DE1114920B - Short-circuit proof multi-layer cylinder winding with a large pitch - Google Patents

Short-circuit proof multi-layer cylinder winding with a large pitch

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Publication number
DE1114920B
DE1114920B DEL30822A DEL0030822A DE1114920B DE 1114920 B DE1114920 B DE 1114920B DE L30822 A DEL30822 A DE L30822A DE L0030822 A DEL0030822 A DE L0030822A DE 1114920 B DE1114920 B DE 1114920B
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DE
Germany
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winding
short
large pitch
layer cylinder
cylinder winding
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Pending
Application number
DEL30822A
Other languages
German (de)
Inventor
Dipl-Ing Werner Knaack
Rudolf Kuechler
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.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Publication date
Application filed by Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Publication of DE1114920B publication Critical patent/DE1114920B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections

Description

Kurzschlußfeste mehrlagige Zylinderwicklung großer Steigung Bei der Anwendung von Mehrlagenwicklungen für die Unterspannungswicklung bei Transformatoren großer Leistung wird oft bei nur kleinen Windungszahlen, besonders innerhalb einer Lage, die Verwendung großer Querschnitte erforderlich. Dadurch entstehen ohne besondere Vorkehrungen nicht nur innerhalb der einzelnen Lagen, sondern auch für die gesamte Wicklung infolge der großen Steigungen am Umfang stetig verteilte einseitige Unsymmetrien - sogenannte unsymmetrische Unsymmetrien -, die zu entsprechend verteilten axialen Schubkräften führen. Man bezeichnet diese Erscheinung als den sogenannten »Schraubeneffekt«.Short-circuit-proof, multi-layer cylinder winding with a large pitch Use of multi-layer windings for low-voltage windings in transformers high power is often used with only a small number of turns, especially within one Able to require the use of large cross-sections. This creates without special Precautions not only within the individual layers, but also for the whole Winding due to the large gradients on the circumference, continuously distributed one-sided asymmetries - so-called asymmetrical asymmetries - which lead to correspondingly distributed axial Lead shear forces. This phenomenon is known as the so-called "screw effect".

Zur Vermeidung dieser Schubkräfte sieht man den bekannten Steigungsausgleich vor. Die besonders bei großen Steigungen und nur wenigen Windungen dadurch entstehenden - zwar mit Isolierstoff ausgefüllten - Lücken können sich von Fall zu Fall elektromagnetisch ungünstig auswirken.To avoid these shear forces, one can see the well-known slope compensation before. The resulting especially on steep gradients and only a few turns - although filled with insulating material - gaps can be electromagnetic from case to case have an unfavorable effect.

Um bei ausreichender Kurzschlußfestigkeit diesen Nachteil zu vermeiden, wird erfindungsgemäß eine zylindrische Mehrlagenwicklung großer Steigung so aufgebaut, daß bei ri Lagen die Lagenanfänge bzw. die Enden der einzelnen Lagen am Umfang um (3601n)° gegeneinander versetzt sind. Dadurch wird das resultierende Streufeld weitgehendst vergleichmäßigt - um so mehr, je größer die Lagenzahl n ist - und die magnetische Feldstärke des möglicherweise noch auftretenden restlichen Querstreufeldes erheblich herabgesetzt. Unter Vernachlässigung des von Fall zu Fall mehr oder weniger geringen Einflusses dieses Querstreufeldes werden die längs des Umfanges axial verschieden hohen Lagen so beansprucht, daß sie versuchen werden, gleiche Höhenlagen zueinander einzunehmen, d. h., längs des Umfanges werden bei den einzelnen Lagen stets nach der axialen Wicklungsmitte hin gerichtete Kräfte auftreten. Dadurch werden zwar im Kurzschlußfall die axialen Schubbeanspruchungen der einzelnen Lagen nicht völlig aufgehoben, sie treten nur nicht mehr in der gefürchteten Art nach außen gegen die Preßkonstruktion auf. Die nach innen gerichteten Kräfte werden von den Wicklungsteilen besser aufgenommen als die nach außen gerichteten Kräfte, was besonders bei Wicklungsanordnungen mit großen Isolationsanteilen gegen die Preßkonstruktion hin zutreffen wird.In order to avoid this disadvantage with sufficient short-circuit strength, According to the invention, a cylindrical multi-layer winding with a large pitch is constructed in such a way that that with ri layers the beginnings of the layers or the ends of the individual layers around the circumference (3601n) ° are offset from one another. As a result, the resulting stray field is largely equalized - the more the greater the number of layers n - and the magnetic The field strength of the remaining transverse scatter field that may still occur is considerable degraded. Neglecting what is more or less small from case to case The influence of this transverse scattering field are axially different along the circumference high altitudes so stressed that they will try to reach the same altitudes as one another to take, d. that is, along the circumference are always following in the individual layers forces directed towards the axial center of the winding occur. This will be true in the event of a short circuit, the axial shear stresses of the individual layers are not completely repealed, they just no longer step out against them in the dreaded manner Press construction on. The inward forces are generated by the winding parts better absorbed than the outwardly directed forces, which is particularly important in the case of winding arrangements with large proportions of insulation against the press construction will apply.

