DE9213190U1 - Transformator oder Drossel - Google Patents
Transformator oder DrosselInfo
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Description
92G412
Siemens Aktiengesellschaft
Transformator oder Drossel
5
5
Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator oder eine Drossel nach dem Oberbegriff des Anspruches l. Ein
derartiger Transformator ist aus dem DE-Ui-91 14 099 bekannt.
Bei diesem bekannten Transformator besteht der Wickelkörper aus einem mehrkammerigen Spritzgußteil zur Aufnahme der
Trafo-Wicklungen. Ein Teil der Wicklungen soll konzentrisch aufgebracht sein, wobei auf die innere Wicklung aufgerastete
Isolierstoff-Halbschalen diese mechanisch und elektrisch von der äußeren Wicklung trennen. Dieser bekannte
Wickelkörper ist speziell abgestimmt auf einen konkreten Typ von Transformator mit drei Wicklungen ganz bestimmter
Abmessungen. Seine geometrische Ausgestaltung schließt seine Anwendung bei Transformatoren mit anders gestalteten
Wicklungen sowie bei Transformatoren für höhere elektrische Leistungen aus.
Aus dem DE-Ul-89 05 200 ist ein Ferrit-Transformator bekannt,
dessen Kern je nach Leistungsbedarf aus mehreren kleineren, E-förmigen oder E- und I-förmigen Ferriten aufgebaut
werden kann. Diese Ferrite durchgreifen mit ihren Mittelstegen die Trafowicklungen und umschließen diese mit
ihren Jochen und ihren Außenstegen vollständig nach außen hin. Die Wicklungen bestehen aus mehreren Einzelwicklungen,
ohne Wickelkörper, die parallel zur Trennebene der Ferritkerne nebeneinander angeordnet sind. Die Ferritkerne werden
durch gegenseitiges Verkleben festgelegt. Dieser bekannte Transformator läßt sich durch Vorgabe von unterschiedlich
Gi/Nim / 25.09.92
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vielen Ferriten zwar für unterschiedliche Leistungen ausgestalten; er benötigt hierzu aber an den einzelnen
Anwendungsfall angepaßte vorgefertigte Wicklungselemente, die auf die Ferrite aufgesteckt werden.
5
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Transformator oder eine Drossel nach dem Oberbegriff des Anspruches l so auszugestalten,
daß er/sie bedarfsweise für unterschiedliche Leistungen angelegt werden kann, ohne hierzu speziell ausgestaltete,
vorgefertigte Wickelkörper zu benötigen. Die Wicklung/Wicklungen sollen in bekannter Weise auf einem
Wickelkörper aufgebracht werden und die Wicklungen sollen
zusammen mit dem Wickelkörper auf die Kernelemente des Trafos/der Drossel aufgesetzt werden bzw. die Kernelemente
sollen in den mit Wicklungen versehenen Wickelkörper eingepaßt werden.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches l. Der Aufbau eines Wickelkörpers
aus stets gleichgroßen Flanschen und jeweils mindestens zwei Platten vorbestimmter Länge gestattet den Aufbau
unterschiedlich großer Wickelkörper zur Aufnahme unterschiedlich hoher Kernblechstapel oder einer unterschiedlichen
Anzahl von Einzelferritkernen mit einem Minimum an Aufwand. Der Wickelkörper wird durch einfaches Zusammenstecken
seiner Einzelteile gebildet und erhält somit seine Festigkeit durch die ihn umschlingende Wicklung/Wicklungen.
Diese Wicklungen können in bekannter weise mit Hilfe eines
Automaten auf den Wickelkörper aufgebracht werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen
Transformators bzw. der erfindungsgemäßen
Drossel sind in den Unteransprüchen angegeben. So kann die Länge der Platten zwischen den Flanschen nach der Lehre des
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Anspruches 2 von Fall zu Fall variieren. Damit ist der Wickelkörper zur Aufnahme unterschiedlich großer Kerne
verwendbar.
Die Kerne sollen gemäß Anspruch 3 aus E- oder E- und I-förmigen Blechen oder gemäß Anspruch 4 aus E- oder E- und
I-förmigen Ferriten bestehen, die bedarfsweise zu mehreren aneinanderzureihen sind. Hierdurch lassen sich auf einfache
Weise Kerne für unterschiedliche Leistungen herstellen. Die Stapelhöhe der Bleche bzw. Ferrite ist gemäß Anspruch
jeweils mit der Länge der die Wickelflansche beabstandenden Platten abzustimmen, was gegebenenfalls durch Verwenden
unterschiedlich dicker Ferrite zu geschehen hat. Eine Veränderung der magnetischen Eigenschaften des Transformators/Drosselkerns
insgesamt kann gemäß Anspruch 6 durch die Verwendung von Ferriten mit unterschiedlichen
magnetischen Eigenschaften und/oder gemäß Anspruch 7 durch unterschiedliche Ausbildung der Stege an den Ferriten oder
den lamellierten Blechen des Kernes bewirkt werden. Derartige Maßnahmen ergreift man z. B., um bei bestimmten Stromstärken
mindestens Teile des Kernes in die Sättigung zu steuern und so die Übertragungseigenschaften des Kernes zu
verändern.
