DE9411936U1

DE9411936U1 - Spulenkörper

Info

Publication number: DE9411936U1
Application number: DE9411936U
Authority: DE
Original assignee: CHIU SHANG CHING
Current assignee: CHIU SHANG CHING
Priority date: 1994-07-22
Filing date: 1994-07-22
Publication date: 1994-09-29
Anticipated expiration: 2004-07-23

Description

Shana China Chiu Bernhard merkau, Dipl.-Phys,, München

Taiwan

Postfach 26 01 62 Postfach 13 03 91

80058 München 20103 Hamburg

Liebherrstraße 20 Rothenbaumchaussee

80538 München 20148 Hamburg

Tel. (089) 22 46 65 Tel. (040) 4 10 20

Telefax (089) 22 39 38 Telefax (040) 45 89

Telex 5 22 505

HAMBURG

&rgr; 16112/94 N/Kö (#149)

Spulenkörper

Die Erfindung betrifft einen Spulenkörper mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen, insbesondere für die Wicklungen eines Hochspannungstransformators.

Transformatoren finden weitverbreitete und vielfältige Anwendungen. Je nach Anwendung und beruhend auf der Anwendung haben die Transformatoren viele Konstruktionen und Merkmale. Zum Beispiel hat ein Transformator mit kreisförmigem Aufbau als Rücklauf- oder Zeilensprungtransformator bei Fernsehgeräten, Monitoren usw. gedient. Der Transformator schließt allgemein ein magnetisches Flußglied ein, das die Form eines Kerns hat, wie dies deutlich in Fig. 5A gezeigt ist. Der Querschnitt des Kerns ist ein Kreis oder ein Vieleck.

Andererseits haben die Rippen oder Flossen des konventionellen Transformators mit einem Spulenkörper mit Abteilen vom rechteckigen Querschnitt im mittigen Bereich einen Ausschnitt. Dieser Ausschnitt ist senkrecht zur zentralen Achse des Spulenkörpers mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen, wie dies deutlich in Fig. 6 gezeigt ist. Beim Wickeln der Spule in den Spulenkörper mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen wird die Wicklung bis zur Vervollständigung der ersten Schicht ge-

Dresdner Bank AG Hamburg o4 t)S0*498 OO^BLZ^OO 80p pO); -Poatbank Hamburg 1476 07-200 (BLZ 200 100 20)

wickelt, dann die zweite Schicht und die dritte usw.. Demgemäß wird die Dicke der Wicklungen zu groß. Außerdem muß der Raum vergrößert werden, um die Isolationsschicht aufzunehmen. Als Ergebnis hiervon wird die Gesamtgröße des Transformators noch weiter vergrößert. Darüber hinaus ist der Ausschnitt der Rippen im mittigen Bereich angeordnet, so daß demgemäß der Teil der Wicklungen, der dem Ausschnitt benachbart ist, übereinanderliegen wird, wie dies deutlich in Fig. 6A gezeigt ist.

Bei einer anderen Art des Aufbaus des Spulenkörpers mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen, wie dies am besten in Fig. 7 gezeigt ist, hat der Ausschnitt der Unterteilungsrippe des Wicklungsschaftes einen rechteckigen Aufbau. Bei diesem Aufbau ist der Schlitz am mittigen Bereich vorgesehen, indem die Dicke der Unterteilungsrippe verwendet wird. Der Schlitz ist parallel zur Wand der Trennrippe. Demgemäß wird die Wicklung der Spule innerhalb des Schlitzes aufgenommen.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß der konventionelle Transformator die folgenden Nachteile hat.

1. Je größer der Radius der Schicht der Wicklung der Spule ist, umso größer ist der Widerstand der Wicklung der Spule. Andererseits wächst die Temperatur der Wicklung der Spule entsprechend an. Außerdem hat die Isolierschicht einen negativen Einfluß auf Wärmeübertragung. Überschreitet der Betrieb des Transformators eine gewisse Zeitperiode, so wird die Stabilität von Strom und Spannung stark negativ beeinfluß. Unter schwierigen Bedingungen kann der Transformator wegen Überhitzung ausbrennen. Die Betriebslebensdauer ist sehr stark reduziert.

