DE202011000378U1

DE202011000378U1 - Spulenanordnung

Info

Publication number: DE202011000378U1
Application number: DE202011000378U
Authority: DE
Original assignee: ABB Oy
Current assignee: ABB Schweiz AG
Priority date: 2010-03-01
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2011-05-12
Anticipated expiration: 2021-02-19
Also published as: CN202178135U; FI9188U1; FIU20110073U0; EP2363866A1

Abstract

Spulenanordnung für ein elektronisches Gerät, aufweisend:
zumindest zwei Kühlelemente (1), die sich in einem Abstand voneinander befinden und eine Eintrittsöffnung (2) zum Empfangen eines Kühlfluids und eine Austrittsöffnung (3) zum Weiterleiten des Kühlfluids vom besagten Kühlelement (1) aufweisen,
zumindest zwei Kernelemente (6), die auf gegenüberliegenden Seiten des jeweiligen Kühlelements (1) angeordnet sind, und
zumindest eine Spule (7), die um die jeweiligen zwei Kernelemente (6) und das besagte jeweilige Kühlelement (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Spulenanordnung aufweist:
zumindest zwei Kernelemente (8) auf jeder Seite des besagten Kühlelements (1), welche Kernelemente (8) sich zwischen den besagten zumindest zwei Kühlelementen (1) erstrecken.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
BEREICH DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spulenanordnung eines elektronischen Geräts und insbesondere auf eine Lösung zur Kühlung einer solchen Spulenanordnung.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Eine in einer Spule eines elektronischen Geräts entstehende Wärmebelastung kann erheblich sein. Um zu vermeiden, dass die Temperatur der Spule zu hoch steigt, sind Lösungen nach dem Stand der Technik bekannt, bei denen ein Kühlelement in Verbindung mit der Spule vorgesehen ist. Dieses Kühlelement weist eine Eintrittsöffnung zum Empfangen eines Kühlfluids und eine Austrittsöffnung zum Weiterleiten des Kühlfluids vom besagten Kühlelement auf. Die durch die Spule erzeugte Wärme wird deshalb dem Kühlfluid übertragen.
Die oben beschriebenen Lösungen nach dem Stand der Technik sind jedoch kompliziert und ausserdem misslingen, alle Anwendungen mit ausreichender Kühlung vorzusehen.
ÜBERSICHT DER ERFINDUNG
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue und effiziente Spulenanordnung mit ausreichender Kühlung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mit der Spulenanordnung nach dem unabhängigen Schutzanspruch 1 erreicht.
Durch die Anwendung eines Kühlelements zwischen zwei Kernelementen kann eine einfache und effiziente Lösung zur Kühlung des Kerns einer Spulenanordnung erreicht werden. Auf diese Weise kann die Temperatur der Spulenanordnung effizient gesteuert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben. Es zeigen:
1 bis 3 ein Kühlelement für eine Ausführungsform einer Spulenanordnung,
4 bis 5 eine erste Ausführungsform einer Spulenanordnung, und
6 und 7 eine zweite Ausführungsform einer Spulenanordnung.
BESCHREIBUNG ZUMINDEST EINER AUSFÜHRUNGSFORM
1 bis 3 zeigen ein Kühlelement 1 für eine Ausführungsform einer Spulenanordnung. 1 und 2 zeigen eine Vorderansicht und eine Seitenansicht des Kühlelements 1, und 3 ist ein Querschnitt des Kühlelements nach der Linie III-III der 1.
In den dargestellten Ausführungsformen weist das Kühlelement 1 eine Eintrittsöffnung 2, eine Austrittsöffnung 3 und mehrere Leitungsrohre 4 auf, die parallele Fluidbahnen zum Führen von Fluid von der besagten Eintrittsöffnung 2 zur besagten Austrittsöffnung 3 bilden. Der Ausdruck „parallele Fluidbahnen” setzt nicht voraus, dass alle Leitungsrohre genau parallel zueinander verlaufen, obwohl das wohl der Fall bei vielen Anwendungen ist, sondern es genügt, dass die Leitungsrohre 4 alternative Fluidbahnen zum Führen von Fluid von der Eintrittsöffnung zur Austrittsöffnung bereitstellen. Auf jeden Fall sollte bemerkt werden, dass es nicht bei allen Anwendungen nötig ist, ein Kühlelement mit parallelen Fluidbahnen zu benutzen. Stattdessen kann bei einigen Anwendungen vorteilhaft sein, ein Kühlelement mit nur einer einzigen Fluidbahn zwischen der Eintrittsöffnung und der Austrittsöffnung anzuwenden.
In der dargestellten Ausführungsform sind die Leitungsrohre 4 miteinander anhand von Rohrabschnitten 5 an den gegenüberliegenden Enden des Kühlelements 1 verbunden, um eine Fluidbahn zwischen den Leitungsrohren 4 zu der Eintrittsöffnung 2 bzw. der Austrittsöffnung 3 zu bilden. Das Kühlelement 1 kann zum Beispiel aus Aluminium hergestellt werden, und es kann relativ dünn sein, was den Vorteil aufweist, dass die Breite der Spulenanordnung gering gehalten werden kann.
4 und 5 zeigen eine erste Ausführungsform einer Spulenanordnung. In 4 und 5 wird beispielhaft vermutet, dass das Kühlelement der 1 bis 3 benutzt wird. Die dargestellte Spulenanordnung kann zum Beispiel eine Drossel für ein elektronisches Gerät wie einen Frequenzumrichter sein.
In 4 und 5 sind zwei Kernelemente 6 auf gegenüberliegenden Seiten des Kühlelements 1 angeordnet. Die Kernelemente können zum Beispiel aus einem ferromagnetischen oder ferritischen Material bestehen. Jedes Kernelement kann ein einzelnes Element sein oder sich aus mehreren übereinander angeordneten dünneren Elementen (beispielsweise Platten) zusammensetzen.
Am äussersten in 4 und 5 befindet sich eine Spule 7. Diese Spule 7 ist angeordnet, das Kühlelement 1 und die Kernelemente 6 zu umgeben. Die Spule kann aus einem elektrischen Leiter wie einem Draht bestehen, der mehrmals um das Kühlelement 1 und die Kernelemente 6 gewickelt ist. Wahlweise kann die Spule 7 aus einem Band oder einer Platte bestehen.
Aus 4 und 5 ist ersichtlich, dass sich das Kühlelement 1 an beiden Enden (unten und oben) an der Spule 7 und den Kernelementen 6 vorbei erstreckt. Auf diese Weise sind die Eintrittsöffnung 2 und die Austrittsöffnung 3 des Kühlelements 1 leicht zugänglich für die Durchführung der erforderlichen Rohrbefestigungen, um das Kühlfluid zu und von einem externen Gerät zu leiten, wo das Kühlfluid vor Wiedereinführung ins Kühlelement 1 gekühlt wird.
6 und 7 zeigen eine zweite Ausführungsform einer Spulen anordnung. 6 ist eine Endansicht und 7 ist eine Seitenansicht der Spulenanordnung. Die Ausführungsform der 6 und 7 ist derjenigen, die in Verbindung mit 4 und 5 beschrieben wurde, sehr ähnlich, und deshalb wird diese Ausführungsform hauptsächlich unter Hervorhebung der Unterschiede zwischen diesen Ausführungsformen beschrieben.
In der Ausführungsform der 6 und 7 werden drei Paare von Kühlelementen 1 benutzt. Jedes Paar von Kühlelementen weist ein zwischen den zwei Kühlelementen 1 angeordnetes Kernelement 6 auf, und ein zweites und ein drittes Kernelement 6 sind gegen die entsprechenden Aussenflächen der Kühlelemente 1 angeordnet. Schließlich wird für jedes Paar von Kühlelemente 1 und die drei entsprechenden Kernelemente 6 eine Spule 7 angeordnet, die zwei Kühlelemente 1 und die drei Kernelemente 6 zu umgeben.
Zusätzlich weist die Ausführungsform der 6 und 7 drei Kernelemente 8 auf, die sich zwischen allen drei Paaren von Kühlelementen 1 erstrecken.
Es ist zu verstehen, dass die obige Beschreibung und die beigefügten Figuren lediglich zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung dienen. Einem Fachmann ist offenbar, dass die Erfindung variiert und modifiziert werden kann, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.

