EP0757364A2 - Transformator - Google Patents

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EP0757364A2
EP0757364A2 EP96112174A EP96112174A EP0757364A2 EP 0757364 A2 EP0757364 A2 EP 0757364A2 EP 96112174 A EP96112174 A EP 96112174A EP 96112174 A EP96112174 A EP 96112174A EP 0757364 A2 EP0757364 A2 EP 0757364A2
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EP
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spacer
thickness
air gap
poles
transformer according
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EP0757364B1 (de
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Walter Goseberg
Rolf Heidrich
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Deutsche Thomson Brandt GmbH
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Deutsche Thomson Brandt GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F3/10—Composite arrangements of magnetic circuits
    • H01F3/14—Constrictions; Gaps, e.g. air-gaps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means

Definitions

  • the invention relates to a transformer according to the preamble of claim 1 and a method for adjusting the air gap of a transformer according to the preamble of claim 9.
  • a high-voltage transformer in a television receiver for the line deflection and the generation of the anode voltage of the picture tube requires a certain inductance of the windings.
  • the inductance is set by the width of an air gap formed between the poles of a two-part coil core.
  • An air gap here means a gap between the poles in which there is a medium with a relative permeability constant similar to air. So it does not have to be air itself, but can also be a plastic or non-ferromagnetic metal.
  • a film or a material with plastic properties has been arranged between the poles of a two-part coil core.
  • the appropriate thickness had to be selected and used from a set of films of different thicknesses. If a plastic material was used, this was inserted between the poles of the coil core and compressed under pressure on the parts of the coil core until the desired inductance of the coil was reached.
  • the invention has for its object to improve a transformer of the type mentioned in such a way that a simple, also feasible by a manipulator tuning the width of the air gap of the transformer is made possible and to provide a method for adjusting the air gap of a transformer that is quick, easy and can be carried out accurately and with the help of a manipulator.
  • the transformer according to the invention it is neither necessary to keep different spacers available, nor is a pressing device with which a spacer is compressed to the desired size. Rather, a single spacer is sufficient, in which the different thickness ranges are placed or selected so that the poles of the parts of the coil core are kept at the required distance and the desired dimension of the air gap results.
  • the spacer is so designed that from the outset it has the entire possible thickness range for optimal coordination due to its constructive design.
  • the thickness ranges can be graded or can merge seamlessly into areas of different thickness.
  • the stepped version only a gradual coordination is possible, but the individual areas offer a larger, flat system for the poles.
  • a stepless design enables very fine tuning.
  • the spacer body can be displaceable relative to the poles, so that the regions specifying the gap width lie between the poles, while the thicker regions lie outside.
  • the spacer itself is not changed, so that it is also possible to misalign in the direction of one small air gap to cause a correction to larger widths of the air gap.
  • the spacer protrudes more or less to the outside when a small air gap is set, which may undesirably increase the space requirement.
  • the spacer body can be arranged stationary to the poles and the areas of different thickness are removed starting with the thickest areas in descending thickness. Protruding areas can be avoided by this measure, but adjustment is only possible in one direction to smaller thicknesses.
  • the spacer body forms a tongue extending radially from the coil body.
  • the tongue is already fixed at the point at which the air gap of the coil core is formed.
  • the spacer body can also form an integral part of the coil body. This allows the bobbin to be moved together with the spacer in one operation, e.g. by injection molding, which reduces the production cost.
  • a thickness range of the spacer body is started which is significantly larger than a thickness determined in experiments for a desired adjustment.
  • the target value or a value can be set within a predetermined tolerance range of the target value.
  • the adjustment can be carried out in such a way that thickness ranges of the spacer are successively removed in descending thickness.
  • the transformer shown in FIGS. 1 and 2 consists of a coil body 1 with windings 2 arranged thereon and a two-part coil core 3 and 4.
  • One part 3 of the coil core is tilted relative to the other part 4 and touches it at a contact point 5.
  • the Point of contact 5 simultaneously forms the pivot point or a hinge about which part 3 is pivoted relative to part 4 when the air gap is set.
