DD114163B1 - Leiteranordnung für verschachtelte Scheibenspulenwicklungen von Transformatoren und Drosselspulen - Google Patents

Description

Erfindung betrifft eine Leitelanordnung für in Doppelspulensehaltung verschachtelte Scheibenspulen· wicklungen von Transformatoren und Drosselspulen©

Es ist bekannt, Scheibenspulenwicklungen in Doppelspulenschaltung fortlaufend, also ohne schaltungs« bedingte, nachträglich anzufertigende Verbindungsstellen zu wickelnβ

Dieses Wickelverfahren bietet den Vorteil, daß kein zusatz« lieber Fertigungsaufwand in Form von Lot« bzw. Schweißarbeiten zur Verbindung von Wickeldrähten entsteht. Eine nach diesem Verfahren hergestellte Wicklung hat aber den Nachteil, daß sie eine im Verhältnis zu ihrer Erdkapazität geringe Kapazität zwischen den Enden der Doppelspulen (Läugskapazi-» tat) be sitzt о Dadurch wird bei Beanspruchung der Wicklung mit Blitzspannungen eine stark nichtlineare Spannungsverteilung in der Wicklung hervorgerufen, die bei höheren Reihenspannungen zu isoliertechnisch»nicht mehr beherrschbaren Spannungsbeanspr.uchungen der Isolation, insbesondere zwischen den Scheibenspulen führt»

Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bekannt, die Längs« kapazität zwischen den Enden einer Doppelspule zu erhöhen, indem die Leiter innerhalb der Scheibenspulen so angeordnet werden, daß die zwischen radial benachbarten Leitern anliegen« de Spannungsdifferenz größer ist als eine Windungsspannung. Bei dieser als Leiterverschachtelung bezaichnet&n Schaltungsart werden zwei oder mehrere radial übereinander angeordnete Leiter als Leiterbündel zu Scheibenspulen aufgewickelt und zwei Scheibenspulen zu einer Doppelspule so zusammengeschaltet, daß innerhalb dieser Doppelspule beginnend von ihrem Eingang ein sohle ifenförmiger Leiterstrang entsteht, der jede Scheibenspule mindestens zweimal durchläuft.

Nachteilig an dieser Doppelspulenschaltung ist, daß die Ver« bindungen am äußeren Spulenumfang zwischen den Enden der zu einer Schleife gehörenden Leiter benachbarter Scheibenspulen sowie zwischen den Enden aufeinanderfolgender Doppelspulen nachträglich durch Löten bzw. Schweißen hergestellt werden müssen, wodurch ein zusätzlicher, nicht unerheblicher fertigungstechnischer Mehraufwand entsteht.

Um diesen Nachteil so geling wie möglich zu halten, wird angestiebt, die Windungszahl eines Wicklung auf möglichst wenige Doppelspulen aufzuteilen, also Doppelspulen mit möglichst große* Windungzahl herzustellen» Dieser Festrebung sind bishex relativ enge Grenzen gesetzt, da für die Leiterverschachtelung in der bisher bekannten Ausführung hochfrequente Eigenschwingungen charakteristisch sind, die sich mit steigender Windungszahl der Doppelspule in zunehmendem Maße ausprägen, und insbesondere bei Beanspruchung der Wicklung mit Blitzspannungen sehr hoher Steilheit also z«B«, bei abgeschnittenen Spannungswellen, zu hohen elektrischen Beanspruchungen der Isolation führen. Diese hochfrequenten Eigenschwingungen können auf der Grundlage der Wanderwellentheorie analog zu den Wellenvorgängen auf langen Leitungen als Reflexions- und Überlagerungsvorgänge von elektromagnetischen Wellen beschrieben werden_e Danach treten Wanderwellenvorgänge bekanntlich immer dann auf, wenn die Stirnzeit der am Anfang der Leitung bzw» Spule einlaufenden Welle kürzer als ihre Laufzeit bis zum Ende der Leitung bzw. Spule ist. Diese Bedingung wird bereits von verschachtelten Doppelspulen üblicher Abmessungen und Windungszahlen bei Stirnzeiten der einlaufenden Welle erfüllt, wie sie bei der Stoßspannungsprüfung mit abgeschnittener Blitzspannung auftreten können·

