DE2744142A1 - Transformator, insbesondere fuer zerhacker im mittelfrequenzbereich - Google Patents

Description

• Transformator, insbesondere für Zerhacker im
• Mittelfrequenzbereich Die vorliegende Erfindung betrifft einen Transformator, insbesondere für Zerhacker im Mittelfrequenzbereich, mit einem ferromagnetischen Kern und mit Spulenwicklungen, die aus scheibenförmigen Teilwicklungen bestehen, wobei die Teilwicklungen freitragend, aus Draht mit thermoplastischer Auflage, gewickelt sind, wobei die benachbarten Windungen miteinander verklebt sind, wobei Anschlußdrähte zwischen den Teilwicklungen herausgeführt sind und wobei die Teilwicklungen auf einem gemeinsamen Spulenkörper angeordnet sind.
• Aus dem DT-GM 1 843 250 ist ein Zeilenablenktransformator mit den genannten Merkmalen bekannt. Dort sind die Teilwicklungen entweder als normale Wicklungen in speziellen Spulenkörpern oder als mehrlagige freitragende Wicklungen oder als gedruckte Spiralen, welche in Richtung der Spulenachse gestapelt sind, ausgeführt. Die Verschaltung der Teilwicklungen wird nach dem Stand der Technik durch Verdrallen von Anschlußdrähten hergestellt. Die verdrallten Anschlußdrähte liegen dabei zwischen den einzelnen, auf einem gemeinsamen Spulenkörper befindlichen Teilwicklungen. Bei diesem Aufbau der Spule ist für jeden Transformatortyp ein eigener Spulentyp erforderlich. Der Automation sind daher enge Grenzen gesetzt. Außerdem treten im Bereich des Luftspalts zwischen den Magnetkernteilen, welcher sich üblicherweise in der Spule befindet, hohe Wirbelstromverluste auf, welche vermieden werden müssen. Hierzu wurde bereits vorgeschlagen, beim Stand der Technik teure HF-Litze für die ersten Lagen der Spulen zu verwenden. Diese muß mit zusätzlichem Arbeitsaufwand in die Spule eingebaut und angelötet werden.
• Aus dem DT-GM 67 50 471 ist eine elektrische Spule aus mehreren koaxial nebeneinander angeordneten und zusammengeschalteten Metallfolienbandwickeln bekannt, bei der Jweils benachbarte Bandwickel durch Aufschweißen von Anschlußfahnen in Serie geschaltet sind. Dieser Aufbau zeigt eine hohe Wicklungskapazität.
• Die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, die Wicklungskapazität zu verringern, die Wärmeableitung zu verbesern, den Materialbedarf zu verkleinern und eine automatische Vorfertigung der Spulen zu ermöglichen.
• Diese Aufgabe wird bei einem Transformator der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die scheibenförmagen Teilwicklungen aus einer einlagigen Spirale aus Draht mit thermoplastischer Auflage bestehen, daß die Drahtenden aus den Spulenwicklungen herausgeführt und durch eine gedruckte Schaltung miteinander elektrisch leitend verbunden sind. Unter einer "einlagigen Spirale aus Draht" sei eine Spirale verstanden bei der in Richtung der Wickelachse nur eine Drahtlage vorhanden ist.
• Die einlagigen Spiralen aus Draht lassen sich im Kupferquerschnitt, in der Windungszahl und in den äußeren Maßen vereinheitlichen. Sie können vorher als Normteile automatisch gefertigt werden. Dabei ergibt sich ein erheblicher Kostenvorteil gegenUber den vergleichbaren, als Spiralen auf einer geätzten Schaltung aufgebauten Flachspulen.
• Die in normaler Lagenwickeltechnik hergestellten Spulen müssen aus Raum- und Kostengründen mit dem jeweils möglichen minimalen Querschmitt ausgeführt werden. Dies bedeutet eine gesonderte Ausführungsform für jeden Transformatortyp.
• Die freitragenden, mehrlagigen Teilwicklungen aus Draht mit thermoplastischer Auflage nach dem Stand der Technik eisen eine erheblich geringere Möglichkeit der Wärmeabführiang auf als die vorgeschlagenen einlagigen Spiralen. Daher können die einlagigen Spiralen mit einer wesentlich größeren Stromdichte belastet werden, wodurch sich eine erhebliche Kupferersparnis ergibt und die Querfeldverluste erheblich herabgesetzt werden. Außerdem erleichtert der vorgeschlagene Aufbau die Warmbehandlung der thermoplastischen Auflage; es genügt beispielsweise eine einseitige Erwärmung, da die gute Wärmeleitfähigkeit des Kupfers trotzdem ein vollstandiges Verkleben der benachbarten Windungen miteinander gewährleistet.
