DE2239865A1 - Elektrische luftdrosselspule, insbesondere von gleichstrom durchflossene glaettungsdrossel - Google Patents

Description

Elektrische Luftdrosselspule,· insbesondere, von Gleichstrom durchflossene Glattungsdrossel

Bei elektrischen Luftdrosselspulen treten wegen der großen Stromstanken wahrend des Betriebes starke: Erwärmungen auf, die besondere Maßnahmen zu ihrer wirkungsvollen Abführung mittels Kühlluft erforderlich machen. So ist aus der deutschen Patentschrift 1 266 SJk- eine Luftdrosselspule mit Luftkühlung bekannt'_% die aus scheibenförmig gegeneinander isoliert gewickelten Leitern besteht... Biese einzelnen, geschlossenen, ringförmigen Scheiben sind übereinandergeschichtet* wobei sie durch isolierende Zwischenlagen auf einem Abstand gehalten werden, der ungefähr der Hohe cfer Scheiben entspricht. Die gesamte Luftdrosselspule ist durch Bolzen und an den Stirnflächen der Luftdrosselspule anliegende Spannelemente miteinander verspannt.,

Bei dieser bekannten Luftdrosselspule verläuft der Kühlluftstrom, zwischen den Scheiben radial von außen nach innen und dann in axialer Richtung in Luftkanälen, die im einseitig abgeschlossenen freien Innenraum der Scheiben liegen. Dieser bildet zusammen mit den axial verlaufenden Luftkanälen auch den Ansaugraum eines oberhalb der Drosselspule angeordneten Lüfters* Die bekannte Luftdrosselspule wird also nach dem Kaminprinzip/ gekühlt und die umgewälzte Luftmenge bestimmt sich durch die Abmessungen des als Kamin, wirkenden axialen Luftkanals. Dadurch wird eine gute und vor allem bei mehreren auseinandergesetzten Drosselspulen gleichmäßige Kühlung Jeder Spule erreicht» die Baufcöhe d&r Anordnung ist aber verhältnismäßig hoch.

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Beibehaltung der guten Kühlwirkung die Abmessungen der Luftdrosselspule zu verringern. Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einer elektrischen Luftdrosselspule, bestehend aus scheibenförmig gegeneinander isoliert gevdbkelten Leitern, bei der die einzelnen Scheiben, voneinander durch isolierende Zwischenlagen getrennt, Ubereinandergeschichtet und durch Bolzen und an den Stirnflächen der Luftdrosselspule anliegende Spanneleraente miteinander verspannt sind, und bei welcher die Kühlluft zwischen den Scheiben radial verläuft und der einseitig abgeschlossene freie Innenraum der Scheiben den Ansaug- oder Druckraum eines Lüfters bildet. Gemäß der Erfindung sind die isolierenden Zwischenlagen geschlossene Ringplatten, die den Bereich der Scheiben abdecken und auf beiden Stirnflächen Rippen tragen, deren Höhe klein gegenüber der Höhe der Leiter ist und auf denen die blanken Stirnflächen der zu den Scheiben gewickelten Leiter aufliegen.

Dadurch entstehen an jeder Stirnfläche der Scheiben enge Spalte, durch welche die vom Lüfter angesaugte bzw. ausgeblasene Kühlluft mit großer Geschwindigkeit strömt. Die Stirnflächen der scheibenförmig gewickelten Leiter sind metallisch blank, so daß man hier einen guten Wärmeübergang und somit eine intensive Kühlung hat. Da die die Größe der Spalte bestimmende Höhe der Rippen klein gegenüber der Höhe der Leiter ist, erzielt man eine ausreichend große Strömungsgeschwindigkeit der Kühlluft, obwohl der gesamte Umfang der Scheiben als KUhlluftäSfrittsquerschnitt zu werten ist. Die Größe der Kühlluftgeschwindigkeit kann durch die Auswahl der Rippenböhe in gewissem Maße beeinflußt werden, und es empfiehlt sich, die Höhe der Rippen aus dem Bereich von angenähert 2 bis Θ mm zu wählen. Durch diese engen Spalte, die trotzdem eine wirkungsvolle Abführung der entstehenden Stroawärae erlauben, ist der Aufbau der Luftdrosselspule äußerst kompakt» so daß eine sehr geringe Bauhöhe erzielt wird. Außerdem er-

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gibt sich eine sehr enge Kopplung der einzelnen Scheiben miteinander, wodurch sich die Induktivität der Luftdrosselspule erhöht bzw. für die gleiche Induktivität- weniger aktives Leitermaterial erforderlich ist.

Man kann auch mehrere elektrisch und mechanisch voneinander unabhängige Drosseln übereinandersetzen und den gemeinsamen, einseitig abgeschlossenen Innenraum mit einem Lüfter verbinden. Dieser braucht nicht unmittelbar bei der Luftdrosselspule angeordnet zu werden, sondern kann auch in einem vorhandenen Belüftungskanal liegen, der auch für andere Geräte verwendet wird. Im letzteren Fall wird es sich meist um einen Drucklüfter handeln.

