DE10148944A1 - Elektrische Wicklungsanordnung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Wicklungsanordnung (1), die einen geringen Herstellungsaufwand erfordert. Die elektrische Wicklungsanordnung (1) ist zumindest mit zwei selbsttragenden, elektrischen Wicklungen (2, 3, 22, 23), die nebeneinander angeordnet sind, ausgebildet. Die elektrischen Wicklungen (2, 3, 22, 23) sind mit zumindest einem Abstützteil (10, 33) gemeinsam stirnseitig gegen eine Halteanordnung (9, 30, 30A, 29, 29A) abgestützt.

Description

• Die Erfindung betrifft eine elektrische Wicklungsanordnung wie sie beispielsweise bei einem aus der Broschüre "GEAFOL- Gießharztransformatoren - Spitzentechnik aus einem Guss", Bestell - Nr. E50001 - U413 - A13, der Trafo Union bekannten Transformator vorgesehen ist. Der bekannte Transformator ist dreiphasig ausgebildet und weist drei Wicklungen auf, die nebeneinander angeordnet sind und jeweils einen Kernschenkel eines dreischenkligen Kerns des Transformators umgeben. Die Wicklungen sind jeweils für sich an jeder ihrer Stirnseiten mit jeweils vier Abstützteilen gegen ein eine Haltevorrichtung bildendes Rahmengestell abgestützt, das mit die Kernschenkel zu einem dreischenkligen Kern verbindenden Kernjochen verbunden ist. An jedem Abstützteil liegt ein mit einem federnden Werkstoff ausgebildetes Zwischenelement an, das auch anderseits stirnseitig an der Wicklung anliegt, also eine federnde Zwischenlage zwischen dem Abstützelement und der Stirnseite der Wicklung bildet.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektrische Wicklungsanordnung anzugeben, die demgegenüber einen geringen Herstellungsaufwand erfordert.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einer elektrischen Wicklungsanordnung mit zumindest zwei selbsttragenden, elektrischen Wicklungen, die nebeneinander angeordnet sind und mit zumindest einem Abstützteil gemeinsam stirnseitig gegen eine Halteanordnung abgestützt sind.
• Bei der erfindungsgemäßen Wicklungsanordnung ist zur Abstützung der zwei am gleichen Ende liegenden Stirnseiten zweier benachbarter Wicklungen lediglich das zumindest eine Abstützteil erforderlich. Die erfindungsgemäße elektrische Wicklungsanordnung erfordert daher einen vergleichsweise geringen Aufwand an Abstützteilen.
• Zur Abstützung der am jeweiligen einen Ende liegenden Stirnseiten der beiden nebeneinander angeordneten Wicklungen ist das eine Abstützteil an sich völlig ausreichend. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind dazu jedoch zwei Abstützteile vorgesehen, die sich in symmetrischer Anordnung über der Stirnseiten der Wicklungen erstrecken. Auch bei dieser Anordnung sind im Vergleich zum Stand der Technik Abstützteile eingespart; durch das Vorsehen von zwei gemeinsamen Abstützteilen und ihre symmetrische Anordnung ist eine besonders gute Abstützung der Wicklungen gegen die Halteanordnung bei einer hohen Sicherheit gegen ein Verrutschen der Wicklungen erreicht.
• Die elektrische Wicklungsanordnung kann in ihrer Betriebslage ihre Wicklungen entweder liegend oder stehend Wicklungen aufweisen. Vorzugsweise ist bei stehend angeordneten Wicklungen vorgesehen, dass zumindest ein Abstützteil an den unteren Stirnseiten der Wicklungen anliegt.
• Bevorzugt weist das Abstützteil der erfindungsgemäßen Wicklungsanordnung zumindest ein Arretierelement auf, das zwischen die beiden Wicklungen greift.
• Mit dem Arretierelement ist eine besonders gute Arretierung der Wicklungen erreicht, so dass ein Verrutschen der Wicklungen aus ihren Positionen weitgehend vermieden ist.
• Das Arretierelement kann beispielsweise dadurch gebildet sein, dass das Abstützteil zwei Ausnehmungen aufweist, in die jeweils eine Wicklung stirnseitig eingreift, wobei das Material des Abstützteiles, nach der Ausbildung der Ausnehmungen zwischen diesen als Arretierelement "stehen geblieben" ist. Besonders bevorzugt ist das Arretierelement jedoch von einem Vorsprung des Abstützteils gebildet. Ein solcher Vorsprung ist einfach zu fertigen und daher besonders kostengünstig herstellbar.
• Das Arretierelement kann einstückig mit dem Abstützteil verbunden sein, auch als am Abstützteil befestigtes Einzelteil ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Arretierelement von einem in das Abstützteil eingesetzten Bolzen, eine in das Abstützteil gedrehte und aus diesem herausragende Schraube oder von einer in eine entsprechende Vertiefung im Abstützteil eingesetzte Platte gebildet sein. Vorzugsweise ist das Arretierelement von einem Schenkel eines mit dem Abstützteil verbundenen Winkels gebildet. Dies ist eine besonders einfache Ausführung des Arretierelements, wobei der Winkel mit seinem anderen Schenkel mit dem Abstützteil, beispielsweise durch Verschrauben, verbunden sein kann.
