DE202016104544U1 - Multi-phase push-pull power choke - Google Patents

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Abstract

Mehrphasige Gegentakt-Leistungsdrossel (10) zum Dämpfen von transienten Gegentaktströmen zwischen einer zumindest zweiphasigen Energiequelle (20) und einer elektrischen Last mit einer entsprechenden Anzahl von Phasen, wobei die Energiequelle (20) eine zumindest zweiphasige erste Energiequelle (20a) und eine parallel dazu geschaltete zumindest zweiphasige zweite Energiequelle (20b) ist, und einander entsprechende Phasen der ersten und zweiten Energiequelle (20a, 20b) jeweils über eine Drosseleinheit (12) untereinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung von magnetischen Streufeldern zumindest zwei Drosseleinheiten (12), die in unterschiedlichen Phasen angeordnet sind, über zumindest einen mehrphasigen magnetischen Shunt (24) magnetisch untereinander gekoppelt sind.A multi-phase push-pull power choke (10) for attenuating transient push-pull currents between an at least two-phase power source (20) and an electrical load having a corresponding number of phases, the power source (20) having an at least two-phase first power source (20a) and a parallel at least two-phase second energy source (20b), and corresponding phases of the first and second energy source (20a, 20b) are each coupled to one another via a throttle unit (12), characterized in that for reducing stray magnetic fields at least two throttle units (12), which are arranged in different phases, are magnetically coupled to one another via at least one multi-phase magnetic shunt (24).

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrphasige Gegentakt-Leistungsdrossel zum Dämpfen von transienten Gegentaktströmen zwischen einer zumindest zweiphasigen Energiequelle und einer elektrischen Last mit einer entsprechenden Anzahl von Phasen, wobei die Energiequelle eine zumindest zweiphasige erste Energiequelle und eine parallel dazu geschaltete zumindest zweiphasige zweite Energiequelle ist, und einander entsprechende Phasen der ersten und zweiten Energiequelle jeweils über eine Drosseleinheit untereinander gekoppelt sind.The invention relates to a polyphase push-pull power choke for damping transient push-pull currents between an at least two-phase power source and an electrical load having a corresponding number of phases, wherein the power source is an at least two-phase first power source and an at least two-phase second power source connected in parallel thereto, and each other corresponding phases of the first and second energy source are each coupled to one another via a throttle unit.

Gegentaktströme werden durch die Impedanzen einer Gegentaktdrossel verringert oder unterbunden. Solche Störungen entstehen beispielsweise als Oberwellen in Schaltnetzteilen und besitzen im Unterschied zu dem Nutzstrom gegeneinander gerichtete Polaritäten.Differential mode currents are reduced or eliminated by the impedances of a push-pull choke. Such disturbances arise, for example, as harmonics in switching power supplies and have, in contrast to the useful current against each other directed polarities.

Zur Erhöhung der Ausgangsleistung ist es in elektrischen Systemen außerdem bekannt, Energiequellen, beispielsweise Wechselrichter, parallel zu schalten. Dies gilt sowohl für zweiphasige als auch für dreiphasige Systeme. Die parallel geschalteten elektrischen Energiequellen haben die gleiche Anzahl von Phasen, außerdem sind die Ausgangsspannungen und ihre Arbeitsfrequenzen gleich. Diese Systeme werden hauptsächlich als zweiphasige oder dreiphasige Systeme eingesetzt. Bei einem dreiphasigen System haben die drei Phasen einen Phasenwinkel von 120°. Die einzelnen Phasenströme sind also um 120° gegeneinander phasenverschoben.To increase the output power, it is also known in electrical systems, parallel to switch energy sources, such as inverters. This applies to both two-phase and three-phase systems. The parallel electrical energy sources have the same number of phases, in addition, the output voltages and their operating frequencies are the same. These systems are mainly used as two-phase or three-phase systems. In a three-phase system, the three phases have a phase angle of 120 °. The individual phase currents are thus phase-shifted by 120 °.

Die heutzutage als Energiequelle vielfach eingesetzten getakteten Wechselrichter erzeugen außer einem Arbeitsstrom, also Gleichstrom oder einen Wechselstrom mit einer vorgegebenen Hauptfrequenz, ein relativ breites Oberwellenspektrum. Es entstehen transiente Gegentaktströme, die in den gleichnamigen Phasenleitungen vor dem Ausgangsanschluss zirkulieren. Solche Ausgleichsströme verursachen nicht nur erhöhte Verluste, sondern auch Oberschwingungsspannungsverzerrungen.The clocked inverters often used today as an energy source generate a relatively wide harmonic spectrum in addition to a working current, ie direct current or an alternating current with a given main frequency. This results in transient push-pull currents that circulate in the same phase lines before the output terminal. Such equalizing currents cause not only increased losses but also harmonic distortion.

Zur Verringerung der Oberschwingungen werden Netzdrosseln eingesetzt. Bei kleinen und mittleren Leistungen kommen zum Dämpfen der transienten Gegentaktströme an den elektronischen Spannungswandlern oder Frequenzumrichtern Gegentaktdrosseln zum Einsatz. Eine Gegentaktdrossel kommt beispielsweise in dem aus der EP 2 814 151 A1 bekannten Wechselrichter zum Einsatz.Mains chokes are used to reduce the harmonics. For small and medium powers, push-pull chokes are used to dampen the transient differential currents on the electronic voltage transformers or frequency converters. A push-pull choke comes for example in the from EP 2 814 151 A1 known inverter used.

Bei einer Gegentaktdrossel sind die beiden Spulen magnetisch so aneinander gekoppelt, dass die resultierende Induktivität für die Ausgleichsströme größer ist als die Induktivität für den Arbeitsstrom.In a push-pull choke, the two coils are magnetically coupled to each other so that the resulting inductance for the compensation currents is greater than the inductance for the working current.

In 1 ist beispielshaft eine einphasige Drossel schematisch dargestellt. Sie umfasst einen magnetischen Kern 2 vom Typ UI. Der Kern 2 umfasst einen ersten Schenkel 4_1 und einen zweiten Schenkel 4_2, die endseitig über ein oberes Joch 6_1 und ein unteres Joch 6_2 magnetisch miteinander gekoppelt sind.In 1 For example, a single-phase choke is shown schematically. It includes a magnetic core 2 of type UI. The core 2 includes a first leg 4_1 and a second leg 4_2 , the end over an upper yoke 6_1 and a lower yoke 6_2 are magnetically coupled together.