Die Bleche oder Ferrite des Kerns sollen gemäß Anspruch miteinander verklebt sein; so werden Geräusche beim Ummagnetisieren
der Kerne weitestgehend vermieden und es wird ein mechanisch stabiler Aufbau des Transformators bzw. der
Drossel erreicht.
Die Joche des Wickelkörpers sind gemäß Anspruch 9 vorzugsweise als Kunststoffspritzteile auszubilden, an die gemäß
Anspruch 12 Winkelstücke zur Montage des Trafos/der Drossel an einer beliebigen Montagefläche vorgesehen sein können.
Die Platten, welche die Flansche auf Abstand halten und zusammen mit diesen den Wickelkörper bilden, sind gemäß
Anspruch 10 vorzugsweise aus Hartgewebe oder Hartpapier
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ausgeführt.
Zwischen Wickelkörper und Wicklung ist gemäß Anspruch Il
mindestens eine Lage eines Isolationsbandes anzuordnen. Dieses Band hält den Wickelkörper zusammen bis er nach dem
Aufbringend der Wicklung/Wicklungen durch diese abgesteift ist.
Eine im Anspruch 13 gekennzeichnete Ausführungsform sieht
vor, die Flansche mit Ausnehmungen für die drehsichere Aufnahme von Sechskantschrauben zu versehen. Über diese
Sechskantschrauben kann u. a. die Kontaktierung der Wicklung/Wicklungen erfolgen.
Die nach innen auf die Kerne weisenden Köpfe der Sechskantschrauben
sind gemäß Anspruch 14 durch Isolationsplatten abzudecken. Durch sie wird die elektrische Trennung der
Schraubenköpfe zum Kern erreicht. Zum Fixieren der Isolationsplatten sind die Isolationsplatten gemäß Anspuch
15 mit Ausnehmungen und die Flansche mit in die Ausnehmungen fassenden Erhebungen zu versehen.
Zum Herausführen der Wicklungsanschlüsse an die Sechskantschrauben
oder an irgendwelche Anschlußklemmen sind die Flansche gemäß Anspruch 16 mit entsprechenden Ausnehmungen
zu versehen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die
Zeichnung zeigt in einer Explosionsdarstellung den Aufbau eines gemäß der Erfindung ausgestalteten Transformators,
wobei aus Übersichtsgründen auf die Darstellung der Trafowicklungen
verzichtet wurde; die eingetragenen Pfeile kennzeichnen den Zusammenbau des Transformators bei der
Montage.
Der Transformatorkern besteht aus mehreren E-förmigen Ferritkernen,
die jeweils paarweise zusammenwirken. Diese
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Ferritkerne, im Ausfuhrungsbeispiel jeweils zwei bzw. drei
Stück FKIl bis FK13 und FK21 bis FK23 grenzen jeweils mit ihren profilierten Seiten aneinander; sie werden später im
Wickelkörper des Transformators z. B. durch Verkleben mit Hilfe eines Lackes festgelegt.
Der Wickelkörper besteht aus zwei separaten Flanschen Fl,
F2, die baugleich ausgeführt und vorzugsweise als Kunststoff spritzteile ausgebildet sind und zwei separaten, auf
diesen senkrecht stehenden Platten Pl und P2. Diese Platten bestehen vorzugsweise aus Hartpapier oder Hartgewebe. Mit
ihren den beiden Flanschen zugewandten Seiten werden sie beim Zusammenbauen des Wickelkörpers in entsprechende Ausnehmungen
A auf den Innenseiten der beiden Flansche eingesteckt und in dieser Lage durch ein nicht dargestelltes, um
die Platten und die Flansche gelegtes Isolationsband vorläufig fixiert. Die Platten halten dann die beiden Joche
auf Abstand; der Abstand der Platten voneinander entspricht der Breite des Mittelsteges der Ferritkerne. Der mit Hilfe
des Isolationsbandes vorfixierte Wickelkörper kann nun von Hand oder maschinell bewickelt werden, wobei die Wicklungen
die beiden Platten Pl und P2 und die von diesen begrenzten Teile der Flansche Fl und F2 umschlingen. Nach dem
Aufbringen der Wicklungen werden die Ferritkerne von der Seite her auf den Wickelkörper aufgesetzt, wobei sie mit
ihren Mittelstegen zwischen die Platten Pl und P2 und die Flansche Fi und F2 fassen und sich mit ihren äußeren Stegen
um die Wicklungen schließen; die Wicklungen verlaufen
parallel zur Trennfläche TF zwischen den paarweise zusammenwirkenden Ferritkernen.
