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Lagenwicklung für Transformatoren oder Drosselspulen Bekanntlich werden
Transformatorwicklungen bei der Herstellung axial zusammengepreßt oder zumindest
in ihrer axialen Länge durch eine Einspannvorrichtung festgelegt. Die Pressung bzw.
Festlegung ist jedoch nur mit einer gemeinsamen Druckplatte bzw. mit gemeinsam alle
Wicklungselemente radial überdeckenden Preßklötzen möglich, wenn die Wicklungselemente
axial gleiche Länge haben. Das ist jedoch nie genau erreichbar, so daß man bisher
eine getrennte Pressung der einzelnen Wicklungselemente oder eine getrennte Pressung
der Ober-und Unterspannungswicklung ausgeführt hat.
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Es ist schon bekannt, einzelne Wicklungen aus einem konzentrischen
Wicklungsverband über Stahlfederelemente abzustützen, um bei einem Setzen der Wicklung
im Lauf der Zeit noch einen genügenden Preßdruck zur Aufnahme von Kurzschlußbeanspruchungen
zu erhalten. Bei zwei oder drei konzentrischen Wicklungen ist auch die Ausbildung
eines waageähnlichen oder dreibeinigen Preßteils bekannt, um mit einem gemeinsamen
Druckfederelement alle zwei oder drei Wicklungen mit annähernd gleichem Druck pressen
zu können. Solche Ausführungen sind jedoch sehr aufwendig und allenfalls auf einige
konzentrische Wicklungen, jedoch nicht auf eine Vielzahl von eng aufeinanderliegenden
konzentrischen Lagen einer Wicklung anwendbar.
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Die Anwendung auf eine Vielzahl von einzelnen Lagen würde eine sehr
umständliche und kostspielige Anordnung von einer Vielzahl von Preßfedern an den
Stirnseiten der Wicklungen für jede einzelne Lage erfordern, die zudem auch einen
größeren Anteil des kostbaren Nutzraumes des Transformators in Anspruch nehmen würde.
Eine solche Anordnung ist deshalb in der Praxis unausführbar.
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Federelemente aus metallischem Werkstoff haben zudem den Nachteil,
daß sie scharfkantige Teile sind, die durch Elektroden gegen die Wicklung abgeschirmt
werden müssen. Man müßte dann diese Elektroden zweckmäßig als obere und untere Preßplatte
ausbilden, welche die Pressungsverbindung zwischen Joch und Wicklung übernehmen;
zum anderen müssen diese meist geerdeten Metallteile sehr weit von der Wicklung
entfernt und sorgfältig isoliert sein, um Überschläge zu vermeiden.
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Es ist auch schon bekannt, an Stelle von Teilen der Federkräfte Stoßdämpfer
zur Wicklungspressung einzusetzen, die die kurzzeitige dynamische Spitzenamplitude
eines Kurzschlußstromes mit hinreichend starrem Gegendruck erwidern.
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Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß bei der Pressung von Wicklungen
die einzelnen radial konzentrisch ineinanderliegenden Wicklungselemente, insbesondere
eines Wicklungsteiles, auch bei einer gemeinsamen Preßplatte einen etwa gleichen
Druckanteil erhalten, wenn sie in ihrem axialen Aufbau nicht starr sind, sondern
noch eine gewisse Nachgiebigkeit besitzen, die ein Zusammendrücken auf gleiche Längen
gestattet.
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Diese Nachgiebigkeit in axialer Richtung ist bei Spulenwicklungen
schon durch die Preßspanzwischenlagen zwischen den einzelnen Spulen, durch welche
die Ölkanäle festgelegt sind, gegeben. Bei Lagenwicklungen fehlen diese Zwischenlagen
jedoch, so daß bis auf die Jochdistanzierungen nur die Windungsisolation noch beim
Pressen nachgeben kann.
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Es zeigt sich nun, daß dieses Nachgeben der Windungsisolation bei
Verwendung von papierisolierten Drähten in der Praxis zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen
durchaus ausreicht, weil sich die Papierisolation in gewissen Grenzen axial zusammendrücken
läßt.
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Verwendet man jedoch lackisolierte Drähte für die vorbeschriebenen
Lagenwicklungen, dann fehlt die in axialer Richtung mechanisch dämpfende weiche
Windungsisolierung, da die Lackisolation zwischen den Windungen sich praktisch nicht
mehr zusammendrücken läßt. Aus diesem Grund ist das bei Lagenwicklungen bisher verwendete
einfache Preßsystem, bei dem aus einzelnen Lagen aufgebaute Wicklungen an ihrer
Stirnseite - gegebenenfalls über auf jeder Lage liegende Isolierstützzylinder -
mittels alle Lagen gemeinsam überdeckenden Klötzen axial zusammengepreßt werden,
nicht mehr verwendbar, sobald Lackdrähte an Stelle von Papierdrähten verwendet werden.