• Eine einfache Verschaltung der Spulen wird ermöglicht, indem zum Anschluß der Drähte Leisten mit Anschluß stiften vorgesehen sind, die mit einem Ende des Spulenkörpers mechanisch fest verbunden sind. Eine Verlötung der Drähte durch automatische Verfahren wie Tauchlöten oder Schwallöten ist ermöglicht, indem zwei Leisten parallel zur Achse des Spulenkörpers angeordnet sind, indem die Anschluß stifte in je einer Reihe und alle Anschlußdrähte beider Leisten zueinander parallel liegen, indem in jeder Leiste auf beiden Seiten der Reihe der Anschluß stifte je ein Führungsschlitz angeordnet ist, welcher etwa bis zu dem mit den Leisten mechanisch fest verbundenen Ende des Spulenkörpers reicht. und indem die Draht enden zueinander und zur Stirnfläche der Teilspulen parallel über die Teilspulen vorstehen, durch die Führungsschlitze laufen und mit den Anschlußstiften verlötet sind.
• Eine besonders wirkungsvolle Kühlung und eine sichere galvanische Trennung von der Netzspannung, wie sie z.B. vom VDE.
• gefordert wird, können auf einfache Weise erreicht werden, icdem die einzelnen Teilspulen durch Distanzringe, die zwischen ihnen angeordnet sind, voreinander getrennt werden.
• Bei zweiteiligen Magnetkernen befindet sich im Inneren der Spule ein Luftspalt zwischen den beiden Kernteilen, in dessen Umgebung in den Wicklungen erhebliche Wirbelstromverluste entstehen.
• Diese werden auf einfache Weise dadurch vermieden, daß über dem Luftspalt keine Teilspuren angeordnet sind. Eine vorteilhafte WärmeabfUhrung und ein mechanischer Schutz der Spulen werden erreicht, indem der Transformator mit einem gut wärmeleitenden und gut isolierenden Gießharz auf der Basis von Epoxid, Silikon, Polyurethän oder Polyester vergossen ist.
• Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung des vorgeschlagenen Transformators ist dadurch gegeben, daß die Teilspulen und gegebenenfalls die Distanzringe auf den Spulenkörper gesteckt werden, daß die Drahtenden in die Führungsschlitze eingeführt und durch ein Kammwerkzeug in Richtung senkrecht zu den Führungsschlitzen so justiert werden, daß sie parallel zu den Kontakt, stiften und an diesen entlang laufen, daß eine mit den für die Verdrahtung erforderlichen Leiterbahnen beschichtete Grundplatte, welche Durchbrüche für die Aufnahme der Kontaktstifte aufweist, über die Kontaktstifte und die an diesen anliegenden Draht enden geschoben wird und die Anschlußdrähte und die Kontaktstifte mit den Leiterbahnen auf der Grundplatte verlötet werden.
• In dem vorgeschlagenen Transformator können verschiedene Induktivitäten einfach durch Anlöten unterschiedlicher Grundplatten erreicht werden, welche beispielsweise nur einen Teil der eilspulen zusammenschalten. Auf diese Weise können auch die bersetzungsverhältnisse in einem weiten Bereich variiert werden.
• Da eine Lagenisolation, die beim Stand der Technik erforderlich ist und im allgemeinen durch Folien mit sehr hoher Dielektrizitätskonstante erreicht wird, nicht notwendig ist, wird der Aufbau relativ kapazitätsarm. Dies wird auch durch die Verwendung runder Drähte gefördert, die im Gegensatz zu flachen Bändern eine sehr kleine Oberfläche aufweisen.
• Die Erfindung wird nun anhand von vier Figuren näher erläutert; sie ist nicht auf die in den Figuren gezeigten Beispiele beschränkt. Dabei zeigt Fig. 1 eine vorgeschlagene Teilspule, Fig. 2 die Anordnung der Teilspulen im Tranformator, Fig. 3 einen Spulenkörper mit den Leisten von der Seite der Anschlußstifte her ohne Grundplatte, Fig. 4 einen Spulenkörper gemäß Fig. 3 aus der Blickrichtung IV mit aufgesteckten Teilspulen (schematisch dargestellt) und Grundplatte.
• Eine scheibemförmige Teilwicklung 1 ist in Form einer einlagigen Spirale aus Draht 2 mit thermoplastischer Auflage hergestellt.
• Die beiden Draht enden 3 sind zueinander parallel und parallel zur Stirnfläche der Spirale von dieser weggeführt. Die Teilwicklung 1 ist durch eine Warmbehandlung, bei der die thermoplastische Auflage des Drahtes 2 verklebt ist, verfestigt.
