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Verfahren zur Herstellung von Regelwicklungen für Transformatoren oder Drosselspulen
Als Regelwicklungen für Transformatoren oder Drosselspulen werden vor allem zwei Wickelarten ver- wendet, nämlich die mehrgängig gewickelte Schraubenwicklung und die Scheibenwicklung. Im letzteren
Fall werden die einzelnen Scheibenspulen zumeist als Doppelscheiben axial auf den Transformatorschen- kel aufgebracht und nach erfolgter Montage über die Schaltleitungen b verbunden, von welchen weg dann auch die Anzapfleitungen a zum Stufenwähler geführt werden. Um axiale Schubkräfte möglichst herab- zusetzen, bildet man m axial parallelgeschaltete Spulengruppen aus, wobei jede für sich n Spulengänge besitzt, so dass n auch gleichzeitig die Zahl der Regelstufen darstellt.
Potentialgleiche Spulenenden wer- den hiebei in bekannter Weise axial übereinanderliegend und gegenüber der nächsten Spule in Richtung des Spulenumfanges versetzt angeordnet. Somit ergibt sich bei vierfacher Parallelschaltung (m ? 4) und acht Regelstufen (n = 8) eine Regelwicklung, wie sie die Fig. 1 schematisch und Fig. 2 der Zeichnung im Aufriss samt den zugehörigen Schaltleitungen b und Anzapfleitungen a (1-9) darstellen. Es können auch an Stelle von vier je zwei Spulengruppen über getrennte Schaltleitungen b parallelgeschaltet und ebenso mit getrennten Anzapfleitungen a zu zwei parallel arbeitenden Stufenschaltern oder parallelen Stufenschalterkontakten eines gemeinsamen Stufenschalters geführt werden, wie es schematisch in Fig. 3 gezeigt wird.
Fig. 4 zeigt einen Aufrissausschnitt und Fig. 5 einen Querschnittsausschnitt einer solchen Scheibenspulen-Regelwicklung.
Charakteristisch an diesen bekannten Scheibenspulen-Regelwicklungen ist, dass die einzelnen Doppelspulen vorwiegend in Einzelfertigung hergestellt und mit offenen Ausleitungen l', l"bzw. 2', 2"...
(n + 1)' (n + l)"montiert werden, wobei diese Ausleitungsenden entweder geradlinig, radial herausgebogen (Fig. 4-3', 3"bzw. 4', 4") oder augenformig umgebördelt (Fig. 4-5', 5"bzw. 6', 6") werden. An den Spulenenden stellt l'bzw. 1" auch den Glimmringanschluss dar. Die Pfeile der m parallelen Spulengruppen I - IV zeigen den Wickelsinn der Spulen an. Da die einzelnen Doppelscheiben für sich keinen Halt besitzen und daher aufgehen würden, müssen sie durch zahlreiche Bandagen B gemäss Fig. 4 gehalten werden. Das Zusammenschalten der einzelnen Doppelspulen kann erst an den fertigen Spulen über die Schaltleitungen b erfolgen, wovon dann die Anzapfleitungen a (1-9 für n = 8) abgezweigt werden.
Die galvanische Verbindung zwischen den einzelnen Doppelspulen wird also erst durch die Schaltleitungen b hergestellt, da dieselben nunmehr die Überbrückung der Enden der Doppelspulenausleitungen l', 1" bzw.
2', 2"... (n + 1)' (n +1)"bewirken und die Verbindung mit den entsprechenden Anzapfleitungen 1, 2...
(n + 1) schaffen. Natürlich können die Enden der Ausleitungen l', l"bzw. 2', 2" usw. so dicht beieinander liegen, dass sie praktisch nach der Verschweissung oder Verlötung zusammenfallen. Die einzelnen Doppelspulen sitzen auf Isolierleisten und sind durch Isolierstücke axial voneinander distanziert. Die schraffierten Glimmringe bilden den Corona-Schutz für die Enden der Wicklung.