Der Zweck der Erfindung besteht darin, Wicklungen aus verschachtelten Scheibenspulen mit einer mögliehst großen Windungszahl pro Scheibenspule ausführen zu können·

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Leiteranordnung für eine in Doppelspülenschaltung verschachtelte Scheiben« spulenwicklung zu finden, die es gestattet, die hochfrequenten, lokalen Eigenschwingungen der Doppelspule weitestgehend zu unterdrücken«

Erfindungsgemäß wird dieses dadurch erreicht, daß das Leiterbündel, welches zu einer Scheibenspule aufgewickelt wird, eine geradzahlige Anzahl (2n), mindestens aber vier Leiter (n£2) enthält, von denen jeweils die Hälfte (n) eletärisch parallel geschaltet ist, wobei die elektrisch parallel geschalteten Leiter radial nicht unmittelbar benachbart liegen, so daß infolge des schleifenförmigen Verlaufs jedes Leiter— stranges innerhalb der Doppelspule η ineinander verschachtelte parallele Leiterstränge (Teilleiterverschachtelung) entstehen, und daß von den η parallelen Leiter strängen ein Leiterstrang in seiner Windungszahl um eine Windung von den übrigen parallelen Leiter strängen der gleichen Doppelspule abweicht. Hierbei umschließt eine Windung den Schenkel des Magnetkernes um 360°. Die parallelen Leiterstränge bisher bekannter Leiteranordnungen verschachtelter Scheibenspulenwicklungen können sich zwar aus konstruktiven Gründen, wie z.B. Anordnung der Spulenverbindungen, Gewährleisten konstanter radialer Höhe der Spulen am gesamten Wicklungsumfang, Lage und erforderliche Größe der radialen Külkanäle, ebenfalls in ihrer Windungszahl unterscheiden» Dieser Unterschied beträgt jedoch nur den Bruchteil einer Windung und ist kleiner als der Winkelbereich, innerhalb dessen die Spulenverbindungen einer Doppelspule angeordnet sind_o Dieser nur den Bruchteil einer Y/indung betragende Unterschied in der Windungszahl der parallelen Leiterstränge bisher bekannter Anordnung verschachtelter Scheibenspulenwicklungen ist für die durch die erfindungsgemäße Lösung erreichte Wirkung bedeutungslos und braucht daher nicht in Betracht gezogen werden» Die Zusammenschaltung der Doppelspulen zur Wicklung erfolgt so, daß der zu der einen Doppelspule gehörende Leiterstrang mit der um eine Windungslänge größeren bzw, kleineren Gesamtlänge mit dem zu der anderen Doppelspule gehörenden Leiterstrang mit der entsprechend kleineren bzw. größeren Gesamtlänge, oder dann, wenn*n>2 ist und alle Doppelspulen einer Wicklung jeweils einen Leiterstrang mit entweder

größerer oder kleinerer Gesamtlänge enthalten, nur mit einem aolchen Leiterstrang der anderen Doppelspule verbunden wird, dessen Länge von der Länge der übrigen Leiter nicht abweicht.

Im ersten Falle wird ein Längenausgleich der parallelgeschalteten Leiter stränge nach zwei Doppelscheiben-und im zweiten Fall nach η Doppelscheiben erreicht« Burch die um eine Windungslänge von den anderen parallelen Leiter strängen abweichende Gesamtlänge eine aparallelen Leiterstranges wird die Laufzeit der Wanderwelle im Vergleich zu den anderen Leitersträngen verkürzt. Dies hat zur Folge, daß die Wanderwellenvorgänge nicht mehr in allen parallelen Leitersträngen synchron verlaufen, wodurch aufgrund der gegenseitigen induktiven Kopplung der Leiterstränge eine derartige Veränderung der induktiven Grundstruktur der Doppelspule eintritt, daß die lokalen Eigenschwingungen innerhalb der Doppelspule weitgehend unterdrückt sind.

