DD245974B5 - Anordnung zur axialen laengeneinstellung von wicklungen aus scheibenspulen - Google Patents

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Einstellen der axialen Länge einer Wicklung von Transformatoren und Drosselspulen, welche aus axial übereinander angeordneten, durch Isolierzwischenlagen voneinander distanzierten Scheibenspulen aufgebaut ist, die direkt auf eine Unterlage aus festem Isolierstoff aufgewickelt sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die axiale Länge einer aus Scheibenspulen bestehenden Wicklung ist bestimmt durch die axiale Breite des Wicklungsdrahtes und die Dicke der Windungsisolation jeder Spule sowie die Dicke der Isolierzwischenlagen und durch die Anzahl der zu einer Wicklung gehörenden Scheibenspulen. Die einzelnen, jeweils auf eine Scheibenspule bezogenen Bestimmungsgrößen besitzen in ihren Abmessungen Abweichungen vom Konstruktionsmaß, welche in einem bestimmten Toleranzbereich liegen und, soweit es sich um Isoliermaterial auf Zellulosebasis handelt, von der Materialfeuchte und der fertigungs- bzw. konstruktionsbedingten Druckbelastung abhängen.

Trotz dieser im einzelnen nicht im voraus bekannten Abweichungen in den Abmessungen der einzelnen Bestimmungsstücke darf die axiale Länge der Wicklung, also die Summe aller Einzelabmessungen, keine Abweichung vom vorgegebenen Konstruktionsmaß aufweisen.

Zur Lösung dieses für den Transformatorenbau spezifischen, im Maschinenbau sonst nicht auftretenden Problems ist es bekannt, für die axiale Distanzierung der Scheibenspulen Zwischenlagenpakete aus jeweils mehreren Einzelzwischenlagen zu verwenden, die am Innenumfang der Wicklung mit Hilfe schwalbenschwanzförmiger Ausnehmungen auf trapezförmigen Leisten gehalten sind. Zwischen einigen ausgesuchten Spulen wird die Anzahl der Zwischenlagen in einem Paket so gewählt, daß ihre Gesamtdicke um soviel größer als die zeichnungsgemäß vorgeschriebene ist, wie es der maximal möglichen negativen Abweichung in der Gesamtlänge der Wicklung entspricht. Nach Fertigstellung der Wicklung wird das Übermaß in ihrer Länge bestimmt und zur Einstellung des zeichnungsgerechten Maßes eine dementsprechende Anzahl von Einzelzwischenlagen zwischen den ausgewählten Scheibenspulen von den Leisten ab- und aus dem Zwischenlagenpaket herausgezogen, wobei die herausgezogene Einzelzwischenlage an ihrer schwalbenschwanzförmigen Ausnehmung zerstört wird.

Um den hiermit verbundenen Aufwand an Arbeitszeit und Material möglichst gering zu halten, ist es auch bekannt, die Summe der Abmessungen aller axial übereinanderliegenden Isolierzwischenlagen im getrockneten und mit dem in der Zeichnung vorgeschriebenen Druck gepreßten Zustand im voraus zu bestimmen, wobei bereits an dieser Zwischeniagenspule der Toleranzausgleich für die Abmessungen der Zwischenlagen selbst sowie für die trocknungs- und druckbedingte Dickenschrumpfung der Isolierstoffe auf Zellulosebasis erfolgt (DD-PS 215658). Trotzdem bleiben die tatsächlichen Dickentoleranzen der Leiterisolation und des Wickeldrahtes im voraus unbekannt. Diese Toleranzen müssen daher weiterhin durch Herausziehen von Einzelzwischenlagen aus den Zwischenlagenpaketen der fertiggestellten Wicklung ausgeglichen werden. Wicklungen für hohe Isolationsspannungen, die hohen Anforderungen an die isolationsfestigkeit genügen müssen,