Eine derartige gemäß der Erfindung ausgebildete Luftdrosselspule läßt sich mit besonderem Vorteil als Glättungsdrossel verwenden, die im Gleichstromzwischenkreis von drehzahlregelbaren Motoren liegt. Da diese GlättungsdOsseln verhältnismäßig große Gleichströme führen, jedoch nur geringe Spannungen aufweisen, ergeben sich durch die den blanken Leiterstirnflächen gegenüberliegenden engen Spalte keinerlei Isolierungsprobleme. Die überstände der Ringplatten über die Innen- und Außendurchmesser der Scheiben sind so zu wählen, daß ein genügend langer Kriechweg vorhanden ist.

Im folgenden sei die Erfindung noch anhand des in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Fig. 1 zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht der gemäß der Erfindung ausgebildeten Luftdrosselspule, Fig. 2 und Fig. 3 zeigen jeweils Aufsichten auf die zwischen den Scheiben liegenden islierenden Ringplatten.

Die elektrische Luftdrosselspule 1 besteht aus Übereinander angeordneten Scheiben 2 beliebiger Anzahl, zu denen die Leiter, z. B. aus Kupfer, hochkant gewickelt sind. In jeder Scheibe 2 sind zwar die einzelnen Windungen gegeneinander

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isoliert, die Stirnflächen der Leiter sind aber metallisch blank bzw. nur durch eine dünne Lackschicht geschützt.

Zwischen den Scheiben 2 liegen jeweils Ringplatten 3 aus Isolierstoff, die den Bereich der Scheiben 2 abdecken und auf beiden Stirnflächen Rippen 4 tragen. Auf diesen Rippen liegen die blanken Stirnflächen der Scheiben 2 auf, so daß an jeder Stirnfläche ein enger Spalt 5 entsteht. Die Höhe der Rippen 4 und somit auch die Höhe des Spaltes 5 ist klein gegenüber der Höhe der Scheiben 2, d. h. der Leiter. Alle übereinanderliegenden Scheiben 2 und Ringplatten 3 werden mit Hilfe von als Druckplatten ausgebildeten Spannelementen 6, die an den Stirnflächen der Luftdrosselspule 1 anliegen, und eventuell isolierten Bolzen 7 zu einer mechanisch sehr festen und kompakten Einheit zusammengespannt.

Der freie Innenraum 8 der Scheiben 2 bzw. der Ringplatten 3 bildet den Ansaugraum für einen an dem oberen Spannelement befestigten Lüfter 9» der den freien Innenraum 8 überdeckt.

Die von dem Lüfter 9 angesaugte Kühlluft streicht in den engen Spalten 5 mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit an den blanken Stirnflächen der Leiter der Scheiben 2 vorbei und führt dadurch wirkungsvoll die in den Leitern entstehende Stromwärme ab. Da die erwärmte Kühlluft von dem Lüfter 9 nach oben abgegeben wird, ist garantiert, daß durch die Spalte 5 stets kalte Kühlluft eintritt. Die Höhe der Rippen 4 und somit auch die der Spalte 5 bestimmt die Geschwindigkeit der Kühlluft. Sie ist verhältnismäßig klein zu wählen, z. B. aus dem Bereich von angenähert 2 bis 8 mm, da der Kühlluft ein verhältnismäßig großer Lufteintrittsquerschnitt zur Verfügung steht, nämlich der gesamte Umfang des Spaltes 5. Im allgemeinen wird man die Rippen 4 radial verlaufend ausbilden (Fig. 2), jedoch kann man unter Umständen, falls es erwünscht

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ist, den Weg der Kühlluft durch die Spalte 5 zu verlängern, auch eine gekrümmte Form der Rippen 4 vorsehen, wie sie z. B. in Fig. 3 angedeutet ist.

Da die Ringplatten 3 und die Rippen 4 aus Isolierstoff sind und man diese über den Innen- und Außendurchmesser der Scheiben 2 so weit überstehen läßt, daß ein genügend langer Kriechweg entsteht, der von der zwischen den Scheiben 2 herrschenden Spannung nicht überwunden werdeikann, ergeben sich keinerlei Isolationßprobleme trotz der geringen Höhe der Rippen 4.

3 Figuren
3 Ansprüche

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Claims (3)

1. VPA 72/3773

   Patentansprüche

   J Elektrische Luftdrosselspule, insbesondere Glättungs-

   drossel, bestehend aus scheibenförmig gegeneinander isoliert gewickelten Leitern, bei der die .einzelnen Scheiben, voneinander durch isolierende Zwischenlagen getrennt, übereinandergeschichtet und durch Bolzen und an den Stirnflächen der Luftdrosselspule anliegende Spannelemente miteinander verspannt sind, und bei welcher die Kühlluft zwischen den Scheiben in radialer Richtung verläuft und der einseitig abgeschlossene freie Innenraum der Scheiben den Ansaug- oder Druckraum eines Lüfters bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden Zwischenlagen geschlossene Ringplatten (3) sind, die den Bereich der Scheiben (2) abdecken und auf beiden Stirnflächen Rippen (4) tragen, deren Höhe klein gegenüber der Höhe der Leiter ist und auf denen die blanken Stirnflächen der zu den Scheiben (2) gewickelten Leiter aufliegen.
2. 2. Elektrische Luftdrosselspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Rippen (4) angenähert 2 bis 8 mm beträgt.
3. 3. Elektrische Luftdrosselspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (4) auf der Ringplatte (3) radial verlaufen.

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