DE19901172C2 - Hochspannungstransformator und Verfahren zum Herstellen des Hochspannungstransformators - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hochspannungstransformator und ein Verfahren zum Herstellen des Hochspannungstransformators.

Es wird nun auf Fig. 5 Bezug genommen, die in einer Querschnittsansicht ein Verfahren gemäß dem Stand der Technik zum Herstellen von Hochspannungstransformatoren zeigt, das in der JP-A 10-12453 offenbart ist. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen geteilten Wicklungskörper, 2 eine Teilungsisolation, die auf dem geteilten Wicklungskörper 1 ausgebildet ist, und 3 kennzeichnet eine Wicklung, die zwischen zwei benachbarten Teilungsisolationen 2, die auf dem geteilten Wicklungskörper 1 ausgebildet sind, gewickelt ist.

Das Verfahren gemäß dem Stand der Technik zum Herstellen eines Hochspannungstransformators umfaßt folgende Schritte: Wickeln einer Primärwicklung zwischen zwei benachbarten Teilungsisolationen 2, die auf der am weitesten linken Seite des geteilten Wicklungskörpers 1 ausgebildet sind, wie in Fig. 5 gezeigt, Wickeln einer zweiten Wicklung zwischen zwei anderen benachbarten Teilungsisolationen 2, und Einfügen eines Kerns in den geteilten Wicklungskörper 1. Somit dient eine Teilungsisolation 2 dazu, die Isolation zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung sicherzustellen. Eine andere Teilungsisolation 2 kann dazu dienen, die Isolation zwischen Windungen von Drähten in der Sekundärwicklung sicherzustellen, die separat in zwei oder mehreren Freiräumen zwischen zwei benachbarten Teilungsisolationen 2 gewickelt sind, weil eine große Differenz zwischen den Spannungen besteht, die an den beiden Enden der Sekundärwicklung auftreten.

Ein anderes Verfahren gemäß dem Stand der Technik zum Herstellen von Hochspannungstransformatoren umfaßt folgende Schritte: Wickeln einer Primärwicklung zwischen zwei Teilungsisolationen 2, die auf dem geteilten Wicklungskörper ausgebildet sind, Bereitstellen eines anderen geteilten Wicklungskörpers (nicht gezeigt), der zum Wickeln einer Sekundärwicklung vorgesehen ist und in den der geteilte Wicklungskörper 1 eingefügt werden kann, Wickeln der Sekundärwicklung zwischen jeder der zwei benachbarten Teilungsisolationen, die auf dem anderen geteilten Wicklungskörper ausgebildet sind, und Einfügen eines Kerns in den ersten geteilten Wicklungskörper 1.

Ein Problem bei solch einem Verfahren gemäß dem Stand der Technik zum Herstellen eines Hochspannungstransformators, der in der oben erwähnten Art und Weise konstruiert ist, ist, daß ein geteilter Wicklungskörper 1, der solch eine spezielle Form besitzt und auf dem eine Vielzahl von Teilungsisolationen 2 geformt ist, hergestellt werden muß, um die Isolation zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung und der Isolation zwischen Windungen des Drahtes in der Wicklung 3 sicherzustellen. Deshalb ist es schwierig, solch einen geteilten Wicklungskörper 1 herzustellen.

Ein anderes Problem ist, daß, wenn die Wicklung 3 gewickelt wird, es notwendig ist, eine Anzahl von Windungen des Drahtes innerhalb jedes Zwischenraums zwischen zwei benachbarten Teilungsisolationen 2 zu wickeln, um die Isolation zwischen Windungen des Drahtes in der Wicklung 3 sicherzustellen. Deshalb ist es schwierig, die Wicklung 3 um den geteilten Wicklungskörper 1 herum zu wickeln.

Ein noch anderes Problem ist, daß die Wicklung 3 nicht um den geteilten Wicklungskörper 1 herum gewickelt werden kann, bis sie die Höhe von jeder der Vielzahl von Teilungsisolationen 2 erreicht, und daraus resultiert eine Zunahme der Größe der Hochspannungstransformatoren.

