DE2133987B2 - Mittelfrequenz Leistungstransforma tor mit einer einwindigen Sekundär wicklung - Google Patents

Description

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kerne und damit durch Änderung des Transforma- Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung betordurchmessers erreicht werden. Dadurch ergeben steht darin, daß die Gesamtstärke der flachen Sekunsich z. B. unter Umständen für die gleiche Kurbel- därwicklung im Bereich ihrer Anschlüsse, in dem wellenhärtemaschine eine relativ große Anzahl von sich die Wicklungsleiter überlappen, ihre Gesamtverschiedenen Transfonnatorteilen, die zu kleinen 5 stärke in den übrigen Bereichen nicht oder nicht we-Produktionsserien und einer aufwendigen Lagerhai- sentlich übersteigt,
tung führen. Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung

Die Erfindung geht aus von einem Mittelfre- der Erfindung ist die Sekundärwicklung aus mehrequenz-Leistungstransformator mit einer eimvindigen ren, in einer Schicht angeordneten und elektrisch flachen Sekundärwicklung und zwei flachen Primär- io parallel geschalteten Hohlprofilleitern gebildet. Dawicklungslagen, die durch Hohlprofilleiter gebildet bei können vorteilhaft die Hohlräume der elektrisch zu einem Paket aneinandergereiht mit rahmenförmi- parallel geschalteten Hohlprofilleiter der Sekundärgen, die Wicklungsleiter umschließenden, insbeson- wicklung im Hinblick auf die Kühlmittelströmung dere aus Ferrit bestehenden Kernkörpern versehen wenigstens zum Teil in Reihe geschaltet sein,
sind, wobei die Gesamtabmessung des Transforma- 15 Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung tors in Richtung senkrecht zu den Frontflächen der der Erfindung ist der Transformator ferner dadurch Sekundärwicklung bzw. der Primärwicklungslagen gekennzeichnet, daß zur Erlangung einer Typenreihe klein i.^et gegenüber seinen Gesamtmessungen in bei wenigstens nahezu gleichbleibenden Gesamtab-Richtung parallel zu diesen Frontflächen. Aufgaben- messungen in den Richtungen senkrecht zur Längsgemäß sollen bei einem derartigen Transformator so Streckung der parallelen, streifenförmigen Bereichs auch unterschiedlich hohe Windungsspannungen nur der Wicklungs- bzw. Wicklungbiagenfrontflächen, sozu Transformatoren führen, die im wesentlichen die wie gleichen Abmessungen der Kernkörper und gleichen Einbauteile aufweisen können und bei de- Klemmelemente, mit steigender Windungsspannung nen die kleinste Gesamtabmessung des Transforma- die Anzahl der Kernkörper bzw. die zu ihier Untertors im wesentlichen nur durch die entsprechende as bringung erforderliche Länge der streifenförmigen Abmessung der rahmenförmigen Kerne bestimmt Bereiche der Wicklungs- bzw. Wicklungsfrontflächen wird. ansteigt.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Fi-

gelöst, daß die Frontflächen der Sekundärwicklung guren, die ein vorteilhaftes Beispiel darstellen, einge-

und der Primärwicklungslagen jeweils zwei parallele, 30 hend erläutert.

streifenförmige Bereiche einnehmen, die an ihren En- Die F i g. 1 und 2 zeigen — jeweils in Einzeldarden durch bogenförmige Bereiche zur Wicklungs- stellung — eine Primärwicklung und die Sekundärbzw. Lagenfrontfläche ergänzt sind, daß die rahmen- wicklung, die F i g. 3 und 4, in zwei Ansichten, den förmigen Kernkörper — mit ihren Frontflächen par- fertig montierten Transformator und schließlich allel zueinander — nur längs der parallelen streifen- 35 Fig. 5, einen Schnitt gemäß der Linie I-I in Fig. 3. förmigen Bereiche der Wicklungs- bzw. Lagenfront- Die Transformatorwicklung enthält zwei Primärflächen aufgestapelt und daß zur Befestigung des wicklungslagen 1 (Fig. 1) die an die beiden Frontflä-Magnetkernstapels zwei an seinen Enden anpres- chen einer Sekundärwicklung2 (Fig. 2) anschließen sende Klemmelemente vorgesehen sind, wobei das und mit dieser gewissermaßen einen Stapel bilden, eine Klemmelement zwei Primär-Anschlußschienen 40 wobei die Leiter der Wicklungen 1,2 von mehreren enthält, die jeweils mit Hilfe von zwecks Verände- rahmenförmigen Kernkörpern3 (Fig. 5) aus Ferrit rung des Übersetzungsverhältnisses versetzbaren umschlossen sind.

