DE1638950C - Aus Scheibenspulen bestehende Wicklungsanordnung fur Transforma toren oder Drosseln - Google Patents

Description

benachbarten Scheibenspule in Doppelspulenschal-

tung zusammengeschaltet sind, daß weiterhin der

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erste und zweite Teilleiter am Ende des stimseitigen deutet. Alle Scheibenspulen sind miteinander in be-Wickluugsbereiches miteinander verbunden und im stimmter Weise in Reihe geschaltet. Der Magnetkern mittleren Wicklungsbereich als zwei spiralenförmig 20 einschließlich der aus diesem angeordneten ineinander gewickelte und in Einzelspulenschaltung Unter- und Oberspannungswicklungen ist in üblicher zusammengeschaltete Leiter weitergeführt sind und 5 Weise in einem mit flüssigem Isolier- bzw. Kühldaß darüber hinaus die Windungszahl einer in den medium gefüllten Kessel untergebracht stirnseitigen Wicklungsbereichen angeordneten Schei- Die den beiden Wicklungsstirnen benachbarten benspule kleiner als die Windungszahl" einer im Scheibenspulen 28 bis 34 bzw. 44 bis 50 sind anders mittleren Wicklungsbereich angeordneten Scheiben- ausgeführt als die übrigen davon weiter abliegenden spule ist. ίο Scheibenspulen 36, 38 bzw. 40, 42 und die weiteren Eine gleichmäßige Serienkapazität bei den Schei- Scheibenspulen 52. Die Scheibenspulen 28 bis 34 benspulen im stimseitigen Wicklungsbereich und den bzw. 44 bis 50 bestehen aus zwei parallelen Teil-Scheibenspulen des übrigen Wicklungsbereiches wird leitern, die in radialer Richtung übereinander gein einfacher Weise dadurch erreicht, daß die axiale wickelt sind. Die parallelen TeUleiter dieser Schei-Spulenbreite der in den stimseitigen Wicklungs- 15 benspulen haben weniger Windungen als die Teilleiter bereichen angeordneten Scheibenspulen kleiner als der von der Wicklungsstim weiter abliegenden Scheidie axiale Spulenbreite der im mittleren Wicklungs- benspulen 36, 38 bzw. 40, 42, die aus einem innerbereich angeordneten Scheibenspulen ist, oder auch halb jeder Scheibenspule ineir~nder gewickelten fcindadurch, daß bei den in den stirnseitigen Wicklungs- fachleiter hergestellt sind.

