DE7031926U - Elektrischer uebertrager. - Google Patents

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT München 2, den 2 6 Aüü 197

Berlin und München Wittelsbacherplatz 2

70/6700

Elektrischer Übertrager

Die Neuerung betrifft einen elektrischen Übertrager mit einer Einrichtung zur Abführung der beim Betrieb des Übertragers im Blechpaket und in der Übertragerwicklung auftretenden Verlustwärme. 5

Bei Übertragern, die offen aufgebaut sind, erfolgt d.'.e Abführung der Verlustwärme in erster Linie durch Strahlung und Konvektion. Werden Übertrager aber in Gerätegehäusen untergebracht, was üblicherweise der Fall ist, wird die Ausbildung einer kühlenden Strömung der den Übertrager umgebenden Atmosphäre eingeschränkt bzw. nahezu unterbunden, was zu einem Wärmestau und damit zu einer überhitzung des Übertragers führen kann. Die Folge davon ist, abgesehen von thermischen Beeinflussungen anderer, im Gerätegehäuse unter gebrachter elektrischer Bauelemente, ein Abfall in der Über tragungsleistung.

Man kann diesen Mangel dadurch beheben, daß man einen größeren übertrager verwendet, der im gleichen Anwendungsfall, in Vergleich zu einem kleineren übertrager geringer belastet wird und der sich dementsprechend geringer erwärmt. Da aber ein Übertrager größerer Leistung zugleich auch einen größeren Raumbedarf hat, ist eine derartige Maßnahme der allgemein erwünschten Miniaturisierung von Baueinheiten entgegen- gerichtet.

Zusätzlich ergibt sich noch der Nachteil, daß bei einem derartigen übertrager, infolge der geringeren Materialausnutzung,

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größerer Aufwand an aktivem Material, insbesondere am Kupfer der Übertragerwicklung getrieben werden muß.

Man kann einer zu großen Erwärmung eines Übertragers auch dadurch entgegentraten, daß Vorkehrungen getr-öffen werden, die geeignet sind, die Wärmeableitung zu verbessern. Maßnahmen dieser Art können beispielsweise darin bestehen, daß das Blechpaket des Übertragers unmittelbar oder über ein wärmeableitendes Chassis mit dem metallischen Gerätegehäuse wärmeleitend verbunden ist. Wenn man in dieser Art verfährt, wird zwar eine gewisse Kühlung des Übertragers erreicht, die aber in ihrer Wirkung recht beschränkt ist, da die Wärme der Übertragerwicklung nicht direkt, sondern nur über das * Blechpaket an das Gerätegehäuse abgeleitet wird.

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Diesen Nachteil kann man dadurch beheben, daß man den Übertrager in einem mit öl gefüllten metallischen Gehäuse unterbringt, wobei das als Kühlmittel dienende öl sowohl das Blechpaket als auch die Übertragerwicklung umströmt. Eine derartige Kühlung von Übertragern ist in der Energietechnik bei Großtransformatoren üblich. In der Nachrichtentechnik jedoch, wo im allgemeinen relativ kleine Transformatoren Verwendung finden, wäre der Aufwand, der bei dieser Art der Kühlung erforderlich ist, bei weitem zu groß.

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f Der Neuerung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Übertrager mit einer Einrichtung zur Abführung der beim Betrieb des Übertragers im Blechpaket und in der Übertragerwicklung auftretenden Verlustwärme zu schaffen, die einfach im Aufbau ist und eine wirksame Kühlung des Übertragers gewährleistet.

Geaäfi der Neuerung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Einrichtung aus einem metallischen Sockel besteht, der eine Anlagefläche für das Blechpaket und eine zur Aufnahme

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des an der einen Seite des Übertragers aus dem Blechpaket herausragenden Teiles der Übertragerwicklung geeignete Öffnung aufweist, und daß der Raum zwischen der öffnung des Sockels und dem in diese öffnung hineinragenden Teil der Übertragerwicklung mit einem gut wärmeleitenden Pulver gefüllt ist.

Durch diese Maßnahmen erhält man einen Übertrager, der infolge der Kühlung des Blechpaketes und der übertragerwicklung in der Lage ist, relativ hohe elektrische Leistungen zu übertragen, ohne daß dabei maximal zulässige Übertemperaturen in der Übertragerwicklung überschritten werden, wobei außerdem dessen Außenabmessungen erhalten bleiben.