Bei einer bekannten Scheibenspulenwicklung sind bei jeder aus parallelen Einzelleitern gebildeten Scheibenspule die Enden dieser Einzelleiter vorzugsweise symmetrisch an der äußersten Lage der Spule versetzt und radial nach innen zur innersten Lage der benachbarten Scheibenspule geführt. Sinn und Zweck dieser Maßnahme ist, eine solche Verdrillung der Leiter zu erzielen, daß zusätzliche Verluste durch den Streufluß möglichst vermieden werden. Dabei bedingt die Verwendung einer größeren Anzahl parallel geschalteter Einzelleiter eine Verringerung der infolge Stromverdrängung verursachten Verluste.In a known disc coil winding, each has parallel Disc coil formed single conductors, the ends of these individual conductors preferably symmetrically offset at the outermost position of the coil and radially inwards to the innermost Position of the adjacent disc coil out. The purpose of this measure is to achieve such a twisting of the conductor that additional losses through the Stray flux should be avoided as far as possible. This requires the use of a larger one Number of individual conductors connected in parallel reduces the current displacement caused losses.

Im Gegensatz hierzu handelt es sich bei der vorliegenden Erfindung darum, die bei zylindrischen Mehrlagenwicklungen, insbesondere wenn diese Wicklungen für große Leistungen ausgelegt sind, innerhalb der einzelnen Lagen und auch über die ganze Wicklung hinweg infolge der verhältnismäßig großen Steigungen entstehenden, am Umfang stetig verteilten, einseitigen Unsymmetrien, die entsprechend verteilte axiale Schubkräfte zur Folge haben, weitestgehend zu vermeiden. Dies geschieht dadurch, daß insbesondere der elektromagnetische Einfluß der beim Steigungsausgleich entstehenden, mit Isolierstoff ausgefüllten Lücken auf einMindestmaß herabgesetzt wird. Damit ergibt sich eine weitgehende Vergleichmäßigung des resultierenden Streufeldes, wobei noch hinzu kommt, daß die Feldstärke des etwa noch vorhandenen restlichen Querstreufeldes erheblich vermindert wird. Während bei der genannten Scheibenspulenwicklung die Verdrillung der einzelnen Leiter also dazu dient, diese Leiter dem Streufluß jeweils gleichmäßig auszusetzen, wird durch die Wicklungsausführung nach der Erfindung eine Vergleichmäßigung des resultierenden Streuflusses als solchem erzielt.In contrast, it is in the present invention therefore, in the case of cylindrical multilayer windings, especially if these windings are designed for high performance, within the individual layers and also above the whole winding resulting from the relatively large gradients, one-sided asymmetries that were continuously distributed on the circumference, which distributed accordingly axial shear forces have to be avoided as far as possible. This is done by that in particular the electromagnetic influence of the slope compensation, gaps filled with insulating material are reduced to a minimum. In order to the resulting stray field is largely evened out, with there is also the fact that the field strength of any remaining transverse scatter field that is still present is significantly reduced. While in the said disc coil winding the Twisting of the individual conductors thus serves to keep these conductors from the leakage flux suspend evenly, is by the winding design according to the invention a Uniformity of the resulting leakage flux achieved as such.