bereichen angeordneten Scheibenspuleii die Isolation 20 In F i g. 1 bilden die Windungen A 0 bis A 6 einen zwischen den Teilleitern verstärkt ist. ersten Teilleiter, der über die Verbindungsleitung L_A In vorteilhafter Weise kann femer ein Teil der im mit dem Anschlußleiter Li verbunden isi. Der erste mittleren Wicklungsbereich angeordneten Scheiben- Tf Heiter durchläuft mit seinen Windungen A 0 bis A 6 spulen nach je einer vollen Wicklungsspirale mit einer die Scheibenspule 28 in einer von außen nach innen Wicklungsanzapfung versehen sein. 35 durchgehenden Spirale. Die innerste Windung A 6 An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Aus- des ersten Teilleiters der Scheibenspule 28 ist mittels führungsbeispiels wird der Gegenstand der Erfindung des Verbindungsleiters 60 mit i^r innersten Windung nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt A 6 des ersten Teilleiters der Scheibenspule 30 ver-Fig. 1 eine Hälfte einer Wicklungsanordnung nach bunden. Dieser erste Teilleiter durchläuft die Scheider Erfindung im Schnitt, 30 benspule 30 mit seinen Windungen A 6 bis A 12 in Fig. la zwei benachbarte Scheibenspulen der einer von innen nach außen durchgehenden Spirale. Wicklung im Schnitt mit verschieden starker Isolation Die'letzte Windung All des ersten Teilleiters der zwischen den Teilleitern, Scheibenspule 30 ist mit der ersten Windung des F i g. 2 ein Schaltbild von der gesamten Wicklungs- ersten Teilleiters der Scheibenspule 32 verbunden, anordnung, 35 der diese Scheibenspule wieder von außen nach Fig. 3 die Stoßspannungsverteilung an einer in innen spiralenförmig durchläuft. Mit iAiiner letzten herkömmlicher Weise hergestellten Transformator- Windung ist der erste Teilleiter der Scheibenspule 32 \licklung und die Stoßspannungsverteilung an einer an die letzte Windung des die Scheibenspule 34 von Wicklungsanordnung nach der Erfindung. innen nach außen spiralenförmig durchlaufenden In F i g. 1 ist mit 13 der Schenkel eines Magnet- 40 ersten Teilleiters dieser Scheibenspule angeschlossen, kerns 20, dessen Mittelachse mit 22 angegeben ist, Ein zweiter aus den Windungen BO bis B 6 bebezeichnet. Auf dem Schenkel 18 ist die von einer stehender Teilleiter ist in zwei aus den Windungen entsprechenden Isolation 26 umschlossene Unter- B 0 bis B 3 und den Windungen B 3 bis B 6 bestehende Spannungswicklung 16 aufgebracht und konzentrisch Teilleiterhälften unterteilt. Der zweite Teilleiter darüber die Oberspannungswicklung 14 angeordnet. 45 durchläuft zwar die Scheibenspule 28 ebenfalls voll-In der Zeichnung ist der Einfachheit halber ein Ein- ständig, jedoch ist der Anfang der einen Teilleiterphasentransformator dargestellt. Selbstverständlich hälfte BO bis B 3 in die Mitte der Scheibenspule 28 kann der Transformator auch mehrphasig oder auch gelegt und über die Verbindungsleitung L_B an den als Spartransformator ausgeführt werden. Die Unter- Anschlußleiter L1 angeschlossen. Die letzte Windung »pannungswicklung 16 ist in herkömmlicher Weise 5" B 3 der einen Teilleiterhälfte ist dann über einen Verausgeführt 'und weist eine Vielzahl von isolierten bindungsleiter 62 mit der ersten Windung B 3 der Leiterwindungen 24 auf. Die Oberspannungswicklung anderen Tei'.leiterhälfte der Scheibenspule 28 verbun-14 besteht aus einer bestimmten Anzahl axial über- den. Diese Teilleiterhäifte duichläuft die Scheibeneinander geschichteter Scheibenspulen 28 bis 52. Die spule 28 dann in einer Spirale bis zur Mitte und ist Scheibenspulen 28 bis 38 liegen der oberen Wick- 55 mit ihrer letzten Windung B 6 über einen Verbinlungsstirn benachbart und die Scheibenspule 28 ist dungsleiter 64 mit der ersten Windung B 6 der einen mit dem Anschlußleiter Ll verbunden. Die der Teilleiterhälfte der benachbarten Scheibenspule 30 unteren Wicklungsstim benachbarten Scheibenspulen verbunden. Diese Teilleiterhälfte B6 bis B 9 durchsind mit 40 bis 50 bezeichnet, wobei die Scheiben- läuft die Scheibenspule 30 spiralenförmig von der spule 50 mit dem Anschlußleiter L2 verbunden ist. 60 Mitte nach außen. Die letzte Windup·* B9 der Teil-Zwischen den beiden genannten Scheibenspulenab- leiterhälfte 96 bis B 9 ist über einen Verbindungsschnitten sind noch die weiteren mit 52 bezeichneten leiter 66 mit der Windung B9 der anderen Teilleiter-Scheibenspulei; dor Wicklung angeordnet. Alle Schei- hälfte B 9 bis B12 verbunden, welche spiralenförmig benspulen haben gleichen Außendurchmesser und von innen bis zur Mitte der Scheibenspule 30 verläuft, eine gleiche Mittelöffnung 54. Zwischen den Scheiben- 65 Die letzte Windung B12 der Teilleiterhälfte B 9 bis spulen sind Kühlkanäle für den Durchfluß eines Kühl- B12 ist wieder rr.it der in der Mitte beginnenden mittels vorgesehen. Mit 56 ist z. B. ein solcher Kühl- Teilleiterhälfte des zweiten Teilleiters der Scheibcnkanal zwischen den Scheibenspulen 50 und 48 ange- spule 32 verbunden. Der Verlauf des zweiten Teil-

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leitcrs in den Scheibenspulen 32 und 34 entspricht nung der ineinander gewickelten Scheibenspulen die

dem Verlauf des zweiten Teilleiters in den Scheiben- effektiven Windungen reduziert, die Scrienkapazität

spulen 28 und 30. Der zweite Teilleiter durchsetzt aber nicht vermindert. Wegen der kleineren Win-

dic Scheibenspulen 28, 30, 32 und 34 somit jeweils dungszahl ist die Spannungsbeanspruchung an den

von der Mitte ausgehend in einen Fall in einer nach 5 Stirnseiten der Oberspannungswicklung ebenfalls

innen laufenden Spirale und im anderen Fall in einer kleiner. Wie das Ausführungsbeispiel zeigt, haben die

nach außen verlaufenden Spirale. den Stirnseiten benachbarten Scheibenspulen sechs

Am Ende des stirnseitigen Eingangsbereiches nach Windungen gegenüber neun Windungen der übrigen

der Scheibenspule 34 sind die beiden Tcilleitcr im .Scheibcnspulen.