• In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht das Abstützteil aus unelastischem Werkstoff und liegt über ein Zwischenelement aus federndem Werkstoff an den Stirnseiten an. Das Zwischenelement bildet eine Art Zwischenlage zwischen dem Abstützteil und der Stirnseite. Es nimmt vorteilhaft im Betrieb der Wicklungsanordnung aufgrund von unterschiedlichen Wärmedehnungen der Wicklungen und der diese umgebenden Teile entstehenden Längenänderungen auf, um eine sichere Abstützung der Abwicklungen zu gewährleisten.
• In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die beiden Wicklungen über insgesamt vier Abstützteile abgestützt, wobei jeweils zwei der Abstützteile am jeweiligen einen Ende der Wicklungen und die beiden verbleibenden Abstützteile am jeweiligen anderen Ende der Wicklungen vorgesehen sind.
• Mit dieser Wicklungsanordnung ist eine stabile Positionierung der Wicklungen durch deren besonders sichere Abstützung gegen die Halteanordnung gegeben.
• Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert.
• In den Figuren sind dabei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
• In Fig. 1 ist ein Transformator 1 mit zwei nebeneinander angeordneten stehenden und selbsttragenden Wicklungen 2 und 3 in einer Seitenansicht dargestellt.
• Jede der Wicklungen 2 und 3 umgibt einen jeweiligen Kernschenkel 4 bzw. 5, die über Kernjoche 6 bzw. 7 zu einem geschlossenen Transformatorkern 8 verbunden sind.
• Der Transformatorkern 8 bildet mit seinen Jochen 6 und 7 eine Halteanordnung für die Wicklungen 2 und 3. Zur Halterung der Wicklungen 2 und 3 bzw. zu deren Abstützung sind zwei Abstützelemente 9 und 10 vorgesehen. Die Abstützelemente 9 und 10 liegen jeweils einerseits an einem der Kernjoche 6 bzw. 7 und andererseits an den Stirnseiten 11 und 12 bzw. 13 und 14 der Wicklungen 2 bzw. 3 an.
• In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Transformator 1 dargestellt. Deutlich zu erkennen ist das Abstützelement 10, dass von oben betrachtet unter dem Kernjoch 7 des Transformatorkerns 8 und auf den Stirnseiten 13 und 14 der Wicklungen 2 und 3 liegt.
• Das Abstützelement 10 ist breiter als das Kernjoch 7; der unter dem Kernjoch 7 liegende Teil des Abstützteils 10 ist mit gestrichelten Linien 15 bzw. 16 angedeutet. Das Abstützteil 9, an dem die unteren Stirnseiten 11 und 12 in den Wicklungen 2 und 3 abgestützt sind, ist entsprechend zu dem Abstützteil 10 ausgebildet.
• Deutlich zu erkennen ist, dass zur Abstützung der beiden Wicklungen 2 und 3 an ihren Stirnseiten 13 bzw. 14 das eine Abstützelement 10 völlig ausreichend ist.
• In Fig. 3 ist ein weiterer Transformator 17 dargestellt, der nebeneinander stehend zwei Wicklungskombinationen 18 und 19 mit jeweils einer Unterspannungswicklung 20 bzw. 21 aufweist, die von jeweils einer Oberspannungswicklung 22 bzw. 23 koaxial umgeben ist. Die Wicklungen 20 bis 23 sind in einer Schnittdarstellung gezeigt, wohingegen die übrigen Bauteile ungeschnitten in einer Seitenansicht zu sehen sind. Jede der Wicklungskombinationen 18 und 19 umgibt koaxial jeweils einen Kernschenkel 24 bzw. 25, die über Kernjoche 26 und 27 zu einem geschlossenen Transformatorkern 28 verbunden sind. An den Kernjochen 26 bzw. 27 sind jeweils zwei Rahmenträger 29 und 29A bzw. 30 und 30A durch verschrauben an dem jeweiligen Kernjoch 26 bzw. 27 befestigt, wobei aufgrund der Seitenansicht jeweils nur die Rahmenträger 29 bzw. 30 zu sehen sind.
• Die Unterspannungswicklungen 20 und 21 liegen eng an ihrem Kernschenkel 24 bzw. 25 an und sind allein aufgrund der dadurch zwischen ihnen und dem Kernschenkel 24 bzw. 25 ausgeübten Reibungskräften in ihrer Position gehalten. Zur Halterung der Oberspannungswicklung 22 bzw. 23 sind diese an ihrer jeweiligen oberen Stirnseite 31 bzw. 32 mit 2 Abstützteilen 33 und 34 - wovon aufgrund der Seitenansicht nur das Abstützteil 33 sichtbar ist - und an ihren unteren Stirnseiten 35 bzw. 36 über zwei Abstützelemente 37 und 38 - wovon aufgrund der Seitenansicht nur das Abstützelement 37 sichtbar ist - abgestützt. Die Oberspannungswicklungen 22 und 23 sind dazu selbsttragend ausgeführt. Das Abstützteil 33 - und entsprechend auch das Abstützteil 34 - besteht aus einem unelastischen Werkstoff.
• Zwischen den Stirnseiten 31 und 32 der Wicklungen 22 und 23 und dem Abstützteil 33 bzw. 34 ist ein Zwischenelement 39 bzw. 40 (nicht sichtbar) aus einem federnden Werkstoff vorgesehen. Das Zwischenelement 39 dient der federnden Abstützung der Stirnseiten 31 und 32. Das Abstützteil 37 - und entsprechend das Abstützteil 38 - weist zwei Zwischenelemente 41 und 42 auf, die ebenfalls aus einem federnden Werkstoff gebildet sind.
