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.