Kontaktbrücken an den äußeren Frontflächen des Jede der Primärwicklungslagen 1 besteht aus Wicklungspaketes mit Kontaktstellen der zugehöri- einem flachen Kupferrohr 4 mit rechteckigem Quergen Primr.rwicklur.gslage elektrisch leitend verbind- 45 schnitt, das zu einer einlagigen Scheibenwicklung gebar sind, und wobei in dem anderen Klemmelement formt ist, derart, daß die größere Querschnittsabmesdie Sekundäranschlüsse des Transformators heraus- sung des Kupferrohres parallel zur Wicklungslage geführt sind. verläuft. Die Frontfläche dieser Wicklungslage

Es wird ein Schutz nur für die gemeinsame An- nimmt zwei parallele, streifenförmige Bereiche 5 ein,

Wendung aller vorstehenden Merkmale und kein EIe- 50 die an ihren Enden durch zwei bogenförmige Be-

mentensci<utz begehrt. reiche 6 und 7 zur Frontfläche ergänzt ist. Das äu-

Ein Leistungstransformator, bei dem die Frontflä- ßere Ende der spiralförmigen Wicklungslage, in

chen der Sekundär- und Primärwicklungslagen, je- einem der bogenförmigen Bereiche 6 gelegen, ist ab-

weils zwei parallele, streifenförmige Bereiche einneh- gebogen und zum Zwecke des Anschlusses an einen

men. die an ihren Enden durch bogenförmige Be- 55 Kühlmittelkreislauf mit einem Endstück 8 versehen,

reiche zur Lagenfrontfläche ergänzt sind, ist zwar an während das innere Ende in ein ösenförmiges An-

sich aus der deutschen Patentschrift 497 406 be- schlußstück 9 ausläuft. Die Wicklung der zweiten,

kannt, doch weist dieser Transformator mehrere ein- nicht dargestellten Primärwicklungslage verläuft, je-

windige Sekundärwicklungslagen auf, wobei überdies weils von innen nach außen betrachtet, mit einer

zwischen benachbarten Primär- und Sekundärwick- 60 Steigung entgegengesetzt zu der ersten Primärwick-

iungslagen jeweils ein zu einem Block vergossenes lungslage, und weist überdies ein etwas anders aus-

Bündel von Kühlrohren vorgesehen ist. laufendes (in Fig. 1 unterbrochen dargestellt) äuße-

Eine Anpassung dieser Konstruktion auf einen res Ende 10 ar f. Die Windungen der Primärwick-

Transformator, dessen Gesamtabmessung in Rieh- lungslagen sind mit einer elektrisch isolierenden Wir-

tung senkrecht zu der Frontflächen der Sekundär- 65 belsinterschicht versehen.

bzw. Primärwicklungslagen klein ist gegenüber sei- Kupferrohre 11 (Fig.2) mit in etwa doppelt so

nen Gesamtabmessungen in Richtung parallel zu die- großem lichten Querschnitt als die Rohrleiter 4 der

sen Frontflächen, ist dr'.ier praktisch nicht möglich. Primärwicklung bilden die Sekundärwicklungen 2,

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dessen Frontfläche, ähnlich wie bei den Primärwick- und voneinander elektrisch isoliert — zwei Anlungslagen, zwei streifenförmige parallele Bereiches schlußschicncn 19 vorgesehen, die mit Hilfe jeweils und zwei bogenförmige Bereiche 6 und 7 aufweist. einer der Kontaktbrücken 20 mit blankgemachten Die Sekundärwicklung 2 wird dabei aus zwei in der- Stellen der äußeren Frontflächen der Primärwickselbcn Lage angeordneten, elektrisch parallel ge- 5 lungslagen 1 verbunden werden. Wie aus F i g. 3 erschalteten Strängen 12, 13 zu je zwei Kupferrohrlei- sichtlich, können die Anschlußschienen 19 mit Hilfe tem 11 gebildet, deren Enden sich im bogenförmigen dieser Kontaktbrücken 20 außer mit den äußeren Bereich 6 zwei Schleifen formend ineinander überge- Enden 10 der Primärwicklungslagcn 1, alternativ hen und so kühlinittelmäßig in Reihe geschaltet sind. noch mit Abzapfungsstellen am Ende der ersten bzw. Im bogenförmigen Bereich 7, in dem die Sekundär- io der zweiten Windung verbunden werden. Die Anwicklung mit elektrischen Anschlußzapfen 14 verse- schlußschienen 19 sind aus dem gehäuseartigen hen ist und in dem sich die Leiter der Wicklung Klemmstück 17 herausgeführt und an den ihren unüberlappcn, ist die Dicke der Leiter so weit vermin- terschiedlich langen Enden mit Kontaktplattcn 21 dcrt, daß dort die Gesamtstärke der Wicklung in versehen, die zum primärseitigen Anschluß des etwa gleich ist der Stärke der Sekundärwicklung in 15 Transformators dienen.

