DE3625964A1 - Transformator - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator für
sicherheitstechnische Anforderungen, insbesondere Kleintransformator
für Büro- und Haushaltsmaschinen, mit auf
einem Kern im wesentlichen konzentrisch angeordneten Wicklungen,
von denen jede auf einem einen Flansch aufweisenden
Spulenkörper aus Isoliermaterial aufgebracht ist.
Bei solchen Transformatoren war bisher vorgesehen, die
Spulenkörper hinsichtlich der sich in deren Längsrichtung
erstreckenden Abmessungen der Wickelräume gleich auszubilden.
Dabei mußte, um die von den Sicherheitsvorschriften z. B.
DIN IEC 380/VDE 0806 bei einer solchen Konstruktion verlangte
doppelte Isolation bzw. verstärkte Isolation zu
erfüllen zwischen den Wicklungen eine überstehende Isolation
eingelegt werden, wodurch aber das Verhältnis von
Wickelraum zur überstehenden Isolation sehr ungünstig wird.
Das Hochziehen bzw. Aufklappen dieser überstehenden Isolation
entlang des Wickelflansches ist überdies, abgesehen
von der Materialbeanspruchung, nur sehr aufwendig fertigbar.
Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung einer
verstärkten Isolation statt der zuvor erwähnten doppelten
Isolation. Dabei ergibt sich aber der Nachteil, daß relativ
große Wandstärken von z. B. 2 mm vorgesehen werden
müßten, wodurch sich bei kleinen Baugrößen ebenfalls ein
sehr ungünstiges Verhältnis für den verbleibenden Wickelraum
ergibt. Dabei fällt besonders störend der Umstand ins
Gewicht, daß sich dadurch der Durchmesser der Wicklungen
erhöht.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und
einen Transformator der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen
der einfach herstellbar ist und bei dem sich ein relativ
großer Wickelraum ergibt.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die sich in
Längsrichtung der Spulenkörper erstreckende Länge des Wickelraumes
zweier benachbarter Spulenkörper unterschiedlich ist,
und daß zwischen den aufeinanderfolgenden Wicklungen jeweils
eine gesonderte Isolation vorgesehen ist.
Damit wird auf sehr einfache Weise erreicht, daß die erforderliche Isolationsstrecke auch bezüglich der an den Flanschen anliegenden innersten Windungen selbst dann sichergestellt ist, wenn die gesonderte Isolation, die z. B. durch eine oder mehrere Lagen eines Isolierbandes gebildet sein kann, aufgrund von unvermeidlichen Herstellungstoleranzen nicht exakt mit den Flanschen abschließt. Durch den vorgeschlagenen Aufbau wird der bereits erwähnten Vorschrift in der Weise entsprochen, daß in den Randbereichen der Wickelräume aufgrund ihrer unterschiedlichen Längen eine verstärkte Isolation vorhanden ist, wogegen in dem durch den kürzeren Wickelraum begrenzten Bereich eine doppelte Isolation vorhanden ist. Dadurch kann mit relativ kleinen Wandstärken der Spulenkörper das Auslangen gefunden werden. Es weist zwar jeder zweite Spulenkörper einen verkürzten Wickelraum auf, doch fällt dies verglichen mit den herkömmlichen Konstruktionen nicht ins Gewicht, da auch das Hochziehen den überstehenden Lagenisolation den möglichen Wickelraum einengt.
