DE1816345A1

DE1816345A1 - Schalenkernspule mit mindestens zwei symmetrischen Teilwicklungen

Info

Publication number: DE1816345A1
Application number: DE19681816345
Authority: DE
Inventors: Werner Assmann
Original assignee: OBERSPREE KABELWERKE VEB K
Current assignee: OBERSPREE KABELWERKE VEB K
Priority date: 1968-10-21
Filing date: 1968-12-21
Publication date: 1970-07-02

Description

Schalenkernspule mit mindestens zwei symmetrischen Teilwicklungen Die Erfindung betrifft Schalenkernspulen mit mindestens zwei symmetrischen Teilwicklungen.
Die Herstellung von Spulen, insbesondere Schalenkernspulen, mit zwei (oder mehr) symmetrischen Teilwicklungen stößt auf eine Reihe von Schwierieiten.
leben den Unsymmetrien der Wicklung selbst1 bedingt durch die Toleranz des Wickelgutes und ungleichmäßíge Verlegung, hat der Feldlinienverlauf im Innern des Schalenkerns entscheidenden Einfluß auf die Symmetrie der Wicklungen. Besonders störend macht sich dabei das Streufeld bemerkbar, das von dem im Innern des Schalenkerns befindlichen Luftspalt ausgeht. Dieses Streufeld ist auch die Ursache dafür, daß die Symmetrie von der Lage des Spulenkörpers zum Luftspalt abhängig ist.
Um diese Lageabhängigkeit unschädlich zu machen, sind eine Reihe von Lösungen bekannt.geworden. So ist beispielsweise bekannt, die Lage des Spulenkörpers durch spezielle Vorrichtungen im Schalenkern zu definieren.
Dies können Stellschrauben sein, die ein Einstellen der Symmetrie durch Verschieben des Spulenkörpers nachträglich ermöglichen, oder auch Isolierscheiben, die während des Fertigungsprozesses so in den Schalenkern eingelegt werden, daß eine Veränderung des eingestellten Symmetriewertes nicht mehr möglich ist. Auch die Fixierung des Spulenkörpers im Luftspalt ist bekannt.
Ein anderer Weg zur Beseitigung oder Verminderung der Lageabhängigkeit besteht darin, die zwei Wicklungen jeweils in geeignet angeordnete Teilwicklungen zu unterteilen. Dabei ist die Anwendung von Zweikammer-Zweischicht-Wicklungen bekannt, bei denen jede Wicklung aus der unteren Teilwicklung der einen Kammer und der oberen Teilwicklung der anderen Kammer besteht, wobei man neben der naheliegenden Aufteilung der Wicklungen in Teilwicklungen mit gleichen Windungszahlen das Kreuzungsverhältnis (Verhältnis der Windungsuahlen von unterer und oberer Teilwicklung) so wählen kann, daß eine Lageunabhängigkeit der Induktivitätssymmetric erreicht wird. Dabei wird das Kreuzungsverhältnis so gewählt, daß die Streuinduktivität der unteren Teilwicklung etwa gleich der Streuinduktivität der oberen Teilwicklung ist.
Weitere bekannte Maßnahmen zur Beseitigung der Lageabhängigkeit benutzen Paralleldrähte, verdrallte Einzeldrähte oder Wicklungen höheren Unterteilungsgrades, die teilweise durch eine geeignete Wickeltechnik durchlaufend gewickelt werden.
Diesen bisher bekannten Methoden zur Herstellung von Spulen mit symmetrischen Teilwicklungen haiten ,jedoch in allen Fällen gewisse Nachteile an. Methoden, die die Lageabhängigkeit nicht grundsätzlich beseitigen, sondern nur durch Fixieren des Spulenkörpers unwirksam nachen, haben den grundsätzlichen Nachteil, daß die zeitliche Stabilität der erreichten Symmetrie unzureichend ist. Die bischer bekannt gewordenen Methoden, die spezielle Wicklungsarten zur Beseitigung der Lageabhangigkeit benutzer, haben teilweise den Nachteil einer recht komplizierten Wickeltechnik. Bei der Mehrschicht-Wicklung treten Schwierigkeiten bei der Erzielung einer hinreichenden Spannungsfestigkeit zwischen den Teilwicklungen auf, da Zwischenisolationen erforderlich sind.
Der Zweck der Erfindung ist die Beseitigung der Mängel, | die der geschilderto 8tand d er Technik aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Voraussetzungen für eine unkomplizierte Wickeltechnik zu schaffen, die Teilwicklungen mit hinreichender Spannungsfestigkeit gegeneinander und mit weitgehender Lageunabhängigkeit der Induktivitätssymmetrie zu wickeln gestattet.
Erfindungsgemäß wird hierbei ein Mehrkammer-Spulenkörper verwendet, insbesondere bei der Herstellung von Schalenkernspulen mit zwei symmetrischen Teilwicklungen ein Vierkammer-Spulenkörper. Die zwei Wicklungen werden dabei so unterteilt, daß sich je eine Teilwicklung in einer äußeren und einer inneren Kammer befindet. Wesentlich hierbei ist die Wahl einen geeigneten Kreuzungsverhältnisses (Verhältnis der Windungs zahlen der WicIclunn in den äußeren zu denen der Wicklungen in den inneren Kammern). Dabei geht man von folgendem Sachverhalt aus: Bedingt durch das durch den Luftspaltn in der Schalenkernmitte verursachte Streufeld, das zu den Stirnflächen des Schalenkerns hin abnimmt, wird eine axiale Verschiebung die Spulenkörpers auf, eine Wicklung in Luftspaltferne (also in einer der äußeren Kammern) größeren Einfluß als auf eine Wicklung in Luftspaltnähe (also in einer der inneren) haben. Die erwünschte Lageunabhängigkeit ist gerade dann vorhanden, wenn beispielsweise eine Erhöhung der Induktivität in der äußeren Teilwicklung gerade durch eine gleich große Verkleinerun6 der Induktivität in der zugehörigen innerenTeilwicklung kompensiert wird. Bei einem Luftspalt von ca. 0,2 mm wird dies dann erreicht, wenn das Kreuzungsverhältnis etwa 45:55 beträgt, d.h. die äußeren Kammern je 45% der Windungszahl der Wicklungen enthalten. Durch Abweichung von diesen Optimalwert lassen sich auch definierte Lageabhängigkeiten einstellen.
Mit Hilfe dieser Wicklungsanordnung kann man rationelle Herstellungsmethoden für Spulen mit symmetrischen Wicklungen anwenden. Da in die einzelnen Kammern des Spulenkörpers lediglich einfache Zylinderwicklungen einebracht werden müssen, werden keine besonderen Anforderungen an die zu verwendende Wickelmaschine gestellt. Die geforderte Spannungsfestigkeit der Wicklungen gegeneinander ist durch die Kammerwände ohne zusätzliche Maßnahmen gegeben. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Teilwicklungen ohne Verwendung eines Spulenkörpers | in freitragender Bauweise zwecks Verbesserung der Wickelraumausnutzung zu fertigen.
Die Erfindung soll anhand Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1: einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Schalenkernspule mit Vierkammerspulenkörper Fig. 2s einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Schalenkernspule ohne Spulenkörper.
In der Fig. 1 sind die Schalenkernhälften 1 und 2 und der Vierkammer-Spulenkörper 3 dargestellt. Die Wicklung I besteht aus einer in der äußeren Kammer 4 befindlichen Teilwicklung (mit 45% der Windungszahl) und aus einer in einer inneren Kammer 5 auf der anderen Seite des Luftspaltes 6 befindlichen Teilwicklung (mit 55% der Windungszahl). Entsprechend wird Wicklung II aus den beiden verbleibenden Wicklungen zusammengeschaltet.
In der Fig. 2 sind wiederum die Schalenkernhälften 1 und 2 dargestellt. Eine günstige Wickelraumausnutzung wird in dieser Schalenkernspule ohne Spulenkörper unter Einhaltung des optimalen Kreuzungverhältnisses durch Verwendung verschiedener Drahtdurchmesser oder durch Veränderung der Spulenbreiten beitmerer 7 und äußerer Teilwicklung 8 erreicht. Dabei wird vorausgesetzt, daß bei den Teilwicklungen durch geeignete Konstruktion dafür Sorge Betragen ist, daß Zwischenisolationen nicht zusätzlich benötigt werden,

