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DE9111720U1 - Choke coil without core - Google Patents

Choke coil without core

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Publication number
DE9111720U1
DE9111720U1 DE9111720U DE9111720U DE9111720U1 DE 9111720 U1 DE9111720 U1 DE 9111720U1 DE 9111720 U DE9111720 U DE 9111720U DE 9111720 U DE9111720 U DE 9111720U DE 9111720 U1 DE9111720 U1 DE 9111720U1
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DE
Germany
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choke coil
coil
opening
carrier plate
core
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Expired - Lifetime
Application number
DE9111720U
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German (de)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Publication of DE9111720U1 publication Critical patent/DE9111720U1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00Fixed inductances not covered by group H01F17/00
    • H01F37/005Fixed inductances not covered by group H01F17/00 without magnetic core

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Description

31 b J * ö &oacgr; Ut31 b J * ö &oacgr; Ut

Siemens AktiengesellschaftSiemens AG

Drosselspule ohne Kern
5
Choke coil without core
5

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drosselspule ohne Kern, bestehend aus einer mit &eegr; Windungen bestehenden Wicklung und einem Spulenkörper.The invention relates to a choke coil without a core, consisting of a winding with &eegr; turns and a coil body.

Derartige Spulen mit ohmschem und induktivem Widerstand werden in der Elektrotechnik oft verwendet. Der Name rührt von der Eigenschaft solcher Spulen her, Wechselströme zu drosseln (begrenzen), wobei das Maß der Drosselung von der Windungszahl der Drosselspule und der Frequenz des Stromes abhängig ist.Such coils with ohmic and inductive resistance are often used in electrical engineering. The name comes from the property of such coils to throttle (limit) alternating currents, whereby the degree of throttling depends on the number of turns of the choke coil and the frequency of the current.

Bei hoher Frequenz ist die Drosselwirkung groß, bei niedriger Frequenz klein, bei Gleichstrom tritt überhaupt keine Drosselwirkung auf. Die Drosselspule kann als Luftspule oder als Spule mit Eisenkern ausgeführt werden. Durch Aufbringen der Wicklung auf Eisen kann die Wirkung der Drosselspule wesentlieh verstärkt werden. In der elektrischen Energietechnik werden Drosselspulen meist ohne Eisenkern vielfach eingesetzt, z.B. zum Begrenzen von Kurzschlußströmen in elektrischen Anlagen, zur Spannungshaltung in Hochspannungsleitungen, als Glättungsdrosseln in Gleichrichteranlagen u.a.. Der ohmsche Widerstand solcher Spulen ist oft vernachlässigbar klein.At high frequencies the throttling effect is large, at low frequencies it is small, and with direct current there is no throttling effect at all. The throttling coil can be designed as an air coil or as a coil with an iron core. By applying the winding to iron the effect of the throttling coil can be significantly increased. In electrical power engineering, choke coils, usually without an iron core, are often used, e.g. to limit short-circuit currents in electrical systems, to maintain voltage in high-voltage lines, as smoothing chokes in rectifier systems, etc. The ohmic resistance of such coils is often negligible.

Die Anordnung der Windungen auf dem Spulenkörper geben diesen Spulen jeweils ihren Namen. Bei einer Zylinderspule ist die Wicklung einlagig und besteht aus &eegr; dicht nebeneinander angeordneten Windungen. Eine derartige Zylinderspule hat den Nachteil, daß sie ein relativ großes äußeres Streufeld besitzt. Dieses Streufeld führt transient zu einer elektromagnetischen Störstrahlung (EMI) und stationär in absorbierenden Materialien zu einer Wirbel stromaufheizung.The arrangement of the windings on the coil body gives these coils their names. In a cylindrical coil, the winding is single-layered and consists of windings arranged close together. Such a cylindrical coil has the disadvantage that it has a relatively large external stray field. This stray field leads to transient electromagnetic interference (EMI) and, in a stationary manner, to eddy current heating in absorbing materials.

Bei einer kreisförmigen Spulenachse und dicht nebeneinander liegendem Wicklungsanfang und -ende spricht man von Ringspulen,If the coil axis is circular and the winding start and end are close to each other, they are called toroidal coils.

Ur/Bim / 16.09. 1991Ur/Bim / 16.09. 1991

&tgr; uτ u

auch Toroiden genannt. Eine Toroid-Spule mit Eisenkern konstanten Querschnitts hat keinen Entmagnetisierungsfaktor und keine Streuung.also called toroids. A toroidal coil with an iron core of constant cross-section has no demagnetization factor and no dispersion.

