DE1538144A1

DE1538144A1 - High-voltage multilayer winding for transformers and reactors

Info

Publication number: DE1538144A1
Application number: DE19661538144
Authority: DE
Inventors: Mueller Dipl-Ing Walter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-02-15
Filing date: 1966-02-15
Publication date: 1969-08-21
Also published as: ES336302A1

Description

Hocbspannungs-Iagenwicklung für Transformatoren und Drosselspulen Es sind lagenwicklungen aus mehreren parallelen Teilleitern bekanntg bei denen die parallelen Teilleiter nicht ineinandergewickelt sind. Die Anschlüsse und Enden liegen dabei auf den gleichen Seiten der Wicklungeabschnitteg was die Schaltverbindungen erschwert.High-voltage layer winding for transformers and choke coils There are layer windings made of several parallel sub-conductors in which the parallel sub-conductors are not wound into one another. The connections and ends are on the same sides of the winding sections, which complicates the switching connections.

Ferner ist es bekanntg mehrere parallele Leiter innerhalb von aufeinanderfolgenden Wicklungslagen ineinander zu wickeln, wobei die parallelen Teilleiter aber nicht sämtlielBradial übereinander gewickelte Wicklungslagen durchlaufen und bei denen auch ungünstige Anschlußstellen unvermeidbar sind.It is also known to have several parallel conductors within successive ones Winding layers into one another, but not the parallel sub-conductors all of the winding layers are radially wound on top of each other and where unfavorable connection points are also unavoidable.

Die bekannten Hochspannungs-Lagenwicklungen aus ineinandergewickelten Scheibenspulen erlauben zwar eine Erhöhung der Querkapazität, jedoch sind solche Wicklungen bei gr'o«*ßeren Stromstärken wegen der dann erforderlichen großen Anzahl von Parallelzweigen nur schwer herstellbar und die Verbindung der einzelnen Spulen macht wegen der großen Anzahl erforderlicher lötverbindungen Schwierigkeiten. Diese Schwierigkeiten im Hinblick auf die erforderliche große Anzahl von Lötverbindungen könneu i."- nIcht durch die Verwendung verdrillter Leiter vermieden werdeng die anstelle eiiier Vielzahl von ineinandergewickelten Parallelzweigen zur Bildung von Scheibenspulen bekannt sind.The well-known high-voltage layer windings made from one inside the other Disk coils allow an increase in the transverse capacitance, but such are Windings with larger currents because of the large number then required difficult to produce parallel branches and the connection of the individual coils makes difficulties because of the large number of soldered connections required. These Difficulties in terms of required large number of Solder connections can now be avoided by using twisted conductors instead of a multitude of parallel branches wound into one another are used Formation of disc coils are known.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochspannungs-Iagenwicklung aus axial und/oder radial übereinander angeordneten Wicklungsabschnitten mit ausgekreuzten Parallelzweigen für Transformatoren und Drosselspulen.The invention relates to a high-voltage layer winding from winding sections arranged axially and / or radially one above the other with crossed-out winding sections Parallel branches for transformers and reactors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine mit hoher Querkapazität behaftete Hochspannungs-Lagenwicklung zu schaffen, die verhältnismäßig wenige und gut zugänglicbe Verbindungsstellen kurzer Bauart aufweist.The invention is based on the object, one with a high transverse capacitance to create afflicted high-voltage layer windings, which are relatively few and has easily accessible connection points of short design.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß die Wicklungsabschnitte jeweils eine ungerade Zahl von Wicklungslagen enthalten und jede Wicklungslage aus zwei ineinandergewickelten 2arallelleitern gebildet ist, von-denen der eine Parallelleiter an der innersten und der andere Parallelleiter an der äußersten Wicklungslage eines Wicklungsabschnittes beginnt und daß jeder Parallelleiter alle Wicklungslagen jedes Wicklungsabschnittes in Doppellagenschaltung durchläuft" so daß die Anfänge der Parallelleiter auf der einen Stirnseite und deren Enden auf der anderen Stirnseite jedes Wicklungsabscbnittes liegen.The object is achieved according to the invention in that that the winding sections each contain an odd number of winding layers and each winding layer is made up of two interwoven two-wire conductors, of which one parallel conductor is on the innermost one and the other parallel conductor begins at the outermost winding layer of a winding section and that each Parallel conductors all winding layers of each winding section in a double-layer circuit runs through "so that the beginnings of the parallel conductors on one end face and their Ends on the other face of each winding section.

