DE3927235A1

DE3927235A1 - HV leakage field transformer - has sec. winding produced as readily replaceable module and circular laminated core

Info

Publication number: DE3927235A1
Application number: DE19893927235
Authority: DE
Inventors: Juergen Homolka
Original assignee: Haug GmbH and Co KG
Current assignee: Haug GmbH and Co KG
Priority date: 1989-08-18
Filing date: 1989-08-18
Publication date: 1991-02-21
Also published as: DE3927235C2

Abstract

The transformer has a laminated construction (1) with a rectangular form that receives a solid yoke element (2) to form a magnetically coupled unit. The yoke has a centre section (5) to separate the primary (3) from the secondary (4) winding. The primary coils are wound onto a square cross-section former (6), while the secondary is wound onto a cylindrical bush (9) set into a box-shaped housing (4) which is then filled with a protective resin. A connector is provided (14). USE/ADVANTAGE - 8,000 to 10,000 volts for separate electrostatic appts coil assembly simplifier replacement if faulty.

Description

Die Erfindung betrifft einen Hochspannungs-Streufeldtransformator mit einem ringförmig geschlossenen Blechpaket, mit einem quer über die Ringöffnung des Blechpaktes verlaufenden und mit diesem Paket magnetisch leitend verbundenen Joch, mit einer auf dem Joch angeordneten, aus Drahtwicklungen bestehenden Primärspule, mit einer getrennt von der Primärspule ebenfalls auf dem Joch angeord neten, aus Drahtwicklungen bestehenden Sekundärspule und mit ei nem am Joch ausgebildeten, dem Blechpaket gegenüberliegenden Streufeldabschnitt zur Ausbildung eines magnetischen Nebenschlus ses zwischen Joch und Blechpaket.The invention relates to a high-voltage stray field transformer with a ring-shaped closed sheet stack, with a cross over the ring opening of the sheet metal pact and with this Package magnetically connected yoke, with one on the yoke arranged primary coil consisting of wire windings, with one separately from the primary coil also arranged on the yoke neten, consisting of wire windings secondary coil and with egg nem trained on the yoke, opposite the laminated core Stray field section to form a magnetic shunt between yoke and laminated core.

Hochspannungs-Streufeldtransformatoren dieser Art werden beispiels weise in Geräten der Elektrostatik eingesetzt, um Spannungen von beispielsweise etwa 8000 bis 10 000 Volt oder mehr zu erzeugen.High voltage stray field transformers of this type are for example used in electrostatics devices to reduce voltages for example, to generate about 8,000 to 10,000 volts or more.

Dabei ist die aus sehr feinem Draht gewickelte Sekundärspule ein "Verschleißteil" von relativ kurzer Lebensdauer. Da bei den be kannten Hochspannungs-Streufeldtransformatoren die Sekundärspule unlösbar auf dem Blechpaket und dem Joch angeordnet ist, muß bei defekter Sekundärspule der gesamte Transformator weggeworfen und durch einen neuen ersetzt werden, obwohl Blechpaket, Joch und Primärspule an sich noch weiter verwendbar wären. Außerdem ist bei den bekannten Hochspannungs-Streufeldtransformatoren die aus Blechpaket, Joch und Spulen bestehende Einheit mit Gießharz ver gossen, was weiterhin eine Auswechslung der Sekundärspule unmög lich macht.The secondary coil wound from very fine wire is one "Wear part" of relatively short life. Since with the be High voltage stray field transformers knew the secondary coil is inextricably arranged on the laminated core and the yoke, must defective secondary coil the entire transformer is thrown away and to be replaced by a new one, although laminated core, yoke and Primary coil itself could still be used. Besides, is in the known high-voltage stray field transformers Sheet package, yoke and coils existing unit with cast resin ver poured, which still impossible to replace the secondary coil Lich.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Hochspannungs- Streufeldtransformator so auszubilden, daß eine defekte Sekundär spule leicht durch eine neue Sekundärspule ersetzt werden kann.It is an object of the invention to provide a generic high-voltage Stray field transformer so that a defective secondary coil can easily be replaced by a new secondary coil.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sekun därspule unabhängig von der Primärspule auswechselbar auf das Joch aufgesteckt und das Joch seinerseits lösbar mit dem Blech paket verbunden ist.The object is achieved in that the Sekun Därspule interchangeable on the independent of the primary coil The yoke is plugged in and the yoke in turn is detachable with the sheet package is connected.

Auf diese Weise kann das die Sekundärspule tragende Joch jeder zeit vom Blechpaket abgenommen und die auf dem Joch sitzende Sekundärspule ausgewechselt werden, wonach das mit der neuen Sekundärspule versehene Joch wieder in das Blechpaket eingesetzt wird.In this way, the yoke carrying the secondary coil can be used by anyone time removed from the laminated core and the one sitting on the yoke Secondary coil are replaced, after which the new one The yoke provided with the secondary coil is reinserted into the laminated core becomes.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beiliegender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:The following description of a preferred embodiment the invention serves in conjunction with the accompanying drawing the further explanation. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht eines Hochspannungs- Streufeldtransformators und Fig. 1 is a plan view of a high voltage stray field transformer and

Fig. 2 den Transformator aus Fig. 1 in aus einandergezogener Darstellung. Fig. 2 shows the transformer of Fig. 1 in an exploded view.