Eine derartige Toroid-Spule wird beispielsweise bei einem Phasenbaustein eines Netzstromrichters und eines Antriebswechselrichters einer Umrichterlokomiti ve mit Drehstromantrieb verwendet (Zeitschrift "ABB Technik", Heft 10, 1990, Seiten 3 bis 10). Dieser Phasenbaustein besteht im wesentlichen aus zwei abschaltbaren Thyristoren (GTO-Thyristor) mit ihren Freilaufdioden, Schutz- und Beschaltungselementen.Such a toroidal coil is used, for example, in a phase module of a mains converter and a drive inverter of a converter locomotive with a three-phase drive (magazine "ABB Technik", issue 10, 1990, pages 3 to 10). This phase module essentially consists of two turn-off thyristors (GTO thyristors) with their freewheeling diodes, protection and wiring elements.

Schutz- und Beschaltungselemente eines abschaltbaren Thyristors (GTO-Thyristor), auch bekannt als Dämpfungsschaltkreis (Snupper Circuit), sind aus der Zeitschrift "Hitachi Review", Vol.31, 1982, Nr.4, Seiten 173 bis 178, bekannt.Protection and circuit elements of a turn-off thyristor (GTO thyristor), also known as a snupper circuit, are known from the magazine "Hitachi Review", Vol.31, 1982, No.4, pages 173 to 178.

Der Nachteil einer derartigen Toroid-Spule besteht darin, daß der Fertigungsprozeß sehr aufwendig ist und dies zu hohen Kosten führt.The disadvantage of such a toroidal coil is that the manufacturing process is very complex and this leads to high costs.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Drosselspule ohne Kern, auch Luftspule genannt, anzugeben, die streufeldarm und einfach zu fertigen ist.The invention is based on the object of specifying a choke coil without a core, also called an air coil, which has a low stray field and is easy to manufacture.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Wicklung ein flexibles Kabel vorgesehen ist, daß als Spulenkörper wenigstens eine Trägerplatte vorgesehen ist, deren Randbereiche mit Bohrungen und deren Innenbereich mit einem Durchbruch versehen sind, und daß das Kabel pro Windung durch eine Bohrung und dem Durchbruch geführt ist.This object is achieved according to the invention in that a flexible cable is provided for the winding, that at least one carrier plate is provided as the coil body, the edge areas of which are provided with holes and the inner area of which is provided with an opening, and that the cable is guided through a hole and the opening per turn.

Durch die Verwendung von einfachen Standardelementen als Teile der erfindungsgemäßen Drosselspule sind die Grundkosten einer derartigen ausgestalteten Drossel sehr niedrig. Der Fertigungsvorgang besteht nun darin, ein flexibles Kabel vorbestimmter Länge - Länge entspricht &eegr; Windungslängen - solange durch eine Bohrung und den Durchbruch der Trägerplatte zu führen, bis alle Bohrungen das Kabel führen. Dadurch ist derBy using simple standard elements as parts of the choke coil according to the invention, the basic costs of a choke designed in this way are very low. The manufacturing process now consists of guiding a flexible cable of a predetermined length - length corresponds to η winding lengths - through a hole and the opening in the carrier plate until all holes guide the cable. This means that the

9t 6 3 4 8 3 DE9t 6 3 4 8 3 EN

Wickelsinn und die räumliche Anordnung festgelegt. Die beiden freien Enden dieses flexiblen Kabels werden noch mit Anschlußklemmen versehen, wodurch eine anschlußfertige Drossel entstanden ist. Dieser einfache Fertigungsprozeß ist nicht sehr aufwendig und kann von jedem Fertigungsmann durchgeführt werden. Außerdem ist diese erfindungsgemäße Drosselspule streufeldarm, da diese Drosselspule eine toroidähnlichen Bauform aufweist.The winding direction and the spatial arrangement are determined. The two free ends of this flexible cable are then provided with connection terminals, creating a choke that is ready for connection. This simple manufacturing process is not very complex and can be carried out by any production worker. In addition, this choke coil according to the invention has a low stray field, since this choke coil has a toroid-like design.