Damit wird auf sehr einfache Weise erreicht, daß die erforderliche Isolationsstrecke auch bezüglich der an den Flanschen anliegenden innersten Windungen selbst dann sichergestellt ist, wenn die gesonderte Isolation, die z. B. durch eine oder mehrere Lagen eines Isolierbandes gebildet sein kann, aufgrund von unvermeidlichen Herstellungstoleranzen nicht exakt mit den Flanschen abschließt. Durch den vorgeschlagenen Aufbau wird der bereits erwähnten Vorschrift in der Weise entsprochen, daß in den Randbereichen der Wickelräume aufgrund ihrer unterschiedlichen Längen eine verstärkte Isolation vorhanden ist, wogegen in dem durch den kürzeren Wickelraum begrenzten Bereich eine doppelte Isolation vorhanden ist. Dadurch kann mit relativ kleinen Wandstärken der Spulenkörper das Auslangen gefunden werden. Es weist zwar jeder zweite Spulenkörper einen verkürzten Wickelraum auf, doch fällt dies verglichen mit den herkömmlichen Konstruktionen nicht ins Gewicht, da auch das Hochziehen den überstehenden Lagenisolation den möglichen Wickelraum einengt.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen wird die Herstellung der
Transformatoren wesentlich vereinfacht, da die zumindest in
den Flanschbereichen vorgesehene gesonderte Isolation ohne
großen Aufwand einfach auf den Spulenkörper, z. B. in Form
eines Isolierbandes, aufgewickelt werden kann. Dabei entfällt
das bisher erforderliche Hochziehen dieser Isolation.
Eine Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Transformators
kann darin bestehen, daß bei von innen nach außen abwechselnd
aufeinanderfolgenden Spulenkörpern mit größerer und
kleinerer Wickelraumlänge bei einem auf einen Spulenkörper
mit größerer Wickelraumlänge folgenden Spulenkörper mit
kleinerer Wickelraumlänge die gesonderte Isolation zumindest
auf die Wicklung im Spulenkörper mit der größeren
Wickelraumlänge aufgelegt und bei einem auf einen Spulenkörper
mit kleinerer Wickelraumlänge folgenden Spulenkörper
mit größerer Wickelraumlänge die gesonderte Isolation in
den Spulenkörper mit der größeren Wickelraumlänge eingelegt
ist u.s.f.. Hierdurch kann in besonders einfacher Weise
das eingangs dargelegte Isolationsproblem bei Transformatoren
für sicherheitstechnische Anforderungen gelöst werden, welche
untereinander verschachtelte Wicklungen aufweisen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen
sein, daß sich die Länge der Wickelräume zweier benachbarter
Spulenkörper um den Wert k voneinander unterscheiden
wobei
k = 2 · d 2 - W 2
ist und d der, z. B. durch die Norm vorgegebene Wert für die
gesamte Isolationsdicke der verstärkten Isolation in mm
zwischen diesen beiden Spulenkörpern und W die Wandstärke
in mm des hülsenformigen Bereiches jenes Spulenkörpers bedeutet,
der einen Teil dieser verstärkten Isolation bildet,
und daß die Wickelräume benachbarter Spulenkörper hinsichtlich
ihrer senkrecht zur Längsachse des Spulenkörpers verlaufenden
Mittelebene symmetrisch angeordnet sind.
Bei den für die üblichen Netzspannungen vorgesehenen Geräten
sind aufgrund der bestehenden Vorschriften bei Ausführungen
mit doppelter Isolation für die Spulenkörper meist Wandstärken
von 1 mm erforderlich, wogegen bei Ausführungen mit verstärkter
Isolation Isolierstrecken von 2 mm vorgeschrieben sind. Durch
die Einhaltung der angegebenen Beziehung ist es möglich mit
einer minimalen Wandstärke des Spulenkörpers das Auslangen
zu finden und trotzdem in den kritischen Randbereichen der
Wickelräume die bei verstärkter Isolation gestellten Forderungen
zu erfüllen.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
Fig. 1 schematisch die Wicklungsanordnung eines erfindungsgemäßen
Transformators mit nicht isoliertem Eisenkern
und zwei Wicklungen,
Fig. 2 schematisch die Wicklungsanordnung eines anderen
erfindungsgemäßen Transformators mit isoliertem
Eisenkern und gleichfalls zwei Wicklungen und
Fig. 3 schematisch die Anordnung der Spulenkörper eines
weiteren als Lufttransformator ausgebildeten erfindungsgemäßen
Transformators mit vier, miteinander verschachtelten
Wicklungen.
