<Desc/Clms Page number 1>
Transformator mit Zylinderwicklung Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator mit t Wicklungen, von denen t-1 parallel geschaltet sind und die parallelen Zweige einer zusammengesetzten Spule in Zylinderwicklung bilden, von denen die Schichtpakete eine gleiche Anzahl von Windungen besitzen, aus Leitern gleicher Stärke bestehen, in n Gruppen zu p Schichtpaketen angeordnet sind, jede Gruppe alle parallelen Zweige enthält und die Windungen der Zweige derart in der zusammengesetzten Spule gruppiert sind, dass die Ausgleichströme der Zweige auf Null reduziert sind.
Eine solche Zylinderwicklung wird erhalten, wenn man ein Paket einer der Anzahl paralleler Zweige entsprechenden Anzahl aufeinanderliegender gleicher Leiter gleichzeitig zu einer Anzahl konzentrisch umeinander gewickelter mehrfacher Schichten nebeneinanderliegender zusammengesetzter Windungen wickelt. Bei einer solchen Wicklung besteht jede mehrfache Schicht aus einer Gruppe Wicklungen, die je in einen eigenen Zweig der Spule zu liegen kommen, wenn man die Leiter mit ihren Enden miteinander verbindet.
Würde man nun die zusammengesetzte Spule im Hinblick auf das Paket paralleler Leiter in derselben Weise wie eine Spule mit einem einzelnen Leiter wickeln, so würden im Betrieb die Reaktanzen der parallelen Zweige dadurch Unterschiede aufweisen, dass die Zweige der Spule räumlich nicht alle in derselben Weise in der Spule liegen. Durch diese Unterschiede der räumlichen Lagen würden störende Ausgleichströme in der zusammengesetzten Spule erzeugt werden.
Zur Vermeidung dieser Ausgleichströme hat man bereits vorgeschlagen, die Wicklungen der Zweige der zusammengesetzten Spule in besonderer Weise darin zu gruppieren. Beispiele dieser bekannten Weisen der Gruppierungen der Wicklungen sind in Fig. 1 und Fig. 2 der Zeichnung dargestellt worden, die nur die Hälfte zweier konzentrischer Transformatorspulen A und B sehr schematisch in axialem Durchschnitt zeigen. In beiden Beispielen ist innerhalb jeder Gruppe von Schichtpaketen eine bestimmte Anzahl von Windungen einer Schicht mit einer gleichen Anzahl von Windungen jeder andern Schicht verbunden.
So ist in Fig. 1 die Spule A mit drei parallelen Zweigen 9, 10, 11 versehen, die in vier Gruppen 12, 13, 14, 15 zu je drei Schichten untergebracht sind. Dabei ist jedesmal ein geschlossenes Drittel einer Schicht mit einem Drittel einer andern Schicht und ist das letztere Drittel wieder mit einem Drittel der übrigbleibenden Schicht verbunden. Jeder Zweig der Spule kommt daher über ein geschlossenes Drittel der Höhe der Spule in jeder der drei Schichten einer Gruppe vor.
In Fig. 2 besteht die Spule A aus drei Gruppen 16, 17, 18 zu je drei Schichten, und ist die Wicklung derart ausgeführt, dass in jeder Gruppe jeder Zweig zunächst über ein Sechstel der Spulenhöhe in. einer Schicht, dann über ein Drittel dieser Höhe in einer andern Schicht, danach über ein Drittel derselben in der übrigbleibenden Schicht und schliesslich wieder über ein Sechstel dieser Höhe in der ersterwähnten Schicht vorkommt.
Es wird klar sein, dass bei der zusammengesetzten Spule A nach Fig. 1 und 2 jeder Zweig derselben den gleichen Flux umfasst, und dass also die genannten Reaktanzen ähnlich sein werden. Der Nachteil dieser bekannten Spule ist, dass sie aus in einiger Entfernung voneinander liegenden koaxialen Teilen bestehen, und dass zwischen diesen Teilen spezielle Verbindungen nötig sind. Die Spulen erfordern zusätzlichen Raum in der Axialrichtung, und die zwischen den Teilen der Spulen vorhandenen speziellen
<Desc/Clms Page number 2>
Verbindungen machen den Wickelvorgang schwieriger und kosten mehr Arbeit.
Die Erfindung hat den Zweck, die Nachteile der bekannten Lösungen des gestellten Problems zu beseitigen und zusammengesetzte Spulen zu verschaffen, deren parallele Zweige ebenso wie bei den bekannten Spulen alle in gleichem Masse an die Reaktanz beitragen, so dass die Ausgleichströme auf Null reduziert werden, aber wobei die Verbindungen zwischen den einzelnen Schichtpaketen nur an den Enden der Spule liegen. Dies macht die Anordnung dieser Verbindungen wesentlich einfacher und macht es möglich, die Schichten ohne Unterbrechung zu wickeln.
Die Erfindung besteht nun darin, dass jeder Zweig der zusammengesetzten Spule aus n in Reihe geschalteten Schichtpaketen gebildet ist, dass die Anzahl von Gruppen derart gewählt ist, dass n ein ganzes Vielfaches der Anzahl p der Schichtpakete in jeder Gruppe ist, und die Schichtpakete jedes Zweiges derart in der zusammengesetzten Spule liegen, dass bei fortlaufender Numerierung der Schichtpakete der Wicklung von 1 bis np in der Richtung nach der einfachen Spule zu für jeden der Zweige mindestens für (p-1) Schichten die Summe der Rangnummern aller sich in einer bestimmten Schicht befindenden Schichtpakete gleich ist: für die erste Schicht
EMI2.7
für die zweite Schicht
EMI2.8
bzw. für die (p-1).
Schicht
EMI2.9
Ein Beispiel einer Transformatorwicklung nach der Erfindung ist in Fig. 3 der Zeichnung dargestellt, worin die Spule A aus zwei parallelen Zweigen besteht, die in vier Gruppen von je zwei Schichtpaketen untergebracht sind. Dabei ist also t = 3, n = 4 und p = 2. Ein vereinfachtes Schema der zusammengesetzten Spule A mit ihren Verbindungen zeigt Fig. 4, worin die Gruppen, mit ihren ersten Schichtpaketen oben und mit ihren zweiten Schichtpaketen unten nebeneinander gezeichnet sind. Die Schichtpakete besitzen die Rangnummern 1, 2, ... B. Die Summe der Rangnummern der Schichtpakete des einen Zweiges ist 1 + 7 = 8, die des andern 3 -E- 5 = 8, was der Bedingung
EMI2.17
entspricht.
Die Transformatorwicklung nach Fig. 3 und 4 entspricht durch ihren symmetrischen oder zyklischen Charakter ausserdem noch den Bedingungen, dass die Anzahl von Schichtenpakete der zusammen- gesetzten Spulen derart in bezug auf die Anzahl paralleler Zweige gewählt ist, dass der Wert
EMI2.21
eine ganze Zahl ist, und die Schichtpakete jedes Zweiges derart in der Spule liegen, dass sie sich
EMI2.22
für jeden Zweig in jeder Schicht befinden. Bei der Wicklung nach Fig. 3 und 4 ist daher die Summe der Rangnummern der zweiten oder letzten Schichten eines Zweiges 2 + 8 = 10 oder 4 -i-- 6 = 10, was der Bedingung
EMI2.25
entspricht. Ausserdem ist
EMI2.26
eine ganze Zahl.
Andere Spulen mit einem symmetrischen oder zyklischen Charakter, die alle den oben erwähnten Bedingungen entsprechen, sind beispielsweise in Fig. 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 in der schematischen Weise nach Fig. 4 dargestellt.
Die Spulen nach Fig. 5, 6 und 7 haben acht Gruppen und zwei parallele Zweige, so dass n = 8 und p=2.
Die Spulen nach Fig. 8 und 9 sind, was die Verbindungen anbelangt, Spiegelbilder voneinander. Dabei ist n = 6 und p = 3.
Die Spulen nach Fig. 10 und 11 sind mit neun Gruppen und drei parallelen Zweigen versehen. Dabei ist also n = 9 und p = 3. Auch bei diesen Spulen sind Variationen möglich, unter andern die Spiegelbild-Variationen.
Fig. 12 und 13 stellen Beispiele von Spulen dar, wobei n = 8 und p = 4. Andere Verbindungen, unter andern Spiegelbild-Variationen und zyklischen Versetzungen der Verbindungen, sind auch in diesem Falle möglich.
Es wird klar sein, dass man auch andere Werte für n und p wählen kann. Je grösser die Werte n und p sind, je mehr verschiedene Weisen der Verbindung der Schichten sind möglich, die den gestellten Bedingungen entsprechen.
Schliesslich sind asymmetrische oder azyklische Spulen mit zwei parallelen Zweigen (p = 2) möglich, die den erfindungsgemässen Hauptbedingungen entsprechen, aber wobei die Anzahl (n) der Gruppen gleich 6, 10, 14, 18 usw., ist, das heisst, wobei die Symmetrie-Bedingungen, das
EMI2.37
eine ganze Zahl ist und in jedem der Zweige ebensoviele erste wie zweite Schichtpakete der Gruppen vorkommen, nicht erfüllt werden. Beispiele dieser Art von Spulen sind in Fig. 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 schematisch dargestellt.
<Desc/Clms Page number 3>
Die Spule nach Fig. 14 hat sechs Gruppen (n = 6) und zwei Zweige (p = 2).
Dabei ist die Summe der Rangnummern aller in einem Zweig vorkommenden Schichtpakete der ersten bis vorletzten Schichten (die obere Schicht in Fig. 14) gleich 1 + 3 + 5 + 9 = 18, was der Bedingung
EMI3.7
entspricht. Nicht erfüllt ist die Symmetrie-Bedin- gung, dass die Summe der Rangnummern aller in einem Zweig vorkommenden Schichtpakete der zweiten oder letzten Schicht (die untere Schicht in Fig. 14) gleich
EMI3.11
ist. Dies würde ein Total von 21 geben, während die Summe der Rangnummern der zweiten Schichtpakete des einen Zweiges 2 + 4 + 6 + 10 = 22 und diejenige der zweiten Schichtpakete des andern Zweiges 8 + 12 - 20 ist.
Die Wicklungen nach den Fig. 15-23 sind Variationen voneinander. Dabei ist n = 10 und p = 2, so dass die Summe aller ersten Schichtpakete in jedem Zweig gleich
EMI3.16
Man wird leicht sehen, dass die Schemas nach diesen Figuren alle dieser Bedingung entsprechen. Aus Fig. 15-23 geht hervor, dass bei zunehmendem Wert von n die Anzahl möglicher Variationen stark zunimmt.