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Starkstrom-Drosselspule Es ist bekannt, Transformatoren oder Drosselspulen,
insbesondere für mechanische Stromrichter, derart auszubilden, daß ein ringförmig
ausgebildeter Eisenkern zwischen zwei kreiszylindrischen, konzentrisch angeordneten
Stromleitern liegt. Derartige Anordnungen haben den Vorteil, daß sie infolge der
praktisch vollständigen Umhüllung des Kerns durch die stromführende Wicklung kein
äußeres Feld besitzen, so daß ihre Streuinduktivität auf ein Minimum herabgesetzt
ist. Bei den bekannten Anordnungen kann der Kern als sogenannter Bandringkern spiralförmig
aus Eisenband gewickelt oder aus ebenen, ringförmigen Blechen geschichtet sein.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Starkstrom-Drosselspule
mit einem ein Fenster umschließenden Eisenkern, bei der die Wicklung aus einem topfförmigen,
den Kern umschließenden Außenleiter und einem im Fenster des Kerns angeordneten,
mit dem Boden des Topfes verbundenen Innenleiter besteht und der Kern aus ebenen
Blechen geschichtet ist, insbesondere eine Schalt- oder Regeldrosselspule für Stromrichter.
Sie besteht darin, daß unter Verwendung von Kernblechen mit magnetischer Vorzugsrichtung
der Kern aus etwa trapezförmigen, einander überlappenden Blechteilen geschachtelt
ist und der Außenleiter einen rechteckigen, der Form des Kerns entsprechenden Querschnitt
aufweist. Geschichtete Kerne mit trapezförmigen., einander überlappenden Teilblechen
sind an sich bekannt. Die Erfindung führt zu einer wesentlichen Verbilligung von
Topfdrosselspulen mit Kernen, die aus Blechen mit magnetischer Vorzugsrichtung bestehen.
Bei den bekannten zylindrischen Topfdrosselspulen konnten Kerne aus solchen Blechen
nur als Bandringkerne ausgebildet werden, die einen hohen Fertigungsaufwand erfordern
und sorgfältig gegen mechanische Einwirkungen geschützt werden müssen. Durch Einführung
eines Außenleiters mit rechteckigem Querschnitt ermöglicht die Erfindung die Verwendung
von geschichteten Rechteckkernen, wobei sich insofern ein besonders einfacher Aufbau
der Drosselspule ergibt, als die richtige Lage der Kernbleche ohne weiteres durch
den Querschnitt des Leitertopfes, der beim Einschichten der Bleche eine Montagelehre
bildet, erzwungen wird.
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Mit besonderem Vorteil kann der Innenleiter der Drosselspule gleichzeitig
als Bolzen zum Verspannen der Kernbleche dienen.
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Falls es zur Abführung der Verlustwärme der Drosselspule erforderlich
ist, kann der Außenleiter mit Kühlrippen versehen sein. Er kann ferner in an sich
bekannter Weise mit Abstand von einem Mantel umgeben. sein, der mit diesem zusammen
einen Strömungskanal für ein Kühlmittel bildet, beispielsweise für einen Luftstrom,
der durch einen motorisch angetriebenen Lüfter gefördert wird. Eine zusätzliche
Kühlung kann man dadurch erhalten, daß man den Kühlmittelsträm auch durch das Innere
des hohlen Innenleiters hindurchführt. Im übrigem. wird die im Innenleiter entstehende
Wärme über den. Topfboden an den Außenleiter und von diesem nach außen abgeführt.
Man kann die Wärmeabgabe des Innenleiters weiter dadurch fördern, daß man das freie
Ende des Innenleiters mit Kühlrippen versieht.
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Es kann von Vorteil sein, zur Erhöhung der Kurzschlußfestigkeit die
Wände des Außenleiters mechanisch durch Bandagen zu verstärken, die einer Formänderung
des Leiters bei Überstrom entgegenwirken.
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Die Fig. 1 bis 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. In
Fig. 1 ist die Drosselspule in einem axialen Längsschnitt dargestellt; in den Fig.
2 und 3 in Querschnitten. längs der Linien II-II bzw. III-III senkrecht zur Achse.