  • Ends of parts 3 and 4 of the coil core form poles 6 and 7 and 13 and 14, between which an air gap 8 and a further air gap 15 are formed.
  • the width of the air gap 8 is predetermined by a spacer 9. This also automatically results in the width of the air gap 15, the width of which is changed in the same direction as the width of the air gap 8. Since the individual air gaps 8 and 15 are in series with respect to the magnetic flux, they can also be viewed physically as a common, somewhat larger air gap.
  • the spacer 9 forms an integral part of the coil former 1 and projects radially outwards. As the enlarged detailed illustration of the spacer 9 in FIG. 3 shows, the spacer has regions of different thicknesses 10a, 10b, 10c, 10d ... between which predetermined breaking points 11a, 11b, 11c, 11d ... are arranged. By removing one or more thickness ranges 10a, 10b, 10c, 10d of the Spacer 9 can be given a suitable thickness range to which the poles 6 and 7 of the two parts of the coil core can be applied. The final position of parts 3 and 4 of the coil core can be fixed by gluing or by a clamping element 12.
  • the procedure for setting an air gap 8 is as follows. First of all, starting with a thickness range of the spacer 9 which is greater than a thickness determined in preliminary tests for the desired tuning, e.g. with the largest thickness range 10a of the spacer 9, the inductance of one of the windings 2 is measured. If the measured inductance lies outside a predetermined tolerance range of a target value, the thickness range 10a is removed in a next step by breaking off at the predetermined breaking point 11a. If the measured inductance is still outside the tolerance range of the target value, the thickness range 10b is removed in a further step.
  • the tuning is then finished and the position of parts 3 and 4 of the coil core can be finally fixed.
  • the tuning can be carried out in a simple manner by means of a manipulator which gradually removes the unnecessary thickness ranges of the spacer 9 and presses the parts 3 and 4 of the coil core against the remaining largest thickness range of the spacer. A very fast, targeted process of the coordination is possible.

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Abstract

Bei bekannten Transformatoren mit variablem Luftspalt wird zwischen den Polen eines zweiteiligen Spulenkerns eine Folie aus einem Satz unterschiedlich dicker Folien oder ein Material mit plastischen Eigenschaften, das unter Druckbeaufschlagung der Teile des Spulenkerns zusammengedrückt wird, angeordnet. Gemäß der Erfindung wird dagegen im Luftspalt (8) ein Distanzkörper (9) angeordnet, der mehrere Bereiche (10a, 10b, 10c, 10d ... ) unterschiedlicher Dicke aufweist. Einer dieser Bereiche 10a, 10b, 10c, 10d ... ) wird z. B. durch Entfernen dickerer Bereiche zur Abstimmung der Breite des Luftspaltes (8) ausgewählt. Anwendbar bei Hochspannungstransformatoren in Fernsehempfängern. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Transformator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Einstellen des Luftspaltes eines Transformators nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
  • Ein Hochspannungstransformator in einem Fernsehempfänger für die Zeilenablenkung und die Erzeugung der Anodenspannung der Bildröhre benötigt eine bestimmte Induktivität der Wicklungen. Die Induktivität wird durch die Breite eines zwischen den Polen eines zweiteiligen Spulenkerns gebildeten Luftspalts eingestellt.
  • Unter Luftspalt wird hier ein Spalt zwischen den Polen verstanden, in dem sich ein Medium mit einer relativen Permeabilitätskonstante ähnlich Luft befindet. Es muß sich also nicht um Luft selbst handeln, sondern kann auch ein Kunststoff oder nicht ferromagnetisches Metall sein.
  • Bisher wurde zwischen den Polen eines zweiteiligen Spulenkerns eine Folie oder ein Material mit plastischen Eigenschaften angeordnet. Bei Verwendung einer Folie mußte aus einem Satz unterschiedlich dicker Folien die passende Dicke ausgewählt und eingesetzt werden. Bei Verwendung eines plastischen Materials wurde dieses zwischen den Polen des Spulenkerns eingefügt und unter Druckbeaufschlagung der Teile des Spulenkerns soweit zusammengedrückt, bis die gewünschte Induktivität der Spule erreicht war.
