DE102017201880A1

DE102017201880A1 - Electrical device with high electromagnetic compatibility

Info

Publication number: DE102017201880A1
Application number: DE102017201880.1A
Authority: DE
Inventors: Jörg Fröhner; Stephan Voss; Jonas Claus
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2017-02-07
Filing date: 2017-02-07
Publication date: 2018-08-09
Also published as: WO2018145836A1

Abstract

Um ein elektrisches Gerät (18) mit hoher elektromagnetischer Verträglichkeit umfassend ein erstes Aktivteil (22a), das einen ersten Kern (20a) und wenigstens eine erste Wicklungseinheit (21a) aufweist, die einen Schenkel des ersten Kerns (20a) umschließt, und ein zweites Aktivteil (22b), das einen zweiten Kern (20b) und wenigstens eine zweite Wicklungseinheit (21b) aufweist, die einen Schenkel des zweiten Kerns (20b) umschließt, wobei der erste Kern (20a) und der zweite Kern (20b) magnetisch entkoppelt sind, zu schaffen, das kostengünstig, leicht und kompakt ausgestaltet ist, wird vorgeschlagen, dass die Wicklungseinheiten (21a,21b) magnetisch antiparallel zueinander angeordnet sind, so dass ein äußeres Magnetfeld des elektrischen Gerätes (18) herabgesetzt ist.A high electromagnetic compatibility electrical device (18) comprising a first active part (22a) having a first core (20a) and at least one first winding unit (21a) enclosing one leg of the first core (20a) and a second active part (22a) Active part (22b) having a second core (20b) and at least one second winding unit (21b) enclosing a leg of the second core (20b), wherein the first core (20a) and the second core (20b) are magnetically decoupled to provide, which is inexpensive, lightweight and compact designed, it is proposed that the winding units (21 a, 21 b) are arranged magnetically antiparallel to each other, so that an external magnetic field of the electrical device (18) is reduced.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät mit hoher elektromagnetischer Verträglichkeit umfassend ein erstes Aktivteil, das einen ersten Kern und wenigstens eine erste Wicklungseinheit aufweist, die einen Schenkel des ersten Kerns umschließt, und ein zweites Aktivteil, das einen zweiten Kern und wenigstens eine zweite Wicklungseinheit aufweist, die einen Schenkel des zweiten Kerns umschließt, wobei der erste Kern und der zweite Kern magnetisch entkoppelt sind.The invention relates to an electrical device with high electromagnetic compatibility comprising a first active part, which has a first core and at least one first winding unit, which encloses a leg of the first core, and a second active part, which has a second core and at least one second winding unit, which encloses a leg of the second core, wherein the first core and the second core are magnetically decoupled.

Ein solches elektrisches Gerät ist dem Fachmann aus der Praxis bekannt. So weisen beispielsweise bestimmte schienengeführte Fahrzeuge einen elektrischen Antrieb auf, der modular aufgebaut ist. Die in Reihe geschalteten Module des Antriebs sind jeweils mit einem separaten und unabhängigen Transformator als elektrisches Gerät ausgerüstet. Jeder dieser Transformatoren verfügt über ein Aktivteil mit einem magnetisierbaren Kern. Der Kern bildet einen Schenkel aus, der sich durch eine Wicklungseinheit mit zwei Wicklungen erstreckt, wobei eine Wicklung als Oberspannung- und die andere Wicklung als Unterspannungswicklung dient.Such an electrical device is known to those skilled in the art. For example, certain rail-guided vehicles on an electric drive, which is modular. The series connected modules of the drive are each equipped with a separate and independent transformer as an electrical device. Each of these transformers has an active part with a magnetizable core. The core forms a leg which extends through a winding unit with two windings, one winding serving as a high-voltage winding and the other winding as a low-voltage winding.

Das oben genannte elektrische Gerät kann äußere elektromagnetische Felder erzeugen, die in anderen Betriebsmitteln, beispielsweise in streckenseitigen Bahnkomponenten, Störungen verursachen. Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) des elektrischen Geräts ist daher eine zwingende Voraussetzung für seinen Einsatz in diesen Anwendungsbereichen. Insbesondere sei auf die EMV-Richtlinie 2014/30/EU verwiesen. Die dort festgeschriebenen Anforderungen müssen von einem elektrischen Gerät erfüllt werden, um für den Verkauf in diesem Bereich zugelassen zu werden.The above-mentioned electrical equipment may generate external electromagnetic fields that cause disturbances in other resources such as trackside railway components. The electromagnetic compatibility (EMC) of the electrical device is therefore a mandatory requirement for its use in these applications. In particular, reference is made to the EMC Directive 2014/30 / EU. The requirements set out therein must be fulfilled by an electrical appliance in order to be approved for sale in this area.

Um die Überschreitung der vorgegebenen Grenzwerte zu vermeiden, sind elektrische Gerät daher mit hochpermeablen Schirmelementen, wie beispielsweise Kernblechpaketen oder leitfähigen Gehäuseteilen ausgerüstet, die als Wirbelstromschirm wirken und das elektrische Gerät nach außen hin abschirmen.In order to avoid the exceeding of the specified limits, electrical equipment are therefore equipped with high-permeability shielding elements, such as core lamination packages or conductive housing parts, which act as eddy current shield and shield the electrical device to the outside.

Einem solchen elektrischen Gerät haftet jedoch der Nachteil an, dass die Abschirmung kostenintensiv und raumgreifend ist. Darüber hinaus sorgen solche äußeren Gehäuseteile für ein zusätzliches Gewicht. Auch im Hinblick auf den begrenzten Bauraum bei Schienenfahrzeugen sind zusätzliche Komponenten unerwünscht.However, such an electrical device has the disadvantage that the shield is costly and expansive. In addition, such outer housing parts provide additional weight. Also in view of the limited space in rail vehicles additional components are undesirable.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein elektrisches Gerät der eingangs genannten Art bereitzustellen, das kostengünstig, leicht und kompakt ausgestaltet ist.The object of the invention is therefore to provide an electrical device of the type mentioned, which is designed cost-effective, lightweight and compact.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Wicklungseinheiten magnetisch antiparallel zueinander derart angeordnet sind, dass ein äußeres Magnetfeld des elektrischen Gerätes herabgesetzt ist.The invention solves this problem in that the winding units are arranged magnetically antiparallel to each other such that an external magnetic field of the electrical device is reduced.

