DD158591B1 - Verfahren zur herstellung von doppelscheibenspulen fuer transformatorenwicklungen - Google Patents

Description

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer aus Scheibenspulen bestehenden und aus einem endlichen Leiter gefertigten Transformatorenwicklung zu entwickeln, wobei die Windungen in jeder Scheibenspule alternierend von innen nach außen und dann von außen nach innen verlaufen.

Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß ein Verfahren zur Herstellung von mindestens zwei auf einem Wickelzylinder angeordneten, elektrisch in Reihe liegenden und aus einem endlichen Leiter gewickelten Scheibenspulen, bei denen die Windungen in jeder Scheibenspule alternierend von innen nach außen und dann von außen nach innen verlaufen für Transformatorenwicklungen mit große Querschnitte aufweisenden Leitern, vorzugsweise Bündelleitern oder Drilleitern entwickelt wurde, mit einer η-ten Scheibenspule, die von innen nach außen gewickelt wird, wobei diese dann mittels eines auf einer Mantelfläche der letzten Lage dieser Scheibenspule angeordneten, mindestens die doppelte Breite des Leiters der gewickelten Scheibenspule aufweisenden Spannringes, der das radiale Spulenmaß der ersten Scheibenspule um ca. 2mm überschreitet, gehaltert wird, bei dem erfindungsgemäß dann eine vor dem eigentlichen Wickelvorgang von einer Vorratsspule abgezogene definierte Leiterlänge bereitgestellt wird, die anschließend teilweise als Leiterschleife auf einer Abstützplatte ausgelegt und teilweise ein verbleibender Anteil des Leiters spiralförmig um den Wickelzylinder gelegt wird, wobei der Leiter anschließend durch auf einer Oberfläche des Wickelzylinders angeordnete Spannelemente gehaltert wird und darauffolgend der Leiter in eine innere Mantelfläche des Spannringes hinter einen Übergang von der bereits gewickelten zu der zu wickelnden Scheibenspule eingelegt wird und dann durch Drehen des Wickelzylinders die (n + 1)-te Scheibenspule von außen nach innen gewickelt wird, wobei sich der Leiter anfänglich auf dem Spannring und dann weiterhin auf jeder vorhergehenden Lage der Scheibenspule abstützt und während des Drehens des Wickelzylinders jeweils eine der Länge des gewickelten Leiters entsprechende Leiterlänge von der Vorratsspule zur Aufrechterhaltung der Länge der ausgelegten Leiterschleife abgezogen wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung ist ein Transformatorenspulenaufbau mit einer Scheibenspule dargestellt.

Ein schematisch dargestellter Wickelzylinder 1 wird von einer Welle 2 angetrieben und in eine Drehbewegung versetzt. Auf diesem Wickelzylinder 1 ist eine von innen nach außen gewickelte Scheibenspule 3 angeordnet. Die oberste Lage der Scheibenspule 3 wird mittels eines verschließbaren Spannringes 4 gehaltert und der bzw. bei parallelen Drähten der/die äußere(n) Übergang/Übergänge 5 anschließend für die folgende Scheibenspule vorbereitet. Zur Herstellung der nachfolg enden nicht dargestellten Scheibenspule wird vor dem Wickelvorgang eine definierte Leiterlänge für die Vorbereitung der folgenden Scheibenspule abgezogen und in einem Zwischenarbeitsgang als etwa zwei nicht dargestellte Windungen auf den Spannring 4 und über einen Außendurchmesser desselben hinaus gewickelt, wobei der Spannring auf der äußeren Mantelfläche Ausnehmungen aufweist.

Diese in Form der zwei sich auf dem Spannring 4 befindenden Windungen vorliegende Leitungslänge wird anschließend vom Spannring 4 abgenommen und umgeordnet. Dabei wird eine Leiterschleife 6 ausgelegt, der Rest des Leiters einmal spiralförmig um den Wickelzylinder 1 gelegt und die Leiter durch auf der Oberfläche des Wickelzylinders 1 angeordnete kraftübertragende Elemente 7 in der vorgegebenen Lage fixiert.

Die Aufgabe dieser kraftübertragenden Elemente 7 besteht darin, den auf den Zylinder 1 auflaufenden Draht 8 während des Wickelvorganges zu fixieren und den den Wickelzylinder 1 wieder verlassenden Draht 9 freizugeben, damit er die Schleife 6 bilden kann.

Die Größe der Leitungsschleife 6 muß so gewählt werden, daß die Summe aller Längendifferenzen der Windungen, die einen größeren Durchmesser als der Wickelzylinder haben, ausgeglichen wird. Die Wicklungsschlaufe 6 selbst wird durch eine Ablagefläche 10 abgestützt. In der Anordnung der Leiterschleife 6 ist für das erfindungsgemäße Verfahren eine erfolgvermittelnde technische Maßnahme zu sehen, da hierdurch die Verwendung von Bündel- oder Drilleitern erst möglich wird. Die beim Wickelvorgang zwischen den Einzelleitern im Verband des Bündel- oder Drilleiters sich einstellende Relativbewegung, hervorgerufen durch die Längenänderungen der Einzelleiter während dem der Bündel- oder Drilleiter der Krümmung der Mantelfläche der Spule folgt, kann über die Leiterschleife 6 ausgeglichen werden. Der Vorteil der Leiterschleife 6 für die Durchführung des Wickelverfahrens besteht darin, daß die während des Wickelvorganges auftretenden Längenänderungen der Einzelleiter nicht zu Formänderungen der Leiter führen und damit eine Beschädigung der Isolation vermieden wird.

Der Wicklungsvorgang erfolgt nach Abschluß des vorgenannten Zwischenarbeitsganges in der Form, daß während des Drehens der Wickelmaschine der Leiter 9 aus der Wicklungsschlaufe 6 gegen die innere Mantelfläche des die Scheibenspule 3 überragenden Teils des Spannringes 4 geschoben wird. Beim Fortgang des Wickelvorganges legt sich zuerst der Leiter 9 gegen die innere Mantelfläche des Spannringes 4 und stützt sich darauf ab und nachdem eine erste Lage der zu wickelnden Scheibenspule liegt, auf dieser und dann fortlaufend jeweils auf der vorhergehenden ab, die dann als äußerer Anschlag für die einzuführende Windung gilt. Während des Wickelvorganges wird fortlaufend Leitermaterial von der Vorratstrommel abgezogen, damit die Leiterschleife 6 erhalten bleibt.

Beim Ausführen der letzten Windung wird der innere Übergang zur nächsten von innen nach außen zu wickelnden Scheibenspule gefertigt. Es werden dann die kraftübertragenden Elemente gelöst und die Windungen festgezogen. Hierfür wird mit Hilfe der Drahtbremse 11 und des Antriebs der Wickelmaschine die gesamte Spule vom Innendurchmesser her festgezogen. Die Anwendung der Erfindung ermöglicht die Fertigung von Transformatoren mit fortlaufend gewickelten Scheibenspulen unter Verwendung von Drill- oder Bündelleitern, den Fertigungsaufwand bei der Herstellung von Groß- bzw. Grenzleistungstransformatoren zu senken und den Aufwand der manuellen Arbeit zu vermeiden. Gleichzeitig tritt eine Qualitätssteigerung der hiernach gewickelten Scheibenspulen ein, weil keine Lötstellen mehr erforderlich sind und bei allen Scheibenspulen ein gleichmäßiger Wickelzug garantiert werden kann. Ferner zeigen alle Scheibenspulen einer Transformatorenwicklung gleiche Außendurchmesser.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung von mindestens zwei auf einem Wickelzylinder angeordneten, elektrischen in Reihe liegenden bzw. in Reihe liegende, jedoch verschachtelt geschaltete und aus einem endlichen Leiter gewickelten Scheibenspulen, bei denen die Windungen in jeder Scheibenspule alternierend von innen nach außen und dann von außen nach innen verlaufen für Transformatorenwicklungen mit große Querschnitte aufweisenden Leitern, vorzugsweise Bündelleitern oder Drilleitern mit einer n-te Scheibenspule, die von innen nach außen gewickelt wird, wobei diese dann mittels eines auf einer Mantelfläche der letzten Lage angeordneten, mindestens die doppelte Breite des Leiters der gewickelten Scheibenspule aufweisenden Spannringes gehalten wird, gekennzeichnet dadurch, daß eine vor dem eigentlichen Wickelprozeß von einer Vorratsspule abgezogene definierte Leiterlänge bereitgestellt wird, die anschließend teilweise als Leiterschleife (6) ausgelegt und teilweise ein verbleibender Anteil des Leiters (9) spiralförmig um den Wickelzylinder (1) gelegt wird, wobei der Leiter (9) anschließend durch auf einer Oberflache des Wickelzylinders (1) angeordnete kraftübertragende Element (7) gehalten wird und darauffolgend der Leiter (9) in eine innere Mantelfläche des Spannringes (4) hinter einem Übergang (5) eingelegt wird und dann durch Drehendes Wickelzylinders (1) die (n + 1)-te Scheibenspule von außen nach innen gewickelt wird und während des Drehens des Wickelzylinders (1) jeweils eine Länge des gewickelten Leiters (9) entsprechende Leiterlänge von der Vorratsspule zur Aufrechterhaltung der Länge der ausgelegten Leiterschleife (6) abgezogen wird.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung wird bei der Herstellung von Transformatoren großer Leistung angewandt und bezieht sich auf fortlaufende oder verschachtelte Transformatorenwicklungen, die aus Scheibenspulen bestehen, bei denen die Windungen der einen Scheibenspule von innen nach außen und der nächsten Scheibenspule von außen nach innen verlaufen bzw. bei Anwendung äußerer Schaltverbindungen dieser Verlauf der Windung sich ein zweites Mal wiederholt (verschachtelte Wicklung) und bei denen die Windungen aus einem oder mehreren Leitern mit starkem Querschnitt, vorzugsweise Drilleiter oder Bündelleiter bestehen.

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Wicklungen von Transformatoren werden vielfach als Röhrenwicklung hergestellt, die aus in Reihe geschalteten Doppelscheibenspulen bestehen. Eine solche Doppelscheibenspule ist derart aufgebaut, daß in der ersten Spule die Windungen von innen nach außen und in der zweiten Spule von außen nach innen verlaufen (verstürzte oder fortlaufende Wicklung) oder bei Anwendung äußerer Schaltverbindungen dieser Verlauf der Windungen sich ein zweites Mal wiederholt (verschachtelte Wicklung). Zur Herstellung derartiger Scheibenspulen, bei denen die Windungen wie dargestellt verlaufen, wird ein Verfahren angewendet, bei dem nach Fertigstellung der entsprechenden auf eine erste, dritte, fünfte usw. folgende Scheibenspule diese lagenweise umgelegt, d.h. „gestürzt" wird. Bei der Stürzung der betreffenden Scheibenspule wird die oberste Lage derselben abgehoben und auf den Wickelzylinder aufgelegt. Anschließend wird manuell die Position der einzelnen Drähte derart vertauscht, daß der zuvor äußere Draht, also die oberste Lage jetzt innen liegt und der zuvor äußere Draht, also die oberste Lage jetzt innen liegt und der zuvor innere Draht der untersten Lage jetzt als Draht in der obersten Lage sich außen befindet. Nach dem Verstürzen der betreffenden Scheibenspule ist der Übergang von der ersten zur verstürzten Wicklung auf der äußeren Lage und der von der verstürzten Wicklung auf die nachfolgende unverstürzte Wicklung am Wickelzylinder innen. An diesem innen, am Wickelzylinder liegenden Draht der zweiten Spule mit der verstürzten Wicklung wird diese festgezogen und bildet dann nach Herstellung des Überganges den Anfang für die nachfolgende von innen nach außen zu wickelnde Scheibenspule Durch dieses Verfahren war es zwar möglich geworden, Doppelscheibenspulen ohne Unterbrechung und damit ohne Lötstellen herzustellen, aber es entsteht ein erhöhter Arbeitsaufwand bei der „Verstürzung" der Wicklung. Zur Vereinfachung der Herstellung von Scheibenspulen mit dem vorgenannten Aufbau sind Verfahren nach der DE-AS 1190562, DE-OS 2051 806, DE-AS 2151444, DE-OS 2555622, DR-PS 527399 bekannt geworden, mit denen das manuelle „Verstürzen" dadurch vermieden wird, daß mit Hilfe von Vorrichtungen von außen nach innen gewickelt wird, wobei nach der Lehre nach der DR-PS 527399 ein als Schablone dienender Spannring für die (n + 1)—te Scheibenspule auf eine n-te Scheibenspule aufgesetzt wird. Der Einsatz von Bündel- oder Drilleiter ist hiernach unbekannt und die Verarbeitung mit diesem Verfahren auch nicht möglich. Für Transformatoren mit großen Leistungen ist es erforderlich, die vorgenannten Scheibenspulen mit großen Drahtquerschnitten herzustellen, wozu vorzugsweise Drilleiter und gebündelte Flachdrähte, sogenannte Bündelleiter, eingesetzt werden. Gleichfalls ergeben sich auch große Wickeldurchmesser. Beide Tatsachen schließen ein manuelles „Verstürzen" von Scheibenspulen aus.

   Die nach o.g. Erfindungsbeschreibungen bekannten Verfahren haben den Nachteil, daß die Isolation der zu wickelnden Leiter mit großen Leiterquerschnitten durch die beschriebenen Vorrichtungen beschädigt werden kann. Außerdem kann in nach diesen Lehren gefertigten Spulen kein fester Wickelzug erreicht werden.

   Ziel der Erfindung

   Das Ziel der Erfindung besteht darin, für Großtransformatoren fortlaufend gewickelte Scheibenspulen mit oder ohne Rückverbindungen aus Leitern mit großen Querschnitten (Drilleiter, Bünbelleiter) mit einer hohen Arbeitsproduktivität und in gesicherter Qualität herzustellen und den Aufwand in der Herstellung zu senken.