DD288691A5

DD288691A5 - ARRANGEMENT FOR DRESSING WINDING LADDER

Info

Publication number: DD288691A5
Application number: DD33376689A
Authority: DD
Inventors: Klaus Baarz; Ingo Retzlaff; Hans-Eberhard Lindenberg; Peter Gierth
Original assignee: Veb Transformatorenwerk "Karl Liebknecht",De
Priority date: 1989-10-20
Filing date: 1989-10-20
Publication date: 1991-04-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verdrillung von Wicklungsleitern insbesondere fuer Transformatoren oder Drosselspulen zur Herstellung von aus scheibenartigen Spulen bestehenden Wicklungen. Erfindungsgemaesz sind die zu einem Windungsverband zusammengefaszten und fortlaufend gewickelten Wicklungsleiter 2; 3; 4 und 5 etwa in der Mitte der Gesamtwindungszahl der Wicklung 1 in den Kuehlkanal zwischen Windungsinnendurchmesser 8 und Spulenkoerperauszendurchmesser 10 derart gefuehrt, dasz ein Wicklungsleiterlagenwechsel in Form einer Verdrillungsstelle 9 ausgebildet ist. Dabei liegt der am Windungsinnendurchmesser 8 ankommende Wicklungsleiter 2 nach der Verdrillungsstelle 9 als Wicklungsleiter 2.1 des Windungsverbandes am Windungsauszendurchmesser 8.1 an. Durch die Anordnung der Verdrillungsstelle 9 im Kuehlkanal wird erreicht, dasz der axiale Wickelraum der Wicklung 1 in der Groeszenordnung einer isolierten Wicklungsleiterbreite reduziert werden kann. Fig. 1{Verdrillungsanordnung; Transformatoren; Drosselspulen; Scheibenwicklungen; Kuehlkanal; Gesamtwindungszahl; Windungsverband; Wicklungsleiterlagenwechsel; Verdrillungsstelle; Wicklungsleiterbreite}The invention relates to an arrangement for twisting winding conductors in particular for transformers or inductors for the production of windings consisting of disk-like coils. According to the invention, the winding conductors 2, which are combined into a winding assembly and wound continuously, are wound; 3; 4 and 5 approximately in the middle of the total number of turns of the winding 1 in the cooling duct between Windungsinnenendurchmesser 8 and Spulenkoerperauszendurchmesser 10 guided such that a winding conductor layer change in the form of a twist point 9 is formed. In this case, the winding conductor 2 arriving at the winding inner diameter 8 rests after the twisting point 9 as the winding conductor 2.1 of the winding assembly on the winding outside diameter 8.1. The arrangement of the twisting point 9 in the cooling channel ensures that the axial winding space of the winding 1 in the order of magnitude of an insulated winding conductor width can be reduced. Fig. 1 {twisting arrangement; transformers; Inductors; Disc windings; Kuehlkanal; Total number of turns; Windungsverband; Winding conductor layer change; Verdrillungsstelle; Winding conductor width}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungenFor this 1 page drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verdrillung von Wicklungsleitern, insbesondere für die Herstellung von Transformatoren oder Drosselspuren, die aus scheibenförmigen Spulen mit großem Gesamtwickelquerschnitt bestehen.The invention relates to an arrangement for twisting winding conductors, in particular for the production of transformers or throttle tracks, which consist of disc-shaped coils with a large overall winding cross-section.

Characteristic of the known state of the art

Bei Wicklungen von Transformatoren ist es eine bekannte Tatsache, daß in Abhängigkeit von deren DurchmesserIn windings of transformers, it is a known fact that, depending on their diameter

unterschiedliche Streufluß· und/oder Widerstandsanteile entstehen. Um die dadurch bedingte ungleiche Aufteilung desdifferent leakage flux and / or resistance components arise. To the resulting unequal distribution of the

Stromes auf die Einzelquerschnitte und die damit verbundene Erhöhung der Stromwärmeverluste zu vermeiden, werden die parallelgeschalteten Wicklungsleiter so angeordnet, daß ihre über die Wicklungslänge gemittelten Durchmesser und damit auch die zugehörigen Streufluß- und/oder Widerstandsanteile etwa gleich sind.To avoid electricity to the individual cross-sections and the associated increase in the current heat losses, the parallel-connected winding conductors are arranged so that their averaged over the winding length diameter and thus the associated leakage flux and / or resistance components are approximately equal.