2. Beim konventionellen Transformator liegen die Wicklungen der Spule übereinander, da nur ein einziger Spulenkörper vorgesehen ist. Man hat einen großen Drahtverbrauch für die Wicklung. Um den Nachteil zu überwinden, soll eine Spule hoher Qualität bzw. eines hohen Gütefaktors ver-

wendet werden. Wird das Wickeln der Spule noch von Hand vorgenommen, so wird, wenn die erste Schicht der Wicklung fertiggestellt ist, ein Isolierblatt über diese Wicklung der Spule gelegt. In Anbetracht dessen sind die Kosten beträchtlich.

3. Ist das Wickeln der Spule beendet, und wird die Anordnung mit einer Siliciumstahlplatte umschlossen, so wird die gesamte Anordnung im Vakuum in einen Lack eingetaucht. Ist die Wicklung der Spule nicht homogen, ist die Isolierwirkung schlecht oder ist die Umhüllung schlecht, so erhält man dabei eine schlechte Qualität des Transformators. Man findet während des Betriebes immer wieder, daß solche Transformatoren versagen.

4. Innerhalb der Wicklung wird das Isolierblatt die Gesamtgröße vergrößern. Deshalb muß auch die Siliciumstahlplatte in ihrer Größe vergrößert werden, um die Wicklung der Spule aufzunehmen. Hierdurch wird nicht nur das Gewicht des Transformators, sondern auch seine Gesamtgröße und die erforderliche Materialmenge vergrößert. Dies bedeutet Kostenerhöhung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Spulenkörpers der eingangs genannten Art, bei dem die Nachteile des Standes der Technik vermieden sind.

Erfindungsgemäß weist der Spulenkörper mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen eine Vielzahl individueller Unterteilungsflossen oder -rippen auf, die miteinander parallel sind, so daß zwischen zwei benachbarten Rippen ein Aufnahmeschlitz gebildet wird. Die Wicklungen der Spule werden gleichförmig und ordentlich innerhalb jedes der Aufnahmeschlitze gewickelt. Durch diese Anordnung werden die Nachteile konventioneller Transformatorspulenkörper mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen vollständig vermieden.

Die strukturellen und betriebsmäßigen Charakteristiken der vorliegenden Erfindung und ihre Vorteile im Vergleich mit dem bekannten Stand der Technik werden aufgrund der folgenden Beschreibung besser verstanden werden, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht, die beispielsweise, aber nicht einschränkend, Beispiele eines erfindungsgemäßen Spulenkörpers mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen für Wicklungen eines Transformators zeigen. Es zeigen:

Fig. 1-1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Spulenkörpers mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen;

Fig. 1-2 eine perspektivische Ansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Spulenkörpers mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen;

Fig. 2-1 eine Ansicht, die das Wickeln der Spulen zeigt;

Fig. 2-2 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Spulenkörpers mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen;

Fig. 3 in einer Seitenansicht das Bewickeln des Spulenkörpers mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen;

Fig. 4 in einem Querschnitt die Wicklungen im Spulenkörper mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen;

Fig. 5 einen kreisförmigen Spulenkörper des Standes der Technik mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen;

Fig. 5A eine perspektivische Ansicht des Kerns;

Fig. 6 einen konventionellen Spulenkörper mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen mit einem Ausschnitt im zentralen Bereich;

Fig. 6A eine Ansicht des BewickeIvorgangs des konventionellen

Spulenkörpers mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen; und

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des Spulenkörpers mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen, der rechteckige Form hat.

