ES2337279T3 - Componente inductivo con disipacion de calor optimizada. - Google Patents
Componente inductivo con disipacion de calor optimizada. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2337279T3 ES2337279T3 ES06011057T ES06011057T ES2337279T3 ES 2337279 T3 ES2337279 T3 ES 2337279T3 ES 06011057 T ES06011057 T ES 06011057T ES 06011057 T ES06011057 T ES 06011057T ES 2337279 T3 ES2337279 T3 ES 2337279T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- inductive component
- winding
- insulations
- thermal
- component according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
- H01F27/327—Encapsulating or impregnating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
- H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
- H01F27/324—Insulation between coil and core, between different winding sections, around the coil; Other insulation structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/24—Magnetic cores
- H01F27/26—Fastening parts of the core together; Fastening or mounting the core on casing or support
- H01F27/266—Fastening or mounting the core on casing or support
Abstract
Componente inductivo compuesto de cómo mínimo un arrollamiento (2a, 2b), estando dispuesto uno o más aislamientos intermedios por puente térmico (7) entre diferentes capas del arrollamiento y/u otro arrollamiento caracterizado porque los aislamientos intermedios por puente térmico comprenden láminas aislantes flexibles (52), en las que están incorporados materiales de carga termoconductores cerámicos o con contenido de polvo de cuarzo, y porque el componente inductivo es un transformador, en particular un transformador de MF con, como mínimo, un arrollamiento primario y secundario (2a, 2b) acoplados magnéticamente, y tienen, como mínimo, un núcleo para los arrollamientos primarios y secundarios sujetado en una penetración de bobina en el encapsuladamiento de bobina, estando dispuestos uno o más aislamientos intermedios por puente térmico (7) entre el arrollamiento primario y secundario, otros arrollamientos, o piezas metálicas internas y externas.
Description
Componente inductivo con disipación de calor
optimizada.
La invención se refiere a un componente
inductivo, por ejemplo un transformador o una bobina de choque, pero
en particular un transformador de media frecuencia (transformadores
de MF) con separación galvánica, tal y como se emplean, por
ejemplo, para aplicaciones en el campo de la técnica de tráfico
ferroviario y en la industria.
Los transformadores y bobinas de choque son
componentes esenciales en la electrotecnia, en la construcción de
instalaciones industriales, en la construcción de vehículos sobre
carriles y, en general, en muchos campos de la tecnología (entre
otros, también en aviones y satélites). Sin embargo, las
compresiones de potencia en la concepción de transformadores y
bobinas de choque sólo se han mejorado en el pasado en un alcance
limitado. Las construcciones rectangulares y cilíndricas conocidas,
por ejemplo, tienen una relación de potencia/peso de
0,4-0,6 g/W a 6-12 kHz con una
potencia de transmisión entre 30 y 50 kVA.
Una clara mejora referida a la relación de
potencia/peso y compresión está representada por la publicación de
patente DE 102 03 246 B4. Según esta invención, se consigue una
clara mejora de la densidad de potencia de transformadores de MF,
en este caso con un arrollamiento.
A pesar de los progresos técnicos mostrados en
el documento de patente mencionado precedentemente respecto de
datos técnicos y posibilidades de aplicación, son posibles otros
progresos inventivos en dirección a un aumento de potencia
manteniendo las formas constructivas y mejoramiento de las formas
constructivas y fabricación. Para muchas aplicaciones, en
particular en el campo móvil, aunque también en la mayoría de
aplicaciones industriales, existe una necesidad referida a
potencias todavía mayores con formas constructivas semejantes, pero
particularmente formas constructivas perfeccionadas.
Los transformadores de MF, también otros
transformadores y bobinas de choque para tráfico industrial y
tráfico ferroviario, se refrigeran tradicionalmente sólo en los
arrollamientos o en las ranuras, por aire u otros medios.
Para el circuito magnético se instalan, en
parte, superficies de refrigeración adicionales o dispositivos de
refrigeración por líquido indirectos, con lo que puede reducirse el
volumen y peso de los transformadores.
Sin embargo, las formas constructivas actuales,
como son habituales desde el comienzo de la electrotermia y han
sido construidos con pocos cambios, no permiten el aprovechamiento
óptimo de los materiales utilizados, la mayoría de las veces de
alta calidad como el cobre, aluminio o incluso los caros materiales
magnéticos suaves.
Según las formas constructivas actuales con los
mecanismos habituales de las evacuaciones de calor, los
arrollamientos y núcleos deben construirse notoriamente más grandes
en sección transversal y volumen, si bien las secciones de los
conductores de los arrollamientos, las ferritas y los materiales
magnéticos suaves son físicamente de mayor capacidad de carga.
El motivo para ello es el problema de cómo es
posible ceder la pérdida térmica producida a la atmósfera. La
disipación de calor es dificultada en gran medida por las
resistencias térmicas de los aislamientos intermedios (capas) y de
arrollamiento, en particular en el medio de las zonas interiores de
los arrollamientos, lo que tiene por consecuencia temperaturas
elevadas. Además, las clases de materiales aislantes limitan las
corrientes de los transformadores por las temperaturas máximas
especificadas de los materiales aislantes, si bien en la mayoría de
los casos podrían ser posibles modulaciones mayores del circuito
magnético y, con ello, mayores corrientes y potencias.
En muchos casos, a su vez, ello hace que el
componente magnético (núcleos y/o culatas) deba tornarse más grande.
Por este motivo, por regla general, debe aumentarse la sección del
conductor y/o la sección del núcleo, también porque las curvas de
funcionamiento de los materiales magnéticos (entre otros, inducción)
empeoran a altas temperaturas, es decir, las secciones del núcleo
deben ser aumentadas ostensiblemente, lo que debido a los
arrollamientos mayores (longitudes de arrollamiento más largos)
produce, por su parte, pérdidas elevadas.
A todas luces, en la técnica de tránsito
ferroviario, convertidores de potencia de accionamiento (HBU) y en
los aparatos convertidores de corriente para los accionamientos, se
manifiesta en doble sentido el sólo lento desarrollo de
transformadores y bobinas de choque. Por un lado, el desarrollo de
la electrónica de potencia, semiconductores, y de los componentes
magnéticos pasivos, se abren en cuanto a peso y volumen. Es decir,
la ostensible reducción de tamaño de los HBU o módulos
convertidores de corriente de tracción no tiene en los componentes
magnéticos, ni siquiera por asomo, un equivalente dinámico
deseable.
Por otra parte, los transformadores y bobinas de
choque pesados y voluminosos causan en los vehículos sobre carriles
costes nada despreciables. En costes por cada kilo de peso y costes
relacionados en convertidores de corriente se elevan para
transformadores de media tensión a 30-40
\euro/kg, aproximadamente. El transporte de estos pesos -en 30 años de vida útil- requiere por kg de peso otros 100-150
\euroen costes de energía. Para aviones y satélites los valores adecuados son desigualmente mayores.
Incentivo suficiente para buscar intensivamente
con inventiva perfeccionamientos para reducir aún más los pesos y
el volumen de transformadores de media frecuencia y bobinas de
choque y procurar, además de costes de producción, un
aprovechamiento de materiales más efectivo y reducir todavía más,
directa o indirectamente, el consumo de energía.
