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Wickelstromwandler mit einer aus Flachband hergestellten Primärwicklung
Bei Wickelstromwandlern mit einer aus Draht oder Litze hergestellten Primärwicklung
bereitet es keine Schwierigkeiten, die Wicklung gleichmäßig auf einen Ringkern aufzuwickeln
oder auf zwei einander gegenüberliegende Schenkel eines rechteckigen Eisenkernes
aufzubringen. Wenn die Primärwicklung eines solchen Stromwandlers aus Flachband
hergestellt werden soll, bereitet die Anordnung der beiden hintereinanderzuschaltenden
Wicklungsteile auf zwei einander gegenüberliegenden Schenkeln oder Teilen des rechteckigen
bzw. ringförmigen Eisenkernes insofern Schwierigkeiten, als man das innenliegende
Ende jedes der beiden aus aufgewickeltem Flachband bestehenden Wicklungsteile aus
dem Spuleninnern seitlich herausführen und außerdem die außenliegenden Enden der
beiden Flachbandspulen miteinander verbinden muß. Diese Anordnung hat auch den Nachteil,
daß für das Herausführen der inneren Flachbandenden und die Verbindung der äußeren
Flachbandenden viel Platz benötigt wird. Diese Schwierigkeiten hat man bei einem
Wickelstromwandler, bei dem der Primärleiter das Kernfenster nur zweimal durchsetzt,
dadurch zu vermeiden versucht, daß zwei U-förmige Wicklungsteile vorgesehen werden,
deren eine Schenkel in der Achse des Ringkernes parallel verlaufen und deren andere
Schenkel durch eine den Ringkern übergreifende Brücke miteinander verbunden sind.
Diese Anordnung hat den großen Nachteil, daß die Außenabmessungen des Wandlers durch
die den Ringkern übergreifende, also außenliegende Brücke und durch ihre Verbindungen
mit den beiden U-förmigen Wicklungsteilen vergrößert werden. Im übrigen ist sie
dann, wenn das Kernfenster mehr als zweimal vom Primärleiter durchsetzt werden muß,
gar nicht oder zufolge der sich dabei ergebenden Überkreuzungen nur mit großen Schwierigkeiten
verwendbar. Man hat daher diese Anordnung dahingehend abgeändert, daß in der Ringkernöffnung
ein Käfig aus Isolierstoff vorgesehen wird, der entsprechend der erforderlichen
Anzahl von Durchgängen der Primärwicklung parallel zueinander liegende um die Mittelachse
des Ringkernes gescharte Durchbrechungen besitzt, in denen weitere mit den Wicklungsteilen
U-förmige Bügel bildende Vollkupferleiter runden Querschnitts verlaufen, welche
durch weitere schwenkbare Wicklungsteile hintereinandergeschaltet sind. Hier besteht
also die Primärwicklung nicht aus Flachband, sondern aus einer Mehrzahl von Rundleitern,
die durch eine entsprechende Anzahl besonderer Leiterstücke entsprechend miteinander
verbunden werden müssen. Es ergeben sich dabei innerhalb der Primärwicklung zahlreiche
Verbindungsstellen und damit Stromübergangsstellen, deren Herstellung bei der Montage
des Wandlers umständlich und zeitraubend ist und die insbesondere bei höheren Stromstärken
unerwünscht sind.
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Die Erfindung betrifft einen Wickelstromwandler mit einer aus Flachband
hergestellten Primärwicklung, die aus zwei über ein Verbindungselement hintereinandergeschalteten,
um zwei einander gegenüberliegende Schenkel oder Teile des rechteckigen bzw. ringförmigen
die Sekundärwicklung tragenden Eisenkernes herumgeschlungenen Wicklungsteilen besteht.
Die geschilderten Schwierigkeiten und Nachteile der bekannten Wickelstromwandler
dieser Art werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß das Verbindungselement
für die beiden Wicklungsteile aus einem im Kernfenster liegenden U-förmigen oder
rohrförmigen Leiterstück besteht, dessen Hohlraum in Richtung der Kernfensterachse
verläuft, wobei das freie Ende des Flachbandes des einen Wicklungsteiles durch diesen
Hohlraum in der einen Richtung, das freie Ende des Flachbandes des anderen Wicklungsteiles
in der entgegengesetzten Richtung einmal oder mehrere Male hindurchgeführt ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das die beiden Wicklungsteile verbindende U-förmige
Leiterstück dadurch gebildet ist, daß ein einziges zur Herstelllung beider Wicklungsteile
dienendes Flachband an einer etwa auf der Hälfte seiner gesamten Länge liegenden
Stelle zunächst quer, danach in einem bestimmten Abstand wieder parallel abgebogen
und darauf das zwischen diesen beiden Faltstellen liegende Stück des Flachbandes
zu einem U gebogen ist.
