DE19606299A1 - Produktionsverfahren und Konstruktion des Transformators für Starkstrom und hohe Frequenzen - Google Patents
Produktionsverfahren und Konstruktion des Transformators für Starkstrom und hohe FrequenzenInfo
- Publication number
- DE19606299A1 DE19606299A1 DE1996106299 DE19606299A DE19606299A1 DE 19606299 A1 DE19606299 A1 DE 19606299A1 DE 1996106299 DE1996106299 DE 1996106299 DE 19606299 A DE19606299 A DE 19606299A DE 19606299 A1 DE19606299 A1 DE 19606299A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- winding
- transformer
- construction
- disc
- windings
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2823—Wires
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
- H01F27/324—Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf das Herstellungs- und Konstruktionsverfahren der
Transformatoren für breite Anwendung in der Energetik, Elektrothermie, Elektrometallurgie,
Umformtechnik, in den Thyristerantrieben mit hohen und sehr hohen Frequenzen sowie für
massenhafte Anwendung in verschiedenen Haushaltsgeräten und -maschinen wie z. B.
Handwerkzeuge, Waschmaschinen, Staubsauger usw., in den Bereichen, wo hohe und
regulierbare Antriebsumdrehungen erforderlich sind.
Das Problem zur Schaffung eines perfekten und wirtschaftlichen Transformators besteht,
von allgemeinen mit der Wahl der Projektierungsparameter verbundenen Problemen und
insbesondere von Transformatoren mit starkem Strom in Sekundärwicklungen oder mit
hohem Frequenzen des Speisungsnetzes oder deren Kombination abgesehen, darin, daß
neben anderen Umständen der Wert der Kurzschlußspannung Uz minimisiert werden muß.
Dieser Wert ist eine der wichtigsten Eigenschaften, die die Konstruktion des Transformators
charakterisiert, und beinhaltet zwei Komponenten - ohmscher Spannungsfall und Streuspan
nungsfall.
Die Kurzschlußinpedanz eines Wicklungspaares ist gleich:
ZK = UZUn²(100 Sn)-1 = [RK²+(2πfLK)²]½ /1/
Dabei steht Un für Nennspannung und Sn für Nennleistung der Wicklung; UZ für
prozentuale Kurzschlußspannung, f für Frequenz Nennspannung und LK für
Induktionswicklungspaar. Aus der Gleichung /1/ folgt, daß wenn der Wert ZK oder UZ bei der
Steigerung der Leistung des Transformators Sn konstant erhalten werden, muß der Wert
erhöht werden, was nicht immer akzeptiert werden kann. Ein noch größeres Problem hängt mit
der Erhöhung der Frequenz des Speisungsnetzes f zusammen. Mit deren Erhöhung muß
die Induktivität der Wicklungen LK verhältnismäßig reduziert werden. Bekannt sind
Methoden zur Herstellung und Konstruktion der Transformatoren, bei denen die Induktivitätsreduzierung
LK durch die Anwendung von Scheibenwicklungen erreicht wird.
In diesem Fall wird der Wert LK fast proportionell zu der Anzahl der aufeinanderfolgenden
primären und sekundären Wicklungen reduziert.
Wenn allerdings eine größere Anzahl der Scheiben eingesetzt werden soll, z. B. bei
der Steigerung der Frequenz f, so bietet eine solche Ausführung keine positive
Lösung, denn es wächst die Anzahl der Abstände zwischen der Scheiben, was eine
nicht produktive Verlängerung des Magnetleiterschenkels und die Vergrößerung
seines Fensters für die Wicklungen mit sich bringt. Insbesondere wirkt sich dies bei der
Konstruierung der Starkstromtransformatoren aus, wenn es erforderlich ist, jeden Aus
gang der Wicklung für die volle Spannung zu isolieren.
Es wird ein Produktions- und Konstruktionsverfahren für Transformatoren angeboten,
das frei von oben genannten Mängeln ist.
Die Erfindung wird ausführlicher anhand der beigefügten Zeichnungen und Fotos erklärt.
