DE1269247B

DE1269247B - In ein Gehaeuse eingebauter luftgekuehlter Leistungskondensator und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1269247B
Application number: DE19641269247
Authority: DE
Inventors: Hans Erber; Roland Stoegbauer
Original assignee: ERO STARKSTROM KONDENSATOREN
Current assignee: ERO STARKSTROM KONDENSATOREN
Priority date: 1964-12-18
Filing date: 1964-12-18
Publication date: 1968-05-30

Description

In ein Gehäuse eingebauter luftgekühlter Leistungskondensator und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft einen in ein Gehäuse eingebauten luftgekühlten Leistungskondensator und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Leistungskondensators, bei dem abwechselnd Flachwickel und Wärmeableitfolien in das Gehäuse eingelegt sind, wobei letztere von einer Seitenwand zur gegenüberliegenden Seitenwand reichen und zwischen den Längskanten der Flachwickel und den Seitenwänden festgepreßt sind.
Moderne Leistungskondensatoren werden nicht zuletzt aus wirtschaftlichen Gründen so klein gebaut, wie es mit Rücksicht auf ihre unbedingt erforderliche Betriebssicherheit und lange Lebensdauer noch vertretbar ist. Letztere kann nur dann gewährleistet werden, wenn auch der hochwirksamen Ableitung der entstehenden Verlustwärme besondere Sorgfalt gewidmet wird. Der stark beengte Kondensatorennutzraum hat bei einer Ausführung üblicher Art Schwierigkeiten zur Folge, die unter anderem durch die gelegentliche Möglichkeit eines infolge des gedrängten Wickeleinbaues nicht ganz mit Sicherheit auszuschließenden Einbaufehlers gegeben sind. Außerdem ist eine umfassende Sichtkontrolle nach erfolgtem Wickeleinbau bei einem nur an seiner einen Seite noch offenen Kondensatorgehäuse verständlicherweise nur in beschränktem Ausmaß durchführbar.
Ein weiterer Nachteil, der sich sowohl in dem zusätzlich dafür erforderlichen Aufwand als auch in der Erschwerung der Verwendung von Gehäusen kleinster Abmessungen äußert, ergibt sich durch die Verwendung zusätzlicher Wickelspannrahmen, mit deren Hilfe die Wickel, im allgemeinen vor ihrem Einbau in das Kondensatorgehäuse, zusammengepreßt werden. Außerdem muß bei Kondensatoren mit zwischen den Wickeln eingelegten Wärmeableitmetallfolien durch zusätzliche Maßnahmen dafür gesorgt werden, daß letztere einen einwandfreien Wärmeleitungskontakt mit den jeweils in Frage kommenden Kühlflächen, z. B. den Kondensatorgehäusewandungen, besitzen.
Bekannt ist ein Kondensator (deutsche Patentschrift 916 439) mit in einem geschlossenen Gefäß befindlichen Wickeln, deren Verlustwärme an die wärmeabgebenden Außenflächen des Gefäßes über mehrere Schichten dünner Metallfolien geleitet wird, die über im Verhältnis zu ihrem Querschnitt große wärmeübertragende Berührungsflächen lediglich durch mechanischen Druck mit der Gefäßwand in Verbindung stehen. Die Metallfolien sind übereinandergewickelt und in U-Form gepreßt. Sie liegen an den beiden Schmalseiten und an einer Längsseite der einzelnen Wickel an. Ein Hinweis auf den Einbau der Kondensatorwickel in das Gehäuse ist nicht gegeben.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich demgegenüber insbesondere mit dem Einbau der Kondensatorwickel in das Gehäuse und mit einer vorteilhaften Ausbildung des Gehäuses. Der erfindungsgemäße Leistungskondensator ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einem U-förmigen Teil, einer die Wickel zusammenpressenden Deckplatte und zwei Seitenplatten besteht, die die offenen Seiten des U-förmigen Gehäuseteils abdecken und mit dem U-förmigen Gehäuseteil und der Deckplatte verbunden sind, und daß die Kondensatorwickel so eingelegt sind, daß ihre Stirnseiten zu den Seitenplatten gerichtet und die Wärmeableitfolien gegen die Schenkel des U-förmigen Gehäuseteils gepreßt sind.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Leistungskondensators werden optimal kleine Abmessungen des Kondensatoreneinbauraumes erreicht. Es sind keine zusätzlichen Spannrahmen notwendig, und die Einbaumontage der Wickel in das Gehäuse ist sehr einfach. Während der Einbauphase ist jederzeit eine Sichtkontrolle möglich, wobei auf Grund der besonderen Wickeleinbauart sich ohne zusätzliche Maßnahmen eine hochwirksame Ableitung der Verlustwärme von den eingelegten Wärmeableitfolien an die Gehäusewand ergibt.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich ferner mit einem zweckmäßigen Verfahren zur Herstellung luftgekühlter Leistungskondensatoren. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wickel jeweils mit untergelegten, beidseitig an deren Längskante überstehenden Wärmeableitfolien in das U-förmige, an den beiden Stirnseiten und oben zunächst offene Gehäuse geschichtet, dann durch die auf das Wickelpaket aufgesetzte Deckplatte unter gleichzeitigem festem Andrücken der überstehenden Enden der Wärmeableitfolien an die Schenkel des Gehäuses zusammengepreßt werden, hierauf die Deckplatte in dieser Stellung dicht mit den Schenkeln des U-förmigen Gehäuseteils verschweißt wird und endlich die noch offenen Seiten des Gehäuses nach Abdeckung der kontaktierten Wickelstirnseiten mit Isolierungen durch Einschweißen der Seitenplatten dicht verschlossen werden.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen wird.
