DE102008007676A1

DE102008007676A1 - Verfahren zur Herstellung eines Wicklungsblockes für eine Spule eines Transformators und damit hergestellter Wicklungsblock

Info

Publication number: DE102008007676A1
Application number: DE102008007676A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Zillmann; Rudolf Schutzeichel; Benjamin Weber; Christian GRÜTTNER
Original assignee: ABB Technology AG
Current assignee: ABB Technology AG
Priority date: 2008-02-07
Filing date: 2008-02-07
Publication date: 2009-08-13
Also published as: US20110032064A1; KR20100116601A; UA96383C2; CN101939802B; WO2009097988A1; JP2011511467A; CA2715049C; EP2240944A1; CA2715049A1; US8314675B2; CN101939802A; BRPI0907726A2; RU2010137109A; KR101516671B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wicklungsblockes für eine Spule eines Transformators, mit wenigstens einer Wicklung aus elektrisch leitendem Draht- oder Bandmaterial mit mehreren Windungen und einer Isolierschicht aus elektrisch isolierendem Fasermaterial mit einer bestimmten Anzahl von Wicklungen des isolierenden Fasermaterials. Die Windungen aus elektrisch leitendem Material werden unabhängig von den Windungen des isolierenden Materials aufgebracht, und nach Aufbringen der vorgegebenen Anzahl der Windungen aus elektrisch leitendem Material wird auf diese Windungen aus elektrisch leitendem Material über die gleiche Strecke eine geringere Anzahl von Windungen von elektrisch isolierendem Material aufgebracht, so dass die bis zur Anzahl der Windungen aus elektrisch leitendem Material verbleibende restliche Anzahl der Windungen aus elektrisch isolierendem Material als Randisolierung verwendet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und einen Wicklungsblock für eine Spule eines Transformators nach dem Oberbegriff des Anspruches 2.
Aus der DE 44 45 423.6-09 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Wicklungsblockes eines Trockentransformators bekannt geworden, bei dem die einzelnen Lagen aus elektrisch leitendem Draht- oder Bandmaterial mittels einer Isolationsschicht aus harzgetränktem Fasermaterial gegeneinander isoliert werden. Dabei werden vor dem Aufbringen beispielsweise der Oberspannungswicklung die für die Lagenisolierung maximal erforderliche Isolierdicke und die dieser Isolierdicke entsprechende Anzahl von Faserrovings bestimmt; die Herstellung jeder Wicklungslage und der zugehörigen Isolierlage erfolgt gleichzeitig, allerdings mit räumlichen Versatz zueinander, wobei die Einstellung der erforderlichen Isolierdicke sowohl über die Anzahl der Faserrovings als auch über den Wickelvorschub der Faserrovings erfolgt.
Die gesamte Isolation einer Wicklung besteht neben der Lagenisolation zwischen den Windungen aus elektrischem Draht- oder Bandmaterial aus einer Randisolation, die am Ende der Wicklung eingebracht werden muss. Da bei simultaner Wicklung für Leitermaterial und Isolationsmaterial nur die gleiche Anzahl von Windungen zur Verfügung steht, muss die Isolation am Ende des eigentlichen Wicklungsprozesses nachträglich eingebracht werden, was einen erhöhten Arbeitsaufwand bedeutet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Herstellung eines Wicklungsblockes für eine Spule eines Transformators zu schaffen, bei dem eine nachträgliche Einbringung einer Randisolierung nicht mehr erforderlich wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches gelöst.
Erfindungsgemäß also werden die Windungen aus elektrisch leitendem Material unabhängig von den Windungen der Faserrovings aufgebracht, in dem bei Aufbringung der vorgegebenen Anzahl der Drahtwindungen (Windungen aus elektrisch leitendem Material) eine geringere Anzahl von Faserrovingswindungen aufgebracht wird. Die restliche Anzahl der Faserrovings wird dann zur Randisolierung verwendet.
Wenn beispielsweise eine Wicklung aus elektrisch leitendem Material mit neunzig Windungen aufgewickelt wird, dann wird die Anzahl der diesen neunzig Windungen entsprechenden Anzahl von Fasermaterial auf eine Anzahl unterhalb der Anzahl der Windungen aus elektrisch leitendem Material aufgebracht, beispielsweise mit einer Anzahl von zirka siebzig Windungen des isolierenden Materials. Damit verbleiben – in vorliegendem Beispiel – zwanzig Windungen aus isolierendem Material „übrig", die für die Randisolation verwendet werden können. Dadurch wird die Randisolation gleichzeitig mit der Herstellung der Isolations- und Drahtwicklung hergestellt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Wicklungsblock für eine Spule zu schaffen, bei dem das Verfahren verwirklicht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 2.
Danach ist der Wicklungsblock für die Spule dadurch gekennzeichnet, dass auf die Außenseite des Spulenkörpers 10 eine Wicklung 16 aus isolierendem Material aufgebracht ist, auf der ein innerer Wicklungsabschnitt 15₁ aus elektrisch leitendem Material mit einer bestimmten Anzahl von Windungen gewickelt ist, das auf den inneren Abschnitt 14₁ eine Lage 15₁ aus elektrisch isolierendem Material aufgebracht ist, wobei die Anzahl der Windungen aus elektrisch isolierendem Material kleiner ist als die Anzahl der Windungen des inneren Wicklungsabschnittes 14₁ , so dass mit den Windungen 15₁ auch Randabschnitte bewickelt sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann dadurch gekennzeichnet sein, dass die axiale Breite der Windungen aus elektrisch leitendem Material kleiner ist als die axiale Breite der Windungen aus elektrisch isolierendem Material.
