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Stoßspannungsfeste Scheibenwicklung für Transformatoren Die Erfindung
betrifft eine stoßspannungsfeste Scheibenwicklung für Transformatoren mit mehreren,
axial aufeinanderfolgenden, mehrgängig gewickelten Scheibenspulen, wobei in jeder
dieser Spulen die zum gleichen Gang gehörenden, aufeinanderfolgenden Windungen oder
Windungsgruppen über die zu ein und demselben Gang gehörenden Windungen oder Windungsbgruppen
von mindestens einer benachbarten Scheibenspule miteinander in Reihe geschaltet
sind.
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Eine Transformatorwicklung dieser Art ist bekannt und ermöglicht bei
einer erhöhten Reihenkapazität eine gute, d. h. eine armnähernd lineare Verteilung
der Stoßspannungen über die Windungen der Spulen. Sie ist aber wie eine Schleifenwicklung
geschaltet und hat dadurch einige wesentliche Nachteile; sie benötigt schwer herzustellende,
raumbeanspruchende Kreuzverbindungen zwischen aufeinanderfolgenden Scheibenspulen
und lange Verbindungsleitungen, die gelötet, von Hand isoliert und außen um dazwischenliegende
Scheibenspulen herumgelegt werden müssen. Solche Verbindungen sind daher wenig kurzschlußfest
und bedeuten einen zusätzlichen Raumverlust. Auch treten örtlich hohe Spannungsunterschiede
zwischen Windungen aufeinanderfolgender Scheibenspulen auf, was eine stärkere Isolation,
d. h. einen größeren Abstand zwischen diesen Spulen oder eine dickere Windungsisolation
erfordert.
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Die Erfindung bezweckt, eine Transformatorwicklung der obenerwähnten
Art zu schaffen, die hinsichtlich der Verteilung der Stoßspannungen über die Wicklung
dieselben Vorteile wie die bekannte Wicklung aufweist, dabei aber deren Nachteile
vermeidet. Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Scheibenspulen
in bezug auf den sie durchfließenden Strom derart miteinander verbunden sind, daß
in jeder Spule die zu einem Gang gehörenden Windungen radial von der Innenseite
zur Außenseite und die zu einem anderen Gang- gehörenden Windungen von der Außenseite
zur Innenseite der Spule aufeinanderfolgen. Bei dieser Wicklung werden Schleifen
vermieden. Die Verbindungen zwischen den Spulen sind kurz und dadurch kurzschlußfest;
die Wicklung läßt sich derart ausführen, daß Kreuzverbindungen entfallen und der
maximale Spannungsunterschied zwischen benachbarten Windungen aufeinanderfolgender
Spulen wesentlich herabgesetzt wird, so daß die Spulen dichter nebeneinander angeordnet
werden können. Die Spulen mit den vorspringenden Windungen können gesondert hergestellt
und nachher ineinandergeschoben werden, um die aufeinanderfolgenden mehrgängigen
Scheibenspulen zu bilden.
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Einige Ausführungsbeispiele für eine ScheibenwicIdung nach der Erfindung
sind in der Zeichnung dargestellt.
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F i g. 1 und 2 zeigen eine eingängige Spule mit in axialer Richtung
vorspringenden Windungen, einmal in schaubildlicher Darstellung, das andere Mal
im Schnitt; diese Spule bildet zusammen mit teilweise in sie hineingeschobenen ähnlichen
Spulen die Scheibenspulen nach der Erfindung.
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F i g. 3 bis 7 geben schematische Darstellungen von Scheibenspulen
nach der Erfindung wieder, und F i g. 8 zeigt eine schematische Darstellung von
aus zwei parallelen Leitern gewickelten Scheibenspulen nach der Erfindung.
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In F i g. 1 und 2 ist eine Spule dargestellt, deren aufeinanderfolgendeWindungen
1, 2, 3, 4, 5 wechselweise in axialer Richtung versetzt sind und in zwei
aufeinanderfolgenden Scheibenspulen der Transformatorwicklung zu liegen kommen.
Zwei derartige Spulen werden so ineinandergeschoben oder bei der Herstellung der
Wicklung unmittelbar zusammengewickelt, daß sie entweder zusammen zwei zweigängige
Scheibenspulen oder eine zweigängige Scheibenspule und von jeder benachbarten zweigängigen
Scheibenspule einen Gang bilden.
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F i g. 3 veranschaulicht einen Wicklungsteil, bei dem zwei Spulen
nach F i g. 1 und 2 zusammen eine aus zwei zweigängigen Scheibenspulen
A, B bestehende Doppelspule bilden. Dabei weist die eine Spule nach F i g.
