DE102009017399A1 - Transformator - Google Patents

Transformator Download PDF

Info

Publication number
DE102009017399A1
DE102009017399A1 DE102009017399A DE102009017399A DE102009017399A1 DE 102009017399 A1 DE102009017399 A1 DE 102009017399A1 DE 102009017399 A DE102009017399 A DE 102009017399A DE 102009017399 A DE102009017399 A DE 102009017399A DE 102009017399 A1 DE102009017399 A1 DE 102009017399A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
elements
parallel connection
toroidal transformer
toroidal
transformer according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009017399A
Other languages
English (en)
Inventor
Volker Werner Hanser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE102009017399A priority Critical patent/DE102009017399A1/de
Priority to PCT/EP2009/003806 priority patent/WO2009146835A2/de
Publication of DE102009017399A1 publication Critical patent/DE102009017399A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/16Toroidal transformers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/29Terminals; Tapping arrangements for signal inductances

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Parallelschaltung einer segmentierten Unterspannungswicklung eines Ringkerntransformators hoher Leistung. Erfindungsgemäß wird die Unterspannungswicklung eines Ringkerntransformators in mehrere Teilwicklungen aufgeteilt und diese mit einem elektrisch leitenden Material kernnahe, parallel verbunden. Durch die Aufteilung der Unterspannungswicklung in mehrere einzelne Teilwicklungen wird es möglich, flache leitende Bänder, zum Beispiel aus Kupfer oder Aluminium maschinell zu wickeln.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Ringkerntransformator mit mehreren voneinander in Umfangsrichtung des Ringkerns beabstandete Teilwicklungen einer Unterspannungswicklung.
  • Das Bewickeln der Unterspannung von Ringkerntransformatoren hoher Leistung, beispielsweise von 1.000 kVA und 400 Volt, ist mit herkömmlich isolierten Wickeldrähten sehr aufwendig, zeitintensiv und somit teuer. Die Wickeldrähte müssen spiralförmig um den Ringkern angeordnet und danach parallel geschaltet werden. Solch hohe Querschnitte von ca. 2500 Quadratmillimetern sind nur durch eine Aufteilung in mehrere Wickeldrähte, welche spiralförmig um den Ringkern gewickelt werden, zu realisieren.
  • Nachteilig dabei ist, dass der kernnahe spiralförmige Wickeldraht eine kleinere Windungslänge aufweist, als die weiteren spiralförmigen Wickeldrähte, welche vom Transformatorkern weiter entfernt sind. Dadurch sind die Widerstände der einzelnen Wickeldrähte unterschiedlich. Durch die Parallelschaltung ergeben sich Ausgleichsströme, welche zu einer deutlichen Verschlechterung des Wirkungsgrades des Transformators führen.
  • In der EP 0 557 5 49 B1 ist eine Aufteilung der Oberspannungswicklung in Segmente beschrieben, welche in Reihe geschaltet werden. Die Unterspannungswicklung wird dabei spiralförmig um den Ringkern gelegt. Dies ist bei kleinen Leistungen eine mögliche Variante, jedoch bei hohen Leiterquerschnitten sehr aufwendig und teuer.
  • In der DE 10 2004 030 845 A1 ist ein Schweißstromwandler beschrieben, mit einem Kern, auf dem Primär- und Sekundärwicklungen angeordnet sind und Dioden mit den Endbereichen der Sekundärwicklungen verbunden sind, wobei die Sekundärwicklungen Mittelabgriffe aufweisen, wobei die Mittelabgriffe der Sekundärwicklungen an einem oder mehreren elektrisch leitenden Baukörpern angebracht sind und mit denselben leitend verbunden sind.
  • Hierbei wird die Parallelschaltung nicht kernnahe, sondern auf der ringkernabgewandten Seite realisiert.
  • In der DE 30 29 650 C2 ist ein Ringkerntransformator zum Widerstandsschweißen beschrieben, wobei die innenliegenden Leiterabschnitte der Primär- und Sekundärwicklung eine größere radiale Höhe aufweisen als die außenliegenden Leiterabschnitte, die Primärwicklungen im wesentlichen in ihrem Querschnitt sektorförmig gestaltet sind und in Umfangsrichtung abwechselnd Windungen der Primärwicklungen und der Sekundärwicklung nebeneinander liegen. Hierbei wird das Verschalten der Wicklungen nicht kernnahe, sondern auf der kernabgewandten Seite realisiert.
  • Es besteht daher insbesondere die Aufgabe, eine Unterspannungswicklung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einer Parallelschaltung gleiche Widerstände der Teilwicklungen aufweist und das Bewickeln vereinfacht und beschleunigt erfolgen kann, sowie dass der Wirkungsgrad erheblich verbessert wird.
  • Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht insbesondere darin, dass die Unterspannungswicklung eines Ringkerntransformators oder eines ringähnlichen Transformators in mehrere Teilwicklungen aufgeteilt wird und diese mit einem elektrisch leitenden Material kernnahe parallel geschaltet werden.