In den Schenkeln 4_1, 4_2 sind Luftspalte vorhanden. Sie sind bei großer Breite auf mehrere Spalte verteilt, um eine Wärmeentwicklung im Spaltenbereich zu vermeiden. In 1 ist beispielhaft nur ein Spalt mit Bezugszeichen versehen. Auf dem ersten Schenkel 4_1 befindet sich eine erste Wicklung 8_1. Auf dem zweiten Schenkel 4_2 befindet sich eine zweite Wicklung 8_2.In the thighs 4_1 . 4_2 There are air gaps. They are distributed over several widths in order to avoid heat development in the gap area. In 1 For example, only a gap provided with reference numerals. On the first thigh 4_1 there is a first winding 8_1 , On the second leg 4_2 there is a second winding 8_2 ,

Die Besonderheit einer Gegentaktdrossel besteht darin, dass für die zwei magnetisch verbundenen Wicklungen jeweils eine Selbstinduktivität L und eine Gegeninduktivität M mit M < L definiert sind. Für die Arbeitsströme, die durch die Spule in eine Richtung fließen, ist die Induktivität für beide Spulen 2·(L – M). Für die Ausgleichsströme, die in entgegengesetzte Richtungen fließen, ist die Induktivität der beiden Spulen hingegen 2·(L + M). Der Zusammenhang zwischen L und M wird durch den Koppelfaktor k wie folgt beschrieben: M = k·L. Zur Einstellung des notwendigen Verhältnisses zwischen L und M befindet sich zwischen dem ersten Schenkel 4_1 und dem zweiten Schenkel 4_2 ein dritter Schenkel 4_3, der als einphasiger magnetischer Shunt wirkt. Auch in dem einphasigen magnetischen Shunt sind mehrere Luftspalte vorhanden. Dieser einphasige magnetische Shunt beeinflusst die magnetische Kopplung der beiden Wicklungen 8_1, 8_2.The peculiarity of a push-pull choke is that in each case a self-inductance L and a mutual inductance M with M <L are defined for the two magnetically connected windings. For the working currents flowing through the coil in one direction, the inductance for both coils is 2 · (L - M). By contrast, for the equalizing currents flowing in opposite directions, the inductance of the two coils is 2 · (L + M). The relationship between L and M is described by the coupling factor k as follows: M = k · L. To set the necessary ratio between L and M is located between the first leg 4_1 and the second leg 4_2 a third leg 4_3 acting as a single phase magnetic shunt. Also in the single-phase magnetic shunt several air gaps are present. This single-phase magnetic shunt affects the magnetic coupling of the two windings 8_1 . 8_2 ,

Der technische Nachteil einer schematisch in 1 gezeigten und an sich bekannten Gegentaktdrossel besteht nun darin, dass die Arbeitsströme in den Kernen magnetische Ströme verursachen, die in eine Richtung fließen und daher ein entsprechend großes magnetisches Streufeld SF (schematisch dargestellt) erzeugen. Magnetische Streufelder SF erzeugen eine unerwünschte Erwärmung benachbarter metallischer Bauteile, beispielsweise der Wände eines Schaltschranks. Außerdem erzeugen magnetische Streufelder SF Störungen in empfindlichen elektronischen Geräten und sind auch aus diesem Grund unerwünscht.The technical disadvantage of a schematic in 1 shown and known per se push-pull throttle is now that the working currents in the cores cause magnetic currents that flow in one direction and therefore generate a correspondingly large stray magnetic field SF (shown schematically). Magnetic stray fields SF generate undesired heating of adjacent metallic components, for example the walls of a control cabinet. In addition, stray magnetic fields SF cause interference in sensitive electronic devices and are undesirable for this reason as well.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine mehrphasige Gegentakt-Leistungsdrossel anzugeben, die geringere magnetische Streufelder erzeugt und gleichzeitig eine kompakte Bauform hat.Object of the present invention is to provide a polyphase push-pull power choke, which generates lower stray magnetic fields and at the same time has a compact design.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine mehrphasige Gegentakt-Leistungsdrossel zum Dämpfen von transienten Gegentaktströmen zwischen einer zumindest zweiphasigen Energiequelle und einer elektrischen Last mit einer entsprechenden Anzahl von Phasen, wobei die Energiequelle eine zumindest zweiphasige erste Energiequelle und eine parallel dazu geschaltete zumindest zweiphasige zweite Energiequelle ist, und einander entsprechende Phasen der ersten und zweiten Energiequelle jeweils über eine Drosseleinheit untereinander gekoppelt sind, wobei die Gegentakt-Leistungsdrossel dadurch fortgebildet ist, dass zur Verringerung von magnetischen Streufeldern zumindest zwei Drosseleinheiten, die in unterschiedlichen Phasen angeordnet sind, über zumindest einen mehrphasigen magnetischen Shunt magnetisch untereinander gekoppelt sind.The object is achieved by a multi-phase push-pull power choke for damping transient push-pull currents between an at least two-phase power source and a electrical load having a corresponding number of phases, wherein the power source is an at least two-phase first power source and a parallel connected at least two-phase second power source, and corresponding phases of the first and second power source are each coupled via a throttle unit with each other, wherein the push-pull power choke is further developed in that for reducing stray magnetic fields at least two throttle units, which are arranged in different phases, are magnetically coupled to each other via at least one multi-phase magnetic shunt.

Vorteilhaft weist die mehrphasige Gegentakt-Leistungsdrossel ein geringeres magnetisches Streufeld als herkömmliche Systeme auf. Es müssen aus diesem Grund keine oder zumindest deutlich geringere Mindestabstände zu metallischen Bauteilen in der Umgebung der Drossel eingehalten werden. Beispielsweise ist es möglich, die Gegentakt-Leistungsdrossel in einem Schaltschrank zu positionieren, ohne dass die Gefahr besteht, dass sich dessen Wände oder Boden in unerwünschtem Maße erwärmen. Das geringere magnetische Streufeld wird sich auch positiv auf die elektromagnetische Verträglichkeit der Gegentakt-Leistungsdrossel aus. Das System ist außerdem äußerst kompakt. Die kompakte Bauweise kann vorteilhafterweise auch voll genutzt werden, da keine oder nur deutlich verringerte Mindestabstände zu weiteren Bauteilen eingehalten werden müssen.Advantageously, the polyphase push-pull power choke on a lower stray magnetic field than conventional systems. For this reason, no or at least significantly smaller minimum distances to metallic components in the vicinity of the throttle must be maintained. For example, it is possible to position the push-pull power choke in a control cabinet, without the risk that heat its walls or floor to an undesirable extent. The lower stray magnetic field will also have a positive effect on the electromagnetic compatibility of the push-pull power choke. The system is also extremely compact. The compact design can advantageously be fully utilized because no or only significantly reduced minimum distances to other components must be complied with.

Der Arbeitsstrom in einer ersten Wicklung einer Drosseleinheit, welche sich in einer Phase einer ersten Energiequelle befindet, bildet einen magnetischen Fluss. Der Arbeitsstrom in einer zweiten Wicklung einer weiteren Drosseleinheit, die sich in einer gleichnamigen Phase einer zweiten Energiequelle befindet, bildet ebenfalls einen magnetischen Fluss, welcher in die gleiche Richtung fließt wie der zuerst genannte magnetische Fluss. Der mehrphasige magnetische Shunt, der die Drosseleinheiten in unterschiedlichen Phasen magnetisch untereinander koppelt, sorgt dafür, dass der magnetische Fluss vom Arbeitsstrom nicht in die Luft verdrängt wird. In mehrphasigen Systemen ist die Summe der Arbeitsströme in den unterschiedlichen Phasen gleich Null. Aus diesem Grund ist die Summe der von den Arbeitsströmen erzeugten magnetischen Flüsse, die aus den Drosseleinheiten heraus in den mehrphasigen magnetischen Shunt verdrängt werden, ebenfalls gleich Null. In dem mehrphasigen magnetischen Shunt eliminieren sich die magnetischen Flüsse gegenseitig, so dass es im Ergebnis möglich ist, das entstehende Streufeld der Gegentakt-Leistungsdrossel signifikant zu verringern oder gar vollständig zu eliminieren.The working current in a first winding of a choke unit, which is in a phase of a first energy source, forms a magnetic flux. The working current in a second winding of a further choke unit, which is located in a like phase of a second energy source, also forms a magnetic flux which flows in the same direction as the first-mentioned magnetic flux. The multi-phase magnetic shunt, which magnetically couples the throttling units in different phases, ensures that the magnetic flux is not displaced into the air by the working current. In multiphase systems, the sum of the working currents in the different phases is equal to zero. For this reason, the sum of the magnetic fluxes produced by the working currents, which are displaced out of the throttle units into the multiphase magnetic shunt, is also equal to zero. In the multi-phase magnetic shunt, the magnetic fluxes eliminate one another, as a result, it is possible to significantly reduce or even completely eliminate the resulting stray field of the push-pull power choke.