• Über die Zwischenelemente 41 und 42 sind die Stirnseiten 35 und 36 der Wicklungen 22 und 23 federnd gegen das Abstützteil 37, das ebenfalls aus einem unelastischen Werkstoff ausgebildet ist, abgestützt. Das Abstützteil 37 weist darüber hinaus ein Arretierelement 43 auf, das zwischen die beiden Wicklungen 22 und 23 greift. Die Wicklungen 22 und 23 liegen hier jeweils am Arretierelement 43 an. Dadurch sind die Wicklungen 22 und 23 in ihrer Position besonders gut fixiert. Bei der in der Fig. 3 gezeigten stehenden Anordnung der Wicklungen 22 und 23 werden auf die Wicklungen 22 und 23 Kräfte ausgeübt, die ein "nach innen Rutschen" der unteren Enden 46 bzw. 47 - also aufeinander zu - bewirken können. Durch das Arretierelement 43 ist allerdings ein solches "nach innen Rutschen" der Enden 46 bzw. 47 vermieden, da es einen Anschlag für die Wicklungen 22 und 23 bildet.
• Ein "nach außen Kippen" der Enden 44 bzw. 45 aufgrund der auf die stehenden Wicklungen 22 und 23 ausgeübten Kräfte ist allein mit den Abstützteilen 33 und 34 weitgehend vermieden.
• Zur Sicherheit kann jedoch zusätzlich zwischen der Unterspannungswicklung 20 und der Oberspannungswicklung 22 am oberen Ende 44 und im Bereich innerhalb des Fensters 48 des Kerns 28 ein Abstandselement 49 vorgesehen sein, mit dem die Wicklung 22 gegen die Wicklung 20 abgestützt ist.
• Ein zum Abstandselement 49 entsprechendes Abstandselement 50 kann dann auch entsprechend zwischen den Wicklungen 21 und 23 vorgesehen sein. Es ist auch möglich, dass das Abstützteil 33 - und entsprechend auch das Abstützteil 34 - an seinen Enden jeweils ein Greifelement aufweist, mit dem es zwischen die Wicklungen 20 und 22 bzw. zwischen die Wicklungen 21 und 23 greift, also die Wicklungen 22 und 23 an den oberen Enden 44 und 45 "zusammenhält".
• In Fig. 4 ist eine Draufsicht auf den Transformator 17 gemäß Fig. 3 dargestellt.
• Deutlich zu erkennen ist, dass die Abstützteile 33 und 34 in einer symmetrischen Anordnung über die Stirnseiten 31 und 32 erstrecken. Die Abstützteile 33 und 34 liegen dabei symmetrisch zur gedachten, gestrichelt dargestellten Verbindungslinie 64, die die Mittelachsen 65, 66 der Wicklungen 20, 22 und 21, 23 verbindet. Außerdem ist deutlich zu sehen, dass die Abstützteile 33 und 34 nach oben hin gegen den Rahmenträger 30 bzw. 30A abgestützt sind und nach unten jeweils an der Stirnseite 31 bzw. 32 der Wicklung 22 bzw. 23 anliegen.
• Selbstverständlich können auch die Abstützelemente 33 und 34 entsprechend den Abstützelementen 37 und 38 mit einem zum Arretierelement 43 entsprechenden Arretierelement ausgebildet sein.
• In Fig. 5 ist ein dem Abstützelement 37 entsprechendes Abstützelement 51 in einer modifizierten Ausführung gezeigt.
• Hier ist mit einem Schenkel 52 eines Winkels 53 ein Arretierelement 52A gebildet. Der Winkel 53 ist beispielsweise durch Verschrauben mit dem einem Ende 54 des Abstützteils 51 verbunden. Zusätzlich ist am anderen Ende 55 des Abstützteils 51 ein weiterer Winkel 56 vorgesehen, dessen einer Schenkel 57 ein weiteres Arretierelement 57A bildet.
• Auf dem Schenkeln 53 und 56 ist jeweils ein Zwischenelement 58 und 59 aus einem federnden Werkstoff, beispielsweise einem Elastomer vorgesehen. An den Zwischenelementen 58 und 59 liegen bei eingebautem Abstützteil 51 die Stirnseiten der Wicklungen an.
• In Fig. 6 ist ein weiteres dem Abstützteil 37 entsprechendes Abstützteil 60 in einer weiteren Modifikation dargestellt. Als Arretierelement 51A ist hier ein in das Abstützteil 60 eingesetzter Bolzen 61 vorgesehen.
• Zusätzlich ist ein weiteres, hier ebenfalls als Bolzen 62 ausgeführtes Arretierelement 62A vorgesehen sein.
• Ebenfalls ist hier ein Zwischenelement 63 vorgesehen, was sich über die gesamt Länge des Abstützteils 60 erstreckt; in dem Zwischenelement 63 sind nicht näher dargestellte Aussparrungen oder Öffnungen vorgesehen, durch die die Bolzen 61 und 62 durchgreifen. Das Zwischenelement kann auch in mehrere Teile geteilt ausgebildet sein, und die Bolzen können dann durch zwischen den Teilen verbliebenen Spalten durchragen.
• Als unelastische Werkstoffe können beispielsweise Hartpapier, Grobglasgewebe, Duroplast oder Holz verwendet werden. Als elastische Werkstoffe sind beispielsweise Elastomere oder auch Neopren geeignet.
• Die selbsttragenden Wicklungen 2, 3, 22 und 23 und auch die Wicklungen 20 und 21 können als Gießharz vergossene Wicklungen ausgeführt sein.