Aus der DE-OS 22 60 492 ist ein Transformator bekannt, bei dem zahlreiche Isolierstoffplatten beidseitig mit Leiterbahnen versehen sind. Die Leiterbahnen sind spiralförmig ausgebildet, und die beiden Seiten einer Isolierstoffplatte sind derart elektrisch miteinander verbunden, dass der Drehsinn auf beiden Seiten gleich ist. Hierdurch können eine Primär- und eine Sekundärwicklung ausgebildet werden. Schließlich ist ein Kern vorgesehen, der die Isolierstoffplatten durchdringt.

Aus der EP 0 824 259 A2 ist ein Spulenkörper für eine Flachspule bekannt, der einseitig oder beidseitig mit einer oder mehreren Windungen versehen sein kann. Die Flachspule ist aus mehreren Leiterplatten gebildet, die übereinandergestapelt sind. Hierdurch kann ein Transformator gebildet werden. Schließlich weist die bisher bekannte Flachspule Verbindungseinrichtungen in Form von Stiften auf, die an den Rändern der Leiterplatten vorgesehen sind und der Verbindung der Windungen mehrerer Leiterplatten miteinander dienen.

Die vorliegende Erfindung wurde mit dem Ziel gemacht, die obigen Probleme zu überwinden. Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hochspannungstransformator zu schaffen, bei dem die Isolation zwischen den Primär- und Sekundärspulen und die Isolation zwischen den Drahtwindungen in sowohl der Primär- als auch der Sekundärspule verbessert ist. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines in dieser Weise verbesserten Hochspannungstransformators zu schaffen.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Hochspannungstransformator geschaffen, umfassend: eine Vielzahl von Grundplatten, von denen jede eine Fläche besitzt, auf der ein erstes Wicklungsmuster und ein zweites Wicklungsmuster separat geformt sind, wobei die Vielzahl von Grundplatten geschichtet ist, so daß ihre Flächen in der gleichen Richtung orientiert sind; einen ersten Verbindungsmechanismus zum elektrischen Verbinden einer Vielzahl von ersten Wicklungsmustern, die jeweils auf der Vielzahl von Grundplatten ausgebildet sind; einen zweiten Verbindungsmechanismus zum elektrischen Verbinden einer Vielzahl von zweiten Wicklungsmustern, die jeweils auf der Vielzahl von Grundplatten ausgebildet sind; und einen Kern, der in ein Durchgangsloch, das in der Vielzahl von Grundplatten ausgebildet ist, eingefügt ist, so daß der Kern die Grundplatten durchdringt und durch die Vielzahl von ersten Wicklungsmustern und die Vielzahl von zweiten Wicklungsmustern umgeben ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Transformator muß kein geteilter Wicklungskörper verwendet werden, der eine spezielle Form besitzt und auf dem eine Vielzahl von Teilungsisolationen ausgebildet ist, und der Hochspannungstransformator kann in seinen Abmessungen reduziert und leicht hergestellt werden und einen hohen Grad an Flexibilität hinsichtlich seiner Form bieten.

Erfindungsgemäß besitzt jede aus der Vielzahl von geschichteten Grundplatten zumindest einen Schlitz, der zwischen den ersten und den zweiten Wicklungsmustern geformt ist. Vorzugsweise kann eine Vielzahl von Schlitzen, die jeweils in der Vielzahl von Grundplatten ausgebildet sind, in der gleichen Art und Weise geformt sein, und die Vielzahl von Grundplatten ist geschichtet, so daß die Vielzahl von Schlitzen ein Durchgangsloch bildet. Ein Harz kann in das Durchgangsloch eingefügt sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbindet der erste Verbindungsmechanismus die Vielzahl von ersten Wicklungsmustern elektrisch parallel miteinander, und der zweite Verbindungsmechanismus verbindet die Vielzahl von zweiten Wicklungsmustern elektrisch in Serie, so daß sie nur in einer Richtung um den Kern herum gewickelt sind.

Entsprechend einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbindet der erste Verbindungsmechanismus einige von der Vielzahl von ersten Wicklungsmustern elektrisch parallel miteinander, und die verbleibenden aus der Vielzahl von ersten Wicklungsmustern elektrisch in Serie, und der zweite Verbindungsmechanismus verbindet die Vielzahl von zweiten Wicklungsmustern elektrisch in Serie, so daß sie nur in einer Richtung um den Kern herum gewickelt sind.

