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Transformatorwicklung
EMI1.1
Leiterneiner und derselben Richtung gewickelt sind und von welchen zwei parallelen Leitern der eine sich über die ganze Radialabmessung der betreffenden Scheibenspule erstreckt und mit dem entsprechenden Leiter der unmittelbar vorangehenden und bzw. oder der unmittelbar folgenden Scheibenspule dieses Satzes direkt in Reihe geschaltet ist und der andere in anderer Weise mit den entsprechenden Leitern dieser Spulen in Reihe geschaltet ist.
Eine Transformatorwicklung dieser Art, bei der zwecks Erzielung einer möglichst gleichmässigen Potentialverteilung zwischen den Enden der Wicklung beim Auftreten von Stossspannungen, d. h. von Spannungswellen mit steiler Vorderflanke, eine verstärkte kapazitive Entkopplung zwischen Windungen verschiedener Scheibenspulen vorhanden ist, ist bekannt durch die österr. Patentschrift Nr. 198826. Bisher wurden bei solchen Wicklungen mit parallelenleitern die Leiter mit gleichem Kupferquerschnitt ausgeführt. Dies ist auch bei Wicklungen nach der österr. Patentschrift Nr. 198826 der Fall.
Sollen nun solche Wicklungen für grosse Ströme geeignet sein, so müssen die parallelen Leiter einen ziemlich grossen Querschnitt aufweisen, wodurch aber verhindert wird, dass die Leiter nach den oft erforderlichen verwickelten Mustern oder Patronen in der Wicklung verlegt werden können. Für die kapazitive Entkopplung der Windungen genügt es oft, kapazitive, nichtstromführende Metallschirme anzuordnen, um beim Auftreten von Stossspannungen eine gute gleichmässige Potentialverteilung zwischen den Wicklungsenden zu erhalten. und es sind auch bereits Wicklungen, in denen zugleich mit dem Stromleiter eine kapazitive Abschirmung mitgewickelt ist, bekannt. Ein solcher nicht-stromführender Potentialschirm aber besitzt, weil er nur an einem Punkt mit der Wicklung verbunden werden kann, den grossen Nachteil, dass er überall dasselbe Potential hat.
Dadurch entstehen zwischen der Abschirmung und den Windungen der Wicklung örtlich sehr grosse Potentialdifferenzen, die zu sehr schwer zu lösenden Isolationsproblemen führen.
Die Erfindung bezweckt nun die Nachteile von Transformatorwicklungen obiger Art zu vermeiden und Transformatorwicklungen zu schaffen, welche sich nicht nur für hohe Spannung, sondern auch für grosse Stromstärke eignen und dabei ohne Schwierigkeiten ausgeführt werden können, wobei in jedem Einzelfall eine gute kapazitive Entkopplung der Wicklungsteile ermöglicht ist und die dabei auftretenden Isolationsprobleme leicht bewältigt werden können. Die Erfindung besteht darin, dass der erste Leiter ein aus paral- lelen Teilleitern zusammengesetzter Hauptleiter oder ein aus solchen Teilleitern zusammengesetztes Kabel mit verhältnismässig grossem Querschnitt und der andere Leiter ein vorzugsweise einfacher Hilfsleiter mit verhältnismässig kleinem Querschnitt ist.
Bei dieser Wicklung wird der schwere Hauptleiter in der einfachsten Weise in die Wicklung gelegt, und der Hilfsleiter wird derart durch die Wicklung oder den betreffenden Satz Scheibenspulen dieser Wicklung hindurchgeflochten, dass er zu gleicher Zeit als kapazitiver Schirm zwischen denHauptwindungen der verschiedenen Scheibenspulen wirksam ist, wobei, da jede Stelle einer Windung des Hilfsleiters ihr eigenes Potential besitzt, nirgends eine zu grosse Potentialdifferenz zwischen den Windungen des Hauptleiters und den benachbarten Windungen des wie eine Abschirmung wirkenden dünnen Hilfsleiters besteht.
Im allgemeinen wird für den beabsichtigten Zweck ein einfacher Hilfsleiter genügen, so dass, wenn
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der Hauptleiter als ein einziger Leiter betrachtet wird, die Wicklung aus zwei parallelen Leitern besteht.