Gemäß Aspekten der Erfindung wird vorteilhaft eine mehrphasige Gegentakt-Leistungsdrossel angegeben, die nur minimale magnetische Streufelder erzeugt und außerdem eine sehr kompakte Bauform aufweist. Gleichzeitig ist es möglich, den Kopplungsfaktor flexibel einzustellen. Zusammenfassend werden also die mechanischen, elektrischen, magnetischen und thermischen Eigenschaften der mehrphasigen Gegentakt-Leistungsdrossel gegenüber herkömmlichen Lösungen deutlich verbessert. Dies betrifft jede einzelne der genannten Eigenschaften, vor allen Dingen aber auch die Summe dieser Eigenschaften. Die mehrphasige Gegentakt-Leistungsdrossel zeichnet sich also gegenüber herkömmlichen Lösungen vor allen Dingen dadurch aus, dass sowohl die mechanischen als auch die elektrischen, magnetischen und thermischen Eigenschaften gleichzeitig verbessert sind.According to aspects of the invention, a multi-phase push-pull power choke is advantageously provided, which generates only minimal magnetic stray fields and also has a very compact design. At the same time, it is possible to set the coupling factor flexibly. In summary, therefore, the mechanical, electrical, magnetic and thermal properties of the polyphase push-pull power choke are significantly improved over conventional solutions. This applies to every single one of the properties mentioned above, but above all to the sum of these properties. The multi-phase push-pull power choke is thus distinguished over conventional solutions, especially by the fact that both the mechanical and the electrical, magnetic and thermal properties are simultaneously improved.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen dem mehrphasigen magnetischen Shunt und dem Joch der Drosseleinheiten jeweils ein Luftspalt vorhanden. Durch Einstellung einer Breite dieser Luftspalte kann vorteilhaft eine Kopplung zwischen den Wicklungen der unterschiedlichen Drosseleinheiten und dadurch auch zwischen den verschiedenen Phasen erreicht und flexibel eingestellt werden.According to a further embodiment, an air gap is present in each case between the polyphase magnetic shunt and the yoke of the throttle units. By adjusting a width of these air gaps can advantageously be achieved and flexibly adjusted between the windings of the different throttle units and thereby also between the different phases.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Gegentakt-Leistungsdrossel dadurch fortgebildet, dass die Drosseleinheiten jeweils eine erste Wicklung und eine zweite Wicklung umfassen, die auf einem gemeinsamen Kern angeordnet sind, wobei mit dem mehrphasigen magnetischen Shunt die Kerne der zumindest zwei in unterschiedlichen Phasen angeordneten Drosseleinheiten untereinander koppelt sind.According to an advantageous embodiment, the push-pull power choke is further developed in that the choke units each comprise a first winding and a second winding, which are arranged on a common core, with the polyphase magnetic shunt, the cores of the at least two arranged in different phases throttle units with each other are coupled.

Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die Drosseleinheiten jeweils zwischen dem Kern und den Wicklungen angeordnete Kühlkörper umfassen.It is provided in particular that the throttle units each comprise between the core and the windings arranged heat sink.

Der Einsatz eines Kühlkörpers erlaubt es, die Leistungen der Gegentakt-Leistungsdrossel zu steigern, ohne dass sich ihr Baumaß vergrößert. Es ist also vorteilhaft möglich, eine kompakte Bauform bei gleichzeitig gesteigerter Leistung zu realisieren.The use of a heat sink allows to increase the performance of the push-pull power choke without increasing their structural dimensions. It is thus advantageously possible to realize a compact design with simultaneously increased performance.

Es ist ferner insbesondere vorgesehen, dass die Kühlkörper Kühlwasseranschlüsse aufweisen, die unterhalb der Wicklungen angeordnet sind. Die Anordnung der Kühlwasseranschlüsse unterhalb der Wicklungen ist vor allen Dingen deshalb vorteilhaft, da bei einem Leck an den Kühlwasseranschlüssen nicht die Gefahr besteht, dass Kühlwasser die Wicklungen beschädigt. „Unterhalb” bedeutet im Kontext der vorliegenden Beschreibung „geodätisch tiefer liegend”. Das Kühlwasser fließt also nach unten ab, ohne dass die Wicklungen nass werden können.It is further provided in particular that the heat sink have cooling water connections, which are arranged below the windings. The arrangement of the cooling water connections below the windings is advantageous above all because, in the event of a leak at the cooling water connections, there is no risk of cooling water damaging the windings. "Below" in the context of the present description means "geodetically deeper". The cooling water thus flows downwards without the windings being able to get wet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kerne mit einem oberen mehrphasigen magnetischen Shunt und einem unteren mehrphasigen magnetischen Shunt gekoppelt sind und die Kühlwasseranschlüsse zwischen einer Unterseite der Wicklungen und dem unteren mehrphasigen magnetischen Shunt angeordnet sind. Durch die Anordnung der Kühlwasseranschlüsse zwischen der Unterseite der Wicklungen und einer Oberseite des unteren mehrphasigen magnetischen Shunts muss für die Kühlwasseranschlüsse das Baumaß der Gegentakt-Leistungsdrossel nicht vergrößert werden. Vorteilhaft wird die kompakte Bauform der Gegentakt-Leistungsdrossel auch bei gesteigerter Leistung und dadurch erforderlicher Kühlung beibehalten.According to a further embodiment it is provided that the cores with an upper polyphase magnetic shunt and a lower polyphase magnetic shunt are coupled and the cooling water connections between a bottom of the windings and the lower polyphase magnetic shunt are arranged. Due to the arrangement of the cooling water connections between the underside of the windings and an upper side of the lower polyphase magnetic shunt, the structural dimension of the push-pull power choke does not have to be increased for the cooling water connections. Advantageously, the compact design of the push-pull power choke is maintained even with increased power and thereby required cooling.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kern die Form eines geschlossenen Jochs aufweist, wobei das Joch einen ersten Schenkel, einen zweiten Schenkel sowie ein oberes und ein unteres Joch umfasst, wobei die beiden Schenkel an ihren oberen Enden über das obere Joch und an ihren unteren Enden über das untere Joch magnetisch gekoppelt sind und wobei die in verschiedenen Phasen angeordneten Drosseleinheiten am oberen Joch mit einem oberen magnetischen Shunt und an ihrem unteren Joch mit einem unteren magnetischen Shunt magnetisch untereinander gekoppelt sind.According to a further advantageous embodiment, it is provided that the core has the shape of a closed yoke, wherein the yoke comprises a first leg, a second leg and an upper and a lower yoke, wherein the two legs at their upper ends on the upper yoke and are magnetically coupled at their lower ends via the lower yoke and wherein the arranged in different phases throttle units are magnetically coupled to each other at the upper yoke with an upper magnetic shunt and at its lower yoke with a lower magnetic shunt.