Der Kern der Drosselspule besteht aus übereinandergeschichteten Kernblechen 1, die
gemäß Fig. 2 aus einander überlappenden, trapezförmigen Teilblechen 1 ca und 1 b
zusammengesetzt sind. Die Kernbleche können beispielsweise aus Nickel-Eisen oder
Silizium-Eisen bestehen. Die einzige Windung der Drosselspule ist aus einem topfförmigen
Außenleiter 2 mit rechteckigem Querschnitt und einem rohrförmigen Innenleiter 3,
ebenfalls mit rechteckigem Querschnitt, zusammengesetzt; die beiden Leiter sind
am Boden 4 des Topfes, beispielsweise durch Lötung oder Schweißung, leitend miteinander
verbunden. Zwischen den Leitern 2 bzw. 3 und dem Kern 1 ist eine isolierende Einlage
5 vorgesehen. Am oberen Rand des topfförmigen, Außenleiters 2 ist zur Stromzuführung
ein Rahmen 6 mit einer Anschlußfahne 7 und entsprechend am oberen Ende des Innen-
Leiters
3 ein Rahmen 8 mit einer Anschlußfahne 9 vorgesehen.
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Auf die Außenseite des topfförmigen Leiters 2 sind Kühlrippen 10 aufgesetzt,
die von einem Mantel 11 umgeben sind. Der Raum zwischen dem Außenleiter 2 und dem
Mantel 11 bildet einen Kanal; durch. den, ein Kühlluftstrom geblasen werden kann.
Zu diesem Zweck ist unterhalb der Drosselspule ein Ventilator 12 angeordnet, der
in Richtung der eingezeichneten Pfeile zwischen den tragenden Isolatoren 13 hindurch
einen Luftstrom erzeugt. Ein Teil des Luftstromes fließt durch den Innenraum des
Innenleiters 3.
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Der Innenleiter 3 ist an seinem oberen freien Ende noch mit einem
besonderen Kühlkörper versehen, der in Fig. 3 im Querschnitt dargestellt ist. Der
Kühlkörper besteht aus einem Rahmen 15, beispielsweise aus Kupfer, mit aufgesetzten
Kühlrippen 16, die ebenfalls noch durch Teile des vom Ventilator 12 geförderten
Luftstromes bespült werden..
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Zur mechanischen Verstärkung der Drosselspule kann noch eine Bandage
vorgesehen sein, die, um die Ubersichtlichkeit der Fig. 1 nicht zu stören., nur
in Fig.2 eingezeichnet ist. Die Bandage besteht aus je vier Leisten 18 bzw. 19,
die in Längsrichtung der Drosselspule zwischen dem Außenleiter 2 und dem Mantel
11 angeordnet sind, aus vier weiteren Leisten 20, die außerhalb des Mantels auf
den Mittellinien seiner Wände aufliegen, und einer Verspannung 21, beispielsweise
aus Stahlhändern. Diese Bandage übt auf die Wandflächen des Außenleiters 22 einen
Druck aus, der insbesondere im Kumschlußfall den Kräften entgegenwirkt, die die
Wände des Außenleiters 2 nach außen zu wölben suchen.
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Der Innenleiter 3 kann, wie bereits bemerkt, gleichzeitig als Bolzen
zum Zusammenspannen der Kernbleche dienen. Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine
Preßplatte auf das oberste Kernblech gedrückt werden, die in beliebiger, nicht dargestellter
Weise am oberen Ende des Innenleiters 3 verankert ist, derart, daß die Kernbleche
zwischen Preßplatte und Topfboden zusammengedrückt werden.
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Hilfswicklungen 25 der Drosselspule, wie sie beispielsweise zur Vormagnetisierung
erforderlich sind, können durch den Hohlraum des Innenleiters 3 geführt und auf
der Außenseite der Drosselspule mit einer Klemmenleiste 26 verbunden werden.
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Außer als Schaltdrosselspule für mechanische Stromrichter oder für
Rückstromsperren von Gleichstromanlagen ist die Spule nach der vorliegenden Erfindung
auch als Regeldrossel für solche Gleichrichteranlagen anwendbar, die mit Halbleiter-Leistungsventilen,
insbesondere p-n-Ventilen auf der Basis von Germanium oder Silizium, arbeiten. Sättigungsfähige
Drosseln haben hierbei die Aufgabe, nach Beendigung der Sperrperiode den Anstieg
des in Durchlaßrichtung des Ventils gerichteten Stromes durch Erzeugung einer stromschwachen
Stufe mit regel- oder steuerbarer Dauer zu verzögern, so daß dadurch die von der
Anlage abgegebene Gleichspannung ausgesteuert werden kann.