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In Giessharz eingebettete Hochspannungswicklung für Transformatoren,
Wandler od. dgl.
Die Erfindung betrifft eine in Giessharz eingebettete Hochspannungswicklung für Transformatoren,
Wandler od. dgl.
Um eine von Gas- und Feuchtigkeitseinschlüssen freie Giessharzisolation einer solchen Hochspannungs- wicklung zu erzielen, ist bereits vorgeschlagen worden, die Hochspannungswicklung aus mehreren einan- der koaxial umgebenden, im Pilgerschritt ohne Isolierzwischenlagen gewickelten und elektrisch in Reihe geschalteten Spulen zusammenzusetzen.
Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Hochspannungswicklung ist in Fig. 1 dargestellt. In diesem
Ausführungsbeispiel ist die Hochspannungswicklung aus den vier im Pilgerschritt gewickelten Spulen 1, 2,
3 und 4 zusammengesetzt, die die Form von Hohlzylindern haben ; die Spulen 2 - 4 sind als Kegelstümpfe ausgeführt. Die so zusammengesetzte Hochspannungswicklung ist nach Herstellung der Reihenschaltung in den Giessharzkörper 5 eingebettet, in dessen Schaft 6 die Ausleitungen der Hochspannungswicklung hoch- geführt sind.
Unter Pilgerschrittwicklung ist hier eine Wicklungsart zu verstehen, bei der konzentrisch zur Wickel- achse auf einem Kegel der Draht Windung an Windung geordnet nach oben und nach Erreichen des äusser- sten Spulendurchmessers zwecks Wicklung des nächsten Schrittes mit nur wenigen Windungen zum Wickel- grund herabgeführt wird. Bei dieser Wicklungsart können die bei einer Lagenwicklung infolge der relativ hohen Lagenspannungen sonst notwendigen Isolierzwischenlagen erspart werden. Ausserdem entsteht durch das schnelle Herabführen des Drahtes in wenigen Windungen eine für das Giessharz verhältnismässig durchlässige Wicklung.
Vor dem Vergiessen einer derartigen Hochspannungswicklung werden ihre einzelnen Spulen durch
Ständer oder Zentriersterne an den Stirnflächen aufgenommen und ausgerichtet sowie die Anschlussdrähte der Spulen zur Erzielung der Reihenschaltung in dementsprechender Weise miteinander verlötet.
Um diese Arbeitsgänge sowie zusätzliche Stütz- bzw. Zentriereinrichtungen zu vermeiden und gleichzeitig die Durchdringbarkeit der Wicklung für das Giessharz zu verbessern, besteht die Hochspannungswicklung gemäss der Erfindung aus einer fortlaufend in Kegellagen-Kreuzwickeltechnik ohne Isolierzwischenlagen erzeugten Spule mit zickzackförmigem Querschnitt.
Für die Herstellung einer derartigen Hochspannungswicklung ist damit auch infolge des in einem Zuge ablaufenden Wickelvorganges die Möglichkeit gegeben, diesen Wickelvorgang vollselbsttätig durchzuführen.
Unter einer Kegellagen-Kreuzwicklung ist, wie die Fig. 2 und 3 in verschiedenen Ansichten zeigen, in Abweichung von der bekannten Kreuzwicklung, bei der die Lagen immer zylindrisch angeordnet sind, eine Kreuzwicklung mit kegeligen Lagen zu verstehen. Der Wickelvorgang beginnt an der Stelle A am Umfang des Wickeldornes D, setzt sich nach links oben fort und verläuft zum Wickeldorn D zurück und so weiter, bis der Wickelring R mit dreieckförmigem Querschnitt hergestellt ist. Dann wird an der Fläche des Wickelkegels auf-und absteigend weitergewickelt, wobei nach jeder Windung eine Verschiebung um einen konstanten Winkelbetrag erfolgt. Es ergeben sich also auf dem Wickelkegel elliptische Drahtwindungen-in den Fig. 2 und 3 ist jede 10. Windung mit den Anfängen A, A , A , A o, gezeigt-de-
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(z. B.
Mje Umdrehung verschoben sind. Diese elliptischen, sich durch die Verschiebung kreuzenden Windungen (z. B. Wi, WM, W Q, Wgo) werden in Richtung der Wickelachse (Vorschub V) fortgeführt, wodurch eine sehr poröse und lockere Wicklung mit kleiner Lagenspannung entsteht. Dass diese Wicklung locker ist, er- kennt man daran, dass z. B. eine elliptische Drahtwindung auf dem Wickelkegel der Kegellagen-Kreuz- wicklung schon durch verhältnismässig geringen Drahtzug zur konzentrischen Windung wird. Es ist also erforderlich, bei der Herstellung einer Kegellagen-Kreuzwicklung mit sehr kleinem Drahtzug zu wickeln.
In Fig. 4 ist ein Teil einer Hochspannungswicklung gemäss der Erfindung im Schnitt gezeigt. Der zickzackförmige Querschnitt entspricht dem in Fig. 1 gezeigten Querschnitt der in Reihe geschalteten
Spulen 1 - 4. An die Stelle der verlöteten Anschlussdrähte ist das zügige Weiterwickeln getreten, das durch Wendepunkte ermöglicht ist, die ebenfalls nach dem beschriebenen Wickelschema (Fig. 2 und 3) erzeugt werden. Der Wickelkegel ist dabei, wie Fig. 5 zeigt, durch sogenannte Stufenwickeleinschübe
E schrittweise verändert, bis wieder der richtige Anstieg in bezug auf die Vorschubrichtung V erreicht ist ; dann wird die Kegellagen-Kreuzwicklung in der beschriebenen Form durchgeführt.