Bei einer weiteren bekannten, aus einzelnen Scheibenspulen aufgebauten Wicklungsanordnung für Transformatoren, bei der mit Rücksicht auf Stromverdrängung und Zusatzverluste der Drahtquerschnitt in parallele Leiter untereinander unterteilt und die parallelen Leiter so verdrillt sind, daß sie alle gleiche Wicklungslängen erhalten, ist man schon dazu übergegangen, jeder Spule nur den Bruchteil einer Windung der parallelen Leiter zuzuteilen und diese Leiter schuppenartig übereinanderliegend derart anzuordnen, daß die radiale Höhe jeder Spule geringer ist, als sich aus der Gesamtzahl der parallelen Leiter ergeben würde. Mit dieser Maßnahme sollen die sich bei Verwendung von mehr als zwei parallelen Drähten ergebende ungünstige Verdrillung und die erforderlichen vielen Ableitungen und Lötstellen beseitigt werden. Mit der Erfindung, die sich auf eine zylindrische Mehrlagenwicklung bezieht und bei der eine Vergleichmäßigung des resultierenden Streuflusses erreicht wird, so daß die im Kurzschlußfalle auftretenden axialen Schubbeanspruchungen der einzelnen Lagen so weitgehend aufgehoben werden, daß die verbleibenden Beanspruchungen von den Wicklungsteilen gut aufgenommen werden können, steht somit auch diese Wicklungsanordnung in keinem näheren Zusammenhang.In a further known one made up of individual disc coils Winding arrangement for transformers with consideration of current displacement and Additional losses of the wire cross-section divided into parallel conductors among each other and the parallel conductors are twisted so that they are all equal winding lengths received, one has already gone over to this, each coil only a fraction of a turn to allocate the parallel ladder and this ladder lying on top of each other like scales to be arranged so that the radial height of each coil is less than from the Total number of parallel conductors would result. With this measure the if more than two parallel wires are used, the result is unfavorable twist and the necessary many leads and solder joints are eliminated. With the Invention relating to a cylindrical multilayer winding and in which an equalization of the resulting leakage flux is achieved, so that the in the event of a short circuit occurring axial shear stresses of the individual layers so largely eliminated that the remaining stresses on the winding parts can be well received, so this winding arrangement is not in any closer connection.

Ebenfalls keine näheren Berührungspunkte mit der vorliegenden Erfindung weist eine andere, bereits vorgeschlagene Wicklungsanordnung für Transformatoren auf, die aus Scheibenspulen mit mehreren parallelen Drähten aufgebaut ist und bei der zum Ausgleich der unterschiedlichen Lage der einzelnen parallelen Drähte im Streufeld in jeder Spule jeweils ein anderer Draht um eine oder mehrere Teilungen gegenüber den restlichen Drähten so verkürzt bzw. verlängert ist, daß die Drahtgruppierung und Reihenfolge der Drahtenden von Spule zu Spule wechselt.Also no further points of contact with the present invention has another, previously proposed winding arrangement for transformers which is made up of disc coils with several parallel wires and at to compensate for the different position of the individual parallel wires in the Stray field in each coil a different wire by one or more divisions compared to the remaining wires is shortened or lengthened so that the wire grouping and the order of the wire ends changes from coil to coil.

Claims (2)

PATFNTANSPRI.tCH^- 1. Kurzschlußfeste mehrlagige Zylinderwicklung großer Steigung für Transformatoren u. dgl. mit oder ohne besonderen Steigungsausgleich, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergleichmäßigung des resultierenden Streuflusses bei n Lagen die Lagenanfänge bzw. -enden am Umfang jeweils um (360/n)° gegeneinander versetzt sind. PATFNTANSPRI ) ° are offset from one another. 2. Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wicklung bildenden einzelnen Lagen entweder fortlaufend gewickelt oder durch nach außen geführte Umleitungen miteinander verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 961010, 934 960-deutsche Auslegeschrift Nr. 1073 6152. Winding according to claim 1, characterized in that the Winding forming individual layers either continuously wound or through after external diversions are interconnected. Considered publications: German patent specifications No. 961010, 934 960-German Auslegeschrift No. 1073 615
DEL30822A 1958-07-17 1958-07-17 Short-circuit proof multi-layer cylinder winding with a large pitch Pending DE1114920B (en)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE934960C (en) * 1943-01-24 1955-11-10 Aeg Winding arrangement for transformers, inductors, etc. the like. large current
DE961010C (en) * 1942-10-08 1957-03-28 Aeg Disc coil winding for transformers with large currents
DE1073615B (en) * 1960-01-21 Schorch-Werke Aktiengesellschaft, Rheydt Winding arrangement for transformers, throttle flushing or the like

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1073615B (en) * 1960-01-21 Schorch-Werke Aktiengesellschaft, Rheydt Winding arrangement for transformers, throttle flushing or the like
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