Eine einzelne Wicklung kann als magnetischer Dipol verstanden werden, da ein Stromfluss durch die Wicklung ein Magnetfeld mit einer Orientierung von einem magnetischen Nord- zu einem magnetischen Südpol durch die Wicklungsanordnung erzeugt. Eine Wicklung ist im Sinne der Erfindung magnetisch antiparallel zu einer anderen Wicklung angeordnet, wenn deren magnetische Dipole antiparallel also entgegengesetzt zueinander angeordnet sind. Eine Wicklungseinheit im Sinne der Erfindung umfasst eine oder mehrere Wicklungen. Mehrere Wicklungseinheiten können somit als Anordnung mehrerer magnetischer Dipole verstanden werden (z.B. als Quadrupol, Hexapol, usw.). Eine Wicklungseinheit ist im Sinne der Erfindung magnetisch antiparallel zu einer anderen Wicklungseinheit angeordnet, wenn zu jeder Wicklung der einen Wicklungseinheit genau eine Wicklung der anderen Wicklungseinheit magnetisch antiparallel angeordnet ist.A single winding may be understood to be a magnetic dipole because current flow through the winding creates a magnetic field having a north-to-south magnetic pole orientation through the winding assembly. A winding is arranged magnetically antiparallel to another winding in the context of the invention, if their magnetic dipoles are arranged antiparallel so opposite to each other. A winding unit according to the invention comprises one or more windings. Thus, multiple winding units can be understood to be an array of multiple magnetic dipoles (e.g., quadrupole, hexapole, etc.). A winding unit is arranged magnetically antiparallel to another winding unit according to the invention, if exactly one winding of the other winding unit is arranged magnetically antiparallel to each winding of a winding unit.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Magnetfelder der Wicklungseinheiten des eingangs genannten elektrischen Geräts sich gegenseitig beeinflussen. Ordnet man die Wicklungseinheiten magnetisch antiparallel zueinander an, so wird das Magnetfeld außerhalb des elektrischen Gerätes reduziert, je kürzer alle Abstände zwischen Nord- und Südpol benachbarter, antiparalleler magnetischer Dipole sind. Der Passus „... magnetisch antiparallel...“, ist im Sinne der Erfindung so zu verstehen, dass die Wicklungseinheiten in Längsrichtung der Schenkel, die sie umgeben, parallel und mit geringem Abstand zueinander angeordnet sind. Fasst man die bestromte Wicklung der Wicklungseinheit zusammen mit dem sich durch diese hindurch erstreckenden Schenkel als magnetischen Dipol auf, verlaufen die magnetischen Feldlinien von dem als Nordpol wirkende Ende einer Wicklungseinheit zu dem direkt neben dieser Wicklungseinheit liegenden Südpol der parallel geschalteten Wicklungseinheit. Das magnetische Feld verläuft mit anderen Worten verstärkt auf der Seite jeder Wicklungseinheit, die der jeweiligen anderen parallel angeordneten Wicklungseinheit zugewandt ist. Auf diese Weise wird das Magnetfeld an der anderen Seite und somit das äußere Magnetfeld der gesamten Anordnung herabgesetzt.According to the invention, it has been recognized that the magnetic fields of the winding units of the electrical device mentioned above influence each other. Assigning the winding units magnetically antiparallel to each other, the magnetic field is reduced outside the electrical device, the shorter all distances between the north and south poles of adjacent, antiparallel magnetic dipoles are. The term "... magnetically antiparallel ..." is to be understood in the sense of the invention that the winding units are arranged in the longitudinal direction of the legs which they surround, parallel and at a small distance from each other. If the energized winding of the winding unit together with the leg extending therethrough are included as magnetic dipole, the magnetic field lines run from the end of a winding unit acting as the north pole to the south pole of the winding unit connected in parallel next to this winding unit. In other words, the magnetic field is reinforced on the side of each winding unit facing the respective other winding unit arranged in parallel. In this way, the magnetic field on the other side and thus the external magnetic field of the entire arrangement is reduced.

Das äußere Magnetfeld ist mit anderen Worten das Magnetfeld, das an der Seite einer Wicklungseinheit entsteht, die keiner anderen Wicklungseinheit, sei eines anderen Aktivteils oder des gleichen Aktivteils, zugewandt ist.In other words, the external magnetic field is the magnetic field which arises on the side of a winding unit which does not face any other winding unit, be it another active part or the same active part.

Im Sinne der Erfindung kann eine Wicklungseinheit eine oder mehrere Wicklungen aufweisen. Ist das Gerät beispielsweise eine Drossel, besteht jede Wicklungseinheit aus lediglich einer umfänglich geschlossenen Wicklung. Ist das elektrische Gerät beispielsweise ein Transformator, kann jede Wicklungseinheit zwei konzentrisch zueinander angeordnete Wicklungen aufweisen, die umfänglich geschlossen sind. Die genaue Anordnung der Aktivteile und somit der Wicklungseinheiten kann im Rahmen der Erfindung auf vielfältige Weise erfolgen. So ist die Anordnung beispielsweise davon abhängig, wie viele Wicklungen jede Wicklungseinheit aufweist. Darüber hinaus ist die Anordnung davon abhängig, ob jedes Aktivteil einen Schenkel mit einer Wicklungseinheit, also einen so genannten Zweipol ausbildet, oder ob jedes Aktivteil über einen Kern mit zwei Schenkeln verfügt, die jeweils von einer Wicklungseinheit umgeben sind. For the purposes of the invention, a winding unit can have one or more windings. If the device is a choke, for example, each winding unit consists of only one circumferentially closed winding. If the electrical device is, for example, a transformer, each winding unit can have two windings which are arranged concentrically with respect to one another and are circumferentially closed. The exact arrangement of the active parts and thus the winding units can be done in many ways within the scope of the invention. For example, the arrangement depends on how many windings each winding unit has. In addition, the arrangement is dependent on whether each active part forms a leg with a winding unit, that is, a so-called two-terminal, or whether each active part has a core with two legs, each surrounded by a winding unit.