Claims

Spulenanordnung für ein elektronisches Gerät, aufweisend: zumindest zwei Kühlelemente (1), die sich in einem Abstand voneinander befinden und eine Eintrittsöffnung (2) zum Empfangen eines Kühlfluids und eine Austrittsöffnung (3) zum Weiterleiten des Kühlfluids vom besagten Kühlelement (1) aufweisen, zumindest zwei Kernelemente (6), die auf gegenüberliegenden Seiten des jeweiligen Kühlelements (1) angeordnet sind, und zumindest eine Spule (7), die um die jeweiligen zwei Kernelemente (6) und das besagte jeweilige Kühlelement (1) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Spulenanordnung aufweist: zumindest zwei Kernelemente (8) auf jeder Seite des besagten Kühlelements (1), welche Kernelemente (8) sich zwischen den besagten zumindest zwei Kühlelementen (1) erstrecken.
Spulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Spulenanordnung eine Spulenanordnung für eine Drossel oder einen Transformator ist.
Spulenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Kern aus einem ferromagnetischen oder ferritischen Material besteht.
Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Spulenanordnung eine Spulenanordnung einer Drossel in einem Frequenzumrichter ist.
Spulenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eins der besagten Kühlelemente (1) mehrere Leitungsrohre (4) aufweist, die parallele Fluidbahnen zum Führen des besagten Fluids von der besagten Eintrittsöffnung (2) zur besagten Austrittsöffnung (3) bilden.