Wenn die Wicklung aus axial und radial übereinanderliegender, Wicklungsabscbnitteng die miteinander parallelgeschaltet sind, hergestellt wirdv dann sind gemäß einer weiteren Ausgeztaltung der Erfindung an den Übergangsstellen vom einen Wicklungsabscbnitt zum axial benachbarten die radial übereinanderliegenden Wicklungeabschnitte auszukreuzen. Wenn die Parallelzweige selbst in mehrere Teilleiter-unterteilt sindp sind die Teilleiter der beiden Parallelzweige derart miteinander zu verschachtelng daß einem Teilleiter des einen 2arallelzweiges jeweils ein Teilleiter des anderen Parallelzweiges benachbart liegt.If the winding consists of axially and radially superimposed winding sections which are connected in parallel with one another, is then produced in accordance with a further elaboration the invention at the transition points from a winding section to the axially adjacent one lying radially one above the other Cross winding sections. When the parallel branches themselves are divided into several sub-conductors sindp, the sub-conductors of the two parallel branches are to be nested with one another that a sub-conductor of the one 2-parallel branch in each case a sub-conductor of the other Parallel branch is adjacent.

Die Lagenwicklung nach der Erfindung ergibttmit Ausnahme der mittleren Wicklungslage, zwischen den ineinandergewickelten Parallelzweigen einer jeden Lage eine Potentialdifferenz, die der Windungszabl von zwei Wicklungslagen entspricht, wodurch die Stoßspannungsverteilung in d . er Wicklung infolge der erhöhten Querkapazität günstiger wird. Außerdem können durch die Doppellagenschaltung der einzelnen Parallelzweige innerhalb eines Wicklungsabscbnittes die Schaltverbindungen innerhalb des Wicklungsabschnittes und insbes. auch die Schaltverbindungen zum axial benachbarten Wicklungsabscbnitt kurz gehalten werden. Die an der gut zugänglicben inneren bzw. äußersten Wicklungslage liegenden Schaltverbindungen sind einfach herzustellen.-Dabei ist besonders günstig, daß bei Wicklungen für sehr hohe Stromstärken mehrere radiäl übereinanderliegenden Wicklungsabschnitte parallel geschaltet werden können, und zwar ohne zusätzliche Maßnahmen, wobei darüber hinaus sich vor allem eine vollständige Auskreuzung der Parallelzweige innerhalb jedes Wicklungsabschnittes ergibt. Die Auskrazung der Parallelzweige dieser Wicklungsabschnitte mit verhältnismäßig kurzen Verbindungen ist auch mit radial übereinanderliegenden Wicklungsabschnitten möglich, da diese Auskreuzung jeweils an den Übergangsstellen zu den axial benachbarten Wicklungsabschnitten vorgenommen wird. Dadurchp daß sämtliche Anschlüsse eines jeden Wicklung sabschnittes sowie die Anscblüsse einer aus mehreren axial hintereinanderliegenden Wicklungsabsabnitten zusammengeschalteten Wicklung stets auf den Wicklungsatirnen liegen, ist.trotz Verwendung von mehr.eren Wicklungslagen in den einzelnen Wicklungeabschnitten eine genauso günstige Leitungsführung erzielt wie bei einer gewöhnlichen Scheibenspulenwicklung.The layer winding according to the invention, with the exception of the middle winding layer, produces a potential difference between the parallel branches of each layer that are wound into one another, which corresponds to the number of turns of two winding layers, whereby the surge voltage distribution in d. he winding is cheaper due to the increased transverse capacitance. In addition, due to the double-layer connection of the individual parallel branches within a winding section, the switching connections within the winding section and in particular also the switching connections to the axially adjacent winding section can be kept short. The circuit connections located on the easily accessible inner or outermost winding layer are easy to produce. It is particularly advantageous that, in the case of windings for very high currents, several radially superposed winding sections can be connected in parallel, without additional measures, and above all a complete crossing of the parallel branches within each winding section results. The notching of the parallel branches of these winding sections with relatively short connections is also possible with winding sections lying radially one above the other, since this crossing is made at the transition points to the axially adjacent winding sections. Due to the fact that all connections of each winding section as well as the connections of a winding made up of several axially one behind the other winding sections are always on the winding brackets, despite the use of more winding layers in the individual winding sections, a cable routing that is just as favorable as with an ordinary disc coil winding is achieved.

Die Zeichnung zeigt in den Figuren 1 bis 3 verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung: Die Fig.1 veranschaulicht im schematischen-Längsschnitt eine aus vier axial hintereinandergeschalteten Wicklungsabschnitten,die jeweils drei Wicklungslagen aufweisent aufgpbaute Wicklungg deren 'Schaltschema die Fig.2 zeigt. In Fig.3 ist eine Wicklungsausführung mit gleichfalls vier axial hintereinandergeschalteten Wicklungsabschnitten mit je drei Wicklungslagen dargestelltg bei der aber noch ebenfalls drei Wicklungslagen aufweisende weitere Wicklungsabschnitte radial darüber angeordnet sind.The drawing shows various exemplary embodiments of the invention in FIGS. 1 to 3 : FIG. 1 shows, in a schematic longitudinal section, a winding made up of four winding sections connected axially one behind the other, each of which has three winding layers, the circuit diagram of which is shown in FIG. 3 shows a winding design with also four winding sections connected axially one behind the other, each with three winding layers, in which, however, further winding sections also having three winding layers are arranged radially above them.

Bei der Wicklungsausführung nach Fig.1 sind die axial hintereinander liegenden,Wicklungsabeobnitte mit I.II.IIIJV bezeichnet. Alle vier Wicklungsabschnitte sind gleichartig ausgeführt, d.h. sie besitzen je drei Wicklungslagen 192939 wobei jede einzelne Wicklungslage wieder aus zwei ineinandergewickelten Parallelzweigen a und b besteht. In Wicklungsachsrichtung A folgt somit jeweils auf einen Leiter des Zweiges a ein Leiter des Zweiges b. Im Schnittbild der Fig.1 ist dies dadurch kenntlich gemachtg daß der Leiter des Parallelzweiges a im Gegensatz zum Leiter b schraffiert dargestellt ist. Die Zusammenschaltung der Wicklungsspiralen der beiden Parallelzweige a und b ist in Doppellagenschaltung durchgeführtg wie das Schaltschema der Fig.2 es zeigt. Infolge dieser Doppellagenscbaltung kommen die Anachlüsseg wenn diese auf der einen Stirnseite des Wicklungsabschnittes an der radial innersten und radial äußersten-Iiage eines Wicklungeabschnittes angebracht sind, auch auf der anderen Stirnseite dieses Wicklungeabschnittes wieder an die gleichen Stellen zu libgeng jedoch mit Platzvertauschung der beiden Anschlüsse der Parallelzweige. Bei der durchzuführenden Zusammenschaltung von mehreren axial hintereinanderliegenden Wicklungsabschnitten ergeben sichp da die Anschlüsse also unmittelbar einander benachbart liegen, die kürzestmöglichen Sebaltverbindungen. Die Verbindungen sind mit wenig Zeitaufwand herzustelleng Aa sie an der radial innersten und äußersten Wicklungslage liegen und damit gut zugänglich sind. Die Parallelschaltung der beiden Parallelzweige a und b ist im Ausführungsbeispiel mittels der den axial äußersten Wicklungsabschnitten, nämlich I und 1V9 vorgelagerten Strahlungsringe S durchgeführt. Bei einer Wicklung mit fünf oder mehr ungeraden$ übereinanderliegenden Wicklungslagen innerhalb eines jeden Wicklungsabschnittes gelten sinngemäß die Angaben über Anschlüsse und innere Scbaltverbindungeng wie bei dem drei Wicklungslagen umfassenden Wicklungsabschnitt nach Fig.1.Auch bei solchen Wicklungen ist, abgesehen von der mittleren Wicklungslageg stets eine Potentialdifferenz zwischen den ineinandergewickelten Parallelzweigen der Wicklungsiagen vorhanden, so daß auch hier die Stoßspannungsverteilung in der Wicklung verbessert wird. Wicklungen mit zwei oder mehr geraden, übereinanderliegenden Wicklungslagen innerhalb eines jeden Wicklungsabschnittes erfordern besonders isolierte Einzellagenverbindungen, die in einem axialen Kanal über die Wickellänge des Abschnittes das Ende einer Wicklungslage mit dem Anfang der-radial benachbarten Wicklungslage verbinden.In the winding design according to FIG. 1, the winding hub sections located axially one behind the other are denoted by I.II.IIIJV. All four winding sections are designed in the same way, ie they each have three winding layers 192939, with each individual winding layer again consisting of two parallel branches a and b wound into one another. In the winding axis direction A , each conductor of branch a is followed by a conductor of branch b. In the sectional view of FIG. 1, this is indicated by the fact that the conductor of the parallel branch a, in contrast to the conductor b , is shown hatched. The interconnection of the spiral coils of the two parallel branches a and b is carried out in a double-layer circuit as the circuit diagram of FIG. 2 shows. As a result of this double-layer wiring, the connections come to the same places again on the other end of this winding section when they are attached to the radially innermost and radially outermost layer of a winding section on one end of the winding section, but with the two connections of the parallel branches being exchanged . When interconnecting several winding sections axially one behind the other, the shortest possible sebalt connections result since the connections are therefore directly adjacent to one another. The connections can be made with little expenditure of time. They are located on the radially innermost and outermost winding layers and are therefore easily accessible. The parallel connection of the two parallel branches a and b is carried out in the exemplary embodiment by means of the radiation rings S located in front of the axially outermost winding sections, namely I and 1V9. In the case of a winding with five or more odd superimposed winding layers within each winding section, the information about connections and internal circuit connections apply analogously as for the winding section comprising three winding layers according to Fig. 1. Even with such windings, apart from the middle winding layer, there is always a potential difference present between the parallel branches of the winding layers, which are wound into one another, so that the surge voltage distribution in the winding is also improved here. Windings with two or more straight, superimposed winding layers within each winding section require particularly isolated single-layer connections that connect the end of one winding layer to the beginning of the radially adjacent winding layer in an axial channel over the winding length of the section.

