DE1236644B - Winding for transformers and reactors - Google Patents
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Description
Wicklung für Transformatoren und Drosselspulen Die Erfindung bezieht sich auf eine Wicklung für Transformatoren und Drosselspulen, die aus miteinander in Reihe geschalteten Scheibenspulen aufgebaut ist, von denen jede Scheibenspule aus mehreren axial übereinanderliegenden Teilspulen besteht. Bekanntlich sind die Wirbelstromverluste in den Leitern solcher Spulen von der Dimensionierung der Leiter abhängig, da sie annähernd rechtwinklig zur Wicklungsachse bzw. in der Spulenebene vom Streufluß durchsetzt werden. Bisher hat man die Wirbelstromverluste hauptsächlich dadurch zu verringern versucht, daß man die rechtwinklig zum Streufluß liegende Leiterseite in mehrere Teilleiter unterteilte. Nachteilig bei dieser Ausführung ist es, daß in den unterteilten und parallelgeschalteten Teilleitern die Verluste noch durch zirkulierende Ströme ansteigen.Winding for transformers and reactors The invention relates focus on a winding for transformers and reactors, which are made with each other disc coils connected in series is constructed, each of which is disc coil consists of several axially superimposed partial coils. As is well known, they are Eddy current losses in the conductors of such coils depend on the dimensioning of the conductors dependent, since they are approximately at right angles to the winding axis or in the coil plane be penetrated by the leakage flux. So far, the eddy current losses have mainly been seen by trying to reduce that lying at right angles to the leakage flux Conductor side divided into several sub-conductors. Disadvantage of this version it is that in the divided and parallel-connected partial conductors the losses still increase by circulating currents.
Es ist zwar bekannt, zirkulierende Ströme in parallelgeschalteten Wicklungsleitern durch Auskreuzen der Leiter miteinander zu unterdrücken. Bisher hat man die Ankreuzung jedoch nur bei aus zwei oder einem Vielfachen von zwei Teilleitern hergestellten Spulen angewandt. Die Auskreuzung wurde dabei so vorgenommen, daß beispielsweise bei Verwendung von vier Teilleitern sich zwei Spulen ergaben. Diese Wicklungsart befriedigt nicht, weil keine weitgehend vollkommene Auskreuzung erreichbar war und die durch zirkulierende Ströme hervorgerufenen Verluste immer noch zu hoch waren.Although it is known to have circulating currents in parallel To suppress winding conductors by crossing the conductors with each other. Until now However, you only have the tick if there are two or a multiple of two sub-conductors manufactured coils applied. The outcrossing was done so that For example, when using four sub-conductors, two coils resulted. These The type of winding is unsatisfactory because a largely perfect outcrossing cannot be achieved and the losses caused by circulating currents were still too high was.
An dem gleichen Nachteil litt auch eine andere Wicklungsausführung, die aus miteinander in Doppelspulenschaltung in Reihe geschalteten Scheibenspulen bestand, die je aus wenigstens vier parallelgeschalteten, voneinander isolierten und axial übereinanderliegenden Teilscheibenspulen aufgebaut war. Dabei waren die parallelgeschalteten Teilspulen jeder Scheibenspule wenigstens einmal, z. B. etwa in der Mitte jeder Spule zu zweit, und zwar jeweils die einander benachbart liegenden Teilscheibenspulen innerhalb jeder Scheibenspule in gleicher Weise ausgekreuzt. Die Reihenschaltung der Scheibenspule war so durchgeführt, daß jeweils die beiden parallelgeschalteten inneren Teilspulen in der Nachbarspule die äußeren Teilspulen bildeten, und umgekehrt.Another winding design suffered from the same disadvantage, the disc coils connected in series with one another in double coil circuit consisted of at least four parallel-connected, isolated from each other and was constructed axially one above the other partial disk coils. They were there parallel-connected sub-coils of each disc coil at least once, e.g. B. about in the middle of each coil in pairs, namely in each case the adjacent ones Partial disc coils crossed out in the same way within each disc coil. The series connection of the disc coil was carried out so that each of the two parallel-connected inner sub-coils in the adjacent coil, the outer sub-coils formed, and vice versa.
