-
Drosselspule in Temnelbauart
-
Die Erfindung betrifft eine Mehrphasendrosselspule mit in Form eines
Vielecks angeordneten Säulen, welche zwischen aus spiralig aufgewickelten Blechbändern
bestehenden Plattenjochen angeordnet sind und durch in Ausnehmungen der Säulen und
der Joche verlaufenden Bolzen zusammengehalten sind. Transformatoren der vorab beschriebenen
Bauart sind z.B. aus dem Aufsatz 'BEvolventenblechung, eine neue Kernbauform für
Verteil-Transformatoren", abgedruckt in den Brown Boveri Mitteilungen 1962, Seite
230 bis 236, bekannt. Drosselspulen der vorbeschriebenen Art dienen in der Regel
als Kompensationsdrosselspulen in Kabelnetzen oder auch in Freileitungsnetzen. Falls
kein Anschlup an die Tertiärwicklung vorhandener Netzkupplungstransformatoren möglich
ist, müssen diese Kompensationsdrcsselspulen direkt an das Netz angeschlossen werden,
und sind somit ftlr die Netzspannung zu dimensionieren.
-
Im Unterschied zu Transformatoren wird bei Eompensationsdrosselspulen
ein starkes Magnetfeld in einem von einer Wicklung umschlossenen unmagnetischen
Medium, z.B. Luft, Transformatoren öl oder isolierender Stoff, erzeugt. Da die Feldenergie
in dem unmagnetischen Medium sehr hoch ist, muß der Führung des Magnetflusses besondere
Beachtung geschenkt werden. Außerhalb
der Wicklung wird meistens
ein magnetischer Rückschluß vorgesehen, der aus Magnetblechen geschichtet ist. Andere
bekannte Anordnungen verwenden Schirmwicklungen oder verzichten durch besondere
Wicklungsanordnungen auf einen magnetischen Rückschluß.
-
Innerhalb der Wicklung kann sich der Magnetfluß in Luft frei ausbilden,
oder er wird durch den Magnetkörper in Form einer Säule aus magnetisierbaren Blechen
mit passend bemessenen Luftspalten geführt. Drosselspulen mit Luftspalt sind jedoch
im Vergleich zu Transformatoren im bezug auf die Geräuscherzeugung und Geräuschabgabe
bedeutend kritischer.
-
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Kompensationsdrosselspule kompakter
Bauart mit niedrigen Verlusten und sehr niedrigem Geräuschpegel und geringen Fabrikationskosten
zu schaffen Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß
die Ausnehmungen in den Jochen durch Einwickeln von aus einem isolierenden Material
bestehenden Zwickeln gebildet sind und daß die Säulen aus mehreren Abschnitten bestehen,
zwischen welchen Abstandhalter auß nichtmagnetisierbarem Material angeordnet sind.
Für das Wtkeln der Joche wird ein Bleohband mit magnetischer Vorsugsrichtung verwendet,
wobei der Magnetfluß in Längsrichtung des Bandes liegt. Durch die Abwesenheit von
Preßvorrichtungen quer zur Schichtrichtung der Elektrobleche und die niedrige Jochhöhe
mit einem äußerst geringen Anteil von Zonen mit quer zur Vorßugsrichtung der Elektrobleche
liegenden Durchflutung ergeben sich äußerst geringe Eisenverluste.
-
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß mindestens
eines der beiden Plattenjoche aus Blechbändern verschiedener Breite gewickelt ist.
Dadurch ergibt sich für den Querschnitt des Plattenjoches eine Abstufung, wobei
in der inneren Partie der größere Querschnitt vorgesehen ist.
-
Hierdurch ist eine Materialersparnis möglich, ohne daß sich eine Erhöhung
derVerluste ergibt.
-
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Säulenabschnitte
radial geblecht. Durch die radiale Schichtung wird die Erwärmung der Säulenpakete
an den Luftspalten gering gehalten, da der Magnetfluß immer in die Stirnseiten der
Bleche eindringt. An einer Stelle ist eine radiale Isolierzwischenlage als Paketisolation
eingelegt. Die Breite der Blecheysum Erreichen eines guten Füllfaktors abgestuft,
die magnetische Vorzugsrichtung liegt in Längsrichtung der Bleche parallel zur Achse
der Magnetsäule.
-
Bei einer Modifikation der Anordnung nach der Erfindung sind die Säulenabschnitte
evolventenförmig aufgewickelt. Auch bei dieser AusfWhrungsform ergibt sich eine
geringe Erwärmung der Säulenpakete.
-
In zweckmäßiger Weise sind die einzelnen Bleche Jedes Säulenabschnittes
miteinander verklebt und auf die Außenfläche Jedes Säulenabschnlttes ist eine aus
Glasfaserband oder glasfaserverstärktem Kunststoff bestehende Bandage aufgebracht.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß für das
Zusammenspannen der Säulen und der Joche pro Säule mehrere, innerhalb derselben
zentral angeordnete Bolzen vorgesehen sind.
