DD216345A1 - Leiterverdrillung fuer roehrenwicklungen von transformatoren und drosselspulen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leiterverdrillung fuer Roehrentwicklungen mit Windungen bestehend aus einer gerad- bzw. ungeradzahligen Anzahl von an den Enden der Spule parallelgeschalteten, axial nebeneinander angeordneten Leiterbuendeln mit je drei radial uebereinander angeordneten Leitern bestehen. Ziel und Aufgabe ist es, den fuer die Unterdrueckung von Ausgleichsstroemen erforderlichen Platzwechsel der Leiter im magnetischen Streufeld des Transformators ohne Verwendung elektrisch leitender Fuellstuecke so vorzuneHMEN, dass am inneren und aeusseren Umfang der Wicklung keine Luecken zwischen axial benachbarten Leitern entstehen. Das wird dadurch erreicht, dass innerhalb der Verdrillungsstelle an jedem Leiter des dem Wicklungsumfang naechstgelegenen Leiterbuendels je ein Hilfsleiter gleichen Querschnitts angeloetetist, wobei ein Hilfsleiter in der ersten axialen Wickelebene am Anfang und der andere Hilfsleiter am Ende der Verdrillungsstelle in der zweiten axialen Wickelebene angeloetet ist. Bei einer ungeradzahligen Anzahl von Leiterbuendeln sind die Hilfsleiter am jeweils radial aussen liegenden Leiter des Leiterbuendels angeloetet.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung: ' \

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leiterverdrillung für Röhrenwicklungen mit Windungen bestehend aus einer gerad- bzw· ungeradzahligen Anzahl m von an den Enden der Spule parallelgeschalteten^ ; axial nebeneinander angeordneten Leiterbündeln mit .je. zwei radial übereinander angeordneten Leitern, .

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: '

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Die Windungen einer Röhrenwicklung von Transformatoren sind abhängig von ihrem Durchmesser mit unterschiedlichen Anteilen des Streuflusses der Wicklung verkettet, so daß die durch den Streufluß in die V/indungen induzierten Spannungen abhängig vom Durchmesser der Windung variieren, Auf Grund der radialen Breite einer windung ist diese ebenfalls an ihrem inneren Durchmesser mit einem anderen Streufluß verkettet als an ihrem äußeren Durchmesser« Infolgedessen tritt eine Verdrängung des Stromes zu dem Rand der Y/indung auf, der mit dem geringeren Streufiußanteil verkettet ist, ,Um die dadurch bedingte Verringerung des effektiven Leiterquerschnitts und die damit verbundene Erhöhung der Stromwärme Verluste zu vermeiden, wird der Leiter-?- querschnitt der Windungen in mehrere radial übereinander angeordnete," parallelgeschaltete Leiter aufgeteilt. Infolge ihrer unterschiedlichen Durchmesser werden in diese Leiter durch das Streufeld Spannungen mit unterschiedlicher Höhe induziert, wodurch Ausgleichströme in den parallelgeschalteten Leitern entstehen, die erhöhte StromwärmeVerluste hervorrufen.

Zur Unterdrückung dieser Ausgleichströme ist es bekannt, die parallelgeschalteten Leiter in einer Wicklung so anzuordnen, daß ihre über die ?iickellänge gemittelten Durchmesser und damit die in' sie induzierten Spannungen gleich groß sind. Solche Leiteranord-' nungen werden als Leiterverdrillungen bezeichnet. Es ist eine derartige Anordnung bekannt, bei der z.B. in der axialen Mitte einer Spule die parallelgeschalteten Leiter in die benachbarte Wickelebene überführt werden, indem die Leiter nacheinander an den äußeren oder inneren Wicklungsumf ang geführt, in der gleichen Reihenfolge in die axial benachbarte Wickelebene ausgekröpft und dort wiederum in der.gleichen Reihenfolge an den inneren bzw» äußeren Wicklungsumfang geführt sind· Dadurch wird der für die Unterdrückung der Ausgleichsströme erforderliche Wechsel der radialen Lage der.Leiter erreicht,

Nachteilig ist,, daß an der Terdrillungsstelle eine axiale Wicklüngslücke entsteht, die die axiale Höhe eines Leiters einnimmt.und sich über den ganzen Umfang der Wicklung erstreckt» Am Rande der Lücke entstehen hohe elektrische Feldstärken im elektrischen Feld zu radial benachbarten Wicklungen oder Spulen, wodurch ein erhöhter materieller sowie fertigungstechnischer Isolationsaufwand erforderlich ist.

