NL9001350A

NL9001350A - TRANSFORMER WITH AIR GAP AND INSULATION FOIL PACKAGE.

Info

Publication number: NL9001350A
Application number: NL9001350A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1990-06-14
Filing date: 1990-06-14
Publication date: 1992-01-02
Also published as: EP0461712A1; JPH04230010A

Description

De uitvinding heeft betrekking op een transformator bevattende een ferromagnetische kern, die een magnetische kring vormt, welke door tenminste één luchtspleet onderbroken is en een spoelkoker, die voorzien is van een elektrisch geleidend foliewikkelpakket, welke spoelkoker de kern omgeeft ter plaatse van de luchtspleet. Onder foliewikkelpakket wordt verstaan elk wikkelpakket dat tenminste één laag elektrisch geleidende folie bevat.The invention relates to a transformer comprising a ferromagnetic core, which forms a magnetic circuit interrupted by at least one air gap and a coil sleeve, which is provided with an electrically conductive foil wrapping package, which coil sleeve surrounds the core at the location of the air gap. Foil wrapping package is understood to mean any wrapping package containing at least one layer of electrically conductive foil.

Een dergelijke transformator is bekend uit GB-A 2,037,089.Such a transformer is known from GB-A 2,037,089.

In de aanwezigheid van een luchtspleet in een magnetische kring ontstaan magnetische strooivelden, die wervelstromen in de wikkeling veroorzaken en in sterkte toenemen met de grootte van de luchtspleet.In the presence of an air gap in a magnetic circuit, magnetic stray fields are created, which cause eddy currents in the winding and increase in strength with the size of the air gap.

In het genoemde document is, om de zijdelingse uitbreiding van het j magnetische strooiveld te beperken, de luchtspleet opgedeeld in j partiële luchtspleten, wat echter constructief ingewikkeld is.In said document, in order to limit the lateral extension of the magnetic stray field, the air gap is divided into partial air gaps, which is however structurally complicated.

De uitvinding heeft tot doel, een transformator van de in de aanhef genoemde soort aan te geven, waarbij de constructie eenvoudig is en het magnetisch strooiveld niet storend op het foliewikkelpakket inwerkt. De transformator volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat zich tussen de spoelkoker en het foliewikkelpakket afstandselementen bevinden. De afstandselementen houden de spoelkoker en het wikkelpakket op een afstand van elkaar, waardoor het onstaan van wervelstromen in het wikkelpakket, als gevolg van het magnetisch strooiveld, belet wordt. Hierdoor kan de constructie aanzienlijk vereenvoudigd worden door het aantal luchtspleten te beperken tot één grote luchtspleet.The object of the invention is to provide a transformer of the type mentioned in the opening paragraph, the construction of which is simple and the magnetic stray field does not interfere with the foil wrapping package. To this end, the transformer according to the invention is characterized in that spacing elements are located between the coil tube and the foil wrapping package. The spacer elements keep the bobbin case and the winding package at a distance from each other, thereby preventing eddy currents in the winding package due to the magnetic scattering field. As a result, the construction can be considerably simplified by limiting the number of air gaps to one large air gap.

De uitvinding berust op het inzicht dat om bovengenoemd doel -te bereiken afgezien is van de algemeen gebruikelijke constructie, __ waarbij de wikkelingen van de transformator zo dicht mogelijk bij de kern gelegd worden en daarmee de transformator zo compact mogelijk gehouden wordt.The invention is based on the insight that, in order to achieve the above-mentioned object, the usual construction is dispensed with, in which the windings of the transformer are placed as close as possible to the core and thereby the transformer is kept as compact as possible.

Een voorkeursuitvoering van de transformator volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de afstandselementen wikkelingen van isolatiefolie zijn. Het foliewikkelpakket beslaat in het algemeen slechts een gedeelte van de beschikbare wikkelruimte. De niet voor de spoelen benodigde wikkelruimte wordt eerst volgewikkeld met isolatiefolie. Vervolgens worden de spoelen gewikkeld.A preferred embodiment of the transformer according to the invention is characterized in that the spacing elements are windings of insulating foil. The foil wrapping package generally occupies only a part of the available wrapping space. The winding space not required for the coils is first wrapped with insulating foil. Then the spools are wound.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing.

Figuur 1 toont schematisch een zijaanzicht van een transformator met een ferromagnetische kern met een luchtspleet, enFigure 1 schematically shows a side view of a transformer with a ferromagnetic core with an air gap, and

Figuur 2 toont in detail een doorsnede van de transformator ter plaatse van de luchtspleet in de kern.Figure 2 shows in detail a section of the transformer at the location of the air gap in the core.

Figuur 1 toont een transformator 1 met een uit twee delen bestaande ferromagnetische kern 3> bijvoorbeeld van ferriet, die een magnetische kring vormt. De transformator 1 bevat verder een spoelkoker 5, die voorzien is van een wikkelpakket 7, dat primaire en secundaire spoelen bevat, die bijvoorbeeld uit lagen koperfolie of aluminiumfolie gescheiden door isolatiefolie, gewikkeld zijn. Desgewenst kan een of meer van de spoelen uit een koperdraadwikkeling bestaan. Ook is het mogelijk, dat alle spoelen uit elektrisch geleidende draad gewikkeld zijn en dat het pakket elektrostatische afschermingen uit elektrisch geleidende folies bestaat. Al deze varianten van het wikkelpakket 7 worden als foliewikkelpakket aangeduid. De ferromagnetische kern 3 bevat een luchtspleet 11, die zich binnen de spoelkoker 5 bevindt.Figure 1 shows a transformer 1 with a two-part ferromagnetic core 3>, for example, of ferrite, which forms a magnetic circuit. The transformer 1 further comprises a coil tube 5, which is provided with a winding package 7, which contains primary and secondary coils, which are wound, for example, from layers of copper foil or aluminum foil separated by insulating foil. If desired, one or more of the coils may consist of a copper wire winding. It is also possible that all coils are wound from electrically conductive wire and that the package of electrostatic shields consists of electrically conductive foils. All these variants of the wrapping package 7 are referred to as foil wrapping package. The ferromagnetic core 3 contains an air gap 11, which is located inside the coil sleeve 5.