Auf einen Schenkel 1 eines nicht isolierten Eisenkern 2 ist
in üblicher Weise ein Spulenkörper 3 aufgeschoben. Der hülsenförmige
Abschnitt 4 des Spulenkörpers 3 ist mit einer Isolierung
5, z. B. in Form eines aufgewickelten Isolierbandes,
umwickelt, die im Sinne der Vorschrift DIN IEC 380/VDE 0806
die Basisisolation der Wicklung gegenüber den Eisenkern darstellt.
Der Spulenkörper 3 selbst stellt in diesem Sinne der
Vorschrift DIN IEC 380/VDE 0806 die zusätzliche Isolation dar.
Die Flansche 6 dieses Spulenkörpers 3 weisen eine größere Wandstärke
als dessen hülsenförmiger Abschnitt 4 auf.
Auf diesen Spulenkörper 3, dessen Wickelraum 7 von einer nicht
dargestellten Wicklung erfüllt ist, ist ein Spulenkörper 8 ohne
weitere Zwischenisolierung aufgeschoben. Dessen hülsenförmiger
Abschnitt 9 ist zusätzlich mit einer Isolierung 10 umwickelt.
Der Wickelraum 11 dieses Spulenkörpers 8 weist aufgrund der
gegenüber den Flanschen 6 des Spulenkörpers 3 dünneren
Flanschen 12, deren Wandstärke etwa gleich jener des hülsenförmigen
Abschnittes 9 ist, gegenüber dem Wickelraum 7 des
Spulenkörpers 3 eine größere Länge auf. Dadurch wird im Sinne
einer Erhöhung der Isolation zwischen den beiden Wicklungen
erreicht, daß die Strecke d von dem dem Inneren des Wickelraumes
zugekehrten stirnseitigen Rand 17 eines jeden
Flansches 6 des Spulenkörpers 3 zur inneren Kante 18 eines
jeden Flansches 12 des darauffolgenden Spulenkörpers 8 größer
als die Strecke b ist, die der Normalabstand des Randes 17 des
Flansches 6 vom Boden des Wickelraumes
11 des Spulenkörpers 9 ist. Für den Fall von Mann an Mann
liegenden Spulenkörpern ist der Normalabstand b identisch
mit der Wandstärke w in mm des hülsenförmigen Bereiches des
Spulenkörpers 8, und a ist identisch mit der z. B. durch die
Norm DIN IEC 380/VDE 0806 vorgeschriebenen gesamten Isolationsdicke
d der verstärkten Isolation in mm. Durch diese
beiden Maßnahmen - unterschiedliche Wickelraumlänge einerseits
und Aufbringen einer gesonderten Isolation 10 andererseits
- wird die bei Transformatoren für sicherheitstechnischen
Anforderungen, z. B. gemäß DIN IEC 380/VDE 0806, erforderliche
gegenseitige Isolierung der Wicklungen, insbesondere
in dem Bereich der aneinandergrenzenden Flansche
der Spulenkörper, sichergestellt. Als Basisisolation für
den nicht isolierten Eisenkern 2 sind noch Isolierscheiben
13 und eine auf den zweiten Schenkel 14 des Kerns 2 aufgeschobene
Isolierhülse 15, sowie eine Isolation 16 vorgesehen.
Diese Teile 13, 15 und 16 sind einfach herstellbar
und können auch durch einfaches Überschieben bzw. Auflegen
auf den Kern 2 aufgebracht werden, wodurch sich ein entsprechend
geringer Montageaufwand ergibt.