Bei dieser Anordnung, auch Verdrillung genannt, werden zur Erreichung des erforderlichen Wicklungsleiterlagenwechsels in der axialen Mitte einer Spule die parallel geschalteten Wicklungsleiter in die benachbarte Wicklungsebene derart überführt, daßIn this arrangement, also called twisting, to achieve the required winding conductor layer change in the axial center of a coil, the parallel-connected winding conductors are transferred to the adjacent winding plane such that

einzelne Wicklungsleiter nebeneinander zum äußeren bzw. inneren Wicklungsumfang geführt und in gleicher Reihenfolge in die benachbarte Wickiungsebene ausgekröpft und dort wiederum in gleicher Reihenfolge an den inneren oder äußerenindividual winding conductors side by side led to the outer or inner winding circumference and cranked in the same order in the adjacent Wickiungsebene and there again in the same order to the inner or outer

Wicklungsumfang geführt sind. An den Verdrillungsstellen entsteht dadurch eine axiale Windungslücke, die mindestens dieWicklungsumfang are guided. This creates an axial winding gap at the twisting points, which at least the

axiale Abmessung eines Wicklungsleiters einnimmt und sich über den ganzen Umfang der Wicklung erstreckt. Aus diesemaxial dimension of a winding conductor occupies and extends over the entire circumference of the winding. For this

Grund tritt bei der beschriebenen VerdrillungsoMnung u. a. eine Erzeugung hoher Feldstärken an den Rändern der axialenReason occurs in the described VerdrillungsoMnung u. a. a generation of high field strengths at the edges of the axial

Wicklungslücken auf, wodurch die geforderte Isolationsfestigkeit im Verlaufe des Betriebes eines Transformators herabgesetztWinding gaps, thereby reducing the required insulation resistance in the course of operation of a transformer

In der DD-PS 216567 ist eine Verdrillungsanordnung beschrieben, bei der die Wicklungsleiterführung in der Weise erfolgt, daß sich am Innen-und Außendurchmesser der Wicklung in jeder Windungsebene grundsätzlich ein Wicklungsleiter zur Vermeidung feldstärkemäßig ungünstiger axialer Wicklungslücken befindet.In DD-PS 216567 a Verdrillungsanordnung is described, in which the winding conductor guide is carried out in such a way that is basically a winding conductor to avoid field strength moderate unfavorable axial winding gaps on the inner and outer diameter of the winding in each winding plane.

Eine, nur für Lagenwicklungen anwendbare Anordnung für die Leiterverdrillung vermeidet elektrische WicklungslückenAn arrangement for conductor twisting applicable only to layer windings avoids electrical winding gaps

dadurch, daß eine Verdrillungsstelle in jeden Wicklungsleiter durch Löten eingesetzt ist.in that a twisting point is inserted into each winding conductor by soldering.

Allen vorstehenden Verdrillungsanordnungen ist der Nachteil zu eigen, daß ein zusätzlicher Wickelraum in der Größenordnung von mindestens einer isolierten Wicklungsleiterbreite benötigt wird.All the above twisting arrangements have the disadvantage that an additional winding space of the order of at least one insulated winding conductor width is required.

Nach der DE-OS 2732181 ist bei Scheibenspulen weiterhin bekannt, die einzelnen parallelen Leiter in jeder Scheibe um jeweils einen Draht versetzt zu verdrillen.According to DE-OS 2732181 is further known in disk coils to twist the individual parallel conductors in each disk by one wire at a time.

Hier, wie auch bei der allgemein bekannten Art des verstürzten Wickeins von Scheibenspulen ergibt sich auf Grund desHere, as well as in the well-known type of the staggered winding of disk coils results from the

Platzbedarfs des Überganges, besonders bei einer großen Anzahl von Drähten eine Verminderung der Anzahl der Windungen oder Drähte pro Scheibe und somit des Füllfaktors im Fensterquerschnitt.Space requirement of the transition, especially in a large number of wires, a reduction in the number of turns or wires per disc and thus the filling factor in the window cross-section.