den übrigen Bereichen der Wicklungsfrontfläche. Zur Anschließend an das Klemmelement 17 sind längs

Einspeisung des Kühlmittels sind im Wicklungsstrang der beiden parallelen, streifenförmigen Frontflächen-

12, zwei mit Kühlmittelanschlüssen versehene Kup- bercicheS der Wicklung rahmenartige Kernkörper 3

ferhohlstücke 15 eingeschaltet, durch die das Kühl- aus Ferrit aufgestapelt, an die dann ein zweites ge-

mittel im Sinne der Pfeile 16 zu bzw. abgeführt, wird. 20 häuseartiges Klemmstück 22 anschließt, in dem die

Die Sekundärwicklung ist ähnlich wie die beiden Pri- Wicklungsenden der einwindigen Sekundärwick-

märwicklungslagen mit einer elektrisch isolierenden lung2 über ihre Anschlußzapfen 14 (Fig.2) mit den

Wirbelsintcrschicht überzogen. Sekundäranschlüssen 23 des Transformators bzw.

Im fertig montierten Transformator (s. Fig.3 über ihre Kupferhohlstücke 15 mit Kühlmittelan-

und 4) sind Prinnrwicklungslagen 1 und Sekundär- 25 Schlüssen 24 verbunden sind. Die gestapelten Fer-

wicklung zu einem Stapel vereinigt, die beiden Pri- rit-Magnetkerne 4 sind mit Hilfe der Klemmstückc

märwicklungslagen 1 an ihren inneren Enden an den 17, 2.'. und zwei Zugstangen 25 zu einer Einheit zu-

Anschlußstücken 9 über ein Kupplungsstück, sowohl sammengespannt.

elektrisch als auch was den Kühlmittelkreis anlangt F i g. 5 zeigt im vergrößerten Maßstab gemäß der

in Reihe geschaltet und mit ihren äußeren Enden 8, 30 Linie I-I in F i g. 3 die Lage der Leiter 4 bzw. 11 der

10 in einem gehäuseartigen Klemmelement 17 mit Primärwicklungslagen 1 und der Sekundärwicklung

Kühlmittelanschlüssen 18 verbunden. In diesem zueinander bzw. zu den sie umschließenden rahrncn-

Klemmelement 17 sind — nebeneinander angeordnet förmigen Ferritkern 3.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 liehe Länge der streifenförmigen Bereiche (5) der Wicklunes- bzw. Wicklungslagenfrontflächen anPatentansprüche: stej„t

1. Mittelfrequenz-Leistungstransformator mit 5

einer einwindigen flachen Sekundärwicklung und

zwei flachen Primärwicklungslagen, die durch
Hohlprofilleiter gebildet zu einem Paket aneinandergereiht mit rahmenförmigen, die Wicklungslei- Bei der Technik der induktiven Erwärmung von ter umschließenden, insbesondere aus Ferrit be- ίο metallischen Werkstücken, insbesondere beim indukstehenden Kemkörpern versehen sind, wobei die tiven Oberflächenhärten wird zur Anpassung des Ge-Gesamtabmessung des Transformators in Rieh- nerators an den Induktor ein Transformator verwentung senkrecht zu den Frontflächen der Sekun- det, dessen Ausgang mit dem Induktor vorteilhaft därwicklung bzw. der Primärwicklungslagen klein starr verbunden ist. Für das induktive Härten der ist gegenüber seinen Gesamtabmessungen in 15 Lagerstellen von Kurbelwellen ist z. B. aus der deut-Richtung parallel zu diesen Frontflächen, da- scton Patentschrift 1209 137 der Anmelderin bedurch gekennzeichnet, daß die Front- kannt, einen einseitig offenen, sogenannten Halbflächen der Sekundärwicklung (2) und der Pri- schaleninduktor zu verwenden, der mit dem Transmärwicklungslagen (1) jeweils zwei parallele, lormator eine starre Baueinheit bildet und, v/ährend streifenförmige Bereiche (5) einnehmen, die an 20 der induktiven Erwärmung bei rotierender Kurbelihren Enden euren bogenförmige Bereiche (6,7) welle auf dem zu härtenden Lager aufsitzend, mit zur Wicklungs- bzw. Lagenfrontfläche ergänzt dem Transformator der Lagerbewegung folgt. Sollen sind, daß die rahmenförmigen Kernkörper (3) — mehrere Kurbelwellenlager gleichzeitig gehärtet wermit ihren Frontflächen parallel zueinander — nur den, so dürfen sich die zugehörgien Transformatorlängs der parallelen streifenförmigen Bereiche (5) 25 Induktoreinheiten dabei bei ihren Bewegungen geder Wicklungs- bzw. Lagenfrontflächen aufgesta- genseitig nicht stören. Dies kann am einfachsten dapelt und daß zur Befestigung dej Magnetkernsta- durch erreicht werden, daß dei Gesamtabmessung pels zwei an seinen Enden anpressende Klemm- der verwendeten Mittelfrequenztransformatoren in elemente (17, 22) vorgesehen sind, wobei das Richtung parallel zur Kurbelwelleuachse kleiner ist eine Klemmelement (17) zwei Primär-Anschluß- 30 als der Mittelabstand zweier benachbarter, gleichzeischienen (19) enthält, die jeweils mit Hilfe von tig zu härtender Lager.