Der erste Verbindungsmechanismus kann eine Vielzahl von Durchgangslöchern, die jeweils in der Vielzahl von Grundplatten und an beiden Enden der Vielzahl von ersten Wicklungsmustern ausgebildet ist, und eine Vielzahl von Lötmitteln, die jeweils in die Vielzahl von Durchgangslöchern eingefügt sind, umfassen. Auf ähnliche Weise kann der zweite Verbindungsmechanismus eine Vielzahl von Durchgangslöchern, die jeweils in der Vielzahl von Grundplatten und an beiden Enden der Vielzahl von zweiten Wicklungsmustern ausgebildet sind, und eine Vielzahl von Lötmitteln, die jeweils in die Vielzahl von Durchgangslöchern eingefügt sind, umfassen.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Hochspannungstransformators geschaffen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt: Ausbilden eines ersten Wicklungsmusters und eines zweiten Wicklungsmusters auf einer Fläche von jeder von einer Vielzahl von Grundplatten; Ausbilden zumindest eines Schlitzes an jeder der Vielzahl von geschichteten Grundplatten, der zwischen den ersten und zweiten Wicklungsmustern ausgebildet ist; Einfügen eines Kern in die Vielzahl von Grundplatten, so daß der Kern die Grundplatten durchdringt, während sichergestellt wird, daß die Fläche von jeder von der Vielzahl von Grundplatten in der gleichen Richtung orientiert ist; elektrisches Verbinden der Vielzahl von ersten Wicklungsmustern, die jeweils auf der Vielzahl von Grundplatten ausgebildet ist; und elektrisches Verbinden der Vielzahl von zweiten Wicklungsmustern, die jeweils auf der Vielzahl von Grundplatten ausgebildet ist.

Die Vielzahl von ersten Wicklungsmustern kann elektrisch parallel miteinander verbunden werden, und die Vielzahl von zweiten Wicklungsmustern kann elektrisch in Serie verbunden werden, so daß sie nur in einer Richtung um den Kern herum gewickelt sind.

Alternativ dazu können einige aus der Vielzahl von ersten Wicklungsmustern elektrisch parallel miteinander verbunden und die verbleibenden aus der Vielzahl von ersten Wicklungsmustern elektrisch in Serie verbunden werden, und die Vielzahl von zweiten Wicklungsmustern kann elektrisch in Serie verbunden werden, so daß sie nur in einer Richtung um den Kern herum gewickelt sind.

Weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, wie sie in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, hervor.

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht, die ein Verfahren zum Herstellen von Hochspannungstransformatoren gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;

Fig. 2 ist eine Perspektivansicht, die einen Hochspannungstransformator darstellt, der unter Verwendung des Verfahrens zum Herstellen von Hochspannungstransformatoren gemäß der ersten Ausführungsform hergestellt wurde;

Fig. 3 ist eine Draufsicht, die eine Grundplatte zeigt, die in einem Hochspannungstransformator gemäß einer zweiten Ausführungsform enthalten ist;

Fig. 4 ist eine Draufsicht, die eine Grundplatte zeigt, die in einem Hochspannungstransformator gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten ist; und

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht, die ein Verfahren gemäß dem Stand der Technik zum Herstellen von konventionellen Hochspannungstransformatoren darstellt.

Erste Ausführungsform

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen, die in einer Perspektivansicht ein Verfahren zum Herstellen von Hochspannungstransformatoren gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt. In der Figur kennzeichnen die Bezugszeichen 11a bis 11d jeweils eine scheibenförmige Grundplatte, die eine Dicke von etwa 0,2 mm besitzt, 12a bis 12d kennzeichnen ein kreisförmiges Loch, das in der Mitte einer jeden der Grundplatten 11a bis 11d ausgebildet ist, wobei ein Kern in das kreisförmige Loch eingefügt werden kann, 13a bis 13d kennzeichnen jeweils ein Primärwicklungsmuster, das ungefähr wie ein Ring geformt und auf einer Fläche von jeder der Grundplatten 11a bis 11d ausgebildet ist, 14a bis 14d und 15a bis 15d kennzeichnen jeweils Durchgangslöcher, die an beiden Enden der Vielzahl von Primärwicklungsmustern 13a bis 13d ausgebildet sind, 16a bis 16d kennzeichnen jeweils ein Sekundärwicklungsmuster, das ungefähr wie ein Ring geformt und auf einer Fläche einer jeden der Vielzahl von Grundplatten 11a bis 11d und außerhalb jeden von der Vielzahl von Primärwicklungsmustern 13a bis 13d ausgebildet ist, und 17a bis 17d und 18a bis 18d kennzeichnen jeweils Durchgangslöcher, die an beiden Enden der Vielzahl von Sekundärwicklungsmustern 16a bis 16d ausgebildet sind.