Der auf der Zeichnung dargestellte Hochspannungs-Streufeldtrans formator umfaßt ein äußeres, ringförmig geschlossenes Blechpaket in Form eines rechteckigen Rahmens, der in herkömmlicher Weise aus einzelnen, übereinander liegenden und miteinander verbunde nen Eisenblechen besteht. Quer über die Ringöffnung des Blech pakets 1 verläuft ein Joch 2 in Gestalt eines Stabes von rechteckigem Querschnitt. Das Joch 2 ist mit dem Blechpaket 1 in bekannter Weise magnetisch leitend verbunden. Auf dem Joch 2 ist eine aus einzelnen Drahtwicklungen bestehende Primärspule 3 sowie getrennt von dieser eine ebenfalls aus einzelnen Drahtwicklungen bestehende Sekundärspule 4 angeordnet. Die Primärspule wird in üblicher Weise an ein elektrisches Netz von beispielsweise 220 Volt angeschlossen. Das Verhältnis der Wicklungszahlen von Primär und Sekundärspule ist so gewählt, daß an der Sekundärspule eine Hochspannung von beispielsweise 8 bis 10 kV abgegriffen werden kann. Das Joch 2 weist einen seitlich abstehenden, mit seinen Enden der Innenseite des Blechpakets 1 unter Ausbildung eines kleinen Luftspaltes gegenüberliegenden Streufeldabschnitt 5 auf, der in an sich bekannter Weise der Ausbildung eines magnetischen Nebenschlusses zwischen Joch und Blechpaket und damit der Strom begrenzung in der Sekundärspule 4 dient.The high-voltage stray field transformer shown in the drawing comprises an outer, annularly closed laminated core in the form of a rectangular frame, which consists in a conventional manner of individual, one above the other and interconnected NEN iron sheets. A yoke 2 in the form of a rod of rectangular cross section runs across the ring opening of the sheet metal package 1 . The yoke 2 is connected to the laminated core 1 in a known manner in a magnetically conductive manner. Arranged on the yoke 2 is a primary coil 3 consisting of individual wire windings and, separately from this, a secondary coil 4 also consisting of individual wire windings. The primary coil is connected in the usual way to an electrical network of, for example, 220 volts. The ratio of the number of windings of primary and secondary coil is chosen so that a high voltage of, for example, 8 to 10 kV can be tapped from the secondary coil. The yoke 2 has a laterally protruding stray field section 5 with its ends opposite the inside of the laminated core 1 with the formation of a small air gap, which, in a manner known per se, forms the formation of a magnetic shunt between the yoke and laminated core and thus the current limitation in the secondary coil 4 serves.

Die Drahtwicklungen 6 der Primärspule 3 sind auf einen quadrati schen Wickelkörper 7 aufgebracht, der auf der einen Seite des Streufeldabschnitts 5 auf das Joch 2 aufgesteckt wird. Die Draht wicklungen 8 der Sekundärspule 4 sind auf einem kreiszylindrischen Wickelkörper in Form einer Hülse 9 angeordnet. Die Hülse 9 besteht aus einem nichtmagnetischen Material, beispielsweise Kupfer, Sil ber oder einer Legierung dieser Metalle und weist zur Verhinderung von Wirbelströmen einen axial verlaufenden, durchgehenden Schlitz 11 auf. Der innen gelegene Anfang 12 der Drahtwicklung 8 ist mit der Hülse 9 elektrisch leitend verbunden, beispielsweise verlö tet. Die Hülse 9 weist einen Vorsprung 13 auf, der mit einer elek trischen, meist geerdeten Anschlußklemme für die Sekundärspule 4 verbunden werden kann. Das Ende der Drahtwicklung 8 der Sekun därspule 4 ist (in an sich bekannter und daher nicht dargestell ter Weise) mit einer Anschlußbuchse 14 verbunden. Die Buchse 14 ist auf einer elektrisch isolierenden, quaderförmig ausgebilde ten Vergußmasse 15 angeordnet, in welche die gesamte Sekundär spule 4 mit den Drahtwicklungen 8 und der Hülse 9 derart einge bettet ist, daß der Vorsprung 13 über die Vergußmasse 15 vorsteht. The wire windings 6 of the primary coil 3 are applied to a quadrati's winding body 7 which is plugged onto the yoke 2 on one side of the stray field section 5 . The wire windings 8 of the secondary coil 4 are arranged on a circular cylindrical bobbin in the form of a sleeve 9 . The sleeve 9 consists of a non-magnetic material, for example copper, silver or an alloy of these metals, and has an axially extending, continuous slot 11 to prevent eddy currents. The inside beginning 12 of the wire winding 8 is electrically conductively connected to the sleeve 9 , for example soldered. The sleeve 9 has a projection 13 which can be connected to an electrical, usually grounded terminal for the secondary coil 4 . The end of the wire winding 8 of the secondary coil 4 is (in a known and therefore not shown ter manner) connected to a socket 14 . The socket 14 is arranged on an electrically insulating, cuboid-shaped potting compound 15 , in which the entire secondary coil 4 with the wire windings 8 and the sleeve 9 is embedded so that the projection 13 protrudes over the potting compound 15 .