Die beschriebene Ausführungsform hat sich in der Praxis als besonders vorteilhaft und flexibel herausgestellt. Insbesondere ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass ein Kern mit drei Schenkeln vorgesehen wird, wobei ein dritter Schenkel, der als zweiteiliger magnetischer Shunt wirkt, zwischen dem ersten und zweiten Schenkel angeordnet ist. Über diesen dritten Schenkel, der als einphasiger magnetischer Shunt wirkt, ist es möglich, die magnetische Kopplung zwischen den beiden Wicklungen flexibel einzustellen. Auch der dritte Schenkel ist magnetisch mit dem oberen und unteren Joch gekoppelt.The embodiment described has proven to be particularly advantageous and flexible in practice. In particular, it is provided in this context that a core with three legs is provided, wherein a third leg, which acts as a two-part magnetic shunt, is disposed between the first and second legs. Via this third leg, which acts as a single-phase magnetic shunt, it is possible to flexibly adjust the magnetic coupling between the two windings. Also, the third leg is magnetically coupled to the upper and lower yoke.

Es ist vorteilhaft vorgesehen, dass durch Einstellung der Luftspalte im einphasigen Shunt in den jeweiligen Drosseleinheiten und durch Einstellung der Luftspalt zwischen dem Kern und dem mehrphasigen magnetischen Shunt die Kopplung zwischen den Wicklungen einer Drosseleinheit (in einer Phase) als auch die Kopplung zwischen den Wicklungen unterschiedlicher Drosseleinheiten und somit unterschiedlicher Phasen flexibel eingestellt werden können.It is advantageously provided that by adjusting the air gaps in the single-phase shunt in the respective throttle units and by adjusting the air gap between the core and the polyphase magnetic shunt, the coupling between the windings of a choke unit (in one phase) and the coupling between the windings of different Throttle units and thus different phases can be flexibly adjusted.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist außerdem vorgesehen, dass zwischen dem Joch und dem jeweiligen mehrphasigen magnetischen Shunt ein magnetischer Widerstand, insbesondere ein Luftspalt, vorhanden ist. Über den Luftspalt ist es möglich, den magnetischen Widerstand zwischen Joch und dem mehrphasigen magnetischen Shunt einzustellen.According to an advantageous development it is further provided that between the yoke and the respective multi-phase magnetic shunt, a magnetic resistance, in particular an air gap, is present. Through the air gap, it is possible to adjust the magnetic resistance between the yoke and the multiphase magnetic shunt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kern einen dritten Schenkel umfasst, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel zwischen dem oberen und unteren Joch erstreckt und einen einphasigen magnetischen Shunt bildet, wobei ein halber Querschnitt des mehrphasigen magnetischen Shunts zuzüglich eines Querschnitts des einphasigen magnetischen Shunts in der Summe kleiner ist als ein Querschnitt des ersten und zweiten Schenkels, die von jeweils einer Wicklung umgeben sind. Der mehrphasige magnetische Shunt umfasst in vielen Fällen einen oberen magnetischen Shunt und einen unteren magnetischen Shunt. Ein halber Querschnitt des magnetischen Shunts wäre also beispielsweise der Querschnitt des oberen oder des unteren Shunts. Der Querschnitt des ersten und des zweiten Schenkels ist die Summe aus den Einzelquerschnitten der Schenkel. Bei einer solchen Ausführungsform wird das Kernmaterial besonders effizient verwendet, Der Aufwand für das Kernmaterial ist also optimiert bzw. reduziert und die Drossel ist kompakter aufgebaut.According to a further embodiment it is provided that the core comprises a third leg which extends between the first and the second leg between the upper and lower yoke and forms a single-phase magnetic shunt, wherein a half cross section of the polyphase magnetic shunt plus a cross section of the single-phase magnetic shunt in the sum is smaller than a cross section of the first and second legs, which are surrounded by a respective winding. The multiphase magnetic shunt in many cases includes an upper magnetic shunt and a lower magnetic shunt. A half cross section of the magnetic shunt would thus be, for example, the cross section of the upper or lower shunt. The cross section of the first and the second leg is the sum of the individual cross sections of the legs. In such an embodiment, the core material is used particularly efficiently, the cost of the core material is thus optimized or reduced and the throttle is constructed more compact.

Es ist bekannt, als erste Energiequelle einen ersten Wechselrichter und als zweite Energiequelle einen zweiten Wechselrichtereinzusetzen. Die mehrphasige Gegentakt-Leistungsdrossel kann beispielsweise ein Bauteil eines solchen Wechselrichters sein. Vorteilhaft liefert ein solcher Wechselrichter Wechselspannung mit geringerer Oberwelligkeit.It is known to use a first inverter as the first energy source and a second inverter as the second energy source. The polyphase push-pull power choke may for example be a component of such an inverter. Advantageously, such an inverter supplies AC voltage with less harmonic content.

Die erste und die zweite Energiequelle können jeweils drei Phasen haben. Bei dreiphasigen Systemen ist es in vielen Fällen unvermeidbar, dass eine relativ große Bauform akzeptiert werden muss. Die kompakte mehrphasige Gegentakt-Leistungsdrossel, welche dementsprechend drei Drosseleinheiten aufweist, welche, wie in den zuvor genannten Ausführungsformen beschrieben, durch den mehrphasigen magnetischen Shunt untereinander gekoppelt sind, hat jedoch vorteilhaft eine besonders kompakte Bauform.The first and second energy sources may each have three phases. In three-phase systems, it is inevitable in many cases that a relatively large design must be accepted. However, the compact multi-phase push-pull power choke, which accordingly has three choke units which, as described in the aforementioned embodiments, are coupled together by the multi-phase magnetic shunt has, however, advantageously a particularly compact design.

Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.Further features of the invention will become apparent from the description of embodiments according to the invention together with the claims and the accompanying drawings. Embodiments of the invention may satisfy individual features or a combination of several features.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:The invention will be described below without limiting the general inventive idea by means of embodiments with reference to the drawings, reference being expressly made to the drawings with respect to all in the text unspecified details of the invention. Show it:

1 eine schematisch vereinfachte Darstellung einer einphasigen Drossel gemäß dem Stand der Technik, 1 a simplified schematic representation of a single-phase reactor according to the prior art,

2 ein schematisch vereinfachtes Schaltbild eines zweiphasigen Systems mit zwei Wechselrichtern und zwei Drosseleinheiten, 2 a schematically simplified circuit diagram of a two-phase system with two inverters and two throttle units,

3 ein schematisch vereinfachtes Schaltbild eines dreiphasigen Systems mit zwei Wechselrichtern und drei Drosseleinheiten, 3 a schematically simplified circuit diagram of a three-phase system with two inverters and three throttle units,

4a, 4b eine zweiphasige Gegentakt-Leistungsdrossel in zwei um 90° in der Blickrichtung gegeneinander versetzten Seitenansichten, 4a . 4b a two-phase push-pull power choke in two side views offset by 90 ° in the viewing direction,

5a, 5b eine dreiphasige Gegentakt-Leistungsdrossel in zwei um 90° in der Blickrichtung gegeneinander versetzten Seitenansichten, 5a . 5b a three-phase push-pull power choke in two by 90 ° in the viewing direction staggered side views,

6 eine schematisch vereinfachte Perspektivansicht der aus den 5a und 5b bekannten dreiphasigen Gegentakt-Leistungsdrossel. 6 a schematically simplified perspective view of the 5a and 5b known three-phase push-pull power choke.