Wie dies in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, schließt der erfindungsgemäß hergestellte Spulenkörper mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen eine rechteckige Röhre ein. Die äußere Wand der rechteckigen Röhre ist mit einer Vielzahl von Unterteilungsrippen oder -flössen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9 versehen. Alle Unterteilungsrippen sind miteinander parallel. Andererseits sind die Unterteilungsrippen in einem Abstand voneinander angeordnet. Jede der Unterteilungsrippen ist mit einem Ausschnitt versehen und es existiert ein Spulenschlitz A, B, C, D, E, F, G, H zwischen zwei benachbarten Unterteilungsrippen, wie dies am besten in Fig. 2-2 gezeigt ist. Jede der Unterteilungsrippen ist mit einem Ausschnitt Vl, V2, V3, V4, V5, V6, V7 und V8 versehen, wobei zwei benachbarte Ausschnitte, zum Beispiel Vl und V2 einander gegenüberstehen. Die ungeradzahligen Ausschnitte Vl, V3, V5 und V7 sind miteinander ausgerichtet, und die geradzahligen Ausschnitte V2, V4, V6 und V8 sind miteinander ausgerichtet, wie dies am besten in den Fig. 1-1 und 1-2 gezeigt ist. Durch diese Anordnung können die Wicklungen der Spule gleichförmig und ordentlich innerhalb jedes der Spulenschlitze gewickelt werden. Da der Aufnahmeschlitzt begrenzten Raum hat, kann eine gleichförmige Wicklung der Spule leicht innerhalb jedes Spulenschlitzes erhalten werden.

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Spulenkörpers mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen. Aus Fig. 2-2 ist ersichtlich, daß die vertikale Unterteilungsrippe 1 als Trennwand für die Spulenwicklung und Übergang der Wicklungsspule vom vorhergehenden Spulenschlitz zum nächsten Spulenschlitz dient. Auf der [a]-Seite ist ein Ausschnitt V vorgesehen, wobei der Boden des Ausschnittes geschlitzt ist und der Schlitz sich bis zum Ol-Ende des Schaftes X erstreckt. Der Winkel zwischen den dia-

gonalen Seiten V2, 02 der Schlitzlinie Vl-Ol und der Schaftachse beträgt 90°. Durch diese Anordnung kann der Wicklungsdraht L leicht auf den Boden A' des Spulenschlitzes A aufgrund der Neigung gewickelt werden, die durch Vl, 01 definiert wird, wie dies durch die automatische Wicklungsmaschine geführt wird. Ist die vorbestimmte Anzahl von Windungen beendet, so wird der Wicklungsdraht L zum Boden B^f des Spulenschlitzes B durch 02 durch die automatische Wicklungsmaschine bewegt. Während das Wicklungsverfahren weitergeht, können alle Spulenschlitze mit Wicklungen bewickelt werden.

Da die Unterteilungsrippen einen vorbestimmten Abstand haben und der Ausschnitt und der Führungsdurchlaß speziell konstruiert sind, werden die Wicklungen nicht übereinander liegen, wie dies am besten in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist. Durch diese Anordnung können die Schwierigkeiten konventioneller Spulenkörper mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen vollständig durch die vorliegende Erfindung gelöst werden. Die Isolierblätter, die beim konventionellen Transformator verwendet werden, können vollständig durch die Unterteilungsrippen ersetzt werden. Demgemäß wird ein Transformator großer Wirksamkeit und Genauigkeit erhalten.

Die Vorteile der Erfindung können wie folgt zusammengefaßt werden.

1. Der Boden des Ausschnitts erstreckt sich zum Boden des Spulenschlitzes, wodurch sichergestellt ist, daß jede Wicklung exakt vom Boden des Spulenschlitzes anfängt. Die Schichten der Wicklung sind miteinander konsistent. Die Isolationswirkung wird nicht negativ beeinflußt.

