DE2658774A1

DE2658774A1 - Commutation choke coil for rectifiers - with strands of wire braided to form hose and each strand occupying any position over one turn

Info

Publication number: DE2658774A1
Application number: DE19762658774
Authority: DE
Inventors: Erwin Klein
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1976-12-24
Filing date: 1976-12-24
Publication date: 1978-06-29
Also published as: DE2658774C2

Abstract

The choke coil is wound with a cable consisting of at least one strand of Litz wire with a number of insulated and twisted wires. It has at least one turn. The coil turns consists of a large number of strands (10, 11, 12, ... 20, 21, 22) braided into a hose, so that each strand occupies any possible position w.r.t. the hose axis at least over the length of one turn. The choke coil is provided with a laminated iron core The choke coil is provided with a laminated iron core. In a typical example, a conductor diameter of 50 mm2 may be provided by 132 wires with a diameter of 0.1 mm, each having an enamelled surface to provide insulation.

Description

Elektrische Spule, insbesondere Kommutierungsdrossel fürElectric coil, especially commutation choke for

Stromrichteranlagen.Converter systems.

Die Erfindung betrifft eine elektrische Spule, insbesondere eine Kommutierungsdrossel für Stromrichteranlagen, mit einer aus mindestens einem, aus einer Anzahl gegeneinander isolierten, miteinander verdrillten litzendrähten bestehenden leiterstrang hergestellten Wicklung, welche mindestens eine Windung aufweist. Eine solche Spulenanordnung ist z.B. aus der DT-PS 523 823 bekannt.The invention relates to an electrical coil, in particular a commutation reactor for power converter systems, with one of at least one, of a number against each other insulated stranded wires twisted together Winding which has at least one turn. One such coil arrangement is e.g. known from DT-PS 523 823.

Die bekannte Spule ist für die Speisung eines Induktionsofens mit einem Strom mit gegenüber der Netzfrequenz merklich erhöhter Frequenz bestimmt. Bekanntlich steigt der Gleichstromwiderstand elektrischer leiter an, wenn diese von hochfrequenten Strömen durchflossen sind. Dies ist auf sogenannte Stromverdrängungen, die sich in den einzelnen Windungen je nach ihrer räumlichen lage zur Wickelachse, noch unterschiedlich einstellen, zurückzuführen. Zum Ausgleich dieser Wirkung konidien deshalb mit mehr oder minder gutem Erfolg unterteilte, gegeneinander isolierte leiter zum Einsatz. Dabei werden bei rechteckigen Querschnitten dünne bis zur Foliendicke reduzierte Bänder, bei mehr quadratischem oder rundem Querschnitt sogenannte Hochfrequenzlitzen benutzt. Diese bestehen aus dünnen gegeneinander isolierten Runddrähten, die miteinander verdrillt sind.The well-known coil is for feeding an induction furnace with a current with a frequency that is noticeably higher than the mains frequency. It is known that the DC resistance of electrical conductors increases when this are traversed by high-frequency currents. This is due to so-called current displacements, which are in the individual turns depending on their spatial position to the winding axis, still set differently, to be returned. To compensate for this effect, conidia therefore, conductors that have been divided and isolated from one another have been more or less successful for use. In the case of rectangular cross-sections, thin up to the film thickness reduced bands, so-called for more square or round cross-sections High frequency litz wires used. These consist of thin round wires that are insulated against each other and connected to each other are twisted.