besitzen an ihrem Innenumfang keine trapezförmige Leisten, sondern sind direkt auf einer geschlossenen Unterlage aus festem Isoliermaterial angeordnet. Daher ist es bei solchen Wicklungen nicht möglich, Zwischenlagenpakete aus Einzelzwischenlagen zu bilden, welche jede für sich auf die bekannte Weise am Innenumfang der Wicklung befestigt sind. Für solche Wicklungen ist eine Anordnung zur Distanzierung der radialen Kühlkanäle bei Röhrenwicklungen aus Scheibenspulen bekannt (DD-PS 102 235), welche aus mehreren, untereinander fest zu einem Paket zusammengeklebten Einzelzwischenlagen besteht, die in einer bestimmten Anzahl und einem bestimmten Abstand voneinander an einem streifenförmigen Bogenstück aus Isoliermaterial in Umfangsrichtung der Wicklung zu einem Zwischenlagensegment untereinander verbunden sind. Jedes Zwischenlagensegment ist mit Hilfe des streifenförmigen Bogenstückes an den benachbarten Scheibenspulen befestigt. Bei Anwendung solcher Anordnung besteht nicht die Möglichkeit, Einzeizwischenlagen aus den Zwischenlagenpaketen der fertiggestellten Wicklung herauszuziehen, so daß ein nachträglicher Toleranzausgleich in der Wicklungsiänge nicht möglich ist. Aus diesem Grund werden derartige Wicklungen häufig so ausgeführt, daß sie den Hochspannungseingang in axialer Mitte besitzen und auf Leisten gewickelt sind, wobei der dadurch entstehende axiale Ölkanal am Innenumfang der Wicklung nur in einem bestimmten axialen Bereich symmetrisch zur Wicklungsmitte durch festes Isoliermaterial gegen die Wicklung abgedeckt ist. Jenseits dieses elektrisch hoch beanspruchten Bereichs besteht dann wieder die Möglichkeit, Zwischenlagenpakete aus Einzelzwischenlagen, die jede für sich an der Leiste befestigt sind, zusammenzusetzen. Eine solche konstruktive Lösung ist jedoch nicht mehr möglich, wenn aus Gründen der erforderlichen Isolationsfestigkeit die Wicklung über ihre gesamte axiale Länge auf eine Unterlage aus festem Isoliermaterial gewickelt werden muß, wie es z. B. bei der Reihenwicklung von Spartransformatoren hoher Isolationsspannung notwendig ist. In diesem Fall ist wegen des notwendigen Toleranzausgleichs der axialen Länge der Wicklung eine Vergrößerung des Isolationsabstandes einer solchen Wicklung zu der radial unter ihr angeordneten Wicklung erforderlich, um die an ihrem Innendurchmesser auftretenden elektrischen Feldstärken so weit abzusenken, daß auf eine Unterlage aus festem Isolierstoff verzichtet werden kann. Dadurch werden infolge des vergrößerten Raumbedarfs für die Isolierung die technisch-ökonomischen Parameter des Transformators, wie Leistungsgewicht, Verlustleistung und Transportfähigkeit maßgeblich verschlechtert.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es daher, den Toleranzausgleich in der Länge von Wicklungen hoher Isolationsspannungen ohne Minderung der technisch-ökonomischen Parameter eines Transformators oder einer Drosselspule zu ermöglichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu finden, mit der nach Abschluß des Wickelvorganges eine axiale Längeneinstellung von Wicklungen aus Scheibenspulen, welche durchgängig auf eine feste Isolierstoffunterlage gewickelt sind, auf das vorgegebene Zeichnungsmaß ohne Beschädigung der die Scheibenspulen distanzierenden Isolierzwischenlagen vorgenommen werden kann. Das wird dadurch erreicht, daß jede Isolierzwischenlage aus zwei etwa gleich dicken Teilpaketen von Einzelzwischenlagen besteht, von denen das eine direkt und das andere über einen aus mehreren Isolierstoffstreifen gleicher und/oder unterschiedlicher Länge bestehenden Stapel an einem streifenförmigen Bogenstück befestigt ist. Die unmittelbar an die Teilpakete angrenzenden äußeren Isolierstoffstreifen des Stapels sind dabei mit dem jeweils benachbarten Teilpaket und 2 η — 2 Enden dieser Isolierstoffstreifen am jeweiligen Spulenumfang und je nach Anordnung auch Enden anderer Isolierstoffstreifen in einer bestimmten Reihenfolge am inneren und äußeren Spulenumfang untereinander fest verbunden, wobei der Stapel äußere Isolierstoffstreifen aufweist. Der Stapel kann auch aus einem mehrfach in gleicher Richtung geknickten und aufgewickelten Isolierstoffstreifen bestehen, bei dem die letzte Windung den äußeren isolierstoffstreifen bildet. In einer weiteren Ausführungsform besteht der Stapel aus einem mehrfach in unterschiedlicher Richtung geknickten und mäanderförmig zusammengelegten Isolierstoffstreifen, dessen Enden in Mitte Stapelhöhe am radial äußeren Ende des Stapels nebeneinanderliegen. Durch die erfindungsgemäße Ausführung wird erreicht, daß die Isolierzwischenlage aus drei Teilen besteht, nämlich aus zwei Teilpaketen aus untereinander verklebten Einzelzwischenlagen, von denen das eine mit einem streifenförmigen Bogenstück direkt verbunden ist, und einem Stapel von Isolierstoffstreifen, der die Verbindung zwischen den beiden Teilpaketen herstellt und dabei dennoch die Entnahme von Isolierstoffstreifen erlaubt, ohne die Isolierzwischenlage zu zerstören bzw. zu beschädigen. Dadurch ist es möglich, auf Befestigungselemente für die Isolierzwischenlage in Form von Leisten am inneren Spulenumfang gänzlich zu verzichten und so eine Wicklung durchgängig am inneren Spulenumfang mit festem Isoliermaterial abzudecken, ohne den Toleranzausgleich der Wicklungslänge zu behindern und die Befestigung der Isolierzwischenlage an der Scheibenspule ganz oder teilweise aufzuheben.