Anhand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden.

In der Zeichnung sind Scheibenspulen mit Teilleiterverschachtelung in Doppelspulenschaltung im Schnitt schematisch dargestellt.

Die Scheibeηspuleη Λ\ 2 sind aus den in Leiterbündeln 3 gemeinsam aufgewickelten Leitern 4 aufgebaut, wtbei ein Leiterbündel 3 insgesamt Tier Leiter 4 (n=2) enthält. Durch die inneren Spulenverbindungen 5 sind jeweils zwei Scheibenspulen 1; 2 zu einer Doppelspule 6 zusammengefasst, wobei durch die äußeren Spulenschaltverbindungen 7 die Leiterverschachtelung hergestellt wird. Diese Leiterverschach*

telung ist hier dadurch gekennzeichnet, daß ein aus mehreren elektrisch in Reihe liegenden (fortlaufend numerierten) Leitern 4 gebildeter Leiter strang eine Doppelspule 6 jeweils zweimal schleifenförmig durchläuft« In der Zeichnung sind jeweils zwei nicht unmittelbar benachbarte Leiterstränge am Wicklungseingang durch die Verbindung 8 parallel geschaltet, so daß die Spannung zwischen allen benachbarten Leitern 4 größer ist als eine Windungsspannung, was unmittelbar aus den Nummern der benachbart liegenden Leiter hervorgeht.

Durch die Schaltverbindungen 9 werden die Doppelspulen 6 zu der Wicklung 10 verbunden. Zwischen den Enden einer Doppelspule 6 unterscheiden sich zwei parallelgeschalteten, durch in Reihe liegende (fortlaufend numerierte) Leiter 4- gebildeten Leiterstränge in ihrer Länge gerade um eine Windungslänge_o Durch die Schaltverbindungen 9 sind die Leiterstränge benachbartes Doppelspulen so miteinander verbunden, daß der jeweils kürzere Leiterstrang der einen Doppelspule 6 mit jeweils dem längeren Leiterstrang der anderen Doppelspule 6 in Reihe geschaltet ist, so daß die parallelgeschalteten Leiter stränge zwischen den Enden von jeweils zwei miteinander verbundenen Doppelspulen gleiche Gesamtlänge besitzen.

Claims (1)

1. Patentanspiuch:

   Leiteranordnung für in Doppelspulenschaltung verschachtelte Scheibenspulenwicklung von Transformatoren und Drosselspulen mit einer beliebigen Anzahl η (n2: 2) elektrisch parallelgeschalteter Leiterstränge, wobei die zu den jeweils parallel— geschalteten Leiter strängen gehörenden Leiter in einer Scheibenspule radial nicht unmittelbar benachbart liegen, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer Doppelspule von den η parallelen Leitersträngen ein Leiterstrang in seiner Windungszahl um eine Windung von den übuigen parallelen Leitersträngen bzw» dem anderen parallelen Leiter strang der gleichen Doppelspule abweicht, und daß die Doppelspulen so zur Wicklung zusammengeschaltet sind, daß der zu der einen Doppelspule gehörende Leiterstrang mit der um eine Windungslänge größeren bzw« kleineren Gesamtlänge mit dem zu der anderen Doppelspule gehörenden Leiter strang mit der entsprechend kleineren bzw, größeren Gesamtlänge, oder dann, wenn n>2 ist und alle Doppelspülen einer Wicklung jeweils einen Leiterstrang mit entweder größerer oder kleinerer Gesamtlänge enthalten, nur mit einem solchen Leiterstrang der anderen Doppelspule verbunden ist, dessen Länge von der Länge der übrigen Leiter nicht abweicht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnung