EP0096807B1

EP0096807B1 - Elektrischer Übertrager

Info

Publication number: EP0096807B1
Application number: EP83105461A
Authority: EP
Inventors: Herrmann Dipl.-Ing. Hubert; Anton Kvoch; Ernst Paulik
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-06-11
Filing date: 1983-06-01
Publication date: 1986-09-24
Also published as: EP0096807A2; DE3366418D1; FI74164B; FI74164C; ES281210Y; FI832107A0; ES281210U; EP0096807A3; FI832107L; ATE22502T1; DE3222027A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Übertrager mit einem magnetisierbaren Kern, insbesondere Ferritkern, und mit mindestens zwei auf den Kern aufgeschobenen, gegebenenfalls in Wickelkammern aufgeteilten zylindrischen lsolierstoff-Wickeltragem unterschiedlichen Querschnitts, die ineinander gesteckt und galvanisch getrennt mit den Primär- bzw. Sekundärwicklungen bewickelt sind.
Einen Übertrager dieser Art zeigt z.B. die FR-A-2457000. Hierbei handelt es sich um einen Hochspannung-Trafo mit U-Kernen und mit zwei auf getrennten Seiten herausgeführten Anschlüssen für die Primär- und Sekundärwicklungen, die zu dem zur Erzielung der Hochspannungsfestigkeit in einen Becher eingegossen sind.
Auch die GB-A-2039156 beinhaltet einen Hochspannungstrafo, der in wesentlichen Teilen mit dem Hochspannungs-Trafo nach der FR-A-2457000 übereinstimmt.
Hinsichtlich der Spannungsfestigkeit problematisch ist bei diesem Hochspannungs- Trafo die Art der Herausführung der Anschlüsse, die zwar sämtlich auf einer Seite liegen, jedoch essei denn; die Stifte befinden sich in einem äußerst großen, platzraubenden Abstand voneinander - Spannungsüberschläge befürchten lassen.
Auch ist die exakte koaxiale Ausrichtung der Spulenkörper dieses Trafos zueinander nicht gewährleistet, da der eine der beiden Spulenkörper nur im Sockelbereich auf den anderen Spulenkörper leicht aufgesteckt ist und daher die Gefahr besteht, daß der aufgesteckte Spulenkörper zum anderen Spulenkörper gekippt bzw. im Winkel zu dessen Längsmittelachse aufgesteckt wird. Die Einhaltung der erforderlichen Isolationsabstände ist damit nicht gewährleistet.
Je nach Frequenzgebiet wird bei dem eingangs genannten Übertrager aus magnetischen und wirtschaftlichen Gründen vorteilhafterweise Ferritmaterial oder Metallegierung als Werkstoff für den Kern eingesetzt, wobei sich diese beiden Werkstoffe im Anwendungsbereich überlappen können. Eine besondere Bedeutung kommt dem Übertrager dadurch zu, daß er durch induktive Kopplung die vorstehend erwähnte galvanische Trennung von Primär- und Sekundärwicklungen aufweist, durch richtige Wahl des Windungszahlverhältnisses eine Anpassung des Ausgangswiderstandes der Spannungsquelle zum Eingangswiderstand der Last erreicht wird und gleichzeitig Spannungs- und Stromübersetzungen bei gutem Wirkungsgrad erzielt werden.
Bei der Fertigung der bisher bekannten elektrischen Übertrager vorstehender Art muß die elektrische Isolierung und der Primär- und Sekundärwicklung gegeneinander und die Potentialtrennung zwischen den Primär- und Sekundärwicklungen durch das aufwendige und insbesondere zeitraubende Einlegen von Isolierfolien zwischen die einzelnen Wicklungen bewerkstelligt werden. Zusätzlich müssen, um den Forderungen des VDE hinsichtlich ausreichender Kriechstrecken zwischen den Primär- und Sekundärwicklungen zu genügen, die Wicklungen an beiden Stirnenden der Wickelträger hingerückt werden was ungenutzten Wickelraum zur Folge hat.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Übertrager der eingangs genannten Art zu gestalten, der ohne die bisher erforderliche Wicklungsisolation und Potentialtrennung mittels Isolierfolie vollautomatisch bewickelbar ist und trotzdem der VDE-Bestimmung 0860 entspricht. Darüberhinaus soll der Übertrager die Möglichkeit variabler Verschachtelung der Wicklungen; d.h. die Möglichkeit der Anwendung einer von Fall zu Fall variierenden Wickeltechnik bieten, da nur so eine letztlich optimale Verkopplung und niedrige Streuinduktivität erhalten werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung einen elektrischen Übertrager der eingangs genannten Art vor, bei dem erfindungsgemäß der Wickelträger kleinsten Querschnitts an seinem einem Stirnende einen einstückig angeformten Trägerflansch mit auf gegenüberliegenden Seiten des Trägerflansches angeordneten Kontaktstiftanschlußleisten für die Primär- und Sekundärwicklungen aufweist, als magnetisierbarer Kern E-Kernhälften vorgesehen sind, deren eine E-Kernhälfte mit ihren äußeren Schenkeln durch Durchbrechungen im Trägerflansch greift und die Mittelbutzen der beiden E-Kernhälften in den umhüllten Raum des Wickelträgers kleinsten Querschnitts eintauchen.
Die Wickelträger, die vorzugsweise kreisringförmigen Querschnitt aufweisen, können dabei jeweils in Wickelkammern aufgeteilt sein, deren Anzahl und Kammerhöhe in Anpassung an die gewünschte Verschachtelung der Wicklungen gewählt ist. Die Potentialtrennung der Primär- und Sekundärwicklungen und die elektrische Isolation der einzelnen Wicklungen gegeneinander ist so durch die Dicke der Wickelträger-Wandung bzw. durch die Höhe und Dicke der Kammertrennwände gewährleistet.
An die vom Trägerflansch abgekehrten Stirnseiten der Wickelträger sind dabei vorzugsweise Ringflansche angeformt, derart, daß jeweils der Flanschaußendurchmesser des Wickelträgers kleineren Querschnitts etwa dem Innendruchmesser des nächstfolgenden Wickelträgers größeren Querschnitts entspricht. Durch die Höhe und Dicke der Wickelträger-Flansche und durch den räumlich getrennten Anschluß der Primär- und Sekundärwicklungen an die Kontaktstifte der jeweils gegenüberliegenden Kontaktanschlußleisten, ist auch die Einhaltung der notwendigen Kriechstrecke gewährleistet. Die wahlweise Änderung der Anzahl und Höhe der Kammern der einzelnen Wickelträger ermöglicht darüberhinaus eine optimale Anpassung der Verkopplung an den einzelnen Anwendungsfall.
Durch die Aufteilung des Wickelträgers in mehrere Wickelträger ist die vollautomatische Bewicklung problemlos durchführbar. Eine weiter-vereinfachte automatische Bewicklung ist möglich, wenn auch die auf den Wickelträger kleinsten Querschnitts aufgesteckten Wickelträger zusätzlich mehrteilig sind.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt dabei einen mit einem Trägerflansch ausgerüsteten Wickelträger und seine zugehörigen E-Kernhälften in teilweise auseinandergezogener, perspektivischer und teils gebrochener Ansicht. Zur besseren Veranschaulichung wurde in der Figur auf die Darstellung der Wicklungen verzichtet.
Mit 9, 10 sind ineinandergesteckte zylindrische Wickelträger kreisringförmigen Querschnitts bezeichnet, die Flansche 17,20 aufweisen und durch Trennwände 18, 19 bzw. 21, 22, 23, 24 in Kammern aufgeteilt sind. An das vom Flansch 17 abgekehrte Stirnende des Wickelträgers 9 ist ein Trägerflansch 11 einstückig angeformt oder aufgesteckt, der in Einzelelemente aufgetrennte Kontaktanschlußleisten 12, 13 für Kontaktstifte 14 besitzt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Trennwand 24 und der Trägerflansch 11 mit randoffenen Ausnehmungen 26 ausgestattet, die zur lagegesicherten Zuführung der Wickelenden 25 zu den Kontaktstiften 14 dienen.
Der Trägerflansch 11 besitzt in seinem zwischen den Kontaktanschlußteilen 12, 13 liegenden Bereich Durchbrechungen 15; 16 durch welche eine E-Kernhälfte 2 mit ihren äußeren Schenkeln 6, 7 geführt ist. Diese und die zweite E-Kernhälfte 1 tauchen im montierten Zustand mit ihren Mittelbutzen 8 bzw. 4 in das vom Wickelträger 9 umschlossene Innere des Wickelträgers ein, so daß die einander zugekehrten Stirnflächen der Schenkel 3, 6 bzw. 5, 7 aufeinanderliegen und die Stirnflächen der Mittelbutzen 4, 8 unter Bildung eines Luftspalts zueinander beabstandet sind.

