DE3882936T2

DE3882936T2 - Spannungsregler mit einem Ferro-Resonnantfilter mit Kühlvorrichtung.

Info

Publication number: DE3882936T2
Application number: DE88420406T
Authority: DE
Inventors: Maurice Budin; Pierre Veyrand
Original assignee: AUTOMATISMES EN ELECTRONIQUE S
Current assignee: AUTOMATISMES EN ELECTRONIQUE S
Priority date: 1987-12-08
Filing date: 1988-12-02
Publication date: 1993-11-25
Anticipated expiration: 2008-12-03
Also published as: FR2624303B1; FR2624303A1; US4884187A; EP0320414B1; EP0320414A1; DE3882936D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine für Regler von ferromagnetischen Spannungen vorgesehene Verbesserung, bei denen man die Eigenschaften der Ferroresonanz zur Sättigung der Magnetkreise verwendet und die insbesondere sowohl bei Wechselrichtern als auch bei Reglern zur Spannungsstabilisierung verwendet werden und für die man die Eigenschaften der Ferroresonanz mit Sättigung der Magnetkreise bei dem Vorgang der Spannungsregulierung verwendet.
Üblicherweise sind solche Regler im wesentlichen aus einem an Wicklungen gekoppelten Magnetkreis gebildet.
Die bisher in Verkehr gebrachten Regler sind nur im Hinblick auf die Funktionalität zufriedenstellend, führen jedoch für vorgegebene Leistung und Betriebsverhalten zu schweren und voluminösen (und daher kostspieligen) Baueinheiten durch das Abführen der sowohl durch den magnetischen Kreis als auch durch die verschiedenen Wicklungen abgegebenen Wärmeverluste, das bis heute durch ein einfaches Kontrollieren der Temperatur der die Vorrichtung umgebenden und benachbarten Luft ausgeführt ist, wobei der Wärmeaustausch durch einfache, natürliche Konduktion und Konvektion vorgenommen ist.
Bei anderen Anwendungen wie zum Beispiel im Bereich von Transformatoren oder Stromreglern ist schon seit sehr langem vorgeschlagen, in diesen Vorrichtungen Kühlsysteme einzubauen, die das Abführen der Wärmeverluste gestatten. Unter den vorgeschlagenen Lösungen kann man den Gegenstand der DE-OS-2 417 125 nennen, die eine Flüssigkeitszirkulation im Innern eines Stromreglers benutzt, den der Patente US 3 819 965 und 4 032 873, welche Transformatoren und Spannungsregler betreffen und bei denen die Kühlung mittels einer im Inneren der Kreise genau festgelegten Zirkulation einer Flüssigkeit erhalten ist. Bei all diesen Lösungen sind die Kühlsysteme komplex und benötigen eine Anpassung der Bestandteile der Vorrichtung.
Nun hat sich herausgestellt, und dies ist der Gegenstand der vorliegenden Erfindung, daß es möglich ist, bei Spannungsreglern mit ferroresonanten Filtern nicht nur ein Abführen der Wärmeverluste zu gewährleisten, sondern gleichermaßen Regler mit im Vergleich zu den bisher vorliegenden Reglern erheblich verkleinerten Abmessungen zu bauen, indem für eine sehr genau gleiche Leistung und Betriebseigenschaft den Regler an eine Einheit zu koppeln, die ein erzwungenes Abführen der sowohl durch den Magnetkreis als auch durch die verschiedenen Wicklungen abgegebenen Wärmeverluste erlaubt, wobei das Abführen durch Einwirken auf die größtmögliche Oberfläche der verschiedenen Bestandteile des Reglers erhalten ist, die letzteren jedoch im Vergleich zu den früheren Lösungen nicht verändert sind.
Die Erfindung betrifft demnach einen ferromagnetischen Spannungsregler, bei dem die Eigenschaften der Ferroresonanz zur Sättigung der Magnetkreise verwendbar sind und der einen an Wicklungen gekoppelten ferromagnetischen Kreis aufweist, und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Regler mit einer Einheit verbunden ist, die ein erzwungenes Abführen der sowohl durch den Magnetkreis als auch durch die verschiedenen Wicklungen abgegebenen Wärmeverluste erlaubt, wobei das erzwungene Abführen durch Einwirken auf die Außenfläche der Bestandteile des Reglers durch eine erzwungene, gegen eine der Oberflächen des Reglers gerichteten und längs der anderen Oberflächen verlaufenden, erzwungenen Luftströmung erreicht ist.
Die beigefügte Figur zeigt schematisch in Perspektive ein Ausführungsbeispiel eines Reglers gemäß der Erfindung.