  • Durch die Aufteilung der Unterspannungswicklung in mehrere einzelne Teilwicklungen wird es möglich, flache leitende Bänder, zum Beispiel aus Kupfer oder Aluminium maschinell zu wickeln. Die Segmente der Unterspannungswicklung bestehend aus mindestens einem Wicklungsträger, einem elektrischen Leiter und mindestens einem Isolationsmaterial, wobei der Wicklungsträger, der elektrische Leiter und das Isolationsmaterial auf einen geschlossenen oder geteilten Ringkern aufgebracht werden. Zum Bewickeln eines Wicklungsträgers wird dieser in eine Halte- und Drehlagerung einer Wickelvorrichtung eingesetzt und das Wicklungsmaterial wird dem Wicklungsträger zugeführt. Durch die Rotation des Wicklungsträgers wird das Wicklungsmaterial von der (den) Wicklungsmaterial-Bevorratungsrolle(n) ab- und auf den Wicklungsträger aufgewickelt. Eine besonders günstige Ausführungsform sieht vor, dass zum gleichzeitigen Bewickeln mehrerer, insbesondere an einem Ringkern angeordneter Wicklungsträger mehrere, in Umfangsrichtung nebeneinander angeordnete Wickelstationen vorgesehen sind. Dadurch können mehrere nebeneinander angeordnete Wicklungsträger gruppenweise oder alle gleichzeitig bewickelt werden, wodurch die benötigte Zeit zum Bewickeln erheblich reduziert werden kann. Die Anzahl der Wickelstationen kann dabei so gewählt sein, dass für jeden Wicklungsträger eine Wickelstation vorhanden ist. Die Anschlussstellen der so realisierten Wicklungen werden in Umfangsrichtung des Ringkerns nach außen geführt und jeweils mit einem elektrischen Leiter, kernnahe parallel geschaltet.
  • Das kernnahe Verschalten ist vorteilhaft, weil dadurch die Leitungslänge der Elemente zur Parallelschaltung, wesentlich reduziert werden kann, dadurch der geringste Widerstand in den Elementen zur Parallelschaltung erreicht wird und somit der Wirkungsgrad des Transformators erhöht werden kann.
  • Ist der Ringkern des Transformators mit einem Stufenkern versehen, so können die Elemente zur Parallelschaltung, in den Stufungen des Ringkerns mit elektrisch leitendem Material, welches eine Isolation zum Kern und zur Unterspannungswicklung aufweist, realisiert werden. Es besteht hierbei auch die Möglichkeit, die in die Stufungen des Ringkerns eingelegten Elemente zur Parallelschaltung, gleichzeitig als Abstandshalterung für die Teilwicklungen der Unterspannungssegmente zu benutzen. Ist der Kern in seinem Querschnitt an einen Kreis angenähert, so können die Elemente zur Parallelschaltung, mit zwei kernnahen isolierten Halbschalen aus leitendem Material ausgeführt werden.
  • Die Elemente zur Parallelschaltung können aus Kupfer oder Aluminium bestehen, wobei die geometrischen Form der Elemente zur Parallelschaltung der Form des Ringkerns angepasst werden können. Die Elemente zur Parallelschaltung können zum Beispiel quadratisch, rechteckig, rund, kreissegmentartig oder schalenförmig ausgebildet sein. Die Elemente zur Parallelschaltung können auch als Hohlleiter ausgebildet sein, wobei ein kühlendes Medium durch den Hohlleiter fließen kann. Jeweils der Anfang und das Ende der Wicklungen der einzelnen Segmente werden in Umfangsrichtung des Ringkerns nach außen geführt und mit den isolierten elektrischen Leitern verbunden, welche die Elemente zur Parallelschaltung bilden. Die elektrisch isolierten Elemente zur Parallelschaltung werden zwischen zwei Segmenten nach außen geführt und bildet den Anfang und das Ende der gesamten Unterspannungswicklung.
  • Die Stromdichte ist je nach geometrischen Ort, in den Elementen zur Parallelschaltung unterschiedlich, so ist die geringste Stromdichte am entferntesten Ort, von den Anschlussstellen der Unterspannungswicklung zu erwarten. In Richtung Anfang und Ende hingegen, wird die Stromdichte höhere Werte annehmen. Ein Ausgleich kann dadurch erfolgen, dass die Elemente zur Parallelschaltung jeweils in Richtung Anfang und Ende querschnittsverstärkt ausgebildet sind. Diese Querschnittsverstärkung kann dadurch erfolgen, dass jeweils zum Anfang und zum Ende der Anschlussstellen hin, die Anzahl der elektrischen Leiter der Elemente zur Parallelschaltung erhöht wird.
  • Nachstehend ist die Erfindung anhand von einer Figur näher erläutert.
  • 1 zeigt den Querschnitt eines Ringkerntransformators.
  • Der Ringkern 4 ist kreisrund ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform werden die Elemente zur Parallelschaltung 3 und 6 schalenförmig und kernnahe realisiert. Die Elemente zur Parallelschaltungen 3 und 6 befinden sich oberhalb des Ringkerns 4 und unterhalb der Unterspannungsteilwicklung 1. Mit dem Element zur Parallelschaltung 3, werden alle Anfänge der Teilwicklungen der Unterspannungswicklung elektrisch verbunden. Mit dem Element zur Parallelschaltung 6, werden alle Enden der Teilwicklungen der Unterspannung elektrisch verbunden. Das Elemente zur Parallelschaltung 3, bildet nach außen hin den Anfang der gesamten Unterspannungswicklung, das Element zur Parallelschaltung 6, das Ende. Die Elemente zur Parallelschaltungen 3 und 6 sind durch eine Isolationsschicht 5 gegenüber dem Ringkern isoliert. Eine weitere Isolationsschicht 2 befindet sich zwischen den Elementen zur Parallelschaltungen 3 und 6 und gegenüber der Unterspannungsteilwicklung 1.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 0557549 B1 [0004]
    • - DE 102004030845 A1 [0005]
    • - DE 3029650 C2 [0007]