In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.In the drawings, the same or similar elements and / or parts are provided with the same reference numerals, so that apart from a new idea each.

2 zeigt ein schematisch vereinfachtes Schaltbild eines zweiphasigen Systems umfassend einen ersten Wechselrichter WR1 und einen zweiten Wechselrichter WR2. Der erste Wechselrichter WR1 ist eine beispielhafte erste Energiequelle 20a, der zweite Wechselrichter WR2 ist eine beispielhafte zweite Energiequelle 20b. Die beiden Wechselrichter WR1, WR2 bilden gemeinsam eine Energiequelle 20 des Systems. Die beiden Wechselrichter WR1, WR2 sind parallel geschaltet. Eine erste Phase A1 des ersten Wechselrichters WR1 ist mit einer entsprechenden ersten Phase A2 des zweiten Wechselrichters WR2 zur Phase A des Systems zusammengekoppelt. Entsprechend ist eine zweite Phase B1 des ersten Wechselrichters WR1 mit einer entsprechenden zweiten Phase B2 des zweiten Wechselrichters WR2 zur Phase B zusammengekoppelt. An den Phasen A, B ist eine nicht dargestellte Last angeschlossen. 2 shows a schematically simplified circuit diagram of a two-phase system comprising a first inverter WR1 and a second inverter WR2. The first inverter WR1 is an exemplary first power source 20a The second inverter WR2 is an exemplary second power source 20b , The two inverters WR1, WR2 together form an energy source 20 of the system. The two inverters WR1, WR2 are connected in parallel. A first phase A1 of the first inverter WR1 is coupled to a corresponding first phase A2 of the second inverter WR2 to phase A of the system. Accordingly, a second phase B1 of the first inverter WR1 is coupled to phase B with a corresponding second phase B2 of the second inverter WR2. At the phases A, B, a load, not shown, is connected.

In der Phase A befindet sich die Drosseleinheit Dr A. Ihre beiden Wicklungen 8 sind schematisch in 2 dargestellt. Die Wickelrichtung der Wicklungen ist durch einen Punkt dargestellt. In der Phase B befindet sich eine zweite Drosseleinheit Dr B. Ihre Wicklungen 8 sind ebenfalls schematisch dargestellt, ihre Wickelrichtung ist ebenfalls durch einen Punkt angegeben.In phase A there is the choke unit Dr A. Your two windings 8th are schematic in 2 shown. The winding direction of the windings is represented by a dot. In phase B there is a second choke unit Dr B. Your windings 8th are also shown schematically, their winding direction is also indicated by a dot.

3 zeigt ein schematisch vereinfachtes Schaltbild eines dreiphasigen Systems, welches ebenfalls zwei Wechselrichter, nämlich den ersten Wechselrichter WR1 und den zweiten Wechselrichter WR2, als erste und zweite Energiequelle 20a, 20b umfasst. In diesem System sind drei Drosseleinheiten Dr U, Dr V und Dr W vorgesehen. Erneut sind die Phasen U1, V1 und W1 des ersten Wechselrichters WR1 mit den entsprechenden Phasen U2, V2 und W2 des zweiten Wechselrichters WR2 zu den Phasen U, V und W des Systems zusammengekoppelt. Eine daran angeschlossene dreiphasige Last ist nicht dargestellt. In den einzelnen Phasen der Wechselrichter WR1, WR2 sind die Wicklungen 8 der drei Drosseln Dr U, Dr V und Dr W angedeutet. Wiederum ist die Wicklungsrichtungen durch einen Punkt angezeigt. 3 shows a schematically simplified circuit diagram of a three-phase system, which also includes two inverters, namely the first inverter WR1 and the second inverter WR2, as first and second energy source 20a . 20b includes. In this system, three throttle units Dr U, Dr V and Dr W are provided. Again, the phases U1, V1 and W1 of the first inverter WR1 are coupled together to the respective phases U2, V2 and W2 of the second inverter WR2 to the phases U, V and W of the system. An attached three-phase load is not shown. In the individual phases of the inverters WR1, WR2 are the windings 8th the three throttles Dr U, Dr V and Dr W indicated. Again, the winding directions are indicated by a dot.

Bei einer mehrphasigen Gegentakt-Leistungsdrossel zum Dämpfen von transienten Gegentaktströmen, wie sie in den in 2 und 3 gezeigten Systemen vor den Ausgangsklemmen A, B bzw. U, V, W im System zirkulieren, sind die Drosseleinheiten Dr A, Dr B bzw. Dr U, Dr V und Dr W in den unterschiedlichen Phasen A, B bzw. U, V, W über zumindest einen mehrphasigen magnetischen Shunt 24 magnetisch untereinander gekoppelt. Verschiedene Ausführungsbeispiele solcher Gegentakt-Leistungsdrosseln sind in den folgenden Figuren gezeigt.In a multi-phase push-pull power choke for damping transient push-pull currents, as shown in the in 2 and 3 systems shown in front of the output terminals A, B and U, V, W circulate in the system, the throttle units Dr A, Dr B and Dr U, Dr V and Dr W in the different phases A, B and U, V, W via at least one multiphase magnetic shunt 24 magnetically coupled with each other. Various embodiments of such push-pull power chokes are shown in the following figures.

Die 4a und 4b zeigen in um 90° in der Blickrichtung gegeneinander versetzen Seitenansichten eine zweiphasige Gegentakt-Leistungsdrossel 10. Die Gegentakt-Leistungsdrossel 10 umfasst eine erste Drosseleinheit 12_1 und eine zweite Drosseleinheit 12_2. Jede der Drosseleinheiten 12_1, 12_2 umfasst, wie prinzipiell anhand von 1 erläutert, zwei Wicklungen 8, die jeweils, wie im Zusammenhang mit 2 erläutert, an eine Phase einer ersten Energiequelle und eine Phase einer zweiten Energiequelle gekoppelt sind. Die Drosseleinheiten werden allgemein mit Bezugszeichen 12 bezeichnet.The 4a and 4b show in 90 ° in the viewing direction offset from each other side views a two-phase push-pull power choke 10 , The push-pull power choke 10 includes a first throttle unit 12_1 and a second throttle unit 12_2 , Each of the throttle units 12_1 . 12_2 includes, as in principle by means of 1 explains, two windings 8th , respectively, as related to 2 are coupled to a phase of a first energy source and a phase of a second energy source. The throttle units are generally denoted by reference numerals 12 designated.

