DE3639239A1 - Fluessigkeitsgekuehlter widerstand - Google Patents
Fluessigkeitsgekuehlter widerstandInfo
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- H01C—RESISTORS
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- H01C1/08—Cooling, heating or ventilating arrangements
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- H01C3/00—Non-adjustable metal resistors made of wire or ribbon, e.g. coiled, woven or formed as grids
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen flüssigkeitsgekühlten
Widerstand, bestehend aus einem Hohlkörper und einem in seinem
Innenraum angeordneten Widerstandsträger mit aufgewickeltem
Widerstandsdraht, wobei der Hohlkörper und der Widerstandsträ
ger aus Isoliermaterial bestehen und durch einen einen Kühl
kanal bildenden Zwischenraum voneinander beabstandet sind, der
am unteren Ende des Hohlkörpers mit einem Kühlmittelzufluß und
am oberen Ende des Hohlkörpers mit einem Kühlmittelabfluß in
Verbindung steht.
Ein solcher flüssigkeitsgekühlter Widerstand ist aus der
DE-PS 6 87 083 bekannt. Der dort beschriebene flüssigkeitsge
kühlte Widerstand besteht aus einem zylindrischen Gehäuse als
Hohlkörper und einem in ihm konzentrisch angeordneten zylinder
förmigen Körper, auf den ein Widerstandsdraht aufgewickelt ist.
Zwischen beiden Körpern befindet sich der von Kühlflüssigkeit
durchströmte Flüssigkeitskanal, der unten und oben von Armaturen
für den Kühlmittelzufluß und -abfluß abgeschlossen ist. Wegen
des großen Strömungsquerschnitts wird nur eine geringe Strö
mungsgeschwindigkeit erreicht, wodurch die Intensität der Was
serkühlung nicht voll ausgeschöpft wird. Außerdem hat dieser
flüssigkeitsgekühlte Widerstand aufgrund der Gestaltung der
Wicklung des Widerstandsdrahtes einen hohen induktiven Anteil
und dadurch eine hohe induktive Zeitkonstante.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen flüssig
keitsgekühlten Widerstand der eingangs genannten Art so auszu
bilden, daß die Induktivität der Wicklung sich erheblich ver
ringert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Widerstandsträger aus einem stabförmigen Körper mit radial ange
ordneten Armen besteht, auf denen der Widerstand bidirektional
aufgewickelt ist, dessen Enden jeweils mit einem elektrischen
Anschluß verbunden sind.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Widerstandsträ
gers und der bidirektionalen Wicklung wird erreicht, daß die
Stromrichtung in den benachbarten Windungen entgegengesetzt
ist, wodurch der induktive Anteil und damit die induktive Zeit
konstante erheblich verringert ist. Durch diese Gestaltung des
Widerstandsträgers ist der Hohlkörper zweiteilig und quader
förmig ausgebildet. Dadurch kann man den Strömungsquerschnitt
wesentlich verringern, wobei trotzdem die Widerstandswicklung
intensiv gekühlt wird. Somit erhält man einen flüssigkeitsge
kühlten Widerstand, der eine geringe induktive Zeitkonstante
und eine hohe Verlustleistung hat.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des flüssigkeitsgekühl
ten Widerstands ist als Widerstandsträger ein Hohlkörper vorge
sehen, der mit axial angeordneten Düsen versehen ist und der
mit dem Kühlmittelzufluß verbunden ist. Durch diese Ausgestal
tung des Widerstandsträgers wird das Kühlmittel direkt durch
die Düsen gezielt auf die Wicklung geführt. Somit wird die Kühl
wirkung des Kühlmittels und die Verlustleistung des Widerstands
weiter gesteigert.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des flüssig
keitsgekühlten Widerstands sind jeweils eine Düse oberhalb bzw.