Wesentlich im Rahmen der Erfindung ist jedoch, dass die Anordnung bewusst so gewählt ist, dass das äußere Magnetfeld, das also an der Seite der außenliegenden Wicklungseinheiten entsteht, die von einer anderen Wicklungseinheit abgewandt ist, durch die gegenseitige elektromagnetische Beeinflussung der Aktivteile herabgesetzt ist. Auf diese Art und Weise ist die elektromagnetische Verträglichkeit des elektrischen Geräts gesteigert, ohne dass zusätzliche Gehäuseteile zum Einsatz gebracht werden müssen.Essential within the scope of the invention, however, is that the arrangement is deliberately chosen so that the external magnetic field, which thus arises on the side of the outer winding units, which faces away from another winding unit, is reduced by the mutual electromagnetic interference of the active parts. In this way, the electromagnetic compatibility of the electrical device is increased, without additional housing parts must be used.

Erfindungsgemäß sind die Kerne der Aktivteile entkoppelt. Die Kerne sind daher mit Abstand zueinander angeordnet und wenn überhaupt nur über Komponenten miteinander verbunden, deren Materialien einen im Vergleich zum Kernmaterial hohen magnetischen Widerstand aufweisen. Die Komponenten dienen beispielsweise zur Befestigung der Kerne.According to the cores of the active parts are decoupled. The cores are therefore arranged at a distance from one another and, if at all, connected to one another via components whose materials have a high magnetic resistance in comparison with the core material. The components are used, for example, for fastening the cores.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts weist jeder Kern einen Rückführungsschenkel auf. Das so gebildete Aktivteil verfügt über lediglich einen Schenkel, der von einer Wicklungseinheit umgeben ist, so dass ein so genannter Zweipol bereitgestellt ist. Dabei erstreckt sich jeder Schenkel in einer Längsrichtung. Ein Schenkel, der Rückführungsschenkel, ist von keiner Wicklungseinheit umschlossen. Werden nun zwei so ausgeführte Aktivteile in dieser Längsrichtung nebeneinander gelegt, kommt es aufgrund der magnetisch antiparallelen Anordnung zu einer Herabsetzung an der Seite jeder Wicklungseinheit, die von der anderen Wicklungseinheit abgewandt ist.In an advantageous embodiment of the electrical device according to the invention, each core has a return leg. The active part thus formed has only one leg, which is surrounded by a winding unit, so that a so-called two-pole is provided. In this case, each leg extends in a longitudinal direction. One leg, the return leg, is not enclosed by any winding unit. Now, if two active parts so executed in this longitudinal direction are juxtaposed, it comes due to the magnetically anti-parallel arrangement to a reduction on the side of each winding unit, which faces away from the other winding unit.

Wie bereits ausgeführt wurde, kann jede Wicklungseinheit zwei konzentrisch zueinander angeordnete Wicklungen aufweisen, wobei eine dieser Wicklungen eingangsseitig erregt wird.As already stated, each winding unit can have two windings arranged concentrically with one another, one of these windings being excited on the input side.

Bei einer hiervon abweichenden Ausführung der Erfindung verfügt jedes Aktivteil über einen Kern mit zwei Schenkeln, wobei jeder Schenkel von einer Wicklungseinheit umgeben ist, so dass ein Vierpol ausgebildet ist. Ein solcher Vierpol verfügt somit über zwei Wicklungseinheiten, die jeweils ein oder zwei Wicklungen aufweisen können, wobei die Wicklungen z.B. in Reihe geschaltet sind. Eine solche Ausgestaltung des Aktivteils hat sich für viele Anwendungen als vorteilhaft erwiesen.In a different embodiment of the invention, each active part has a core with two legs, each leg is surrounded by a winding unit, so that a quadrupole is formed. Such a quadrupole thus has two winding units, each of which may have one or two windings, the windings being e.g. are connected in series. Such an embodiment of the active part has proved to be advantageous for many applications.

Zweckmäßigerweise sind wenigstens vier Aktivteile vorgesehen, wobei wenigstens zwei Aktivteile in einer unteren Schicht in Längsrichtung der Schenkel nebeneinander angeordnet sind, deren Wicklungseinheiten magnetisch antiparallel zueinander angeordnet sind. Wenigstens zwei Aktivteile sind in einer darüber liegenden oberen Schicht in Längsrichtung der Schenkel nebeneinander angeordnet, deren Wicklungseinheiten magnetisch antiparallel zueinander angeordnet sind, wobei jedes Aktivteil der unteren Schicht einem magnetisch antiparallelen Aktivteil der oberen Schicht zugewandt ist. Sind beispielsweise vier Aktivteile vorgesehen, liegen somit zwei Aktivteile in der unteren Schicht und zwei Aktivteile in der oberen Schicht. Die Aktivteile, die in der gleichen Schicht in Längsrichtung nebeneinander liegen, sind mit ihren Wicklungseinheiten zueinander jeweils magnetisch antiparallel angeordnet. Mit anderen Worten verlaufen die Magnetfeldlinien von dem jeweiligen Nordpol zum parallel auf gleicher Höhe liegenden Südpol der zugewandten Wicklungseinheit des anderen Aktivteils der gleichen Schicht. Darüber hinaus ist jedes Aktivteil der unteren Schicht einem Aktivteil der oberen Schicht unmittelbar zugewandt oder mit anderen Worten benachbart, das ebenfalls Wicklungseinheiten aufweist, die magnetisch antiparallel zu den Wicklungseinheiten des zugewandten unteren Aktivteils angeordnet ist. Auf diese Weise können äußere Magnetfelder, die also oberhalb der oberen Schicht und unterhalb der unteren Schicht und rechts und links und an beiden Stirnseiten der übereinander liegenden Schichten entstehen, herabgesetzt werden. Anstelle von vier Aktivteilen können beispielsweise sechs, acht oder sogar mehr Aktivteile in den übereinander liegenden Schichten angeordnet sein.Conveniently, at least four active parts are provided, wherein at least two active parts are arranged in a lower layer in the longitudinal direction of the legs side by side, the winding units are arranged magnetically antiparallel to each other. At least two active parts are arranged side by side in an overlying upper layer in the longitudinal direction of the legs, whose winding units are arranged magnetically antiparallel to each other, wherein each active part of the lower layer faces a magnetically antiparallel active part of the upper layer. For example, if four active parts provided, so are two active parts in the lower layer and two active parts in the upper layer. The active parts, which lie in the same layer in the longitudinal direction next to each other, are arranged with their winding units to each other magnetically antiparallel. In other words, the magnetic field lines run from the respective north pole to the south pole lying parallel to the same level of the facing winding unit of the other active part of the same layer. In addition, each active part of the lower layer is directly facing or in other words adjacent to an active part of the upper layer, which likewise has winding units which are arranged magnetically antiparallel to the winding units of the facing lower active part. In this way, external magnetic fields, which thus arise above the upper layer and below the lower layer and on the right and left and on both end sides of the superposed layers, can be reduced. Instead of four active parts, for example, six, eight or even more active parts can be arranged in the superimposed layers.