Punkt 68 zusammcngeschaltct. Die sich an die slirn- io Wenn es erwünscht sein sollte, daß die Scricnkapa-

scitig angeordneten Scheibcnspulen anschließenden zitaten der Scheibcnspulen im stirnseitigen Bereich

Scheibenspulen 36, 38 bzw. 40, 42 sowie die mit 52 der Wicklung gleich sein sollen wie die Sericnkapazi-

bezeichnetcn weiteren Scheibcnspulen sind als einfach täten in den übrigen Scheibenspulen, dann ist. dies

ineinander gewickelte Scheibcnspulen ausgeführt, durch Herabsetzen der axialen Leitcrbrdle in diesen

d.h. der Einfachster durchläuft diese Scheibenspulen 15 Scheibenspulen erreichbar. Dadurch wird eine Un-

in. zwei sich über die volle radiale Ausdehnung der glcichförmigkeit der Scrienkapazitäten entlang der

Scheibenspulen erstreckenden Spiralen. Bei der Schei- Wicklung vermieden und eine raumgünstigcrc Aus-

bcnspule 36, beispielsweise in einer Einwürtsspirale führung geschaffen. Die erfindungsgemäüc Wicklungs-

mit den Windungen CO bis C5 und in einer zweiten, anordnung ist stoßspannungstechnisch günstig und

mit der ersten ineinander gewickelten Einwärtsspirale ao ebenso hinsichtlich der Verminderung der Wirbel-

C5 bis C9, wobei die beiden Spiralen über eine Lei- Stromverluste im stirnseitigen Wicklungsbereich,

tung 70 miteinander verbunden sind. Die Zusammen- Im allgemeinen wird man die Isolation zwischen

schaltung mit der nächstfolgenden Scheibenspule 38 den einzelnen Windungen der Scheibenspulen über

erfolgt mittels eines Vcrbindungslciters 72, der die die ganze Wicklungslänge gleich groß wählen. Wenn

letzte Windung C9 der Scheibenspule 36 mit der 25 man aber Jie Isolation im mittleren Wicklungsbcrcidi

ersten Windung C9 der Scheibenspule 38 verbindet. gegenüber der Isolation im stirnscitigen Wicklungs·

Die Windungen C9 bis C14 und C14 bis C18, die bereich herabsetzt, kann man die Seriellkapazität ci-

übcr eine Leitung 74 miteinander verbunden sind, höhen. Auch kann die Isolation in den einzelnen

durchlaufen die Scheibenspule 38 in zwei Auswärts- Scheibcnspulen gestuft werden. In Fig. la ist an zwei

Spiralen. Von der Windung C18 erfolgt die Zusam- 30 Scheibenspulen 42' und 44' einer Oberspannunps-

menschaltung mit den weiteren Scheibcnspulen 52. wicklung 14' gezeigt, wie die Isolation zwischen den

Der Aufbau und die Schaltung dieser weiteren Schei- Windungen der Tcilleiter gestuft werden kann. Die

benspulen ist in gleicher Weise ausgeführt, wie bei Isolation 82 zwischen den Windungen 81 des Teil-

den Scheibenspulen 36 und 38. Am Anfang des leiters in der näher zur Wicklungsstirnseite liegenden

stirnseitigen Bereiches des unteren Wicklungsendes 35 Scheibenspule 44' ist stärker ausgeführt als die Isola-

wird der Einzelleiter wieder in zwei parallele Einzel- tion 80 zwischen den Windungen 83 des Teilleiters in

leiter aufgeteilt und die beiden Teilleiter in gleicher der von der Wicklungsstirnseite weiter abliegenden

Weise wie beim oberen Wicklungsende ineinander Scheibenspule 42'.

