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Transformatorwicklung
Die Erfindung betrifft eine Transformatorwicklung mit Doppelspulen, die je aus zwei Scheibenspulen bestehen, welche aus n zusammengewickelten Leitern gebildet werden, je aus s konzentrischen wechsel-
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Windungen vorhanden sind, zwischen denen eine starke kapazitive Kopplung besteht und die im Betrieb einen Spannungsunterschied aufweisen, der grösser als die In einer einzigen Windung erzeugte Spannung ist, so dass beim Auftreten von Stossspannungen mit steiler Front eine bestimmte, vorzugsweise möglichst lineare Spannungsverteilung zwischen den Enden der Wicklung erzielt wird. Derartige Transformatorwicklungen sind bekannt, haben sich jedoch nicht allen an sie gestellten Forderungen gewachsen gezeigt.
Bei derartigen Wicklungen sind die Verkettungen zwischen den beiden Scheibenspulen über eine Anzahl von Abschnitten verteilt und werden daher in der Wicklung besser verteilt liegen.
Die Erfindung löst die Aufgabe, eine derartige Transformatorwicklung zu verbessern und besteht im wesentlichen darin, dass die Wicklung derart ausgeführt und die Wicklungszweige derart über die Abschnitte der Scheibenspulen verteilt werden, dass in jeder Scheibenspule mindestens zwei aneinander grenzende Abschnitte vorhanden sind, die radialsymmetrisch ausgeführt sind und deren an die Trennungsfläche zwischen diesen Abschnitten grenzende Windungen gleich grosse oder nahezu gleich grosse Potentiale aufweisen. Durch diese Anordnung wird es möglich, zwischen diesen Abschnitten einen gewissen Raum offen zu lassen, welcher zur Bildung von Kühlkanälen ausgenutzt werden kann, wobei als wesentlicher Vorteil auftritt, dass das Kühlmittel, z. B. Mineral-Öl, in diesen Kanälen nicht oder beinahe nicht in der Radialrichtung elektrisch belastet wird.
Bei dieser sogenannten radialsymmetrischen Ausführung der Scheibenspulen sind ausserdem die Spannungsdifferenzen in der Achsenrichtung zwischen den äusseren Windungen von aufeinander folgenden Scheibenspulen bedeutend niedriger als bei den Scheibenspulen, die nicht eine solche Symmetrie aufweisen. Dies ist besonders wichtig im Hinblick auf die elektrische Belastung der in derAchsenrichtung verlaufenden Distanzhalter aus isolierendem Material, um welche die Spulen gewickelt sind.
Zur Erläuterung dient die Zeichnung, die einige erfindungsgemässe Wicklungen beispielsweise schematisch darstellt ; es zeigen darin :. Fig. l einen Querschnitt einesTeilesvonzweiDoppelspulen einerTrans- formatorwicklung mit zwei parallelen Zweigen und mit aus je zwei zusammengewickelten Leitern gebildeten Scheibenspulen, bei der die Windungen der Abschnitte erfindungsgemäss in radialsymmetrischer Weise aufeinander folgen, Fig. 2 einen Querschnitt eines Teiles von zwei Doppelspulen, bei der jeder Abschnitt mit einer zusätzlichen Windung versehen ist und die Abschnitte erfindungsgemäss in radialsymmetrischer Weise ausgeführt sind, Fig. 3 das elektrische Schema einer Doppelspule einer Wicklung mit vier parallelen Zweigen und mit Scheibenspulen, die je aus vier Abschnitten bestehen, welche von zwei zusammengewickelten Leitern gebildet werden, Fig.
4 einen Querschnitt eines Teiles von zwei Doppelspulen gemäss Fig. 3, bei der die Abschnitte erfindungsgemäss in radialsymmetrischer Weise ausgeführt sind, Fig. 5
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das elektrische Schema einer Doppelspule einer Wicklung mit vier parallelen Zweigen und mit Scheibenspulen, die je aus vier Abschnitten bestehen, welche von drei zusammengewickelten Leitern gebildet werden, Fig. 6 einen Querschnitt eines Teiles einer Doppelspule gemäss Fig. 5.
Die erfindungsgemässe Wicklung nach Fig. 1 besteht aus Doppelspulen, die je zwei Scheibenspulen enthalten. Jede Scheibenspule besteht aus zwei konzentrischen Abschnitten mit gleich grossen Windungszahlen, und jeder Abschnitt wird durch gleichzeitiges Wickeln von zwei aufeinander gelegten Leitern hergestellt. Die Wicklung besteht also aus zwei parallelen Wicklungszweigen. Die zum einen Zweig gehörenden Windungen sind mit den Zeichen la, 2a.... 23a, 24a und die Windungen des andern Zweiges mit den Zeichen lb, 2b.... 23b, 24b angedeutet. Der linke Abschnitt der einen Scheibenspule und der rechte Abschnitt der andern Scheibenspule sind z. B. linksgängig gewickelt und der rechte Abschnitt der einen Spule und der linke Abschnitt der andern Spule sind dann rechtsgängig gewickelt.