Die Wicklung kann aber nötigenfalls auch mit mehr als einem einzigen Hilfsleiter und bzw. oder einem einzigen Hauptleiter ausgeführt werden. Die Windungen des Hilfsleiters können in vielen verschiedenen Weisen in die Wicklung oder den betrachteten Teil derselben gelegt werden. Besteht die Wicklung ihrem Wesen nach aus zwei parallelen Leitern, wobei der Beginn und das Ende des im betreffenden Satz Scheibenspulen vorhandenen Hauptleiters sich an oder in der Nähe der einen zylindrischen Grenzfläche der Wicklung befinden, so können der Beginn und das Ende des in diesem Satz Spulen vorhandenen Hilfsleiters sich an oder in der Nähe der andern zylindrischen Grenzfläche der Wicklung befinden. Auch kann man in diesem Fall den Beginn und das Ende des in diesem Satz vorhandenen Hilfsleiters an Stellen zwi- schen den beiden zylindrischen Grenzflächen anordnen.
Ferner sind Wicklungen möglich, bei denen der Beginn des Hauptleiters und der Beginn des Hilfsleiters sich an oder in der Nähe der gleichen zylindri- schenGrenzfläche der Wicklung befinden und der Hauptleiter und der Hilfsleiter des betreffenden Spulensatzes auch an oder in der Nähe der gleichen zylindrischen Grenzfläche enden. Die zwei Leiter brauchen aber nicht an einer und derselben zylindrischen Grenzfläche anzufangen und zu enden.
Zur Erläuterung dient die Zeichnung, die einige Ausführungsformen der erfindungsgemässen Wicklungen schematisch darstellt. Es zeigen darin : Fig. 1 einen Querschnitt eines Teiles eines Satzes von vier Scheibenspulen, die in der erfindungsgemässen Weise je aus einem zusammengesetzten Hauptleiter und einem einfachen Hilfsleiter bestehen, welcher Hilfsleiter an oder in der Nähe einer andern zylindrischen Grenzfläche der Wicklung anfängt und endet als der Hauptleiter, Fig. 2 das elektrische Schaltbild des Spulensatzes gemäss Fig. l, Fig. 3 das elektrische Schaltbild einer Variante der Fig. 2, Fig. 4, 5, 6 und 7 elektrische Schaltbilder von vier Varianten eines Teiles einer Wicklung, deren Hilfsleiter an Stellen zwischen den beiden zylindrischen Grenzflächen dieses Wicklungsteiles anfängt und endet, und Fig.
8, 9 und 10 elektrische Schaltbilder von drei Varianten eines Teiles einer Wicklung, bei der der Beginn des Hauptleiters und der Beginn des Hilfsleiters an oder in der Nähe derselben zylindrischen Grenzfläche liegen und die Enden dieser Leiter sich ebenfalls an oder in der Nähe der gleichen zylindrischen Grenzfläche befinden.
Die Wicklung gemäss Fig. 1 enthält einen Satz von vier Scheibenspulen A, B, C, D, die je über ihre ganze Radialabmessung eine und dieselbe Wickelrichtung besitzen, aber abwechselnd entgegengesetzt gewickelt sind. Jede Scheibenspule besteht aus zwei in der Wicklung parallel geschaltetenLeitern a und b, die zusammen gewickelt sind und von denen der Leiter a sich aus einer grossen Zahl paralleler Teilleiter zusammensetzt, welche Teilleiter in derselben Weise wie die Ader eines Kabels in bezug auf die Herzlinie des zusammengesetzten Leiters einen bestimmten Schritt aufweisen können, und von denen der Leiter b einEinzelleiter ist. Der Querschnitt des Hauptleiters a ist verhältnismässig gross, derjenige des Hilfsleiters b klein, so dass dieser letztere sich bequem gemäss einem willkürlichen Wicklungsplan in den Spulen des betrachteten Satzes wickeln lässt.
Der Hauptleiter ist in üblicher Weise in Zickzack gewickelt. Die Reihenfolge der Windungen des Hauptleiters und des Hilfsleiters ist mittels Ziffern angedeutet. Aus den Fig. 1 und 2 geht hervor, dass, wenn man annimmt, dass der Beginn (Windung la) und das Ende (Windung 24a) des Hauptleiters der vier Spulen A, B, C, D sich in der Nähe bzw. an der Innenseite (oder der Aussenseite) der Wicklung befinden, der Beginn (Windung lb) und das Ende (Windung 24b) des Hilfsleiters an bzw. in der Nähe der Aussenseite (bzw. der Innenseite) der Wicklung liegen. Der Hilfsleiter fängt an dem einen Ende der Scheibenspule B an, geht dann zur Spule A, daraufhin zur Spule D und schliesslich zur Spule C. In allen Spulen erstreckt sich der Hilfsleiter mit unmittelbar aufeinanderfolgenden Windungen über die ganz Radialabmessung dieser Spulen.
