AT403972B - Drilleiter für wicklungen elektrischer maschinen und geräte - Google Patents

Description

AT 403 972 B

Die Erfindung betrifft einen Drilleiter für Wicklungen elektrischer Maschinen und Geräte, insbesondere Transformatoren, der aus einzelnen lackisolierten Teilleitern zu einem rechteckigen Querschnitt zusammengesetzt ist, wobei die Einzelleiter an den beiden Flachseiten des Querschnitts im entgegengesetzten Sinne schräg verlaufen und an den Schmalseiten des Querschnitts durch eine Kröpfung von einer Seite auf die andere übertreten und die übereinander angeordneten Teilleiter im Querschnitt, gegebenenfalls im Abstand, nebeneinander angeordnet sind, und zwischen zwei übereinander angeordneten Teilleitern jedes Teilleiterstapels mindestens ein Distanzstück angeordnet ist.

Darüber hinaus ist aus der US-PS 3 283 280 ein elektrischer Leiter bekannt, der für Shell-Typ-Wicklungen Verwendung finden soll. Bei diesem Leiter erfolgt eine Verdrillung und weitergehende Verdrehung der Teilleiter in einem bestimmten Bereich. Daß nun die Kirnten der verdrehten Teilleiter nicht die Isolation des über- oder unterhalb liegenden Teilleiters zerstört wird, wird zwischen jedem Teilleiter ein Isolier- bzw. Distanzstück eingelegt.

Weiters sind auch aus der DE 2151961 A 1 bzw. DD 23962 A3 sowie der GB 1242402 A2 Distanzstücke zwischen den einzelnen Lagen der Wicklung für radiale Kühlkanäle bekannt.

Derartige Drilleiter, deren Teilleiter einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, sind bekannt. Bei der Verseilung der Teilleiter zum Drilleiter wechselt aus zwei nebeneinander liegenden Stapeln von Einzelleitern jeweils der oberste und unterste Leiter in den anderen Stapel über, wobei die Einzelleiter vorzugsweise um jeweils eine halbe Schrittlänge versetzt werden. Dabei wird bei ungeradzahligen Drilleitern eine gleichbleibende Gesamthöhe erreicht. Vorwiegend wurde die Isolation der fertig hergestellten Drilleiter mittels Papierumwicklung vorgenommen.

Ein sicherlich bahnbrechender Schritt bei der Entwicklung der Drilleiter war der sogenannte Großdrilleiter. Darunter versteht man Drilleiter mit einer Teilleiteranzahi von 35 bis zu 80 Leitern.

Aus der AT-PS 397.889 ist ein Drilleiter bekannt, bei dem im Abstandsraum zwischen den beiden Teilleiterstapeln im Bereich der Kröpfung Zwischenstücke angeordnet sind, sodaß ein Kühlkanai für den Kühlmitteldurchtritt in radialer Richtung gegeben ist.

Dieser Drilleiter hat gegenüber dem konventionellen Drilleiter den Vorteil, daß eine bessere Kühlung erreicht wird. Natürlich wird dieser Drilleiter nicht kontinuierlich mit Papierisolation umwickelt, sondern er weist als Umhüllung ein großmaschiges Netzband auf.

Durch die große Bündelhöhe sind die radialen Kühlkanäle der Wicklung jedoch sehr lang.

Da der Hauptstrom des Kühlmittels aber in axialer Richtung erfolgt, kann es im mittigen Bereich des Drilleiters zu Wärmestaus kommen. Dieser Wärmestau muß vom Transformatorenberechner einkalkuliert werden, indem die Stromdichte entsprechend klein gewählt wird. Eine geringe Stromdichte bedingt jedoch einen hohen Kupferbedarf für die Wicklung.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Drilleiter der eingangs zitierten Art zu schaffen, der einseits die obigen Nachteile vermeidet und der anderseits den Bedürfnissen der Maschinen- und Gerätekonstrukteure Rechnung trägt, und eine höhere Ausnutzung des Materials bei vorzugsweise gleichzeitiger Verringerung der Bauhöhe erlaubt.