Debido a las grandes dimensiones y al peso
específico relativamente elevado, los transformadores de MF y
bobinas de choque conocidos, incluso más modernos, están pre o
postconectados a los módulos de MF en los HBU o convertidores de
corriente de tracción. La incorporación directa de transformadores y
bobinas de choque a la construcción de módulos y el uso compartido
de los flujos de refrigeración de aire atmosférico, casi siempre de
diseño muy efectivo, permite, por regla general, ahorros drásticos
de volumen constructivo y peso de los contenedores de HBU y
convertidores de corriente. Actualmente, no raras veces se requieren
refrigeradores de retorno aire/aire o aire/agua especiales, que
exigen espacios de instalación adicionales en el contenedor
eléctrico o armario del convertidor de potencia. Justamente, este
coste técnico puede evitar o reducirse ostensiblemente.
Por lo demás, es más bien desventajoso que la
disposición de transformadores de MF y bobinas de choque fuera de
los HBU o contenedores de convertidores de corriente y de armarios y
espacios al aire libre requieren la mayoría de las veces una
protección adicional contra humedad, suciedad y caída de
piedras.
El documento EP 0 882 574 A1 da a conocer un
material compuesto de alta conductividad térmica, compuesto de un
material orgánico fibroso, un material de carga inorgánico y una
matriz de resina. El material compuesto puede usarse para la
disipación de calor en componentes eléctricos.
El documento EP 1 530 223 A1 da a conocer un
material aislante altamente termoconductor sobre la base de resinas
que, en partícula en componentes inductivos, puede usarse para el
mejoramiento de la disipación del calor.
La invención tiene el objetivo de conseguir en
transformadores y bobinas de choque, en particular transformadores
de MF, como mínimo una compresión de potencia en el factor 1,5. Es
decir, los transformadores de MF y bobinas de choque, según la
invención, tienen en comparación con transformadores de MF
convencionales, a igual volumen y peso una potencia mayor en, como
mínimo, el factor 1,5 o, a igual potencia, un volumen y peso
considerablemente menor.
En bobinas de choque, las posibilidades de
compresión no están dadas en la misma medida pero, también en este
caso, cabe esperar mediante las medidas, según la invención, ahorros
ostensibles de más del 30% en peso, volumen y consumo de energía en
funcionamiento.
Este objetivo se consigue de conformidad con la
invención mediante un componente inductivo de las características
de las reivindicaciones 1 y 2.
Configuraciones ventajosas y otras
características preferentes de la invención están indicadas en las
reivindicaciones secundarias, a cuya descripción se hace referencia
directa en este lugar.
Mediante la solución de conformidad con la
invención se consigue un ahorro de material y una reducción del
tamaño de transformadores de MF o bobinas de choque a igual
potencia, ejerciendo una reducción drástica de las resistencias
térmicas internas entre los arrollamientos, también por encima de
múltiples arrollamientos del primario y del secundario. Por otra
parte, se consigue un transporte efectivo de la pérdida térmica, con
gradiente térmico reducidos de los arrollamientos, en primer lugar
a las superficies de transformadores y bobinas de choque y, a
continuación, a la atmósfera.
En total, se consigue una mejora ostensible de
la conducción térmica desde las zonas internas de los arrollamientos
y, con ello, una disipación de la pérdida térmica a la atmósfera, a
través de temperaturas exteriores aumentadas de los refrigeradores
parciales de superficie exterior de los transformadores.
Complementaria o alternativamente, puede concentrarse el flujo de
calor de los arrollamientos, por ejemplo de las "capas medias"
de los arrollamientos, y conducir la pérdida térmica mediante
paletas termoconductoras a tubos térmicos aislados de tensiones de
prueba, los así llamados heat pipes, que por su parte conducen el
calor a superficies metálicas o refrigeradores especiales, que
alternativamente también pueden estar dispuestos fuera de la cámara
del transformador.
Para que ello sea posible con diferencias de
tensión eléctrica, en parte considerables, entre arrollamientos
primarios y secundarios, según la invención se usan puentes térmicos
de media tensión estables, por ejemplo de aislamiento cerámicos
flexibles y piezas termoconductoras aislantes fabricadas en otra
parte.
Por una parte, la invención soluciona el
problema de la dificultosa conducción de calor a través de los
aislamientos de conductores o, en el encapsulamiento de los
arrollamientos, a través de la mayoría de las superficies aislantes
de transformadores o bobinas de choque. Por otra parte, existía
hasta ahora una disipación del calor la mayoría de las veces
insuficiente de las superficies aislantes del arrollamiento, que
representan también una considerable resistencia térmica. De
conformidad con la invención, se usan láminas conductoras de calor
acabadas de desarrollar, que presentan una conductividad térmica
mejorada en el factor 5-20 que los materiales
aislantes usados hasta ahora, y se utilizan puentes térmicos de
separación galvánica protegidos contra tensiones de prueba, que
ceden de forma ostensiblemente más efectiva la pérdida térmica
desde los centros de calor.
Otro problema a solucionar era la dificultosa
conducción de calor a través de sus los aislamientos intermedios de
los arrollamientos primarios y secundarios (en particular, los
arrollamientos interiores). Éstos dificultaban considerablemente el
flujo de calor hacia el exterior. La conductividad de calor y las
secciones pequeñas de conductores producen físicamente una
evacuación reducida de calor a conexiones externas o sus superficies
a través de las secciones del conductor. Según la invención, se
desarrollan nuevos aislamientos intermedios por puente térmico, que
mejoran considerablemente la evacuación de calor desde las capas
interiores de los arrollamientos hacia las capas exteriores y la
superficie del transformador y hacen que, con poco volumen, el uso
de refrigeradores adicionales dispuestos allí sea muy eficaz.
La invención se basa en un concepto moderno para
los aislamientos intermedios y de conductores mediante el uso de
nitrito de aluminio (AIN) o láminas aisladoras termoconductoras de
óxido de aluminio empobrecido con reducido componente de plástico,
para reducir las resistencias térmicas entre los arrollamientos y
las capas de láminas en el factor 3-10 para, con
ello, reducir ostensiblemente el peso y volumen de los
arrollamientos, para que también los circuitos magnéticos de los
transformadores, en particular anchura y/o altura de los
arrollamientos, puedan ser reducidos ostensiblemente.
En un transformador de múltiples brazos del tipo
constructivo según la invención, los arrollamientos primarios y
secundarios están separados entre sí mediante, preferentemente,
aislamientos intermedios y un encapsulamiento hermético, estando
los núcleos sujetados térmica y eléctricamente aislados en
perforaciones en el encapsulamiento de bobina.
El encapsulamiento de bobinas es,
preferentemente, una masa de relleno que cierra herméticamente y
separa entre sí un arrollamiento primario y secundario. Forma junto
con los arrollamientos un bloque compacto para el alojamiento de
los núcleos. La masa de relleno está, preferentemente, compuesta de
una resina, preferentemente resina epóxica con materiales de carga
conductores de calor, preferentemente nitrito de aluminio y/o polvo
de cuarzo silanizado y/o partículas metálicas aisladas, en tanto
que, con ello, no se perjudiquen las propiedades de aislamiento de
la colada. Sin embargo, la invención no está limitada a
bobinas/enrollamientos encapsulados. Los aislamientos intermedios
por puente térmico y aislamientos de arrollamiento de puentes
térmicos también pueden ser usados para transformadores
convencionales sin (sic).
Los arrollamientos primarios y secundarios de
los transformadores y bobinas de choque son, preferentemente,
conductores de lámina, pero también pueden estar conformados como
conductor trenzado para alta frecuencia y/o conductor hueco
perfilado (para la refrigeración por líquido directa/indirecta).
La figura 1 muestra esquemáticamente el
arrollamiento de un transformador de un brazo o de un 2E o de un 4U,
en vista lateral, antes del encapsulamiento.