Hier schafft die Erfindung Abhilfe, indem sie einen aus mehreren parallelgeschalteten Teilleitern herstellbaren Wicklungsaufbau angibt, bei dem sich die Verluste durch zirkulierende Ströme auf ein Mindestmaß herabsetzen lassen.The invention provides a remedy here by providing one of several connected in parallel Sub-conductors manufacturable winding structure indicates in which the losses through Allow circulating currents to be reduced to a minimum.
Bei einer Wicklung aus miteinander in Doppelspulenschaltung in Reihe geschalteten Scheibenspulen, von denen jede aus wenigstens vier parallelgeschalteten, voneinander isolierten, axial übereinanderliegenden Teilscheibenspulen besteht und deren parallelgeschaltete Teilspulenenden der ersten und letzten Scheibenspule je an Anschlußleitungen angeschlossen sind, wobei die Teilspulen jeder Scheibenspule wenigstens einmal, z. B. etwa in Spulenmitte, zu zweit miteinander ausgekreuzt sind, sind gemäß der Erfindung in benachbarten Scheibenspulen abwechselnd die jeweils miteinander parallelgeschalteten, innenliegenden Teilspulen einer Scheibenspule mit den außenliegenden Teilspulen der Nachbarscheibenspule und sinngemäß abwechselnd die miteinander parallelgeschalteten, außenliegenden Teilspulen der einen Scheibenspule mit den innenliegenden Teilspulen der Nachbarscheibenspule verbunden; ferner erfolgt die Auskreuzung der innenliegenden Teilscheibenspulen und ebenso die der außenliegenden Teilscheibenspulen unabhängig voneinander. Die axial übereinanderliegenden Leiter der Teilspulen, die je für sich isoliert sind, werden von einer gemeinsamen Isolation umschlungen, so daß alle Teilleiter einer jeden Scheibenspule bei der Wicklungsherstellung zusammen wie ein einziger Leiter zur Scheibenspule gewickelt werden können.When winding from each other in double coil connection in series connected disk coils, each of which consists of at least four parallel-connected, isolated from one another, axially superimposed part disk coils and whose parallel-connected partial coil ends of the first and last disc coil each are connected to connecting lines, the sub-coils of each disc coil at least once, e.g. B. about in the middle of the coil, two are crossed out with each other, are according to the invention in adjacent disc coils in each case alternately internal coil sections of a disc coil connected in parallel to one another with the outer partial coils of the neighboring disc coil and alternately accordingly the outer coil sections of one disk coil connected in parallel with one another connected to the inner sub-coils of the neighboring disc coil; also takes place the intersection of the inner part disk coils and also that of the outer ones Partial disc coils independent of each other. The axially superimposed conductors the sub-coils, which are each insulated for themselves, are of a common insulation wrapped around so that all sub-conductors of each disc coil in the winding production can be wound together like a single conductor to form a disc coil.
An Hand der Zeichnung, die Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigt, wird diese näher erläutert.With reference to the drawing, which shows embodiments of the invention, this is explained in more detail.
F i g. 1 zeigt eine auf einem Eisenkern aufgebrachte Wicklung im teilweisen Vertikalschnitt; F i g. 2 a gibt eine Schaltskizze der Wicklung nach F i g. 1 wieder; F i g. 2b zeigt im Schaubild die Veränderung der Streuflußdichte in den einzelnen Scheibenspulen der Wicklung nach F i g. 1; F i g. 3 zeigt ein Schaltbild mit mehreren Auskreuzungen innerhalb einer jeden Scheibenspule; F i g. 4 zeigt eine Draufsicht auf eine gemäß der Erfindung ausgeführte Scheibenspule, und F i g. 5 zeigt einen Querschnitt durch einen aus mehreren axial übereinanderliegenden Teilleitern bestehenden Wicklungsstrang samt Isolation.F i g. 1 shows a winding applied to an iron core in part Vertical section; F i g. 2 a gives a circuit diagram of the winding according to FIG. 1 again; F. i g. 2b shows in the diagram the change in the leakage flux density in the individual Disc coils of the winding according to FIG. 1; F i g. 3 shows a circuit diagram with several Outcrossings within each disc coil; F i g. 4 shows a plan view to a disk coil designed according to the invention, and FIG. 5 shows one Cross-section through a sub-conductors consisting of several axially superimposed one on top of the other Winding strand including insulation.
