DE1763807C3 - Verfahren zur Herstellung von Drosseln, insbesondere Glättungsdrosseln - Google Patents

Description

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Bei Antrieben, die mit Thyristoren, Transistoren oder entsprechenden Halbleitern drehzahlgesteuert werden, treten Oberwellen auf, die die Betriebseigenschaften der Motoren beeinträchtigen. Man verwendet daher zur Glättung des Stromes zusätzliche Induktivitäten in Form von Glättungsdrosseln, die in Reihe zum Anker der Maschine geschaltet werden. Vollkommen eisengeschlossene Drosseln zeigen nun in Abhängigkeit des Stromes eine sehr große Änderung ihrer Induktivität, so daß man, um diesen Effekt zu mindern, im Eisenkreis größere Luftspalte anordnet. Dies wiederum führt zu einem verhältnismäßig großen Bauvolumen der Drosseln. Ferner ist dabei nachteilig, daß durch die am Luftspalt vorhandenen großen magnetischen Kräfte die Drosseln zum Brummen neigen, zudem ihre Induktivitat in Abhängigkeit der Durchflutung meist zwischen Durchflutung Null und Nennlast einen konstanten Wert zeigt. Im Hinblick auf die bei kleinerem Strom sich meist vergrößernde Lückigkeit ist aber ein Ansteigen der Induktivität bei Entlastung erwünscht. Darüber hinaus besteht der Wunscn, die Glättungsdrossel der runden Gehäuseform eines Motors weitgehend anzupassen, um sie fest an- bzw. einbauen zu können.

Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung einer Glättungsdrossel zu finden, deren Induktivität etwa proportional mit ansteigendem Strom zwischen Leerlauf und Nennlast fällt, wobei die Größe der Nenninduktivität in einem einfachen Arbeitsgang einstellbar sein soll. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß an eine in eine Form eingebrachte Spule eine Wechselspannung angelegt wird und um die Spule so lang Eisenteilchen herumgelegt werden, bis der der geforderten Induktivität der Drossel zugeordnete Stromsollwert erreicht ist, daß darauf die Hohlräume zwischen den Eisenteilchen mit Gießharz oder ähnlichem Isoliermaterial ausgefüllt werden und während des Einiüllens des Isolierstoffes in die Form die Drosselspule bis zur Aushärtung des Isolierstoffes von Strom durchflossen bleibt. Die erstgenannte Maßnahme ist möglich, weil sich bei einer fest eingestellten Spannung aus einer vorgegebenen Induktivität ein bestimmter Strom ergibt. Die Eisenteilchen werden durch das Stromanlegen gleichzeitig in der _ge wünschten Flußrichtung ausgerichtet.

Es wurde bereits vorgeschlagen (DT-PS 3 36 507), Drosseln aus Eisen in zerkleinerter Form unter Zusatz eines Bindemittels herzustellen, wobei eine Ausrichtung der Eisenteilchen durch ein Magnetfeld erfolgt. Ferner ist ein Verfahren zur Bestimmung des Quersehnittumrisses eines Magnetkernes bekannt (DT-PS 4 24 958). bei dem man für die kernlose Wicklung unter Verwendung von Gleichstrom die magnetischen Kraftlinien ermittelt und eine derselben zur Bestimmung des Kernquerschnittes dient. Beide Vorschläge sind jedoch nicht dazu geeignet, bei einer Drossel deren geforderte Induktivität während des Herstellungsvorganges der Drossel einzustellen.

Wie bereits erwähnt, fließt während der in an sich bekannter Weise erfolgenden Zugabe des Isolierstoffes dor Strom in der Drosselspule weiter. Dies hat den Vorteil, daß die magnetische Ausrichtung der Eisenteilchen aufrechterhalten wird. Gleichzeitig wird durch den Strom die gesamte Anordnung aufgeheizt, so daß das Gießharz zunächst dünnflüssig wird und anschließend schneller aushärtet als bei Raumtemperatur. Die Art der Aushärtung erfolgt dabei so, daß innere Spannungen weitgehend vermieden werden, weil die Wärmeverteilungsverhältnisse durch die stromführende Spule bereits weitgehend den späteren normalen Einsatzbedingungen entsprechen.