La figura 1a muestra un arrollamiento como en la
figura 1, pero para un, así llamado, encapsulamiento de olla.
La figura 2 muestra, esquemáticamente, una
sección transversal del transformador, según la figura 1, en vista
frontal.
La figura 2a muestra, de forma análoga a la
figura 1a), un arrollamiento en una carcasa de aluminio para
encapsulamiento de olla, en sección transversal.
La figura 3 muestra, esquemáticamente, una
configuración modificada del transformador, según la figura 1.
La figura 4 muestra, esquemáticamente, una
sección transversal del transformador modificado, según la figura
3.
La figura 5 muestra una vista en planta, así
como una sección transversal a través de un puente térmico
cerámico.
La figura 6 muestra una vista en planta y una
sección transversal a través de un puente térmico de solapa, por
ejemplo como pieza moldeada por inyección, de fundición o
sinterizada.
La figura 7 muestra una vista en planta y una
sección transversal a través de un puente térmico de cerámica para
la instalación exterior disipadora de calor.
La figura 8 muestra una vista frontal de un
transformador de media frecuencia con puentes térmicos encapsulados
y otras medidas disipadoras de calor.
la figura 9 muestra una vista lateral del
transformador según la figura 8 con elementos refrigerantes.
La figura 10 muestra una vista en perspectiva
del transformador según la figura 8, desde abajo.
La figura 11 muestra una vista en perspectiva
del transformador según la figura 8, desde arriba.
La figura 12 muestra una vista en planta sobre
el transformador según la figura 8.
La figura 13 muestra una geometría de una chapa
conductora de calor de puentes térmicos.
La figura 14 muestra otra configuración de un
transformador de media frecuencia, en vista frontal.
La figura 15 muestra el transformador de MF de
la figura 14, en vista lateral.
La figura 16 muestra una sección transversal a
través del transformador de MF de la figura 14.
La figura 17 muestra una vista en planta sobre
el transformador de MF de la figura 14.
La figura 18 muestra una sección transversal de
otro modelo de fabricación de un transformador de MF.
La figura 19 muestra una vista en planta sobre
el transformador de MF de la figura 18, con núcleos extraídos.
La figura 20 muestra una representación de los
núcleos del transformador de la figura 18, en vista frontal y
lateral.
La figura 21 muestra una representación de las
culatas del transformador de la figura 18, en vista frontal y
lateral.
La figura 22 muestra una vista de una
configuración de un transformador de MF con superficies exteriores
en parte metálicas, eléctricamente separadas.
La figura 23 muestra una vista lateral del
transformador de la figura 22 con superficies exteriores metálicas
y con perforaciones roscadas o para remachar para la fijación de
refrigeradores o cuerpos refrigerantes de chimenea de varias etapas
o de aire forzado o refrigeradores de agua.
La figura 24 muestra una sección a través de un
transformador según la figura 22, con superficies refrigerantes
interiores entre los arrollamientos de dos ramas.
La figura 25 muestra una vista en planta sobre
el transformador de la figura 22, con núcleos extraídos.
La figura 26 se muestra una sección en detalle
de un puente térmico exterior con conexión de puente térmico y
chapa refrigerante.
La figura 27 muestra un transformador según la
figura 22 con múltiples elementos refrigerantes.
La figura 28 muestra una vista lateral del
transformador de la figura 27.
La figura 29 muestra una sección a través del
transformador según la figura 27.
La figura 30 muestra una vista en planta sobre
el transformador según la figura 27.
La figura 31 muestra una sección a través de un
arrollamiento del transformador.
La figura 32 muestra una vista de la estructura
de capas del arrollamiento del transformador.
La figura 33 muestra una estructura de un
arrollamiento aislado de puente térmico de un transformador de
MF.
La figura 34 muestra en el ejemplo de un
transformador de olla una sección a través de un transformador de
MF con puentes térmicos.
La figura 35 muestra una sección longitudinal a
través del transformador según la figura 34.
La figura 36 muestra una sección transversal a
través del transformador según las figura 34 y 35, con heat
pipes.
La figura 37 muestra una sección longitudinal a
través del transformador según la figura 36.
La figura 38 muestra un puente térmico para la
conexión a una heat pipe.
La figura 39 muestra múltiples puentes térmicos
para la conexión a una heat pipe.
La figura 40 muestra una sección transversal a
través de un transformador con puentes térmicos y heat pipes y
elementos refrigerantes externos. Esta configuración también es,
analógicamente, utilizable para transformadores de dos ramas,
bobina de choque de ramas y bobinas de choque de discos.
La figura 41 muestra una así llamada bobina de
choque de discos en sección X, en la que los arrollamientos con
aislamientos de puentes térmicos conforme a lo antedicho y el
aislamiento a la carcasa también están configurados como
aislamiento de puentes térmicos.
La figura 42 muestra una bobina de choque de
discos en sección axial con aislamiento cilíndrico a núcleo y
envoltura exterior.
La figura 43 muestra, ficticiamente, una
disposición por capas de aislamientos de arrollamientos de
conductores de lámina, por ejemplo con espesores de capas de
0,08-0,15 mm y conductividad térmica de, por
ejemplo, 0,4-0,6 W/m K.
La figura 44 muestra, ficticiamente, una
disposición de capas de aislamientos de arrollamientos de
conductores de lámina con espesores de capa de
0,08-0,15, pero con "conductividad de puentes
térmicos" mayor o igual a 1,0 W/m K pero, por regla general,
entre 1-10 W/m K, de láminas termoconductoras de
láminas de siliconas empobrecidas con cargas cerámicas o de
materiales de carga de polvo de cuarzo.
La figura 45 muestra, por ejemplo, láminas
conductoras cuya superficie está cubierta de recubrimientos
sintetizados cerámicos muy delgados, estando las mezclas de granos
finísimos cerámicos, debido a la adhesión y el aislamiento,
embutidos en capas plásticas muy delgadas sinterizadas. Este
aislamiento tiene, respecto de los ejemplos de las figuras 43 y 44,
solamente un espesor de aislamiento de 50%, aproximadamente, es
decir 0,05 mm, aproximadamente, de aislamiento de alta
conductividad térmica, que mejora todavía más el grado de
aprovechamiento del arrollamiento y la evacuación de calor.
La figura 46 muestra de forma análoga a la
figura 45 aislamientos de conductores, por ejemplo también con
barniz de aislamiento, pudiendo estar el barniz de aislamiento
igualmente enriquecido con polvo termoconductor. Para proteger los
cantos recubiertos se pueden arrollar cintas adhesivas poliamídicas
delgadas entre los conductores de láminas recubiertos, para
conseguir un aislamiento seguro de larga duración en la zona de
cantos del conductor de láminas, sin que radialmente las capas del
arrollamiento se hagan perceptiblemente más gruesas.
Por supuesto, lo antedicho vale también para la
impregnación de arrollamientos. También las resinas/siliconas de
impregnación 84 pueden, según la invención, ser dotadas de aditivos
termoconductores, para que la impregnación pueda penetrar en los
muchos resquicios estrechos, para puentear las no insignificantes
resistencias térmicas de entrehierro.
Pero también puede realizarse una impregnación
aplicada 85 durante el arrollamiento, para asegurar que, a pesar de
las mezclas de granos termoconductores optimizadas, están rellenados
todos los resquicios del arrollamiento entre las láminas
conductoras, los aislamientos de arrollamientos y los aislamientos
intermedios.