unterhalb der Arme des Widerstandsträgers angeordnet. Dadurch
wird die Kühlflüssigkeit direkt auf die Auflagefläche der Arme
für den Widerstandsdraht gerichtet. Somit werden diese Berüh
rungsstellen besonders gekühlt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des flüssigkeits
gekühlten Widerstands bestehen die Arme jeweils aus einem stab
förmigen Körper, wobei jeweils die Auflagefläche für den Wider
standsdraht gewölbt ist. Durch diese Gestaltung der Arme kann
der Widerstandsdraht so aufgewickelt werden, daß die mechanische
Beanspruchung möglichst gering ist. Außerdem werden die Arme
dadurch schmal, ohne dabei an Stabilität zu verlieren.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des flüssigkeits
gekühlten Widerstands sind die elektrischen Anschlüsse innerhalb
des Hohlraums jeweils mit einer Spitze versehen, die einander
zugewandt sind. Dadurch wird der Widerstandsdraht vor elektro
chemischer Abtragung geschützt, die infolge nennenswerter Elek
trolyseströme bei hohen Spannungen zwischen den Enden der Wick
lung auftreten können.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung
Bezug genommen, in der Ausführungsbeispiele nach der Erfindung
schematisch veranschaulicht sind.
Fig. 1 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform eines flüssigkeits
gekühlten Widerstands nach der Erfindung, in
FIG. 2 ist eine Vorderansicht II-II des Widerstandsträgers nach
Fig. 1 veranschaulicht und die
Fig. 3 zeigt die Wickelvorschrift des Widerstandsdrahtes.
Die Fig. 1 zeigt eine vorteilhafte Ausführungsform eines flüssig
keitsgekühlten Widerstandes, insbesondere einen Beschaltungs
widerstand für Hochspannungsstromrichteranlagen, der aus einem
Hohlkörper 2 und einem Widerstandsträger 4 besteht. Der Hohl
körper 2 ist quaderförmig und besteht aus den beiden Teilen
Kappe 6 und Grundplatte 8. Die Kappe 6 ist mit einem umlaufen
den Flansch 10 versehen, wodurch die Kappe 6 mit der Grundplatte
8 verschweißt, verklebt oder flüssigkeitsdicht verschraubt wer
den kann. Die Grundplatte 8 ist mit einem Kühlmittelzufluß 12
und mit zwei elektrischen Anschlüssen 14 und 16 versehen. Die
Kappe 6 ist am oberen Ende mit einem Kühlmittelabfluß 18 ver
sehen. Als Kühlmittel wird in bekannter Weise hochreines Wasser
mit einer Leitfähigkeit von < 0,5 µS/cm verwendet. Außerdem
umhüllt die Kappe 6 den Widerstandsträger 4 ganz eng, damit der
Strömungsquerschnitt auf ein Minimum reduziert wird. Dadurch
erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels, wo
durch die Intensität des Kühlmittels voll ausgeschöpft wird. Als
Widerstandsträger 4 ist ein stabförmiger Hohlkörper 20 vorgese
hen, an dem zwei Arme 22 und 24 radial angebracht sind, und der
mit dem Kühlmittelzufluß 12 verbunden ist. Diese beiden Arme 22
und 24 sind ebenfalls axial übereinander angeordnet. Ein Wider
standsdraht 26 ist bidirektional auf diese Arme 22 und 24 aufge
wickelt, wobei ein Ende 28 des Widerstandsdrahts 26 über eine
Bohrung 29 im Arm 24 mit dem elektrischen Anschluß 14 und das
andere Ende 30 des Widerstandsdrahtes 26 über eine Bohrung 31
im Arm 24 mit dem elektrischen Anschluß 16 verknüpft ist. Außer
dem ist der Hohlkörper 20 des Widerstandsträgers 4 mit axial
angeordneten Düsen 32, 34, 36 und 38 versehen. Die Düse 32 bzw.
34 ist oberhalb bzw. unterhalb des Arms 22 bzw. 24 angebracht.