zwecks Veränderung des Übersetzungsverhältnis- Ein Mittelfrequenz-Leistungstransformator mit ses versetzbaren Kontaktbrücke.. (20) an den au- einer solchen schmalen Bauart ist aus dem deutschen ßeren Frontflächen des "vVicklungspaketes mit Gebrauchsmuster 6 607 290 der Anmelderin beKontaktstellen der zugehörigen P^märwicklungs- 35 kannt. Er weist mehrere scheibenförmige Sekundärlage (1) elektrisch leitend verbindbar sind, und und Primärwicklungslagen auf, die jeweils eine in wobei in dem anderen Klemmelement (22) die etwa kreisringförmige Frontfläche einnehmen und Sekundäranschlüsse des Transformators heraus- bei der die Primär- und Sekundärwicklungslagen — geführt sind. abwechselnd aneinandergereiht — iin Paket bilden,

2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch 40 wobei die Primärwicklungslagen elektrisch in Reihe gekennzeichnet, daß die Gesamtstärke der fla- und die Sekundärwicklungslagen parallel geschaltet chen Sekundärwicklung (2) im Bereich ihrer An- und die Leiter der Wicklung durch mehrere sich Schlüsse (14, 24), in denen sich die Wicklungslei- sternförmig in radialer Richtung erstreckende rahter überlappen, ihre Gesamtstärke in den übrigen menartige Ferritkerne umschlossen sind.
Bereichen nicht oder nicht wesentlich über- 45 Diese bekannten Mittelfrequenztransformatoren steigt. haben sich gut bewährt. Die Praxis hat nun aber ge-

3. Transformator nach Anspruch 2, dadurch zeigt, daß bei Transformatoren dieser Art, sogenanngekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (2) ten Scheibentransformatoren, zur Unterstützung der aus mehreren, in einer Schicht angeordneten und sternförmig angeordneten Ferritkerne ein Gehäuse elektrisch parallel geschalteten Hohlprofilleitern 50 aus elektrisch isolierendem Material vorgesehen wer-(11) gebildet ist. den muß, welches die Gesamtbreite des Transforma-

4. Transformator nach Anspruch 3, dadurch tors auf unerwünschte Weise erhöht. Um die in dur gekennzeichnet, daß die Hohlräume der elek- Praxis vorkommenden Induktoren an den Ausgang trisch parallel geschalteten Hohlprofilleiter (11) des Mittelfrequenztransformators anzupassen, sind der Sekundärwicklung im Hinblick auf die Kühl- 55 z. B. bei gleichbleibender Übertragungsleistung und mittelströmung wenigstens zum Teil in Reihe ge- gleicher Ausgangsspannung des MF-Generators, verschaltet sind. schiedene Übersetzungsverhältnisse d. h. verschieden

5. Transformator nach einem der Ansprüche 1 hohe Transformator-Windungsspannungen erforderbis4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erlan- lieh. Bedingt durch die vorgegebene Grenzinduktion gung einer Typenreihe bei wenigstens nahezu 60 der Ferritkerne, sollte demgemäß bei verschieden hogleichbleibenden Gesamtabmessungen in den hen Windungsspannungen die wirksame Gesamt-Richtungen senkrecht zur Längserstreckung der Kernquerschnittsfläche ebenfalls entsprechend verparallelen, streifenförmigen Bereiche (5) der schieden groß sein.

Wicklungs- bzw. Wicklungslagenfrontfrontflä- Unter der Voraussetzung, daß die »Breite« des

chen, sowie gleichen Abmessungen der Kernkör- 65 Transformators in etwa gleich bleibt, kann diese Än-

per (4) und Klemmelemente (17, 22), mit steigen- derung der Windungsspannung bei den genannten

der Windungsspannung die Anzahl der Kernkör- bekannten »Scheibentransformatoren« praktisch nur

per (4) bzw. die zu ihrer Unterbringung erforder- durch Änderung der Anzahl der verwendeten Ferrit-