Las figuras 1 y 2 muestran un transformador de
MF encapsulado con un arrollamiento 50 envuelto en un
encapsulamiento 51. Entre las capas del arrollamiento 50 están
dispuestos puentes térmicos flexibles 52 compuestos, por ejemplo,
de láminas termoconductoras flexibles de nitrito de aluminio u óxido
de aluminio enrollables. Además, preferentemente, en el interior
del arrollamiento están dispuestos puentes térmicos cerámicos 53 y
también puentes térmicos cerámicos 54 como refrigeradores externos
o como conexión a refrigeradores externos. Dichas realizaciones de
puentes térmicos son rígidas y, consecuentemente, deben ajustarse
constructivamente a las formas del arrollamiento. Sin embargo, en
comparación con los puentes térmicos flexibles, tienen evidentes
mayores conductividades térmicas.
La figura 1a y 2a muestran (respecto de las
figuras 1, 2, 3, 4) un así llamado transformador de olla. Los
contornos exteriores e interiores del arrollamiento tienen
dispuestos azulejos termoconductores 54; 53 o puentes térmicos
flexibles 66, acoplados sin resquicio o con poco resquicio a la
carcasa de olla y encapsulados junto con los núcleos 69. Las
figuras 1-4 representan arrollamientos para
transformadores en tecnología de encapsulamiento y no
encapsulamiento, es decir aplicaciones sin carcasa de olla.
En muchas aplicaciones, en particular en las de
poca potencia, el encapsulamiento del arrollamiento y de los
núcleos se realiza en las carcasas de olla de conformidad con las
figuras 1a y 2b. En principio, el arrollamiento está equipado con
puentes térmicos, como en 1 y 2. Sin embargo, el arrollamiento y los
núcleos se contactan de forma termotécnica (conductoras de calor)
con los puentes térmicos 54 y/o 51 en la carcasa de olla 66. Dentro
de la penetración de bobina, el trasporte de calor se realiza
mediante puentes térmicos 53, 54 y componentes transmisores de
calor 67-69.
Algo analógico sucede con los núcleos. Las
pérdidas térmicas de los núcleos/culatas son disipadas mediante
paletas termoconductoras o piezas de forma especial a la carcasa,
que puede estar equipada con o sin aletas refrigerantes 70.
Las figuras 3 y 4 muestran, respecto de las
figuras 1 y 2, una forma de realización modificada de un
transformador, habiendo dispuesto entre cada capa de arrollamiento
50 puentes térmicos flexibles 52, que sirven al mismo tiempo como
aislamiento, y puentes térmicos cerámicos 53, los que evacuan
efectivamente al exterior la pérdida térmica generada en el
arrollamiento 50.
Las figuras 5, 6, 7 muestran diferentes
posibilidades de estructura de puentes térmicos fijos, por ejemplo
puentes térmicos cerámicos 53 y 54, según las figuras 5 y 7. Dichos
puentes térmicos 53 y 54 son, en su forma -como ya mencionado-,
ajustados al propósito de aplicación respectiva.
El puente térmicos según la figura 5 está
dispuesto, por ejemplo, entre las capas de un arrollamiento,
mientras que el puente térmico según la figura 7 puede representar
un puente térmico para refrigeración exterior.
La figura 6 muestra un puente térmico 61
compuesto de un material para moldeo por inyección, fundición o
sinterizado, muy ventajoso y sencillo en su fabricación. El
material para moldeo por inyección contiene, preferentemente,
aditivos de materiales de muy buena conductividad térmica.
Las figuras 8 a 13 muestran transformadores de
MF con puentes térmicos, en particular puentes térmicos internos 58
entre las capas de arrollamiento y puentes térmicos exteriores 57,
conectados con otros puentes térmicos 59 y paletas refrigerantes 55
para la disipación del calor a la atmósfera.
Las paletas refrigerantes están realizadas, por
ejemplo, de una chapa termoconductora 56, como se muestra en la
figura 13. Toda la zona del arrollamiento del transformador está
envuelta, por ejemplo, por un encapsulamiento epóxico 60, que,
igualmente, puede estar compuesto, pero no obligatoriamente, de un
material buen termoconductor.
Las figuras 14 a 17 muestran otra configuración
de un transformador de conformidad con la invención, en diferentes
vistas. El transformador de MF presenta un encapsulamiento de bobina
1 con una sección transversal, fundamentalmente rectangular
biselada. En el encapsulamiento de bobina 1 están encapsulados un
arrollamiento primario 2a, así como un arrollamiento secundario 2b.
Se produce, de este modo, un bloque que rodea de modo hermético los
arrollamientos 2a, 2b. La parte frontal y la parte trasera
conforman una superficie frontal 3, que se puede usar, por ejemplo,
para el posicionamiento de las conexiones 13, 14 del transformador
de MF. En el extremo inferior están dispuestos, preferentemente,
pies de transformador 4, que presentan una guarnición de
encapsulamiento 6 para fijaciones en el suelo o en las paredes.
Entre las capas de arrollamiento 2a o bien 2b
está dispuesto un aislamiento intermedio flexible 7, que sirve al
mismo tiempo como puente térmico entre las capas de arrollamiento,
de modo que la pérdida térmica que se genera en los arrollamientos
es cedida de inmediato en dirección de los núcleos o al
exterior.
En el encapsulamiento de bobina 1 están
añadidos, por ejemplo, dos arrollamientos de tres capas 2a y 2b, en
los que los arrollamientos son contiguos separados entre sí, por
medio de una fundición intermedia de aislamiento 19.
Alternativamente, en el lado frontal y trasero 3 del encapsulamiento
de bobina 1 pueden estar dispuestos ahuecamientos 20, que
garantizan una mejor cesión del calor de las bobinas 2a, 2b al
entorno exterior. La conexión eléctrica de los arrollamientos 2a y
2b se realiza en espacios de conexión integrados 11 o bien 12, que
también están rellenos completamente de masa de relleno.
Cada bobina tiene una penetración de bobina,
estando las penetraciones de bobina dispuestas planoparalelas. Las
penetraciones de las bobinas tienen, por ejemplo, una sección
transversal rectangular, con partes biseladas en los lados
estrechos de la penetración, estando dispuestas, respectivamente, en
un lado longitudinal del rectángulo aletas 9 paralelas entre sí.
Las aletas 9 están dispuestas planoparalelas respecto de las
superficies de la penetración de bobinas. Además, preferentemente
las aletas 9 están conformadas cónicas en el lado longitudinal,
tanto lateralmente como en su anchura de ruptura.
Los núcleos 21, 22 y las culatas 18, tal y como
están esbozados en la figura 20 y 21, están conformados en grupos
constructivos compuestos de núcleos I o de núcleos de cinta
dividida. A continuación, las aletas 9 del encapsulamiento de la
bobina 1 se pegan en la parte exterior y en la zona de las juntas de
pegado a los núcleos 21, 22 o las culatas 18 mediante una capa
termoaislante 5, preferentemente de plástico reforzado con fibras
de vidrio. Gracias a ello, se consigue que los núcleos 21, 22 se
puedan desacoplar térmicamente de los arrollamientos 2a, 2b. Estos
núcleos 21, 22 con la capa aislante 5 adherida se fijan ahora por un
lado mediante pegado a las aletas 9. O sea, los núcleos 21, 22
tienen contacto con el encapsulamiento de la bobina 1 solamente en
la zona de las aletas 9. Consecuentemente, según la invención, no se
requiere ningún tipo de elemento de soporte o de sujeción mecánico
para los núcleos 21, 22 y culatas 18, ya que los núcleos se colocan
directamente sobre las aletas 9 en el interior de las penetraciones
de bobinas.