In einer Doppelspule sind die parallelen Zweige der Wicklung je wechselweise in einem Abschnitt der einen Spule und in einem Abschnitt der andern Spule angeordnet und sie durchlaufen alle Abschnitte der Doppelspule. In dieser Wicklung ist die Anzahl von Abschnitten s pro Scheibenspule gleich 2, die Anzahl von parallelen Wicklungszweigen p gleich 2 und die Anzahl von gleichzeitig oder parallel gewickelten Leitern n eben-
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beiden Scheibenspulen vorhanden.
Bei der Wicklung gemäss Fig. 1 liegen in den rechten Abschnitten der Scheibenspulen die Windungen der beiden Wicklungszweige in umgekehrter Reihenfolge aufeinander, so dass die Abschnitte, hinsichtlich der Reihenfolge der Windungen, radialsymmetrisch sind. Hiedurch werden in der einen Spule die Windungen 7a und 7b und in der andern Spule die Windungen 6a und 6b nebeneinander liegen. Die Potentiale dieser Windungen, die an der Trennungsfläche zwischen den Abschnitten liegen, unterscheiden sich nur wenig voneinander, so dass zwischen den Abschnitten in der Achsenrichtung verlaufende Kühlkanäle gebildet werden können, in denen das Kühlmittel in der Radialrichtung elektrisch nur wenig belastet wird.
Die Wicklung gemäss Fig. 2 unterscheidet sich dadurch von den Wicklungen der Fig. l, dass jeder Abschnitt aus einer ungeraden Zahl von Windungen besteht. Zu diesem Zwecke ist einer der beiden Leiter, aus denen jeder der Abschnitte besteht, einmal zusätzlich um den Kern des Transformators gewickelt.
Auch diese Wicklung ist radialsymmetrisch.
Die aus Scheibenspulen A und B bestehende Wicklung gemäss Fig. 3 und 4 ist aus vier parallelen Zweigen zusammengestellt, so dass p = 4. Die Anzahl von Abschnitten beträgt ebenfalls vier, also s = 4 und
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der Fig. 3 geht klar hervor, dass jeder Zweig in zwei Abschnitten pro Scheibenspule (A und B) vorhanden ist. Die Wicklungszweige a, b, c, d sind mittels einer gezogenen Linie, einer Linie aus Punkten und Strichen, einer punktierten Linie und einer Linie aus Strichen angegeben worden.
Fig. 4 zeigt die radialsymmetrische Ausführung, bei der die in der Achsenrichtung verlaufenden Kühlkanäle zwischen den Abschnitten praktisch in der Radialrichtung entlastet sind, weil die Abschnitte diese Kanäle mit Windungen begrenzen, die nahezu gleich grosse Potentiale besitzen.
Schliesslich zeigen Fig. 5 und 6 ein Beispiel einer Wicklung der Scheibenspulen A und B mit vier
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vier Abschnitten proWicklungszweig in jeder Scheibenspule in drei Abschnitten vorhanden ist.
Wie ersichtlich, besteht auch bei der Ausführungsform nach Fig. 6 eine Radialsymmetrie, aber nur in bezug auf die Mittelspalte zwischen den vier Wicklungsteilen, d. h. bezüglich der Spalte, die durch die Windungen 2b, 2e, 3c, 3b begrenzt ist.
Es sei bemerkt, dass die Wicklungen gemäss Fig. l, 2, 4 und 6 der Formel s = p = 2a entsprechen, in der für Fig. 1, 2 die Zahl a gleich l und für Fig. 4, 6 gleich 2 ist. Solche Spulen gestatten eine symmetrische Ausführung, die in leicht anzubringenden Verbindungen (Verkettungen) zwischen den Abschnitten verschie- dener Scheibenspulen resultiert. In verschiedenen dieser Fälle ist es nicht erforderlich, dass die Abschnitte gleich grosse Windungszahlenbesitzen. Wohlmuss dabeider Anforderung der Symmetrie stets genügt werden.
Zur Kompensation der Unsymmetrie in der Lage der Windungen der verschiedenen Zweige hinsichtlich des Feldes müssen in vielen Fällen Kreuzverbindungen zwischen den Doppelspulen angebracht werden, wodurch die Zweige in den verschiedenen Doppelspulen regelmässig ihren Platz wechseln.