Der relativ geringe Erfolg der vorstehend erwähnten Ausfuhrungsformen beruht darauf, daß die Lageveränderungen der Einzel leiter in den einzelnen Windungen nur unzulänglich sind und sie auch noch relativ großen Querschnitt aufweisen. Bei der oben erwähnten bekannten Spule besteht der leiter aus einer Vielzahl von dünnsten isolierten Einzeldrähten, die miteinander verdrillt sind.The relatively low success of the aforementioned embodiments is based on the fact that the changes in position of the individual conductors in the individual turns are only inadequate and they also have a relatively large cross-section. at In the above-mentioned known coil, the conductor consists of a multitude of thinnest isolated single wires that are twisted together.

bekannte Es ist die Aufgabe der Erfindung, die oben erwähnte/Spule in der Hinsicht zu verbessern, daß der Stromverdrängungseffekt verringert wird, womit sich eine Verringerung der Stromwärmeverluste ergibt,und daß sich die Spule mit relativ geringen tosten herstellen läßt. known It is the object of the invention to the above-mentioned / coil to improve in such a way that the current displacement effect is reduced, which results in a reduction in the current heat losses, and that the coil can be produced with relatively little toast.

Die lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Windungen der Spule aus einer größeren Anzahl von leitersträngen bestehen, welche schlauchförmig in einer solchen Weise miteinander verflochten sind, daß die einzelnen leiterstränge ihre Lage am Umfang des Schlauches so weit wechseln, daß diese mindestens auf die Länge einer Windung jeweils jede mögliche geometrischqtage zur Schlauchachse einnehmen.The solution to this problem is, according to the invention, that the turns the coil consist of a large number of strands of conductors, which are tubular are intertwined in such a way that the individual conductor strands Change their position on the circumference of the hose so far that this is at least on the Length of a turn each possible geometricalqtage to the hose axis.

Eine solche Spule hat gegenüber Strömen höherer Frequenz einen wesentlich geringeren Stromwärmeverlust ergeben. Dies ist von besonderer Bedeutung für Kommutierungsdrosseln zu über Stromrichter gespeisten Fahrmotõren elektrischer Triebfahrzeuge, weil bei Nochleistungstriebfahrzeugen jede Gewichtseinsparung im elektrischen Teil eine Vergrößerung der Antriebsleistung bei gegebener Achszalil zuläßt. Bei verminderten Verlusten läßt sich nämlich die EXllanlage für die Abführung der Stromwärmeverluste verkleinern und damit ihr Gewicht herabsetzen.Such a coil has a significant effect on currents of higher frequency result in less electricity heat loss. This is of particular importance for commutation reactors to drive motors of electric traction vehicles fed by converters, because at For high-performance traction vehicles, every weight saving in the electrical part is an increase the drive power with a given axis number. With diminished This is because the EXllanlage allows for losses for the dissipation of the electricity heat losses shrink and thus reduce their weight.

Außerdem ergibt ach eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Gesamtanlage, was sich günstig für die Dimensionierung der Fahrleitungen und der Unterwerke auswirkt.In addition, there is also an improvement in the efficiency of the overall system, which has a positive effect on the dimensioning of the contact lines and the substations.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform derErfindung ist vorbestehen, daß die schlauchförmigen leiter im Querschnitt in die Form eines Rechteckes zusammengepreßt sind. Durch das Zusammendrücken des Schlauches ergibt sich ein rechteckiger Querschnitt mit wählbarem Dicken-Breitenverhältnis.In a preferred embodiment of the invention it is pre-existing that the tubular ladder compressed in cross section into the shape of a rectangle are. Squeezing the hose together results in a rectangular cross-section with selectable thickness-width ratio.

Es ist aber auch möglich, den runden Schlauch in eine andere, z.B. hohle Querschnittsform zu bringen, womit sich entsprew chend günstigere Kühlungsbedingungen ergeben.But it is also possible to insert the round hose into another, e.g. Bring hollow cross-sectional shape, which accordingly more favorable cooling conditions result.

Für einen leiterquerschnitt von 50 mm2 werden z.B. 132 Drähte mit einem Durchmesser von 0,1 mm nach ihrer lackisolierung miteinander verdrillt, so daß Stränge mit einem effektiven Querschnitt von ca. 1 mm2 vorliegen. Dann werden etwa 50 solcher Stränge schlauch£Brmig miteinander verwoben, um anschließend auf einen Querschnitt von ca. 25 x 4 mm² gedrückt zu werden. Mit diesem flexiblen leiter lassen sich alle Arten von Spulen, s.B. scheiben- oder zylinderförmige Spulen leicht wickeln.For a conductor cross-section of 50 mm2, for example, 132 wires with a diameter of 0.1 mm twisted together after their lacquer insulation, like this that strands are present with an effective cross-section of approx. 1 mm2. Then will about 50 such strands of tubing interwoven to then on a cross section of approx. 25 x 4 mm² to be pressed. With this flexible ladder all types of coils, s.B. disc or cylindrical coils easily wrap.