Tal y como se ha indicado, con la forma
constructiva de dos o más ramas propuesta, por medio de la variación
de la altura constructiva y/o de la anchura y la adaptación del
núcleo a diferentes secciones transversales y distancias, se hace
posible una variación amplia de la capacidad de transmisión. Los
núcleos 21, 22 están colgados libres hacia todos los lados en los
arrollamientos, y están fijados a las aletas 9 en sólo un lado.
Gracias a ello, los núcleos 21, 22 se sujetan en el encapsulamiento
de bobina 1 de un modo muy poco ruidoso, como consecuencia del
pegado "fijo elástico". Todas las piezas para la fijación de
los núcleos 21, 22 se componen de materiales no conductores, de
manera que los núcleos pueden flotar libremente desde el punto de
vista del potencial. Los núcleos, al contrario de lo que sucede con
los transformadores convencionales, no están puestos a tierra.
Preferentemente se usan núcleos de ferrita o núcleos nanocristalinos
o amorfos.
Las Figuras 18 y 19 muestran un modelo de
fabricación ligeramente modificado de un transformador de MF, según
la invención, en el que, en este caso, se usan aletas 9 algo más
estrechas para la fijación de los núcleos 21, 22. Dependiendo de la
configuración de las rupturas de la bobina y de las aletas, se puede
optimizar el transformador por lo que se refiere a su inductancia
de dispersión o bien a su emisión de ruido. También en este caso se
usan aislamientos intermedios por puente térmico 7 entre las capas
de arrollamientos 2a y 2b.
Las figuras 22 a 26 muestran un transformador
con puentes térmicos y superficies de base para refrigeración
interior y exterior. El transformador comprende tanto chapas
refrigerantes exteriores 25 como también chapas refrigerantes
interiores 26, conectadas en forma termoconductora con los
arrollamientos 2a o bien 2b mediante contactos de puente térmico
27. Tal y como se describió anteriormente, los arrollamientos están
separados entre sí mediante aislamientos intermedios de calor 7.
Las chapas refrigerantes 25 y 26 están fijadas, por ejemplo, por
medio de un destalonamiento 28 en la resina de moldeo del
transformador. Las chapas refrigerantes 25 y 26 pueden presentar
respectivas roscas 29, en las que después pueden atornillarse
elementos refrigerantes adicionales.
Las figura 27 a 30 muestran el transformador
según las figuras 22 a 26 con elementos refrigerantes externos 30 y
31 fijados, preferentemente atornillados, a las chapas refrigerantes
25 y 26. El elemento refrigerante 31 muestra, por ejemplo, una
serie de nervios refrigerantes 32, entre los que se forman chimeneas
de enfriamiento 33 que aseguran una buena disipación del calor por
medio de la circulación de aire. Es decir, los refrigeradores
tienen el objetivo de compensar la reducción de superficie del
transformador, que va acompañado de la reducción de volumen, o bien
la mayor disipación que se produce con el posible aumento de
potencia.
Las figuras 31 y 32 muestran, por ejemplo, una
sección transversal y una vista en planta de uno de los dos
arrollamientos 2a ó 2b, por ejemplo de los transformadores según las
figuras 14 ó 22. Los conductores son, preferentemente, conductores
de lámina de cobre 23 que, intercalando un aislamiento intermedio
24, son arrollamientos esencialmente cuadráticos o rectangulares.
Los conductores de cobre 23 están conectados externamente con las
conexiones 13, 14 del encapsulamiento de bobina 1. Los
arrollamientos están encerrados firme y herméticamente por medio de
una masa de relleno de una resina, preferentemente resina epóxica
con materiales de carga termoconductoras, pero no es necesario que
lo sean en transformadores convencionales.
Además, los arrollamientos pueden estar
envueltos de una cinta de seda de fibra de vidrio de malla gruesa,
para que el encapsulamiento del arrollamiento sea altamente estable
y resistente a los choques térmicos de calor y frío. El aislamiento
de mica convencionales es reemplazado, según la invención, por
puentes térmicos 34 y aislamientos intermedios 7 fundidos en resina
de moldeo.
Los núcleos magnéticos están dotados de placas
delgadas reforzadas con fibra de vidrio para la compensación de
tensiones y como mediador de pegado. Además, para el mejoramiento
del proceso de encapsulamiento de los arrollamientos se mantienen
entalladuras laterales 16 para la salida al medio o al exterior de
burbujas de aire.
La figura 33 muestra, a partir del ejemplo de
las figuras 31 y 32, la producción de un arrollamiento con puentes
térmicos, estando las diferentes partes de los arrollamientos
conectados entre sí de forma termoconductora por medio de los
puentes térmicos 34 y 34a.
Las figuras 34 y 35 muestran otra configuración
de un transformador con puentes térmicos en forma de un
transformador de olla. Entre los arrollamientos 35 se encuentran
dispuestos aislamientos por puente térmico, por ejemplo de nitrito
de aluminio y aislamientos intermedios 38 fundidos. Están dispuestos
tanto puentes térmicos internos 36 como puentes térmicos exteriores
44, disipando los puentes térmicos interiores 36 el calor entre las
capas de arrollamiento 35 y cediéndolo a los puentes térmicos
exteriores 44, que después proceden a cederlo a termoconductores
interiores/exteriores 39 conectados a un elemento refrigerante 41
correspondiente. El elemento refrigerante 41 esta integrado,
preferentemente, en la carcasa de olla 40 del transformador.
Las figuras 36 y 37 muestran un modelo de
fabricación semejante al de las figuras 34 y 35, estando dispuestos,
en este caso, heat pipes 43 conectados en forma adicional a los
puentes térmicos internos 36, que absorben el calor generado en el
interior del arrollamiento 35 y lo ceden al exterior a los elementos
refrigerantes 41.
Las figuras 38 y 39 muestran las posibilidades
de disipación de calor y entrega de calor desde el interior del
transformador al heat pipe 43. Se usan aislamientos de
arrollamientos e intermedios 47 de un material termoconductor de
aislamiento, para transferir el calor a una paleta termoconductora
del heat pipe. El calor es conducido a través de un listón cerámico
48 al heat pipe 43 y con un listón metálico 49, por ejemplo de
cobre, es transferido de modo uniforme al heat pipe 43.
La figura 40 muestra, finalmente, un ejemplo de
un transformador con puentes térmicos y heat pipe disipador a un
elemento refrigerante exterior 45. El calor generado en el interior
del transformador es conducido por medio de los heat pipes 43 al
elemento refrigerante externo 45 enfriado mediante un flujo de aire
refrigerante 46. El elemento refrigerante externo puede estar
dispuesto, por ejemplo, en un compartimiento separado, dividido del
compartimiento del transformador mediante un mamparo.
Las figuras 41 y 42 muestran, por ejemplo, una
bobina de choque de discos para aplicaciones ferroviarias o
industriales. Las figuras esquematizadas muestran como, en el
sentido de la invención, se procede fundamentalmente con los
arrollamientos de transformadores y bobinas de choque. Los
arrollamientos 80 de la bobina de choque se componen, por ejemplo,
de un conductor de lámina, conductor trenzado de alta frecuencia o
un conductor hueco. Los arrollamientos 80 están aislados
eléctricamente entre sí mediante aislamientos de puente térmico 76.
Entre el diámetro exterior del arrollamiento y la envoltura de la
bobina de choque están dispuestos puentes térmicos 75, también
puentes térmicos 76 entre el núcleo y el diámetro interior de la
bobina. El encapsulamiento 82 de la bobina de choque de discos se
compone, preferentemente, de resinas termoconductoras con una
conductividad térmica de, por ejemplo, mayor o igual a 1,6 W/m K.