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Da das zur Verbindung der beiden Primärwicklungsteile dienende Leiterstück
denkbar kleine Abmessungen haben kann und in dem Kernfenster liegt, wird der Raumbedarf
des Wickelstromwandlers gemäß der Erfindung im Vergleich zu dem der bekannten
Wandler
der in Rede stehenden Art außerordentlich gering. Die Herstellung des Wickelstromwandlers
gemäß der Erfindung ist auch wesentlich einfacher und bequemer als bei den bekannten
Anordnungen; denn sie kann erfindungsgemäß z. B. in der Weise erfolgen, daß durch
das Fenster des vorher mit der Sekundärwicklung versehenen Eisenkernes zunächst
das Flachband mit seinem einen: Ende so weit hindurchgezogen wird, bis das -U-förmige
oder rohrförmige Leiterstück -in der Mitte des Kernfensters liegt, und daß darauf
das eine Flachbandende um den einen Kernschenkel bzw. -teil, das andere Flachbandende
um den anderen Kernschenkel oder -teil einmal oder mehrere- Male -unter entsprechendem
Hindurchfädeln durch den Hohlraum des Leiterstükkes herumgeschlungen wird. Wenn
der Eisenkern aus mehreren Teilen besteht,, z. B: aus Blechstreifen geschichtet
oder aus zwei Ringkernhälften=zusammengesetzt wird, kann man sowohl die Sekundärwicklung
wie auch die Primärwicklung vorfertigen und danach den Eisenkern in die vorgefertigten
Wicklungsteile einbauen. Die Vorfertigung der beiden Primärwicklungsteile, deren
Flä@hbänd vorher mit- dem U- oder rohrförmigen LeiterKeck versehen worden ist, erfolgt
dabei mittels zweier Entsprechend angeordneter Wikkeldorne; diese können gegebenenfalls
-von den vorgefertigten Sekundärwicklungsteilen gebildet werden.
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In der Zeichnung sind -einige Ausführungsbeispiele für einen Wickelströmwändler
gemäß -der Erfindung - zum Teil nur schematisch - dargestellt.
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Der in F i g. 1 gezeichnete Wandler hat einen rechteckigen, aus Blechstreifen
geschichteten Eisenkern 11, die Sekundärwicklung besteht aus zweiparallel oder hintereinandergeschalteten
Wicklungsteilen 12a und 12b,. die Primärwicklung aus zwei aus Flachband gewickelten,
hintereinandergeschalteten Wicklungsteilen 13a und 13b. Die primären
und sekundären Wicklungsteile sind auf zwei einander gegenüberliegende Schenkel
des Eisenkernes 11 verteilt. Im Kernfenster befindet sich ein U-förmiges oder rohrförmiges
Leiterstück 14, welches zur Verdung der beiden Flachbandspulen 13 a und 13
b dient. Durch das in Richtung der Kernfensterachse hohle Leiterstück 14
ist das freie Ende 15 des Flachbandes 13a, welches den oberen Kernschenkel umschlingt,
von links nach rechts hindurchgeführt, das freie Ende 16 des Flachbandes
13 b, welches den unteren Kernschenkel umschlingt, .dagegen von rechts nach
links. Die Enden 15 und 16, die aus Schlitzen des zweiteiligen Wandlergehäuses
17a, 17b heraustreten, bilden selbst die primären Anschlußstücke, da angenommen
ist, daß das für die Herstellung der Primärwicklung 13 benutzte Flachband genügend
steif ist.
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Das in den F i g. 2 und 3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet
sich von dem der F i g. 1 lediglich dadurch, daß für die Herstellung der Primärwicklungsteile
13 a und 13 b ein dünneres Flachband benutzt ist. Die
Enden 15 und 16 der Primärwicklung sind demgemäß hier an besondere
L-förmige Anschlußstücke 18 und 19 geführt, die an den beiden Gehäuseteilen 17a
und 17b befestigt sind.
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Die beiden vorgeschriebenen Ausführungsbeispiele können die Flachbänder
13 a und 13 b die betreffenden Kernschenkel mehrere Male umschlingen
und demgemäß mehrere Male durch den in Richtung der Kernfensterachse verlaufenden
Hohlraum des U-förmigen oder rohrförmigen Leiterstückes 14 hindurchgeführt werden.
Die Stromübergangsstellen an den Verbindungen zwischen dem Leiterstück 14 und den
Flachbändern 13a und 13b - solche Stromübergangsstellen sind vielfach,
besonders bei höheren Stromstärken unerwünscht - kann man bei dem Wickelstromwandler
gemäß der Erfindung vermeiden, wenn das Leiterstück von dem zur Herstellung der
Primärwicklung verwendeten Flachband selbst gebildet wird, wie an Hand der F i g.
4, 5 und 6 erläutert werden soll.