Als nächstes wird auf Fig. 2 Bezug genommen, die eine Perspektivansicht eines Hochspannungstransformators darstellt, der unter Verwendung des Herstellungsverfahrens gemäß der ersten Ausführungsform hergestellt wurde. In den Figuren kennzeichnet Bezugszeichen 11 jede Grundplatte, 13 kennzeichnet jedes Primärwicklungsmuster, 16 kennzeichnet jedes Sekundärwicklungsmuster, und 19 kennzeichnet einen Kern, der in ein Loch 12 eingefügt ist.

Wie in Fig. 1 dargestellt, wird zuerst die Vielzahl von Grundplatten 11a bis 11d bereitgestellt, die eine Dicke von etwa 0,2 mm besitzen, und geformt und in die Gestalt einer Scheibe gebracht sind. Anschließend werden die Löcher 12a bis 12d in den jeweiligen Zentren der Vielzahl von Grundplatten 11a bis 11d ausgebildet, wie in Fig. 1 gezeigt, so daß der Kern 19 die Vielzahl von Grundplatten 11a bis 11d durchdringen kann. Obwohl nur vier Grundplatten in der Fig. 1 dargestellt sind, kann entsprechend der Anzahl von Drahtwindungen, die in einem tatsächlich herzustellenden Hochspannungstransformator zu wickeln sind, eine beliebige Anzahl von Grundplatten ausgebildet werden.

Als nächstes wird auf den jeweiligen Flächen der Vielzahl von Grundplatten 11a bis 11d eine Vielzahl von Primärwicklungsmustern 13a bis 13d ausgebildet und ungefähr in die Form eines Rings gebracht. An den beiden Enden der Vielzahl von Primärwicklungsmustern 13a bis 13d sind jeweils Durchgangslöcher 14a bis 14d und 15a bis 15d vorgesehen. Zusätzlich wird auch eine Vielzahl von Sekundärwicklungsmustern 16a bis 16d jeweils auf den gleichen Flächen der Vielzahl von Grundplatten 11a bis 11d ausgebildet und ungefähr wie ein Ring geformt. Die Vielzahl von Sekundärwicklungsmustern 16a bis 16d ist jeweils außerhalb der Vielzahl von Primärwicklungsmustern 13a bis 13b angeordnet. Durchgangslöcher 17a bis 17d und 18a bis 18d werden jeweils an den beiden Enden der Vielzahl von Sekundärwicklungsmustern 16a bis 16d vorgesehen.

Der Krümmungsradius des Sekundärwicklungsmusters 16a wird kleiner, wenn man das Sekundärwicklungsmuster 16a in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn von dem Durchgangsloch 17a zu dem Durchgangsloch 18a verfolgt. Im Gegensatz dazu nimmt der Krümmungsradius des Sekundärwicklungsmusters 16b zu, wenn das Sekundärwicklungsmuster 16b in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn von dem Durchgangsloch 17b verfolgt wird. Das Sekundärwicklungsmuster 16c ist das gleiche wie das Sekundärmuster 16a. Das Sekundärwicklungsmuster 16d ist das gleiche wie das Sekundärmuster 16b. Die Primärwicklungsmuster 13a bis 13d sind jeweils gleich.

Als nächstes wird die Vielzahl von Grundplatten 11a bis 11d derart angeordnet, daß ihre jeweiligen Flächen, auf denen die Vielzahl von Primär- und Sekundärmustern 13a bis 13d und 16a bis 16d geformt sind, in der gleichen Richtung orientiert sind. Anschließend wird ein Kern 19 in die Löcher 12 bis 12d, die in der Vielzahl von Grundplatten 11a bis 11d vorgesehen sind, eingefügt.

Durch Zusammenlöten der Durchgangslöcher 14a und 14b und Zusammenlöten der Durchgangslöcher 15a und 15b wird das auf der Grundplatte 11a ausgebildete Primärwicklungsmuster 13a elektrisch mit dem auf der Grundplatte 11b ausgebildeten Primärwicklungsmuster 13b verbunden. Durch Zusammenlöten der Durchgangslöcher 18a und 17b wird ferner das Sekundärwicklungsmuster 16a elektrisch mit dem Sekundärwicklungsmuster 16b verbunden.

