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Einlagige kurzsehlussfeste Regelwicklung für Transformatoren, Drosselspulen u. dgl.
Grössere Transformatoren werden heute fast ausschliesslich als sogenannte Regeltransformatoren mit unter Last schaltbaren Stufenschaltern ausgeführt. Der verhältnismässig grosse Regelbereich erfordert meist eine eigene Regelwicklung mit zahlreichen Anzapfungen, um eine möglichst feinstufige Regelung zu er- zielen. Zur Vermeidung grosser Streuflüsse und der dadurch hervorgerufenen hohen induktiven Abfälle und
Zusatzverluste werden dabei mit Vorteil die zwischen zwei solchen Anzapfungen liegenden Wickelteile über die ganze Wicklungshöhe erstreckt. Zu diesem Zweck wird in bekannter Weise eine mehrgängige
Spule aus mehreren parallelen Leitern gewickelt, welche nachher durch äussere Verbindungen in Serie geschaltet werden, weshalb diese Regelspulen meist als äusserste Wicklung angeordnet werden.
In Fig. l stellen z. B. la, 2a, 3a die Wickelanfange und le, 2e, 3e die Wickelenden von beispiels- weise drei solchen gemeinsam zu einer Spule mit vier Windungen gewickelten Leitern dar. Durch die äusseren Verbindungen a werden nun die Leiterenden le mit 2a und 2e mit 3a so verbunden, dass ein ein- ziger in Serie geschalteter Wicklungsstrang mit zwölf Windungen entsteht, welcher nach je vier Windun- gen an beliebiger Stelle der Verbindungsleitungen a angezapft werden kann, wobei sich die AW zwischen je zwei Anzapfungen tatsächlich praktisch über die ganze Spulenhöhe erstrecken.
Solche einlagige Regelwicklungen weisen jedoch nur eine geringe mechanische Festigkeit auf, so dass sie trotz ihrer Einfachheit im Hinblick auf die Kurzschlussfestigkeit des Transformators nur selten angewendet werden. Zur Verbesserung der Festigkeit, insbesondere zur Abstützung der oberen und unteren Wickelenden, hat man gelegentlich mit Schlitzen für die Wickelenden versehene Abdeckplatten angeordnet und diese durch Bandagieren an der Spule befestigt, ohne damit eine einwandfreie Sicherheit gegen das radiale und tangentiale Ausweichen der Enden unter der Einwirkung der Kurzschlusskräfte zu gewährleisten.
Man hat auch gelegentlich an den Leiterenden Häkchen angeschweisst, welche in Ausnehmungen der an denSpulenenden befindlichen Abstützringehineinragten und hat darüber die mit Schlitzen versehene Abdeckplatte durch Bandagieren befestigt. Eine weitere, allerdings teurere und gleichfalls unbefriedigende Konstruktion benützt eigene mit Schlitzen versehene Halteringe, welche oben und unten über Distanzleisten auf die Regelspule geschoben und mit dem Abstützring verdübbelt werden. Durch die Distanzleisten, den Haltering und die äusseren Verbindungsleitungen geht jedoch kostbarer Platz verloren, der sich in einem grösseren Aktivgewicht und grösserem Öl- und Kesselgewicht bemerkbar macht.
Um die Schwierigkeiten der Endabstützungen bei der einlagigen Regelwicklung zu umgehen, wurden daher bisher die Regelspulen vorwiegend in zweilagiger Ausführung hergestellt, so dass sich die Enden der beiden zwangsläufig rechts und links gewickelten Wicklungslagen gegenseitig abstützen können, wodurch ein Entspannen der einmal gewickelten und mit fix verbundenen Wicklungsenden versehenen Spule verhindert wird, Fig. 2 zeigt eine solche zweilagige Regelwicklung, welche wieder aus drei gemeinsam gewickelten Leitern (Gängen) und vier Windungen in der ersten Lage besteht.
Ober diese im Beispiel als rechtsgängige Spirale gewickelte erste Lage wird nun unter entsprechender Isolationsbeilage die zweite Lage linksgängig zurückgewickelt. (In Fig. 2 ist der Übersichtlichkeit halber die zweite Lage neben die erste Lage gezeichnet, obwohl sie sich in Wirklichkeit dar- über befindet. Auf diese Weise kommen sämtliche Wicklungsenden oben zu liegen und es wird wieder das Wickelende le mit 2a sowie 2e mit 3a verbunden. Während nun bei der einlagigen Regelwicklung die zwischen zwei Anzapfungen liegenden Wickelteile eine beliebige Windungszahl erhalten können, kann diese Windungszahl bei der zweilagigen Regelwicklung nur ganzzahlig sein.