Diese Scheibenspulen-Regelwicklungen besitzen gegenüber den mehrgängig gewickelten Schraubenwicklungen den Vorteil, dass sie gut abgestützt werden können, was bei den Schraubenwicklungen zufolge der hohen Steigung bei grösseren Gangzahlen schwer möglich ist. Das günstige Anbringen der Glimmringe stellt einen weiteren Vorteil der Scheibenspulen-Regelwicklung dar. Nachteilig ist bei den Scheibenspulenwicklungen, dass beim Stufenschalten die AW-Verteilung über die Schenkellänge hin gestört wird, was entsprechende axiale Kurzschlusskräfte zur Folge hat.
Diesem Nachteil begegnet man weitgehend dadurch,
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dass man die AW (Amperewindungen) durch Parallelschaltung in m Regelspulen unterteilt und ausserdem auf Mittelsymmetrie der Teil-AW achtet, was durch geradzahlig m erreicht wird.
Die Haupmachteile aber der in Rede stehenden Wicklungsart sind fabrikatorischer Natur. Die einzelnen Spulen haben die Tendenz, sich wie eine Spirale aufzudrehen und müssen daher durch entsprechende Isolierbandagen gegen Aufgehen gesichert werden. Ferner müssen bei den bisher bekannten, aus Scheibenspulen aufgebauten Regelwicklungen die äusseren Schaltleitungen b erst die galvanische Verbindung zwischen den meist kurzen Enden der Spulenausleitungen l', 1" bzw. 2', 2" usw. herstellen, welche Arbeiten nur an den fertig montierten Spulen ausgeführt werden können.
Macht man diese Verbindungen dicht an den Spulen, so halten sich zwar die einzelnen Spulen nach erfolgter Herstellung dieser Verbindung selbständig, doch kann die Verbindung selbst nur durch Weichlöten mittels Hülsen erfolgen, da die mit dem Schweissen verbundene grosse Hitze die Isolation der Wicklung beschädigen würde. Das gleiche gilt für die anzuschliessenden Schaltleitungen b an den Spulenverbindungsstellen. Verbindet iran anderseits aber die einzelnen Spulen an weiter entfernten Stellen untereinander und mit den entsprechenden Anschlussleitungen b, so kann man zwar schweissen, aber die Spulen werden nicht selbsthaltend und ein Aufdrehen der Spulen muss mit den Isolationsbandagen B verhindert werden, was mit Rücksicht auf die schon erwähnten Kurzschlusskräfte eine mangelhafte Lösung darstellt.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die aufgezeigten Mängel solcher Regelwicklungen bei Beibehaltung ihrer Vorteile zu beheben.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Regelwicklungen für Transformatoren oder Drosselspulen, bestehend aus n Regelspulengängen und m parallelgeschalteten Regelspulengruppen mit gegenläufigem Wickelsinn, mit am Wicklungszylinder zickzackförmig angeordneten Anzapfungen und axial übereinanderliegenden potentialgleichen Anzapfpunkten, wobei in erfindungsgemässer Weise jeder der aus Doppelspulen bestehenden n Regelspulengänge mit radial von aussen nach innen und anschlie- ssend von innen nach aussen verlaufenden Windungen in einem fortlaufenden Herstellungsvorgang gewickelt wird, die einzelnen Regelspulengänge ohne jedes Zwischenglied (kurze Spulenausleitungen mit Schweissoder Lötstellen an den galvanisch verbindenden Schaltleitungen)
und ohne Unterbrechung des Wickelkupfers unmittelbar im Zuge der Herstellung durch das Wickelkupfer selbst in Serie geschaltet werden und dabei gleichzeitig die zu den Schaltleitungen laufenden Anschlussleitungen auf die Kupplungsstellen der Regelspulengänge in der Form aufgeschweisst oder aufgelötet werden, dass diese Anschlussleitungen jeweils auf äusseren Spulenübergängen axial zwischen Doppelspulen zu liegen kommen, so dass das Wickelkupfer selbst während des gesamten Herstellungsvorganges auf der Wickelbank keine Unterbrechung an den Anschlussstellen erfährt.