Wird
auf sämtliche Lager. über einen Klotz, der allen Lagen gemeinsam ist. ein axialer
Preßdruck ausgeübt, so werden nur die zufällig längsten und am Klotz anliegenden
Lagen so weit gepreßt, bis diese zu@ann»en,-edrückt sied und dann die nächstl#,.ngen
La en trfaßt werden. Das Zusaitiniendrücken e=ner Lage geht dabei so vor sich, daß
jeweils nur die oberen Windungen zusammengedrückt werden, wälirc:id die weiter innen
liegenden Windungen vom Preßdruck nicht mehr ausreichend erfaßt und gegen die radialen
Reibungskräfte bewegt werden.
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Infolge der Aufnahme des gesamten Preßdruckes durch zunächst nur wenige
oder sogar durch nur eine einzige, zufällig am weitesten herausragende Lage, die
infolge der harten Lackisolation in sich so starr und wenig elastisch ist, daß sie
dem Druck nicht nachgeben kann, sind die ersten Windungen dieser Lage äußerst gefährdet.
Die Windungsisolation kann durchgedrückt werden, oder die Windungen kippen aus ihrer
Lage und versuchen seitlich auszuweichen.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Verwendung des einfachen
oben beschriebenen Preßsystems auch bei in sich axial starren Lagenwicklungen aus
Lackdraht zu ermöglichen.
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Bei einer Lagenwicklung für Transformatoren oder Drosselspulen, bei
der jede Lage aus axial dicht nebeneinanderliegenden Lackdrahtwindungen besteht
und an ihrer Stirnseite, gegebenenfalls über auf jeder Lage liegende Isolierstützzylinder,
mittels einer allen Lagen gemeinsamen und diese durch Preßstücke überdeckenden Preßkonstruktion
axial zusammengehalten und elastisch gepreßt ist, bestehen erfindungsgemäß die Preßstücke
zur gemeinsamen Pressung einer Vielzahl von konzentrischen Lagen einer Wicklung
aus einem elastisch dämpfenden Material, z. B. aus Gummi oder Gummikork in ölfester
Ausführung.
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Es sind zwar schon Zwischenlagen zwischen den Windungen einer Wicklung
bekannt, insbesondere bei papierisolierten Windungen, die jedoch nur dem Längenausgleich,
nicht jedoch der mechanischen Dämpfung dienen. Die Zwischenlagen werden meist aus
Preßspanstreifen hergestellt und sind besonders am Ende einer gewickelten Drahtlage
eingelegt, um die vorgeschriebene Wicklungslänge zu erreichen. Verwendet man diese
Zwischenlagen an der Stirnseite, die beim Aufbau oben liegt, und wählt ein zusammenpreßbares
Material, so kann das bisherige Verfahren nur wenig abgewandelt werden. Bei Trockentransformatoren
jedoch, bei denen die Windungen mit einem feuchtigkeitsabweisenden Lack bestrichen
werden, muß dafür gesorgt werden, daß der Lack nicht diese unter Öl wohl dämpfenden
Zwischenlagen spröde macht, so daß sie nicht mehr zusammendrückbar sind. Als dämpfende
Zwischenlagen sind die verschiedensten bekannten Ausführungsformen und Materialien
denkbar. In jedem Fall wird nun beim Zusammenpressen bzw. Festlegen der einzelnen
Lagen über die allen Lagen gemeinsamen Klötze nicht mehr die zufällig am längsten
ausgefallene Lage allein gepreßt und sie so dem gesamten, für alle Lagen bestimmten
Preßdruck ausgesetzt, so daß Isolationsbeschädigungen, die insbesondere im Gebiet
der oberen Windungen auftreten können, mit Sicherheit vermieden werden. Die dämpfenden
Zwischenlagen sorgen dafür, daß sich nun wieder, wie bei Verwendung von Windungen
mit dämpfender Windungsisolation, der auf die Klötze aufgebrachte Preßdruck etwa
gleichmäßig auf- alle Lagen aufteilt, so daß eine mechanische Überbeanspruchung
einzelner Windungen vermieden wird.
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An Hand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert: Mit
1 wird die Unterspannungswicklung und mit 2
die schematisch etwas verkleinerte
Oberspannungswicklung bezeichnet. Die Kühlkanäle 3 und die Zylinder
4 trennen die einzelnen Lagen der Oberspannungswicklung voneinander. Die
Stützzylinder 5
übertragen den axialen Preßdruck des Druckklotzes
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auf die einzelnen Lagen 7. Um etwaige Längenunterschiede in den Lagen
auszugleichen und die gegebenenfalls zu langen aus dem Verband herausragenden Lagen
vor Beschädigung zu bewahren, wird zwischen den Druckklotz 6 und die Stützzylinder
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eine elastisch dämpfende Einlage 8 gelegt. Diese Einlage kann z.
B. aus Gummi, Gummikork, zum Einbau unter Öl, natürlich in ölfester Ausführung,
oder einem ähnlichen geeigneten Material bestehen.