  • Diese bekannten Mittel zur Einstellung des Luftspalts sind aufwendig und in der Praxis nur manuell durchführbar.
  • Im Zuge einer zunehmenden Automatisierung der Produktion wird angestrebt, manuelle Maßnahmen so weit wie möglich durch automatisierte manipulatorgesteuerte Maßnahmen zu ersetzen. Damit dieses wirtschaftlich möglich ist, müssen die vom Manipulator ausgeübten Bewegungsabläufe so einfach wie möglich gestaltet sein.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Transformator der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß eine einfache, auch durch einen Manipulator durchführbare Abstimmung der Breite des Luftspaltes des Transformators ermöglicht wird und ein Verfahren zum Einstellen des Luftspaltes eines Transformators anzugeben, das schnell, einfach und zielsicher und auch mit Hilfe eines Manipulators durchgeführt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Transformator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale und bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9 durch die im Kennzeichen des Anspruchs 9 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Beim erfindungsgemäßen Transformator ist weder die Bereithaltung unterschiedlicher Distanzkörper nötig, noch eine Preßvorrichtung, mit dem ein Distanzkörper auf das gewünschte Maß zusammengedrückt wird. Vielmehr reicht ein einziger Distanzkörper aus, bei dem die unterschiedlichen Dickenbereiche so plaziert oder selektiert werden, daß die Pole der Teile des Spulenkerns auf den erforderlichen Abstand gehalten werden und sich das gewünschte Maß des Luftspaltes ergibt. Der Distanzkörper ist also so beschaffen, daß er von vorn herein durch seine konstruktive Ausgestaltung den gesamten möglichen Dickenbereich für eine optimale Abstimmung besitzt.
  • Prinzipiell können die Dickenbereiche abgestuft oder als Bereiche unterschiedlicher Dicke stufenlos ineinander übergehen. Bei der gestuften Ausführung ist zwar nur eine schrittweise Abstimmung möglich, dafür bieten die einzelnen Bereiche aber eine größere flächige Anlage für die Pole. Demgegenüber ermöglicht eine stufenlose Ausführung eine sehr feine Abstimmung.
  • Der Distanzkörper kann relativ zu den Polen verschiebbar sein, so daß die die Spaltbreite vorgebenden Bereiche zwischen den Polen liegen, während die dickeren Bereiche außerhalb liegen. Der Distanzkörper wird dabei selbst nicht verändert, so daß es auch möglich ist, bei einer Fehlabstimmung in Richtung eines zu geringen Luftspaltes eine Korrektur zu größeren Breiten des Luftspaltes zu bewirken. Allerdings steht der Distanzkörper bei Einstellung eines geringen Luftspalts mehr oder weniger nach außen vor, was den Platzbedarf eventuell unerwünscht erhöht.
  • Alternativ kann der Distanzkörper stationär zu den Polen angeordnet sein und die Bereiche unterschiedlicher Dicke werden beginnend mit dem dicksten Bereichen in absteigender Dicke entfernt. Durch diese Maßnahme lassen sich überstehende Bereiche vermeiden, allerdings ist eine Abstimmung nur in einer Richtung zu geringeren Dicken möglich.
  • Vorzugsweise sind zwischen den aneinander grenzenden Bereichen unterschiedlicher Dicke Sollbruchstellen vorhanden. Die nicht benötigten dickeren Bereiche des Distanzkörpers können dabei ohne großen Kraftaufwand entfernt werden.
  • Bei einer praktischen Ausgestaltung bildet der Distanzkörper eine radial vom Spulenkörper ausgehende Zunge. Bei dieser Anordnung ist die Zunge bereits an derjenigen Stelle fixiert, an der der Luftspalt des Spulenkerns gebildet wird. Bei der Montage des Transformators erfolgt damit die Positionierung des Distanzkörpers automatisch.
