DE2421257A1

DE2421257A1 - Uebertrager

Info

Publication number: DE2421257A1
Application number: DE19742421257
Authority: DE
Inventors: Albert Jakoubovitch
Original assignee: Heurtey Metallurgie SA
Current assignee: Heurtey Metallurgie SA
Priority date: 1973-05-02
Filing date: 1974-05-02
Publication date: 1975-02-27
Also published as: GB1473514A; FR2228281A1; DE2421257B2; IT1011323B; ES425893A1; BE813893A; FR2228281B1; DE2421257C3

Description

Manchen, 30. April 1974-Patentanwälte

ins. E. Eder Anwaltsakte: 8677/pr.

Dipl.-Ing. K. Schieschke

Münclian 13, Elisabethstraße34 2421

HEURTEI METALLURGIE 30 - 32, Rue Guersant

75'017 PARIS

(PRAlTKREI GH)

Übertrager

Die Erfindung bezieht sich auf Übertrager, insbesondere auf Übertrager zur aperiodischen Anpassung, wie sie z.B. für Hochfrequenz-Induktionsheizungen zur Erwärmung von Metallen verwendet werden.

Derartige aperiodische Übertrager bestehen aus Koaxialkabeln, deren innerer Leiter der Primärwicklung entspricht« Derartige Übertrager sind leicht herstellbar, und können in ihren äußeren Abmessungen klein gehalten werden, allerdings tritt an bestimmten Abschnitten des Koaxialkabels ■ an den Klemmen die Summe der Spannungen zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung auf.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Übertragers.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung einen aperiodischen Hochfrequenzübertrager vor mit zwei übereinanderliegenden Wicklungen eines elektrischen Leiters, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß jede Wicklung aus einem eingerollten Streifen aus Kupfer oder einem anderen elektrisch gut leitenden Metall besteht.

509809/0675 _t

-2-

Durch. Verwendung eines Kupferstreifens läßt sich der gesamte Querschnitt des Kupfers oder eines anderen Leitermetalls ausnutzen, wobei lediglich die Dicke des Strei-fens so zu wählen ist, daß der elektrische Strom unter Berücksichtigung seiner Eigenschaften, insbesondere 'seiner Frequenz, den gesamten Querschnitt des Streifens durchfließt.

Bei trbertragern gemäß der Erfindung ist der Potentialunterschied zwischen zwei aufeinanderfolgenden Windungen verhältnismäßig gering, d.h. in der Größenordnung von etwa 100 V; es ist daher einfach, die Windungen auf eine wenig kostspielige, leicht durchzuführende und von der Erfindung unabhängige Weise gegeneinander zu isolieren, z.B. unter Verwendung eines Kunststoffes wie etwa Teflon.

Gemäß der Erfindung kann der Abstand zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung äußerst gering gehalten werden, wodurch sich eine Verbesserung des Kopplungsgrades zwischen Primärwicklung und Sekundärwicklung ergibt,

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben:

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Übertrager gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform eines Übertragers gemäß der Erfindung;

-3-509809/0675

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab den Ausschnitt III aus Pig. 2;

Fig. A- eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform eines Übertragers gemäß der Erfindung;

Fig.· 5 das Schaltschema des Übertragers nach Fig. A-;

Fig. 6 das Schaltschema einer vierten Ausführungsform eines Übertragers;

Fig. 7 äas Schaltschema einer weiteren Ausführungsform des Übertragers gemäß der Erfindung;

Die nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beziehen sich auf einen Übertrager mit einer Nutzleistung von 10 KW, wobei die Frequenz des elektrischen Stromes zwischen 100 und 500 kHz liegt. ' ■ .

Die Primärwicklung P und die Sekundärwicklung S werden durch Einrollen eines sehr dünnen Kupferstreifens 1 mit einer Dicke in der Größenordnung von z.B. 0,05 mni hergestellt. Die benachbarten Windungen werden durch eine Isolierschicht 2 nach einem an sich bekannten, von der Erfindung unabhängigen Verfahren voneinander getrennt, was praktisch keine Schwierigkeiten bietet, da bei derartigen Übertragern der Potentialunterschied zwischen zwei benachbarten Windungen sehr gering ist. Die Primärwicklung P liegt über der Sekundärwicklung S, und durch eine oder mehrere Isolierschichten I sind die beiden Wicklungen gegeneinander isoliert.

-4—

509809/067 5

Zur leichteren Bewicklung besteht die erste Windung 1a der Sekundärwicklung S aus einem dickeren Streifen, in der Größenordnung von z.B. 1-2 mm Stärke, der durchseine größere Steifheit eine Art Wickelkern "bildet. Ein Kühlflüssigkeit führendes Rohr 3 verläuft in dem von der Windung 1a gebildeten Wickelkern an dessen Wandungen und dient zur Kühlung der Windung 1a und damit des gesamten Übertragers.

