FI91570B - Kuristin - Google Patents

Description

91570

Kuristin

Keksinnön kohteena on kuristin, jossa on ainakin kaksi samanakselisesti sylinterimäisesti kierrettyä kuris-5 tinkäämiä, jotka kukin on muodostettu ainakin yhdestä olennaisesti suorakaiteen muotoisesta muotojohtimesta, jolloin kukin muotojohdin on muodostettu keskenään vuorot-televista useista eristyskerroksella päällystetyistä joh-dinlangoista.

10 Muotojohtimia käytetään kuristimissa, joissa on yksi tai useampia sylinterimäiseen muotoon vierekkäin punottuja käämejä. Käämien lukumäärän ollessa kaksi tai useampia ne ovat tyypillisesti ilmaeristeisiä eli ne ovat matkan päässä toisistaan sijaitsevia, mutta sähköisesti 15 käämien päistä rinnakkain kytkettyjä. Kuristimia valmistettaessa niiden käämien poikkileikkauspinta-ala määritellään kunkin käämin läpi kulkevan virran perusteella. Samoin jaetaan kokonaispoikkileikkauspinta-ala useiksi toisistaan eristetyiksi yksittäislangoiksi kuristimien pyör-20 revirtahäviöiden minimoimiseksi. Tällä tavalla valmistettuja kuristimia käytetään lähinnä energiataloudessa erilaisten laitteiden suodatin- ja sarjakuristimina sekä kom-pensaatiokuristimina. Tällaisten kuristimien valmistus ja rakenne on sinänsä tunnettu DE-kuulutusjulkaisusta • 25 1294541. Tämän julkaisun mukaisessa ratkaisussa on osoi tettu, että virran jakautuminen rinnankytketyille yksittäisille käämeille riippuu niiden kierrosmäärästä siten, että kierrosmäärä on pienennyttävä kelan sisemmästä käämistä uloimpaan käämiin päin tasaisen virranjakautuman 30 aikaansaamiseksi. Toteuttaessa käämit samanlaisella virta- johtimella on tuloksena aksiaalisuunnassa erilaiset käämin mitat eli käämikorkeudet. Tästä seuraa, että eri käämien aksiaalisuunnassa on erilaiset jännitteet, josta seuraa jännite-eroja ja siten vastaavasti lisävaatimuksia käämien 35 välisille eristyksille.

2 91570 Tämän haitan eliminoimiseksi on FI-patentissa 70755 esitetty rakenne ja menetelmä kuristimen toteuttamiseksi siten, että käämien korkeudet kuristimien aksiaalisuunnas-sa ovat samat. Tämä on julkaisun mukaisesti toteutettu 5 siten, että useista erillisistä johtimista muodostettuja samanlaisia johdinkimppuja puristetaan mekaanisesti korkeus- ja leveyssuunnassa erilaisiin suorakaiteen mukaisiin muotoihin siten, että kunkin käämin korkeus siten muotoillulla johdinkimpulla tulee olennaisesti samaksi. Tällöin 10 vastaavasti kussakin käämissä johdinkimpun paksuus säteis-suunnassa muuttuu siten, että sisin käämi on paksuin ja uloin käämi ohuin. Julkaisun ratkaisussa on kutakin käämiä varten erikseen mitoitettava käytettävän käämin leveys ja puristettava se haluttuun muotoon. Tämä aiheuttaa hanka-15 luuksia tuotannollisessa mielessä, koska jokainen käämi on muodoltaan erilainen. Edelleen julkaisun mukaisessa ratkaisussa puristettavaa käämiä muodostettaessa sen keskimmäinen lanka pysyy aina paikallaan eikä muiden lankojen kiertämisestä huolimatta kierrä magneettivuokentässä, jol-20 loin sen magneettivuo ja siten siinä vaikuttavat sähköiset tekijät poikkeavat muiden lankojen arvosta. Edelleen virta-arvoltaan erilaisia käämejä varten täytyy aina valmistaa erilainen lankarakenne, koska poikkipinta-ala on aina muodostettava vaaditun virtamäärän mukaisesti.

25 Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sel lainen kuristin, joka on toteutettu muotojohtimen avulla, jolla ei ole esitettyjä heikkouksia ja joka on helppo toteuttaa.