Mit Hilfe der Düsen 32, 34 und 36, insbesondere durch die Düsen
32 und 34, wird das Kühlmittel gezielt dem Widerstandsdraht 26
zugeführt. Durch die Düsen 32 und 34 wird der Widerstandsdraht
26, der die Auflagefläche 40 bzw. 42 des Arms 22 bzw. 24 be
rührt, besonders gekühlt. Mit Hilfe der Düse 38 gelangt das
Kühlmittel zu den elektrischen Anschlüssen 14 bzw. 16. Bei
hohen Spannungen können nennenswerte Elektrolyseströme zwischen
den Enden 28 und 30 des Widerstandsdrahts 26 auftreten. Diese
Elektrolyseströme verursachen einen elektrochemischen Abtrag.
Damit die Enden 28 und 30 des Widerstandsdrahtes 26 davor ge
schützt sind, sind die elektrischen Anschlüsse 14 und 16 je
weils mit einer Spitze 44 bzw. 46 versehen.
In Fig. 2 ist die Vorderansicht II-II des Widerstandsträgers 4
nach Fig. 1 dargestellt. Der bidirektional gewickelte Widerstands
draht 26 ist durch eine unterbrochene Linie dargestellt. Aus
Übersichtlichkeitsgründen sind die elektrischen Anschlüsse 14
und 16 nicht dargestellt, so daß die Enden 28 und 30 des Wider
standsdrahts 26 im Freien enden. Bei dieser bidirektionalen
Wicklung des Widerstandsdrahtes 26 wechselt der Wicklungssinn
von Windung zu Windung, wodurch der Widerstandsdraht 26 sich
zwischen den Armen 22 und 24 räumlich kreuzt. Die stabförmigen
Arme 22 und 24 bestehen jeweils aus einem keilförmigen und einem
bogenförmigen Teil 48 und 50. Dabei hat der keilförmige Teil 48
eine Stützfunktion, der das durch das Wickeln verursachte Dreh
moment abstützen muß, und der bogenförmige Teil 50 dient als
Auflagefläche 40 bzw. 42 für den Widerstandsdraht 26. Der Radius
des bogenförmigen Teils 50 richtet sich nach der Drahtstärke
des Widerstandsdrahts 26. Durch die Düsen 32 und 34 wird der
gebogene Widerstandsdraht 26, von dem jeweils ein Teil durch
die Auflagefläche 40 bzw. 42 abgedeckt ist, intensiv gekühlt,
wodurch die Verlustleistung des flüssigkeitsgekühlten Wider
stands vergrößert wird.
Fig. 3 zeigt den Wickelsinn des Widerstandsdrahts 26, der auf
die Arme 22 und 24 des Widerstandsträgers 4 aufgewickelt ist.
Dabei beginnt man vom Ende 28 des Widerstandsdrahts 26 am unte
ren Arm 24, wobei der Widerstandsdraht 26 durch die Bohrung 29
im Arm 24 verläuft und führt den Widerstandsdraht 26 über den
oberen Arm 22 zum unteren Arm 24 und wieder zum Arm 22. Von
dort geht man von einer Wickelrichtung im Uhrzeigersinn zu
einer Wickelrichtung gegen den Uhrzeigersinn, indem man den
Widerstandsdraht 26 diagonal zwischen den Armen 22 und 24
führt. Vom unteren Arm 24 führt man dann gegen Uhrzeigersinn
des Widerstandsdraht 26 zum Arm 22 und zurück zum Arm 24. Vom
Arm 24 führt man nun den Widerstandsdraht 26 wieder diagonal
zwischen den beiden Armen 22 und 24 zum oberen Arm 22. Von dort
führt man dann den Widerstandsdraht 26 im Uhrzeigersinn zum Arm
24 und zurück zum Arm 22. Das freie Ende 30 des Widerstands
drahtes 26 kann nun durch die Bohrung 31 im Arm 24 zum elektri
schen Anschluß 16 geführt werden. Damit besteht der Widerstand
jedoch nur aus drei Windungen. Mit diesem Wickelsystem, wobei
nach jeder Windung der Wickelsinn geändert wird, kann man
beliebig viele Windungen auf die Arme des Widerstandsträgers 4
aufwickeln, bis ein vorbestimmter Widerstandswert erreicht
ist. Die einzelnen Windungen sind fortlaufend nebeneinander
angeordnet, wie es die Fig. 1 zeigt. Durch dieses Wickelsystem
wird erreicht, daß die Stromrichtung in benachbarten Windungen
entgegengesetzt ist. Dadurch ist die Induktivität des gewickel
ten Widerstands sehr klein. Somit erhält man einen flüssig
keitsgekühlten Widerstand mit einer geringen induktiven Zeit
konstante.