Ausführungsbeispiel

An Hand mehrerer Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine auf einer Unterlage 5 aus festem Isolierstoff angeordnete Isolierzwischenlage 1, die sich aus zwei Teilpaketen 6; 7 aus fest miteinander verklebten Einzelzwischenlagen 2 und dem Stapel 8 aus zwei äußeren Isolierstoffstreifen 10 und lose dazwischenliegenden Isolierstoffstreifen 9 zusammensetzt.

Das Teilpaket 6 ist am streifenförmigen Bogenstück 4 direkt befestigt und das Teilpaket 7 über den Stapel 8 am inneren Spulenumfang mit dem Teilpaket 6 so verbunden, daß seine Lage in der horizontalen Ebene gesichert ist. Durch Entnahme von losen Isolierstoffstreifen 9 aus dem Stapel 8 kann der Toleranzausgleich der Wicklungslänge vorgenommen werden, ohne die Befestigung der Isolierzwischenlage 1 an dem Bogenstück 4 und damit an den Scheibenspulen 3 zu beeinträchtigen. Bei der in Fig. 2 gezeigten Isolierzwischenlage besteht der Stapel 8 ebenfalls aus zwei äußeren Isolierstoffstreifen 10, welche am inneren Spulenumfang miteinander verbunden und an dem jeweils benachbarten Teilpaket 6 oder 7 befestigt sind, und den lose dazwischenliegenden Isolierstoffstreifen 9, die radial aus dem Stapel 8 an seinem offenen Ende herausgezogen werden können.