Der erfindungsgemäße Drilleiter ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mehreren aneinanderliegenden Teilleitern durch Distanzstücke Querkanäle gebildet sind, die bei Aneinanderreihung derartiger Teilleiterstapel in axialer Richtung miteinander fluchten. Mit der Erfindung ist es erstmals möglich eine bessere Kühlung in axialer Richtung zu erreichen. Durch die bessere Kühlung kann jedoch die Stromdichte erhöht werden, sodaß ein geringer Kupferbedarf für die Wicklung erforderlich ist. Daraus ergeben sich weitere Vorteile, nämlich eine Einsparung beim Gewicht und eine kleinere Bauhöhe. Beide Faktoren tragen zu einer kostengünstigeren Herstellung bei.

Darüber hinaus strebt der Berechner eine oftmalige Unterteilung des Kupferquerschnittes an, und setzt die Schrittlänge des Drilleiters sehr kurz an. Damit wird eine Minimierung des Streufeldes und der Zusatzverluste erreicht. Auch diesen Forderungen steht die Erfindung nicht entgegen.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind die Querkanäle in einer Ebene des Teilleiterstapels im Abstand voneinander vorgesehen. Natürlich wird man, axial gesehen, mehrere Kanäle für den Kühlmitteldurchtritt vorsehen. Die damit erzielbare Kühlung schlägt sich in den erwähnten Vorteilen wieder.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Querkanäle in mindestens zwei verschiendenen Ebenen des Teilleiterstapels vorgesehen. Entsprechend der zu erwartenden Hot-Spots, die rechnerisch im voraus bestimmt werden können, ist die Anordnung derartiger Kühlkanäle unumgänglich.

Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind die in verschiedenen Ebenen des Teilleiterstapels vorgesehenen Querkanäle übereinander angeordnet. Eine kontinuierliche Durchströmung der Wicklung in axialer Richtung ist dadurch gewährleistet. 2

Claims (9)

1. AT 403 972 B Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die in verschiedenen Ebenen des Teilleiterstapels vorgesehenen Querkanäle versetzt angeordnet. Insbesondere im Hinblick auf einen Driileiter, der bereits einen radialen Kühlkanal aufweist, ist eine optimale Kühlmittelzirkulation gegeben. Entsprechend einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Drilleiter mit einem großmaschigen 5 Netzband umhüllt. Da der von der Maschine ablaufende Drilleiter auf eine Trommel oder einen Wicklungskern gewickelt wird, wird durch das Netzband das eventuelle Herausfallen der Distanzstücke vermieden. Darüber hinaus ist der Drilleiter auch besser und leichter aufzuwickeln. Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist das Netzband eine mit teilvemetzten Epoxidharz vorimprägnierte Glasgewebebandage. Dadurch wird der Zusammenhalt des Leiterbündels gewährlei· io stet und nach einer Wärmebehandlung die mechanische Stabilität des Drilleiters erhöht. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Umhüllung nur im Bereich der Kröpfung bzw. der Distanzstücke vorgesehen. Dadurch werden die bei Papierisolation auftretenden Aufbauschungen, die den Wickelspalt bzw. den Ölkanal verringern, sicher vermieden. Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung sind die Distanzstücke zur Befestigung am Teilleiter 75 " auf mindestens einer Fläche mit Epoxidharz bestrichen bzw. weisen ein mit teilvernetzten Epoxidharz vorimprägniertes Glasfaserflies auf. Eine gute Haftung der Distanzstücke auf der Teilleiteroberfläche ist damit sichergestellt. Natürlich ist die Erfindung nicht auf Drilleiter mit Teilleitern, die einen rechteckigen Querschnitt aufweisen beschränkt. Im Sinne der Erfindung sind auch Runddraht-Drilleiter oder Driileiter mit seitlich 20 integrierten Distanzstücken umfaßt. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Drilleiter im Schaubild und Fig. 2 einen Aufriß. Gemäß der Fig. 1 und 2 ist ein Drilleiter 1 dargestellt, wobei die aus Flachdrähten bestehenden Teilleiter 2 übereinander angeordnet sind. Dabei ist es an sich bekannt, daß der aus Flachdrähten 25 bestehende Drilleiter aus bis zu zirka 80 Teilleitern besteht. Bei der Verdrillung der Teilleiter zum Drilleiter, die maschinell erfolgt, wechselt aus den zwei Teilleiterstapeln jeweils der oberste und der unterste Teilleiter 2 in den anderen Teilleiterstapel über, wobei vorzugsweise die Teilleiter um jeweils die halbe Schrittlänge versetzt werden. Diese Verformung für das Übertreten des Teilleiters 2 von einem Teilleiterstapel in das andere Teilleiterstapel ist die Kröpfung 3. Nach der Kröpfung 3 der Teilleiter 2 verlaufen sie schräg. 30 Zwischen mehreren aneinanderliegenden Teilleitern 2 jedes Teilleiterstapels sind durch Distanzstücke 4 Querkanäle 5 gebildet, die bei Aneinanderreihung derartiger Teilleiterstapel in axialer Richtung miteinander fluchten. Die Distanzstücke 4 können in einer Ebene oder in verschiedenen Ebenen des Teilleiterstapels angeordnet sein. Es ergibt sich also ein Querkanal 5 für einen Kühlmitteldurchtritt. Bei einer Verwendung 35 dieses Drilleiters in einer Transformatorenwicklung ist ein Kühlkanal in axialer Richtung gegeben. Um das Zusammenhalten des Teilleiterbündels zu einem Drilleiter zu gewährleisten, kann eine Umhüllung vorgesehen sein. Diese Umhüllung kann eine großmaschige mit teil vernetzten Epoxidharz vorimprägnierte Glasgewebebandage sein. Die Querkanäle 5 werden durch Einschub von Distanzstücken 4 zwischen die Teilleiter 2 gebildet. 40 Vorzugsweise werden die Distanzstücke 4 für jedes Teilleiterstapel von einer Seite eingebracht. Natürlich werden die Distanzstücke 4 miteinander fluchten, sodaß ein guter Kühlmitteldurchtritt gewährleistet ist. Die Distanzstücke 4 können mit einer Vorrichtung, die vorzugsweise nach dem Drillkopf angeordnet ist, ähnlich einer Beschickungsvorrichtung eingebracht werden. Die Distanzstücke 4 bestehen insbesondere aus Kunststoff. 45 Bei einem Großdrilleiter mit 80 Teilleitern kann eine Aufdehnung von 15 mm erreicht werden, sodaß eine gute Kühlmittelzirkulation gewährleistet ist. Patentansprüche so 1. Drilleiter für Wicklungen elektrischer Maschinen und Geräte, insbesondere Transformatoren, der aus einzelnen lackisolierten Teilleitern zu einem rechteckigen Querschnitt zusammengesetzt ist, wobei die Einzelleiter an den beiden Flachseiten des Querschnitts im entgegengesetzten Sinne schräg verlaufen und an den Schmalseiten des Querschnitts durch eine Kröpfung von einer Seite auf die andere übertreten und die übereinander angeordneten Teilleiter im Querschnitt, gegebenenfalls im Abstand 55 nebeneinander angeordnet sind, und zwischen zwei übereinander angeordneten Teilleitern jedes Teilleiterstapels mindestens ein Distanzstück angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen mehreren aneinanderliegenden Teilleitern (2) durch Distanzstücke (4) Querkanäle (5) gebildet sind, die bei Aneinanderreihung derartiger Teilleiterstapel in axialer Richtung miteinander fluchten. 3 AT 403 972 B
2. 2. Orilleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querkanäle (5) in einer Ebene des Teilieiterstapels im Abstand voneinander vorgesehen sind.
3. 3. Drilleiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querkanäle (5) in mindestens zwei verschiedenen Ebenen des Teilleiterstapels vorgesehen sind.
4. 4. Drilleiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in verschiedenen Ebenen des Teilleiterstapels vorgesehenen Querkanäle (5) übereinander angeordnet sind.
5. 5. Drilleiter nach Anspruch 4, dadurchgekennzelchnet, daß die in verschiedenen Ebenen des Teilleiterstapels vorgesehenen Querkanäle (5) versetzt angeordnet sind.
6. 6. Driileiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Drilleiter (1) mit einem großmaschigen Netzband umhüllt ist.
7. 7. Drilleiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzband eine mit teilvernetztem Epoxidharz vorimprägnierte Glasgewebebandage ist.
8. 8. Drilleiter nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung nur im Bereich der Kröpfung bzw. der Distanzstücke (4) vorgesehen ist.
9. 9. Drilleiter nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß die Distanzstücke (4) zur Befestigung am Teilleiter (2) auf mindestens einer Räche mit Epoxidharz bestrichen sind, bzw. ein mit teilvemetztem Epoxidharz vorimprägniertes Glasfaserflies aufweisen. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 4