In der F i g. 1 ist mit 10 ein dreischenkliger Eisenkern bezeichnet, auf dessen Mittelschenkel 13 die Primär- und Sekundärwicklungen aufgebracht sind. Mit 11 und 15 sind die durch die Joche 17 mit dem Mittelschenkel verbundenen Außenschenkel bezeichnet. Sowohl die Primär- als auch die Sekundärwicklung sind im Ausführungsbeispiel aus je zwei Wicklungsabschnitten aufgebaut. Die Primärwicklung umfaßt in ihrem ersten Wicklungsabschnitt die Scheibenspulen 40, 50, 60 und 70 und in ihrem zweiten Wicklungsabschnitt die Scheibenspulen 140, 150, 160 und 170. Die Wicklungsabschnitte der Primärwicklung liegen einander benachbart und sind mit den Enden der jeweils ersten und letzten Spule, z. B. der Spule 40 und 70 bzw. 140 und 170, an die Anschlußleitungen 100 bzw. 102 angeschlossen. Auf den beiden Stirnseiten ist der Primärwicklung unter Einfügung einer entsprechend bemessenen Isolation 28 je ein Sekundärwicklungsteil 30 bzw. 130 vorgelagert. Die Sekundärwicklungsteile 30 und 130 können in gleicher Weise wie die Primärwicklung aus einzelnen Scheibenspulen aufgebaut sein. Die einzelnen Scheibenspulen der Primärwicklung 40 bis 170 sind im Ausführungsbeispiel aus vier in Wicklungsachsrichtung übereinander angeordneten Teilleitern 12, wie aus F i g. 5 ersichtlich ist, gewickelt, wobei jeder Teilleiter 12 eine ihn umschließende Isolation 16 und alle vier Teilleiter eine sie gemeinsam umschlingende Isolation 14 erhalten. Die vier Teilleiter entsprechen in ihrer axialen Ausdehnung einem vergleichbaren, nicht unterteilten Einfachleiter, wie dieser für die Herstellung von Scheibenspulen im allgemeinen verwendet wird. Das in der vorgenannten Weise isolierte Teilleiterbündel wird in herkömmlicher Weise genau wie ein Einfachleiter zur Scheibenspule gewickelt, die eine beliebige Form, insbesondere Kreisform oder, wie die F i g. 4 zeigt, auch eine rechteckige Form haben kann. Jede Scheibenspule besteht aus vier Teilspulen, z. B. die Scheibenspule 40 aus den Teilspulen 40 A, 40 B, 40 C und 40 D. Annähernd in der Mitte der Scheibenspule, z. B. bei 35, sind die einzelnen Teilleiter oder Teilspulen ausgekreuzt. Die Auskreuzung ist so ausgeführt, daß jeweils die beiden außenliegenden Teilspulen 40 A mit 40 D und die innenliegenden Teilspulen 40 B mit 40 C ausgekreuzt sind. Bei diesen Teilspulen erreicht man hierdurch eine vollkommene Auskreuzung, so daß sich gleiche Verkettungen mit dem Streufluß ergeben, weil jeweils die Hälfte der einen Teilspule auf die Höhe der mit ihr ausgekreuzten Teilspule zu liegen kommt.In FIG. 1, 10 denotes a three-legged iron core, on whose middle leg 13 the primary and secondary windings are applied. With 11 and 15, the outer legs connected by the yokes 17 to the central leg are designated. Both the primary and the secondary winding are made up of two winding sections each in the exemplary embodiment. The primary winding comprises the disc coils 40, 50, 60 and 70 in its first winding section and the disc coils 140, 150, 160 and 170 in its second winding section. z. B. the coil 40 and 70 or 140 and 170, connected to the connecting lines 100 and 102 , respectively. A secondary winding part 30 or 130 is arranged in front of the primary winding on each of the two end faces with the insertion of a correspondingly dimensioned insulation 28. The secondary winding parts 30 and 130 can be constructed from individual disc coils in the same way as the primary winding. In the exemplary embodiment, the individual disc coils of the primary winding 40 to 170 are made up of four subconductors 12 arranged one above the other in the direction of the winding axis, as shown in FIG. 5 can be seen, wound, with each sub-conductor 