Claims (8)

1. Elektrische Wicklungsanordnung mit zumindest zwei selbsttragenden, elektrischen Wicklungen (2, 3, 22, 23), die nebeneinander angeordnet sind und mit zumindest einem Abstützteil (10, 33) gemeinsam stirnseitig gegen eine Halteanordnung (8, 30, 30A, 29, 29A) abgestützt sind.

2. Elektrische Wicklungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei zwei Abstützteilen (33, 34) sich diese in symmetrischer Anordnung über die Stirnseiten (31, 32) der Wicklungen (22, 23) erstrecken.

3. Elektrische Wicklungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei stehend angeordneten Wicklungen (2, 3, 22, 23) zumindest ein Abstützteil (9, 37) an den unteren Stirnseiten (35, 36) der Wicklungen anliegt.

4. Elektrische Wicklungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützteil (37) zumindest ein Arretierelement (43) aufweist, das zwischen die beiden Wicklungen (22, 23) greift.

5. Elektrische Wicklungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierelement (43) von einem Vorsprung des Abstützteils (37) gebildet ist.

6. Elektrische Wicklungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Arretierelement (57A, 52A) von einem Schenkel (57, 52) eines mit dem Abstützteil (51) verbundenen Winkels (53, 56) gebildet ist.

7. Elektrische Wicklungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Abstützteil (33, 34, 37) aus unelastischem Werkstoff besteht und über ein Zwischenelement (39, 40, 41, 42) aus federndem Werkstoff an den Stirnseiten (35, 36) anliegt.

8. Elektrische Wicklungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wicklungen (22, 23) über insgesamt vier Abstützteile (33, 34, 37, 38) abgestützt sind, wobei jeweils zwei der Abstützteile (33, 34) am jeweiligen einen Ende (44, 45) der Wicklungen (22, 23) und die beiden verbleibenden Abstützteile (37, 38) am jeweiligen anderen Ende der Wicklungen (22, 23) vorgesehen sind.