DE764606C - Schaltanordnung fuer Unterbrechungseinrichtungen - Google Patents

Description

• Schaltanordnung für Unterbrechungseinrichtungen Gegenstand des Patents 730 186 ist eine Schaltanordnung für Unterbrrechungseinrichtungen, insbesondere für Wechselstrom, z. B. für periodische Schaltungen zu Umformungszwecken, bei der in. Reihre mit der Untterbrechungsst.recke eine Schaltdrossel mit beim Nennstromwert hochgesättigtem Magnetkern liegt. Der Zweck einer solchen Schaltdrossel ist es, die Stromuriterbrechung zu erleichtern, indem sie die Stromkurve derart verzerrt, daß in der Nähe jedes Stromnulldurchganges eine s.troms.chwache Pause entstehet, während welcher die Kontakttrennung vor sich gehren kann. Nach dem Hauptpatent besteht der sich sättigende Eisenkern einer derartigen Schaltdrossel aus flach, überein.andergewickelten-Lagen von Eisenband und besitzt vorzugsweise Ringform.
• Nach der Erfindung werden große Kernquerschnitte, ivie sie zur Herstellung von Schaltdroslseln für Anlagen mit größerer Leistung erforderlich sind, dadurch her-.gestellt, däß der Kern aus mehreren gleiche achsig nebeneinander angeordneten Bandringen zusammengesetzt wird. Der Kern kann auf diese Weise aus verhältnismäßig schmalen Bändern hergestellt werden. Schmale Bänder können leichter als breite mit den für die angestrebte Wirkungsweise erforderlichen hochwertigen: magnetischen. Eigenschaften, nämlich großer Permeabilität und scharfem Sättigungsknick, und mit der verlangten Gleichmäßigkeit angefertigt werden. Auch bei der thermischen K ach-beliandlung kann eine gleichmäßige Behandlung des Gefüges und damit der magnetischen Eigenschaften nur dann erreicht werden, wenn die Bandbreite ein bestimmtes Maß nicht überschreitet. Dieses Maß liegt etwa bei 3 cm.
• Die Herstellung des Magnetkerns aus mehreren Bandringen gestattet es ferner, dem Kernquerschnitt nach Wunsch eine beliebige, von der Rechteckform abweichende Gestalt zu geben.
• In der Zeichnung ist als Ausführungsb;ispiel der Erfindung einzusammengesetzter Ringkern dargestellt, und zwar in Fig. i im Ouerschnitt, senkrecht zur Mittelachse gesehen, in Fig. a in Ansicht in Richtung der Mittelachse in kleinerem Maßstab.
• Der Kern besteht aus sechs einzelnen Teilen 151 bis 156, deren jeder rechteckigen Querschnitt hat. Die Höhen k1 bis 116 und die Breiten bi bis b6 der Einzelringe sind derart abgestuft, daß der Gesamtkernquerschnitt eine Form hat, auf die eine Rundspulenwicklung bequem aufgebracht werden kann und die insbesondere der Kreisform angenähert ist.
• Zwischen den einzelnen Bandkernen werden durch geeignete Abstandsstücke Schlitze für ein Kühlmittel frei gelassen, um die Abführung der im Ringkern auftretenden Verluste zu erleichtern. Der gesamte Spulenkern erhält seinen mechanischen Halt durch einen um alle Teilkerne herumgehenden Wickel 16o aus Isolierstoff, insbesondere aus Papier, der zugleich die Wicklung gegen den Eisenkern isoliert.
• Damit das Kühlmittel an das Kerneisen herangelangen bzw. in die Kühlschlitze zwischen den Teilringen hineinströmen und wieder austreten kann, hat der Isolierwickel i6o, sie aus Fig. 2 hervorgeht, an einzelnen Stellen Lücken. Soll der Magnetkern mit einer aus zwei parallelen Zweigen bestehenden Wicklung, deren Anfang A und deren Ende E in Fig. a gestrichelt dargestellt sind, voll bewickelt werden, so liegen die erwähnten Lücken vo.rtei.lhaft am Umfang um i8o° versetzt. Sie sind so anzuordnen, daß sie in der Mitte eines jeden Wicklungszweiges liegen. Der isolierte Kern nimmt nämlich infolge der Kapazität zwischen Wicklung und Kern ein Mittelpotential zwischen den Potentialen der Wicklungsenden A und E an. Verteilt sich die Spannung über die Schaltdrossel gleichmäßig, so entsteht zwischen dem Eisenkern und der Wicklung in der Nähe der Stelle, an denen der Isolationswickel i6o unterbrochen ist, praktisch keine Spannung oder nur eine verhältnismäßig kleine Teilspannung, so daß die Schwächung der Isolation an diesen Stellen zulässig und ungefährlich ist.
• Man kann darüber hinaus die Mitte einer oder mehrerer Teilwicklungen m.it dem Eisenkern leitend verbinden; dadurch wird erreicht, daß auch bei nicht gleichmäßiger Spannungsverteilung, wie sie sich infolge von Wanderivellen.vorgängen häufig einzustellen pflegt, an den freien Stellen der Kernisolation keine nennenswerte Spannung auftreten kann.
• Ordnet man die einzelnen Schaltdrosseln so an, daß ihre Achsen vertikal stehen, so erhält man einen zweckmäßigen Gesamtaufbau, insbesondere bei Hintereinanderschaltung mehrerer Spulen. Wird hierbei ein Kühlmittel zur Kernkühlung verwendet, so muß dieses in horizontaler Richtung durch die Kühlschlitze strömen. Die damit erzielte Kühlwirkung reicht bei den geringen Verlusten der hochwertigen Eisensorten, welche neuerdings hergestellt «-erden, im allgemeinen aus. Eine wesentliche Verbesserung der Kühlwirkung kann aber ohne Verzicht auf den günstigen Gesamtaufbau erzielt werden, indem die einzelnen Spulen etwas geneigt aufgestellt werden, so daß z. B. ihre Achse einen Winkel von 2o bis 30° mit der vertikalen Achse bildet. Die Stellen, an denen die Kernisolation unterbrochen ist, werden hierbei an die tiefste bzw. höchste Stelle des Ringkernes gelegt. Werden die Schaltdrosseln so angeordnet, daß die Ringachse horizontal liegt, so ergeben sich für den Kern die besten Kühlverhältnisse, es können dann allerdings Schwierigkeiten in den Kühlverhältnissen der Wicklung durch den Höhenunterschied zwischen dem am tiefsten und dem am höchsten gelegenen Wicklungsteil verursacht werden. Datier verdient die Anordnung mit im wesentlichen vertikaler Spulenachse den Vorzug. Wird hierbei durch die natürliche Konvektion keine genügende Wärmeabfuhr erzielt, so kann das Kühlmittel künstlich in Strömung versetzt werden, damit es mit dem Kerneisen in besonders innige wärmeaustauschende Berührung kommt. Ein anderes Mittel, uni die Abkühlung zu verbessern, welches ebenso wie das vorgenannte an sich bekannt ist, ist die Verwendung eines flüssigen oder gasförmigen Kühlmittels, welcheswirksamer ist als Luft. Die Schaltdrosseln können sich z. B. mitsamt ihrem Traggestell nach Art eines Transformators in einem Kessel unter 01 befinden.

