DE825720C

DE825720C - Switching choke coil with ring-shaped iron core for high-current contact converter

Info

Publication number: DE825720C
Application number: DEP32508A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Hartmann
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1948-03-06
Filing date: 1949-01-27
Publication date: 1951-12-20

Description

Schalt-Drosselspule mit ringförmigem Eisenkern für Hochstrom-Kontaktumformer Schalt-Drosselspulen für Kontaktumformer haben die Aufgabe, den Nulldurchgang des Stromes zu verbreitern, d. h. eine stromschwache Pause am Ende der Stromführungsdauer der Kontakte voll einer gegebenen Zeitdauer dt zur funkenfreien Öffnung der Kontakte zu erzielen. Eine der Regeln zu ihrer Bemessung kann aus der Gleichung c - F = entnommen werden, worin - die Windungszahl der Drossel, F den Querschnitt des aktiven Eisens, U die Gleichspannung und dB die gemäß der Magnetisierungskurve verfügbare Induktionsänderung bedeuten.Switching inductor with a ring-shaped iron core for high-current contact converters Switching inductors for contact converters have the task of widening the zero crossing of the current, i.e. to achieve a low-current break at the end of the current-carrying duration of the contacts for a given period of time dt for spark-free opening of the contacts. One of the rules for their design can be derived from the equation c - F = in which - the number of turns of the choke, F the cross-section of the active iron, U the direct voltage and dB the induction change available according to the magnetization curve.

il it Rücksicht auf die durch die Eisenqualität bedingten Anforderungen wird der Eisenkern dieser Drosselspulen als Ringkern gewickelt. Bisher wurden die Hochstromwicklungen auf diese Ringkerne in der Weise aufgebracht, daß die Wicklung in durch Parallelschaltung verbundene, für einen Teilstrom der Drossel bemessene Einzelleiter zerlegt und diese Einzelleiter von Hand auf den Kern in Form von Scheibenspulen gewickelt wurden. Dieses Verfahren ist außerordentlich zeitraubend. Mit Rücksicht auf die Notwendigkeit der Spuleneinteilung und die Schwierigkeit des Wickelns der Spulen muß im Kerninnern ein genügend großer Raum vorgesehen werden. Daher ergibt dieses Verfahren einen schlechten Füllfaktor im Kernfenster und damit bei schlechten magnetischen Eigenschaften einen großen Materialverbrauch. Die weite Ausladung der Scheibenspulen führt zudem zu unerwünschten Luftfeldern, die das Arbeiten der Drosselspule nachteilig beeinflussen.il it consideration of the iron quality requirements the iron core of these reactors is wound as a toroidal core. So far, the High-current windings are applied to these toroidal cores in such a way that the winding in connected by parallel connection, dimensioned for a partial flow of the throttle Individual conductors dismantled and these individual conductors manually on the core in the form of disc coils were wrapped. This procedure is extremely time consuming. With consideration on the need to divide the bobbins and the difficulty of winding the A sufficiently large space must be provided inside the core of the coils. Hence results this method has a bad fill factor in the core window and therefore bad magnetic properties a large amount of material. The wide expanse of the Disc coils also lead to undesirable air fields that prevent the inductor from working adversely affect.

Gegenstand der Erfindung ist eine Schalt-Drosselspule mit ringförmigem Eisenkern für Hochstrom-Kontaktumformer zur Verlängerung der stromschwachen Pause am Ende der Stromführungsdauer der Kontakte, bei welcher erfindungsgemäß die Wicklung aus konzentrisch ineinandergeschobeneri rohrförmigen Leitern besteht und der äußerste der Leiter den Eisenkern trägt.The invention relates to a switching inductor with an annular Iron core for high-current contact converters to extend the low-current ones Break at the end of the current carrying time of the contacts, in which, according to the invention, the winding consists of concentrically nested tubular conductors and the outermost one the conductor carries the iron core.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch im Längsschnitt dargestellt. Mit a1 bis a8 sind die die Hochstromwicklung der Drossel bildenden, konzentrisch ineinandergeschobenen Leiter bezeichnet. Die äußeren Leiter a7, a8 dienen als Träger der Eisenkerne b1, b2. Die Eisenkerne können aus einem Stück bestehen und aus Blechen einer Breite gewickelt sein, die der axialen Höhe des Kernes entspricht, oder sie können aus einer Mehrzahl von axial gestapelten Kernelementen aufgebaut sein. Die Höhe des Eisenkernes wird praktisch gleich der Länge des äußersten Leiters der Wicklung gewählt. Beim Beispiel ist die Wicklung aus zwei parallelen Bündeln konzentrischer Rohrleiter aufgebaut. Die Leiter in den beiden Bündeln sind abwechselnd mit Hilfe der Verbindungsleiter cl bis c7 in Reihe geschaltet. Dabei sind die konzentrischen Rohrleiter der beiden Bündel in ihrerLänge so abgestuft, daß dieLeiterverbindungen parallel verlaufen.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing shown in longitudinal section. With a1 to a8 they are the high-current winding of the choke forming, concentrically nested conductors called. The outer ladder a7, a8 serve as supports for the iron cores b1, b2. The iron cores can consist of one Pieces consist and be wound from sheets of a width that corresponds to the axial height of the core, or they may be of a plurality of axially stacked Core elements. The height of the iron core becomes practically the same as that Length of the outermost conductor of the winding chosen. In the example, the winding is made up of two parallel bundles of concentric pipe conductors. The ladder in the the two bundles are alternately in series with the aid of the connecting conductors cl to c7 switched. The concentric pipe conductors of the two bundles are in their length staggered so that the conductor connections are parallel.