Fig. 1 Scheibenwicklungen für Hochspannung,
Fig. 2 Scheibenwicklungen mit großen Schnitt der Teilleiter,
Fig. 3 Scheibenwicklungen mit großem Schnitt der Teilleiter beim Hochspannungs
transformator,
Fig. 4 Foto eines Transformators, der nach dem in der Erfindung beschriebenen
Verfahren und der entsprechenden Konstriktion hergestellt wurde.
Fig. 1 - Scheibenwicklung der Hochspannung wird mit einem dünnen Draht
runden Schnittes in der Scheibenhälfte 1 gewickelt, die durch eine
Scheidewand vom Isolierstoff 2 getrennt ist. Diese Scheidewand ist an
der Stelle, wo ihr Durchmesser am kleinsten ist, mit einer Längsnut ver
sehen. Die Längsnut hat die Höhe "b", die vom Winkel "g" bestimmt
wird. Das neue Verfahren wird entsprechend gegebener Erfindung
folgenderweise umgesetzt. Als erstes wird eine Wicklungshälfte gewickelt,
wie es auf der Fig. 1a abgebildet ist. Dabei wird das vordere Ende der Wicklung
3 durch das Fenster in der Scheidewand geführt und vorübergehend befestigt.
Gewickelt wird schichtweise, indem man z. B. den Körper I um die Achse A-A′
im Uhrzeigersinn dreht, und wenn nötig, zwischen den Schichten isoliert.
Nachdem die Scheibe zur Hälfte umwickelt ist, wird das Ende 5 befestigt, wie
es auf der Fig. 1b dargestellt ist. Danach wird das Vorderende der zweiten
Wicklungshälfte 4 durch Anlöten oder nach einem anderen Verfahren, das einen
geringen ohmschen Übergangswiderstand sicherstellt, an das Vorderende der
Wicklung 3 angeschlossen. Die Anschlußstelle wird isoliert und in die Scheide
wandnut so eingelegt, wie auf der Fig. 1c abgebildet. Danach wird diese Hälfte
gewickelt, indem man den Körper I um die Achse A-A′ gegen den Uhrzeiger
sinn dreht, bis die Wicklung voll ist ( Fig. 1b). Der Abstand zwischen den Klemmen
5 und 6 wird je nach der Vollspannung der ganzen Scheibenwicklung festgelegt.
Somit erfordert die Wicklung keine verstärkte Isolierung der Klemmen 5 und 6,
denn der Anfang und das Ende der Wicklung führen nicht durch die ganze
Scheibendicke und befinden sich in einem gleichmäßigen elektrischen Feld.
Auf der Fig. 2 ist Konstruktion einer Scheibenwicklung dargestellt, die nach dem
gleichen Verfahren wie auf der Fig. 1 ausgeführt ist, jedoch wurde hierzu ein
Draht rechteckigen Schnittes mit großem Belastungsstrom genommen. Hier wer
den die Enden der Wicklungen anhand einer Scheideplatte 14 angeschlossen.
Ansonsten unterscheidet sich die Herstellung dieser Scheibenwicklung von der auf
der Fig. 1 nicht.
Auf der Fig. 3 ist eine Konstruktion der Scheibenwicklung für Transformatoren
mit Hochspannungscheibenwicklung zu sehen. In diesem Fall darf die Entstellung
des elektrischen Feldes zwischen Primärwicklung und Sekundärwicklung nicht
außer acht gelassen werden, so daß die Klemmen der Niedrigspannung 17 und 18 (20 und 19)
im Raum zwischen dem Magnetkern des Transformators und dem Innendurch
messer der Scheibe, wie auf den Fig. 3b und 3c abgebildet, plaziert werden.
Auf der Fig. 4 sieht man das Foto eines Transformators, der nach dem o.a.