Da nun die im Laufe der Gesamtwicklung auf Grund dessen verlorenen Windungen oder Drähte am Ende der Gesamtwicklung aufgebracht werden, müssen die Kernabmessungen, vorzugsweise die Schenkellänge, vergrößert werden. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird bei Scheibenwicklungen mit sehr großem Gesamtwicklungsquerschnitt dieser nicht durch Einzeldrähte,Since now in the course of the total winding due to its lost turns or wires are applied at the end of the overall winding, the core dimensions, preferably the leg length must be increased. In order to avoid this disadvantage, in the case of disk windings with a very large overall winding cross-section, this is not caused by individual wires,

sondern durch eine Blechausführung realisiert, d.h. jede Windung wird durch einen mit der durch den erforderlichenbut realized by a sheet metal design, i. each turn is made by one with the required by the

Wicklungsgesamtquerschnitt bestimmten axialen Dicke und radialen Breite versehen, offenen Blechring in runder oder eckiger Form gebildet, dessen Enden mit der darüber und/oder darunter liegenden nächsten Scheibe geschaltet bzw. zu den Ableitungen geführt sind.Wicklungsgesamtquerschnitt certain axial thickness and radial width provided, formed open sheet metal ring in a round or square shape, whose ends are connected to the above and / or underlying next disc or guided to the derivatives.

Die Nachteile ύυϊ so gefertigten Windungsscheibe ergeben sich aus der sehr materialintensiven und aufwendigan technologischen Fertigung - unter anderem muß neben dem Bereich zur Herstellung von gewickelten Scheiben eine zweite Fertigungslinie für die Herstellung von Blechscheiben errichtet werden - und aus den auf Grund des nicht unterteilten Wicklungsquerschnittes auftretenden größeren Wirbelstromverlusten verbunden mit der ungleichen Verteilung der Stromdichte.The disadvantages of the so-produced winding disc arise from the very material-intensive and aufwendigan technological production - among other things, a second production line for the production of sheet metal discs must be built in addition to the area for the production of wound discs - and from occurring due to the undivided winding cross section larger Eddy current losses associated with the uneven distribution of the current density.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, über eine Materialeinsparung das Leistungs-/Masseverhältnis von Transformatoren und Drosselspulen zu erhöhen bei gleichzeitiger Senkung der Herstellungskosten.The aim of the invention is to increase the power / mass ratio of transformers and inductors while saving on the cost of a material savings.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine aus scheibenartigen Spulen bestehende Wicklung mit einer großen Anzahl parallel geschalteter und radial übereinandergeführter Wicklungsleiter zu schaffen, die eine Reduzierung des axialen Wickelraumes ermöglicht.The invention has for its object to provide a disk-like coils existing winding with a large number of parallel connected and radially übereinandergeführter winding conductor, which allows a reduction of the axial winding space.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die fortlaufend parallel nebeneinander liegenden und radial geführten Wic'idungsleiter zu einem Windungsverband zusammengefaßt Sind und daß ca. in der Mitte der Wicklung, die auch der Mitte der gesamt aufzubringenden Windungen dieser Wicklung entspricht, im Kühlkanal zwischen Windungsinnendurchmesser und Spulenkörperaußendurchmesser eine Verdrillungsstelle angeordnet ist. Die Verdriilungsstelle ist dabei derart ausgebildet, daß die fortlaufend gewickelten Wicklungsleiter aus dem Wickelbereich in den Kühlkanal hineingeführt, dort parallel nebeneinanderliegend zur Wickelachse gebogen und anschließend spiegelsymmetrisch aus dem Kühlkanal in den Windungsbereich zurückgeführt und fortlaufend in Wickelrichtung aufgewickelt sind. Dadurch entsteht ein Wicklungsleiterlagenwechsel der einzelnen Wicklungsleiter des Windungsverbandes derart, daß der am Windungsinnendurchmesser anliegende Wicklungsleiter nach der Verdrillungsstelle am Windungsaußendurchmesser anliegt und damit die Wicklungsleiter von innen nach außen bzw. außen nach innen in ihrer Lage gewechselt sindAccording to the invention the object is achieved in that the continuously parallel juxtaposed and radially guided Wic'idungsleiter are combined into a Windungsverband and that approximately in the middle of the winding, which also corresponds to the center of the total applied windings of this winding in the cooling channel between Windungsinnendurchmesser and bobbin outer diameter a twisting point is arranged. The Verdriilungsstelle is designed such that the continuously wound winding conductor led out of the winding area in the cooling channel, there bent parallel next to the winding axis and then mirror symmetrically returned from the cooling channel in the winding area and wound continuously in the winding direction. This results in a winding conductor layer change of the individual winding conductor of Windungsverbandes such that the voltage applied to Windungsinnendurchmesser winding conductor rests after the twisting on Windungsaußendurchmesser and thus the winding conductors are changed from inside to outside or outside to inside in their position

