DE3407852C2 - - Google Patents
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- DE3407852C2 DE3407852C2 DE19843407852 DE3407852A DE3407852C2 DE 3407852 C2 DE3407852 C2 DE 3407852C2 DE 19843407852 DE19843407852 DE 19843407852 DE 3407852 A DE3407852 A DE 3407852A DE 3407852 C2 DE3407852 C2 DE 3407852C2
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2876—Cooling
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/2847—Sheets; Strips
- H01F27/2852—Construction of conductive connections, of leads
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
- Insulating Of Coils (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Spule, durch die ein
elektrischer Strom geleitet wird.
Es sind luftgekühlte Drosselspulen und Transformatoren als
bekannt vorausgesetzt. Insbesondere sind luftgekühlte Drosselspulen
bekannt, die eine Scheibenbauform aufweisen. Jede Scheibe
besteht hierbei aus einem aufgerollten Metallband, dessen
einzelne Lagen voneinander isoliert sind und an dessen
Enden sich die elektrischen Zuleitungen befinden. Die
Scheiben sind nebeneinander mit bestimmten Abständen
voneinander angeordnet und in bestimmter Reihenfolge
elektrisch miteinander verbunden. Die Abstände zwischen
den Scheiben dienen der Zuführung kühlender Luft.
Eine derart luftgekühlte Drosselspule muß eine sehr große
wärmeabgebende Oberfläche aufweisen, damit bei dem
schlechten Wärmeübergang zur Luft die Verlustleistung
abgeführt werden kann, ohne daß die zulässige Wicklungs
temperatur überschritten wird. Dies hat ein großes Volu
men und ein großes Gewicht der Drosselspule zur Folge
und ist besonders nachteilig beim Einsatz der Drossel
spule auf Fahrzeugen.
Es ist durch die DE-OS 28 07 809 ein Kühlsystem für ein elektrisches
Induktionsgerät bekanntgeworden bei dem letztgenannte mit seinen
elektrischen Anschlußleitungen voll in ein Füssig-Dielektrikum ein
getaucht ist. Insbesondere wird als Induktionsgerät ein Transforma
tor betrachtet, dessen Hochspannungsleiter und Niederspannungsleiter
in Lagen konzentrisch um einen Kern gewickelt sind. Die einzelnen
Doppellagen der beiden Leiter sind durch eine Vielzahl vertikal ange
ordneter Abstandshalter auf Abstand gehalten, so daß eine Vielzahl
vertikal verlaufender Kühlkanäle entsteht.
Aus dem JP-Abstract 58-75 810 vom 07. Mai 1983 ist eine "Heat Pipe"
zur gleichmäßigen Temperatorverteilung in einem gewundenen Körper zu
entnehmen. Es liegt kein Betrieb mit einer direkten Siedekühlung vor.
Die Wärme wird über die ganze Fläche des Körpers abgegeben.
Aus dem "Archiv für Elektrotechnik" Band 56 (1974) Heft 3, Sei
ten 128 bis 136 ist eine Berechnung der Wechselstromverluste von
Bandleiterspulen bekannt.
Es liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Spule
der eingangs genannten Art anzugeben, die ein kleines
Volumen, kleines Gewicht und eine geringe Verlustlei
stung aufweist.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die im kenn
zeichnenden Teil des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmale
gelöst.
Das Verhältnis von Breite zu Dicke des Folienmaterials
wird in Abhängigkeit vom Strom derart festgelegt, daß die
auf die Oberfläche der Spule bezogene Verlustleistung
so groß wird, daß die Flüssigkeit an der Spulenoberfläche
zum Sieden kommt.
Mit dem breiten und sehr dünnen Folienmaterial ergibt
sich eine kleine wärmeabgebende (Stirn-)Fläche, die zu
den für das Sieden der Kühlflüssigkeit notwendigen Wärme
stromdichten führt.
Die Spule gemäß der Erfindung kann auch beim Aufbau von
Transformatoren Verwendung finden, indem Primär- und/oder
Sekundärwicklung entsprechend aufgebaut und gekühlt werden.
Die Vorteile der Spule gemäß der Erfindung sind folgende:
- - Die Wärmeverlustleistung wird durch die Siedekühlung erheblich geringer als mit Luftkühlung, weil das Drossel spulenmaterial mit Siedekühlung in einem wesentlich niedrigeren Temperaturbereich betrieben werden kann.
- - Das Bauvolumen wird geringer zum einem, weil eine große Anzahl von Kühlluftspalten entfällt und die notwendigen Kühlspalten enger gehalten werden können, und zum ande ren, weil sich mit Folienmaterial eine bestimmte Anzahl von Windungen auf geringerem Durchmesser unterbringen lassen.
- - Die Ausbildung von Wirbelströmen kommt bei einem Folien leiter weniger zur Geltung, so daß diese Bauform auch für höhere Frequenzen (z. B. Kommutierungsdrosselspulen) infrage kommen kann, vgl. "Archiv für Elektrotechnik" Bd. 56 (1974) Heft 3, Seiten 128 bis 136 von Holz, J. "Die Minimierung der Wechselstromverluste in Hoch leistungsluftspulen aus Bandleitern".
- - Das Gewicht wird geringer, weil der Wickelfaktor für Folienleiter besser ist als mit Flachmaterial (die Windungszahl steht quadratisch in der Formel für die Induktivität, der mittlere Durchmesser nur linear).