Es können in einer Weiterbildung der Erfindung mehrere schlauchförmige oder rechteckige leiter konzentrisch zueinander angeordnet sein.In a further development of the invention, several tubular or rectangular conductors can be arranged concentrically to one another.

Die Drosselspule nach der Erfindungkann sowohl eisenlos als auch mit einem geblechten Eisenkern versehen sein.The choke coil according to the invention can be either ironless or with be provided with a laminated iron core.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel. Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht eines leiters der Spule und Fig. 2 einen zu einem rechteckigen Querschnitt zusammengedrückten leiter.Further details and advantageous developments of the invention result from what is described below and shown in the drawing Embodiment. 1 shows a view of a conductor of the coil and FIG Fig. 2 shows a conductor compressed to a rectangular cross-section.

In der Zeichnung Fig. 1 sind die parallel verlaufenden leiterstränge mit 10, 11, 12 ... 16 und die mit diesen verflochtenen ebenfalls parallel verlaufenden leiterstränge mit 20, 21, 22 ... 26 bezeichnet. Im unteren Teil der Fig. 1 ist einer der verdrillten leiterstränge aufgefächert dargestellt. Die Steigung der Verflechtung ist so gewählt, daß die einzelnen leiterstränge ihre lage am Umfang des Schlauches jeweils so wechseln, daß sie mindestens auf die Länge einer Windung jeweils jede mögliche geometrische Winlcellage zur Schlauchachse einnehmen. Es ergeben sich hierbei ähnlich günstige Verlustwerte wie bei einem sogenannten Roebel-Stab einer elektrischen Maschine, der im räumlichen Aufbau jedoch von der Spule nach der Erfindung abweicht.In the drawing Fig. 1 are the parallel conductor strands with 10, 11, 12 ... 16 and those intertwined with these also run parallel Conductor strands labeled 20, 21, 22 ... 26. In the lower part of Fig. 1 is one the twisted conductor strands shown fanned out. The slope of the intertwining is chosen so that the individual conductor strands are positioned on the circumference of the hose change each so that they are at least the length of one turn each assume possible geometric angle to the hose axis. It results here similarly favorable loss values as with a so-called Roebel rod of an electrical one Machine, which differs in spatial structure from the coil according to the invention.

In der Fig. 2 ist der aus den leitersträngen geflochtene Schlauch zu einem rechteckigen Querschnitt zusammengedrückt.In Fig. 2 is the hose braided from the ladder strands compressed to a rectangular cross-section.

Diese leiter werden dann zu entsprechenden Windungen von Spulen gewickelt.These conductors are then wound into corresponding turns of coils.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims 1. Electric coil, in particular commutation choke for power converter systems, with one of at least one, of a number of against each other insulated, twisted-together seat wires made of existing conductor strand Winding which has at least one turn, characterized in that the Turns of the coil from a larger number of conductor strands (10, 11, 12, ..., 20, 21, 22 ...) which are tubular in such a way with each other are intertwined that the individual teiterstränge their position on the circumference of the hose Change so far that they are at least the length of one turn each assume possible geometric position to the hose axis.

2. Electrical coil according to claim 1, characterized in that the tubular ladder compressed in cross section into the shape of a rectangle are.

3. Electrical coil according to one of claims 1 or 2, characterized in that that several tubular or rectangular conductors are arranged concentrically to one another are.

4. Electrical coil according to one of claims 1, 2 or 3, characterized characterized in that the winding is provided with a laminated EiseSçern.