Die erste Drosseleinheit 12_1 der in 4a gezeigten zweiphasigen Gegentakt-Leistungsdrossel 10 umfasst einen ersten Kern 2_1, der einen in 4a sichtbaren ersten Schenkel 4_11 und einen in 4a verdeckten zweiten Schenkel umfasst. Die beiden Schenkel des ersten Kerns 2_1 sind über ein erstes oberes Joch 6_11 und ein erstes unteres Joch 6_21 magnetisch miteinander gekoppelt. Auf dem ersten Schenkel 4_11 befindet sich eine erste Wicklung 8_11, auf dem zweiten Schenkel befindet sich eine zweite Wicklung (nicht sichtbar).The first throttle unit 12_1 the in 4a shown two-phase push-pull power choke 10 includes a first core 2_1 who is one in 4a visible first leg 4_11 and one in 4a concealed second leg comprises. The two legs of the first core 2_1 are above a first upper yoke 6_11 and a first lower yoke 6_21 magnetically coupled with each other. On the first thigh 4_11 there is a first winding 8_11 , on the second leg there is a second winding (not visible).

Der zweite Kern 2_2 der zweiten Drosseleinheit 12_2 ist analog dem ersten Kern 2_1 der ersten Drosseleinheit 12_1 aufgebaut. Er umfasst einen ersten Schenkel 4_21 und einen zweiten in 4a nicht sichtbaren Schenkel 4_22 (vgl. 4b). Der erste und der zweite Schenkel 4_21, 4_22 sind über das obere Joch 6_21 und das untere Joch 6_22 miteinander gekoppelt. Auf dem ersten Schenkel 4_21 befindet sich eine erste Wicklung 8_21, auf dem zweiten Schenkel 4_22 befindet sich eine zweite Wicklung 8_22 (4b).The second core 2_2 the second throttle unit 12_2 is analogous to the first core 2_1 the first throttle unit 12_1 built up. It includes a first leg 4_21 and a second in 4a invisible thighs 4_22 (see. 4b ). The first and the second leg 4_21 . 4_22 are about that upper yoke 6_21 and the lower yoke 6_22 coupled together. On the first thigh 4_21 there is a first winding 8_21 , on the second leg 4_22 there is a second winding 8_22 ( 4b ).

Außerdem umfassen die Kerne 2_1, 2_2 der Drosseleinheiten 12_1, 12_2 jeweils einen dritten Schenkel 4_32, der für die zweite Drosseleinheit 12_2 in 4b gezeigt ist.In addition, the cores include 2_1 . 2_2 the throttle units 12_1 . 12_2 each a third leg 4_32 , which is for the second throttle unit 12_2 in 4b is shown.

Zwischen den Schenkeln, die allgemein auch mit Bezugszeichen 4 bezeichnet werden, und das Joch, das allgemein auch mit Bezugszeichen 6 bezeichnet werden soll, sind jeweils Luftspalte 14 vorgesehen, über deren Breite die magnetischen Widerstände zwischen den Kernteilen eingestellt werden.Between the thighs, also generally with reference numerals 4 be designated, and the yoke, also generally with reference numerals 6 are to be designated, are each air gaps 14 provided over the width of the magnetic resistances between the core parts are adjusted.

Die in den unterschiedlichen Phasen A, B bzw. U, V, W (2 und 3) angeordneten Drosseleinheiten 12 sind über einen mehrphasigen magnetischen Shunt 24 magnetisch untereinander gekoppelt. Hierzu ist in dem in 4a und 4b gezeigten Ausführungsbeispiel ein oberer mehrphasiger magnetischer Shunt 24_1 und ein unterer mehrphasiger magnetischer Shunt 24_2 vorgesehen. Die magnetische Kopplung des mehrphasigen Shunts, der allgemein mit Bezugszeichen 24 bezeichnet wird, wird über den oberen Abstand d1 und den unteren Abstand d2 eingestellt. Zwischen dem oberen mehrphasigen magnetischen Shunt 24_1 und dem oberen Joch 6_11, 6_21 und ebenso zwischen dem unteren mehrphasigen magnetischen Shunt 24_2 und dem unteren Joch 6_12, 6_22 ist jeweils ein Luftspalt 30 vorgesehen.Those in the different phases A, B or U, V, W ( 2 and 3 ) arranged throttle units 12 are over a multi-phase magnetic shunt 24 magnetically coupled with each other. This is in the in 4a and 4b shown embodiment, an upper multi-phase magnetic shunt 24_1 and a lower multi-phase magnetic shunt 24_2 intended. The magnetic coupling of the multiphase shunt, generally designated by reference numerals 24 is set above the upper distance d1 and the lower distance d2. Between the upper multiphase magnetic shunt 24_1 and the upper yoke 6_11 . 6_21 and also between the lower multiphase magnetic shunt 24_2 and the lower yoke 6_12 . 6_22 each is an air gap 30 intended.

In 4b ist gezeigt, dass der obere mehrphasige magnetische Shunt 24_1 aus zwei oberen Shunt-Teilen 24_11, 24_12 aufgebaut ist. Entsprechend ist der untere mehrphasige magnetische Shunt 24_2 aus zwei unteren Shunt-Teilen 24_21 und 24_22 aufgebaut. Die Schenkel 4 der Drosseleinheiten 12 sind außerdem mit Kühlkörpern 26 versehen. Die Kühlkörper 26 sind zwischen dem Kern 2 und den Wicklungen 8, genauer zwischen den Schenkeln 4 und den Wicklungen 8, angeordnet. Die Kühlkörper 26 umfassen Kühlwasseranschlüsse 28, die unterhalb der Wicklungen 8 angeordnet sind. Die Kühlwasseranschlüsse 28 befinden sich zwischen einer Oberseite des unteren mehrphasigen magnetischen Shunts 24_2 und einer Unterseite der Wicklungen 8.In 4b is shown to be the upper multiphase magnetic shunt 24_1 from two upper shunt parts 24_11 . 24_12 is constructed. Correspondingly, the lower multiphase magnetic shunt is 24_2 from two lower shunt parts 24_21 and 24_22 built up. The thigh 4 the throttle units 12 are also with heatsinks 26 Mistake. The heat sinks 26 are between the core 2 and the windings 8th between the thighs 4 and the windings 8th arranged. The heat sinks 26 include cooling water connections 28 that are underneath the windings 8th are arranged. The cooling water connections 28 are located between an upper side of the lower multiphase magnetic shunt 24_2 and a bottom of the windings 8th ,

Die Bauteile des Kerns 2 und ebenso der mehrphasige magnetische Shunt 24 sind bevorzugt geblechte Kernteile, welche beispielsweise aus Transformatorblech hergestellt sind. Eine Stapelrichtung der Bleche ist in den Figuren ebenfalls angedeutet.The components of the core 2 and also the multiphase magnetic shunt 24 are preferably laminated core parts, which are made for example of transformer sheet. A stacking direction of the sheets is also indicated in the figures.

4b zeigt eine Seitenansicht aus der in 4a mit IVb bezeichneten Richtung. 4a zeigt eine Seitenansicht der Gegentakt-Leistungsdrossel 10 aus der in 4b mit IVa bezeichneten Richtung. 4b shows a side view of the in 4a Direction designated IVb. 4a shows a side view of the push-pull power choke 10 from the in 4b with direction IVa.