Durch die erfindungsgemäße Verdrillungsanordnung, die im Kühlkanal ausgebildet ist, wird der axiale Wickelraum der Wicklung in der Größenordnung mindestens einer axialen isolierten Wicklungsleiterbreite reduziert, wodurch sich die Schonkellänge des Eisenkerns verkürzt und der gesamte umbaute Raum einer Spule verkleinert werden kann. Da die Verdrillungsstelle in der ungefähren Mitte der Gesamtwindungszahl der Wicklung ausgebildet ist, werden die Längenunterschiede ausgeglichen, die durch das fortlaufende parallele und radial übereinanderliegende Wickeln verursacht werden. Vor und nach der Verdrillungsstelle treten keine axialen Wicklungslücken auf, die zusätzliche Maßnahmen₍wie z. B. Füllstücke oder Fülleiter zur Unterdrückung der an den Rändern entstehenden hohen Feldstärken notwendig machen, so daß die isolationstechnischen Anforderungen an die Wicklungsisolation erreicht werden.By means of the twisting arrangement according to the invention, which is formed in the cooling channel, the axial winding space of the winding is reduced in the order of at least one axial insulated winding conductor width, whereby the gentle length of the iron core can be shortened and the entire enclosed space of a coil can be reduced. Since the twisting point is formed in the approximate center of the total winding number of the winding, the length differences caused by the continuous parallel and radially superimposed winding are balanced. There are no axial winding gaps before and after the twisting point, which necessitate additional measures ₍ such as, for example, filler pieces or filler leads for suppressing the high field strengths arising at the edges, so that the isolation-related requirements for the winding insulation are achieved.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Fig. 1: zeigt eine Schnittdarstellung durch die Mitte einer senkrecht stehenden Röhrenspuia, auf die eine Wicklung 11 shows a sectional view through the center of a vertical tube spume, to which a winding. 1

(Linkswicklung) aufgebracht ist; Fig. 2: zeigt eine Verdrillungsstelle 9 als Einzelheitsdarstellung aus der Fig. 1.(Left-hand winding) is applied; FIG. 2: shows a twisting point 9 as a detail illustration from FIG. 1.

Die in der Figur 1 dargestellte Wicklung 1 besteht aus vier parallel geschatteten radial übereinanderliegenden und in Wickelrichtung 6 gewickelten Wicklungsleitern 2; 3; 4 und 5, die zu einem Windungsverband zusammengefaßt sind. In ca. der Mitte der Gesamtwindungszahl der Wicklung 1 sind die Wicklungsleiter 2; 3; 4 und 5 aus dem Windungsbereich herausgeführt und um 90°zur Wickelachse in den Kühlkanal zwischen Windungsinnendurchmesser 8 und Spulenkörperaußendurchmesser 10 hineingeführt. Dort sind die Wicklungsleiter 2; 3; 4 und 5 parallel nebeneinanderliegend und um weitere 90° parallel zur Wickelachse 7 gebogen und unterhalb des Windungsinnendurchmessers 8 durchgeführt. Aus dem Kühlkanal sind die Wicklungsleiter 2; 3; 4 und 5 spiegelsymmetrisch in den Windungsbereich als Wicklungsleiter 2.1; 3.1; 4.1 und 5.1 zurückgeführt und fortlaufend in Wickelrichtung 6 gewickelt.The winding 1 shown in Figure 1 consists of four parallel shaded radially superimposed and wound in the winding direction 6 winding conductors 2; 3; 4 and 5, which are combined into a Windungsverband. In approximately the middle of the total number of turns of the winding 1, the winding conductors 2; 3; 4 and 5 led out of the winding area and guided by 90 ° to the winding axis in the cooling channel between Windungsinnendurchmesser 8 and bobbin outer diameter 10. There are the winding conductor 2; 3; 4 and 5 parallel to each other and bent by another 90 ° parallel to the winding axis 7 and performed below the Windungsinnendurchmessers 8. From the cooling channel, the winding conductors 2; 3; 4 and 5 mirror-symmetrically in the winding area as a winding conductor 2.1; 3.1; 4.1 and 5.1 returned and continuously wound in the winding direction 6.

