EP0520361B1

EP0520361B1 - Wassergekühlte Drossel für Hochstromanlagen

Info

Publication number: EP0520361B1
Application number: EP92110534A
Authority: EP
Inventors: Herbert Dung
Original assignee: Flohe GmbH and Co
Current assignee: Flohe GmbH and Co
Priority date: 1991-06-27
Filing date: 1992-06-23
Publication date: 1995-12-13
Anticipated expiration: 2012-06-23
Also published as: DE4121204A1; DE4121204C2; ES2082281T3; DE59204651D1; EP0520361A1; ATE131656T1

Description

Die Erfindung betrifft eine wassergekühlte Drossel für Hochstromanlagen, bestehend aus einer von einer Mehrzahl von Windungen eines ein Hohlprofil rechteckigen Querschnitts aufweisenden Leiters gebildeten, in den Strompfad und in den Kühlwasserkreislauf einfügbaren Spule, deren ein Rechteck einschließende Windungen aus den Kanten des Rechtecks entsprechenden Leiterabschnitten zusammengesetzt sind.
Eine solche die Sekundärwindungen eines Transformators ausbildende Spule ist der CH-A-368 541 zu entnehmen. Die Windungen der Spule sind hierbei durch von den freien Enden der Windungen ausgehende, auf die entsprechenden freien Enden der folgenden Windung orientierte Verbindungsrohre für die Kühlmittelzu- und -ableitung zusammengefaßt, gleichermaßen sind die Windungen über ihre Endbereiche elektrisch miteinander verbunden. Hierbei handelt sich um eine konstruktiv aufwendige Ausbildung einer solchen Spule.
Solche Spulen werden, die Funktion einer Drossel erfüllend, dann auch in die Strompfade von Elektroöfen eingefügt. Nach dem Stand der Technik bestehen die Drosseln hierbei aus aus Kupfer- bzw. Aluminiumrohren gebildeten Spulen, deren Windung in ihrer Lage zueinander fixiert sind. Der Leiter, aus dem die Spule gebildet wird, muß, was den Querschnitt betrifft, auf die maximale Strombelastung ausgelegt sein. Der Leiterquerschnitt muß allerdings die Bildung der Spulenwindungen zulassen. Das läuft bei höheren Strombelastungen darauf hinaus, daß zwei parallel zueinander verlaufende Leiterstränge zu einer äußeren und einer inneren Spule ausgeformt werden, wobei zusätzliche Maßnahmen getroffen werden müssen, die sicherstellen, daß beide Leiterstränge die gleiche Länge aufweisen, etwa indem der innere Leiterstrang verwunden wird. Es handelt sich hierbei um eine sehr aufwendige Fertigung.
Ausgegehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung das Bedürfnis nach einer wassergekühlten Drossel für Hochstromanlagen zugrunde, die sich leichter und damit dann auch kostengünstiger fertigen läßt.
Dem Bedürfnis wird mit der im Patentanspruch 1 definierten Drossel für Hochstromanlagen Rechnung getragen.
Die neue Drossel, deren kennzeichnende Merkmale zum einen der Übergang des eine Windung vollendenden Leiterabschnitts in die folgende sich parallel zur vorausgehenden Windung erstreckende Windung ist und zum anderen der, beginnend mit der auf die Ausgangswindung folgenden Windung, von Windung zu Windung wechselnde Versatz der Windungen in der Flucht einer der durch gegenüberliegende Ecken der Windungen verlaufenden Diagonalen um die Breite des Leiters zuzüglich eines Spieles, gestattet bei leichter Zugänglichkeit der stoßstellen der die Spulenwindungen ausbildenden Leiterabschnitte unter Rückgriff auf Endlosmaterial eine außerordentlich rationelle Fertigung der Drosselspulen. Der Wahl des Leiterquerschnitts sind dann auch keine Grenzen gesetzt, so daß man auch bei einer auf eine höhere Strombelastung auszulegenden Drossel mit einer einen entsprechenden Leiterquerschnitt aufweisenden Spule auskommt.
Eine die Sekundärwicklung ausbildende Transformatorspule aus Flachmaterial, bei der der eine Windung vollendende Leiterabschnitt in die folgende, sich parallel zur vorausgehenden Windung erstreckende, mit der vorausgehenden Windung fluchtende Windung übergeht, ist der US-A-1,723,840 zu entnehmen.
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Figur 1: eine erste Ausführungsform der neuen Drossel in Seitenansicht,
Figur 2: die Drossel in Fig. 1 in Draufsicht,
Figur 3: eine zweite Ausführungsform der neuen Drossel im Schnitt nach Linie III - III in Fig. 4,
Figur 4: die Drossel in Fig. 3 in Draufsicht,
Figur 5: einen Schnitt nach Linie V - V in Fig. 4 in größerem Maßstab.