Die Herstellung einer erfindungsgemässenRegelwicklung geht also so vor sich, dass nach dem Wickeln einer Spule von innen nach aussen diese auf der Wickelbank vorübergehend gegen Aufgehen gesichert wird, worauf die äussere Kröpfstelle zur folgenden gestürzten Spule gebogen wird. Die Fixierung der normal gewickelten Spule erfolgt so weit von der Kröpfstelle entfernt, dass nach Abheben der Kröpfstelle von der Wicklung der Anschlussleiter aufgeschweisst oder aufgelötet werden kann, ohne dass durch Hitzeeinwirkung die Wicklung in ihrer Isolation gefährdet wird.
Die nächste Spule wird zunächst von innen nach aussen gewickelt, dann werden in bekannter Weise die einzelnen Windungen seitlich abgezogen, verstürzt wieder aufgebaut und an die vorhergehende Spule herangeschoben, worauf die nächste wieder in normaler Weise von innen nach aussen gewickelte Spule gewickelt wird. Um eine sichere Verbindung der Kröpfstelle mit dem von ihr abzweigenden Anzapfleiter zu gewährleisten, kann diese Verbindung unter Verwendung einer sowohl den Spulenleiter als auch den Abzweigleiter umfassenden Hülse erfolgen.
Fig. 6 zeigt einen Aufrissausschnitt und Fig. 7 einen Querschnittsausschnitt einer solchen erfindungsgemässen Regelwicklung, während Fig. 8 das Schema einer vierfach parallelgeschalteten (entsprechend Fig. l) und Fig. 9 das Schema einer zweimal zweifach parallelen (entsprechend Fig. 3) erfindungsgemässen Regelwicklung darstellen.
Der grundlegende Unterschied zwischen den bekannten Scheibenspulen-Regelwicklungen und der erfindungsgemässen Regelwicklung besteht also darin, dass die einzelnen Regelspulengruppen in einem einzigen Herstellungsvorgang gewickelt werden, wobei das Wickelkupfer an den Kupplungsstellen der Regelspulengänge nie unterbrochen wird, so dass die kurzen Spulenausleitungen l', bzw. 2',2" usw. der Scheibenspulen-Regelwicklungen, welche über die Schaltleitungen b die galvanische Verbindung zwischen den einzelnen Regelspulengängen herstellen, entfallen.
Zur Verbindung mit den Schaltleitungen b treten dagegen bei der erfindungsgemässen Regelwicklung die Anschlussleitungen c (1 - 9 bei n = 8), welche im Zuge der Herstellung an den äusseren Kupplungsstellen der Regelspulengänge aufgeschweisst oder aufgelötet werden, so dass an der fertigen Spule keinerlei Schweiss- oder Lötarbeiten zu ihrer galvanischen Ver-
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bindung zwischen den Regelspulengängen mehr erforderlich sind.
Die Pfeile in Fig. 5 bei der Scheibenspulen-Regelwicklung und in Fig. 7 bei der erfindungsgemässen Spule lassen deutlich erkennen, dass die Scheibenspulen-Regelwicklung nach der Herstellung zunächst offen bleibt (Doppelpfeile in Fig. 5 an den kurzen Spulenausleitungen 3", 4' bzw. 5", 6'), während bei der erfindungsgemässen Spule der Wickelzug nie unterbrochen wird.
Fig. 10 zeigt ein Beispiel eines Schemas der erfindungsgemässen Spule für z. B. m = 3, wobei die Mittelsymmetrie der Spule dadurch erhalten bleibt, dass die Spulengruppe 1 in zwei parallele Teile 1/2 mit halber axialer Kupferbreite aber voller Windungszahl gespalten und an den beiden Schenkelenden oder in Schenkelmitte angeordnet und gleichfalls axial parallelgeschaltet wird. Eine analoge Ausführung für eine ungerade Regelspulengruppenzahl ist natürlich auch bei der bekannten Scheibenspulen-Regelwicklungsart möglich.