Keksinnön mukaiselle kuristimelle on ominaista, 30 - että kussakin muotojohtimessa johdinlangat si jaitsevat muotojohtimen poikkileikkauksessa olennaisesti kahdessa kuristimen säteen suuntaisessa rinnakkain sijaitsevassa johdinlankarivissä ja kaikki johdinlangat kiertävät muotojohdinta sen ympäri samalla lailla siten, että 35 johdinlankojen järjestys säilyy samana, jolloin kuristimen li 91570 3 aksiaalisuunnassa eri paksuisten muoto johtimien aikaansaamiseksi mitoitetaan kutakin muotojohtimen paksuutta varten muotojohtimien langanpaksuus ja lankojen lukumäärä sopivalla tavalla, 5 - että kuristimen kaikkien käämien muotojohtimet ovat kuristimen säteen suunnassa olennaisesti samankorkui-sia ja - että eri käämien poikkipinta-alat on sovitettu vastaamaan käämin virtakuormitusta asettamalla yksi tai 10 useampi muotojohdin rinnakkain siten, että kunkin käämin korkeus kuristimen aksiaalisuunnassa on lähes sama.

Keksinnön olennaisena ajatuksena on, että muoto johtimia käytetään käämien muodostamiseen asettamalla yksi tai useampi muotojohdin rinnakkain kuristimen aksiaa-15 lisuuntaan nähden siten, että muotojohtimen kapeampi sivu on aksiaalisuuntainen ja leveämpi sivu säteissuuntainen. Tällöin kukin käämi muodostuu virta-arvon mukaan lasketusta määrästä rinnakkaisia menetelmän mukaan valmistettuja muotojohtimia siten, että koko käämin korkeus vastaa ha-20 luttua kuristinkäämin korkeutta aksiaalisuunnassa. Vastaa vasti rinnan kytkettyjen käämien johtimet on muodostettu säteissuunnassa saman korkuisista, mutta käämin aksiaalisuunnassa eripaksuisista muotojohtimista, jolloin kunkin käämin korkeus on olennaisesti sama kierremäärästä riippu-25 matta.

Keksintöä kuvataan lähemmin oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 esittää kaavamaisesti keksinnön mukaista kuristinta osittain aukileikattuna, 30 kuvio 2 esittää keksinnön mukaista kuristinta si vulta katsottuna, kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen kuristimen valmistukseen käytettyä muotojohdinta sivulta katsottuna ja 3a poikkileikattuna ja « 4 91570 kuvio 4 esittää menetelmää muotojohtimen valmistamiseksi.