Claims (9)

  1. Ringkerntransformator oder ringähnlicher Transformator mit mindestens zwei in Umfangsrichtung des Ringkerns voneinander beabstandeten Teilwicklungen, wobei die Teilwicklungen parallelgeschaltet sind und die Elemente zur Paralleleschaltung zwischen Ringkern und Teilwicklungen angeordnet sind.
  2. Ringkerntransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente zur Parallelschaltung isoliert in den Stufungen des Stufenringkerns eingebettet sind.
  3. Ringkerntransformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente zur Parallelschaltung quadratisch, rechteckig, rund oder kreissegmentartig ausgeführt sind.
  4. Ringkerntransformator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente zur Parallelschaltung aus mindestens zwei isolierten Halbschalen realisiert sind.
  5. Ringkerntransformator nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente zur Parallelschaltung mit Hohlleitungen realisiert sind.
  6. Ringkerntransformator nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente zur Parallelschaltung, zu den Anschlussstellen der Unterspannungswicklung hin, einen gegenüber ihren mittleren Abschnitten verstärkten Querschnitt aufweisen.
  7. Ringkerntransformator nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente zur Parallelschaltung jeweils aus mehreren einzelnen elektrischen Leitern bestehen.
  8. Ringkerntransformator nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente zur Parallelschaltung, zwischen zwei Teilwicklungen nach außen geführt werden und die Anschlussstellen der gesamten Unterspannungswicklung bilden.
  9. Ringkerntransformator nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente zur Parallelschaltung, gleichzeitig als Abstandshalterung zwischen Ringkern und Teilwicklungen benutzt werden.
DE102009017399A 2008-06-07 2009-04-15 Transformator Withdrawn DE102009017399A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009017399A DE102009017399A1 (de) 2008-06-07 2009-04-15 Transformator
PCT/EP2009/003806 WO2009146835A2 (de) 2008-06-07 2009-05-28 Transformator