Beider Hochspannungswicklung gemäss der Erfindung handelt es sich um eine solche, die ohne Isolierzwischenlagen gewickelt ist, für Giessharz sehr durchlässig ist, kleine Lagenspannungen aufweist und die
Schrumpfspannungen des Giessharzes einwandfrei aufnimmt.
Die sonst zur Herstellung einer aus mehreren Spulen zusammengesetzten Hochspannungswicklung er- forderlichen Arbeitsgänge sind vermieden, da die Hochspannungswicklung fortlaufend als eine einzige Spule gewickelt wird ; auch die sonst erforderlichen Lötstellen für die Anschlussdrähte werden erspart. Die Hochspannungswicklung kann ohne manuelle Berührung eingeformt und vergossen werden.
Durch mehrfaches Wickeln der Wendepunkte (Fig. 5) und der dazugehörigen Lagen ist es möglich, eine Hochspannungswicklung, z. B. für Messwandler, beliebiger Spannungsreihen zu erzeugen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. In Giessharz eingebettete Hochspannungswicklung für Transformatoren, Wandler od. dgl., dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungswicklung aus einer fortlaufend in Kegellagen-Kreuzwickeltechnik ohne Isolierzwischenlagen erzeugten Spule mit zickzackförmigem Querschnitt besteht.
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High-voltage winding for transformers embedded in cast resin,
Converter or the like
The invention relates to a high-voltage winding for transformers embedded in cast resin,
Converter or the like
In order to achieve a cast resin insulation of such a high-voltage winding free of gas and moisture inclusions, it has already been proposed to assemble the high-voltage winding from several coaxially surrounding coils, wound in a pilgrim step without insulating interlayers and electrically connected in series.
An exemplary embodiment of such a high-voltage winding is shown in FIG. In this
The embodiment is the high-voltage winding from the four coils 1, 2, wound in a pilgrim step
3 and 4 assembled, which have the shape of hollow cylinders; the coils 2 - 4 are designed as truncated cones. After the series connection has been produced, the high-voltage winding assembled in this way is embedded in the cast resin body 5, in the shaft 6 of which the leads of the high-voltage winding are led up.
Pilgrim step winding is to be understood here as a type of winding in which the wire is wound on a cone, concentric to the winding axis, upwards and downwards to the winding base with only a few turns after reaching the outer coil diameter for the purpose of winding the next step . With this type of winding, the insulating interlayers that are otherwise necessary for a layer winding due to the relatively high layer voltages can be saved. In addition, the rapid lowering of the wire in a few turns creates a winding that is relatively permeable to the casting resin.
Before such a high-voltage winding is cast, its individual coils are through
Stands or centering stars received and aligned on the end faces, and the connecting wires of the coils are soldered to one another in a corresponding manner to achieve the series connection.
In order to avoid these operations as well as additional support or centering devices and at the same time to improve the penetrability of the winding for the casting resin, the high-voltage winding according to the invention consists of a coil with a zigzag cross-section continuously produced in cone-layer cross-winding technology without insulating layers.
For the production of such a high-voltage winding, the possibility of performing this winding process fully automatically is also given as a result of the winding process taking place in one go.
As FIGS. 2 and 3 show in different views, a conical layer cross winding is to be understood as a cross winding with conical layers, in deviation from the known cross winding in which the layers are always arranged in a cylindrical manner. The winding process begins at point A on the circumference of the winding mandrel D, continues to the top left and runs back to the winding mandrel D and so on, until the winding ring R is made with a triangular cross-section. The winding is then continued in an ascending and descending manner on the surface of the winding cone, a displacement of a constant angular amount taking place after each winding. This results in elliptical wire turns on the winding cone - in FIGS. 2 and 3, every 10th turn is shown with the beginnings A, A, A, A o, de-
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(e.g.
M per revolution are shifted. These elliptical windings (e.g. Wi, WM, W Q, Wgo) which cross each other due to the displacement are continued in the direction of the winding axis (feed V), which results in a very porous and loose winding with low layer tension. That this winding is loose can be seen from the fact that z. B. an elliptical wire winding on the winding cone of the cone-layer cross winding becomes a concentric winding even with a relatively small wire tension. It is therefore necessary to wind with a very small wire tension when producing a cone layer cross winding.
In Fig. 4 a part of a high-voltage winding according to the invention is shown in section. The zigzag cross-section corresponds to the cross-section shown in FIG. 1 of that connected in series
Coils 1 - 4. The soldered connection wires have been replaced by rapid further winding, which is made possible by turning points, which are also generated according to the winding scheme described (Fig. 2 and 3). As FIG. 5 shows, the winding cone is made up of so-called step winding inserts
E changed gradually until the correct increase in relation to the feed direction V is reached again; then the cone layer cross winding is carried out in the form described.
The high-voltage winding according to the invention is one that is wound without insulating interlayers, is very permeable to casting resin, has low layer tensions and which
Absorbs shrinkage stresses of the casting resin properly.
The operations otherwise required to produce a high-voltage winding composed of several coils are avoided, since the high-voltage winding is continuously wound as a single coil; The soldering points otherwise required for the connecting wires are also saved. The high-voltage winding can be molded and cast without manual contact.
By repeatedly winding the turning points (Fig. 5) and the associated layers, it is possible to use a high-voltage winding, e.g. B. for transducers to generate any voltage series.
PATENT CLAIMS:
1. High-voltage winding embedded in cast resin for transformers, converters or the like, characterized in that the high-voltage winding consists of a coil with a zigzag cross-section continuously produced in cone-layer cross-winding technology without insulating layers.