  • Der Distanzkörper kann auch einen integralen Bestandteil des Spulenkörpers bilden. Dadurch läßt sich der Spulenkörper zusammen mit dem Distanzkörper in einem Arbeitsgang, z.B. durch Spritzgießen fertigen, wodurch die Produktionskosten verringert werden.
  • Bei einem Verfahren zum Einstellen des Luftspaltes wird mit einem Dickenbereich des Distanzkörpers begonnen, der deutlich größer als eine in Versuchen ermittelte Dicke für eine gewünschte Abstimmung ist. Durch schrittweises oder kontinuierliches Verringern der Dicke bei gleichzeitiger Messung der Induktivität kann so gezielt der Sollwert oder ein Wert innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs des Sollwertes eingestellt werden.
  • Bei zwischen den aneinander grenzenden Dickenbereichen vorhandenen Sollbruchstellen läßt sich die Abstimmung so vornehmen, daß nacheinander Dickenbereiche des Distanzkörpers in absteigender Dicke entfernt werden.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, das in der Zeichnung dargestellt ist. Darin zeigen:
    • Fig. 1
    einen Längsschnitt durch einen Transformator,
    Fig. 2
    einen Querschnitt durch den in Fig. 1 dargestellten Transformator und
    Fig. 3
    als Detail aus Fig. 1 eine vergrößerte Darstellung des Distanzkörpers.
  • Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Transformator besteht aus einem Spulenkörper 1 mit darauf angeordneten Wicklungen 2 sowie einem zweiteiligen Spulenkern 3 und 4. Der eine Teil 3 des Spulenkerns ist gegenüber dem anderen Teil 4 gekippt und berührt diesen an einem Berührpunkt 5. Der Berührpunkt 5 bildet gleichzeitig den Schwenkpunkt oder ein Scharnier, um das der Teil 3 gegenüber dem Teil 4 bei der Einstellung des Luftspaltes geschwenkt wird. Enden der Teile 3 und 4 des Spulenkerns bilden Pole 6 und 7 sowie 13 und 14, zwischen denen ein Luftspalt 8 und ein weiterer Luftspalt 15 gebildet ist. Die Breite des Luftspalts 8 wird durch einen Distanzkörper 9 vorgegeben. Dadurch ergibt sich auch automatisch die Breite des Luftspalts 15, dessen Breite gleichsinnig mit der Breite des Luftspalts 8 geändert wird. Da die einzelnen Luftspalte 8 und 15 bezogen auf den magnetischen Fluß in Reihe liegen, können sie physikalisch auch als ein gemeinsamer, etwas größerer Luftspalt betrachtet werden.
  • Der Distanzkörper 9 bildet einen integralen Bestandteil des Spulenkörpers 1 und steht radial nach außen vor. Wie die vergrößerte Detaildarstellung des Distanzkörpers 9 in Fig. 3 zeigt, besitzt der Distanzkörper Bereiche unterschiedlicher Dicke 10a, 10b, 10c, 10d ..., zwischen denen Sollbruchstellen 11a, 11b, 11c, 11d .... angeordnet sind. Durch Entfernen einer oder mehrerer Dickenbereiche 10a, 10b, 10c, 10d des Distanzkörpers 9 läßt sich ein geeigneter Dickenbereich vorgeben, an den die Pole 6 und 7 der beiden Teile des Spulenkerns anlegbar sind. Die endgültige Lage der Teile 3 und 4 des Spulenkerns läßt sich durch Verkleben oder durch ein Spannelement 12 fixieren.
  • Bei der Einstellung eines Luftspalts 8 wird wie folgt vorgegangen. Zunächst wird beginnend mit einem Dickenbereich des Distanzkörpers 9, der größer als eine in Vorversuchen für die gewünschte Abstimmung ermittelte Dicke ist, z.B. mit dem größten Dickenbereich 10a des Distanzkörpers 9 die Induktivität einer der Wicklungen 2 gemessen. Liegt die gemessene Induktivität außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs eines Sollwertes, wird in einem nächsten Schritt der Dickenbereich 10a durch Abbrechen an der Sollbruchstelle 11a entfernt. Liegt die gemessene Induktivität auch dann noch außerhalb des Toleranzbereichs des Sollwertes, wird in einem weiteren Schritt der Dickenbereich 10b entfernt.