5a zeigt eine Seitenansicht einer dreiphasigen Gegentakt-Leistungsdrossel 10. Sichtbar ist eine erste Drosseleinheit 12_1, umfassend einen Kern 2_1, der einen ersten Schenkel 4_11 und einen zweiten Schenkel 4_12 umfasst, die an ihren oberen und unteren Enden mit einem oberen Joch 6_11 und einem unteren Joch 6_12 gekoppelt sind. Wiederum sind zwischen den Schenkeln 4_11, 4_12 und dem Joch 6_11 und 6_12 Luftspalte 14 vorgesehen. Eine erste Wicklung 8_11 umgibt den ersten Schenkel 4_11 und eine zweite Wicklung 8_12 umgibt den zweiten Schenkel 4_12. Zwischen den Wicklungen 8_11, 8_12 und dem jeweiligen Schenkel 4_11, 4_12 befinden sich jeweils Kühlkörper 26. Am unteren Ende der Kühlkörper 26 sind Kühlwasseranschlüsse 28 vorgesehen. Diese befinden sich in einem Luftspalt 30 zwischen dem unteren Joch 6_12 und dem unteren mehrphasigen magnetischen Shunt 24_2. Der Luftspalt 30 hat die Breite d2. Zwischen dem oberen Joch 6_11 und dem oberen mehrphasigen magnetischen Shunt 24_1 ist ebenfalls ein Luftspalt 30 vorgesehen. Dieser hat die Breite d1. 5a shows a side view of a three-phase push-pull power choke 10 , Visible is a first throttle unit 12_1 comprising a core 2_1 who has a first thigh 4_11 and a second leg 4_12 includes, at its upper and lower ends with an upper yoke 6_11 and a lower yoke 6_12 are coupled. Again, between the thighs 4_11 . 4_12 and the yoke 6_11 and 6_12 air gaps 14 intended. A first winding 8_11 surrounds the first leg 4_11 and a second winding 8_12 surrounds the second leg 4_12 , Between the windings 8_11 . 8_12 and the respective leg 4_11 . 4_12 are each heat sink 26 , At the bottom of the heat sink 26 are cooling water connections 28 intended. These are located in an air gap 30 between the lower yoke 6_12 and the lower multiphase magnetic shunt 24_2 , The air gap 30 has the width d2. Between the upper yoke 6_11 and the upper multi-phase magnetic shunt 24_1 is also an air gap 30 intended. This has the width d1.

5b zeigt eine Seitenansicht der dreiphasigen Gegentakt-Leistungsdrossel 10 aus der in 5a mit Vb bezeichneten Blickrichtung. Sichtbar sind die erste Drosseleinheit 12_1, eine zweite Drosseleinheit 12_2 und eine dritte Drosseleinheit 12_3. Die Kerne 2_1, 2_2 und 2_3, genauer das Joch 6_11, 6_21 und 6_31 bzw. 6_12, 6_22 und 6_32 sind über den oberen und unteren mehrphasigen magnetischen Shunt 24_1 bzw. 24_2 magnetisch untereinander gekoppelt. Es ist ein entsprechender Abstand d1, d2 zwischen dem oberen Joch 6_11, 6_21 und 6_31 und dem oberen mehrphasigen magnetischen Shunt 24_1 und ein Abstand d2 zwischen dem unteren Joch 6_12, 6_22, 6_32 und dem unteren mehrphasigen magnetischen Shunt 24_2 vorgesehen. Wiederum befindet sich zwischen den Wicklungen 4_12, 4_22, 4_32 und den Schenkeln 4_12, 4_22, 4_32 ein Kühlkörper 26. Die gilt selbstverständlich auch für die in 5b abgewandten und nicht sichtbaren Schenkel und Wicklungen. 5b shows a side view of the three-phase push-pull power choke 10 from the in 5a with Vb designated direction. Visible are the first throttle unit 12_1 , a second throttle unit 12_2 and a third throttle unit 12_3 , The cores 2_1 . 2_2 and 2_3 , more exactly the yoke 6_11 . 6_21 and 6_31 respectively. 6_12 . 6_22 and 6_32 are above the upper and lower multiphase magnetic shunt 24_1 respectively. 24_2 magnetically coupled with each other. There is a corresponding distance d1, d2 between the upper yoke 6_11 . 6_21 and 6_31 and the upper multi-phase magnetic shunt 24_1 and a distance d2 between the lower yoke 6_12 . 6_22 . 6_32 and the lower multiphase magnetic shunt 24_2 intended. Again it is between the windings 4_12 . 4_22 . 4_32 and thighs 4_12 . 4_22 . 4_32 a heat sink 26 , Of course, this also applies to the in 5b facing away and invisible legs and windings.

6 zeigt in schematisch vereinfachter Perspektivansicht die aus den 5a und 5b bereits bekannte dreiphasige Gegentakt-Leistungsdrossel 10. Der obere und untere mehrphasige magnetische Shunt 24_1, 24_2 besteht jeweils aus zwei Shunt-Teilen 24_11, 24_12 bzw. 24_21, 24_22 (unsichtbar). Die Bauteile sind insbesondere aus Elektroblechen hergestellt und mit entsprechenden Schrauben 32 pakettiert. Außerdem ist eine Halterung 34 vorgesehen, welche aus Querstreben und Längsstreben besteht, mit der die ganze Gegentakt-Leistungsdrossel 10 zusammengehalten wird. 6 shows in a schematically simplified perspective view of the 5a and 5b already known three-phase push-pull power choke 10 , The upper and lower multiphase magnetic shunt 24_1 . 24_2 each consists of two shunt parts 24_11 . 24_12 respectively. 24_21 . 24_22 (invisible). The components are made in particular of electrical sheets and with appropriate screws 32 package advantage. There is also a holder 34 provided, which consists of cross struts and Longitudinal struts exist, with the whole push-pull power choke 10 is held together.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein. Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere” oder „vorzugsweise” gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.All mentioned features, including the drawings alone to be taken as well as individual features that are disclosed in combination with other features are considered alone and in combination as essential to the invention. Embodiments of the invention may be accomplished by individual features or a combination of several features. In the context of the invention, features which are identified by "particular" or "preferably" are to be understood as optional features.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22
Kerncore
44
Schenkelleg
66
Jochyoke
88th
Wicklungenwindings
1010
Gegentakt-LeistungsdrosselPush-pull power reactor
1212
Drosseleinheitrestrictor
12_112_1
erste Drosseleinheitfirst throttle unit
12_212_2
zweite Drosseleinheitsecond throttle unit
12_312_3
dritte Drosseleinheitthird throttle unit
1414
Luftspaltair gap
2020
Energiequelleenergy
20a20a
erste Energiequellefirst source of energy
20b20b
zweite Energiequellesecond energy source
2424
mehrphasiger magnetischer Shuntmultiphase magnetic shunt
24_124_1
oberer mehrphasiger magnetischer ShuntUpper polyphase magnetic shunt
24_224_2
unterer mehrphasiger magnetischer Shuntlower multiphase magnetic shunt
2626
Kühlkörperheatsink
2828
KühlwasseranschlussCooling water connection
3030
Luftspaltair gap
3232
Schraubenscrew
3434
Halterungenbrackets
WR1WR1
erster Wechselrichterfirst inverter
WR2WR2
zweiter Wechselrichtersecond inverter
d1d1
oberer Abstandupper distance
d2d2
unterer Abstandlower distance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2814151 A1 [0005] EP 2814151 A1 [0005]