Das Ende der Primärwicklung P ist mit einem Hochfrequenz-Strom in der Größenordnung von z.B. 100 - 500 kHz (gemäß dem Ausführungsbeispiel) erzeugenden Generator verbunden; daher besteht die Gefahr einer als sog. Koronaeffekt auftretenden Ionisierung. Um diesen Koronaeffekt zu verhindern, kann die letzte Windung 1b der Primärwicklung P, die gleichzeitig auch die äußerste Windung darstellt, dicker sein als alle anderen Windungen; sie besteht aus Kupfer oder aus einem anderen guten Leitermetall von grundsätzlich mindestens 2 mm Stärke. Diese Windung 1b bildet somit eine Art Schirm gegen den sog. Koronaeffekt.

Wie in Fig.4 und 5 gezeigt, kann über der Primärwicklung P noch eine weitere, sog. Ausgleichwicklung P¹ liegen in zur Primärwicklung P entgegengesetzter Windungsrichtung und mit kleinerer oder gleich großer Windungszahl wie diese (die Pfeile in Fig. 5 geben die Bewicklungsrichtungen an). Die Wicklungen P und P' sind durch eine Isolierschicht I¹ gegeneinander isoliert. Da in diesem Fall die Spannung V-(z.B. 6000 V) am Eingang der Primärwicklung P und die Spannung V^ (z.B. 900 7) am Ausgang der Sekundärwicklung S auftritt, nehmen die Spannungen ab und können sogar, wie in Fig. 5 gezeigt, bis auf Null absinken, wenn die Ausgleichswirkung P¹ die gleiche Windungszahl besitzt wie die Primärwicklung P.

-5-509809/0675

Bei dem AusführungslDeispiel nach Fig. 6, mit den durch. Pfeilen angegebenen Wickelrichtungen, weist der Übertrager eine Ausgleichswicklung P¹ wie der Übertrager nach Fig. 4- und 5 auf, aber die Wicklungen P und P' sind an ihren, gleiches Potential aufweisenden Enden miteinander verbunden. Dadurch ergibt sich eine Verbesserung des Kopplungsgrades -zwischen der Primär- und der Sekundärwicklung und außerdem auch eine Herabsetzung von Verlusten im Primärkreis (Fig. 5, clie Spannungen an den verschiedenen Abschnitten des Übertragers sind angegeben).

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 sind die Wickelrichtungen durch Pfeile und an' den einzelnen Stellen die Spannungen angegeben. Die beiden Wicklungen P und P¹ sind hier, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6, miteinander verbunden, aber der Wicklung P¹ ist noch eine weitere Wicklung S¹ gleicher Windungsrichtung wie P' und gleicher Windungszahl wie die Sekundärwicklung S zugeordnet. Die Wicklungen S und S¹ sind miteinander verbunden. Dadurch ergeben sich zwei einander entgegengesetzte, überlagernde Übertrager, wobei die gleiches Potential aufweisenden Enden der Wicklungen miteinander verbunden sind.

ν iteritanwälte

Dipi.-irn. E. Eder

Dipl.-Inn- K. Schieschke

8 Mündion 13, Elisabethstrafle34

509809/0675

Claims

Patentanwälte 9 Λ 9 1

Dipl.-mg. E. Eder LH L I

Dipl.-Ing. K. Schieschke «. (L _%

8 München 13, ElisabethstraBe 34

Patentansprüche

Aperiodischer Hochfrequenzübertrager mit übereinanderliegenden Wicklungen eines elektrischen Leiters, dadurch gekennzeichnet, daß jede Wicklung aus einem eingerollten dünnen Streifen aus Kupfer oder einem anderen elektrisch gut leitenden Metall besteht.
2. Übertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die äußere Wicklung die Primärwicklung (P) und
die innere Wicklung die Sekundärwicklung (S) ist.
3. Übertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innerste'Windung (1a) der inneren Wicklung dicker ist als die übrigen Windungen
und einen steifen, die Kühlung des Übertragers gestattenden Wickelkern bildet.
4-, Übertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die äußerste Windung (1b) der äußeren Wicklung eine den Koronaeffekt wesentlich reduzierende oder ausschließende Dicke besitzt.
5. Übertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Wicklung (F) von einer entgegengerichteten Wicklung (F' ■ gleicher Windungszahl überlagert ist.

509809/0675
6. Übertrager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die übereinanderliegenden entgegengerichteten Wicklungen (P,P¹) an ihren gleiches Potential aufweisenden Enden miteinander verbunden sind.
7. Übertrager nach. Anspruch 6, dadurch, gekennzeichnet, daß die oberste Wicklung·(P') von einer Wicklung (S') gleicher Richtung überlagert ist, welche die gleiche Winäungszahl wie die innerste Wicklung (S) besitzt und daß die Enden der äußersten Wicklung (S¹) mit den gleiches Potential aufweisenden Enden der innersten Wicklung (S)

verbunden sind. _. , _„

Patentanwalt·

DIpI. -ino^ E. Eder DIpI.-Ing. Kö*cjueschke

8Mü.ici-.en 13ifclf«bethstraBe34

509809/0675