Unter Bezugnahme auf diese Figur ist der eigentliche Regler auf übliche Weise durch einen ferromagnetischen Kreis (1) gebildet, der an Wicklungen (2) gekoppelt ist. Gemäß der Erfindung ist an einer der Seiten des Reglers, zum Beispiel an der den Spulenkörper (2) aufweisenden Oberfläche, eine Einheit angebracht, die das Abführen der sowohl durch den magnetischen Kreis (1) als auch der Wicklungen (2) abgegebenen Wärmeverluste erlaubt, wobei diese Einheit durch das Bezugszeichen (3) gekennzeichnet ist und im wesentlichen aus einem gegenüber den Wicklungen (2) angeordneten Ventilator (4) besteht. Der Ventilator (4) ist auf einem Träger (5) angebracht und dessen Luftstrom ist zum Beispiel mittels eines Gehäuses (6), das sich zwischen dem Träger (5) bis in den Bereich der Wicklungen erstreckt, so gerichtet, daß der Luftstrom auf die gesamte Oberfläche des Reglers einwirkt. Der Luftstrom verläuft einerseits durch die Wicklungen hindurch und vor allem andererseits seitlich längs der Wände des Reglers. Selbstverständlich ist der Durchfluß der Luft in Abhängigkeit von der Leistung des Reglers und daher der durch ihn erzeugten Wärmeverluste und ist zum Abführen im wesentlichen des größten Teiles der Verluste trotz einer sehr beschränkten Aufheizung des Systems sowohl an der äußeren Oberfläche als auch im Wicklungsinneren sowie des magnetischen Kernes eingestellt.
Man hat festgestellt, daß bei einem solchen Vorgehen nicht nur eine Abkühlung der Einheit erhältlich ist, sondern daß es überdies möglich ist, verkleinerte Abmessungen des Reglers bei sehr genau gleicher Leistung und gleichen Verlusten zu erhalten. So ist es beispielsweise möglich, einen Regler mit 5 KVA mit einem Gewicht von etwa 60 Kilogramm und einem Raumbedarf von 25 dm³ herzustellen, während ein herkömmlicher, äquivalenter Regler mit einer Leistung von 5 KVA, bei dem die Abfuhr der Wärmeverluste lediglich durch die Kontrolle der umgebenden und benachbarten Luft durch einfache, natürliche Konduktion und Konvektion ausgeführt ist, bei einem Raumbedarf von 70 dm³ etwa 150 Kilogramm wiegt. Eine derartige Verringerung der Abmessungen der Bestandteile des Reglers kann durch die Tatsache erklärt werden, daß das Hinzufügen der Einheit zum Abführen der entstehenden Wärmeverluste das beträchtliche Erhöhen des Verhältnisses der Jouleschen Verluste zu den Eisenverlusten ohne merkliche Veränderung der Gesamtverluste oder anderer Betriebseigenschaften des Reglers gestattet.
Für Regler mit einer sehr hohen Leistung kann vorgesehen sein, andere Systeme zum Abführen der Jouleschen Verluste als die einfache, erzwungene Luftströmung zu verwenden, zum Beispiel ein Flüssigkeitskühlsystem oder jede andere Systemkombination (Wasserzirkulation, im Bereich des Magnetkreises angebrachte Kühlflügel oder Kühlkörper) zu verwenden.

Claims

1. Ferromagnetischer Spannungsregler, bei dem die Eigenschaften der Ferroresonanz zur Sättigung der Magnetkreise verwendbar sind und der einen an Wicklungen (2) gekoppelten ferromagnetischen Kreis (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler mit einer Einheit (3) verbunden ist, die ein erzwungenes Abführen der sowohl durch den Magnetkreis (1) als auch durch die verschiedenen Wicklungen (2) abgegebenen Wärmeverluste erlaubt, wobei das erzwungene Abführen durch Einwirken auf die Außenfläche der Bestandteile des Reglers durch eine erzwungene, gegen eine der Oberflächen des Reglers gerichteten und längs der anderen Oberflächen verlaufenden, erzwungenen Luftströmung erreicht ist.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit (3) im wesentlichen durch einen gegenüber den Wicklungen (2) angebrachten Ventilator (4) gebildet ist, wobei der Ventilator (4) auf einen Träger (5) angebracht ist und dessen Luftstrom mittels eines Gehäuses (6), das sich zwischen dem Träger (5) bis in den Bereich der Wicklungen (2) erstreckt, so geführt ist, daß der Luftstrom auf die größtmögliche Oberfläche des Reglers einwirkt.