Der Sockel, der beispielsweise durch Verschraubung mit dem Blechpaket verbunden ist, ist seinerseits mit dem Gerätegehäuse oder einem metallischen Chassis zur weiteren wärmeableitung verbindbar. Das in der öfxnung zwischen der Übertragerwicklung und dem Sockel befindliche wärmeleitende Pulver gewährleistet wegen seines niedrigen Wärmewiderstandes eine gute Ableitung der Verlustwärme der Übertragerwicklung. Der so erhaltene übertrager findet bevorzugt bei Stromversorgungseinschüben von in Traggehäusen untergebrachten Geräten der Nachrichtentechnik Verwendung, da er trotz hoher Übertragungsleistung relativ klein und damit leicht ist.

Eine Ausgestaltung der Neuerung besteht darin, daß die Übertragerwicklung mit einer dichten, elektrisch isolierenden Schicht überzogen ist und daß das gut wärmeleitende Pulver ein Metallpulver ist. Die elektrisch isolierende Schicht wird dabei beispielsweise im Tauchverfahren hergestellt und ist somit völlig blasenfrei, wodurch eine Beeinträchtigung der Wärmeübertragung von der Überj&xckiung zum Metallpulver, beispielsweise Aluminium oder Kupferpulver, vermieden wird.

Die elektrisch isolierende Schicht kann gemäß einer Weiter-

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-Αι bildung der Neuerung dadurch eingespart werden, daß das gut

j wärmeleitende Pulver aus Metalloxyd» insbesondere dem Oxyd

• eines; Erdkalimetalls besteht. Das Metalloxydpulver ist be-

! vorzugt ein Pulver aus Aluminiumoxyd oder Magnesiumoxyd,

j 5 ist elektrisch isolierend und weist etwa die Wärmeleitung3-

J eigenschaften wie Metallpulver auf.

: Eine weitere Ausgestaltung der Neuerung besteht ferner darin,

daß der Sockel aus einem Rahmen, dessen Außenabmessungen

! 10 gleich den Abmessungen des Blechpaketes sind,und einer Bodenplatte besteht, die mit dem Rahmen verschraubbar ist.

Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die Außenabmessungen des Übertragers durch die Kühleinrichtung, wenn man von der ohnehin relativ dünnwandigen Bodenplatte absieht, nicht vergrößert werden. Da die Bodenplatte ein eigenes, mit dem Rahmen verschraubbares Teil ist, ist außerdem die Möglichkeit geschaffen, das wärmeleitende Pulver nach der Verbindung des Rahmens mit dem Blechpaket in den Raum zwischen Rahmen und Übertragerwicklung einzufüllen, wobei die Bodenplatte anschließend mit dem Rahmen verschraubt wird.

Ferner ist es eine Weiterbildung der Neuerung, daß der Raum zwischen dem Blechpaket und der Übertragerwicklung mit einer Vergußmasse ausgefüllt ist.

Das Ausfüllen mit der Vergußmasse erfolgt dabei, nachdem der Raum zwischen der Übertragerwicklung und dem Sockel mit dem wärmeleitenden Pulver gefüllt ist. Man erreicht durch diese Maßnahme, daß Inhomogenitäten im Pulver, d.h., Stellen,an denen das Pulver weniger dicht gepackt ist, vermieden werden.

Man kann zu diesem Zweck zwischen der Vergußmasse und dem gut wärmeleitenden Pulver vorteilhafterweise auch eine Dichtungsmasse einfügen, die den Zwischenraum zwischen dem Sockelrand

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und der Übertragerwicklung verklebt. Die Dichtungsmasse hat darm nur noch die Aufgabe, den Luftspalt zwischen dem Blechpaket und der Übertragerwicklung zu beseitigen, wodurch der Wärmeübergang von der Ubertrsgerwicklung zum Blechpaket, wie bsi der vorherigen Weiterc^;iduug der Neuerung, verbessert wird.

Die Neuerung wird im folgenden anhand von in den Zeich.-vngen dargestellten Ausfuhrungsbeispielen näher beschrieben. 10

Im einzelnen zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Übertrager nach der Neuerung,

gemäß der Linie A - A in Fig. 2 und 15

Fig. 2 den Grundriß des in Fig. 1 dargestellten Übertragers.