• In der Anordnung der Teilwicklungen 1 gemäß Figur 2 sind die Drahtenden 3 abwechselnd auf der rechten bzw. linken Seite der Spule herausgeführt, die Teilwicklungen 1 sind um 180. gegeneinander verdreht angeordnet. Bei dieser Anordnung ergibt sich eine Hintereinanderschaltung der Teilwicklungen 1, wenn jeweils die inneren bzw. äußeren Drahtenden 3 benachbarter Teilwicklungen 1 miteinander elektrisch leitend verbunden werden. Die Teilwicklungen 1 sind durch Distanzscheiben 4 auseinandergehalten. Diese Distanzscheiben 4 enthalten Ausnehmungen 16, in denen ggf. Drahtenden 3 geführt sind. Im Bereich 5 des Luftspaltes zwischen den Kernhälften (nicht dargestellt) ist eine Teilwicklung 1 weggelassen, um hohe Wirbelstromverluste zu vermeiden.
• Die Leisten 6 weisen Führungsschlitze 7 auf, die sich bis zu dem Ende des Spulenkörpers 8 erstrecken (Figur 3). Kontaktstifte 9 stecken in den Leisten 6. Die drei Schenkel 10, 11, 12 der Leisten 6 sind im Bereich der Öffnung der Fuhrungsschlitze 7 abgerundet. Der Spulenkörper 8 ist mit den Leisten 6 über Stege 13 mechanisch fest, vorzugsweise einstückig, verbunden. Die Drahtenden 3 der Teilwicklungen 1 sind zusammen mit den Anschlußstiften 9 durch Durchbrüche 14 einer Grundplatte 15 geführt und können mit der Grundplatte 15, beispielsweise durch Sdnwallöten, verlötet werden (Figur 4).
• 7 Patentansprüche 4 Figuren Leerseite

Claims (7)

1. Patentansprüche b Transformator, insbesondere für Zerhacker im Mittelfrequenzbereich, mit einem ferromagnetischen Kern und mit Spulenwicklungen, die aus scheibenförmigen Teilwicklungen bestehen, wobei die Teilwicklungen freitragend aus Draht mit thermoplastischer Auflage gewickelt und durch Warmbehandlung miteinander verklebt sind, wobei Anschlußdrähte zwischen den Teilwicklungen herausgefuhft sind und wobei die Teilwicklungen auf einem gemeinsamen Spulenkörper angeordnet sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die scheibenförmigen Teilwicklungen (1) aus einer einlagigen Spirale (2) aus Draht mit thermoplastischer Auflage bestehen, daß die Drahtenden (3) aus den Spulenwicklungen herausgeführt und durch eine gedruckte Schaltung auf einer Grundplatte untereinander elektrisch leitend verbunden sind.
2. 2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anschluß der Drahtenden Leisten (6) mit Anschlußstiften (9) vorgesehen sind, die mit einem Ende des Spulenkörpers (8) mechanisch fest verbunden sind.
3. 3. Transformator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Leisten parallel zur Achse des Spulenkörpers angeordnet sind, daß die Anschluß stifte (9) in je einer Reihe und alle Anschluß stifte beider Leisten zueinander parallel liegen, daß in Jeder Leiste (6) auf beiden Seiten der Reihe der Anschlußstifte (9) Je ein FUhrungsschlitz angeordnet ist, welcher etwa bis zu dem mit den Leisten (6) mechanisch fest verbundenen Ende des Spulenkörpers (8) reicht, und daß die Drahtenden (3) zueinander und ur StJrnfläche der Teilspulen parallel über die Teilspulen (1) vorstehen, durch die Führungsschlitze (7) laufen und mit den Anschlußstiften (9) verlötet sind.
4. 4. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Teilspulen (1) Distanzringe (4) angeordnet sind.
5. 5. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem aus zwei Teilen zusammengesetzten ferromagnetischen Kern, bei dem zwischen den beiden Kernteilen im Innern des Spulenkörpers ein Luftspalt vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Luftspalt keine Teilspulen angeordnet sind.
6. 6. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem gut wärmeleitenden und gut bierenden Gießharz auf der Basis von Epoxyd, Silikon, Polyurethan oder Polyester vergossen ist.
7. 7. Verfahren zur Herstellung eines Transformatoz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilspulen (1) und gegebenenfalls die Distanzringe (4) auf den Spulenkörper (8) gesteckt werden, daß die Drahtenden (3) in die FUbrungqschlitze (7) eingeführt und durch Ksmmwerkzeuge in Richtung senkrecht zu den ?Uhrungsschlitzen (7) so Justiert werden, daß sie parallel zu den Kontaktstiften (9) und an diesen entlang laufen, daß eine mit den für die Verdrahtung erforderlichen Leiterbahnen beschichtete Grundplatte (15), welche Durchbrüche (14) für die Aufnahme der Kontaktstifte (9) aufweist, über die Kontaktstifte (9) und die an diesen anliegenden Drahtenden (3) geschoben wird und daß die Drahtenden (3) und die Kontaktstifte (9) mit den Leiterbahnen auf der Grundplatte (15) verlötet werden.