Zusätzlich wir durch Zusammenlöten der Durchgangslöcher 16b und 16c und Zusammenlöten der Durchgangslöcher 15b und 15c das auf der Grundplatte 11b ausgebildete Primärwicklungsmuster 13b elektrisch mit dem auf der Grundplatte 11c ausgebildeten Primärwicklungsmuster 13c verbunden. Des weiteren wird durch Zusammenlöten der Durchgangslöcher 18b und 17c das Sekundärwicklungsmuster 16b elektrisch mit dem Sekundärwicklungsmuster 16c verbunden.

Auf diese Art und Weise wird die Vielzahl von Primärwicklungsmustern 13, die jeweils auf einer beliebigen Anzahl von Grundplatten 11 ausgebildet sind und deren Anzahl von einer gewünschten Anzahl von Drahtwicklungen in einem herzustellenden Hochspannungstransformator abhängt, elektrisch miteinander verbunden; und die Vielzahl von Sekundärwicklungsmustern 16 wird elektrisch miteinander verbunden, und anschließend die wird Vielzahl von Grundplatten 11, während diese unter Verwendung des Kerns 19 zentriert werden, geschichtet. Indem die beiden Enden von jeder der Vielzahl von Primärwicklungsmustern 13, die jeweils auf der Vielzahl von Grundplatten 11 ausgebildet sind, jeweils mit den beiden Enden eines benachbarten Primärwicklungsmusters verlötet werden, wird die Vielzahl von Primärwicklungsmustern 13 elektrisch parallel miteinander verbunden, wie aus der Fig. 1 ersichtlich. Mit anderen Worten wird die Primärwicklung, die eine um den Kern herumgewickelte Drahtwindung besitzt, geformt. Andererseits werden durch jeweiliges Verlöten der beiden Enden von jedem der Vielzahl von Sekundärwicklungsmustern 16, die jeweils auf der Vielzahl von Grundplatten 11 ausgebildet sind, mit einem korrespondierenden Ende eines benachbarten Sekundärwicklungsmusters und einem korrespondierenden Ende eines anderen benachbarten Sekundärwicklungsmusters, wie zuvor erwähnt, die Vielzahl von Sekundärwicklungsmustern 16 elektrisch in Serie miteinander verbunden, so daß sie in der gleichen Richtung gewickelt sind, d. h., sie sind alle entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn um den Kern herum gewickelt. Mit anderen Worten wird die Sekundärwicklung, die eine beliebige Anzahl von um den Kern 19 herum gewickelte Drahtwindungen besitzt, geformt. Fig. 2 zeigt einen auf diese Weise hergestellten Hochspannungstransformator.

Von der oben erwähnten beispielhaften Ausführungsform können vielzählige Varianten hergestellt werden. Es ist klar, daß die Vielzahl von Grundplatten 11, Löchern 12, Primärwicklungsmustern 13, Sekundärmustern 16, und der Kern 19 auch wie ein Rechteck geformt oder entsprechend der Gestaltung eines herzustellenden Hochspannungstransformators eine beliebige Form aufweisen können.

Anstelle alle Primärwicklungsmuster 13 parallel miteinander zu verbinden und dann eine Primärwicklung zu bilden, die eine Drahtwindung besitzt, können auch einige der Primärwicklungsmuster parallel miteinander verbunden und die verbleibenden Primärwicklungsmuster in Serie verbunden werden, entsprechend der Ausgestaltung des herzustellenden Hochspannungstransformators. Wenn zum Beispiel ein Hochspannungstransformator hergestellt wird, der ein Primärwicklungs-Sekundärwicklungsverhältnis von 10 : 100 besitzt, werden 100 Grundplatten 11 geschichtet. In 90 der Grundplatten sind die Primärwicklungsmuster 13 parallel miteinander verbunden. In den verbleibenden 10 Grundplatten sind die Primärwicklungsmuster 13 in Serie verbunden, so daß sie alle in der gleichen Richtung um den Kern herum gewickelt sind. In diesem Fall kann eine Primärwicklung gebildet werden, die 10 Drahtwicklungen besitzt.