2. Die Dicke der Trennrippen ist besonders auf einen vorbestimmten Wert hin konstruiert. Andererseits hat man eine spezielle Neigung, um die vollständigen Wicklungen der Spule zwischen zwei benachbarten Schlitzen aufzunehmen, wie dies am besten in Fig. 3 gezeigt ist. Jede Gruppe von

Spulenwicklungen ist von den anderen in geeignetem Abstand angeordnet und isoliert. Kein Funken oder sonstiges Versagen der Isolationsfunktion wird wegen der ausgezeichneten Isolationswirkung auftreten. Als Ergebnis wird der Transformator nie versagen.

Die Erfindung kann wie folgt zusammengefaßt werden. Der Spulenkörper mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen weist eine Vielzahl von einzelnen Unterteilungsrippen oder -flössen auf, die miteinander parallel sind, so daß ein Aufnahmeschlitz zwischen zwei benachbarten Rippen gebildet wird. Jede der Unterteilungsrippen ist mit einem Ausschnitt versehen, damit beim Wickeln der Spule ein Übergang des Drahtes vom vorhergehenden Spulenaufnahmeschlitz zum nächsten Spulenaufnahmeschlitz in der Weise möglich ist, daß die Wicklung der Spule in jedem Schlitz gleichförmig und ordentlich ist. Demgemäß werden die Wicklungen der Spule gleichförmig und ordentlich innerhalb jedes Aufnahmeschlitzes gewickelt. Durch diese Anordnung werden die Probleme konventioneller Transformatorspulenkörper vollständig gelöst, und man erhält einen dauerhaften und kompakten Transformator.

Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, werden viele andere Abwandlungen und Variationen dem Fachmann nun klar sein, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Erfindung sollte daher nicht durch die besondere Offenbarung, sondern nur durch die beigefügten Ansprüche eingeschränkt werden.

Claims

Schutzansprüche

1. Spulenkörper mit im Querschnitt rechteckigen Abteilen für die Wicklungen eines Hochspannungsformators, dadurch gekennzeichnet, daß er einen Grundrahmen aus einem wärmebeständigen, isolierenden, thermoplastischem Material aufweist, der allgemein rechteckige Röhrenform (X) aufweist, wobei auf der äußeren Wand der Röhre (X) eine Vielzahl von senkrecht stehenden Rippen (1-9) parallel miteinander angeordnet ist, wobei die Rippen (1-9) mit einem Ausschnitt (V1-V8) versehen sind und die Ausschnitte (Vl₇ V3, V5, V7) jeder zweiten Rippe (1, 3, 5, 7) miteinander ausgerichtet sind und die Ausschnitte (V2, V4, V6, V8) der dazwischenliegenden Rippen (2, 4, 6, 8) ebenfalls in einer Linie miteinander ausgerichtet sind, wobei die Spule in die Spulenschlitze (A-H) gewickelt ist, die jeweils durch zwei benachbarte Rippen (1-9) begrenzt sind.

2. Spulenkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Rippe (9) ohne einen Ausschnitt (V1-V8) ausgebildet ist.

3. Spulenkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine jeweils übernächste Ausschnitte (Vl, V3, V5, V7) verbindende Linie auf der anderen Seite der Röhre (X) angeordnet ist als die andere die Ausschnitte (V2, V4, V6, V8) verbindende Linie.

4. Spulenkörper nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Ausschnitte (V1-V8) auf derselben Linie angeordnet sind.

9 ·
• ·

5. Spulenkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Ausschnitte (V1-V8) geschlitzt ist und sich der Schlitz bis zum Ende der Röhre (X) erstreckt, wobei der Winkel zwischen den gegenüberliegenden Seiten der Schlitzlinie (linke Seite des V-förmigen Ausschnitts) und der Achse der Röhre (X) ungefähr 90° beträgt, wodurch die Spule leicht bis auf den Boden des Spulenschlitzes (A-H) mit einer automatischen Bewicklungsmaschine gewickelt werden kann.

• ·