Figuur 2 is een gedetailleerde weergave van de doorsnede van de spoelkoker 5 en het wikkelpakket 7 ter plaatse van de luchtspleet 11. In de nabijheid van de luchtspleet 11 wordt een magnetisch strooi-veld gecreëerd, waarvan de krachtlijnen 13 door stippellijnen zijn weergegeven. Het wikkelpakket 7 bevat een uit isolatiefolie gewikkeld pakket 15, dat zich rechtstreeks op de spoelkoker 5 bevindt en een foliewikkelpakket 17 bestaande uit lagen elektrisch geleidende folie, bijvoorbeeld aluminiumfolie, die gescheiden zijn door isolatiefolie. De zijdelingse uitbreiding van de krachtlijnen 13 is groot vanwege de afmeting van de luchtspleet 11, waardoor, wanneer het foliewikkelpakket 17 rechtstreeks op de spoelkoker 5 gewikkeld is, wervelstromen in dit pakket 17 zullen opgewekt worden. Dit leidt tot verhoging van de werk-temperatuur van de transformator.Figure 2 is a detailed representation of the cross section of the bobbin case 5 and the winding package 7 at the location of the air gap 11. A magnetic scattering field is created in the vicinity of the air gap 11, the lines of force of which are indicated by dotted lines. The wrapping package 7 comprises an insulating foil-wrapped package 15, which is located directly on the spool tube 5 and a foil wrapping package 17 consisting of layers of electrically conductive foil, for example aluminum foil, which are separated by insulating foil. The lateral extension of the lines of force 13 is large because of the size of the air gap 11, so that when the foil wrapping package 17 is wound directly on the spool tube 5, eddy currents will be generated in this package 17. This leads to an increase in the working temperature of the transformer.

Door de keuze van een type transformator ligt de beschikbare wikkelruimte voor het wikkelpakket 7 vast. In het algemeen is voor het foliewikkelpakket 17 niet de volledige wikkelruimte nodig. Hierdoor is er plaats voor het als afstandselement dienende pakket 15 tussen de spoelkoker 5 en het foliewikkelpakket 17. Op die manier wordt het foliewikkelpakket 17 op een afstand van de spoelkoker 5 gehouden, waardoor de krachtlijnen 13 van het magnetisch strooiveld het pakket 17 niet bereiken, zodanig dat het ontstaan van wervelstromen belet wordt en dus de werktemperatuur van de transformator 1 verlaagd wordt.By selecting a type of transformer, the available wrapping space for the wrapping package 7 is fixed. In general, the foil wrapping package 17 does not require the entire wrapping space. This provides space for the package 15 serving as a spacing element between the spool tube 5 and the foil wrapping package 17. In this way, the foil wrapping package 17 is kept at a distance from the spool tube 5, so that the lines of force 13 of the magnetic stray field do not reach the package 17, such that eddy currents are prevented and thus the working temperature of transformer 1 is lowered.

In plaats van de spoelkoker 5 te voorzien van isolatiefolie 15 om wervelstromen in het foliewikkelpakket 17 te vermijden, kan hetzelfde effect bereikt worden door op een andere wijze afstandselementen 15 aan te brengen tussen de spoelkoker 5 en het foliewikkelpakket 17. Dit kan door bijvoorbeeld een spoelkoker met een grotere buitendiameter te kiezen. Hierdoor wordt echter de flexibiliteit van de grootte van de wikkelruimte voor het wikkelpakket 7 beperkt.Instead of providing the coil sleeve 5 with insulating foil 15 to avoid eddy currents in the foil wrapping package 17, the same effect can be achieved by arranging spacing elements 15 between the coil sleeve 5 and the foil wrapping package 17 in another way. This can be done, for example, by a coil sleeve with a larger outer diameter. However, this limits the flexibility of the size of the wrapping space for the wrapping package 7.

De gevolgen voor de werktemperatuur als functie van het aantal lagen isolatiefolie worden geïllustreerd aan de hand van de volgende meetgegevens. Bij een uitgangsvermogen van 200W en voor een isolatiefoliedikte van 6 p is: zonder extra isolatiefolie, de temperatuurtoename = 60°C, met 450 extra lagen isolatiefolie, de temperatuurtoename = 50°C en met 650 extra lagen isolatiefolie, de temperatuurtoename = 44°C.The consequences for the working temperature as a function of the number of layers of insulating foil are illustrated on the basis of the following measurement data. With an output power of 200W and for an insulation foil thickness of 6 p: without additional insulation foil, the temperature increase = 60 ° C, with 450 extra layers of insulation foil, the temperature increase = 50 ° C and with 650 extra layers of insulation foil, the temperature increase = 44 ° C .

Claims

1, Transformer comprising a ferromagnetic core, which forms a magnetic circuit interrupted by at least one air gap and a coil sleeve, which is provided with an electrically conductive foil wrapping package, which coil sleeve surrounds the core at the location of the air gap, characterized in that there are spacers between the bobbin case and the foil wrapping package.

Transformer according to claim 1, characterized in that the spacing elements are windings of insulating foil.