Eine Wicklungsausführungg die aus axial hintereinandergeschalteten Wicklungsabscbnitten sowie-darüber radial liegenden Wicklungsabschnitten aufgebaut ist2 zeigt die Fig.3. Sämtliche Wicklungsabschnitte, also die axial hintereinanderliegenden Wicklungsabschnitte IJI,III.IV sowie die dazu radial darüberliegenden Wicklungsabschnitte 1 1 bis IV 1 sind hinsichtlich Lagenzahl und Schaltung sämtlich gleichartig aufgebaut und umfassen wiederum je Wicklungsabschnitt drei Wicklungslagen in einer Ausführung, wie sie in Fig.1 beschrieben ist. Lediglich die axiale Hintereinanderschaltung der paralleleng an den Strahlungsring S angeschlossenen axialen und radialen Wicklungsabschnitte ist abweichend vom Beispiel der Fig.1 durchgeführtg indem die Parallelzweige der beiden radial übereinander angeordneten Wicklungsabschnitte beim Übergang zu den axial benachbarten Wicklungsabschnitten miteinander ausgekreuzt werden, wodurch im Ausführungsbeispiel der Verbindungsleiter ai des radial inneren Wicklungsabschnittes I, mit dem radial äußeren Wicklungsabschnitt 11 1 verbunden wird und sinngemäß mit dem gleichen Wicklungsabschnitt II1"der Parallelzweig bl. Die Verbindungsleitungen a2 und b2 des äußeren Wicklungsabschnittes Il stellen eine Verbindung mit dem inneren Wicklungsabschnitt II, her.A winding design which is built up from winding sections connected axially one behind the other as well as winding sections lying radially above them2 is shown in FIG. 3. All winding sections, ie the axially one behind the other winding sections IJI, III.iv as well as the radially overlying winding sections 1 1 to IV 1 are constructed with respect to the number of layers and circuit are all identical and in turn each comprise winding section three winding layers in an embodiment as described in Figure 1 is. Only the axial series connection of the paralleleng connected to the radiation ring S axial and radial winding sections is different from the example of Fig.1 durchgeführtg by the parallel branches of the two radially superposed winding sections are crossing each other in the transition to the axially adjacent winding sections, which in the exemplary embodiment of the connecting conductors ai of the radially inner winding section I, with which the radially outer winding section 11 1 is connected, and analogously with the same winding section II1 ″ of the parallel branch bl. The connecting lines a2 and b2 of the outer winding section II connect to the inner winding section II.

Claims

Claims: High-voltage layer winding consisting of winding sections arranged axially and / or radially one above the other with crossed parallel branches for transformers and choke coils characterized in that the winding sections (I to IV or 1 1 to IV1) each contain an odd number of winding layers and each winding layer consists of two inside one another wound parallel conductors (a, b or algbl; a 27 b 2), of which one parallel conductor is connected to the innermost and the other parallel conductor. the outermost winding layer of a winding section begins and that each parallel conductor runs through all winding layers of each winding section in double-layer circuit, so that the beginnings of the parallel conductors are on one end and their ends on the other end of each winding section. 2. Winding with axially and radially superimposed winding sections according to claim 1, characterized in that the radially superimposed winding sections are connected in parallel and with the next following in the axial direction radially superimposed Parallel branches are connected. 3. Winding according to claim 1 and 29, characterized in -that the two parallel branches each consist of a plurality of sub-conductors which are interlaced with one another in such a way that a sub-conductor of the one parallel branch is followed by a sub-conductor of the other parallel branch. Winding according to claims 1 to 3, characterized in that the parallel branches consist of twisted partial conductors.