gewickelt und verbunden. Das Schaubild der F i g. 3 zeigt an Hand der Kur\ e

Bei dem Schaltbild nach Fig. 2 sind gleiche Teile 40 90 die Spannungsbeanspruchung der Wicklung bei mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 be- einem Transformator, dessen Wicklung in herkömmzeichnet. Das Schaltbild zeigt, daß in dem mittleren licher Weise mit ineinander gewickeltem E^; ifachleiter Wicklungsbereich, also an den Scheibenspulen 36, hergestellt ist. Die einzelnen Meßpunkte s.,.d mit 92. 38, 52, 40 und 42 Wicklungsanzapfungen Γ1 bis TA 94,96 bezeichnet. Die Kurve 100 zeigt die Spannung bzw. T_n _ 3 bis T_n anbringbar sind, die jeweils am 45 beanspruchung an einer vergleichbaren, nach der Er Ende einer vollen Spirale liegen. Über die Leitungen findung ausgeführten Wicklungsanordnung. Die eir 70 und 74 sind die ineinander gewickelten Spiralen zelnen Meßpunkte sind mit 102, 104, 106, 108. llf einer jeden Scheibenspule in Einzelspulenschaltung bezeichnet. Die bei der Wicklungsanordnung nacl verbunden. Mit dem Verbindungsleiter 72 ist die der Erfindung erreichte Verminderung der Stoßspan Zusammenschaltung benachbarter Scheibenspulen, 50 nungsbeanspruchung ist aus diesem Schaubild kla z. B. der Scheibenspulen 36 und 38, in Doppelspulen- zu ersehen. Die Wicklungsanordnung nach der Er schaltung durchgeführt. findung kann im stirnseitigen Wicklungsbereich sinn

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der paral- gemäß auch in mehr als zwei Teilleiter unterteil lelen Teilleiter werden bei gleicher radialer Ausdeh- werden.

Hierzu 1 BIaK Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Die Erfindung bezieht sich auf eine aus Scheiben-Patentansprüche: spulen bestehende Wicklungsanordnung für Transformatoren oder Drosseln, bei der wenigstens zwei

1. Aus Scheibenspulen bestehende Wicklungs- parallel geschaltete Teilleiter radial ubereinanderanordnung für Transformatoren oder Drosseln, 5 liegend ineinander gewickelt sind, wobei der erste bei der wenigstens zwei parallel geschaltete Teil- Teilleiter jede Scheibenspule als in einem Z,ug tonleiter radial übereinanderliegend ineinander ge- laufende Spirale durchsetzt, die mit der ebenfalls wickelt sind, wobei der erste Teilleiter jede Schei- fortlaufenden Spirale der axial benachbarten iscneibenspule als in einem Zug fortlaufende Spirale benspule in Doppelspulenschaltung verbunden ist durchsetzt, die mit der ebenfalls fortlaufenden io und bei der der zweite Teilleiter zumindest teilweise Spirale der axial benachbarten Scheibenspule in aus zwei in Reihe geschalteten Hälften ^besj^ent, von Doppelspulenschaltung verbunden ist und bei der denen die eine Hälfte spiralförmig von der Mitte der zweite Teilleiter zumindest teilweise aus zwei nach der einen Seite und die andere Hälfte spiralenin Reihe geschaltete Hälften besteht, von denen förmig von der anderen Seite zur Mitte der Scheibendie eine Hälfte spiralenförmig von der Mitte nach 15 spule verläuft. Mit solchen Wicklungsanordnungen der einen Seite und die andere Hälfte Spiralen- wird eine Potentialsteuerung an dem durch aufförmig von der arJeren Seite zur Mitte der Schei- treffende Überspannungswellen besonders gefährdeten benspule verläuft, dadurch gekennzeich- Eingang der Transformatorwicklung erzielt.

η e t, daß im Bereich der beiden Wicklungsstirn- Bei einer bekannten Wicklungsanordnung (deutsche

Seiten die eine Hälfte des zweiten Teilleiters (BO 20 Auslegeschrift 1 149 811) der vorbeschnebenen Art

bis S3) von der Mitte zur Innenseite der Schei- ergeben sich ,um Teil in den einzelnen Scheiben-

benspule (28) und die andere Hälfte (ß 3 bis B 6) spulen ungk ichmäßige Potentialunterschiede zwischen

von der Außenseite zur MiUe der Scheibenspule dem Haupt- und dem Koppelleiter. Zum Teil besteht

(28) verläuft, wobei die innenliegende Teilleiter- in verschiedenen Spulen.abschnitten überhaupt kein

hälfte (ßO bis ß3) mit ihrem in der Mitte der 35 Potentialunterschied zwischen dem Haupt- und dem