Verfahren konstruiert und hergestellt wurde. Hiermit seine Grunddaten:
Nennleistung (kVA): 30
Nennspannung Primärwicklung (V): 250
Nennspannung Sekundarwicklung (kV): 15
Nennfrequenz (Hz): 2000
Kurzschlußspannung (%): 8,44
Induktivität L (Henry): 0,000014
Wirkungsgrad (%): 97,3
Abkühlung - Öl:
Magnetkern - Bandkern aus Nickel-Eisen-Legierung (bzw. 50%-50%).
Nennleistung (kVA): 30
Nennspannung Primärwicklung (V): 250
Nennspannung Sekundarwicklung (kV): 15
Nennfrequenz (Hz): 2000
Kurzschlußspannung (%): 8,44
Induktivität L (Henry): 0,000014
Wirkungsgrad (%): 97,3
Abkühlung - Öl:
Magnetkern - Bandkern aus Nickel-Eisen-Legierung (bzw. 50%-50%).
Diese Transformatoren sind für den Einsatz im Thyristerumformer bestimmt, der
als Speisungsquelle eines leistungsstarken Ozongenerators dient.
Die entsprechend dieser Erfindung hergestellten Transformatoren, können
dank einer außerordentlich geringen Induktivität L eine sehr breite Anwendung
in vielen Bereichen der Technik finden. Außer der bereits erwähnten Industrie
bereichen, können sie bei der Lösung vieler Probleme und Aufgaben wie folgt
eingesetzt werden:
- - in der Impulstechnik und -technologie, wobei sie im wesentlichen zur Reduzierung der Nennleistung der Kondensatorenbatterien in den kapazitiven Energiespeichern beitragen, ohne daß die Formen der zu erzeugenden Impulse entstellt werden;
- - in einer ganzen Reihe von Geräten und Vorrichtungen, insbesondere in der Flugzeug- und Raumschiffindustrie, wobei die Wechselstrom-Kollektormotoren mit hoher Drehzahl durch einfache und betriebssichere Asynchronmotoren mit 3 und 1 Phasen und hohen Frequenzen (wie Zentrifugen, Webmaschinenspindel und Geräte und Maschinen mit separatem Antrieb) ersetzt werden. Für all diese Vorrichtungen konnte man diese Aufgaben früher nicht lösen, denn die Transformatoren hatten nicht effiziente hohe Frequenzen.
So hat z. B. die Realisierung dieser Erfindung möglich gemacht, eine Speisungsquelle
für Heizen der Kathoden der Ionenbeschleuniger für die Raumschiffahrt mit folgenden
Parametern zu schaffen:
- - Heizstrom (A): 150
- - Spannung (V): 0,6
- - Umformfrequenz (Herz): 10 000
- - Nennspannung (V): 27 (Bordnetzgleichstrom).
Das hat wiederum ermöglicht, die weniger betriebssicheren Kathodenheizer durch
Koaxialröhren (kleinere Röhre in der größeren Röhre) zu ersetzen und somit
die Betriebsdauer bis zu 10 000 Stunden zu verlängern.
Claims (3)
1. Produktionsverfahren und Konstruktion der Starkstromtransformatoren
für hohe Frequenzen mit Scheibenwicklungen, die auf einer Achse
mit dem Trafoschenkel liegen und parallel oder hintereinander geschaltet sind.
Das besondere dabei ist, daß jede Scheibe sich aus zwei Hälften zusammensetzt
eine von denen in eine Richtung und die zweite nach dem Zusammenschluß
der Enden (3) und (4) bei der Drehung der Fassung oder des Gehäuses in
die entgegengesetze Richtung gewickelt werden.
2. Das Produktionsverfahren und die Konstruktion des Transformators im P.I.
zeichnen sich dadurch aus, daß der Anfang der ersten Halbwicklung (3) und
der Anfang der zweiten Halbwicklung (4) mit einem kleinen Übergangswider
stand angeschlossen werden, und die Anschlußstelle im Körper der Isolier
scheidewand (2) liegt, die sich zwischen zwei Hälften der Scheibenwicklung (1)
befindet.