Die aus Sekundärspule 4 und Vergußmasse 15 bestehende Einheit wird der Primärspule 3 gegenüberliegend auf das entgegengesetzte Ende des Joches 2 aufgeschoben, so daß die beiden Spulen 3, 4 von dem seitlich abstehenden Streufeldabschnitt 5 getrennt sind.The unit consisting of secondary coil 4 and casting compound 15 is pushed opposite the primary coil 3 onto the opposite end of the yoke 2 , so that the two coils 3 , 4 are separated from the laterally protruding stray field section 5 .

Wie dargestellt, weist das Joch 2 trapezförmig abgeschrägte End abschnitte 16 auf. Hierzu komplementäre Aussparungen 17 sind an der Innenseite des rahmenförmigen Blechpakets 1 ausgebildet. Mit Hilfe dieser Endabschnitte 16 wird das Joch 2 mit Preßsitz in die Aussparungen 17 des Blechpakets 1 eingeklemmt, so daß zwischen Joch und Blechpaket eine magnetisch leitende Verbindung entsteht. Alternativ könnte, wie in Fig. 1 oben angedeutet, das Joch 2 auch durch Schrauben 18 mit dem Blechpaket 1 verbunden werden.As shown, the yoke 2 has trapezoidal beveled end sections 16 . Recesses 17 complementary thereto are formed on the inside of the frame-shaped laminated core 1 . With the help of these end sections 16 , the yoke 2 is clamped with a press fit into the recesses 17 of the laminated core 1 , so that a magnetically conductive connection is formed between the yoke and the laminated core. Alternatively, as indicated in FIG. 1 above, the yoke 2 could also be connected to the laminated core 1 by screws 18 .

Somit kann, gegebenenfalls nach Herausdrehen der Schrauben 18, das Joch 2 mit den Spulen 3, 4 vom Blechpaket 1, z. B. durch Her ausschlagen, leicht abgetrennt werden. Hierauf kann die defekte Sekundärspule 4 leicht vom Joch 2 abgezogen und durch eine neue ersetzt werden. Anschließend wird das mit den Spulen 3, 4 ver sehene Joch 2 wieder in das Blechpaket 1, z. B. mit Preßsitz, eingefügt.Thus, if necessary after unscrewing the screws 18 , the yoke 2 with the coils 3 , 4 from the laminated core 1 , for. B. knock out by Her, easily separated. The defective secondary coil 4 can then be easily pulled off the yoke 2 and replaced with a new one. Then the ver with the coils 3 , 4 see yoke 2 again in the laminated core 1 , z. B. with a press fit.

Claims

1. High-voltage stray field transformer with a ring-shaped closed laminated core, with a yoke running across the ring opening of the laminated core and magnetically conductively connected to this package, with a primary coil arranged on the yoke and consisting of wire windings, with a separate coil from the primary coil the yoke arranged, consisting of wire windings secondary coil and with a yoke, the sheet metal package opposite stray field section to form a magnetic shunt between the yoke and sheet package, characterized in that the secondary coil ( 4 ) independently of the primary coil ( 3 ) interchangeable the yoke ( 2 ) is plugged in and the yoke ( 2 ) is in turn detachably connected to the laminated core ( 1 ).

2. Transformer according to claim 1, characterized in that the yoke ( 2 ) with a press fit in the laminated core ( 1 ) is clamped.

3. Transformer according to claim 1, characterized in that the yoke ( 2 ) is connected by screws ( 18 ) to the laminated core ( 1 ).

4. Transformer according to claim 1, characterized in that the yoke ( 2 ) has a rectangular cross section, and on the yoke ( 2 ) a secondary coil ( 4 ) with a circular inner cross section is attached.

5. Transformer according to claim 1, characterized in that the secondary coil ( 4 ) is embedded in an electrically conductive casting compound ( 15 ).

6. Transformer according to claim 1, characterized in that the wire windings ( 8 ) of the secondary coil ( 4 ) are applied to a winding body which is formed as an axially continuously slotted sleeve ( 9 ) made of non-magnetic metal, and that the winding start ( 12th ) of the secondary coil ( 4 ) with the sleeve ( 9 ) is electrically conductive.

7. Transformer according to claim 6, characterized in that the sleeve ( 9 ) consists of copper, silver or an alloy of these metals.