Es ist auch ersichtlich, daß anstelle ein Primärwicklungsmuster 13 in der Nähe eines Kerns 19 auf einer Fläche einer jeden Grundplatte 11 und ein zweites Wicklungsmuster 16 auf einem Umfangsabschnitt der gleichen Fläche anzuordnen, das Primärwicklungsmuster 13 auch auf dem Umfangsabschnitt der Fläche jeder Grundplatte 11 und das Sekundärwicklungsmusters 16 in der Nähe des Kerns 19 angeordnet werden kann.

Anstelle des Zusammenlötens der Durchgangslöcher 14a bis 14d und des Zusammenlötens der Durchgangslöcher 15a bis 15d, wenn zwei benachbarte Primärwicklungsmuster aus der Vielzahl von Primärwicklungsmustern 13a bis 13d, die jeweils auf der Vielzahl von Grundplatten 11a bis 11d ausgebildet sind, verbunden werden, ist es auch möglich, die Primärwicklungsmuster 13a bis 13d dadurch elektrisch parallel miteinander zu verbinden, daß die Vielzahl von Grundplatten 11a bis 11d geschichtet wird, zwei Lötmittelstifte in die Durchgangslöcher 14a bis 14d und 15a bis 15d eingefügt werden, und anschließend ein elektrischer Strom durch jeden der Lötmittelstifte geleitet wird, um die Durchgangslöcher 14a bis 14d untereinander und die Durchgangslöcher 15a bis 15d untereinander gleichzeitig zu verlöten.

Es ist ferner klar, daß anstelle die Primärwicklungsmuster 13, die jeweils auf der Vielzahl von Grundplatten 11 ausgebildet sind, parallel und die Sekundärwicklungsmuster 16 in Serie zu verbinden, nachdem der Kern 19 in die Löcher, die in der Vielzahl von Grundplatten 11 vorgesehen sind, eingefügt wurde, nachdem die Primärwicklungsmuster 13 miteinander verbunden wurden, und die Sekundärwicklungsmuster 16 miteinander verbunden wurden, und die Vielzahl von Grundplatten geschichtet ist, wobei eine separat angeordnete Herstellungsausrüstung verwendet wird, der Kern 19 in die Löcher 12 eingefügt werden kann, die in Vielzahl von geschichteten Grundplatten 11 ausgebildet sind.

Es ist auch ersichtlich, daß jede von der Vielzahl von Grundplatten 11 eine beliebige Dicke besitzen kann, die von der ausgelegten Stehspannung abhängt.

Wie zuvor erwähnt, wird gemäß der ersten Ausführungsform ein Hochspannungstransformator bereitgestellt, der eine Vielzahl von geschichteten Grundplatten 11 umfaßt, wobei auf jeder der Grundplatten ein Primärwicklungsmuster 13 und ein Sekundärwicklungsmuster 16 geformt sind. Demgemäß bietet die erste Ausführungsform den Vorteil, daß die Notwendigkeit eines geteilten und eine spezielle Form aufweisenden Wicklungskörpers 1, wie er in Fig. 5 gezeigt ist, und sie macht es einfach, Hochspannungstransformatoren herzustellen. Deshalb werden auch die Herstellungskosten reduziert.

Da zusätzlich die Dicke von jeder der Vielzahl von Grundplatten 11 sicherstellen kann, daß die Drahtwicklungen voneinander isoliert sind, sind Teilungsisolationen 2, wie sie in Fig. 5 gezeigt sind, nicht erforderlich, die physikalische Größe des Hochspannungstransformators kann reduziert werden.

Überdies kann das Maß an gestalterischer Flexibilität verbessert werden, weil die Vielzahl von Grundplatten 11, Löchern 12, Primärwicklungsmustern 13, Sekundärwicklungsmustern 16, und der Kern 19 eine beliebige Form aufweisen können, und die Anzahl der Vielzahl von Grundplatten 11 kann frei bestimmt werden, und die Vielzahl von Primärwicklungsmustern 13 kann teilweise in Serie und teilweise parallel miteinander verbunden werden, so daß die Primärwicklung eine beliebige Anzahl von Drahtwindungen besitzt.

Zweite Ausführungsform

Als nächstes wird auf Fig. 3 Bezug genommen, die eine Draufsicht einer Grundplatte eines Hochspannungstransformators gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt. In der Figur kennzeichnet das Bezugszeichen 20 ein Primärwicklungsmuster, das zwei ringförmige Drahtwindungen umfaßt und auf einer Fläche einer Grundplatte 11 angeordnet ist, und 21 kennzeichnet ein Sekundärwicklungsmuster, das zwei ringförmige Drahtwicklungen umfaßt und auf der Fläche der Grundplatte 11 und außerhalb des Primärwicklungsmusters angeordnet ist.