Claims (5)
1. Flüssigkeitsgekühlter Widerstand, bestehend aus einem Hohl
körper (2) und einem in seinem Innenraum angeordneten Wider
standsträger (4) mit aufgewickeltem Widerstandsdraht (26), wo
bei der Hohlkörper (2) und der Widerstandsträger (4) aus Iso
liermaterial bestehen und durch einen einen Kühlkanal bildenden
Zwischenraum voneinander beabstandet sind, der am unteren Ende
des Hohlkörpers (2) mit einem Kühlmittelzufluß (12) und am
oberen Ende des Hohlkörpers (2) mit einem Kühlmittelabfluß (18)
in Verbindung steht, dadurch gekennzeich
net, daß der Widerstandsträger (4) aus einem stabförmigen
Körper mit radial angeordneten Armen (22, 24) besteht, auf denen
der Widerstandsdraht (26) bidirektional aufgewickelt ist, dessen
Enden (28, 30) jeweils mit einem elektrischen Anschluß (14, 16)
verbunden sind.
2. Flüssigkeitsgekühlter Widerstand nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß als Wider
standsträger (4) ein Hohlkörper (20) vorgesehen ist, der mit
axial angeordneten Düsen (32, 34, 36, 38) versehen ist und der
mit dem Kühlmittelzufluß (12) verbunden ist.
3. Flüssigkeitsgekühlter Widerstand nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß jeweils
eine Düse (32, 34) oberhalb bzw. unterhalb der Arme (22, 24)
angeordnet ist.
4. Flüssigkeitsgekühlter Widerstand nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Arme
(22, 24) jeweils aus einem stabförmigen Körper bestehen, wobei
jeweils die Auflagefläche (40, 42) für den Widerstandsdraht
(26) gewölbt ist.
5. Flüssigkeitsgekühlter Widerstand nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die elek
trischen Anschlüsse (14, 16) innerhalb des Hohlkörpers (2)
jeweils mit einer Spitze (44, 46) versehen sind, die einander
zugewandt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863639239 DE3639239A1 (de) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | Fluessigkeitsgekuehlter widerstand |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863639239 DE3639239A1 (de) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | Fluessigkeitsgekuehlter widerstand |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3639239A1 true DE3639239A1 (de) | 1988-05-19 |
DE3639239C2 DE3639239C2 (de) | 1990-04-12 |
Family
ID=6314138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19863639239 Granted DE3639239A1 (de) | 1986-11-17 | 1986-11-17 | Fluessigkeitsgekuehlter widerstand |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3639239A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5508677A (en) * | 1991-09-19 | 1996-04-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Liquid-cooled heavy-duty resistor |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE687083C (de) * | 1938-07-22 | 1940-01-22 | Telefunken Gmbh | Fluessigkeitsgekuehlter Widerstand |
-
1986
- 1986-11-17 DE DE19863639239 patent/DE3639239A1/de active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE687083C (de) * | 1938-07-22 | 1940-01-22 | Telefunken Gmbh | Fluessigkeitsgekuehlter Widerstand |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5508677A (en) * | 1991-09-19 | 1996-04-16 | Siemens Aktiengesellschaft | Liquid-cooled heavy-duty resistor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3639239C2 (de) | 1990-04-12 |
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