Die Zahl der konzentrischen Rohre der Hochstromwicklung ist im allgemeinen gleich der Windungszahl der Drossel. Weil der äußerste Rohrleiter als Träger des das Rohr dicht umschließenden Ringkernes dient, ergibt sich ein einfacher Aufbau mit günstigen Wirkungen hinsichtlich Materialaufwand und magnetischem Verhalten. Es ist offensichtlich, daß durch die Ausbildung der Wicklung aus konzentrischen Rohrleitern und durch das enge Anschließen des Kernes an das äußerste Rohr ein außerordentlich günstiger Füllfaktor für das Kernfenster bei geringsten Kernabmessungen gewährleistet ist. Zudem werden Wirbelstromverluste durch die Leiteranordnung auf ein Minimum reduziert. Die restlose Ausnutzung des Kernfensters ergibt bei einem minimalen Gewicht des Eisenkernes die größtmögliche Querschnittsfläche F des Eisenkernes. Da ferner der Eisenkern die Wicklung dicht umgibt, entstehen keinerlei parallele Luftflüsse. Besteht die Wicklung wie beim Beispiel aus zwei parallel zueinander verlaufenden Bündeln konzentrischer Leiter, wobei das Raumgebiet zwischen den beiden Bündeln praktisch vollständig von Eisen ausgefüllt wird, so ist das Auftreten eines schädlichen Luftflusses vermieden. Die Ringkerne nehmen das Potential der Leiterstelle an, auf der sie angebracht sind.The number of concentric tubes of the high current winding is general equal to the number of turns of the choke. Because the outermost pipe conductor supports the the tube tightly enclosing toroidal core is used, the result is a simple structure with favorable effects in terms of material expenditure and magnetic behavior. It is obvious that by making the winding concentric Pipelines and the close connection of the core to the outermost pipe an extraordinary Favorable fill factor for the core window with the smallest core dimensions guaranteed is. In addition, eddy current losses due to the conductor arrangement are kept to a minimum reduced. The complete utilization of the core window results in a minimal weight of the iron core the largest possible cross-sectional area F of the iron core. Since furthermore the iron core tightly surrounds the winding, there are no parallel air flows whatsoever. If the winding consists of two parallel to each other, as in the example Bundling concentric conductors, with the space between the two bundles practically completely filled with iron, the occurrence of a harmful one Avoided air flow. The toroidal cores take on the potential of the conductor point to which they are attached.

Zweckmäßig werden die Enden des innersten und des äußersten Rohrleiters direkt als Anschlüsse benutzt, oder sie werden mit geeigneten Anschlüssen versehen. Beim Einbau einer Drossel in einen Ölkasten können dieAnschlüsse unmittelbar durch den Deckel d des Kastens geführt «erden, so daß umständliche Schaltverbindungen wegfallen. Die Form und Breite der Verbindungsleiter zwischen den konzentrischen Rohrleitern und die Art und Weise der mechanischen Vereinigung beider kann beliebig sein.The ends of the innermost and the outermost pipe conductor are expedient used directly as connections, or they are provided with suitable connections. When installing a throttle in an oil box, the connections can go through directly the cover d of the box out, so that cumbersome circuit connections fall away. The shape and width of the connecting conductors between the concentric Pipelines and the way in which the two are mechanically combined can be arbitrary be.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Switching inductor with a ring-shaped iron core for high-current contact converters to extend the low-current break at the end of the current carrying time of the contacts, characterized in that the winding consists of concentrically nested tubular conductors and that the outermost conductor carries the iron core.

2. Switching inductor according to claim i, characterized in that that the winding is made up of two parallel bundles of concentric conductors and that the conductors in the bundles are alternately connected in series.

3. Switching reactor according to claim 2, characterized in that the concentric conductors of the two Bundles are graded in length so that the connections of a conductor bundle run parallel to the other.

Switching choke coil according to Claim i, characterized in that that the height of the iron core is practically equal to the length of the outermost conductor of the Winding is.

5. switching inductor according to claim i, characterized in that the core is composed of a plurality of stacked core elements.