Die Wicklung gemäss Fig. 3 ähnelt derjenigen der Fig. 2 und unterscheidet sich dadurch, dass der Hilfsleiter an einer Seite der Scheibenspule D anfängt und in der Nähe der gleichen Seite der Scheibenspule A endet.
Vom Wicklungstyp, wie er in Fig. 1, 2 und 3 dargestellt ist, sind viele Varianten möglich, wobei der Hilfsleiter sich in einigen der Spulen des betreffenden Satzes zuerst über nur einen Teil der Radialabmessung einer solchen Spule erstreckt, sich daraufhin in andern Spulen fortsetzt und erst dann in die betreffende Spule zurückkommt.
Die Wicklungen gemäss Fig. 4, 5, 6 und 7 haben dies gemein, dass der Hilfsleiter an Stellen zwischen den zylindrischen Grenzflächen der Wicklung anfängt und endet. Sie unterscheiden sich voneinander durch die Tatsache, dass in Fig. 4 der Hilfsleiter in der Spule A anfängt und in der Spule C endet, in Fig. 5 der Hilfsleiter in der Spule B anfängt und in der Spule C endet, in Fig. 6 der Hilfsleiter in der Spule C anfängt und in der Spule B endet und in Fig. 7 der Hilfsleiter in der Spule D sowohl anfängt als auch endet. In Fig. 4, 6 und 7 fängt der Hilfsleiter in der Mitte zwischen den betreffenden Grenzflächen an, und in
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Fig. 5 fängt er, von der einen Grenzfläche ab gerechnet, an einem Viertel der Radialabmessung der Spule an.
Hieraus geht hervor, dass die Stelle zwischen den Grenzflächen, an der der Hilfsleiter anfängt und endet, frei gewählt werden kann. Auch von diesem Wicklungstyp sind sehr viele andere Varianten möglich.
Schliesslich stellen die Fig. 8, 9 und 10 Wicklungen dar, bei denen der Hauptleiter und der Hilfsleiter. an Stellen an oder in der Nähe derselben zylindrischen Grenzfläche der Wicklung anfangen und an Stellen an oder in der Nähe derselben Grenzfläche der Wicklung enden. In Fig. 8 fängt der Hilfsleiter in. der Spule A an. und er endet in der Spule D. Die aus unmittelbar aufeinanderfolgenden Windungen bestehenden Teile dieses Leiters erstrecken sich in allen Spulen nur über Teile der Radialabmessung dieser Spulen. In Fig. 9 fängt der Hilfsleiter in der Spule C an, und er durchläuft zuerst diese Spule und danach die Spulen B, A und D vollständig. Fig. 10 zeigt eine Variante, bei der sich der Beginn jedes der beiden Leiter a, b an der einen zylindrischen Grenzfläche und das Ende jedes dieser Leiter sich an der andern zylindrischen Grenzfläche der Wicklung befindet.
Auch von diesem Typ von Wicklungen bestehen wieder viele andere Ausführungsformen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Transformatorwicklung, die mit wenigstens einem Satz aufeinanderfolgender, entgegengesetzt gewickelter Scheibenspulen versehen ist, von denen jede Spule aus wenigstens zwei parallelen Leitern besteht, die paarweise zusammen und über ihre ganze Radialabmessung in einer und derselben Richtung gewickelt sind und von welchen zwei parallelen Leitern der eine sich über die ganze Radialabmessung der betreffenden Scheibenspule erstreckt und mit dem entsprechenden Leiter der unmittelbar vorangehenden und bzw.
oder der unmittelbar folgenden Scheibenspule dieses Satzes direkt in Reihe geschaltet ist und der andere auf andere Weise mit den entsprechenden Leitern dieser Spulen in Reihe geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Leiter ein aus parallelen Teilleitern zusammengesetzter Hauptleiter oder ein aus solchen Teilleitern zusammengesetztes Kabel mit verhältnismässig grossem Querschnitt und der andere Leiter ein vorzugsweise einfacher Hilfsleiter mit verhältnismässig kleinem Querschnitt ist.