DD217654B5 - Umschaltbare Lagenwicklungsanordnung - Google Patents

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine umschaltbare Lagenwicklungsanordnung für zwei Nennspannungen, mit einer Anzapfung und Parallelschaltung des abgeschalteten Teils der Wicklung zu einem Teil der die niedrigere der beiden Nennspannungen führenden restlichen Wicklung, für Transformatorenspulen größerer Leistung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist allgemein bekannt, bei Transformatoren für die Energieversorgung eine Wicklung für zwei Nennspannungen auszulegen, wobei die am jeweiligen Einsatzort erforderliche Spannung durch Umsteller, durch Umklemmen bzw. Umlöten erreicht wird oder die zweite Nennspannung bei Umstellung der Systemspannung realisiert wird. Eine einfache und häufig praktizierte Lösung besteht darin, die Wicklung mit einer einfachen Anzapfung zu versehen, so daß bei Einschaltung der Anzapfung der abgeschaltete Wickiungsteil ungenutzt bleibt. Wenn sich das Verhältnis der Nennspannungen 1:2 verhält und die Wicklung aus zwei parallelen Gruppen besteht, die axial übereinander angeordnet sind, ist durch Parallel- oder Reihenschaltung einzelner Wicklungsteile die gewünschte Spannung einstellbar, ohne mehr Wickelraum in Anspruch zu nehmen, siehe hierzu beispielsweise DE-AS 1 513 916 (DPK: 21 d²,49).

In gleicher Weise kann verfahren werden, wenn die Anzahl der parallelen Gruppen 2 η ist, wobei η = 2; 3... sein kann. Auch bei diesen Lösungen werden bei Umschaltung auf die kleinere Nennspannung in Reihe geschaltete Wicklungsteile getrennt und parallel geschaltet. Damit wird weiterhin der gesamte Wicklungsquerschnitt an der Stromleitung beteiligt.

Bei nicht ganzzahligem Verhältnis der Nennspannungen zueinander kann man bekanntlich ebenfalls den abgeschalteten Wicklungsteil mit einem Teil der verbleibenden Wicklung parallel schalten und dafür diesen Teil mit einem geringerem Windungsquerschnitt ausführen. Bei Anwendung dieser Lösung bei Lagenwicklungen entsteht jedoch bei Parallelschaltung von Lagenspulen eine Leiterschleife, in der vom Streufeld eine Spannung induziert wird, die unzulässig hohe Ausgleichsströme hervorruft.

Um das zu vermeiden, ist es bekannt, in der Mitte der Lagenspuien eine Verdrillung oder Auskreuzung einzufügen, wodurch der durch nunmehr zwei Schleifen gebildete verkettete Fluß entgegengesetztes Vorzeichen hat und sich dadurch in der Doppelschleife gegenseitig aufhebt, beispielsweise entsprechend DE-OS1 513 921 (DPK: 21 d²,53/02).

Die Verdrillung hat jedoch durch die Lötverbindung in Lagenspulenmitte erhebliche technologische Nachteile aufzuweisen, insbesondere dann, wenn an dieser Stelle ein Kühlmittelkanal und/oder Lagenisolierungen vorhanden sind.

Eine weitere bekannte Lösung besteht darin, jeweils zwei übereinanderliegende parallelgeschaltete Lagenspulen mit zwei radial darüber angeordnete ebenfalls parallelgeschaltete Lagenspulen in Reihe zu erhalten. Hierbei ergibt sich der Nachteil, daß zum Ausgleich des verketteten Flusses die Windungszahlen der einzelnen Lagenspulen unterschiedlich ausgeführt sein müssen.

Außerdem beschränkt sich diese Lösung nur auf eine Lagenzahl von 2x2.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die vorteilhafte Anwendung der Lagenwicklung bei umschaltbaren Wicklungsanordnungen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabe:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine umschaltbare Wicklungsanordnung aus übereinanderliegenden Lagenspulen derart auszuführen, daß die einzelnen Lagenspulen mit gleicher Windungszahl gewickelt werden können und eine Parallelschaltung ohne Verdrillung in Lagenspulenmitte möglich ist.