-
In zweckmäßiger Weise weisen die die Säulen und Joche zusammenpressenden
Bolzen jeweils einen rechteckigen Querschnitt auf.
-
Die Zentralbohrung der Säulenpakete nimmt die Zugstangen im nahezu
flußfreien Teil der Magnetsäulen auf, wodurch die Erwärmung der Zugstangen gering
ist. Die Einzelbleche werden durch zwei kräftige Schweißraupen in der Zentralbohrung
festgehalten.
-
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dienen als Zwischenlage
zwischen den Säulenabschnitten aus hartem druckfestem Material mit hohem Elastizitätsmodul
bestehende Scheiben, welche mit Gießharz auf die blanken Säulenabschnitte aufgeklebt
sind. Dabei kann in zweckmäßiger Weise Quarzsand beigemischt sein. Als Material
für die Scheiben dient z.B.
-
Porzellan oder Steatit. Dadurch ergibt sich eine geringe Geräuschentwicklung
des Magnetgestelles.
-
Bei einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß
das Blechband der Joche jeweils direkt auf einen Tragstern aufgewickelt ist. Die
Zwickel an den Öffnungen für die Preßbolzen bestehen zweckmäßigerweise aus Schichtholz.
-
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind zwischen dem Preßbolzen
und den Jochen jeweils Federelemente vorgesehen. Die Pressung von Wicklungen und
Eisengestellen wird durch diese Federn entkoppelt, so daß die Kräfte der Wicklung
das Eisengestell nicht beeinflussen können.
-
Schließlich ist bei einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen,
daß zwischen dem Joch und jeweils dem ersten Säulenabschnitt eine Folic cus Polytetrafluoräthylen
vorgesehen ist.
-
Auf diese Weise ;;iluine Demontage der Drosselspule, falls diese erfordernich
sein sollte, erleichtert.
-
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfin dung
ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiel, Es zeigen: Die Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Dreiphasendrosselspule,
die Fig. 2 eine Seitenansicht einer Säule, die Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt
aus der Figur 2, die Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Säule und die Fig. 5 eine Draufsicht
auf ein Joch.
-
In den Zeichnun en ist mit 1 das aus einem kornorientierten b steene
Eisenban/au einem mit dem Tragstern 15 verbundenen rohrförmigen Wickeldorn 14 aufgewickelte
Joch und mit 2 die aus einzelnen Säulenelementen 21 unter Zwischenschaltung von
aus keramischem Material bestehenden Abstandhaltern 22 zusammengesetzte Säule bezeichnet,
Das obere bzw. untere Joch 1 weist dabei drei um Jeweils 1200 versetzte Öffnungen
12 auf, welche durch Einlegen von keilförmigen Zwickeln 11 beim Wickelvorgang an
den entsprechenden Stellen entstanden sind. Die aus Schichtholz bestehenden Zwickel
11 bleiben nach erfolgtem Wickelvorgang im Joch.
-
Durch die Öffnungen 12 sind Zugbolzen 13 gesteckt, welche das obere
und untere Joch 1 zusammenspannen und die einzelnen Säulenelemente 21 bzw. die Abstandhalter
22 zusammenpressen.
-
Die Bolzen sind bei dem in Figur 5 dargestellten AusfUhrungsbeispiel
im Querschnitt rechteckig ausgefUhrt. Der Eernquerschnitt ist in dem in Figur 3
dargestellten AusiUhrungsbeispiel abgestuft ausgeführt, durch Aufwickeln unterschiedlich
breiter Blechbänder, die sich über Distanzstücke 16 am Tragstern 15 abstützen. Hierdurch
ergibt sich eine besonders günstige Raumausnutsung.
-
Zwischen den Abstandhaltern 22 und den Säulenelementen 21 ist eine
Schicht 23 aus Gießharz vorgesehen, wodurch im Zusammenhang mit der Verspannung
eine gute Verklebung der Säulenelemente 21 und der Abstandhalter 22 hergestellt
ist. Zur Erhöhung der Festigkeit der Zwischenschicht 23 ist dem Gießharz dieser
Schicht Quarzsand beigemischt. Zwischen dem untersten bzw. obersten Säulenelement
und dem oberen bzw.
-
unteren Joch J ist zusätzlich eine Folie aus Polytetrafluoräthylen
zwischengelegt. Durch diese Folie ist im Falle eines Spulenschadens eine Demontage
des Eisenkörpers möglich.
-
Die Wicklung 5 ist in üblicher Weise ausgeführt und durch am unteren
Joch angreifende Abstützvorrichtungen 51 und an diesem Joch angreifenden Federelementen
52 auf der zugehörigen Säule 2 befestigt.