Die Spule gemäß der Erfindung wird im nachstehend be
schriebenen Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung
näher beschrieben.
In der Figur ist mit 1 ein Metallfolienband bezeichnet,
daß eine Breite b besitzt; es ist zu einer Spule 2 auf
gewickelt, wobei im Innern eine zylinderförmige Öffnung
freigehalten ist, in die ein Eisenkern eingefügt werden
kann.
Das Folienband kann aus Kupfer oder zur weiteren Gewichts
reduzierung aus Aluminium bestehen. Die einzelnen Lagen
der Spule sind gegeneinander isoliert. Das äußere Ende
des Folienbandes besitzt eine elektrische Zuleitung 3,
die gegebenenfalls mit einem Isoliermantel 4 umgeben
sein kann.
Entsprechend besitzt das innere Ende des Folienbandes
einen elektrischen Anschluß, dessen Zuleitung gegebenen
falls von einem Isoliermantel 5 umgeben ist.
Die Spule 2 ist in ein nicht dargestelltes Gefäß einge
baut, derart, daß sie dieses in der Höhe (Durchmesser)
fast vollständig ausfüllt. Als Siedekühlflüssigkeit wird
Frigen (Difluordichlormethan), inerte Flüssigkeit oder auch entionisiertes Wasser
verwendet.
Das Folienmaterial wird derart dünn gewählt, daß es bei vor
gegebener Wicklungstemperatur (bestimmt durch die Isolier
stoffklasse), nur noch mit Siedekühlung möglich ist, die
Verlustleistung über die Stirnflächen abzugeben. Bei zu
hoher Verlustleistung (Wicklungsgradoptimierung) kann
zur Verringerung der Verlustleistung durch eine größere
Folienbreite ein ausreichender Querschnitt zur Verfügung
gestellt werden. Die Temperatur in der Mitte der Folie
erhöht sich dabei nur unwesentlich, da sie weniger von
der Leiterbreite als vom Wärmeübergang zwischen Leiter
und Kühlmittel bestimmt wird, und dieser ist bei Siede
kühlung im Vergleich zur Luft- oder Ölkühlung (z. B. bei
herkömmlichen Transformatoren) wesentlich besser.
Claims (3)
1. Spule, durch die ein elektrischer Strom geleitet wird, deren elek
trischer Leiter aus einem aufgewickelten Band bestimmter Breite be
steht, dessen Lagen untereinander isoliert sind, wobei im Betrieb
die komplette Spule zur Kühlung in eine Siedeflüssigkeit getaucht
ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagen des Leiterbandes ein zeln isoliert sind,
und daß das Band aus einem sehr dünnen Folienmaterial besteht, dessen Dicke derart gewählt ist, daß die Spule an den Stirnseiten siedegekühlt wird.
daß die Lagen des Leiterbandes ein zeln isoliert sind,
und daß das Band aus einem sehr dünnen Folienmaterial besteht, dessen Dicke derart gewählt ist, daß die Spule an den Stirnseiten siedegekühlt wird.
2. Spule nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spule beim Aufbau
von Transformatoren Verwendung findet.
3. Spule nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Breite
zu Dicke des Folienmaterials in Abhängigkeit von
Strom und Frequenz derart festgelegt wird, daß bei vorge
gebener Verlustleistung die Leistungsdichte an der
Spulenoberfläche so groß wird, daß die die Oberfläche
benetzende Flüssigkeit zumindest bei Nennstrom zu
sieden beginnt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843407852 DE3407852A1 (de) | 1984-03-01 | 1984-03-01 | Spule, durch die ein elektrischer strom geleitet wird |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843407852 DE3407852A1 (de) | 1984-03-01 | 1984-03-01 | Spule, durch die ein elektrischer strom geleitet wird |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3407852A1 DE3407852A1 (de) | 1985-09-05 |
DE3407852C2 true DE3407852C2 (de) | 1987-12-10 |
Family
ID=6229487
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843407852 Granted DE3407852A1 (de) | 1984-03-01 | 1984-03-01 | Spule, durch die ein elektrischer strom geleitet wird |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3407852A1 (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3408012A1 (de) | 1984-03-05 | 1985-09-05 | Gerhard Dipl.-Ing. Warren Mich. Mesenich | Elektromagnetisches einspritzventil |
DE3715488A1 (de) * | 1987-05-09 | 1988-11-17 | Martin Kuhles | Spule zur induktiven anwendung |
DE4312950A1 (de) * | 1993-04-21 | 1994-10-27 | Abb Patent Gmbh | Magnetischer Auslöser für ein elektrisches Schaltgerät |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2020028C3 (de) * | 1970-04-24 | 1978-06-01 | Transformatoren Union Ag, 7000 Stuttgart | Elektrisches Gerät, wie Transformator, Drosselspule, Mefiwandler u.dgl., mit Gießharzumhüllung und Verdampfungskühlung |
CA1098187A (en) * | 1977-02-23 | 1981-03-24 | George F. Mitchell, Jr. | Vaporization cooled and insulated electrical inductive apparatus |
DE2950201C2 (de) * | 1979-12-13 | 1983-08-18 | Ernst Roederstein Spezialfabrik für Kondensatoren GmbH, 8300 Landshut | Verfahren zur Herstellung eines Transformators in Folienwickeltechnik |
-
1984
- 1984-03-01 DE DE19843407852 patent/DE3407852A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3407852A1 (de) | 1985-09-05 |
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Legal Events
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
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