3. Das Produktionsverfahren und die Konstruktion des Transformators im PP. 1,2
zeichnen sich dadurch aus, daß die Enden der Halbwicklungen (17) und (18) im
kleinen Durchmesser der Scheibe untergebracht und ihre Klemmen im Zwischen
raum zwischen der Wicklung und dem Schenkel des Transformators plaziert
werden, damit Gleichmäßigkeit von potentiellen elektrischen Feldern gewähr
leistet und ihre im Klemmenbereich der Scheibenwicklungen reduziert werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996106299 DE19606299A1 (de) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | Produktionsverfahren und Konstruktion des Transformators für Starkstrom und hohe Frequenzen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996106299 DE19606299A1 (de) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | Produktionsverfahren und Konstruktion des Transformators für Starkstrom und hohe Frequenzen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19606299A1 true DE19606299A1 (de) | 1998-01-02 |
Family
ID=7785914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996106299 Withdrawn DE19606299A1 (de) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | Produktionsverfahren und Konstruktion des Transformators für Starkstrom und hohe Frequenzen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19606299A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19629564C2 (de) * | 1996-07-15 | 2000-10-19 | Glibitski Marks | Kleiner Hochleistungselektroantrieb für Asynchron-, Synchron -und andere Wechselstrommotoren |
-
1996
- 1996-02-08 DE DE1996106299 patent/DE19606299A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19629564C2 (de) * | 1996-07-15 | 2000-10-19 | Glibitski Marks | Kleiner Hochleistungselektroantrieb für Asynchron-, Synchron -und andere Wechselstrommotoren |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0215286B1 (de) | Hochleistungs-Impulsübertrager für kurze Impulse hoher Spannung und/oder hoher Ströme | |
DE1488517A1 (de) | Verfahren zum Einsetzen einer oder mehrerer elektrischer Spulen in gewuenschter raeumlicher Beziehung zu einem Kern | |
DE1488515B2 (de) | Verfahren zum Verformen einer elektrischen Spule | |
DE3333768A1 (de) | Vorrichtung zur begrenzung von wechselstroemen | |
DE10030605A1 (de) | Elektronisches Bauteil | |
DE2201295A1 (de) | Optischer Sender oder Verstaerker | |
EP0375655A2 (de) | Wickeldraht und Verfahren zu seiner Herstellung | |
WO2010003394A2 (de) | Kapazitive wicklung für elektromotoren, transformatoren und elektromagneten | |
DE2312540B2 (de) | Einrichtung zur Umformung einer Wechselspannung in eine hohe Gleichspannung | |
DE7026843U (de) | Induktives und/oder kapazitives elektrisches bauelement. | |
DE2953100C1 (de) | Hochspannungs-Transformations- und Gleichrichtereinrichtung | |
DE69402610T2 (de) | Supraleitender Schalter und Anwendung als Speisung einer supraleitenden Spule | |
DE69718516T2 (de) | Steuerbarer induktor | |
DE3879499T2 (de) | Aufgewickeltes kapazitätsbauelement mit kontrollierter impedanz. | |
DE3312076A1 (de) | Kondensator hoher energiedichte und verfahren zu seiner herstellung | |
DE3882626T2 (de) | Transformator. | |
DE3506651C2 (de) | ||
DE19606299A1 (de) | Produktionsverfahren und Konstruktion des Transformators für Starkstrom und hohe Frequenzen | |
DE1464646B2 (de) | Vorrichtung zur formung von werkstuecken durch anwendung magnetischer impulsenergie | |
DE29806718U1 (de) | Konstruktion des Transformators für Starkstrom und hohe Frequenzen | |
DE69216128T2 (de) | Transformator für Gasentladungsröhren | |
DE19705048A1 (de) | Produktionsverfahren und Konstruktion des Transformators für Starkstrom und hohe Frequenzen | |
CH688116A5 (de) | Stromkompensierte Mehrfachdrossel in Kompaktbauweise. | |
DE2516661A1 (de) | Supraleitender schalter | |
DE3012506A1 (de) | Kommutatormotor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8133 | Disposal/non-payment of the application fee |