Claims (13)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Schaltanordnung für Unterbrechungseinrichtungen mit in Reihe mit der Unterbrechungsstrecke liegender Schultdrossel, deren beim Nennstromwert hochgesättigter Magnetkern aus flach Übereinandergewickelten. Eisenbandlagen besteht, nach Patent 730 186, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus mehreren gleichachsig nebeneinander angeordneten Bandringen zusammengesetzt ist.
2. 2. Schaltanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandbreite des einzelnen Ringes höchstens 3 cm beträgt.
3. 3. Schaltanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittshöhen und -breiten der einzelnen Ringe derart abgestuft sind, daß der Gesamükernquerschnitt der Form einer auf ihn aufzubringenden Rundspulenwirkung angepaßt ist.
4. 4. Schaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtkernquerschnitt der Kreisform angenähert ist.
5. Schaltanordnung nach den Ansprüchen i bis 4, gekennzeichnet durch Kühlschlitze zwischen den Einzelringen.
6. 6. Schaltanordnung nach Anspruch i mit einem um alle Eisenkerne herumgehenden Wickel aus Isollers.toff, insbesondere Papier, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Wickel zugleich den mechanischen Halt für den Gesamtkern bildet.
7. 7. Schaltanordnung nach Anspruch i mit einem Wickel aus Isolierstoff, insbesonders Papier, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickel an einzelnen Stellen Lücken hat, durch welche das Kühlmittel unmittelbar an das Kerneisen: heran gelangen @bzw. in die Kühlschlitze hineinströmen und- wieder austreten kann. B.
8. Schaltanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Lücken jeweils an den Stellen befinden,, an denen die Mitten der Wicklungsspulen liegen. g.
9. Schaltanordnung nach, Anisspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern mindestens an einer der freien Stellen mit - der Mitte der darüberliegenden Spulen leitend verbunden ist. io.
10. Schaltanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß. sie mit ihrer Achse zur Vertikalen, geneigt angeordnet ist. i i.
11. Anordnung mehrerer Schaltdrosseln nach Anspruch 6 um eine gemeinsame vertikale Achse.
12. 12. Schaltanordnung nach Anspruch. i, dadurch gekennzeichnet, daß sie von einem flüssigen oder gasförmigen Kühlmittel, das wirksamer ist als Luft, umgeben ist.
13. 13. Schaltanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kerneisen in wärmeaustauschender Berührung mit einem künstlich strömend bewegten Kühlmsittel: steht. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 547 734-