Fig. 2 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen
Transformators, welcher unter Verwendung
eines isolierten metallischen Kernes aufgebaut ist. Zufolge
der bereits auf dem isolierten Kern 21 vorhandenen Isolation
erübrigt es sich die Isolationen 5, 13, 15 und 16 gemäß
Fig. 1 vorzusehen. Bei dieser Ausführungsform weist der
innerste Spulenkörper 22 die größere Wickelraumlänge und der
konzentrisch hierzu angeordnete darauffolgende äußere
Spulenkörper 23 die kleinere Wickelraumlänge auf. Die zur
Sicherstellung der gegenseitigen Isolation der beiden von den
Wickelräumen 24 und 25 aufgenommenen Wicklungen erforderliche
gesonderte Isolation 27 ist bei diesem Ausführungsbeispiel auf
die Außenseite der im inneren Spulenkörper mit der größeren
Wickelraumlänge angeordneten Wicklung aufgelegt.
Alternativ könnte die gesonderte Isolation auch, z. B.
bei einer bündig mit den Flanschen 28 abschließenden Wicklung,
auf den inneren Spulenkörper - von einem Flansch zum
anderen - aufgelegt sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird gleichfalls
im Sinne einer Erhöhung der Isolation zwischen den beiden
Wicklungen erreicht, daß die dort mit a bezeichnete Strecke
von dem dem Inneren des Wickelraumes zugekehrten stirnseitigen
Rand 29 eines jeden Flansches 28 des inneren Spulenkörpers
22 zur inneren Kante 30 eines jeden Flansches 31
des darauffolgenden Spulenkörpers 23 größer als die Strecke
b ist, die der Normalabstand des Randes 29 des Flansches
28 vom Boden des Wickelraumes 25 des Spulenkörpers 23 ist.
Auch hier gilt, daß für den Fall von Mann an Mann liegenden
Spulenkörpern 22, 23 der Normalabstand b identisch mit der
Wandstärke W in mm des hülsenförmigen Bereiches des Spulenkörpers
23 und a identisch mit der z. B. durch die Norm
DIN IEC 380/VDE 0806 vorgeschriebenen gesamten Isolationsdicke
d der verstärkten Isolation in mm ist.
Fig. 3 zeigt im Schnitt schematisch eine Hälfte eines Lufttransformators
mit vier Spulenkörpern 30, 40, 50, 60, die für
die Aufnahme von miteinander verschachtelten Wicklungen bestimmt
sind. Es wechseln sich hier Spulenkörper mit größerer
und kleinerer Wickelraumlänge ab. Die Anordnung der erfindungsgemäß
vorzusehenden gesonderten Isolation 70 ist hierbei
so getroffen, daß bei einem auf einen Spulenkörper 30, 50
mit größerer Wickelraumlänge folgenden Spulenkörper 40, 60
mit kleinerer Wickelraumlänge die gesonderte Isolation 70
auf in den Spulenkörper 30, 50 mit der größeren Wickelraumlänge
jeweils die Außenseite der Wicklung aufgelegt
und bei einem auf einen Spulenkörper 40 mit kleinerer
Wickelraumlänge folgenden Spulenkörper 50 mit größerer Wickelraumlänge
die gesonderte Isolation 70 in den Spulenkörper 50
mit der größeren Wickelraumlänge eingelegt ist. Diese Ausführungsform
ist nicht auf einen Lufttransformator beschränkt, sondern
kann in der gleichen Weise auch zusammen mit einem
isolierten bzw. unisolierten metallischen Kern Verwendung
finden.
Gleiches gilt auch für die Ausführungsform gemäß Fig. 2,
welche auch zusammen mit einem nichtisolierten metallischen
Kern Verwendung finden kann, wobei aber dann die
Isolierungen 5, 13, 15 und 16 gemäß Fig. 1 Verwendung finden
müssen. Prinzipiell können die Isolierungen 15 und 16
auch aus einem Stück bestehen.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 gilt für die Größe a = d und b = W das in Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und Fig. 2 Gesagte.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 gilt für die Größe a = d und b = W das in Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und Fig. 2 Gesagte.