In F i g. 1 ist mit 1 ein aus Blechen 1' und 1", (letztere L-förmig und über ihre Fläche möglichst verbiegungsfest) bestehendes, zunächst vorn und hinten und nach oben offenes U-förmiges Gehäuseteil bezeichnet, dessen Nähte vorzugsweise durch Schweißung dicht verschlossen sind.
Die zunächst lose eingelegten Wickel sind mit 2, 2', 2" usw., die zugehörigen, mit jedem Wickel gleichzeitig eingelegten, an sich bekannten metallischen Wärmeableitfolien mit 3, 3', 3" usw. bezeichnet. Die Wickel sind so eingelegt, daß ihre Stirnseiten zu den noch offenen Gehäuseseiten gerichtet sind. Mit 4, 4', 4" usw. sind die Wickelkerne und mit 5 die in einem gemeinsamen Kontaktstreifen zusammengefaßten Kontaktstellen der einzelnen Wickel bezeichnet.
Um auch im Fall einer infolge eines erhöhten Kondensatorinnendruckes durchgebogenen Wand 1' für den Wickel t eine plane Auflagefläche zu behalten, ist eine verbiegungssteife Metallplatte 6 vorgesehen, die ein zunächst bewegliches Gegenstück in 7 besitzt. Die Wickel werden mittels einer von. oben wirkenden, U-förmigen, zunächst ebenfalls beweglichen Deckplatte 8 auf ihre endgültige Höhe zusammengepreßt. Nach dem dichten Verschweißen der Nähte zwischen der Deckplatte 8 und den beiden Seitenwänden 1" in dieser Lage bleiben auch die Wärmeableitfolien in unmittelbarem Druckkontakt an die die Wärme nach außen abgebenden Gehäusewände 1" fest angepreßt, was außerdem durch Sichtkontrolle in einfacher Weise festgestellt werden kann. Auf Grund der beschriebenen Gehäuseform und der dadurch ermöglichten Montageart erübrigen sich das sonst übliche Zusammenpressen einer Wickelgruppe mittels eines zusätzlichen metallischen Spannrahmens sowie die Verwendung von z. B. zusätzlichen Auskeilstücken, mit deren Hilfe sonst eine kontaktsichere Verbindung zwischen den Wärmeableitfolien und dem Gehäuse hergestellt werden muß.
Um beim Zusammenpressen der Wickel ein unzulässiges, seitliches Ausweichen der beiden an sich praktisch formfesten Gehäuseseiten 1" aus ihrer senkrechten Lage zu verhindern, werden letztere vorübergehend zusätzlich abgestützt.
Damit außerdem die Wärmeableitfolien in ihrer endgültigen Lage mit dem erforderlichen Druck an die beiden Seitenplatten 1" dauernd angepreßt bleiben, wobei Einflüsse durch den späteren Trocknungs- bzw. Imprägnierungsprozeß von vornherein berücksichtigt werden, wickelt man die Wickel mit Hilfe von äußeren Leerwindungen alle auf gleichen Außenrunddurchmesser.
Wie F i g. 1 zeigt, sind die den Wickelstirnseiten zugekehrten Kondensatorgehäuseseiten tatsächlich minimal klein, da sie keine irgendwie vermeidbaren Leerflächen überdecken müssen.
Abschließend wird nach Auflegen von zum Teil temperaturfesten Isolierzwischenlagen auf die durch die Wickelstirnseiten gebildete, gegenüber den Kanten der Gehäuseseiten 1', 1" und 8 entsprechend zurückstehende Fläche die noch offene Gehäuseseite mit einer Metallplatte, vorzugsweise durch Schweißung, dicht verschlossen. Dasselbe geschieht auf der gegenüberliegenden, noch offenen Seite. Auf einer dieser beiden Seiten, die in der betriebsmäßigen Lage des fertigen Kondensators dessen obenliegenden Deckel darstellt, sind die üblichen Durchführungen für die inneren und äußeren elektrischen Anschlüsse des Kondensators angebracht, wobei unter anderem entweder ein Spannungspol mit dem Gehäuse verbunden ist oder beide Pole isoliert herausgeführt werden.
Selbstverständlich kann ein erfindungsgemäß ausgeführter Kondensator entgegen F i g. 1 auch mehr als nur eine Wickelgruppe enthalten; in diesem Fall ist es zweckmäßig, eine entsprechend kurze, in gutem Wärmekontakt mit der zugehörigen Außenwandung befindliche Gehäusezwischenwand vorzusehen.
In F i g. 2 ist in einer Prinzipskizze dargestellt, wie von oben gesehen eine aus den Kondensatoren nach der Erfindung 10 bis 14 usw. bestehende Kondensatorenbatterie mit den sich auf Grund der besonderen Gehäuseform dazwischen ergebenden Kühlluftschächten aussieht.
Mit 15 ist die Gestenwand angedeutet. Die Schächte sind nach unten offen, so daß von dort emporsteigende Kühlluft nicht nur alle senkrechten Gehäuseflächen, sondern auch die Boden- und Deckelflächen wirksam zu kühlen vermag.
Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, sind die überstehenden Längen jedes Kondensatorgehäuses so bemessen und in ihrer gegenseitigen Lage so angeordnet, daß sich jeden einzelnen Kondensator auf allen vier Seiten umgebende Kühlluftschächte ohne weitere Zusatzmittel ergeben.