Claims (8)

Mehrphasige Gegentakt-Leistungsdrossel (10) zum Dämpfen von transienten Gegentaktströmen zwischen einer zumindest zweiphasigen Energiequelle (20) und einer elektrischen Last mit einer entsprechenden Anzahl von Phasen, wobei die Energiequelle (20) eine zumindest zweiphasige erste Energiequelle (20a) und eine parallel dazu geschaltete zumindest zweiphasige zweite Energiequelle (20b) ist, und einander entsprechende Phasen der ersten und zweiten Energiequelle (20a, 20b) jeweils über eine Drosseleinheit (12) untereinander gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verringerung von magnetischen Streufeldern zumindest zwei Drosseleinheiten (12), die in unterschiedlichen Phasen angeordnet sind, über zumindest einen mehrphasigen magnetischen Shunt (24) magnetisch untereinander gekoppelt sind.Multi-phase push-pull power choke ( 10 ) for attenuating transient push-pull currents between an at least two-phase energy source ( 20 ) and an electrical load having a corresponding number of phases, wherein the energy source ( 20 ) an at least two-phase first energy source ( 20a ) and an at least two-phase second energy source connected in parallel thereto ( 20b ), and corresponding phases of the first and second energy sources ( 20a . 20b ) each via a throttle unit ( 12 ) are coupled to each other, characterized in that for reducing stray magnetic fields at least two throttle units ( 12 ), which are arranged in different phases, via at least one multiphase magnetic shunt ( 24 ) are magnetically coupled with each other. Gegentakt-Leistungsdrossel (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinheiten (12) jeweils eine erste Wicklung (8) und eine zweite Wicklung (8) umfassen, die auf einem gemeinsamen Kern (2) angeordnet sind, wobei mit dem mehrphasigen magnetischen Shunt (24) die Kerne (2) der zumindest zwei in unterschiedlichen Phasen angeordneten Drosseleinheiten (12) untereinander gekoppelt sind.Push-pull power choke ( 10 ) According to claim 1, characterized in that the throttling units ( 12 ) each have a first winding ( 8th ) and a second winding ( 8th ) based on a common core ( 2 ) are arranged, with the multiphase magnetic shunt ( 24 ) the cores ( 2 ) of the at least two throttle units arranged in different phases ( 12 ) are coupled together. Gegentakt-Leistungsdrossel (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinheiten (12) jeweils zwischen dem Kern (2) und den Wicklungen (8) angeordnete Kühlkörper (26) umfassen.Push-pull power choke ( 10 ) according to claim 2, characterized in that the throttling units ( 12 ) between the core ( 2 ) and the windings ( 8th ) arranged heat sink ( 26 ). Gegentakt-Leistungsdrossel (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkörper (26) Kühlwasseranschlüsse (28) aufweisen, die unterhalb der Wicklungen (8) angeordnet sind.Push-pull power choke ( 10 ) according to claim 3, characterized in that the heat sinks ( 26 ) Cooling water connections ( 28 ), which are below the windings ( 8th ) are arranged. Gegentakt-Leistungsdrossel (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerne (2) mit einem oberen mehrphasigen magnetischen Shunt (24_1) und einen unteren mehrphasigen magnetischen Shunt (24_2) gekoppelt sind und die Kühlwasseranschlüsse (28) zwischen einer Unterseite der Wicklungen (8) und dem unteren mehrphasigen magnetischen Shunt (24_2) angeordnet sind.Push-pull power choke ( 10 ) according to claim 4, characterized in that the cores ( 2 ) with an upper polyphase magnetic shunt ( 24_1 ) and a lower polyphase magnetic shunt ( 24_2 ) and the cooling water connections ( 28 ) between a bottom of the windings ( 8th ) and the lower multiphase magnetic shunt ( 24_2 ) are arranged. Gegentakt-Leistungsdrossel (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (2) eine geschlossene Form aufweist, umfassend einen ersten Schenkel (4_1), auf dem die erste Wicklung (8) angeordnet ist, einen zweiten Schenkel (4_2), auf dem die zweite Wicklung (8) angeordnet ist, sowie ein oberes und ein unteres Joch (6_1, 6_2), wobei die beiden Schenkel (4_1, 4_2) an ihren oberen Enden über das obere Joch (6_1) und an ihren unteren Enden über das untere Joch (6_2) magnetisch gekoppelt sind und wobei die in verschiedenen Phasen angeordneten Drosseleinheiten (12) am oberen Joch (6_1) mit einem mehrphasigen oberen magnetischen Shunt (24_1) und an ihrem unteren Joch (6_2) mit einem mehrphasigen unteren magnetischen Shunt (24_2) magnetisch untereinander gekoppelt sind.Push-pull power choke ( 10 ) according to one of claims 2 to 5, characterized in that the core ( 2 ) has a closed shape, comprising a first leg ( 4_1 ) on which the first winding ( 8th ) is arranged, a second leg ( 4_2 ) on which the second winding ( 8th ), as well as an upper and a lower yoke ( 6_1 . 6_2 ), the two legs ( 4_1 . 4_2 ) at their upper ends via the upper yoke ( 6_1 ) and at their lower ends over the lower yoke ( 6_2 ) are magnetically coupled and wherein the arranged in different phases throttle units ( 12 ) at the upper yoke ( 6_1 ) with a polyphase upper magnetic shunt ( 24_1 ) and at its lower yoke ( 6_2 ) with a polyphase lower magnetic shunt ( 24_2 ) are magnetically coupled with each other. Gegentakt-Leistungsdrossel (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Joch (6) und dem jeweiligen mehrphasigen magnetischen Shunt (24) ein magnetischer Widerstand, insbesondere ein Luftspalt (30), vorhanden ist.Push-pull power choke ( 10 ) according to claim 6, characterized in that between the yoke ( 6 ) and the respective multi-phase magnetic shunt ( 24 ) a magnetic resistance, in particular an air gap ( 30 ), is available. Gegentakt-Leistungsdrossel (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (2) einen dritten Schenkel (4_3) umfasst, der sich zwischen dem ersten und dem zweiten Schenkel (4_1, 4_2) zwischen dem oberen und unteren Joch (6_1, 6_2) erstreckt und einen einphasigen magnetischen Shunt bildet, wobei ein halber Querschnitt des mehrphasigen magnetischen Shunts (24) zuzüglich eines Querschnitts des einphasigen magnetischen Shunts in der Summe kleiner ist als ein Querschnitt des ersten und zweiten Schenkels (4_1, 4_2), die von jeweils einer Wicklung (8) umgeben sind.Push-pull power choke ( 10 ) according to claim 6 or 7, characterized in that the core ( 2 ) a third leg ( 4_3 ) extending between the first and second legs ( 4_1 . 4_2 ) between the upper and lower yoke ( 6_1 . 6_2 ) and forms a single-phase magnetic shunt, wherein a half cross section of the multiphase magnetic shunt ( 24 ) plus a cross section of the single-phase magnetic shunt in the sum is smaller than a cross section of the first and second leg ( 4_1 . 4_2 ), each of which has one winding ( 8th ) are surrounded.
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