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008027340 2008-06-07
DE102008027340.6 2008-06-07
DE102009017399A DE102009017399A1 (de) 2008-06-07 2009-04-15 Transformator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102009017399A1 true DE102009017399A1 (de) 2010-06-24

Family

ID=42194255

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102009017399A Withdrawn DE102009017399A1 (de) 2008-06-07 2009-04-15 Transformator

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102009017399A1 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3029650C2 (de) 1979-08-06 1984-04-26 Institut elektrosvarki imeni E.O. Patona Akademii Nauk Ukrainskoj SSR, Kiev Ringkerntransformator zum Widerstandsstumpfschweißen
EP0557549B1 (de) 1992-02-26 1995-08-30 HANSER, Volker Ringkerntransformator
DE102004030845A1 (de) 2004-06-25 2006-01-12 Harms & Wende Gmbh U. Co Kg Schweißstromwandler

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3029650C2 (de) 1979-08-06 1984-04-26 Institut elektrosvarki imeni E.O. Patona Akademii Nauk Ukrainskoj SSR, Kiev Ringkerntransformator zum Widerstandsstumpfschweißen
EP0557549B1 (de) 1992-02-26 1995-08-30 HANSER, Volker Ringkerntransformator
DE102004030845A1 (de) 2004-06-25 2006-01-12 Harms & Wende Gmbh U. Co Kg Schweißstromwandler

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2006029992A1 (de) Permanenterregte synchronmaschine mit flachdrahtwicklungen
WO2012113851A1 (de) Kontinuierlicher drillleiter
EP2419910B1 (de) Wicklung und herstellungsverfarhen einer wicklung
DE102015222367A1 (de) Wellenwicklung mit Wickelschema zur Verringerung der Spannungsdifferenzen in einer Statornut einer elektrischen Maschine
DE102015004576A1 (de) Elektrische Maschine, insbesondere Drehstrommotor, und Verfahren zum Herstellen einer elektrischen Maschine mit einem Aktivteil, insbesondere Stator und/oder Rotor
WO2012159691A1 (de) Transformatorzusatzwicklung
DE922839C (de) Hochstrom-Transformator
WO2009146835A2 (de) Transformator
DE212010000104U1 (de) Kontinuierlicher Drillleiter
DE102009056676A1 (de) Wicklung für eine elektrische Maschine sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Wicklung
DE1763022A1 (de) Wicklung fuer Induktionsapparate
DE102009017399A1 (de) Transformator
EP3501882A1 (de) Transformatorvorrichtung für eine ladestation zum elektrischen laden von fahrzeugen mit wenigstens zwei ladepunkten
DE1925095C3 (de) Zylinderwicklung für elektrische Induktionsgeräte
DE102019110051B4 (de) Stromleiter zur Bildung eines Wickelkörpers für eine elektrische Spule, z. B. eines Trafos oder einer Drossel
WO2016005081A1 (de) Wicklungselement für eine axialflussmaschine, statoreinheit für eine axialflussmaschine sowie verfahren zur herstellung einer statoreinheit für eine axialflussmaschine
DE2417125B2 (de) Leistungstransformator
EP1183696B1 (de) Kapazitiv gesteuerte hochspannungswicklung
DE627614C (de) Spannungstransformator fuer hohe Spannungen
DE2117204C3 (de) Mit Kunstharz umgegossene Hochspannungswicklung für Transformatoren, Drosselspulen u.dgl.
WO1995011514A1 (de) Leistungstransformator
DE102016205249A1 (de) Kondensatorsystem
EP2197005A1 (de) Flüssigkeitsgekühlte Bandwicklung
EP0253298B1 (de) Hochleistungsübertrager
DE2418230A1 (de) Kapazitiv gesteuerte hochspannungswicklung aus scheibenspulen

Legal Events

Date Code Title Description
8122 Nonbinding interest in granting licences declared
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee