DE102007026042A1

DE102007026042A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Ringkerntransformators

Info

Publication number: DE102007026042A1
Application number: DE200710026042
Authority: DE
Inventors: Rudolf Schutzeichel; Christian GRÜTTNER; Benjamin Weber
Original assignee: ABB AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2007-06-04
Filing date: 2007-06-04
Publication date: 2008-12-11
Also published as: WO2008148498A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Ringkerntransformators, mit einem aus wenigstens einem Leiterband gebildeten Ringkern und mit wenigstens einem ringartigen Wicklungsmodul, durch dessen Innenraum der Ringkern hindurchgeführt ist. Das wenigstens eine Wicklungsmodul wird auf einer Führungsvorrichtung (10) aufgestellt. Das Leiterband wird mittels einer Vorschubeinrichtung (27a, 27b; 21a, 21b...) durch den Innenraum des Wicklungsmoduls zur Bildung des Ringkerns hindurchgeschoben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Ringkerntransformators gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 5.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der WO 95/12 887 bekannt geworden. Das Verfahren und die Vorrichtung dienen dazu, Ringkerntransformatoren mit hohen Leistungen, zum Beispiel im MVA-Bereich insbesondere für Energieverteilungsnetze herzustellen, da sich die wesentlich geringeren Verluste und weitere bekannte Vorteile ganz besonders vorteilhaft auswirken und damit ein hoher volkswirtschaftlicher Nutzen vorhanden ist.
Der in der WO 95/12 887 beschriebene Ringkern ist aufs Band gewickelt und dem Ringkern ist eine Führung mit umlaufenden Wickelrollen zugeordnet, auf denen sich eine Wicklung aus Blechbandleitern beziehungsweise eine Wicklung aus Isoliermaterial befindet. Die Führung besitzt hierbei eine Trennstelle, damit sie aufgeklappt und um den betreffenden Schenkel des Ringkerns herumgelegt werden kann. Beim Umlauf der Wickelrollen in der Führung wickeln sich das Blechbandmaterial und das Isoliermaterial ab, so dass auf diese Weise die Wicklungssegmente hergestellt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Herstellung eines Ringkernwandlers oder -transformators vereinfacht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß also soll das wenigstens eine Wicklungsmodul auf einer Führungsvorrichtung aufgestellt werden; danach wird das Kernblech mittels einer Vorschubeinrichtung durch den Innenraum des Wicklungsmoduls zur Bildung eines Ringes hindurchgeschoben.
Wenn mehrere Wicklungsmodule vorgesehen werden, werden die Wicklungsmodule einen ungefähren Kreis bildend auf die Führungsvorrichtung aufgestellt, wobei die Umfangsabstände der Wicklungsabstände gleich oder ungleich sein können.
Bei einer besonderen Herstellungsmethode können die Wicklungsmodule dicht nebeneinander auf dem Kreissegment aufgestellt werden; nach Beendigung der Herstellung des Ringkernes werden die Wicklungsmodule wieder verschoben, so dass sie etwa gleichmäßig am Umfang des Ringkerns verteilt sind. Der Kreis beziehungsweise das Kreissegment besitzt einen Durchmesser beziehungsweise Radius der dem Durchmesser beziehungsweise Radius des Ringkerns entspricht.
Die Vorrichtung mit der das Verfahren durchgeführt werden kann, besitzt zwischen den einzelnen Wicklungsmodulen liegende Rollen, auf denen das Blechbandmaterial aufgelegt wird und mit welchen das Blechbandmaterial nach Erzeugung mehrerer Lagen getragen wird. Im Bereich dieser horizontal liegenden Rollen, deren Mittelachse etwa quer zum Verlauf des Blechbandmaterials und damit etwa zum Mittelpunkt des Kreises beziehungsweise Kreissegments hin ausgerichtet ist, sind zwischen einzelnen Wicklungsmodulen senkrecht verlaufende Doppelwalzen vorgesehen, zwischen denen das Bandmaterial hindurch läuft und durch die das Bandmaterial in Richtung Vorschub durch die Wicklungsmodule hindurch durch Reibschluss angetrieben wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen
1 eine Aufsicht auf eine Vorrichtung zur Herstellung des Ringkerns und
2 eine Seitenansicht gemäß Pfeilrichtung II der 1.
Es sei Bezug genommen auf die 1.
Auf einer Tragebene 10 (siehe 2) sind Wicklungsmodule 11, 12, 13, 14 und 15 aufgestellt, wobei die Wicklungsmodule 11 bis 15 auf einem Kreisbogen angeordnet sind, dessen Durchmesser etwa dem Durchmesser des einzufügenden Ringkerns entspricht. Bei der Ausführung gemäß 1 sind fünf Wicklungsmodule vorgesehen, die nahe beieinander derart aufgestellt sind, dass deren Mittelebene durch einen Mittelpunkt M verlaufen, der dem Mittelpunkt des Ringkerns entspricht. Die Abstände der einzelnen Wicklungsmodule in Umfangsrichtung gesehen, werden so bemessen, dass zwischen den Wicklungsmodulen 11, 12; 12, 13; 13, 14 Platz für je einen Rollenträger 16, 17, 18a, 18b und 19 vorhanden ist, deren Drehachse ebenfalls durch den Mittelpunkt M verläuft. Zwischen den beiden Wicklungsmodulen 11, 12 beziehungsweise 12 und 13 ist ein Rollenträger 16, 17 mit je einer Rolle vorgesehen, wogegen zwischen den Wicklungsmodulen 13 und 14 ein Rollenträger mit zwei Rollen 18a und 18b vorgesehen ist; die Anzahl der Rollen zwischen jeweils zwei Wicklungsträgern ist beliebig; es können eine Rolle oder auch mehr als zwei Rollen vorgesehen sein. Wesentlich ist, dass die Rollen 16 bis 19 das Gewicht des fertigen Ringkerns tragen können.
Zwischen den Mittelebenen der Wicklungsmodule 11 und 15 ist ein Winkel a gebildet, der größer als 180° ist. Dieser Winkel ergibt sich aus der Art wie die Wicklungsmodule aufgestellt sind, und aus der Anzahl. Es ist hier rein zufällig so gezeichnet.
Zwischen den Wicklungsmodulen 12 und 13 beziehungsweise 14 und 15 sind senkrecht verlaufende Antriebswalzen 20a und 20b beziehungsweise 21a und 21b vorgesehen, die zum Antrieb eines Leiterbandes zur Bildung des Ringkerns dienen.
Zu Beginn der Herstellung des Ringkerns wird ein Leiterblechband 22 mit seiner vorderen, vertikalen Kante 23 in Pfeilrichtung P durch die Öffnung 24 des Wicklungsmoduls 15, durch die Öffnung 25 des Wicklungsmoduls 14 und die jeweiligen Öffnungen der Wicklungsmodule 11, 12 und 13 hindurchgefädelt, wobei das Leiterband auch zwischen die Antriebswalzen 21a, 21b; 20a und 20b eingefügt ist, wobei zusätzlich noch in dem Bereich zwischen den Wicklungsmodulen 11 und 15 zwei weitere Antriebswalzen 26a, 26b und 27a und 27b vorgesehen sind; der Umfangsabstand der einzelnen Antriebswalzenpaare 20a, 20b; 21a, 21b; 26a, 26b und 27a, 27b ist gleichmäßig am Umfang verteilt; die Drehachse der Antriebswalzenpaare verlaufen parallel zur Höhenerstreckung H des Leiterbandes 22 beziehungsweise vertikal zu der Trag- oder Aufstellebene 10, wobei der seitliche Abstand entsprechend der Dicke des Leiterbandes 22 beziehungsweise des Ringkernes variabel ist. Die beiden Antriebswalzen können dabei durch Federanordnungen oder dergleichen gegen die Breitseite des Leiterbandes 22a angedrückt werden, so dass das Leiterband 22 durch die Antriebswalzen in Pfeilrichtung P durch Reibschluss weitergeschoben wird.
Sobald die vordere Kante 23 des Leiterbandes 22 das Wicklungsmodul 11 durchquert hat, wird die Kante 23 durch die beiden Antriebswalzen 26a und 26b sowie danach durch die Antriebswalzen 27a, 27b hindurchgefädelt, was manuell erfolgen kann, da das Leiterband 22 eine geringe Dicke aufweist, sodass dessen Gewicht zumindest im Bereich hinter der Vorderkante 23 gering ist.
Sobald die Vorderkante 23 die Antriebswalzenpaare 27a, 27b durchquert hat, wird die Aufwicklung des Ringkerns automatisch verlaufen, weil die vordere Kante 23 auf der Innenseite des Leiterbandes 22 zu liegen kommt und der übrige Bereich außerhalb der inneren Wicklungslage des Leiterbandes 22 aufgewickelt wird.
Der Winkel a wird zweckmäßiger Weise so bemessen, dass das Einfädeln der vorderen Kante 23 insbesondere zwischen die Antriebswalzen 27a und 27b manuell leicht erfolgen kann. Sobald die Herstellung des Ringkernes beendet ist, können die Wicklungsmodule 11 bis 15 so einander zugeordnet werden, dass sie etwa gleichmäßig, jedenfalls sinnvoll, am Umfang verteilt sind.
Bei der Ausführung gemäß 1 sind lediglich fünf Wicklungsmodule vorgesehen; es besteht natürlich auch die Möglichkeit, eine geringere oder größere Anzahl von Wicklungsmodulen vorzusehen, die von Anfang an gleichmäßig verteilt angeordnet sein können; wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 gezeigt, sind die Umfangsabstände der Wicklungsmodule bei der Fertigung des Ringkerns gering.
Die Wicklungsmodule 11 bis 15 werden vorgefertigt und mit Einschieben des Leiterbandes 22 die gesamte Fertigung des Ringkerntransformators damit vereinfacht.
Nachzutragen ist noch, dass in dem Bereich des offenen Winkels a zwei weitere Trägerrollen 28 und 29 vorgesehen sind, von denen die 2 lediglich die Trägerrolle 29 zeigt.
Die Herstellung der Wicklungsmodule 11 bis 15 ist Stand der Technik, so dass hierzu nichts näher ausgeführt werden soll.
Die Höhe H des Leiterbandes 22 kann entsprechend dem gewünschten Kernquerschnitt gewählt werden. Es besteht dabei die Möglichkeit, Leiterbände 22 unterschiedlicher Höhe zu einem Ringkern zu verarbeiten.
Zwischen den einzelnen Wicklungsschichten des Ringkerns befindet sich Isoliermaterial, so dass die einzelnen Schichten elektrisch voneinander isoliert sind.
Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass die Zeichnung 1 die Vorrichtung nur schematisch zeigt. Über die Größe des Winkels sei nur soviel gesagt: er ist so zu bemessen, dass das manuelle Einfädeln der Vorderkante 23 des Leiterbandes 22 leicht und einfach möglich ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 95/12887 [0002, 0003]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Ringkerntransformators, mit einem aus wenigstens einem Leiterband gebildeten Ringkern und mit wenigstens einem ringartigen Wicklungsmodul, durch dessen Innenraum der Ringkern hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Wicklungsmodul auf einer Führungsvorrichtung (10) aufgestellt wird und dass das Leiterband mittels einer Vorschubeinrichtung (27a, 27b; 21a, 21b...) durch den Innenraum des Wicklungsmoduls zur Bildung des Ringkerns hindurchgeschoben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, zur Herstellung eines Ringkerntransformators mit mehreren Wicklungsmodulen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsmodule in etwa einer gegebenenfalls angenäherten Kreisform auf die Führungsvorrichtung aufgestellt werden, wobei die Umfangsabstände der Wicklungsmodule gleich oder ungleich sein können.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsmodule zur Herstellung des Ringkerns dicht nebeneinander aufgestellt und nach Beendigung der Herstellung des Ringkerns etwa gleichmäßig, jedenfalls sinnvoll, am Umfang verteilt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterband an wenigstens zwei Stellen mittels zwischen zwei Wicklungsmodulen angeordneten Antriebsrollen angetrieben wird, wobei die Mittelachse der Antriebsrolle senkrecht zu Vorschubrichtung des Kernblechs verlaufen.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, gekennzeichnet durch eine Trägervorrichtung (10), auf der die Wicklungsmodule aufstellbar sind, durch wenigstens zwei zwischen zwei Wicklungsmodulen (11 bis 15) angeordneten Trägerrollen (16, 17, 18a, 18b, 19, 28, 29) und Antriebswalzen, die beidseitig gegen das Leiterband (22) angedrückt und antreibbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Trägerrolle wenigstens eine Rolle aufweist, deren Mittelachse senkrecht zu der Vorschubbewegung des Leiterbandes verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Trägerrolle wenigstens ein Rollenpaar umfasst.