Scheibenspule gelegenen Wicklungsende mit dem Koppelleiter, so daß diese Spulenabschnitte nicht zur

Anfang des ersten Teilleiters (AO bis /16) und Vergrößerung der Sp-i'enkapazität beitragen. Bei

mit ihrem auf der Innenseite der Scheibenspule einem in dieser Auslegeschrift angeführten Schaltungs-

(28) gelegenen Ende mit dem auf c*-r Außenseite beispiel ist der Potentialunterschied zwischen dem

der Scheibenspule gelegenen Ende der äußeren 30 Haupt- und dem Koppelleiter zwar bei allen Schei-

Teilleiterhälfte (Ä3bisfl6) der gleich η Scheiben- benspulen gleich groß, jedoch ist diese Schaltung nur

spule (28) verbunden ist und die beiden Teilleiter- für eine geradzahlige Anzahl von Scheibenspulen

hälften mit den beiden Teilleiterhälften (B 6 bis verwendbar.

.89 und B 9 bis B12) der nächsten axial benach- Es ist weiterhin aus der deutschen Patentschrift barten Scheibenspule (30) in Doppelspulenschal- 35 975 893 bekannt, die einzelnen Spulen von zwei tung zusammengeschaltet sind, daß weiterhin der radial benachbarten Spulengruppen ziu Potentialerste nd zweite Teilleiier am Ende des stirn- steuerung in Reihe zu schalten,
seitigen Wicklungsbereiches miteinander verbun- Da im wesentlichen nur der Eingang der Transforden und im mittleren Wicklungsbereich als zwei matorwicklung durch Übersparnungswellen gefährdet spiralenförmig ineinander gewi^Wte und in 40 ist, ist es auch schon bekannt (österreichische Patent-Einzelspulenschaltung zusammengeschaltete Leiter schrift 193 996) nur den Wicklungsanfang besonders weitergeführt sind und daß darüber hinaus die für die Potentialsteuerung auszubilden.
Windungszahl einer in den stirnseitigen Wick- Weitere bekannte Maßnahmen sind das Verstärken lungsbereichen angeordneten Scheibenspule (28, oder Abstufen der Wicklungsisolation. Solche Maß-30, 32 bzw. 44, 46, 48, 50) kleiner als die Win- 45 nahmen erfordern jedoch einen großen Platzbedarf dungszahi einer im mittleren Wicklungsbereich und führen darüber hinaus noch zu einer Verschlechangeordneten Scheibenspule (36, 38, 40, 42) ist. terung des Wirkungsgrades.

2. Wicklungsanordnung nach Anspruch 1, da- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine durch gekennzeichnet, daß die axiale Spulenbreite Wicklungsanordnung so auszubilden, daß bei beder in den stirnseitigen Wicklungsbereichen ange- 50 liebiger Anzahl von Scheibenspulen zwischen allen ordneten Scheibenspulen (28, 30, 32, 34) kleiner Spulenabschnitten ein gleich großer Potentialunterals die axiale Spulenbreite der im mittleren Wick- schied zwischen den Teilleitern erreichbar ist.
lungsbereich angeordneten Scheibenspulen (36, Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach 38, 40, 42) ist. der Erfindung dadurch, daß im Bereich der beiden

3. Wicklungsanordnung nach Anspruch 1, da- 55 Wicklungsstirnseiten die eine Hälfte des zweiten durch gekennzeichnet, daß bei den in den stirn- Teilleiters von der Mitte zur Innenseite der Scheibenseitigen Wicklungsbereichen angeordneten Schei- spule und die andere Hälfte von der Außenseite zur benspulen (28, 30, 32, 34) die Isolation zwischen Mitte der Scheibenspule verläuft, wobei die innen den Teilleitern verstärkt ist. liegende Teilleiterhälfte mit ihrem in der Mitte der

4. Wicklungsanordnung nach einem der An- 60 Scheibenspule gelegenen Wicklungsende mit dem sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anfang des ersten Teilleiters und mit ihrem auf der Teil der im mittleren Wicklungsbereich angeord- Innenseite der Scheibenspule gelegenen Ende mit dem neten Scheibenspulen (36, 38, 40, 42) nach je auf der Außenseite der Scheibenspule gelegenen Ende einer vollen Wicklungsspirale mit einer Wicklungs- der äußeren Teilleiterhälfte der gleichen Scheibenanzapfung (T 1 bis TN) versehen ist. 65 spule verbunden ist und die beiden Teilleiterhälften

mit den beiden Teilleiterhälften der nächsten axial