El núcleo 78 y el disco (culata) 79 se componen, por ejemplo, de
materiales compuestos de polvo u otros materiales magnéticos
suaves.
Como se muestra en relación a las figuras 43 a
46, puede haber dispuestos, además, otros aislamientos
termoconductores de arrollamientos 81. Por ejemplo, anodizado duro
81a en conductores de aluminio, láminas finísimas 81b, sinterizado
en lecho fluidizado, polvo cerámico más materiales aglutinantes,
aislamiento con barniz 81c con polvo termoconductor o láminas de
aislamiento ISo muy delgadas 86 (mayor protección en la zonas de
bordes). Las conexiones eléctricas 83 de la bobina de choque están
configuradas como boquilla de paso a través de la carcasa de
discos.
Además, en el arrollamiento entre conductor y
aislamiento de arrollamiento, así como conductor y aislamiento
intermedio (también láminas termoconductoras), puede usarse un
barniz de impregnación 84 o la aplicación de un barniz de
impregnación 85 enriquecido con polvo termoconductor de diferente
granulometría.
La posición 75 de la figura 43 simboliza un
aislamiento convencional de los arrollamientos 80. Las posiciones
81a, 81b y 81c de las figuras 44, 45 y 46 muestran la técnica
forzada de puentes térmicos entre conductores, ya sean éstos
láminas, conductores trenzados de alta tensión u otros conductores,
debiendo mencionarse que los aislamientos de arrollamientos con las
diferencias de tensión relativamente pequeñas entre arrollamientos
contiguos permiten láminas con el agregado importante y especial de
materiales termoconductores con una conductividad térmica
específica de hasta, actualmente, 8-10 W/m K.
Los aislamientos de tierra e intermedios
requieren, debido a los mayores valores de tensión, láminas
termoconductoras que también exigen resistencias dieléctricas
elevadas. Ello queda, por regla general, a cargo del grado de
rellenado y de la conductividad térmica de la láminas
termoconductoras. Es decir, las láminas a usar para aislamientos de
tierra e intermedios tienen, por regla general, sólo un 50%,
aproximadamente, de los valores de conductividad térmica que las
láminas termoconductoras para aislamientos de arrollamientos, lo
que, sin embargo, representa todavía un valor de capacidad
termoconductora mayor en el factor 3-10 respecto de
materiales de aislamiento actuales.
Por lo demás, existe la posibilidad de arrollar
las primeras capas de un aislamiento intermedio con un material
aislante actual, por ejemplo mica, poliamida, etc., y arrollar el
grosor principal del aislamiento intermedio con láminas de puente
térmico, lo que, sin embargo, debido a las relaciones de un grosor
de capa proporcionales sólo aumenta en forma insignificante la
resistencia térmica total, pero tiene la ventaja de situar los
materiales probados durante decenios en la construcción de
transformadores allí donde la carga de tensión sobre el aislamiento
intermedio es la mayor.
Combinaciones semejantes también son posibles en
los aislamientos de los arrollamientos. Los aislamientos de
arrollamientos internos (capas interiores) pueden fabricarse con
"aislamiento de puente térmico" 81, mientras que, por ejemplo,
los "aislamientos de arrollamientos externos" pueden
fabricarse, frecuentemente, de aislamientos de arrollamientos
convencionales.
Los arrollamientos son completados óptimamente
mediante impregnaciones que presentan mejores propiedades
termoconductoras que las impregnaciones actuales.
También las impregnaciones 84, 85 pueden, de
forma similar a las de las láminas de puentes térmicos, ser
enriquecidas con polvos termoconductores, lo que significa un mejor
diseño termotécnico total de transformadores de MF y bobinas de
choque.
Lo que parece apropiado respecto del diseño
total técnico-económico óptimo y de la reducción de
volumen, pesos y pérdidas eléctricas, con el instrumental según la
invención puede ser calculado, diseñado y fabricado de modo más
seguro y fácil para la realización óptima. En casi todos los casos
saca provecho la siguiente etapa de aplicación o funcionamiento.
Los convertidores de corriente, inversores y bienes de inversión
industriales son ostensiblemente más livianos, compactos,
funcionales y, en muchos casos, más seguros y económicos.
- 1
- bobinas y encapsulamiento de bobinas para transformadores
- 2a
- arrollamiento encapsulado transformadores de olla, etc.
- 2b
- arrollamiento encapsulado transformadores de olla, etc.
- 3
- superficie frontal (para conexiones)
- 4
- pie del transformador
- 5
- placa de aislamiento (sobre el núcleo)
- 6
- guarnición de encapsulamiento (pie del transformador)
- 7
- aislamiento intermedio (bobinas)
- 8
- pegado paralelo de los núcleos I
- 9
- aletas
- 10
- espacio intermedio (ventilación de chimenea)
- 11
- espacio de cableado (arrollamiento primario)
- 12
- espacio de cableado (arrollamiento secundario)
- 13
- conexión (secundario)
- 14
- conexión (primario)
- 15
- unión de fundición (bobinas)
- 16
- entalladura lateral (núcleo)
- 17
- placa de aislamiento (culata)
- 18
- culata
- 19
- capa de aislamiento de bobina
- 20
- canal de aire
- 21
- núcleo
- 22
- núcleo
- 23
- arrollamiento de cobre
- 24
- aislamiento intermedio (bobinas)
- 24a
- masa de relleno
- 25
- chapa refrigerante (exterior)
- 26
- chapa refrigerante (interior)
- 27
- contacto de puente térmico
- 28
- destalonamiento
- 29
- rosca
- 30
- elemento refrigerante
- 31
- elemento refrigerante
- 32
- nervios de refrigeración
- 33
- chimenea de refrigeración
- 34
- puente térmico
- 35
- arrollamiento
- 36
- puentes térmicos (interior)
- 37
- puentes térmicos de aislamiento
- 38
- aislamiento intermedio
- 39
- termoconductor interior/exterior
- 40
- carcasa de olla
- 41
- refrigerador
- 42
- conexiones (eléctricas)
- 43
- heat pipe
- 44
- puentes térmicos exteriores
- 45
- refrigerador (exterior)
- 46
- flujo de aire refrigerante
- 47
- paleta termoconductora
- 48
- listón cerámico
- 49
- listón metálico
- 50
- arrollamiento
- 51
- encapsulamiento
- 52
- puente térmico (flexible)
- 53
- puente térmico (cerámico)
- 54
- puente térmico (cerámico)
- 55
- paletas refrigerantes
- 56
- chapa termoconductora
- 57
- puente térmico (exterior)
- 58
- puente térmico (interior)
- 59
- puente térmico (primario)
- 60
- encapsulamiento de resina epóxica
- 61
- puente térmico (moldeo por inyección)
- 65
- contacto flujo térmico arrollamiento azulejo P54 a carcasa de olla
- 66
- contacto flujo térmico arrollamiento flexible puente térmico P57 carcasa de olla
- 67
- bloque metálico de Al ó Cu para disipación del calor núcleo-carcasa de olla
- 68
- flujo térmico a través de azulejo 53 mediante paleta de disipación de Al/Cu a carcasa de olla
- 69
- flujo térmico del núcleo a la carcasa de olla
- 70
- aletas refrigerantes en carcasa de olla
- 71
- encapsulamiento de transformador de MF en la carcasa de olla
- 75
- puente térmico entre diámetro exterior arrollamiento a envoltura de bobina de choque
- 76
- aislamiento de puentes térmicos entre los arrollamientos de la bobina de choque
- 77
- puente térmico entre núcleo y diámetro interior de bobina
- 78
- núcleo: material de compuesto de polvo (u otros materiales magnéticos suaves
- 79
- disco, por ejemplo, de material de compuesto de polvo (en el sentido de culata, también 78
- 80
- conductor de lámina o conductor trenzado de alta frecuencia o conductor hueco, etc.