Die Flansche Fi und F2 weisen angespritzte Winkelstücke WlI
und W12 bzw. W21 und W22 auf, über die der Transformator an einer beliebigen Grundfläche zu befestigen ist. Ferner
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weisen die Flansche Ausnehmungen B für die drehsichere Aufnahme von die Flansche von der Innenseite her durchdringenden
Sechskantschrauben S auf. Über diese Sechskantschrauben kann die Kontaktierung der Transformatorwicklungen
erfolgen; die Schrauben können jedoch auch dazu dienen, Anschlußklemmen oder beliebige andere Bauelemente
an dem Transformator zu befestigen. Um die elektrische Trennung der Sechkantschrauben zum Kern zu erreichen(Luftunf
Kriechstrecken), sind die Flansche im Bereich der Innenseite mit flachen Mulden M versehen, in die Isolationsplatten
IP eingesetzt werden können, die die Schraubenkopfe zu den Kernen hin abdecken. Die Flansche und die
Isolationsplatten sind mit fluchtenden Erhebungen D und Ausnehmungen C versehen, über die die Isolationsplatten an
den Flanschen fixiert werden können. An den Flanschen können in der Zeichnung nicht dargestellte Ausnehmungen zum
Herausführen der Wicklungsanschlüsse aus dem Wickelkörper vorgesehen sein.
Durch die Verwendung unterschiedlichlanger Platten Pl und P2 ist es auf einfacher Weise möglich, unter Verwendung der
gleichen Flansche unterschiedlichgroße Wickelkörper für Transformatoren mit unterschiedlicher Leistung herzustellen.
Die Länge der zu verwendenden Platten bestimmt sich aus der Stapelhöhe des jeweiligen Trafokernes. Die verfügbaren
Längen der Platten sind vorteilhaft abgestimmt auf bestimmte Stapelhöhen der Ferrite, die sich ergeben aus der
Aneinanderreihung stets gleichbreiter Ferrite oder unterschiedlichbreiter Ferrite. Anstelle von Ferriten können
selbstverständlich auch entsprechende Bleche zum Aufbau lamellierter Kernpakete verwendet sein. Um unterschiedliche
Übertragungseigenschaften zu erzielen, können Bleche oder Ferrite mit unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften
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und/oder Bleche oder Ferrite mit unterschiedlichlangen Stegen verwendet sein.
Anstelle von paarweise zusammenwirkenden E-formigen Blechen
oder Ferriten können auch E- und I-förmige Bleche oder Ferrite verwendet sein, wobei im letztgenannten Fall die
Stege der Bleche oder Ferrite ausreichend lang sein müssen, um den Wickelkörper vollständig zu durchdringen. Es können
auch gekürzte Mittelschenkel MS verwendet werden, um eine definierte Kennlinie zu erreichen oder eine Drossel aufzubauen.
Der erfindungsgemäße Transformator/Drossel gestattet den
Aufbau unterschiedlichleistungsstarker Transformatoren unter Verwendung einheitlicher Flansche; lediglich für die
die Baugröße des jeweiligen Transformators/Drossel bestimmenden Platten, über die die Flansche zu Wickelkörpern
zusammengesetzt werden, müssen unterschiedliche Längen vorgehalten werden. Die Wickelkörper lassen sich leicht
zusammenbauen, was kurz vor ihrer Bewicklung gesehenen kann, so daß nur sehr wenig Platz für die Lagerhaltung im
Gegensatz zur Bereitstellung einstückiger Wickelkörper benötigt wird.