Claims

1. Elektrischer Übertrager mit einem magnetisierbaren Kern, insbesondere Ferritkern, und mit mindestens zwei auf den Kern aufgeschobenen, gegebenenfalls in Wickelkammern aufgeteilten zylindrischen Isolierstoff-Wickelträgern (9, 10) unterschiedlichen Querschnitts, die ineinandergesteckt und galvanisch getrennt mit den Primär- bzw. Sekundärwicklungen bewickelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickelträger (9) kleinsten Querschnitts an seinem einen Stirnende einen einstückig angeformten Trägerflansch (11) mit auf gegenüberliegenden Seiten des Trägerflansches angeordneten Kontaktstiftanschlußleisten (12, 13) für die Primär- und Sekundärwicklungen aufweist, daß als magnetisierbarer Kern E-Kernhälften (1, 2) vorgesehen sind, deren eine E-Kernhälfte (2) mit ihren äußeren Schenkeln (6,7) durch Durchbrechungen (15, 16) im Trägerflansch (11) greift und daß die Mittelbutzen (4, 8) der beiden E-Kernhälften in den umhüllten Raum des Wickelträgers (9) kleinsten Querschnitts eintauchen.

2. Elektrischer Übertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die vom Trägerflansch (11) abgekehrten Stirnseiten der Wickelträger (9, 10) vorzugsweise Ringftansche (17,20) angeformt sind, derart, daß jeweils der Flanschaußendurchmesser des Wickelträgers (9) kleineren Querschnitts etwa dem Innendurchmesser des nächstfolgenden Wickelträgers (10) größeren Querschnitts entspricht.

3. Elektrischer Übertrager nach Anspruch und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Wickelträger (9) kleinsten Querschnitts aufgesteckten Wickelträger (10) mehrteilig sind.