Somit erhält man eine preiswerte und streufeidarme Drosselspule ohne Kern.This gives you an inexpensive choke coil with low stray field without a core.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Drosselspule besteht der Spulenkörper aus zwei Trägerplatten, die mittels vorbestimmter Distanzstücke zueinander beabstandet sind. Die beiden Trägerplatten sind identisch ausgeführt. Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform kann durch Veränderung der Distanzstücklänge der Wert der Induktivität dieser Drosselspule variiert werden, wodurch auch ein vorhandenes Einbauvolumen für diese Drosselspule optimal ausgenutzt werden kann.In an advantageous embodiment of the choke coil, the coil body consists of two carrier plates that are spaced apart from one another by means of predetermined spacers. The two carrier plates are identical. In this advantageous embodiment, the value of the inductance of this choke coil can be varied by changing the length of the spacer, which also allows an existing installation volume to be optimally utilized for this choke coil.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Drosselspule hat der Durchbruch der Trägerplatte einen ovalförmigen Querschnitt. Dabei verlaufen zwei Kanten dieses Durchbruches parallel zu den Schmalseiten der Trägerplatte und zwei Kantenkonkav zu den Stirnseiten der Trägerplatte. Durch diesen ovalförmigen Querschnitt des Durchbruchs der Trägerplatte ähnelt die Bauform der Drosselspule immer mehr einer toroiden Bauform, wodurch sich das Streufeld dieser Drosselspule noch mehr verringert.In a further advantageous embodiment of the choke coil, the opening in the carrier plate has an oval-shaped cross-section. Two edges of this opening run parallel to the narrow sides of the carrier plate and two edges are concave to the front sides of the carrier plate. Due to this oval-shaped cross-section of the opening in the carrier plate, the design of the choke coil increasingly resembles a toroidal design, which further reduces the stray field of this choke coil.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Drossel schematisch veranschaulicht sind. 35To further explain the invention, reference is made to the drawing, in which embodiments of the throttle according to the invention are schematically illustrated. 35

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Drosselspule ohne Kern, in Figur 2 ist ein vorteihafter Spulenkörper einer erfindungsgemäßen Drosselspule nach Figur 1 näher dargestellt und dieFigure 1 shows a choke coil according to the invention without a core, in Figure 2 an advantageous coil body of a choke coil according to the invention according to Figure 1 is shown in more detail and the

91 G 3 4 83 OE91 G 3 4 83 OE

Figur 3 zeigt einen weiteren vorteilhaften Spulenkörper der Drosselspule nach Figur 1.Figure 3 shows another advantageous coil body of the choke coil according to Figure 1.

In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Drosselspule im einzelnen dargestellt. Diese Drosselspule ohne Kern besteht aus einer Wicklung 2 und einem Spulenkörper 4. Die Wicklung 2 besteht aus &eegr; Windungen 6, die aus einem flexiblen Kabel 8 bestehen. Als Spulenkörper 4 ist eine Trägerplatte 10 vorgesehen, die in der Figur 2 näher dargestellt ist. Durch diese Ausgestaltung der Drosselspulelemente erhält man eine Luftspule, deren Bauform sehr der toroiden Bauform ähnelt. Dadurch weist diese Luftspule auch ein geringes Streufeld auf.Figure 1 shows a choke coil according to the invention in detail. This choke coil without a core consists of a winding 2 and a coil body 4. The winding 2 consists of n windings 6, which consist of a flexible cable 8. A carrier plate 10 is provided as the coil body 4, which is shown in more detail in Figure 2. This design of the choke coil elements results in an air coil whose design is very similar to the toroidal design. This air coil therefore also has a low stray field.

In Figur 2 ist ein vorteilhafter Spulenkörper 4 der Drosselspule nach Figur 1 näher dargestellt. Als Spulenkörper 4 ist eine Trägerplatte 10 vorgesehen, die gegenüber der Ausführungsform nach Figur 1 rechteckförmig ist. Die Randbereiche dieser Trägerplatte 10 sind mit Bohrungen 12 versehen, die vorteilhafterweise der Kontur eines Durchbruchs 14 im Innenbereich der Trägerplatte 10 folgen. Der Durchmesser einer jeden Bohrung 12 entspricht derart dem Durchmesser des verwendelten flexiblen Kabels 8, daß das flexible Kabel 8 leicht durch die Bohrung 12 geführt werden kann, jedoch das Spaltmaß gering gehalten wird. Damit die Isolierung des Kabels 8 bei Hindurchführen bzw. bei der mechanischen Fixierung nicht beschädigt wird, sind die Ränder jeder Bohrung 12 angefast.Figure 2 shows a preferred coil body 4 of the choke coil according to Figure 1 in more detail. A carrier plate 10 is provided as the coil body 4, which is rectangular compared to the embodiment according to Figure 1. The edge areas of this carrier plate 10 are provided with holes 12, which advantageously follow the contour of an opening 14 in the interior area of the carrier plate 10. The diameter of each hole 12 corresponds to the diameter of the flexible cable 8 used in such a way that the flexible cable 8 can be easily guided through the hole 12, but the gap is kept small. So that the insulation of the cable 8 is not damaged when it is guided through or when it is mechanically fixed, the edges of each hole 12 are chamfered.