Bei einer weiteren Variante der Erfindung können auch drei oder mehr übereinander angeordnete Schichten mit zwei oder mehreren Aktivteilen vorgesehen sein. Bei allen diesen Ausgestaltungen der Erfindung ist jedes Aktivteil in einer Schicht längs neben einem Aktivteil parallel angeordnet, wobei die nebeneinander liegende Wicklungseinheiten magnetisch antiparallel zueinander angeordnet sind. Darüber hinaus ist jedes Aktivteil dem darüber oder darunter liegenden Aktivteil magnetisch antiparallel angeordnet.In a further variant of the invention, three or more layers arranged one above the other can also be provided with two or more active parts. In all these embodiments of the invention, each active part is arranged in parallel in a layer alongside an active part, wherein the juxtaposed winding units are arranged magnetically antiparallel to each other. In addition, each active part of the overlying or underlying active part is arranged magnetically antiparallel.

Wie bereits weiter oben ausgeführt wurde, ist es zweckmäßig, wenn eine Wicklungseinheit zwei Wicklungen und beispielsweise eine erste Unterspannungswicklung und eine erste Oberspannungswicklung aufweist, die konzentrisch zueinander angeordnet sind. Dabei weist die zweite Wicklungseinheit eine zweite Unterspannungswicklung und eine zweite Oberspannungswicklung auf, die ebenfalls konzentrisch zueinander angeordnet sind. Bei dieser Ausführung der Erfindung ist das elektrische Gerät ein Transformator. As already stated above, it is expedient if a winding unit has two windings and, for example, a first undervoltage winding and a first high-voltage winding, which are arranged concentrically with one another. In this case, the second winding unit has a second low-voltage winding and a second high-voltage winding, which are also arranged concentrically with each other. In this embodiment of the invention, the electrical device is a transformer.

Jede Wicklungseinheit kann im Rahmen der Erfindung als feststoffisolierte Wicklung ausgeführt sein. Die Feststoffisolierung erfolgt beispielsweise durch Einbetten der Wicklungsleiters jeder Wicklung in einen zweckmäßigen Harz, so dass eine so genannte Trockenwicklung bereitgestellt ist. Ein solcher Harzblock mit seinen Außenanschlüssen kann anschließend konzentrisch möglicherweise zu einer weiteren feststoffisolierten Wicklung angeordnet sein.Each winding unit can be embodied in the context of the invention as solid-insulated winding. The solid insulation is carried out, for example, by embedding the winding conductor of each winding in a suitable resin, so that a so-called dry winding is provided. Such a resin block with its external terminals can then be arranged concentrically possibly to another solid-insulated winding.

Abweichend hiervon ist jede Wicklungseinheit jedoch in einem fluiddichten gekapselten Gehäuse angeordnet, wobei sich der Kern fluiddicht aus dem Gehäuse heraus erstreckt. Das fluiddichte Gehäuse ist mit einem geeigneten Isolierfluid, beispielsweise einem mineralischen Öl oder einem Esteröl befüllt, wobei das Isolierfluid neben der Isolierung auch für die Kühlung der jeweiligen Wicklung oder Wicklungseinheit sorgt.Deviating from this, however, each winding unit is arranged in a fluid-tight, encapsulated housing, wherein the core extends in a fluid-tight manner out of the housing. The fluid-tight housing is filled with a suitable insulating fluid, such as a mineral oil or an ester oil, wherein the insulating fluid in addition to the insulation also provides for the cooling of the respective winding or winding unit.

Das erfindungsgemäße elektrische Gerät ist zweckmäßigerweise ohne ein äußeres Gehäuse ausgeführt. Bei einer hiervon abweichenden Variante der Erfindung ist jedoch ein äußeres Gehäuse vorgesehen. Das äußere Gehäuse umfasst alle Aktivteile oder zumindest alle Wicklungseinheiten. Die Kerne der Aktivteile können sich aus dem äußeren Gehäuse heraus erstrecken. Das äußere Gehäuse dient im Wesentlichen der Kapselung des elektrischen Geräts gegenüber Verunreinigungen, Staubbelastungen, Flüssigkeiten oder dergleichen.The electrical device according to the invention is expediently designed without an outer housing. In a variant of the invention deviating therefrom, however, an outer housing is provided. The outer housing comprises all active parts or at least all winding units. The cores of the active parts may extend out of the outer housing. The outer housing essentially serves to encapsulate the electrical device against contamination, dust, liquids or the like.

Bei einer hiervon abweichenden Ausführung ist das äußere gemeinsame Gehäuse als Kessel fluiddicht ausgeführt, wobei die Wicklungseinheiten kein separates Gehäuse aufweisen, sondern alle Wicklungen in einem gemeinsamen Isolierfluidbad angeordnet sind.In a variant thereof, the outer common housing is designed as a boiler fluid-tight, wherein the winding units do not have a separate housing, but all windings are arranged in a common Isolierfluidbad.

Zweckmäßigerweise weist jeder Kern Halterungsmittel zum Befestigen des jeweiligen Aktivteils an einem Schienenfahrzeug auf. Auf diese Weise ist eine kostengünstige und einfache Befestigung und Montage bei begrenztem Bauraum ermöglicht.Expediently, each core has holding means for fastening the respective active part to a rail vehicle. In this way, a cost-effective and easy mounting and mounting with limited space is possible.

Vorteilhafterweise sind die erste und die zweite Wicklungseinheit parallel zueinander angeordnet und gegensinnig zueinander polarisiert. Dies ist eine Möglichkeit, die magnetisch antiparallele Anordnung der Wicklungseinheiten auszuführen.Advantageously, the first and the second winding unit are arranged parallel to each other and polarized in opposite directions to each other. This is one way to perform the magnetically antiparallel arrangement of the winding units.