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Das Flachband 20, aus dem die Primärwicklung hergestellt werden soll,
wird an einer etwa auf der Hälfte seiner gesamten Länge liegenden Stelle zunächst,
wie F i g. 4 a erkennen läßt, quer und danach in einem bestimmten Abstand wieder
parallel abgebogen. Dann wird das Querstück 21 mit dem in F i g. 4 nach unten führenden
Flachbandstück 20a längs der strichpunktierten Linie 22 aus der Zeichnungsebene
rechtwinklig nach oben in die aus F i g, 4b ersichtliche Lage gebogen. Nun wird
das Flachbandstück 20a durch Umbiegen des Querstückes 21 längs der strichpunktierten
Linie 23 (s. F i g. 4 a) aus der aus F i g. 4 b ersichtlichen Lage rechtwinklig
in eine über der Zeichnungsebene, aber parallel zu ihr liegende Ebene gebogen, so
daß das Querstück 21 ein U bildet, dessen Schenkel in die in entgegengesetzten Richtungen
abgehenden Flach= bandstücke 20 a und 20 b auslaufen, wie F i g. 4
c erkennen läßt.
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Die F i g. 5 und 6 zeigen schematisch die aktiven Teile zweier verschiedener
Wickelstromwandler mit einer gemäß F i g. 4 ausgebildeten Primärwicklung. Der geschnitten
dargestellte Eisenkern ist in diesen beiden Beispielen ein aus Band gewickelter
Ringkern 22, auf den die Sekundärwicklung 23 in üblicher Weise aufgebracht ist.
Die Primärwicklung aus dem Flachband 20 mit dem durch das beschriebene Falten
bzw. Abbiegen entstandenen U-förmigen Leitungsstück umschlingt einerseits die obere
Hälfte, andererseits die untere Hälfte des sekundärbewickelten Ringkernes. Die F
i g. 5 und 6 zeigen das Flachband 20 mit dem U-förmigen Leitungsstück in einer Ansicht,
die sich ergibt, wenn man die Darstellung gemäß F i g. 4 c in Richtung des eingezeichneten
Pfeiles betrachtet. Während in F i g. 5 die Enden 24 und 25 des Flachbandes 20 in
Richtung der Kernfensterachse nach rechts bzw. links aus dem Bereich der aktiven
Wandlerteile heraustreten und allein oder zusammen mit besonderen Anschlußstücken
zum primärseitigen Anschluß des Wandlers dienen, sind in F i g. 6 die Enden
24 und 25 beide nach oben geführt und dort beispielsweise mit den
Anschlußklemmen 26, 27 verbunden, so daß dieser Wandler wie ein Topfwandler
verwendbar ist.
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Die aktiven Wandlerteile 20 bis 25 bzw. 27 können
in einem Gehäuse, ähnlich dem Gehäuse 17 a, 17 b der F i g. 1 bis 3 untergebracht
sein. Man kann sie aber auch in Gießharz einbetten; dies gilt auch für die in den
F i g. 1 bis 3 dargestellten Wickelstromwandler. Dabei kann gegebenenfalls der EisenkeM
sofern er aus mehreren Teilen zusammengesetzt wird, entweder allein oder auch zusammen
mit der Sekun= därwicklung von der Gießharzeinbettung ausgenommen sein, so daß er
nach Vergießen der Primärwicklung (gegebenenfalls auch der Sekundärwicklung) in
den fertigen Gießharzkörper einzubringen ist.
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Zu dem aus den F i g. 4 bis 6 ersichtlichen Aufbau der Primärwicklung
des Wickelstromwandlers gemäß der Erfindung sei noch darauf hingewiesen, daß es
wohl
schon bekannt war, bei umschaltbaren Wickelstromwandlern mit übereinander angeordneten
Primärwicklungshälften aus Flachband, mindestens eine Wicklungshälfte kurz hintereinander
quer und dann parallel in Wicklungsrichtung abzubiegen und die andere Wicklungshälfte
zwischen dem sich quer zur Wicklungsrichtung ergebenden Steg der gebogenen Wicklungshälfte
und einem der vom Steg abgehenden Bandenden einzulegen. Auch ist es schon bekanntgeworden,
diese gebogene Wicklungshälfte nochmals derart zu biegen, daß die Bandenden sich
in Längsrichtung decken, und zwischen die sich ergebende überlappung der Bandenden,
welche die Form eines U hat, ein gerades Flachband als andere Wicklungshälfte einzulegen.
Hier erfolgt jedoch das mehrmalige Umbiegen des Flachbandes zu einem gänzlich anderen
Zweck als bei der Erfindung, nämlich zur Erzielung einer bestimmten Reihenfolge
der primären Anschlußstücke, die eine bequeme und einfache Ausbildung der Umschaltvorrichtung
für die Primärwicklungshälften ermöglicht.