DEP0032508DA - Schalt-Drosselspule mit ringförmigem Eisenkern für Hochstrom-Kontaktumformer - Google Patents

Description

Schalt-Drosselspulen für Kontaktumformer haben die Aufgabe, den Nulldurchgang des Stromes zu verbreitern, d.h. eine stromschwache Pause am Ende der Stromführungsdauer der Kontakte von einer gegebenen Zeitdauer dt zur funkenfreien Öffnung der Kontakte zu erzielen. Eine der Regeln zu ihrer Bemessung kann aus der Gleichung <Formel> entnommen werden, worin z die Windungszahl der Drossel, F den Querschnitt des aktiven Eisens, U die Gleichspannung und dB die gemäß der Magnetisierungskurve verfügbare Induktionsänderung bedeuten.

Mit 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 werden. 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.

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 Wicklungen aus konzentrisch ineinander geschobenen rohrförmigen Leitern besteht und der äußerste der Leiter den Eisenkern trägt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch im Längsschnitt dargestellt.

Mit a(sub)1 bis a(sub)8 sind die die Hochstromwicklung der Drossel bildenden, konzentrisch ineinander geschobenen Leiter bezeichnet. Die äußere Leiter a(sub)7, a(sub)8 dienen als Träger der Eisenkerne b(sub)1, b(sub)2. Die Eisenkerne können aus einem Stück bestehen und aus Blechen einer Breite gewickelt sein. die der achsialen Höhe des Kerns entspricht, oder sie können aus einer Mehrzahl von achsial gestapelten Kernelementen aufgebaut sein. Die Höhe des Eisenkerns 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 c(sub)1 bis c(sub)7 in Reihe geschaltet. Dabei sind die konzentrischen Rohrleiter der beiden Bündel in ihrer Lage so abgestuft, dass die Leiterverbindungen parallel verlaufen.

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 Ausnützung 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.

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 die Anschlüsse unmittelbar durch den Deckel des Kastens geführt werden, 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.

Claims (5)

1.) Schalt-Drosselspule mit ringförmigem Eisenkern für Hochstrom-Kontaktumformer zur Verlängerung der stromschwachen Pause am Ende der Stromführungsdauer der Kontakte, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung aus konzentrisch ineinander geschobenen rohrförmigen Leitern besteht und dass der äußerste der Leiter den Eisenkern trägt.

2.) Schalt-Drosselspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung aus zwei parallelen Bündeln konzentrischer Leiter aufgebaut ist, und dass die Leiter in den Bündeln abwechselnd in Reihe verbunden sind.

3.) Schalt-Drosselspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die konzentrischen Leiter der beiden Bündel in ihrer Länge so abgestuft sind, dass die Verbindungen von einem Leiterbündel zum anderen parallel verlaufen.

4.) Schalt-Drosselspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Eisenkerns praktisch gleich der Länge des äußersten Leiters der Wicklung ist.

5.) Schalt-Drosselspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern aus einer Mehrzahl von gestapelten Kernelementen aufgebaut ist.