Abweichend davon sind die erste und zweite Wicklungseinheit mit ihren Schenkeln parallel zueinander angeordnet und weisen bei gleichsinniger Polarisierung der Erregerspannung unterschiedliche oder mit anderen Worten gegensinnige Wicklungsrichtungen auf. So ist beispielsweise eine Wicklung der ersten Wicklungseinheit eine Rechtswicklung, während die parallele Wicklungseinheit über eine Linkswicklung verfügt. Wesentlich im Sinne der Erfindung ist, dass nebeneinander liegende Wicklungseinheiten gegengerichtete Magnetpole ausbilden.Deviating from this, the first and second winding unit are arranged with their legs parallel to each other and have in the same direction polarization of the exciter voltage different or in other words opposite directions of winding directions. For example, a winding of the first winding unit is a right-hand winding, while the parallel winding unit has a left-hand winding. It is essential in the context of the invention that adjacent winding units form oppositely directed magnetic poles.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist jedes Aktivteil eingangs- und ausgangsseitig jeweils mit einem Umrichter verbunden. Jeder Umrichter ist wechselspannungsseitig an eine Wicklung des Aktivteils angeschlossen, wobei das Aktivteil für eine Umwandlung der Wechselspannung von einer hohen zu einer niedrigen Spannung sorgt. Jeder der besagten Umrichter ist gleichspannungsseitig mit einem weiteren Umrichter verbunden, so dass beidseitig eines jeden Aktivteils ein Frequenzumrichter bereitgestellt. Der eingangsseitige Frequenzumrichter ist seinerseits eingangsseitig mit einem Wechselspannungsversorgungsnetz verbindbar, das eine Frequenz, beispielsweise 16⅔ oder 50 Herz aufweist. Diese eingangsseitige Versorgungsfrequenz wird durch den Frequenzumrichter zu einer höheren Frequenz umgewandelt, so dass das Aktivteil kompakter ausgebildet werden kann. Die hohe Frequenz der Wechselspannung wird sekundärseitig des Aktivteils dann durch den ausgangsseitigen Frequenzumrichter in eine geringere Frequenz umgewandelt. Auf diese Weise ist beispielsweise ein Mittelfrequenztransformator bereitgestellt.In a preferred embodiment of the invention, each active part is connected to the input and output side each with a converter. Each inverter is connected on the AC side to a winding of the active part, wherein the active part for a conversion of the AC voltage from a high to a low voltage. Each of the said inverters is connected on the DC voltage side to a further converter so that a frequency converter is provided on both sides of each active part. The input-side frequency converter in turn is the input side connected to an AC power supply network having a frequency, for example, 16⅔ or 50 heart. This input-side supply frequency is converted by the frequency converter to a higher frequency, so that the active part can be made more compact. The high frequency of the AC voltage is then converted on the secondary side of the active part by the output side frequency converter in a lower frequency. In this way, for example, a medium-frequency transformer is provided.

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile verweisen und wobei

1 den elektrischen Antrieb eines schienengeführten Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts,
2 ein genauer dargestelltes Ausführungsbeispiel des als Transformator ausgeführten elektrischen Geräts in einer Draufsicht,
3 ein als Drossel ausgeführtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts,
4 die Anschlüsse eines als Vierpol ausgebildeten Aktivteils,
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts, dessen Aktivteile als Vierpol ausgebildet sind, und
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts schematisch verdeutlichen.

Further expedient embodiments and advantages of the invention are the subject of the following description of embodiments of the invention with reference to the figures of the drawing, wherein like reference numerals refer to like-acting components and wherein

1 the electric drive of a rail-mounted vehicle with an embodiment of the electrical device according to the invention,
2 a more detailed embodiment of the executed as a transformer electrical device in a plan view,
3 an embodiment of the electrical device according to the invention designed as a throttle,
4 the connections of an active part designed as a quadrupole,
5 a further embodiment of the electrical device according to the invention, the active parts are designed as a quadrupole, and
6 illustrate a further embodiment of the electrical device according to the invention schematically.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung den Antriebszweig 1 eines elektrischen Schienenfahrzeugs 2. Das Schienenfahrzeug 2 verfügt auf seinem Dach über einen Stromabnehmer 3, der in elektrischem Kontakt mit einem Fahrdraht 4 gebracht werden kann, so dass die notwendige Versorgungsspannung für das Schienenfahrzeug 2 bereitgestellt ist. Über eine Glättungsdrossel 5 ist der Fahrdraht 4 mit einem Frequenzumrichter 6 verbunden, der seinerseits aus einem Gleichrichter 7 sowie einem Wechselrichter 8 besteht, die gleichspannungsseitig miteinander verbunden sind. Gleichrichter 7 und Wechselrichter 8 sind modular aufgebaut, so dass sich Gleichrichtermodule 7a, 7b, 7n ergeben, in Reihe zueinander geschaltet sind. Das untere Modul 7n des Gleichrichters 7 ist mit einer auf Erdpotenzial liegenden Schiene 9 verbunden, auf welcher das Schienenfahrzeug mit seinem Schienenrad 10 abrollt. Dabei ist jedes Gleichrichtermodul 7a, 7b...7n mit einem Wechselrichtermodul 8a, 8b, 8n gleichspannungsseitig verbunden, wobei jedes Wechselrichtermodul 8a, 8b bzw. 8n ausgangsseitig mit einer Oberspannungswicklung 11a, 11b bzw. 11n verbunden ist. Dabei ist jede Oberspannungswicklung 11a, 11b ... 11n jeweils mit einer Unterspannungswicklung 12a, 12b ... 12n induktiv gekoppelt, so dass die an der jeweiligen Oberspannungswicklung anliegende Erregungsspannung in eine kleinere Ausgangsspannung umgewandelt werden kann. 1 shows a schematic representation of the drive branch 1 an electric rail vehicle 2 , The rail vehicle 2 has a pantograph on its roof 3 in electrical contact with a contact wire 4 can be brought, so that the necessary supply voltage for the rail vehicle 2 is provided. About a smoothing choke 5 is the contact wire 4 with a frequency converter 6 connected, in turn, from a rectifier 7 and an inverter 8th exists, which are connected to each other on the DC side. rectifier 7 and inverters 8th are modular, so that rectifier modules 7a . 7b . 7n result, are connected in series with each other. The lower module 7n of the rectifier 7 is with a ground potential rail 9 connected, on which the rail vehicle with its rail wheel 10 rolls. There is every rectifier module 7a . 7b ... 7n with an inverter module 8a . 8b . 8n connected DC side, with each inverter module 8a . 8b respectively. 8n on the output side with a high-voltage winding 11a . 11b respectively. 11n connected is. Here is every high-voltage winding 11a . 11b ... 11n each with a low voltage winding 12a . 12b ... 12n inductively coupled, so that the voltage applied to the respective high-voltage winding excitation voltage can be converted into a smaller output voltage.