Durch die Biegung der Wicklungsleiter 2; 3; 4; Q bzw. 2.1; 3.1; 4.1; 5.1 in und aus dem Kühlkanal entsteht ein zyklischer Wicklungsleiterlagenwechsel in Form einer Verdrillungsstelle 9. Dieser zyklische Wicklungsleiterlagenwechsel soll anhand der Figur 2 nochmals verdeutlicht werden. Dabei befindet sich der am Windungsaußendurchmesser 8, nach Figur 1, anliegende Wicklungsleiter 2 nach der Verdrillungsstelle 9 am Windungsaußendurchmesser 8.1, Figur 1By the bending of the winding conductor 2; 3; 4; Q or 2.1; 3.1; 4.1; 5.1 in and out of the cooling channel creates a cyclic winding conductor layer change in the form of a twist point 9. This cyclic winding conductor layer change is to be illustrated again with reference to FIG 2. In this case, the winding conductor 2 adjacent to the outer diameter 8 of the winding, according to FIG. 1, is located after the twisting point 9 on the outside diameter of the winding 8.1, FIG

Dieser zyklische Wicklungsleiterlagenwechsel von innen nach außen bzw. außen nach innen ist analog mit den Wicklungsleitern 3; 4 und 5 bzw. 3.1; 4.1 und 5.1 vorgenommen. Bei zwei- oder mehrgängigen aus scheibenartigen Spulen bestehenden Wicklungen ist die Verdrillungsstelle 9 über den Bereich der zwei- oder mehrgängig angeordneten Wicklungsleiter ausgedehnt. Es kann auch vorteilhaft sein, die Verdrillungsstelle 9 außerhalb des eigentlichen Wicklungsumfanges anzuordnen, z.B. bei Drosselspulen. This cyclic winding conductor layer change from inside to outside or outside to inside is analogous to the winding conductors 3; 4 and 5 or 3.1; 4.1 and 5.1 made. In the case of two- or multi-turn windings consisting of disk-like coils, the twisting point 9 is extended over the region of the two or more continuous winding conductors. It may also be advantageous to arrange the twisting point 9 outside the actual winding circumference, e.g. in choke coils.

Claims

1. Arrangement for twisting winding conductors, in particular for transformers or
Throttle marks, din consist of disc-like coils and a large
Have total winding cross section, with two or more parallel and radial
one above the other guided winding conductors, which are combined to form a Windungsverband, characterized in that approximately center of the total number of turns of the winding (1) in the cooling channel
between Windungsinnendurchmesser (8) and bobbin outer diameter (10) a
Twisting point (9) is arranged.

2. arrangement for twisting according to claim 1, characterized in that the continuous
wound winding conductor (2; 3; 4; 5) led out of the winding area in the cooling channel, there parallel next to each other and bent to the winding axis (7) and then
mirror-symmetrically from the cooling channel in the winding area as a winding conductor (2.1, 3.1, 4.1, 5.1) returned and continuously wound in the winding direction (6), so that the am
Windungsinnenendurchmesser (8) adjacent winding conductor (2) after the twisting point (9) as a winding conductor (2.1) on Windungsaußendurchmesser (8.1) is applied.

3. Arrangement for twisting according to claim 1 and 2, characterized in that at two or
multi-start windings the twisting point (9) over the range of two or more arranged winding conductor is extended.