Die Drossel in den Figuren 1 und 2 weist 13 Windungen auf, ihr Eingang ist mit E bezeichnet, ihr Ausgang mit A. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, werden die Windungen der die Drossel bildenden Spule von jeweils 4 Leiterabschnitten gebildet, die 13 Windungen aufweisende Spule von insgesamt 52 Abschnitten, die fortlaufend von 1 bis 52 durchnummeriert sind. Die von den auf Gehrung geschnittenen, miteinander verschweißten (B) Leiterabschnitten, z.B. 1 - 4, gebildeten Windungen schließen Rechtecke ein, der jeweils letzte Leiterabschnitt einer Windung, z.B. 4, geht in den ersten Leiterabschnitt, z.B. 5, der folgenden Windung über. Aus fertigungstechnischen Gründen sind die aufeinanderfolgenden Windungen der Spule im Wechsel im Sinne der Pfeile C, C′ zueinander versetzt. Mit D sind Aussteifungen bezeichnet, mit F Widerlager, auf denen die Drossel ruht. Diese Widerlager F sind selbstverständlich nichtleitend. Nicht dargestellt ist die erforderliche Zusammenfassung der Windungen der Drosselspule, diese ergibt sich aus dem weiteren Ausfürungsbeispiel.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 3 bis 5 weist die Drossel 11 Windungen auf, ihr Eingang ist in Figur 4 auch wieder mit E bezeichnet, ihr Ausgang auch wieder mit A. Die Windungen dieser Drossel sind auch wieder aus jeweils 4 Leiterabschnitten zusammengesetzt, die auf Gehrung geschnitten miteinander verschweißt (B in Fig. 4) auch wieder ein Rechteck einfassen. In diesem Falle erfolgt der Übergang von einer Windung in die folgende Windung über eine Stufe G im letzten der eine Windung bildenden Leiterabschnitte, die durch ein zwischen die Teilstücke H, H′ dieses Leiterabschnittes eingefügtes Leiterstück I gebildet wird. Auch in diesem Fall sind die aufeinander folgenden Windungen im Sinne der Pfeile C, C′ in Fig. 4 im Wechsel zueinander versetzt. Die Windungen der aufgeständerten (K) Drossel sind durch Spannschrauben L, L′ zusammengefaßt, die von den Ständern K ausgehend, sich durch eine Grundplatte M, zwischen die einzelnen Windungen einfügte Distanzplatten N und eine Abdeckplatte O erstrecken, wobei die Distanzplatten N aus nichtleitendem Material bestehen und zwischen Grundplatte M und angrenzende Windung sowie Abdeckplatte O und angrenzende Windung Platten P aus nichtleitendem Material eingefügt sind, sowie die Bolzen L der Spannschrauben L, L′ in Hülsen R aus nichtleitendem Material eingelagert sind (Fig. 5), letzteres aus Sicherheitsgründen. Mit S sind in Fig. 5 die sich durch den Leiter erstreckende Kanäle für das Kühlwasser bezeichnet, mit T in Fig. 3 eine Ausgleichsplatte. Im kreuzungsfreien Eckbereich sind für die Zusammenfassung der Spulenwindungen anstelle der Platten M, N, O und P Stege vorgesehen, durch die sich die Spannschrauben erstrecken (Fig. 4).
Die dargestellten Ausführungsformen schließen andere Lösungen unter Beibehaltung des Grundprinzips nicht aus. So kann der in der Regel aus einem Ziehprofil gebildete Leiter rechteckigen Querschnitts auch aus einer Mehrzahl von nebeneinander einander berührend angeordneten, miteinander verschweißten Rohren gebildet werden. Auch was die Zusammenfassung der Spulenwindungen betrifft, sind andere Lösungen möglich.

Claims

Wassergekühlte Drossel für Hochstromanlagen, bestehend aus einer von einer Mehrzahl von Windungen eines ein Hohlprofil rechteckigen Querschnitts aufweisenden Leiters gebildeten, in den Strompfad und in den Kühlwasserkreislauf einfügbaren Spule, deren ein Rechteck einschließende Windungen (z.B. 1, 2, 3, 4) aus den Kanten des Rechtecks entsprechenden Leiterabschnitten zusammengesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Windung vollendende Leiterabschnitt (z. B. 4) in die folgende, sich parallel zur vorausgehenden Windung (1, 2, 3, 4) erstreckende Windung (5, 6, 7, 8) übergeht und die Windungen, beginnend mit der auf die Ausgangswindung (1, 2, 3, 4) folgenden Windung (5, 6, 7, 8) , in der Flucht einer der durch gegenüberliegende Ecken der Windungen verlaufenden Diagonalen um die Breite des Leiters zuzüglich eines Spieles versetzt (Pfeil C) und anschließend wieder zurückversetzt (Pfeil C′) sind.
Drossel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen stetigen Übergang des eine Windung (z.B. 1, 2, 3, 4) vollendenden Leiterabschnitts (4) in die folgende Windung (5, 6, 7, 8).
Drossel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in die folgende Windung übergehende Leiterabschnitt eine Stufe (G) aufweist (Fig. 3).
Drossel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (G) von einem in den geteilten Leiterabschnitt (H, H′) eingefügten Leiterstück (I) gebildet wird.
Drossel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterabschnitte (z.B. 1, 2, 3, 4) sowie gegebenenfalls die Teilstücke (H und H′) des in die folgende Windung übergehenden Leiterabschnittes (H, H′) und das Paßstück (I) auf Gehrung geschnitten zusammengefügt miteinander verschweißt sind (B).
Drossel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen (1, 2, 3, 4 u. 5, 6, 7, 8 ...) in den Eckbereichen der Windungen zusammengefaßt sind (L, L′).
Drossel nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Zusammenfassung mittels Spannschrauben (L, L′), die sich ausgehend von einer gegenüber der angrenzenden Windung isolierten Grundplatte (M) durch zwischen den Windungen in ihrem Kreuzungsbereich eingefügte, gegenüber den Windungen isolierte Distanzplatten (N) und eine die Spule einfassende, gegenüber der angrenzenden Windung isolierte Abdeckplatte (O, P) erstrecken.
Drossel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen mindestens im Bereich der kreuzungsfreien Ecke durch Spannschrauben zusammengefaßt sind, die sich ausgehend von gegenüber den angrenzenden Windungen isolierten Grundstegen durch zu beiden Seiten der kreuzungsfreien Ecke zwischen die Windungen eingefügte, gegenüber den Windungen isolierte Distanzstege und die Spule einfassende, gegenüber der angrenzenden Windungen isolierte Abdeckstege erstrecken, wobei im Bereich der in das Spuleninnere zurückspringenden Windung ein Ausgleichsstück vorgesehen ist.