Jede Unterspannungswicklung 12a, 12b ... 12n ist mit einem Frequenzumrichter 13 verbunden, wobei der Frequenzumrichter 13 wieder aus einem Gleichrichter 14 sowie einem Wechselrichter 15 besteht. Der Gleichrichter 14 ist wieder modular aufgebaut und verfügt über Gleichrichtermodule 14a, 14b ... 14n, die wechselspannungsseitig jeweils mit der zugeordneten Unterspannungswicklung 12a, 12b bzw. 12n verbunden sind. Gleichspannungsseitig sind die Gleichrichtermodule 14a, 14b ... 14n in Reihe geschaltet, wobei die Reihenschaltung an einen Zwischenkreiskondensator 16 angeschlossen ist. Der Wechselrichter 15 ist wechselspannungsseitig mit elektrischen Traktionsmotoren 17 verbunden, welche die gewünschte Bewegungsenergie erzeugen. Die Fahrgeschwindigkeit ist von der ausgangsseitig bereitgestellten Frequenz der Wechselspannung des Wechselrichters 15 abhängig.Each undervoltage winding 12a . 12b ... 12n is with a frequency converter 13 connected, wherein the frequency converter 13 again from a rectifier 14 as well as an inverter 15 consists. The rectifier 14 is modular again and has rectifier modules 14a . 14b ... 14n, the alternating voltage side in each case with the associated low-voltage winding 12a . 12b respectively. 12n are connected. DC side are the rectifier modules 14a . 14b ... 14n connected in series, wherein the series connection to a DC link capacitor 16 connected. The inverter 15 is on the AC side with electric traction motors 17 connected, which generate the desired kinetic energy. The driving speed is the frequency of the AC voltage of the inverter provided on the output side 15 dependent.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen modular aufgebauten Mittelfrequenztransformator 18. Durch die beidseitige Anordnung von Frequenzumrichtern ist die eingangs- und ausgangsseitig an den jeweiligen Modulen des Mittelfrequenztransformators anliegende Spannung eine hohe Frequenz auf, so dass die Module des Mittelfrequenztransformators 11a, 12a, 11b, 12b, 11n, 12n kleiner ausgestaltet werden können, als dies der Fall wäre, wenn diese mit der Frequenz der Versorgungsspannung im Fahrdraht 4 erregt würden. Durch den modularen Aufbau dieses Antriebs verfügt das als Transformator 18 ausgeführte elektrische Gerät über mehrere Aktivteile, deren Kerne nicht über magnetisierbare Materialien oder Stoffe miteinander verbunden und somit magnetisch voneinander entkoppelt sind. Die Anzahl der Module und somit die Anzahl der Aktivteile ist im Rahmen der Erfindung grundsätzlich beliebig.At the in 1 illustrated embodiment is a modular medium-frequency transformer 18 , Due to the two-sided arrangement of frequency converters, the voltage applied to the respective modules of the medium-frequency transformer on the input and output side has a high frequency, so that the modules of the medium-frequency transformer 11a . 12a . 11b . 12b . 11n . 12n can be made smaller than would be the case if this with the frequency of the supply voltage in the contact wire 4 would be excited. Due to the modular design of this drive, this has as a transformer 18 executed electrical device via several active parts whose cores are not connected to each other via magnetizable materials or substances and thus are magnetically decoupled from each other. The number of modules and thus the number of active parts is fundamentally arbitrary within the scope of the invention.

So zeigt 2 eine Ausführung des erfindungsgemäßen Transformators 18, wobei der Transformator 18 nur zwei Aktivteile 19a und 19b aufweist, die dort in einer Draufsicht gezeigt sind. Jedes Aktivteil 19a beziehungsweise 19b verfügt über einen Kern 20a bzw. 20b sowie über jeweils eine Wicklungseinheit 21a bzw. 21b, die jeweils aus einer Oberspannungswicklung 11a, 11b sowie einer Unterspannungswicklung 12a, 12b bestehen. Die Wicklungen 11a, 11b, 12a, 12b sind jeweils umfänglich geschlossen und konzentrisch zueinander angeordnet, wobei sich ein in 2 von oben nicht erkennbarer Schenkel des jeweiligen Kerns 20a beziehungsweise 20b durch die Wicklungen 11a, 11b, 12a, 12b hindurch erstreckt. Außerhalb der Wicklungseinheit 21a, 21b bildet der Kern 20a beziehungsweise 20b einen ebenfalls in 2 nicht weiter verdeutlichen Rückführungsschenkel aus, der von keiner Wicklungseinheit umgeben ist. Die Ausgestaltung solcher Aktivteile ist jedoch dem Fachmann bekannt, so dass weitergehende Ausführungen an dieser Stelle entfallen können.So shows 2 an embodiment of the transformer according to the invention 18 , where the transformer 18 has only two active parts 19a and 19b, which are shown there in a plan view. Every active part 19a respectively 19b has a core 20a respectively. 20b as well as via one winding unit each 21a respectively. 21b , each consisting of a high-voltage winding 11a . 11b and a low voltage winding 12a . 12b consist. The windings 11a . 11b . 12a . 12b are each circumferentially closed and arranged concentrically to each other, with a in 2 from above unrecognizable leg of the respective core 20a respectively 20b through the windings 11a . 11b . 12a . 12b extends through. Outside the winding unit 21a . 21b forms the core 20a or 20b also in 2 not further illustrate return leg, which is surrounded by any winding unit. However, the design of such active parts is known in the art, so that further explanations can be omitted at this point.