12 receiving an insulation 16 surrounding it and all four sub-conductors receiving an insulation 14 that wraps around them together. The axial extension of the four sub-conductors corresponds to a comparable, non-subdivided single conductor, as is generally used for the manufacture of disc coils. The conductor bundle insulated in the aforementioned manner is conventionally wound exactly like a single conductor to form a disc coil, which has any shape, in particular a circular shape or, as shown in FIG. 4 shows, can also have a rectangular shape. Each disc coil consists of four sub-coils, e.g. B. the disc coil 40 from the sub-coils 40 A, 40 B, 40 C and 40 D. Approximately in the middle of the disc coil, z. B. at 35, the individual sub-conductors or sub-coils are crossed out. The crossover is designed in such a way that the two outer partial coils 40 A with 40 D and the inner partial coils 40 B with 40 C are crossed out. With these sub-coils, a complete crossover is achieved, so that the same linkages with the leakage flux result, because half of each sub-coil comes to lie at the level of the sub-coil crossed out with it.
Die Zusammenschaltung der einander benachbarten Scheibenspulen, nämlich der Scheibenspulen 40 bis 70 bzw. 140 bis 170 der Primärwicklung, ist folgendermaßen vorgenommen: Die Außenenden der Teilleiter der Scheibenspule 40 sind mit der Anschlußleitung 100 verbunden. Die inneren Enden dieser Scheibenspule sind so geschaltet, daß jeweils die Teilspulen 40A und 40D zueinander parallel geschaltet sind und ebenso die inneren Enden der Teilspulen 40B und 40C. Die Zusammenschaltung der Teilspulen ist in allen Scheibenspulen 40 bis 70 sowie 140 bis 170 die gleiche. Die Zusammenschaltung mit den Nachbarscheibenspulen ist jedoch so vorgenommen, daß jeweils die in der einen Scheibenspule, z. B. 40, innenliegenden Teilspulen 40B und 40C mit den außenliegenden Teilspulen der benachbarten Scheibenspule, z. B. 50, verbunden sind, während die außenliegenden Teilspulen 40A und 40D der Scheibenspule 40 mit den beiden innenliegenden Teilspulen der Scheibenspule 50 verbunden sind. Diese Schaltung ist abwechselnd fortgesetzt, so daß sich die bekannte Doppelspulenschaltung über die gesamte Wicklung hin ergibt, wie aus den F i g. 1 und 1 a deutlich ersichtlich ist. In diesen Figuren sind die entsprechenden Schaltverbindungen mit 52, 54, 62, 64, 72 und 74 bezeichnet. Die Außenenden der vier Teilspulen der Scheibenspule 70 sind mit der Anschlußleitung 102 verbunden. Wie bereits erwähnt, sind die Scheibenspulen 140 bis 170, die den zweiten Teil der Primärwicklung bilden, in gleicher Weise wie für die Scheibenspulen 40 bis 70 beschrieben, hergestellt und geschaltet.The interconnection of the adjacent disc coils, namely the disc coils 40 to 70 or 140 to 170 of the primary winding, is carried out as follows: The outer ends of the subconductors of the disc coil 40 are connected to the connecting line 100. The inner ends of this disc coil are connected in such a way that the partial coils 40A and 40D are connected in parallel to one another and so are the inner ends of the partial coils 40B and 40C. The interconnection of the coil sections is the same in all disc coils 40 to 70 and 140 to 170. The interconnection with the neighboring disc coils is made so that in each case the one disc coil, for. B. 40, inner sub-coils 40B and 40 C with the outer sub-coils of the adjacent disc coil, z. B. 50, are connected, while the outer sub-coils 40 A and 40 D of the disc coil 40 with the two inner sub-coils of the disc coil 50 are connected. This circuit is continued alternately so that the known double coil circuit results over the entire winding, as shown in FIGS. 1 and 1 a can be clearly seen. In these figures, the corresponding circuit connections are designated by 52, 54, 62, 64, 72 and 74. The outer ends of the four sub-coils of the disc coil 70 are connected to the connecting line 102 . As already mentioned, the disc coils 140 to 170, which form the second part of the primary winding, are produced and connected in the same way as described for the disc coils 40 to 70.