Bei dieser vorteilhaften Ausführungsform des Spulenkörpers 4 hat der Durchbruch 14 im Innenbereich der Trägerplatte 10 einen ovalförmigen Querschnitt. Dabei verlaufen die Kanten des Durchbruchs 14 jeweils parallel zu einer Schmalseite 18 der Trägerplatte 10 und die Kanten 20 des Durchbruchs 14 jeweils bogenförmig zu einer Stirnseite 22 der Trägerplatte Der Abstand zwischen der Kante 20 und der Stirnseite 22 und der Kante 16 und der Schmalseite 18 und damit die Abmessung der Trägerplatte 10 wird bestimmt durch die Biegefähigkeit des verwendeten flexiblen Kabels 8.In this advantageous embodiment of the coil body 4, the opening 14 in the inner area of the carrier plate 10 has an oval-shaped cross-section. The edges of the opening 14 each run parallel to a narrow side 18 of the carrier plate 10 and the edges 20 of the opening 14 each run in an arc shape to an end face 22 of the carrier plate. The distance between the edge 20 and the end face 22 and the edge 16 and the narrow side 18 and thus the dimensions of the carrier plate 10 are determined by the bendability of the flexible cable 8 used.

31 B 3 t Ö31 B 3 t Ö

".-·' Durch den ovalförmigen Durchbruch 14 und den zugeordneten Bohrungen 12 erhält man eine Luftspule, deren Bauform weitgehend der toroiden Bauform entspricht. Mit dieser vorteilhaften Ausgestaltung des Spulenkörpers 4 verringert sich das Streufeld noch weiter.".-·' The oval-shaped opening 14 and the associated holes 12 result in an air coil whose design largely corresponds to the toroidal design. With this advantageous design of the coil body 4, the stray field is reduced even further.

Die Figur 3 zeigt einen weiteren vorteilhaften Spulenkörper einer Drosselspule nach Figur 1. Dieser Spulenkörper 4 besteht aus zwei identischen Trägerplatten 10 gemäß Figur 2, die mittels mehrerer Distanzstücke 24 zueinander auf Abstand gehalten werden. Durch Variation der Distanzstücklänge kann der Wert der Induktivität dieser Drosselspule verändert werden. Bei der Verwendung dieses vorteilhaften Spulenkörpers 4 werden dieFigure 3 shows another advantageous coil body of a choke coil according to Figure 1. This coil body 4 consists of two identical carrier plates 10 according to Figure 2, which are kept at a distance from each other by means of several spacers 24. By varying the length of the spacer, the value of the inductance of this choke coil can be changed. When using this advantageous coil body 4, the

Windungen 6 der Wicklung 2 ovalförmig. 15Turns 6 of winding 2 oval-shaped. 15

Claims (4)

91 G 3 h 8 3 OE Schutzansprüche91 G 3 h 8 3 OE Protection claims 1. Drosselspule ohne Kern, bestehend aus einer mit &eegr; Windungen (6) bestehenen Wicklung (2) und einem Spulenkörper (4), dadurch gekennzeichnet, daß für die Wicklung (2) ein flexibles Kabel (8) vorgesehen ist, daß als Spulenkörper (4) wenigstens eine Trägerplatte (10) vorgesehen ist, deren Randbereiche mit Bohrungen (12) und deren Innenbereich mit einem Durchbruch (14) versehen sind, und daß das Kabel (8) pro Windung (6) durch eine Bohrung (12) und den Durchbruch (14) geführt ist.1. Choke coil without core, consisting of a winding (2) consisting of n turns (6) and a coil body (4), characterized in that a flexible cable (8) is provided for the winding (2), that at least one carrier plate (10) is provided as the coil body (4), the edge areas of which are provided with holes (12) and the inner area of which is provided with an opening (14), and that the cable (8) is guided through a hole (12) and the opening (14) for each turn (6). 2. Drosselspule nach Anspruch 1 mit zwei Trägerplatten (10), dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Trägerplatten (10) mittels vorbestimmter Distanzstücke (24) zueinander beabstandet sind.2. Choke coil according to claim 1 with two carrier plates (10), characterized in that the two carrier plates (10) are spaced apart from one another by means of predetermined spacers (24). 3. Drosselspule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (14) einen ovalförmigen Querschnitt hat.3. Choke coil according to claim 1 or 2, characterized in that the opening (14) has an oval-shaped cross-section. 4. Drosselspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Material der Trägerplatte (10) Isoliermaterial vorgesehen ist.4. Choke coil according to claim 1, characterized in that insulating material is provided as the material of the carrier plate (10).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19738946A1 (en) * 1997-09-05 1999-03-18 Siemens Ag Core-less throttle coil
DE19723958C2 (en) * 1997-06-06 2000-08-24 Siemens Ag Tension bandage

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