Die Schenkel und somit die Wicklungseinheiten 21a, 21b sind in Längsrichtung der Schenkel, die sich in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel in die Zeichnungsebene hinein erstrecken, parallel zueinander angeordnet. Dabei sind die Wicklungen gegensinnig zueinander polarisiert. So wird in der gezeigten Draufsicht der durch Pfeile angedeutete Strom in der eingangsseitigen Oberspannungswicklung 11a entgegen dem Uhrzeigersinn getrieben, so dass in der Unterspannungswicklung ein Strom im Uhrzeigersinn induziert wird. Die Oberspannungswicklung 11b des Aktivteils 19b ist jedoch gegensinnig zur Oberspannungswicklung 11a des Aktivteils 19a polarisiert, so dass sich in der Oberspannungswicklung 11b ein Stromfluss im Uhrzeigersinn einstellt. Dies erzeugt einen Strom in der Unterspannungswicklung 12b entgegensetzt zum Uhrzeigersinn.The legs and thus the winding units 21a . 21b are in the longitudinal direction of the legs, which in the in 2 shown embodiment extend into the plane of the drawing, arranged parallel to each other. The windings are polarized in opposite directions to each other. Thus, in the plan view shown, the current indicated by arrows in the input-side high-voltage winding 11a driven counterclockwise, so that in the low-voltage winding, a clockwise current is induced. The high voltage winding 11b of the active part 19b is however opposite to the high-voltage winding 11a of the active part 19a polarized, so that in the high-voltage winding 11b sets a current flow in a clockwise direction. This generates a current in the low voltage winding 12b opposite to the clockwise direction.

Bei einer hiervon abweichenden Variante weisen die Wicklungen bei gleicher Polarisierung unterschiedliche Wicklungsrichtungen zueinander auf. So ist beispielsweise die Oberspannungswicklung 11a des Aktivteils 19a eine Linkswicklung, während die Oberspannungswicklung 11b des Aktivteils 19b eine Rechtswicklung ist.In a variant deviating from this, the windings have different winding directions relative to one another with the same polarization. For example, the high-voltage winding 11a of the active part 19a a left-hand winding, while the high-voltage winding 11b of the active part 19b a legal process is.

Die in 2 gezeigten Wicklungseinheiten 22 können als gegensinnig parallel zueinander angeordnete magnetische Dipole aufgefasst werden. Aufgrund dieser magnetisch antiparallelen Anordnung der Aktivteile 19a, 19b ist das Magnetfeld an der Seite des jeweiligen Aktivteils, die von dem jeweils anderen Aktivteil abgewandt ist, geschwächt. Die elektromagnetische Verträglichkeit des Transformators 18 ist somit erhöht, ohne dass ein aufwändiges Abschirmungsgehäuse erforderlich wäre.In the 2 shown winding units 22 can be understood as oppositely arranged parallel magnetic dipoles. Because of this magnetically antiparallel arrangement of the active parts 19a . 19b is the magnetic field on the side of the respective active part, which faces away from the other active part, weakened. The electromagnetic compatibility of the transformer 18 is thus increased without a complex shielding housing would be required.

3 entspricht dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, wobei jedoch die Wicklungseinheiten 21a, 21b lediglich eine Wicklung 11a, 11b aufweisen, so dass das elektrische Gerät 18 als modulare Drossel ausgeführt ist. 3 corresponds to the in 2 embodiment shown, but wherein the winding units 21a . 21b only one winding 11a . 11b have, so that the electrical device 18 is designed as a modular throttle.

4 verdeutlicht schematisch den Anschluss eines so genannten Vierpols 22, der einen Kern 20 mit zwei Schenkeln 26₁ und 26₂ aufweist. Jeder Schenkel 26₁ und 26₂ erstreckt konzentrisch durch eine Wicklungseinheit 21₁ bzw. 21₂, die wieder eine Oberspannungswicklung 11₁, 11₂ sowie eine Unterspannungswicklung 12₁, 12₂ aufweist. Die Oberspannungswicklungen 11₁, 11₂ der beiden Wicklungseinheiten 21₁, 21₂ und deren Unterspannungswicklungen 12₁, 12₂ sind zueinander in Reihe geschaltet. Die Oberspannungswicklung 11₁ wird eingangsseitig mit der Spannung U1 erregt, wobei an der Unterspannungswicklung 12₂ die Ausgangsspannung U2 abfällt. Die Wicklungseinheiten 21₁, 21₂ des Vierpols 22 sind somit zwar parallel zueinander angeordnet, jedoch nicht magnetisch antiparallel zueinander angeordnet. 4 schematically illustrates the connection of a so-called quadrupole 22 that's a core 20 having two legs 26 ₁ and 26 ₂ . Each leg 26 ₁ and 26 ₂ extends concentrically through a winding unit 21 ₁ and 21 ₂ , which again has a high-voltage winding 11 ₁ , 11 ₂ and a low-voltage winding 12 ₁ , 12 ₂ . The high-voltage windings 11 ₁ , 11 _{2 of} the two winding units 21 ₁ , 21 ₂ and the lower voltage windings 12 ₁ , 12 ₂ are connected to each other in series. The high-voltage winding 11 ₁ is energized on the input side with the voltage U1, wherein at the lower voltage winding 12 _2, the output voltage U2 drops. The winding units 21 ₁ , 21 _{2 of} the quadrupole 22 are thus arranged parallel to each other, but not arranged magnetically antiparallel to each other.