Kuviossa 1 on esitetty kaavamaisesti ilmasydäminen kuristinkela. Kuristinkelan muodostaa kaksi päätyä 1 ja 2, 5 jotka on muodostettu ristikkäin toisiinsa kiinnitetyistä sähköä johtavista ja tyypillisesti alumiinista valmistetuista lattamaisista liuskoista. Päätyjen 1 ja 2 välissä on eristävistä aineista muodostettuja tukiliuskoja 3, joiden varaan käämit 4 kierretään ja jotka erottavat käämit 10 4a, 4b ja 4c toisistaan. Kuristinta tehtäessä kiinnitetään päätyihin 1 ja 2 ensin eristinainetuet 3a, joiden ympäri käämi 4a käämitään. Käämin 4a, jossa on eniten kierroksia ja jonka läpi kulkee vähiten virtaa, on kuvion 1 mukaisessa tapauksessa muodostettu yhdestä muotojohtimesta 5. Täl-15 löin koko käämi 4a on muodostettu kiertämällä muotojohdinta 5 vieri viereen, kunnes päätyjen väliin on muodostunut haluttu kuristinkäämi. Tämän jälkeen päätyjen 1 ja 2 väliin kiinnitetään eristinainetuet 3b, jotka ovat käämin 4a ulkopuolella tukien sitä sieltä suunnasta ja joiden päälle 20 tuen määräämän etäisyyden päähän käämistä 4a käämitään käämi 4b. Käämin 4b, jonka kierrosmäärä on pienempi kuin käämin 4a kierrosmäärä ja virtamäärä on suurempi kuin käämin 4a virtamäärä, on muodostettu asentamalla rinnakkain . kaksi muotojohdinta 5b ja kiertämällä niitä yhtäaikaa ku- 25 ristimen ympäri kunnes haluttu ja olennaisesti käämin 4a korkuinen toinen käämi 4b on saatu muodostetuksi. Tämän jälkeen on päätyjen 1 ja 2 väliin lisätty kolmannet eristinainetuet 3c käämin 4b ulkopuolelle sitä tukemaan ja sen päälle on edelleen käämitty uloin käämi 4c. Käämi 4c puo-30 lestaan on muodostettu kolmesta rinnakkain asennetusta muotojohtimesta 5c, koska käämin 4c kierrosmäärä on pienin ja vastaavasti sen läpi kulkeva virtamäärä on suurin. Näin on jälleen saatu käämi 4c kuristimen aksiaalisuunnassa olennaisesti käämien 4a ja 4b korkuiseksi ja siten koko 35 kuristimen käämirakenne olennaisesti saman korkuiseksi » li 5 91570 kuristimen aksiaalisuunnassa. Käämien päät on kiinnitetty toisaalta päätyyn 1 ja toisesta päästä päätyyn 2, jolloin päädyt 1 ja 2 toimivat virransyöttökiskoina käämeille. Käämit on eristetty toisistaan joko pelkästään muotojohti-5 men lankojen lakkaeristeellä tai lisäämällä käämikierros-ten väliin erillinen eristekerros joko koko käämin ympäri tai pelkästään vierekkäisten käämien väleihin. Käämien asentamisen jälkeen ne kiinnitetään toisiinsa ja tukirakenteisiin valamalla niiden välit ja raot täyteen hartsia 10 tai muuta tarkoitukseen sopivaa ainetta, jotta mekaaniset värähtelyt ja siten käämien eristeiden kuluminen ja vähitellen kuristimen vaurioituminen estyy.

Kuviossa 2 on kaavamaisesti esitetty kuvion 1 mukainen kuristinkela aksiaalisuunnasta katsottuna.

15 Kuviossa 3 on esitetty muoto johdin 5, joka on muo dostettu useasta erillisestä johdinlangasta 6. Johdinlan-gat 6 on asetettu kiertämään muotojohdinta 5 symmetrisesti sen ympäri niin, että niihin vaikuttava magneettivuo on keskimäärin koko johtimen pituudella sama kaikessa johdin-20 langoissa 6. Kuvion 3 mukainen muotojohdin on valmistettu kuvion 4 esittämällä tavalla, jossa johdinlankoja 6a - 6e kierretään jatkuvasti tuurnan 7 ympärille samalla, kun muodostunutta rengasmaista tai kehämäistä johdetta vedetään eteenpäin nuolen A osoittamaan suuntaan. Pyöreä johde : 25 vedetään puristinrullien 8a ja 8b välistä, jolloin johde puristuu kuvion 3 mukaiseksi litteäksi muotojohtimeksi 5, jossa langat 6 ovat kahdessa rinnakkaisessa rivissä, mutta kiertävät silti tasaisesti johtimen ympäri kuvion 3 osoittamalla tavalla. Muotojohtimen 5 johdinlangat 6 muodosta-30 vat puristusvaiheen jälkeen kaksi samansuuntaista lankari-viä, mutta lankojen 6 kiertämisestä johtuen on yksi tai kaksi johdinta 6a välillä rivien päissä niiden keskilinjojen välisellä alueella. Tälläinen poikkeama kuuluu kuitenkin keksinnön luonteeseen eikä millään tavalla poikkea 35 pantenttivaatimuksissa määritellyn kuristimen suojapiiris- * 6 91570 tä tai mitenkään supista niitä. Kuviossa 3 esitetty muoto johdin 5 on muodostettu kymmenestä langasta 6, mutta muotojohdin voidaan muodostaa myös muulla lukumäärällä lankoja tarvittavan johdinpaksuuden ja virtamäärän perus-5 teella. Johdinlangat 6 ovat tavallisia pyöreitä johdinlan-koja, joiden pinta on päällystetty eristelakalla tai vastaavalla lankojen eristämiseksi toisistaan sähköisesti. Muotojohdinta 5 muodostettaessa langat muotoutuvat jonkin verran ja puristuvat toisiaan vasten, mutta lakkakerros 10 säilyy olennaisesti vahingoittumattomana tässä vaiheessa. Koska eri johtimien välillä olevat jännite-erot ovat merkityksettömän suuruisia, ei siitä ole mahdollista seurata minkäänlaista läpilyöntiä tai muuta vauriota ja vastaavasti vierekkäin asennettujen samaan käämivaiheeseen kuuluvi-15 en muotojohtimien välinen jännite-ero on suuruudeltaan samanlainen kuin vierekkäisten johtimien välinen jännite-ero, joten lakkakerros pystyy valmiissa käämissäkin eristämään langat toisistaan ja siten pyörrevirtahäviöt saadaan pysymään mahdollisimman pieninä. Kuvion 1 mukaisessa 20 kuristimessa on kaikkien muotojohtimien 5a - 5c korkeus eli käämin paksuus kuristimen säteen suunnassa sama, jolloin kuristimen mitoitus mekaanisesti ja käsittely on yksinkertaista ja helppoa. Käämien 4a - 4c paksuus kuristimen aksiaalisuunnassa puolestaan riippuu siitä, miten pak-25 su muotojohdin 5 on ja valitsemalla muotojohtimen 5 lanka-määrä ja lankapaksuudet eri tavoin saadaan aina mahdollisimman lähelle optimia oleva käämipaksuus samalla, kun mekaaninen korkeus saadaan kaikille käämeille olennaisesti samaksi. Muotojohtimen 5 avulla on haluttu käämimalli ja 30 käämipaksuus muodostettavissa helposti ilman, että tarvitaan jokaista käämiä varten muodostaa erillistä tiettyä käämiä. Näin voidaan muotojohtimien valmistuksessa rajoittaa tarvittavat erilliset muotojohdinmäärät varsin vähään ja korkeudeltaan samaan, mutta paksuudeltaan sopivin vä-35 lein muodostetuilla muutamalla muotojohtimella 5 voidaan 7 91570 kattaa suurin osa käytännössä eteen tulevista kuristinmal-leista keksinnön mukaisen periaatteen avulla.