Claims

Patentansprüche: 1. In ein Gehäuse eingebauter luftgekühlter Leistungskondensator, bei dem abwechselnd Flachwickel und Wärmeableitfolien in das Gehäuse eingelegt sind, wobei letztere von einer Seitenwand zur gegenüberliegenden Seitenwand reichen und zwischen den Längskanten der Flachwickel und den Seitenwänden festgepreßt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einem U-förmigen Teil (1), einer die Wickel zusammenpressenden Deckplatte (8) und zwei Seitenplatten (1") besteht, die die offenen Seiten des U-förmigen Gehäuseteils (1) abdecken und mit dem U-förmigen Gehäuseteil (1) und der Deckplatte (8) verbunden sind, und daß die Kondensatorwickel (2, 2', 2") so eingelegt sind, daß ihre Stirnseiten zu den Seitenplatten gerichtet und die Wärmeableitfolien (3, 3', 3") gegen die Schenkel (1") des U-förmigen Gehäuseteils (1) gepreßt sind.
2. Leistungskondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckplatte (8) die Basis eines im Querschnitt U-förmigen Einsatzdeckels ist, dessen Schenkel sich an die Schenkel (1") des U-förmigen Gehäuseteils (1) anlegen.
3. Leistungskondensator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Flachwickel (2, 2', 2") und den Boden (1') und/oder die Deckplatte (8) verbiegungssteife Metallplatten (6, 7) eingelegt sind.
4. Leistungskondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickel (2, 2', 2") durch Aufbringen von Leerwindungen auf gleiche Außenrunddurchmesser gewickelt sind.
5. Leistungskondensator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (1') des Gehäuses über die Schenkel (1") des U-förmigen Gehäuseteils (1) hinausragende, gleich lange Verlängerungen aufweist und daß die Deckplatte (8) des Gehäuses von den Schenkeln (1") des U-förmigen Gehäuseteils (1) um ein gleiches Maß überragt wird.
6. Leistungskondensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (1") des U-förmigen Gehäuseteils (1) sich über die Verlängerungen des Bodens (1') erstreckende Abwinklungen aufweisen.
7. Verfahren zur Herstellung luftgekühlter Leistungskondensatoren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickel jeweils mit untergelegten, beidseitig an deren Längskanten überstehenden Wärmeableitfolien in das U-förmige, an den beiden Stirnseiten und oben zunächst offene Gehäuse geschichtet, dann durch die auf das Wickelpaket aufgesetzte Deckplatte unter gleichzeitigem festem Andrücken der überstehenden Enden der Wärmeableitfolien an die Schenkel des Gehäuses zusammengepreßt werden, hierauf die Deckplatte in dieser Stellung dicht mit den Schenkeln des U-förmigen Gehäuseteils verschweißt wird und endlich die noch offenen Seiten des Gehäuses nach Abdeckung der kontaktierten Wickelstirnseiten mit Isolierungen durch Einschweißen der Seitenplatten dicht verschlossen werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 916 439; deutsche Auslegeschriften Nr.1000 934, 1128 564.