Natürlich kann das Wicklungskupfer auch aus mehreren parallelen Leitern bestehen, welche einzeln oder gemeinsam isoliert sein können. Die parallelen Leiter wird man dann verdrillen und dies am besten an den Spulenübergängen. Bei zwei parallelen Leitern und aussenliegenden, daher nach jeder Doppelspule erfolgenden Anzapfungen wird man die Verdrillung an den zugehörigen inneren Spulenübergängen vornehmen. Bei vier parallelen Leitern trachtet man, nach Möglichkeit je zwei Doppelspulen für eine Stufe vorzusehen und die Verdrillung nach der ersten Doppelspule vorzunehmen, da eine Verdrillung innerhalb der Spule doch mit Schwierigkeiten verbunden ist. Die parallelen Leiter können nun an der Anzapfstelle ohne Unterbrechung der Teilleiter miteinander verschweisst oder verlötet werden und zwar gleichzeitig mit der Anzapfung am äusseren Teilleiter.
Gegebenenfalls kann, wie schon erwähnt, zur mechanischen Verfestigung der Anzapfstelle eine Hülse um die Teilleiter sowie um den Anschlussleiter gelegt werden.
Es ist aber auch möglich, auf jeden parallelen Teilleiter die Ausleitung an der Kröpfstelle isoliert voneinander anzuschweissen und die leitende Verbindung der Parallelzweige ausserhalb der Regelwicklung, vorzugsweise erst am Lastschalter oder über parallel arbeitende Kontakte desselben zu schaffen.
Die Ausleitungen der parallelen Zweige können weiterhin auch um 180 versetzt angeordnet werden, wodurch man auch ungerade Windungszahlen je Doppelspule bei konstanter radialer Wickeldicke erreichen kann.
Die erfindungsgemässe Regelwicklung zeichnet sich neben ihren guten elektrischen Eigenschaften in bezug auf Corona-Erscheinungen vorwiegend durch ihre hohe mechanische Festigkeit gegenüber axialen und radialen Kräften im Vergleich zu den in bekannter Weise aus Scheibenspulen aufgebauten Regelwicklungen aus, da, wie aufgezeigt, das Wicklungskupfer und damit der der Wicklung innewohnende Wicklungszug nirgends unterbrochen wird und daher die Kurzschlussbeanspruchungen im wesentlichen von Kupfer selbst aufgenommen werden können. Dass ein nachträgliches Löten oder Schweissen an der fertigen Wicklung beim erfindungsgemässen Herstellungsverfahren für eine Regelwicklung vermieden ist, ist ein weiterer Vorteil dieser Art der Wicklungsherstellung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Regelwicklungen für Transformatoren oder Drosselspulen, bestehend aus n Regelspulengängen und m parallelgeschalteten Regelspulengruppen mit gegenläufigem Wickelsinn, mit am Wicklungsumfang zickzackförmig angeordneten Anzapfungen und axial übereinander liegenden potentialgleichen Anzapfpunkten, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der aus Doppelspulen bestehenden n Regelspulengänge mit radial von aussen nach innen und anschliessend von innen nach aussen verlaufenden Windungen in einem fortlaufenden Herstellungsvorgang gewickelt wird, die einzelnen Regelspulengänge ohne jedes Zwischenglied (kurze Spulenausleitungen mit Schweiss-oder Lötstellen an den galvanisch verbindenden Schaltleitungen)
und ohne Unterbrechung des Wickelkupfers unmittelbar im Zuge der Herstellung durch das Wickelkupfer selbst in Serie geschaltet werden und dabei gleichzeitig die zu den Schaltleitungen laufenden Anschlussleitungen auf die Kupplungsstellen der Regelspulengänge in der Form aufgeschweisst oder aufgelötet werden, dass diese Anschlussleitungen jeweils auf äusseren Spulenübergängen axial zwischen Doppelspulen zu liegen kommen, so dass das Wickelkupfer selbst während des gesamten Herstellungsvorganges auf der Wickelbank keine Unterbrechung an den Anschlussstellen erfährt.