Claims (2)

91570 8

1. Kuristin, jossa on ainakin kaksi samanakselises-ti sylinterimäisesti kierrettyä kuristinkäämiä (4a - 4c), 5 jotka kukin on muodostettu ainakin yhdestä olennaisesti suorakaiteen muotoisesta muotojohtimesta (5), jolloin kukin muotojohdin (5) on muodostettu keskenään vuorottele-vista useista eristyskerroksella päällystetyistä johdin-langoista (6), tunnettu siitä, 10. että kussakin muotojohtimessa (5) johdinlangat (6) sijaitsevat muotojohtimen (5) poikkileikkauksessa olennaisesti kahdessa kuristimen säteen suuntaisessa rinnakkain sijaitsevassa johdinlankarivissä ja kaikki johdinlangat (6) kiertävät muotojohdinta (5) sen ympäri samalla 15 lailla siten, että johdinlankojen (6) järjestys säilyy samana, jolloin kuristimen aksiaalisuunnassa eri paksuisten muotojohtimien (5) aikaansaamiseksi mitoitetaan kutakin muotojohtimen paksuutta varten muotojohtimien (5) lan-ganpaksuus ja lankojen (6) lukumäärä sopivalla tavalla, 20. että kuristimen kaikkien käämien (4a - 4c) muoto- johtimet (5) ovat kuristimen säteen suunnassa olennaisesti samankorkuisia ja - että eri käämien (4a - 4c) poikkipinta-alat on • sovitettu vastaamaan käämin (4a - 4c) virtakuormitusta 25 asettamalla yksi tai useampi muotojohdin (5) rinnakkain siten, että kunkin käämin (4a -4c) korkeus kuristimen aksiaalisuunnassa on lähes sama.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuristin, tunnettu siitä, että käämien (4a -4c) paksuus kuristimen 30 aksiaalisuunnassa on mitoitettu valitsemalla muotojohtimi-en (5) langanpaksuus ja lankojen (6) lukumäärä siten, että tarvittava kääminpaksuus saadaan yhdistämällä sopiva määrä samanlaisia muotojohtimia (5) rinnakkain. » II 9 91570