  • Nach jedem Schritt werden die beiden Teile 3 und 4 des Spulenkerns so um den Schwenkpunkt 5 geschwenkt, daß sie an dem verbleibenden größten Dickenbereich anliegen. Diese Vorgänge werden schrittweise so lange wiederholt durchgeführt, bis die gemessene Induktivität den Sollwert erreicht hat oder innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs des Sollwertes liegt.
  • Die Abstimmung ist dann beendet und die Lage der Teile 3 und 4 des Spulenkerns kann endgültig fixiert werden. Die Abstimmung läßt sich in einfacher Weise durch einen Manipulator durchführen, der nach und nach die nicht benötigten Dickenbereiche des Distanzkörpers 9 entfernt und die Teile 3 und 4 des Spulenkerns an den verbleibenden größten Dickenbereich des Distanzkörpers andrückt. Dabei ist ein sehr schneller zielgerichteter Ablauf des Abstimmung möglich.

Claims (10)

  1. Transformator, bestehend aus einem Spulenkörper (1) mit darauf angeordneten Wicklungen (2), einem zweiteiligen Spulenkern (3, 4) mit Polen (6, 7), zwischen denen ein Luftspalt (8) ausgebildet ist, sowie aus einem den Luftspalt (8) vorgebenden Distanzkörper (9) zwischen den Polen (6,7), dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzkörper (9) mehrere Bereiche (10a, 10b, 10c, 10d ... ) unterschiedlicher Dicke aufweist und einer dieser Bereiche 10a, 10b, 10c, 10d ... ) zur Abstimmung der Breite des Luftspaltes (8) auswählbar ist.
  2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (10a, 10b, 10c, 10d ... ) unterschiedlicher Dicke abgestuft sind.
  3. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche (10a, 10b, 10c, 10d ... ) unterschiedlicher Dicke stufenlos ineinander übergehen.
  4. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzkörper (9) relativ zu den Polen (6, 7) verschiebbar ist.
  5. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzkörper (9) stationär zu den Polen (6, 7) angeordnet ist und die Bereiche (10a, 10b, 10c, 10d ... ) unterschiedlicher Dicke angefangen mit dem dicksten Bereich in absteigender Dicke entfernbar sind.
  6. Transformator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den aneinandergrenzenden Bereichen Bereiche (10a, 10b, 10c, 10d ... ) unterschiedlicher Dicke Sollbruchstellen (11a, 11b, 11c, 11d ... )vorhanden sind.
  7. Transformator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzkörper (9) eine radial vom Spulenkörper (1) ausgehende Zunge bildet.
  8. Transformator nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzkörper (9) einen integralen Bestandteil des Spulenkörpers (1) bildet.
  9. Verfahren zum Einstellen des Luftspaltes eines Transformators welcher aus einem Spulenkörper mit darauf angeordneten Wicklungen, einem zweiteiligen Spulenkern mit Polen, zwischen denen der Luftspalt ausgebildet ist, sowie aus einem den Luftspalt vorgebenden Distanzkörper mit mehreren Bereichen unterschiedlicher Dicke besteht, dadurch gekennzeichnet, daß beginnend mit einem Dickenbereich des Distanzkörpers, der größer als eine in Vorversuchen für die gewünschte Abstimmung ermittelte Dicke ist, die Induktivität einer der Wicklungen gemessen wird und der Dickenbereich des Distanzkörpers solange verringert wird, bis die gemessene Induktivität in einen vorgegebenen Toleranzbereich eines Sollwertes fällt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei zwischen den aneinandergrenzenden Dickenbereich Sollbruchstellen vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmung derart vorgenommen wird, daß nacheinander Dickenbereiche des Distanzkörpers in absteigender Dicke entfernt und die Pole des Spulenkerns an den nachfolgenden kleineren Dickenbereich angelegt werden.
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EP0757364A3 EP0757364A3 (de) 1997-03-26
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