Eine andere, nur für Lagenwicklungen anwendbare Anordnung für die Leiterv'erdrillung vermeidet die Entstehung der axialen Wicklungslücke dadurch, daß sich die Verdrillungsstelle über den gesamten Wicklungsumfang erstreckt und besondere Form- bzw· Füllstücke vorgesehen sind, die die doppelte Leiterhöhe besitzen und im Unifangsbereich der Verdrillungsstelle' in jeden Leiter nach Auftrennen desselben durch Löten eingesetzt sind»

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Dadurch und durch die komplizierte Gestalt der Form- bzw· Füllstücke erfordert diese Art von terverdrillung einen erheblichen zusätzlichen manuellen Fertigungsaufwand für die Herstellung der Formstücke aus Zupferblech und für ihre Isolierung· An den Ereuzungsstellen der Formstücke treten besondere komplizierte Bedingungen für die Isolierung auf, die das Entstehen von Schwachstellen in der Isolation,zwischen parallelen Leitern zur Folge haben können· An solchen Schwachstellen der Isolation können im Verlaufe des Betriebes eines Transformators Kurzschlüsse zwischen den parallelen Leitern auftreten, die zu er- höhten Stromwärmeverlusten und zur Ausbildung von Heißstellen im Transformator führen,-die eine beschleunigte Alterung der Windungsisolation zur Folge haben.'

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist es, den für die Unterdrückung von Ausgleichströmen in den parallel geschalteten Leitern einer Wicklung von Transformatoren oder Drosselspulen erforderlichen zusätzlichen fertigungstechnischen und Materialaufwand, bei der Herstellung der Wicklung und ihrer Isolierungen zu vermeiden und die Zuverlässigkeit ihrer Isolation zu erhöhen«

Darlegung des Wesens der Erfindung;:

Für Transformatorenwicklungen mit mehreren radial nebeneinander angeordneten und parallelgeschalteten · Leitern ist eine Leiteranordnung zu schaffen, die es gestattet, den für die Unterdrückung von Ausgleichströmen erforderlichen Platzwechsel der Leiter im

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magnetischen Streufeld des Transformators ohne Verwendung elektrisch leitender Form- oder Füllstück© so vorzunehmen, daß am inneren und äußeren Umfang der Wicklung keine Lücken, zwischen axial benachbarten Leitern entstehen, Das wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß innerhalb der. Verdrillungsstelle an jedem Leiter des dem Wicklungsanfang nächstgelegenen Leiterbündels je ein Hilfsleiter gleichen Querschnitts angelötet ist und in Wickelrichtung gesehen ein Hilfsleiter am Anfang des Umfangsbereichs der Verdrillungsstelle in der ersten axialen Wickelebene und der andere Hilfsleiter am Ende des Umfangsbereichs der Verdrillungsstelle in der zweiten axialen Wickelebene der Verdrillungsstelle angelötet ist. Gemäß einem weiteren erfinderischen Merkmal vollzieht der am,Anfang des umfangsbereichs der Verdrillungsstelle angelötete Hilfsleiter seinen radialen Platzwechsel in der ersten axialen Wickelebene und ist dann erst in die zweite axiale Wickelebene überführt, während der am'Ende des Umfangsbereichs der Verdrillungsstelle angelötete Hilfsleiter ohne radialen Platzwechsel in die erste axiale Wickelebene überführt ist» Bei einer ungeradzahligen Anzahl m von. Leit erbündeln sind die Hilfsleiter am jeweils radial außen liegenden Leiter und bei einer geradzahligen Anzahl m von 'Leiterbündeln am radial jeweils innen .liegenden Leiter des Leiterbündels, angelötet, Hach Ausführung einer Windung sind die am Anfang des Umfangsbereichs der Verdrillungsstelle in der (m + 1)ten axialen Wickelebene liegenden Leiter ohne radialen Platzwechsel in die (m +2)te axiale Yfickelebene überführt und mit dem dort an jeweils gleicher radialer Stelle liegenden Leiter elek- . trisch verbunden.

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Durch die erfindungsgemäße Leiterverdrillung wird erreicht, daß die bei den bisher bekannten Leiteranordnungen in diesem Wicklungsbereich auftretende axiale Wicklungslücke, die die Höhe eines Leiters einnimmt, am inneren und äußeren Wicklungsumfang durch stromführende Leiter abgedeckt ist. Damit werden die bisher am äußeren bzw· inneren Wicklungsumfang im elektrischen Feld zu radial benachbarten Spulen oder Wicklungen auftretenden erhöhten Feldstärken im Bereich der Leiterverdrillung vermieden, johne daß hierzu besondere elektrisch leitende Form- oder Füllstücke erforderlich sind. Dies ermöglicht es z.B., den Isolationsabstand zwischen radial benachbarten Wicklungen zu verringern bzw» die elektrische Festigkeit der Isolation und damit ihre Zuverlässigkeit zu erhöhen, wobei der dafür bisher erforderliche hohe Fertigungsaufwand zur Herstellung und Montage von komplizierten Form— und Füllstücken und ihrer Isolierung entfällt.

Ausführungsbeispiel·: \ '

An Hand von zwei Ausführungsbeispielen soll die Er-. findung näher erläutert werden. .

In der Zeichnung sind in den Fig. 1 und Fig. 2 die Abwicklungen von Spulen einer Röhrenwicklung mit axial aufeinander folgenden Windungen im Bereich von erfindungsgemäß gestalteten Verdrillungsstellen 'schematisch dargestellt.·

Hierbei zeigt Pig, 1 die Gestaltung einer Leiterverdrillung für eine Spule, deren Windungen aus einem Leiterbündel 1 mit je zwei radial übereinander angeordneten, parallelgeschalteten Leitern 2 bestehen« Die Verdrillung erstreckt sich über den Umfangsbereich 3 mit dem Anfang 4 und dem Ende 5 und über die axiale Höhe 6 von drei übereinanderliegenden axialen Wicklungsebenen 12; 13; 14« Auf der Wickellänge zwischen dem Eingang 7 und dem Ausgang 8 der Verdrilluügsstelle findet der für die Unterdrückung von Ausgleichsströmen erforderliche Platzwechsel zwischen den radial benachbarten Leitern 2 innerhalb des Leiterbündels statt dergestalt,.daß die Reihenfolge im Leiterbündel 1 von radial außen nach radial innen am Eingang 7 a, b und am Ausgang 8 b,, a lautet. Dieser Platzwechsel ist erfindungsgemäß im Umfangsbereich 3 der Verdrillungsstelle so ausgeführt, daß in dem dem Wicklungsanfang·nächstgelegenen Leiterbündel an den Leiter a ein Hilfsleiter Ha und an den Leiter b ein Hilfsleiter Hb angelötet ist, wobei die Hilfsleiter Ha und Hb den gleichen Querschnitt wie die Leiter 2 haben· Die in tangentialer Wickelrichtung 11 gesehen erste Lötstelle befindet sich in der ersten axialen Wickelebene 12 am Anfang, des Timfangsbereichs 3 der Verdrillungsstelle am Leiter a und die zweite Lötstelle in der axial benachbarten Wickelebene 13 am Snde des Umfangsbereichs 3 der Verdrillungsstelle am Leiter b,\ nachde'm dieser von der ersten axialen V/ickelebene 12 in die benachbarte axiale Wickelebene 13 über-• führt ist und dort den radialen Platzwechsel voll-, zogen hat«

Dei· von der ersten Lötstelle abgehende Hilfsleiter Ha vollzieht seinen radialen Platzwechsel in der ersten axialen Wickelebene 12 und ist danach in die benachbarte axiale Wickelebene 13 überführt. Der von. der zweiten Lötstelle abgehende Hilfsleiter Hb ist unmittelbar In die entgegengesetzt zur axialen Wickelrichtung benachbarte axiale Wickelebene 12 überführt. ' ' Die Lötstellen sind jeweils am äußeren Wick lungsumfang angeordnet. Hach einer Windung der Teilstränge 9 und 10 sind die zum Teilstrang9 gehörenden Leiter a und. Hb aus der axialen Wickelebene 13 in die axiale Wickelebene 14 ohne radialen Platzwechsel überführt und dort der Leiter a mit dem Hilfsleiter Ha und der Hilfsleiter Hb mit dem Leiter b verbunden. '

Die Darstellung in Fig. 2 betrifft eine Spule, deren lbindungen aus zwei an ihren, oberen Enden parallelgeschalteten Leiterbündeln 1;· 1¹ mit je zwei radial, übereinander angeordneten parallelgeschalteten Leitern. 2; 2' bestehen, deren Reihenfolge im Leiterbündel 1 am Eingang 7 a; b bzw. a'; b^T im Leiterbündel 1¹ lautet. Die Verdrillung erstreckt sich über den Qmfangsbereich 3 der Verdrillungsstelle mit dem !Anfang 4 und .

dem Ende 5 und über die axiale Höhe 6 von vier über-

v einanderliegenden axialen Wickelebenen 12; 13; 14; 15· Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Gestaltung der Verdrillungsstelle besteht gegenüber der Fig. 1 darin, daß die Lötstellen der abgehenden Hilfsleiter Ha bzw. Hb am inneren Wick lungsumfang angeordnet sind« Die Leiter a' und b¹ des in der zweiten axialen Wickelebene 13 angeordneten Leiterbündels 1' sind in bekannter Weise am inneren Wicklungsumfang in die benachbarte axiale Wickelebene 14 überführt, wobei der radiale Platzwechsel erfolgt.

Claims (2)

1. ' Erfindungsanspruch: ' . ' . .. ·

   Leiterverdrillung für Röhrenwicklungen mit Windungen "bestehend aus einer gerad- bzw. ungeradzahligen Anzahl m von an den Enden der Spule parallelgeschalteten, axial nebeneinander angeordneten Leiterbündeln mit je zwei radial übereinander angeordneten Leitern, gekennzeichnet, dadurch, daß innerhalb der 7erdrillungssteile an jedem Leiter des dem \7icklungsanfang-nächstgelegenen Leiterbündels je ein Hilfsleiter gleichen Querschnitts angelötet ist und in Wickelrichtung gesehen ein Hilfsleiter am Anfang des ümfangsbereichs der Yerdrillungssteile in der ersten axialen Wickelebene und der. andere Hilfsleiter an Ende des Ümfangsbereichs der Yerdrillungssteile in der zweiten axialen Wickelebene der Verdrillungsstelie angelötet ist, und daß der am Anfang des Ümfangsbereichs der 7erdrillungsstelle angelötete Hilfsleiter seinen radialen Platzwechsel in der ersten axialen Wickelebene vollzieht und dann in die zweite axiale Wickelebene überführt ist und der am Ende des ümfangsbereichs der Yerdrillungsstelle angelötete Hilfsleiter ohne radialen Platzwechsel in die erste axiale Wickelebene überführt ist, und daß bei einer ungeradzahligen Anzahl m von Leiterbündeln die Hilfsleiter am jeweils radial außen liegenden Leiter und bei einer geradzahligen Anzahl m von Leiterbündeln am radial jeweils innen liegenden Leiter

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   des Leiterbündels angelötet sind, und daß die nach Ausführung einer Windung am Anfang des Uinfangsbereichs der Verdrillungsstelle in der (in + 1) ten axialen Wickelebene liegen- , den Leiter ohne radialen Platzwechsel in die (m -*· 2)te axiale Wickelebene überführt und mit dem dort an jeweils gleicher radialer Stelle liegenden Leiter elektrisch verbunden sind»

   Hierzu
2. 2 Blatt Zeichnungen I