Lösung der Aufgabe:

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der umschaltbare Teil der Wicklungsanordnung aus einer Windungszahl besteht, die das Doppelte der Windungszahl beträgt, die zur Erreichung der niedrigeren Nennspannung abgeschaltet werden muß, und daß dieser Teil als Lagenspule in zwei Hälften aufgeteilt ist, die aus zwei bzw. aus einem Vielfachen von zwei fortlaufend gewickelten Lagen bestehen. Durch die erfindungsgemäße Ausführung der

Wicklungsanordnung wird erreicht, daß die parallelgeschalteten Wicklungsteile immer die gleiche Lage bezüglich der axialen Streufeldkomponente besitzen. Die bei Parallelschaltung von Lagenspulen entstehende Leiterschleife, in der vom Streufeld eine Spannung induziert wird und dadurch Ausgleichströme fließen, die unzulässige Erwärmungen zur Folge haben, wird vermieden. Die hohen technologischen Aufwendungen bei der Hersteilung der Verdrillungsstelle in Lagenspulenmitte kommen in Fortfall, weil durch die Art der Wicklungsaufteilung und die äußeren Schaltverbindungen die innere Verdrillung bzw. Auskreuzung vermieden wird. Die erfindungsgemäße Lösung kann für eine beliebige geradzahlige Anzahl von Lagen zur Anwendung kommen, wobei die Windungszahlen der einzelnen Lagen unterschiedlich sein können.

Ausführungsbeispiel

An Hand eines Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt eine sechslagige Wicklungsanordnung, die aus einem Stammwicklungsteil 1 und zwei Wicklungshälften 2; 3 besteht, die sich jeweils über die halbe Wicklungslänge der gesamten Wicklungshälften 2; 3 sind jeweils aus zwei fortlaufend gewickelten Lagenspulen 4; 5 aufgebaut und besitzen eine Gesamt-Windungszahl, die das Doppelte der Windungszahl ausmacht, die zur Erreichung der niedrigeren Nennspannung abgeschaltet werden muß. Die höhere der beiden Nennspannungen wird erreicht, wenn die Enden 7; 8 der Lagenspulen 4 und 5 miteinander verbunden sind und so alle Wicklungslagen bzw. Wicklungshälften in Reihe geschaltet sind. Die niedrigere der beiden Nennspannungen wird dann erreicht, wenn die Enden 6 und 8 sowie 7 und 9 der Lagenspulen miteinander verbunden sind und damit die Wicklungshälften 2; 3 parallel und mit dem Stammwicklungsteil 1 in Reihe geschaltet sind. Dabei brauchen die beiden Wicklungshälften 2; 3 nur für den bei der höheren Nennspannung geringeren Nennstrom ausgelegt werden. Sind beide Wicklungshälften zur Erzielung der niedrigeren Nennspannung parallel geschaltet, so ist durch die Parallelschaltung der Leiterquerschnitt auch für den höheren Strom ausreichend dimensioniert.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Umschaltbare Lagenwicklungsanordnung für zwei Nennspannungen, mit einer Anzapfung und Parallelschaltung des abgeschalteten Wicklungsteils zu einem Teil der die niedrigere der beiden Nennspannungen bildenden restlichen Wicklung und bei der die Wicklungsteile wahlweise in Reihe oder parallelgeschaltet zusammen mit dem Stammwicklungsteil Bestandteil der Wicklungsanordnung sind, dadurch gekennzeichnet, daß der umschaltbare Teil der Wicklungsanordnung aus der Doppelten der zur Erreichung der niedrigeren Nennspannung abgeschalteten Windungszahl besteht und als Lagenspule in zwei aus zwei bzw. einem Vielfachen von zwei fortlaufend gewickelten Lagen bestehende Wicklungshälften aufgeteilt ist.