DE20017549U1

DE20017549U1 - Transformer or choke

Info

Publication number: DE20017549U1
Application number: DE20017549U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2000-05-31
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2001-01-04
Anticipated expiration: 2010-10-06
Also published as: GB2363004A; GB0105393D0

Description

GR 2000 G 04117 DE .'. .·· · GR 2000 G 04117 DE .'. .·· ·

Beschreibung
Transformator oder DrosselDescription
Transformer or choke

Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator oder eine Drossel nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a transformer or a choke according to the preamble of patent claim 1.

Deutsche und internationale Normen geben bestimmte Bauformen für den Aufbau von Transformatoren oder Drosseln vor. So sieht z.B. die der IEC 60852-4 entsprechende deutsche DIN EN 60852-4 vor, dass die Pakethöhe der Magnetkreise von Drosseln das 0,5- bis 2-fache der Schenkelbreite ihres Kernes betragen soll.
Mitunter ist der Einbauraum für Transformatoren und Drosseln insbesondere in der Höhe arg begrenzt; dies gilt insbesondere dann, wenn die Transformatoren oder Drosseln Teile von Schaltungen bilden, die in Schaltschränken und dort möglicherweise noch in speziellen Kassetten unterzubringen sind. Das Bauvolumen derartiger Transformatoren und Drosseln ist dabei durch die umzusetzenden elektrischen Leistungen weitgehend vorgegeben und lässt sich im allgemeinen kaum verringern.German and international standards specify certain designs for the construction of transformers or chokes. For example, the German DIN EN 60852-4, which corresponds to IEC 60852-4, stipulates that the package height of the magnetic circuits of chokes should be 0.5 to 2 times the leg width of their core.
Sometimes the installation space for transformers and chokes is very limited, especially in terms of height; this is especially true when the transformers or chokes form part of circuits that have to be housed in control cabinets and possibly in special cassettes. The construction volume of such transformers and chokes is largely determined by the electrical power to be converted and can generally hardly be reduced.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Transformator oder eine Drossel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszugestalten, dass er/sie auf begrenztem Raum unterzubringen ist.The object of the invention is to design a transformer or a choke according to the preamble of patent claim 1 in such a way that it/they can be accommodated in a limited space.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Anwendung der Merkmale des Anspruches 1. Danach soll der Transformator/die Drossel extrem flach ausgeführt sein, wobei bewusst von den Raumbedarfsmaßen der einschlägigen Normen abgegangen und stattdessen auf außerhalb dieser Normen liegende Vorgaben für die Bemessung des Magnetkernes abgestellt wird.The invention solves this problem by applying the features of claim 1. According to this, the transformer/choke is to be designed to be extremely flat, whereby the space requirements of the relevant standards are deliberately deviated from and instead specifications for the dimensioning of the magnetic core that lie outside these standards are used.

GR 2000 G 04117 DEGR 2000 G 04117 EN

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Transformators bzw. der erfindungsgemäßen Drossel sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments and further developments of the transformer according to the invention or the choke according to the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung verdeutlichten Ausführungsbeispieles erläutert. Die Zeichnung zeigt in Figur 1 eine nach der Erfindung ausgebildete Drossel und in Figur 2 eine Drosselausführung, wie sie der Fachmann bei Beachtung der zitierten Normen für die Anordnung auf begrenztem Raum vorsehen würde.The invention is explained below using an embodiment illustrated in the drawing. The drawing shows in Figure 1 a throttle designed according to the invention and in Figure 2 a throttle design such as the person skilled in the art would provide for the arrangement in a limited space when observing the cited standards.

Figur 2 zeigt das für eine Drosselanordnung konkret zur Verfügung stehende Einbauvolumen V in Form eines strichpunktiert angedeuteten Quaders. Es ist zu erkennen, dass der für die Drosselanordnung zur Verfügung stehende Raum in der einen Dimension sehr begrenzt ist. Um in dem definierten Volumen die für die Filterung elektrischer Größen erforderlichen Induktivitäten unterzubringen, hat der Fachmann eine Drosselanordnung aus z.B. sechs relativ kleine Drosseln Dl bis D6 vorgesehen, die nebeneinander auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sind. Die einzelnen Drosseln sind vorzugsweise elektrisch parallelgeschaltet. Die Drosseln sind als Dreiphasendrosseln ausgeführt und bestehen aus jeweils einem Magnetkern, der geschichteten Blechen aufgebaut ist mit auf den drei Schenkeln des Magnetkernes angeordneten Wicklungen. Die Magnetkerne genügen den Forderungen der einschlägigen Normen; die Pakethöhe der Magnetkerne beträgt z.B. etwa das Doppelte der Schenkelbreite.
Eine gemäß Figur 2 ausgestaltete, den einschlägigen Normen genügende Drosselanordnung lässt sich zwar auf begrenztem Raum unterbringen, ist jedoch in der Herstellung aufwendig, weil sie die Fertigung, Montage und Verschaltung von mehreren separaten Drosseln erfordert.Figure 2 shows the actual installation volume V available for a choke arrangement in the form of a cuboid indicated by dash-dotted lines. It can be seen that the space available for the choke arrangement is very limited in one dimension. In order to accommodate the inductances required for filtering electrical quantities in the defined volume, the expert has provided a choke arrangement comprising, for example, six relatively small chokes D1 to D6, which are arranged next to one another on a common carrier. The individual chokes are preferably connected electrically in parallel. The chokes are designed as three-phase chokes and each consist of a magnetic core made up of layered sheets with windings arranged on the three legs of the magnetic core. The magnetic cores meet the requirements of the relevant standards; the package height of the magnetic cores is, for example, approximately twice the leg width.
A choke arrangement designed according to Figure 2 and satisfying the relevant standards can be accommodated in a limited space, but is complex to manufacture because it requires the manufacture, assembly and connection of several separate chokes.