- 81
- otro aislamiento termoconductor de arrollamientos 81a) anodizado duro en conductores de lámina de aluminio, 81b) láminas finísimas, sinterizado en lecho fluidizado, polvo cerámico más materiales aglutinantes, 81c) aislamiento con barniz con polvo termoconductor y láminas de aislamiento muy delgadas 86 (mayor protección en la zonas de bordes)
- 82
- masa de relleno de la bobina de choque de disco, por ejemplo: con resinas termoconductoras. \geq1,6 W/m K
- 83
- conexiones eléctricas bobina de choque, al mismo tiempo paso de carcasa de discos
- 84
- barniz de impregnación enriquecido con polvo termoconductor de diferente granulometría
- 85
- encapado de barniz de impregnación durante el arrollamiento entre conductor y aislamiento de arrollamiento, y conductor y aislamiento intermedio (también láminas termoconductoras)
- 86
- lámina de aislamiento.
Claims (21)
1. Componente inductivo compuesto de cómo mínimo
un arrollamiento (2a, 2b), estando dispuesto uno o más aislamientos
intermedios por puente térmico (7) entre diferentes capas del
arrollamiento y/u otro arrollamiento caracterizado porque
los aislamientos intermedios por puente térmico comprenden láminas
aislantes flexibles (52), en las que están incorporados materiales
de carga termoconductores cerámicos o con contenido de polvo de
cuarzo, y porque el componente inductivo es un transformador, en
particular un transformador de MF con, como mínimo, un
arrollamiento primario y secundario (2a, 2b) acoplados
magnéticamente, y tienen, como mínimo, un núcleo para los
arrollamientos primarios y secundarios sujetado en una penetración
de bobina en el encapsuladamiento de bobina, estando dispuestos uno
o más aislamientos intermedios por puente térmico (7) entre el
arrollamiento primario y secundario, otros arrollamientos, o piezas
metálicas internas y externas.
2. Componente inductivo con, como mínimo, un
arrollamiento (2a, 2b), estando entre diferentes capas del
arrollamiento y/u otro arrollamiento dispuestos uno o más
aislamientos intermedios por puente térmico (7),
caracterizado porque los aislamientos intermedios por puente
térmico comprenden láminas aislantes flexibles en las que están
incorporados materiales de carga cerámicos termoconductores o
conteniendo polvo de cuarzo, y porque el componente inductivo es
una bobina de choque con o sin núcleo.
3. Componente inductivo según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
aislamientos intermedios por puente térmico (7) se componen,
esencialmente, de láminas conductoras térmicas flexibles de
siliconas.
4. Componente inductivo según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
aislamientos intermedios por puente térmico (7) presentan,
esencialmente, una conductividad térmica mayor o igual a 1,3 W/m
K.
5. Componente inductivo según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en el
aislamiento intermedio por puente térmico (7) las primeras capas y
capas exteriores del aislamiento se componen de mica, poliéster o
láminas de poliamida/Kapton.
6. Componente inductivo según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
aislamiento de los arrollamientos primarios y secundarios se
componen de láminas termoconductoras (81) de igual o mayor
conductividad térmica específica que la de los aislamientos
intermedios por puente térmico, siendo, por regla general, el
espesor de dichas láminas termoconductoras menor que el de los
aislamientos intermedios por puente térmico.
7. Componente inductivo según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
aislamiento de los arrollamientos primarios y secundarios (81a,
81b, 81c) también se compone de materiales termoconductores
aislantes anodizados, sinterizados, encapados y parcialmente
intercalados en láminas u otros conductores.
8. Componente inductivo según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque están
dispuestos aislamientos de enrollamiento combinados, con capas
interiores de, generalmente, conductividad térmica mayor y capas
exteriores de conductividad térmica menor.
9. Componente inductivo según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
aislamiento (76) de los arrollamientos primarios y secundario se
compone de aislamientos de mezcla de poliéster, poliamida, papel
aislante o mica.
10. Componente inductivo según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
aislamiento intermedio por puente térmico (53, 54) encierra en
parte o completamente azulejos cerámicos o perfiles cerámicos
solapantes distribuidos sobre la periferia de los aislamientos
intermedios del componente inductivo y/o configurados en
combinación con aislamientos intermedios flexibles (52) o
fundidos.
11. Componente inductivo según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un
aislamiento por puente térmico adicional (57) está dispuesto en la
superficie exterior del arrollamiento primario y/o secundario.
12. Componente inductivo según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un
aislamiento por puente térmico adicional (58) está dispuesto en la
superficie interior del arrollamiento primario y/o secundario.
13. Componente inductivo según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
aislamiento por puentes térmicos presenta en la superficie exterior
del enrollamiento primario y/o secundario superficies metálicas
(25, 26) agregadas o encapsuladas en las que pueden fijarse
elementos refrigerantes (30, 31) de elevada conductividad
térmica.
14. Componente inductivo según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
puentes térmicos (53, 54, 57-59) y aislamientos
intermedios por puente térmico (7) contienen nitrito de aluminio
(AIN) u óxido de aluminio.
\newpage
15. Componente inductivo según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
aislamientos de tierra y capas están configurados entre
arrollamiento, núcleos, culatas, discos y envolturas externas como
los así llamados aislamientos intermedios de transformadores de
MF.
16. Componente inductivo según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
aislamientos de enrollamientos están configurados como los
aislamientos de arrollamientos de transformadores de MF.
17. Componente inductivo según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la
impregnación de los arrollamientos está dotada de aditivos
termoconductores.
18. Componente inductivo según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
encapsulamiento de los arrollamientos está dotado de aditivos
termoconductores.
19. Componente inductivo según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
aislamiento intermedio por puente térmico (7) y/o el aislamiento
por puente térmico (53, 54, 57-59,
75-83) están conectados de forma termoconductora
con, como mínimo, un tubo térmico, heat pipe (43).
20. Componente inductivo según la reivindicación
19, caracterizado porque el heat pipe (43) está dispuesto de
modo que el calor del componente inductivo puede ser cedido a un
elemento refrigerante externo (45) separado del componente
inductivo.