Die F i g. 2b zeigt an Hand der Kurve 300 die Zunahme der Streuflußdichte von der unteren Spule 70 nach der oberen Spule 40. In der F i g. 3 ist die Schaltung einer aus vier Teilleitern hergestellten Wicklung ersichtlich, bei der jedoch innerhalb jeder Scheibenspule eine zweimalige Auskreuzung der Teilleiter bei 350 bzw. 351 vorgenommen ist. Auch bei dieser Wicklung sind gleich wie bei der Wicklung nach F i g. 1 zwei Parallelpfade, die eine geschlossene Schleife bilden, vorhanden. Bei der Wicklung nach F i g. 3 führt der eine Strang der Schleife von der Anschlußleitung 100 über die parallelen innenliegenden Teilspulen der Spule 40, den Verbindungsleiter 54 zu den beiden außenliegenden Teilspulen der Spule 50 und über den Verbindungsleiter 62 zu den beiden parallelgeschalteten innenliegenden Teilspulen der Spule 60 und von da über den Verbindungsleiter 74 zu den beiden außenliegenden Teilspulen der Scheibenspule 70, deren Enden an die Anschlußleitung 102 angeschlossen sind. Der zweite Schleifenstrang führt von der Anschlußleitung 100 über die beiden parallelgeschalteten außenliegenden Teilspulen der Spule 40 über den Verbindungsleiter 52 zu den beiden parallelgeschalteten innenliegenden Teilspulen der Scheibenspule 50 und von da über den Verbindungsleiter 64 zu den beiden parallelgeschalteten außenliegenden Teilspulen der Scheibenspule 60, die über den Verbindungsleiter 72 mit den beiden parallelgeschalteten innenliegenden Teilspulen der Scheibenspule 70 verbunden und mit ihren Enden an die Anschlußleitung 102 angeschlossen sind. Wie aus den bei jeder Scheibenspule angegebenen Pfeilen El bis E4 ersichtlich ist, ist in den einander benachbarten Scheibenspulen die vom Streufeld induzierte Spannung zwischen den innenliegenden Teilspulenpaaren und den außenliegenden Teilspulenpaaren jeweils entgegengesetzt, wobei die Größe der induzierten Spannung wegen der Änderung der Streuflußdichte in den einzelnen Scheibenspulen sich ändert. Die induzierte Spannung ist gewöhnlich nur abhängig von der Streuflußdichte innerhalb einer jeden Scheibenspule; von der Streuflußdichte benachbarter Scheibenspulen wird sie aber im allgemeinen nicht beeinflußt. Im Schleifenzug ist die gesamte induzierte Spannung gleich Null oder sie nimmt wenigstens nur einen sehr kleinen Wert an, da die außenliegenden und innenliegenden Leiterpaare in den Scheibenspulen in entgegengesetzter Richtung vom zirkulierenden Strom durchlaufen werden. Wenn die induzierten Spannungen El, E2, E3, E4 der Scheibenspulen 40 bis 70 gleich groß oder annähernd gleich groß sind, dann können die Verbindungsleiter, z. B. 62 und 64, zu einem Leiter zusammengefaßt werden.The F i g. Using curve 300, FIG. 2b shows the increase in the leakage flux density from the lower coil 70 to the upper coil 40. In FIG. 3 shows the circuit of a winding made from four sub-conductors, in which, however, the sub-conductors are crossed twice at 350 and 351 within each disc coil. In this winding, too, are the same as in the winding according to FIG. 1 there are two parallel paths that form a closed loop. In the winding according to FIG. 3 leads one strand of the loop from the connecting line 100 via the parallel inner coil sections of the