Claims (16)
1. Transformator oder Drossel mit einem durch zwei Flansche
begrenzten Wickelkörper, der nach außen hin die Wicklung/
Wicklungen und nach innen hin die Mittelstege mindestens eines E-förmigen Kernes aufnimmt,
dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkörper aus zwei separaten Flanschen (Fl, F2) und mindestens zwei separaten, auf diesen senkrecht stehenden, im Abstand der Breite des Kernmittelsteges (MS) angeordneten Platten (Pl, P2) besteht, die zwischen den Flanschen kraft- und/oder formschlüssig gehalten sind und hierzu mindestens partiell in entsprechende Ausnehmungen (A) auf den Innenseiten der Flansche fassen, daß der Kern oder die Kernteile (FK11-FK13, FK21-FK23) mit ihren Mittelstegen (MS) von der Seite her zwischen die Platten (Pl, P2) fassen und sich mit ihren Außenstegen (AS) von der Seite her um die Wicklung/Wicklungen legen, die von außen her die Platten (Pi, P2) und die durch die Platten begrenzten Teile der beiden Flansche (Fi, F2) umschlingen, wobei die einzelnen Wicklungslagen senkrecht zu der oder den Trennflächen (TF) des Kerns verlaufen.
dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelkörper aus zwei separaten Flanschen (Fl, F2) und mindestens zwei separaten, auf diesen senkrecht stehenden, im Abstand der Breite des Kernmittelsteges (MS) angeordneten Platten (Pl, P2) besteht, die zwischen den Flanschen kraft- und/oder formschlüssig gehalten sind und hierzu mindestens partiell in entsprechende Ausnehmungen (A) auf den Innenseiten der Flansche fassen, daß der Kern oder die Kernteile (FK11-FK13, FK21-FK23) mit ihren Mittelstegen (MS) von der Seite her zwischen die Platten (Pl, P2) fassen und sich mit ihren Außenstegen (AS) von der Seite her um die Wicklung/Wicklungen legen, die von außen her die Platten (Pi, P2) und die durch die Platten begrenzten Teile der beiden Flansche (Fi, F2) umschlingen, wobei die einzelnen Wicklungslagen senkrecht zu der oder den Trennflächen (TF) des Kerns verlaufen.
2. Transformator oder Drossel nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet,
daß die Länge der den Abstand zwischen den Flanschen (Fl,
F2) bestimmenden Platten (Pl, P2) zum Aufbau von Trafos/Drosseln unterschiedlicher Leistung in einem
vorgegebenen Raster wählbar ist.
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3. Transformator oder Drossel nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kern aus paarweise zusammenwirkenden E-förmigen oder E- und I-förmigen Blechen besteht.
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4. Transformator oder Drossel nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kern aus paarweise zusammenwirkenden E-fömigen oder E- und I-förmigen Ferriten (FK11-FK13, FK21-FK23) gegebener
Dicke besteht, die bedarfsweise zu mehreren aneinandergereiht sind.
5. Transformator oder Drossel nach Anspruch 4 oder 2 und 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Ferrite in einem vorgegebenen Raster
wählbar ist, das mit dem Raster der Platten harmoniert.
6. Transformator oder Drossel nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bleche oder die Ferrite unterschiedliche magnetische Eigenschaften aufweisen.
7. Transformator oder Drossel nach einem der Ansprüche bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (MS, AS) der Bleche oder der Ferrite
unterschiedliche Längen aufweisen.
8. Transformator oder Drossel nach einem der Ansprüche bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche oder die Ferrite miteinander verklebt sind.
9. Transformator oder Drossel nach Anspruch l,
dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (Fl, F2) als Kunststoffspritzteile
ausgebildet sind.
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10. Transformator oder Drossel nach Anspruch l,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Platten (Pl, P2) aus Hartgewebe oder Hartpapier bestehen.
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11. Transformator oder Drossel nach Anspruch l, 9 oder
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wickelkörper und der Wicklung/den
Wicklungen mindestens eine Lage eines Isolationsbandes angeordnet ist.
12. Transformator oder Drossel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flansche (Fl, F2) mit Winkelstücken (WIl, W12,
W21, W22) zur Montage des Trafos/der Drossel versehen sind.
13. Transformator oder Drossel nach Anspruch 9 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flansche (Fl, F2) mit Ausnehmungen (B) für die drehsichere Aufnahme von die Flansche von der Innenseite
her durchdringenden Sechskantschrauben (S) versehen sind.
14. Transformator oder Drossel nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flansche (Fl, F2) auf ihren Innenseiten flache Mulden (M) zur Aufnahme von die Schraubenköpfe der
Sechskantschrauben (S) abdeckenden isolationsplatten (IP) aufweisen.
15. Transformator oder Drossel nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Flansche (Fl, F2) Erhebungen (D) und die Isolationsplatten (IP) fluchtende Ausnehmungen (C) zum Fixieren
der Isolationsplatten an den Flanschen aufweisen.
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16. Transformator oder Drossel nach Anspruch l, 9, 12, 14,
14 oder 15
dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (Fi, F2) mit Ausnehmungen zum Herausfuhren
der Wicklungsanschlüsse aus dem Wickelkörper versehen sind.
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