Dadurch ist man
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in der Auslegung derRegelwicklung sehr eingeengt, da die Windungsspannung insbesondere bei Grosstrans- formatoren sehr gross ist und daher die Regelspule nicht mehr sehr fein unterteilt werden kann. Die zwei- lagige Regelwicklung erfordert auch mehr Platz, u. zw. nicht nur wegen der erforderlichen Zwischenisola- tion zwischen den beiden Lagen, sondern weil auch infolge des breiteren und dünneren Wickelkupfers aus mechanischen Gründen meist ein höherer Leiterquerschnitt gewählt werden muss.
Durch die vorliegende Erfindung ist es nun möglich, die Vorteile der einfachen einlagigen Regelwick- lung auszunützen, ohne die erwähnten Nachteile der geringeren Kurzschlussfestigkeit usw. in Kauf neh- men zu müssen. Zu diesem Zweck werden die Verbindungsleiter a nicht nachträglich aussen nach Fer- tigstellung der Wicklung hergestellt, sondern von vornherein innerhalb der Spule angeordnet und die ein- zelnen Leiter der Spule darüber gewickelt.
Im Gegensatz zu bisher gelegentlich auch innerhalb der Wicklung mehr oder minder lose angeordne- ten Schaltverbindungen erscheinen die Schaltverbindungen erfindungsgemäss jedoch unverrückbar angeord- net und zur Verfestigung der Spule im Hinblick auf die Kurzschlusskräfte bzw. zur Sicherung der Spulen- enden in axialer und radialer Lage herangezogen.
An Hand der Fig. 3 ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Fig. 3a zeigt den Aufriss, 3b den Grundriss und 3c einen vertikalen Schnitt einer dreigängigen einlagigen Regelwicklung. Auf den Isolierzylinder 1 werden zunächst eventuell unter Verwendung einer weiteren Isolationsunterlage 5 die Verbindungsleitungen a in der erforderlichen Anzahl aufgelegt, wobei ihre gegenseitige Distanzierung durchDistanzleisten 2 gesichert wird. Darüber wird nach einer weiteren Zwischen isolation 4 die Wicklung, wie in Fig. l beschrieben, aufgebracht.
Die Verbindung der Wickelenden le mit 2a und 2e mit 3a geschieht nun folgendermassen : Vor Beginn der Wicklung, welche hier von unten beginnend nach oben hergestellt wird, werden bereits die Verbindungsleitungen a unten an den Wickelanfängen le, 2e, 3e durch Löten oder Schweissen verbunden. Nach Herstellung der Wicklung und Pressen derselben werden die Verbindungsleitungen a zu Anschlussfahnen b umgebogen und gemäss Fig. 3c mit den zugehörigen Enden verbunden. Die Verbindung kann durch Löten, Schweissen, Schrauben oder Klemmen erfolgen. Die in Fig. 3b ersichtlichen Distanzleisten 3 müssen naturgemäss um die Isolationseinlagen 4 und 5 stärker werden. Nach sorgfältiger Isolierung der Verbindungsstellen können dieAbstützringe 6 aufgezogen werden.
Selbstverständlich wäre es auch möglich, die Verbindungsleitungen a erst nach dem Wickeln der Spule einzuschieben und mit den zugehörigen Leitungsenden zu verbinden.
Die Anwendung dieser Erfindung ist an keine Grösse des Transformators gebunden und kann auch für Drosselspulen u. dgl. angewendet werden. Die Anschlussleiter b erscheinen dabei nur an einem, zweckmässigerweise am oberen Spulenende vorgesehen, um kürzere Verbindungsleitungen innerhalb des Transformators zu erhalten. Doch ist es selbstverständlich auch möglich, sie auf das untere Ende zu verlegen, wozu mit dem Wickeln der Spule wie vorher beschrieben, jedoch oben begonnen werden muss.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einlagige, kurzschlussfeste Regelwicklung für Transformatoren, Drosselspulen u. dgl., bestehend aus mehreren sich praktisch über die ganze Spulenlänge erstreckenden Windungen in mehrgängiger Ausführung, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der einzelnen Gänge untereinander durch innerhalb der Spule unverrückbar angeordnete Verbindungsleitungen erfolgt, wodurch die Spulenenden in axialer und radialer Lage gesichert werden.