5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts 18, das zwei Vierpole 22 und 22b aufweist. Alle vier Wicklungseinheiten 21a₁, 21a₂, 21b₁, 21b₂ sind in Längsrichtung der Schenkel 26₁ bzw. 26₂ nebeneinander angeordnet. Dabei ist die Wicklungseinheit 21a₂ der Wicklungseinheit 22b₁ zugewandt. Die Wicklungseinheiten 21a₁ und 21b₂ liegen außen. Dabei sind die Wicklungseinheiten 21a₁ und 21a₂ gegensinnig zu den Wicklungseinheiten 22b₁ und 22b₂ polarisiert, so dass sich unterschiedliche Magnetfeldrichtungen innerhalb des jeweiligen Kerns 20a, 20b einstellen. Das Magnetfeld, das in 5 wieder durch die Pfeile angedeutet ist, verläuft im Kern 20a entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn, wobei der Magnetfluss innerhalb des Kerns 20b im Uhrzeigersinn verläuft. Auf diese Art und Weise kann das äußere Streufeld, das an der von dem jeweils anderen Aktivteil abgewandten Seite entsteht, herabgesetzt werden. 5 shows an embodiment of the electrical device according to the invention 18 , the two four-pole 22 and 22b having. All four winding units 21a ₁ , 21a ₂ , 21b ₁ , 21b ₂ are arranged side by side in the longitudinal direction of the legs 26 ₁ and 26 _2, respectively. In this case, the winding unit 21a ₂ faces the winding unit 22b ₁ . The winding units 21a ₁ and 21b ₂ are outside. The winding units 21a ₁ and 21a _{2 are} polarized in opposite directions to the winding units 22b ₁ and 22b ₂ , so that different magnetic field directions within the respective core 20a . 20b to adjust. The magnetic field in 5 again indicated by the arrows, runs in the core 20a opposite to the clockwise direction, with the magnetic flux inside the core 20b runs in a clockwise direction. In this way, the outer stray field, which arises at the side remote from the other active part side, can be reduced.

6 verdeutlicht ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts 18, das aus vier Aktivteilen 22a, 22b, 22c und 22d besteht. Dabei sind die beiden hinteren Aktivteil 22a und 22b in einer unteren Schicht und die beiden Aktivteile 22c und 22d in einer oberen oder vorderen Schicht längs nebeneinander angeordnet. Genauer ausgedrückt, sind die Aktivteile 22a, 22b bzw. 22c, 22d in Längsrichtung ihrer Schenkel 26 nebeneinander angeordnet. Dabei sind die Aktivteile 22a und 22b wie in 5 magnetisch antiparallel angeordnet. Entsprechendes gilt auch für die Aktivteile 22c und 22d in der vorderen oder oberen Schicht, wobei jedoch das Aktivteil 22d, dem Aktivteil 22b der unteren oder hinteren Schicht, dem es zugewandt ist oder mit anderen Worten gegenüberliegt, ebenfalls magnetisch antiparallel angeordnet ist. Entsprechendes gilt für die Aktivteile 22a und 22c. Aufgrund dieser Sandwich-Anordnung und der zum jeweils zugewandten Aktivteil magnetisch antiparallelen Anordnung kommt es wieder zu einer Minimierung des äußeren magnetischen Feldes und somit zu einer hohen magnetischen Verträglichkeit des erfindungsgemäßen elektrischen Geräts 18. 6 illustrates another embodiment of the electrical device according to the invention 18 consisting of four active parts 22a . 22b . 22c and 22d consists. Here are the two rear active part 22a and 22b in a lower layer and the two active parts 22c and 22d arranged in an upper or front layer along side by side. More specifically, the active parts are 22a . 22b respectively. 22c . 22d in the longitudinal direction of her thighs 26 arranged side by side. Here are the active parts 22a and 22b as in 5 arranged magnetically antiparallel. The same applies to the active parts 22c and 22d in the front or upper layer, but with the active part 22d , the active part 22b the lower or back layer to which it faces or in other words is opposite, is also arranged magnetically antiparallel. The same applies to the active parts 22a and 22c. Due to this sandwich arrangement and the respective active part facing magnetically antiparallel arrangement, it comes again to a minimization of the external magnetic field and thus to a high magnetic compatibility of the electrical device according to the invention 18 ,

Claims

Electrical device (18) with high electromagnetic compatibility comprising - a first active part (22a) having a first core (20a) and at least one first winding unit (21a) enclosing a leg of the first core (20a), and - a second one Active part (22b) having a second core (20b) and at least one second winding unit (21b) enclosing a leg of the second core (20b), wherein the first core (20a) and the second core (20b) are magnetically decoupled , characterized in that the winding units (21a, 21b) arranged magnetically antiparallel to each other, so that an external magnetic field of the electrical device (18) is reduced.

Electrical device (18) after Claim 1 , characterized in that each core (20) has a non-winding return leg.

Electrical device (18) after Claim 1 or 2 characterized in that each active part (21) has a core (20) with two legs (26 ₁ , 26 ₂ ), each leg (26 ₁ , 26 ₂ ) being surrounded by a winding unit (21 ₁ , 21 ₂ ), so that a quadrupole is formed.

Electrical device (18) according to one of the preceding claims, characterized in that at least four active parts (22a, 22b, 22c, 22d) are provided, wherein at least two active parts (22a, 22b) in a lower layer in the longitudinal direction of the legs (26). are arranged, whose Winding units are arranged side by side and magnetically antiparallel, wherein at least two active parts (22c, 22d) in an upper upper layer in the longitudinal direction of the legs (26) are arranged side by side, the winding units (21) are connected magnetically antiparallel to each other, each active part (22a , 22b) of the lower layer faces a magnetically antiparallel active part (22c, 22d) of the upper layer.

Electrical device (18) according to one of the preceding claims, characterized in that the first winding unit (21a) has a first undervoltage winding (12a) and a first high-voltage winding (11a), which are arranged concentrically to each other, and the second winding unit (21b) a second undervoltage winding (12b) and a second high-voltage winding (11b) which are arranged concentrically to one another.

Electrical device (18) according to one of the preceding claims, characterized in that each winding unit (21) is solid-insulated winding.

Electrical device (18) according to one of the preceding claims, characterized in that each winding unit (21) is arranged in a fluid-tight housing, wherein the core (20) extends out of both sides of the housing.

Electrical device (18) according to one of the preceding claims, characterized in that all active parts (22) are arranged within a common boiler.

Electrical device (18) according to one of the preceding claims, characterized in that each core (20) has holding means for fastening the respective active part (22) to a rail vehicle (2).

Electrical device (18) according to any one of the preceding claims, characterized in that the first and the second winding unit (21a, 21b) are arranged parallel to each other and polarized in opposite directions to each other.

Electrical device (18) according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that the first and the second winding unit (21a, 21b) are arranged parallel to each other and have opposing winding directions.

Electrical device (18) according to any one of the preceding claims, characterized in that each active part (22) at the input and output side is in each case connected to an inverter (8, 14).