In den Figuren ist ein Übertrager 1 mit vier Befestigungsbolzen 2 derart an einen Sockel aus gut wärmeleitendem Ma- terial angeschraubt, daß das Blechpaket 4 plan aufliegt. Der Sockel besteht z.B. aus Aluminium oder Kupfer, ist aus dem Rahmen 3 und der Bodenplatte 7 gebildet, und hat die Außen abmessungen des Blechpaketes 4. Außerdem weist der durch die ebenfalls aus wärmeleitendem Material bestehende Boden platte 7 abgeschlossene Sockel eine öffnung a zur Aufnahme der unteren Hälfte der Übertragerwicklung 5 auf. Die öffnung a zwischen der Übertragerwicklung 5 und dem Sockel, die mit einem gut wärmeleitenden Pulver 6 gefüllt ist, ist auf der Höhe des Sockelrandes mit einer Dichtungsmasse b verschlossen.

Dabei wird die Dichtungsmasse b vor dem Einfüllen des Pulvers eingelegt. Bei der Verwendung von Metallpulver, z.B. aus Alu minium oder Kupfer, zur Ableitung der Verlustwärme, ist die Übertragerwicklung 5 mit einer blasenfreien Isolierschicht (nicht dargestellt) überzogen. Die Isolierschicht wird im

Tauchverfahren hergestellt. Bei der Verwendung eines elektrisch

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isolierenden, aber thermisch gut leitenden Pulvers 6 aus Metalloxyd, beispielsweise Aluminiumoxyd oder Magnesiumoxyd, wird die Isolierschicht au2 ^r*er Übertragerwicklung eingespart. Nach dem Einfüllen des Pulvers 6 in die öffnung a wird der Rahmen 3 mit der Bodenplatte 7, die beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer besteht, durch Verschravben mit Schrauben S (Fig. 1) verschlossen. Der verbleibende K&.un c zwischen dem Blechpaket 4 und der Ubertragerwicklung 5 xa'c mit einer Vergußmasse 9 ausgefüllt, wodurch die Wärmeübertragung von der Übertragerwicklung 5 an das Blechpaket 4 -""erbessert wird.

Durch die Wärmeableitung über das gut wärmeleitende Pulver 6 und den Sockel wird die Übertemperatur in der Übertragerwicklung 5 so weit gesenkt, daß die vom übertrager 1 übertragbare Leistung, unter Beibehaltung der Abmessungen des

Übertragers 1, um etwa zwanzig Prozent erhöht wird.

7 Schutzansprüche 2 Figuren

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Claims (7)

1. Il * · · · · ■ 1

   : I ■ I I · ■

   - 7 -■
   Schutzansprüche

   •i :-ktrischer übertrager mit einer Einrichtung zur Abführung „=tr beim Betrieb des Übertragers im Blechpaket und in der Übertragerwicklung auftretenden Verlustwärme„ dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung aus einem metallischen Sockel besteht, der eine Anlagefläche für das.Blechpaket und eine zur Aufnahme des an der einen Seite des Übertragers aus dem Blechpaket herausragenden Teiles der Übertragerwicklung geeignete öffnung aufweist, und daß der Raus zwischen der öffnung des Sockels und dem in diese öffnung hineinragenden Teil der Übertragerwicklung mit einem gut wärmeleitenden Pulver gefüllt ist.
2. 2. Elektrischer übertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Übertragerwicklung mit einer dichten, elektrisch isolierenden Schicht überzogen ist und daß das gut wärmeleitende Pulver ein Metallpulver ist.
3. 3. Elektrischer übertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das gut wärmeleitende Pulver aus Metalloxyd, insbesondere dem Oxyd eines Erdkalimetalls besteht.
4. 4. Elektrischer Übertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel aus einem Rahmen, dessen Außenabmessungen gleich den Abmessungen des Blechpaketes sind und einer Bodenplatte besteht, die mit dem Rahmen verschrau^bar ist.
5. 5. Elektrischer Übertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel mit dem Blechpaket verschraubbar ist.

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   ι * · · t m t t κ r φ

   • it· · a «
6. 6. Elektrischer Übertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der

   \ Raum zwischen dem Blechpaket und der Übertragerwicklung

   mit einer Vergußmasse ausgefüllt ist.
7. 7. Elektrischer Übertrager nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen der Vergußmasse und dem gut wärmeleitenden Pulver eine Dichtungsmasse eingefügt ist.

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