1, 2 die Windungen 1, 2, 3, 4, 5, 6,
7, 8 und die andere entgegengesetztgeschaltete
Spule
die Windungen 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 dieser Doppelspule
auf: Aus der F i g. 3 ist .ersichtlich, daß die Windungen 1, 3, 5, 7 der ersten
Spule den einen Gang und die sich zwischen diesen Windungen befindenden Windungen
9, 11, 13, 15 der zweiten Spule den anderen Gang der zweigängigen Scheibenspule
B bilden und daß in bezug auf den die Scheibenspule B durchfließenden Strom die
Windungen 1, 3, 5, 7 des einen Ganges von der Innenseite zur Außenseite und die
Windungen 9, 11, 13, 15 des anderen Ganges von der Außenseite zur Innenseite der
Scheibenspule aufeinanderfolgen. In der Scheibenspule A sind der aus den von der
Innenseite zur Außenseite aufeinanderfolgenden Windungen 2, 4, 6, 8 -der Doppelspule
bestehende eine Gang und der aus den von der Außenseite zur Innenseite aufeinanderfolgendenWindungen
10, 12, 14, 16 bestehende andere Gang in derselben Weise wie in der Scheibenspule
B miteinander verschachtet.
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Die Ausführungsform nach F i g. 4 unterscheidet sich von derjenigen
nach F i g. 3 nur dadurch, daß jeder Gang der Scheibenspulen A, B aus Paaren
radial unmittelbar aufeinanderfolgender Windungen 1, 2; 5, 6; 9, 10; 13, 14 bzw.
7, 8; 11, 12; 15, 16 besteht, und daß die Paare der Windungen des einen Ganges 1,
2; 5, 6 bzw. 3, 4; 7, 8 durch die Paare der Windungen des anderen Ganges 9, 10;
13, 14 bzw. 11, 12; 15, 16 der betreffenden Scheibenspule B bzw. A voneinander getrennt
sind.
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Eine Wicklung nach der Erfindung, die leichter als die nach F i g.
3 und 4 hergestellt werden kann und, abgesehen von den Endscheibenspulen der Wicklung,
aus einer Reihe hintereinandergeschalteter, ineinandergreifender, gegebenenfalls
gesondert hergestellter Spulen nach F i g. 1, 2 besteht, ist in F i g. 5 dargestellt.
Dabei bilden die Windungen 13, 15, 17, 19 des einen Ganges der Scheibenspule IF
und die Windungen 14, 16, 18, 20 des einen Ganges der Sch_ eibenspule IH eine Spule
nach F i g. 1 und 2. Auch die zu einem Gang gehörendenWindungen 21, 23, 25, 27 der
teilweise dargestellten Scheibenspule IV und die Windungen 22, 24, 26, 28 des anderen
Ganges der Scheibenspule III bilden zusammen eine Spule nach F i g. 1, 2, die nur
in der Scheibenspule III mit der über die Scheibenspulen II und III verteilten Spule
nach F i g. 1, 2 verflochten ist. Auch die Windungen 3, 6, 9, 12 der Scheibenspule
I und die Windungen 2, 5, 8, 11 der Scheibenspule II bilden zusammen eine Spule
nach F i g. 1, 2. Da aber die Scheibenspule I eine Endspule der Wicklung ist und
daher deren Lücken nicht durch Windungen einer vorangehenden Spule nach F i g. 1,
2 ausgefüllt werden, sind in diesen Lücken zusätzliche Windungen 1, 4, 7, 10 angeordnet,
von denen die Windungen 4, 7, 10 mit den Windungen 3, 6, 9 Paare unmittelbar aufeinanderfolgender
Windungen bilden. In den Scheibenspulen 1I, 11I, IV sind ebenfalls die beiden Windungsgänge
radial entgegengesetzt gerichtet. Die Wicklung nach F i g. 6 unterscheidet sich
von der Wicklung nach F i g. 5 nur dadurch, daß die Windungen zu Paaren zusammengefaßt
sind und unmittelbar aufeinanderfolgende Windungen bilden.
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Bei der Wicklung nach F i g. 7 sind die jeweils zu einem Gang gehörenden
acht Windungen 1, 2, 3, 4, 5,6,7,8;9,10,11,12,13,14,15,16usw.über drei anstatt über
zwei aufeinanderfolgende Scheibenspulen I, II, IH bzw. II, III, IV usw. verteilt.
Man erhält dann in jeder Scheibenspule drei Windungsgänge, von denen der eine in
radialer Richtung gegen die beiden anderen verläuft. So verlaufen z. B. in der Scheibenspule
III die zum ersten Gang gehörenden Windungen 4, 8 und die zum dritten Gang gehörendenWindungen
18, 22 von der Innenseite zurAußenseite und die zum zweiten Gang gehörendenWindungen
10, 12, 14, 16 von der Außenseite zur Innenseite dieser Scheibenspule.
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Schließlich bezieht sich F i g. 8 auf eine Wicklung mit zwei parallelen
Leitern a und b, deren Windungsgänge, ausgenommen in der Endscheibenspule,
jedesmal über zwei aufeinanderfolgende Scheibenspulen verteilt sind und deren Windungen
a5, a7, a9, a11
bzw. a 6, a 8, a 10, a 12 usw. des zum Leiter
a gehörenden einen Ganges und deren sich dazwischen befindende Windungen
b 1, b 3, b 5, b 7 bzw. b 9, b 11, b 13,b 15 des zum
Leiter b gehörenden anderen Ganges in jeder Scheibenspule II, III usw. in
radial entgegengesetzten Richtungen aufeinanderfolgen.
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Im Rahmen der Erfindung sind auch Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsformen
möglich.