Anhand der Zeichnung, in der eine schematische Längsschnittaussicht durch eine Spule eines Transformators dargestellt ist, sollen die Erfindung, weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sowie weitere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Eine Spule des Transformators besitzt einen rohrförmigen Spulenkörper 10, an dessen Enden Spulenflansche 11, 12 angebracht sind. Im Raum 13 zwischen den beiden Spulenflanschen 11 und 12 und dem Spulenkörper 10 befinden sich eine Wicklung 14 aus elektrisch leitendem Material sowie isolierende Wicklungen 15 aus Faserrovingmaterial. Hierzu werden auf den Spulenkörper 10 innerhalb der Spulenflansche 11 und 12 einige Lagen 16 von Faserrovings gewickelt, auf welche dann Drahtwindungen eines inneren Wicklungsabschnittes, auch innere Lage 14₁ genannt, für die Wicklung 14 aufgebracht werden. Die Anzahl der Drahtwindungen beispielsweise der inneren Lage 14₁ beträgt „X", in einem bestimmten Fall einhundert Windungen, die eine bestimmte axiale Länge überdecken. Auf die Länge der Lage 14₁ wird eine isolierende Lage 15₁ aus Faserrovings aufgewickelt, wobei die Anzahl der Windungen der Faserrovings „X"–„Y” beträgt, das heißt eine geringere Anzahl von Faserrovingswindungen auf die gleiche Länge der Drahtwindungen. Beispielsweise bei der genannten Ausführung mit einhundert Drahtwindungen werden achtzig Windungen mit Faserrovings aufgewickelt. Das Aufbringen der Drahtwindungen der Lage 14₁ und das Aufbringen der isolierenden Lage 15₁ der Faserrovingswindungen erfolgen unabhängig voneinander, so dass die unterschiedlichen Windungszahlen erreicht werden. Aufgrund der unterschiedlichen Windungszahlen kann mit der überzähligen Anzahl der Faserrovingswindungen auch der Bereich D₁ und D₂ zwischen den Stirnenden der Lage 14₁ und den Spulenflanschen 11, 12 mit Faserrovings bewickelt werden.
Die Wicklung 14 besitzt zwei weitere Drahtwindungsabschnitte 14₂ und 14₃ , die radial außerhalb der sogenannten inneren Lage 14₁ und radial außerhalb der isolierenden Lage 15₁ der Faserrovings liegen und in einem Abstand D3 zueinander enden; aufgrund der geringeren Anzahl der Faserrovingswindungen bezogen auf die Drahtwindungen kann dann auch ohne weiteres in einem einheitlichen Arbeitsgang der Bereich D3 zusätzlich zu den Bereichen D₁ und D₂ bewickelt werden. Dabei ist die axiale Länge jeder Windung kleiner als die axiale Länge der betreffenden Faserrovingwindung, so dass die Überdeckung der Bereiche D₁ und D₂ und darüber hinaus des Bereiches D₃ ermöglicht wird.
Auf die Lagen 14₂ und 14₃ beziehungsweise Wicklungsabschnitte 14₂ und 14₃ werden ebenfalls Faserrovings aufgewickelt, wobei in gleicher Weise die Anzahl der Windungen der Faserrovings kleiner ist als die Anzahl der Windungen der Wicklungsabschnitte 14₂ , 14₃ , so dass auch der Bereich D1 beziehungsweise D2 in einem Arbeitsgang mit Isoliermaterial bewickelt werden kann. In gleicher Weise werden weitere Wicklungsabschnitte außerhalb der Wicklungsabschnitte 14₂ , 14₃ vorgesehen (ohne Bezugsziffern), bei denen die Bewicklung mit Faserrovings in gleicher Weise erfolgt wie bei den inneren Wicklungsabschnitten 14₁ , 14₂ und 14₃ .
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 4445423 [0002]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Wicklungsblockes für eine Spule eines Transformators, mit wenigstens einer Wicklung aus elektrisch leitendem Draht- oder Bandmaterial mit mehreren Windungen und einer Isolierschicht aus elektrisch isolierendem Fasermaterial mit einer bestimmten Anzahl von Wicklungen des isolierenden Fasermaterials, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen aus elektrisch leitendem Material unabhängig von den Windungen des isolierenden Materials aufgebracht werden, und dass nach Aufbringung der vorgegebenen Anzahl der Windungen aus elektrisch leitendem Material auf diese Windungen auf elektrisch leitendem Material über die gleiche Strecke eine geringere Anzahl von Windungen von elektrisch isolierendem Material aufgebracht wird, so dass die bis zur Anzahl der Windungen aus elektrisch leitendem Material verbliebene restliche Anzahl der Windungen aus elektrisch isolierendem Material als Randisolierung verwendet wird.
Spule für einen Transformator, die nach einem Verfahren gemäß dem Anspruch 1 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Außenseite des Spulenkörpers 10 eine Wicklung 16 aus isolierendem Material aufgebracht ist, auf der ein innerer Wicklungsabschnitt (15₁ ) aus elektrisch leitendem Material mit einer bestimmten Anzahl von Windungen gewickelt ist, das auf den inneren Abschnitt (14₁ ) eine Lage (15₁ ) aus elektrisch isolierendem Material aufgebracht ist, wobei die Anzahl der Windungen aus elektrisch isolierendem Material kleiner ist als die Anzahl der Windungen des inneren Wicklungsabschnittes (14₁ ), so dass mit den Windungen (15₁ ) auch Randabschnitte bewickelt sind.
Spule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Breite der Windungen aus elektrisch leitendem Material kleiner ist als die axiale Breite der Windungen aus elektrisch isolierendem Material.