21. Componente inductivo según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los
aislamientos por puente térmico (53, 54, 57-59,
75-83), compuestos de primera capa, lámina
termoconductora arrollada varias veces y capa exterior, presentan
una conductividad térmica especifica mayor o igual a 1,3 W/m K.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE202005008757~U | 2005-06-02 | ||
| DE202005008757U DE202005008757U1 (de) | 2005-06-02 | 2005-06-02 | Transformator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2337279T3 true ES2337279T3 (es) | 2010-04-22 |
Family
ID=36999774
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES06010808T Active ES2299118T3 (es) | 2005-06-02 | 2006-05-26 | Transformador de frecuencia media. |
| ES06011057T Active ES2337279T3 (es) | 2005-06-02 | 2006-05-30 | Componente inductivo con disipacion de calor optimizada. |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES06010808T Active ES2299118T3 (es) | 2005-06-02 | 2006-05-26 | Transformador de frecuencia media. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (2) | EP1729310B1 (es) |
| AT (2) | ATE381766T1 (es) |
| DE (3) | DE202005008757U1 (es) |
| DK (2) | DK1729310T3 (es) |
| ES (2) | ES2299118T3 (es) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4167255A1 (en) | 2021-10-14 | 2023-04-19 | Premo, S.A. | Thermal conductive bobbin for a magnetic power unit |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10356978A1 (de) * | 2003-12-05 | 2005-07-14 | Bosch Rexroth Ag | Modul einer Widerstandsschweißzange |
| DE202011110749U1 (de) * | 2011-03-11 | 2016-03-10 | Reo Ag | Elektrisches Bauteil mit wenigstens einer in einer Vergussmasse angeordneten elektrischen Verlustleistungsquelle und einer Kühleinrichtung und Kühlkanal |
| DE102013208653A1 (de) | 2013-05-10 | 2014-11-13 | Sts Spezial-Transformatoren-Stockach Gmbh & Co. Kg | Induktives Bauteil |
| DE102013105120B4 (de) * | 2013-05-17 | 2019-09-26 | Reo Inductive Components Ag | Elektrische und induktive Bauteile |
| EP3364430A1 (en) * | 2017-02-17 | 2018-08-22 | ABB Schweiz AG | Medium-frequency transformer with dry core |
| CN110914937A (zh) * | 2017-05-29 | 2020-03-24 | 稀薄能源有限公司 | 薄变压器及其制造方法 |
| PL73320Y1 (pl) | 2021-09-30 | 2024-01-29 | Abb Schweiz Ag | Obudowa elementów magnetycznych |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1325184A (fr) * | 1962-04-26 | 1963-04-26 | Landis & Gyr Sa | Corps de bobine |
| JPS5875818A (ja) * | 1981-10-30 | 1983-05-07 | Toshiba Corp | 箔巻巻体 |
| DE3539737A1 (de) * | 1985-11-08 | 1987-05-21 | Transformatoren Union Ag | Wicklung fuer transformatoren und drosselspulen |
| SE457030B (sv) * | 1987-03-24 | 1988-11-21 | Asea Ab | Elektriskt isolermaterial omfattande ett isolerskikt av en organisk polymer samt anvaendning av isolermaterialet i en haerva. |
| DE9211601U1 (es) * | 1991-08-30 | 1992-10-22 | Tridonic-Bauelemente Gmbh, Dornbirn, At | |
| DE4136176A1 (de) * | 1991-11-02 | 1993-05-06 | Asea Brown Boveri Ag, Baden, Aargau, Ch | Toroiddrossel |
| JP2732822B2 (ja) * | 1995-12-28 | 1998-03-30 | デュポン帝人アドバンスドペーパー株式会社 | 複合体シートおよびその製造方法 |
| DE60021514T2 (de) * | 1999-06-14 | 2006-04-13 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Einen verbundwerkstoff verwendendes halbleiterbauteil oder wärmeableitendes substrat dafür |
| DE10203246B4 (de) * | 2002-01-21 | 2004-01-29 | Bombardier Transportation Gmbh | Mittelfrequenz-Transformator |
| US20040105664A1 (en) * | 2002-12-03 | 2004-06-03 | Mladen Ivankovic | Linear electric motor controller and system for providing linear speed control |
| EP2085408B1 (en) * | 2002-03-14 | 2012-01-18 | Daikin Industries, Ltd. | Fluorocopolymer curable composition, and cured object |
| DE60326072D1 (de) * | 2002-07-04 | 2009-03-19 | Toshiba Kk | Isolationselement mit hoher thermischer leitfähigkeit, verfahren zu dessen herstellung, elektromagnetische spule und elektromagnetische vorrichtung |
| JP4026128B2 (ja) * | 2002-08-22 | 2007-12-26 | ミネベア株式会社 | コイル用ボビン |
| DE10247828B4 (de) * | 2002-10-14 | 2005-03-03 | Siemens Ag | Wärmeableitendes und -abstrahlendes Kuststoffgehäuse mit Kühl-/Tragrippen und umpritztem Kühlkörper und Verfahren zu dessen Fertigung |
-
2005
- 2005-06-02 DE DE202005008757U patent/DE202005008757U1/de not_active Expired - Lifetime
-
2006
- 2006-05-26 AT AT06010808T patent/ATE381766T1/de active
- 2006-05-26 ES ES06010808T patent/ES2299118T3/es active Active
- 2006-05-26 DE DE502006000228T patent/DE502006000228D1/de active Active
- 2006-05-26 DK DK06010808T patent/DK1729310T3/da active
- 2006-05-26 EP EP06010808A patent/EP1729310B1/de active Active
- 2006-05-30 ES ES06011057T patent/ES2337279T3/es active Active
- 2006-05-30 AT AT06011057T patent/ATE451703T1/de active
- 2006-05-30 DE DE502006005568T patent/DE502006005568D1/de active Active
- 2006-05-30 EP EP06011057A patent/EP1772877B1/de active Active
- 2006-05-30 DK DK06011057.4T patent/DK1772877T3/da active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4167255A1 (en) | 2021-10-14 | 2023-04-19 | Premo, S.A. | Thermal conductive bobbin for a magnetic power unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE202005008757U1 (de) | 2006-10-12 |
| EP1729310B1 (de) | 2007-12-19 |
| DE502006000228D1 (de) | 2008-01-31 |
| ATE381766T1 (de) | 2008-01-15 |
| ES2299118T3 (es) | 2008-05-16 |
| EP1772877A1 (de) | 2007-04-11 |
| ATE451703T1 (de) | 2009-12-15 |
| DK1729310T3 (da) | 2008-05-05 |
| EP1729310A1 (de) | 2006-12-06 |
| EP1772877B1 (de) | 2009-12-09 |
| DK1772877T3 (da) | 2010-04-26 |
| DE502006005568D1 (de) | 2010-01-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2337279T3 (es) | Componente inductivo con disipacion de calor optimizada. | |
| US9019062B2 (en) | Inductive device with improved core properties | |
| ES2609125T3 (es) | Inductor óptimo | |
| WO2021052703A1 (en) | A thermal conductive compound for sealing a power transformer assembly and a power transformer assembly | |
| US7999373B2 (en) | Arrangement having at least one electronic component | |
| CN213583423U (zh) | 一种散热效果好的电感器 | |
| WO2003065388A1 (en) | Medium frequency transformer | |
| JP2009267197A (ja) | リアクトル | |
| ES2232684T3 (es) | Transformador de frecuencia media. | |
| JP4953270B2 (ja) | アモルファス鉄心変圧器 | |
| JPH07307226A (ja) | 静止誘導機器巻線の冷却構造 | |
| JP5057233B2 (ja) | リアクトル | |
| CN2932581Y (zh) | 具有极低局部放电特性的包封型干式变压器 | |
| CN113611503A (zh) | 一种高绝缘高导热特性的高频变压器骨架 | |
| CN114664530A (zh) | 一种充电与受电线圈结构及制备方法 | |
| CN208189363U (zh) | 一种具有高效散热气道的箔绕线圈 | |
| CN108597826B (zh) | 全封闭环氧树脂绝缘电压互感器 | |
| JP6519416B2 (ja) | リアクトル | |
| CA2332363C (en) | Inductance arrangement | |
| CN220753205U (zh) | 一种用于大功率储能的逆变电感器 | |
| CN214705620U (zh) | 一种壳式饱和电抗器 | |
| CN217507066U (zh) | 一种优化温升的灌封电感及包括其的逆变器 | |
| EP3109880A1 (en) | Medium- or high voltage pole part with at least one heat sink element | |
| CN220290614U (zh) | 一种一体成型耦合电感 | |
| ES2284005T3 (es) | Procedimdiento para fabricar piezas moldeadas para instalaciones de distribucion del sector tecnico de baja, media y alta tension. |