Als besonders vorteilhaft hat es sich bei konzentrisch angeordneten
Spulenkörpern erwiesen, wenn sich die Wickelraumlängen
zweier benachbarter Spulenkörper um den Wert
unterscheiden. Hierbei bedeutet d den im allgemeinen durch
die Norm DIN IEC 380/VDE 0806 vorgegebenen Wert für die gesamte
Isolationsdicke der verstärkten Isolation in mm zwischen
den beiden Spulenkörpern und W die Wandstärke in mm des hülsenförmigen
Bereiches jenes Spulenkörpers der einen Teil dieser
verstärkten Isolation bildet. Bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 handelt sich hierbei um die Spulenkörper 3 und 8,
bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 um die Spulenkörper
22 und 23 und bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 um die
Aufeinanderfolge der Spulenkörper 30, 40 bzw. 40, 50 bzw. 50,
60. Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel beträgt d gleich
2 mm und W gleich 1 mm, sodaß sich die Wickelraumlängen zweier
benachbarter Spulen um den Faktor k = 2 · √3 unterscheiden.
Claims (3)
1. Transformator für sicherheitstechnische Anforderungen,
insbesondere Kleintransformator für Büro- und Haushaltsmaschinen,
mit im wesentlichen konzentrisch angeordneten
Wicklungen, von denen jede auf einem einen Flansch aufweisenden
Spulenkörper aus Isoliermaterial aufgebracht ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die sich in Längsrichtung der Spulenkörper
(3, 8; 22, 23; 30, 40, 50, 60) erstreckende Länge des
Wickelraumes (7, 11) zweier benachbarter Spulenkörper (3, 8;
22, 23; 30, 40, 50, 60) unterschiedlich ist, und daß zwischen
den aufeinanderfolgenden Wicklungen jeweils eine gesonderte Isolation
(10; 27; 70) vorgesehen ist.
2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
bei von innen nach außen abwechselnd aufeinanderfolgenden
Spulenkörpern (30, 40, 50, 60) mit größerer und kleinerer Wickelraumlänge
bei einem auf einen Spulenkörper (30, 50) mit größerer
Wickelraumlänge folgenden Spulenkörper (40, 60) mit kleinerer
Wickelraumlänge die gesonderte Isolation (70) zumindest auf die
Wicklung im Spulenkörper (30, 50) mit der größeren Wickelraumlänge
aufgelegt und bei einem auf einen Spulenkörper (40) mit
kleinerer Wickelraumlänge folgenden Spulenkörper (50) mit größerer
Wickelraumlänge die gesonderte Isolation (70) in den Spulenkörper
(50) mit der größeren Wickelraumlänge eingelegt ist,
u.s.f..
3. Transformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Länge der Wickelräume (7, 11) zweier benachbarter
Spulenkörper (3, 8; 22, 23; 30, 40, 50, 60) um den Wert k voneinander
unterscheiden, wobei
ist und d der, z. B. durch die Norm vorgegebene Wert für die
gesamte Isolationsdicke der verstärkten Isolation in mm
zwischen diesen beiden Spulenkörpern und W die Wandstärke
in mm des hülsenformigen Bereiches jenes Spulenkörpers (8;
23; 40 bzw. 50 bzw. 60) bedeutet, der einen Teil dieser verstärkten
Isolation bildet, und daß die Wickelräume benachbarter
Spulenkörper (6, 8; 22, 23, 30, 40, 50, 60) hinsichtlich ihrer
senkrecht zur Längsachse des Spulenkörpers verlaufenden
Mittelebene symmetrisch angeordnet sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT234485A AT386694B (de) | 1985-08-09 | 1985-08-09 | Transformator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3625964A1 true DE3625964A1 (de) | 1987-02-12 |
Family
ID=3532600
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863625964 Ceased DE3625964A1 (de) | 1985-08-09 | 1986-07-31 | Transformator |
Country Status (2)
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Also Published As
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