersten und der zweiten Halbschalte 16, 18 zentriert im Innenraum 30 angeordnet ist. Die erste und zweite Halbkreisschale 16, 18 bilden einen Rahmen für die Wicklungen 20 der Luft-Drosselspule 10, die nach dem Einbringen des Umschalters und dem Zusammenfügen der Halbkreisschalen 16, 18 gewickelt werden. Auf der dem Innenraum 30 zugewandten Seite kann bei der Herstellung der Halbkreisschalen 16, 18 also vor dem Zusammenfügen der ersten und zweiten Halbkreisschale 16, 18 eine ferromagnetische Schicht 22, insbesondere eine ferromagnetische Beschichtung aufgebracht werden.

Damit kann eine kompakte Bauweise gleichzeitig mit einer ausreichenden Reduzierung des Einflusses des Magnetischen Kreises der Luft-Drosselspule 10 auf den Umschalter 12 erreicht werden. Bezugszeichenliste:

10	Luft-Drosselspule
12	Umschalter
14	Ableitung
16	erste Halbkreisschale
18	zweite Halbkreisschale
20	Wicklungen
22	magnetischen Schicht
24	Isolierrohr
25	Anschlüsse
26	Anzapfungen
28	Rahmen für Wicklung
30	Innenraum

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3305007 C2 [0002]
WO 99/60588 [0002]

Claims

Anordnung einer Luft-Drosselspule (10) und eines Umschalters (12), insbesondere eines Umstellers oder eines Laststufenumschalters, wobei die Luft-Drosselspule (10) Wicklungen (20) aufweist dadurch gekennzeichnet, dass der Umschalter (12) im Innenraum (30) der Luft-Drosselspule (10) angeordnet ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Drosselspule (10) ein Isolierrohr (24) aufweist.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierrohr (24) das an seiner, dem Innenraum (30) zugewandten Seite eine ferromagnetische Schicht (22) aufweist.
Anordnung einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Drosselspule (10) eine erste Halbkreisschale (16) und eine zweite Halbkreisschale (18) aufweist, wobei auf der ersten Halbkreisschale (16) oder zweite Halbkreisschale (18) Anschlüsse (25) für die Zuleitungen vorhanden sind.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Halbkreis-Schale (16) und eine zweite Halbkreisschale (18) als Rahmen für die Wicklungen (20) der Luft-Drosselspule (10) dienen.
Verfahren zur Herstellung einer Anordnung einer Luft-Drosselspule (10) und eines Umschalters (12), insbesondere eines Umstellers oder eines Laststufenumschalters dadurch gekennzeichnet, dass die Luft-Drosselspule (10) aus einer ersten Halbkreisschale (16) und einer zweiten Halbkreisschale (18) zusammengefügt wird und der Umschalter (12) vor dem zusammenfügen der Halbkreisschalen (16, 18) innerhalb der ersten Halbkreisschale (16) angeordnet wird, so dass der Umschalter (12) nach dem Zusammenfügen im Innenraum (30) der Luft-Drosselspule 10, bevorzugt zentriert, liegt.
Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Halbkreisschale (16) und die zweite Halbkreisschale (18) einen Rahmen bilden und die Wicklungen (20) der Luft-Drosselspule (10) durch Umwickeln der ersten Halbkreisschale (16) und der zweiten Halbkreisschale (18) nach dem Zusammenfügen hergestellt werden.
Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Halbkreisschale (16) und die zweite Halbkreisschale (18) nach dem Zusammenfügen ein Isolierrohr (24) bilden.
Verfahren zur Herstellung einer Anordnung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Zusammenfügen der ersten und zweiten Halbkreisschalen (16, 18) auf ihren, dem Innenraum (30) zugewandten Seiten eine ferromagnetische Schicht (22) aufgebracht wird.