Den Verlauf der Induktivität in Abhängigkeit vom Drosselstrom, der sich bei dem erfindungsgemäßen Dosierverfahren leicht ermitteln läßt, kann man dadurch beeinflussen, daß man entweder grobe Eisenteilchen mit schlechterem Einfüllfaktor oder kleinere Eisenteilchen mit besserem Einfüllfaktor einfüllt oder gegebenenfalls in geeigneter Mischung zuführt.

F i g. 1 der Zeichnung zeigt rein schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

F i g. 2 die Abhängigkeit der Induktivität L und des Drosselstromes /von de·· Füllhöhe Hder Eisenteilchen.

In F i g. 1 sind mit 1 eine Ringspule bezeichnet, mit 2 die Form zur Herstellung der Drossel und mit 3 die Eisenteilchen.

Für die Herstellung der Drosseln kann man als Form gleich einen Teil der elektrischen Maschine verwenden. In Fig.3 ist die Drossel 4 in ein Lagerschild 5 eines Elektromotors eingegossen, d. h. die Herstellung der Drossel erfolgt unmittelbar in diesem Lagerschild. Dadurch erübrigen sich zusätzliche Bauelemente für die Befestigung der Drossel, und ferner ist ein enger Wärmekontakt von der Drossel zum Gehäuse gegeben. Auch ist die Wahrscheinlichkeit des Brummens durch die innige Verbindung der Drossel mit formstabilen Gehäuseteilen geringer, da die Resonanzfrequenzen erheblich oberhalb der anregenden Frequenz liegen.

In F i g. 4 ist die Drossel 6 in eine Lüfterhaube 7 eines MotGrs eingegossen und in F i g. 5 die Drossel 8 in ein Anbaugehäuse 9, welches gleichzeitig die Elektronik 10 für den Motor enhält.

Bei den bisher bekannten Verfahren zur Herstellung elektromagnetischer Systeme werden Längen- und damit Volumenabmessungen vorgegeben, und erst am fertigen Erzeugnis stellt man fest, ob die vorgegebenen geometrischen Abmessungen zu den erwarteten elektromagnetischen Eigenschaften fiinren. Maßtoleranzen und schwankende Materialeigenschaften ergaben meist Abweichungen um mehrere Prozente von den geforderten Sollwerten. Bei dem erfindungsgemälien Verfahren hingegen geht man von exakt festzulegenden elektrischen Meßwerten aus und bestimmt nach diesen die Abmessungen der Drossel. Zwar ist der Drosseldurchmesser in den meisten Fällen auch hier vorgegeben, jedoch läßt sich dafür die Drosselhöhe weitgehend variieren. Ferner hat man auch die Wahl der Art der Eisenteilchen, die zu unterschiedlichen Füllfaktoren und Kennlinien führen. Trotz der festen elektrischen Werte können sich also Materialeigenschaftsschwankungen usw. in einem weiten Toleranzbereich bewegen. Erst dieses erfindungsgemäße Fertigungsverfahren erlaubt es, Drosseln aus Elektroblechstanzabfällen zielsicher zu ίο fertigen, obwohl bei derartigen Stanzabfälien mit starken Schwankungen der Materialeigenschaften gerechnet werden muß.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Drosseln, insbesondere Glättungsdrosseln, unter Verwendung zerkleinerter Eisenteile, dadurch gekennzeichnet, daß an eine in eine Form eingebrachte Spule eine Wechselspannung angelegt und um die Spule so lang Eisenteile herumgelegt werden, bis der der geforderten Induktivität der Drossel zugeordnete Stromsollwert erreicht ist, daß darauf die Hohlräume zwischen den Eisenteilchen mit Gießharz oder ähnlichem Isoliermaterial ausgefüllt werden und während des Einfüllens des Isoliermaterials in die Form die Drosselspule bis zur Aushärtung des Isolierstoffes von Strom durchflossen bleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Eisenteile Elektroblech-Stanzabfälle verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel als Ringdrossel in ein Lagerschild einer elektrischen Maschine eingegossen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel als Ringdrossel in die Lüfterhaube einer elektrischen Maschine eingegossen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel in ein Anbaugehäuse einer elektrischen Maschine eingegossen wird.