GR 2000 G 04117 DEGR 2000 G 04117 EN

Die Erfindung sieht demgegenüber vor, einen Transformator oder eine Drossel herzustellen und zu verwenden, der/die den geforderten Raumerfordernissen dadurch genügt, dass er/sie, abweichend von den Vorgaben der einschlägigen Normen, einen Magnetkern aufweist, bei dem die Pakethöhe nur ein Zehntel bis maximal ein Drittel der Schenkelbreite beträgt. Dies führt zu einem außerordentlich flachen Transformator/ flachen Drossel, der/die aber den elektrischen Leistungsanforderungen vollauf genügt. Die Anordnung gemäß Figur 2 mit einer Mehrzahl kleinerer Drosseln bzw. Transformatoren kann so durch eine Anordnung mit nur einem einzigen Transformator bzw. einer einzigen größeren Drossel ersetzt werden, der/die den geforderten Raumerfordernissen genügt.The invention, on the other hand, provides for the manufacture and use of a transformer or choke which satisfies the required space requirements by having, in contrast to the requirements of the relevant standards, a magnetic core in which the package height is only one tenth to a maximum of one third of the leg width. This results in an extremely flat transformer/flat choke which, however, fully satisfies the electrical performance requirements. The arrangement according to Figure 2 with a plurality of smaller chokes or transformers can thus be replaced by an arrangement with just a single transformer or a single larger choke which satisfies the required space requirements.

Die in Figur 1 dargestellte, nach der Erfindung ausgestaltete Drossel ist ebenfalls beispielsweise als Drehstromdrossel ausgeführt und besteht aus einem Magnetkern M und drei die Schenkel des Magnetkernes umschließenden Wicklungen W. Der Magnetkern wird aus streifenförmigen Magnetteilkörpern gebildet, die in geeigneter Weise fixiert sind. Die Schenkelbreite S des Magnetkernes ist etwa dreimal so groß wie die Pakethöhe P des Magnetkernes, d.h., die erfindungsgemäße Drossel ist außerordentlich flach ausgeführt und lässt sich innerhalb des zur Verfügung stehenden Volumens V unterbringen. Sie kann insbesondere in ein geeignetes kassettenartiges Gehäuse integriert sein, das gegebenenfalls zu mehreren über- und/oder nebeneinander in einem Schaltschrank oder etwas ähnlichem unterzubringen ist.The choke shown in Figure 1, designed according to the invention, is also designed as a three-phase choke, for example, and consists of a magnetic core M and three windings W enclosing the legs of the magnetic core. The magnetic core is formed from strip-shaped magnetic parts that are fixed in a suitable manner. The leg width S of the magnetic core is about three times as large as the package height P of the magnetic core, i.e. the choke according to the invention is extremely flat and can be accommodated within the available volume V. It can in particular be integrated into a suitable cassette-like housing, which can optionally be accommodated in several on top of and/or next to one another in a control cabinet or something similar.

Anstelle der im Ausführungsbeispiel angeführten Dreiphasendrossel lässt sich die Erfindung mit Vorteil auch bei Einpha-Instead of the three-phase choke mentioned in the embodiment, the invention can also be used with advantage in single-phase

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sendrosseln verwirklichen, desgleichen auch bei Transformatoren, Übertragern und Wandlern.transmission chokes, as well as transformers, transmitters and converters.

Wenngleich in der vorstehenden Beschreibung und in den An-Sprüchen zur Beschreibung des erfindungsgemäßen Bauteiles der Begriff "Pakethöhe" verwendet wurde, beschränkt sich die Erfindung nicht auf die Verwendung geblechter Magnetkreise, sondern bezieht vielmehr auch die Verwendung amorpher, nanokristalliner Sinter- und Ferritwerkstoffe entsprechend der Maßvorgabe der Erfindung ausgestalteter Magnetkreise ein.Although the term "package height" was used in the above description and in the claims to describe the component according to the invention, the invention is not limited to the use of laminated magnetic circuits, but rather also includes the use of amorphous, nanocrystalline sintered and ferrite materials in magnetic circuits designed according to the dimensions specified by the invention.

Claims

1. Transformer or choke with a magnetic core (M) for flux guidance and at least one winding (W) enclosing at least one leg of the magnetic core, characterized in that the leg width (S) of the magnetic core (M) is three to ten times the package height (P) of the magnetic core.

2. Transformer or choke according to claim 1, characterized in that the transformer/choke is designed as a single-phase or three-phase transformer/choke.

3. Transformer or choke according to claim 1 or 2, characterized in that it is integrated in a housing adapted to its external dimensions.

4. Transformer or choke according to claim 3, characterized in that several housings arranged one above and/or next to one another form a common housing unit.