Claims

Patentansprüche: 1. Schalenkernspule mit Spulenkörper mit mindestens zwei symmetrischen Wicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abhängigkeit der Symmetrie von der Lage des Spulenkörpers durch eine Mehrkammer-Wicklung beseitigt wird, bei der jede Wicklung aus zwei Teilwicklungen besteht, von denen sich die eine in einer äußeren und die andere in einer inneren Kammer befindet und wobei das Verhältnis der Windungszahlen der äußeren Teilwicklungen zu den Windungszahlen der inneren Teilwicklungen bei einem Luftspalt von ca. 0,2 mm etwa 45:55 beträgt.
2. Schalenkernspule ohne Spulenkörper mit mindestens zwei symmetrischen Wicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß jade Wicklung aus zwei Teilwicklungen besteht, von denen sich die eine im äußeren und die andere im inneren Wicklungsraum befindet und wobei das Verhältnis der Windungszahlen der äußeren Teilwicklung zu den Windungszahlen der inneren Teilwicklung bei einem Luftspalt von ca. 0,2 mm etwa 45:55 beträgt.
3. Schalenkernspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Wickelraumausnutzung in den äußeren Teilwicklungen Wickeldrähte größeren Querschnittes als in den inneren Teilwicklungen verwendet werden.
4. Schalenkernspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Wickelraumausnutzung bei Verwendung nur eines Wickeldraht-Querschnittes die Wickelbreite der äußeren Teilwicklungen kleiner als die Wickelbreite der inneren Teilwicklungen ist.

L e e r s e i t e