coil 40, the connecting conductor 54 to the two outer coil sections of the coil 50 and via the connecting conductor 62 to the two parallel inner coil sections of the coil 60 and from there via the Connecting conductors 74 to the two outer partial coils of the disc coil 70, the ends of which are connected to the connecting line 102. The second loop strand leads from the connecting line 100 via the two parallel-connected outer coil sections of the coil 40 via the connecting conductor 52 to the two parallel-connected inner coil sections of the disk coil 50 and from there via the connecting conductor 64 to the two parallel-connected outer coil sections of the disk coil 60, which are connected via the Connecting conductors 72 are connected to the two parallel-connected inner partial coils of the disc coil 70 and are connected at their ends to the connecting line 102 . As can be seen from the arrows E1 to E4 indicated for each disk coil, the voltage induced by the stray field between the inner pairs of coil sections and the outer pairs of coil sections is opposite in each case in the adjacent disk coils Disc coils changes. The induced voltage is usually only dependent on the leakage flux density within each disc coil; however, it is generally not influenced by the leakage flux density of neighboring disc coils. In the loop train, the total induced voltage is zero or at least it only assumes a very small value, since the outer and inner conductor pairs in the disc coils are traversed in opposite directions by the circulating current. If the induced voltages E1, E2, E3, E4 of the disc coils 40 to 70 are the same size or approximately the same size, then the connecting conductors, for. B. 62 and 64, are combined to form a conductor.
Wicklungen gemäß der Erfindung sind, wie erwähnt, ebenso wie für die Primärwicklung auch für die Sekundärwicklung benutzbar; sie können vor allem auch ein Vielfaches von zwei Strangpaaren aufweisen. Die einzelnen Wicklungen können dabei auch eine ungerade Zahl von Scheibenspulen haben.Windings according to the invention are, as mentioned, the same as for the Primary winding can also be used for the secondary winding; above all, they can too have a multiple of two pairs of strands. The individual windings can also have an odd number of disc coils.
Claims (2)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US1236644XA | 1962-05-09 | 1962-05-09 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1236644B true DE1236644B (en) | 1967-03-16 |
Family
ID=22410075
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEW34448A Pending DE1236644B (en) | 1962-05-09 | 1963-05-09 | Winding for transformers and reactors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1236644B (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1225353A (en) * | 1958-05-27 | 1960-06-30 | Westinghouse Electric Corp | Electrical device winding |
DE1089878B (en) * | 1959-03-03 | 1960-09-29 | Siemens Ag | Cylinder winding for transformers made from several parallel-connected and radially overlapped conductors crossed with each other |
-
1963
- 1963-05-09 DE DEW34448A patent/DE1236644B/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1225353A (en) * | 1958-05-27 | 1960-06-30 | Westinghouse Electric Corp | Electrical device winding |
DE1089878B (en) * | 1959-03-03 | 1960-09-29 | Siemens Ag | Cylinder winding for transformers made from several parallel-connected and radially overlapped conductors crossed with each other |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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E771 | Valid patent as to the heymanns-index 1977, willingness to grant licences |