Diese Zwischenlagenanordnung ist vorzugsweise geeignet für die Hersteilung von Scheibenspulenwicklungen auf Vertikalwickelmaschinen, wobei die Scheibenspulen in horizontaler Lage gewickelt werden. Bei Anwendung auf einer Horizontalwickelmaschine sind zusätzlich technologische Maßnahmen erforderlich, um ein Herausfallen von Isolierstoffstreifen 9 in radialer und Umfangsrichtung aus der Isolierzwischenlage zu vermeiden. In Fig. 3 besteht der Stapel 8 aus drei äußeren Isolierstoffstreifen 10 unterschiedlicher Länge, welche am inneren und äußeren Spulenumfang untereinander verbunden und an jeweils den angrenzenden Teilstapeln 6 oder 7 befestigt sind. Die lose dazwischenliegenden Isolierstoffstreifen 9 können in Umfangsrichtung der Wicklung aus dem Stapel 8 entnommen werden. Diese Zwischenlagenanordnung ist besonders geeignet für die Anwendung bei der Herstellung von Scheibenspulenwicklungen auf Horizontalwickelmaschinen, da durch die Anordnung der äußeren Isolierstoffstreifen 10 des Stapels 8 dieser an beiden Enden geschlossen ist, so daß selbst bei vertikal nach unten gerichteter Lage die losen Isolierstoffstreifen 9 nicht aus der Isolierzwischenlage herausfallen können. Ein Herausfallen loser Isolierstoffstreifen 9 aus der Isolierzwischenlage in Umfangsrichtung während des Wickeins der Scheibenspulen 3 wird dadurch verhindert, daß die losen Isolierstoffstreifen 9 gemäß Fig. 6 mit Schlitzen 11 versehen sind und damit wie eine Feder in radialer Richtung zusammengedrückt werden können. Die losen Isolierstoffstreifen 9 werden mit einem entsprechenden Übermaß zugeschnitten und dann unter Spannung in den Stapel 8 eingesetzt, so daß eine kraftschlüssige Verbindung mit dem äußeren Isolierstoffstreifen 10 zustande kommt. In Fig.4 besteht der Stapel 8 aus mehrfach in gleicher Richtung geknicktem und aufgewickeltem Isolierstoffstreifen 9, wobei die letzte Windung den äußeren Isolierstoffstreifen 10 bildet, weicher mit den benachbarten Teilpaketen 6; 7 fest verbunden ist. Die Entnahme von Isolierstoffstreifen 9 erfolgt durch Herausziehen des inneniiegenden Endes 12 und Abschneiden jeweils einer oder mehrerer Windungen vom Stapel 8. In Fig. 5 besteht der Stapel 8 aus einem mehrfach in unterschiedlicher Richtung geknicktem und mäanderförmig zusammengelegten Isolierstoffstreifen 9, wobei die Enden 12 des Isolierstoffstreifens 9 in Mitte Stapelhöhe am radial äußeren Ende des Stapels 8 nebeneinanderliegen. Die Randstreifen 10 des Stapels 8 sind mit den benachbarten Teilpaketen 6; 7 der Isolierzwischenlage fest verbunden. Die Entnahme von Isolierstoffstreifen 9 erfolgt durch Herausziehen eines oder beider Enden 12 und Abschneiden eines Teilstückes an einer Knickstelle am äußeren Spulenumfang. Die Ausführungsformen des Stapels 8 gemäß Fig.4 und 5 ermöglichen vorteilhafterweise eine maschinelle Vorfertigung des Stapels 8 und damit auch der Isolierzwischenlage 1.

Claims (4)

1. Anordnung zur axialen Längeneinstellung von Wicklungen aus Scheibenspulen, die durchgängig auf eine feste Isolierstoff unterlage gewickelt und voneinander durch Isolierzwischeniagen, die aus untereinander verklebten Einzelzwischenlagen bestehen und an einem streifenförmigen Bogenstück aus Isoliermaterial befestigt sind, distanziert sind, gekennzeichnet dadurch, daß jede Isolierzwischenlage (1) aus zwei etwa gleich dicken Teilpaketen (6; 7) von Einzelzwischenlagen (2) besteht, von denen das eine direkt und das andere über einen aus mehreren Isolierstoffstreifen (9; 10) gleicher und/oder unterschiedlicher Länge bestehenden Stapel (8) an einem streifenförmigen Bogenstück (4) befestigt ist, wobei die in einer Anzahl η unmittelbar an die Teilpakete angrenzenden Isolierstoffstreifen (10) des Stapels (8) mit dem jeweils benachbarten Teilpaket fest verbunden sind, und daß 2 η - 2 Enden dieser an den Teilpaketen befestigten η Isolierstoffstreifen (10) am jeweiligen Spulenumfang und je nach Anordnung auch Enden anderer Isolierstoffstreifen in einer bestimmten Reihenfolge am inneren und äußeren Spulenumfang untereinander verbunden sind.

2. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Stapel (8) η = 3 äußere Isolierstoffstreifen (10) unterschiedlicher Länge aufweist.

3. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Stapel (8) aus einem mehrfach in gleicher Richtung geknickten und aufgewickelten Isolierstoffstreifen (9) besteht, wobei die letzte Windung den äußeren Isolierstoffstreifen (10) bildet.

4. Anordnung nach Punkt !,gekennzeichnet dadurch, daß der Stapel (8) aus einem mehrfach in unterschiedlicher Richtung geknicktem Isolierstoffstreifen (9) besteht, der mäanderförmig so zusammengelegt ist, daß seine Enden (12) in Mitte Stapelhöhe am radial äußeren Ende zusammenliegen.