Jede Grundplatte 11 gemäß der oben genannten ersten Ausführungsform, wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt ein aus einer Windung hergestelltes Primärwicklungsmuster 13 und ein auf einer Windung hergestelltes Sekundärwicklungsmuster 16. Im Gegensatz dazu besitzt jede Grundplatte gemäß der zweiten Ausführungsform, wie in Fig. 3 gezeigt, ein aus zwei Windungen hergestelltes Primärwicklungsmuster 20 und ein aus zwei Wicklungen hergestelltes Sekundärwicklungsmuster 21.

Um eine Grundplatte 1 mit einem aus zwei Windungen hergestellten Primärwicklungsmuster und mit einem aus zwei Windungen herstellten Sekundärwicklungsmuster zu produzieren und ihre ordnungsgemäße Funktion zu gewährleisten, muß im Herstellungsprozeß der Grundplatte die Isolation zwischen den zwei Wicklungen sowohl in dem Primär- als auch dem Sekundärwicklungsmuster 20 und 21 der Grundplatte sichergestellt werden, d. h., eine geeignete Kriechstrecke A zwischen den zwei Windungen sowohl in dem Primär- als auch dem Sekundärwicklungsmuster 20 und 21 muß beibehalten werden. Zum Beispiel kann, wenn die Anzahl der Windungen in der Sekundärwicklung 100 ist, und die Spannung, die an der Sekundärspule auftritt, 10 kV beträgt, das Sekundärwicklungsmuster 21 eine Spannung von 10 kV/100 = 100 V pro Windung besitzen. Folglich wird eine Spannungsdifferenz von 100 V zwischen den zwei Windungen, die eine Kriechstrecke A besitzen, in sowohl dem Primär- als auch dem Sekundärwicklungsmuster 20 und 21 der Grundplatte 11 generiert. Im allgemeinen hat eine Kriechstrecke von 1 mm einer Spannung von 1 kV zu widerstehen. Deshalb wird in dem obigen Fall, bei dem eine Spannungsdifferenz von 100 V zwischen den zwei Windungen erzeugt wird, eine Kriechstrecke von 0,1 mm oder mehr benötigt, um die Isolation zwischen den zwei Windungen sicherzustellen. Demgemäß können die zwei Windungen in sowohl dem Primär- als auch dem Sekundärwicklungsmuster 20 und 21 der Grundplatte 11 eine hinreichende Kriechstrecke A besitzen.

Somit kann durch Bilden eines aus zwei Windungen hergestellten Primärwicklungsmusters 20 und eines aus zwei Windungen hergestellten Sekundärwicklungsmusters 21 auf einer Fläche einer jeden aus der Vielzahl von Grundplatten 11 die Anzahl der Vielzahl von Grundplatten 11 entsprechend der Anzahl von Windungen in der zweiten Spule auf die Hälfte von einer Vielzahl von Grundplatten, die in einem Hochspannungstransformator gemäß der oben genannten ersten Ausführungsform enthalten sind, reduziert werden. Dadurch kann die Länge des Kerns 19 um die Hälfte reduziert werden.

Aus der obigen Beschreibung ist klar, daß anstelle der Bildung eines aus zwei Windungen hergestellten Primärwicklungsmusters 20 und eines aus zwei Windungen hergestellten Sekundärwicklungsmusters 21 auf einer Fläche von jeder der Vielzahl von Grundplatten 11 auch ein aus drei oder mehreren Windungen hergestelltes Primärwicklungsmuster und ein aus drei oder mehreren Windungen hergestelltes Sekundärwicklungsmuster auf einer Fläche einer jeden der Vielzahl von Grundplatten 11 gebildet werden kann. Ferner kann sich die Anzahl der Windungen des auf jeder Grundplatte 11 gebildeten Primärwicklungsmusters von der Anzahl der Windungen des auf jeder Grundplatte 11 gebildeten Sekundärwicklungsmusters unterscheiden. Dadurch kann die Länge des Kerns 19 und folglich die physikalische Größe des Hochspannungstransformators weiter reduziert werden.

Wie zuvor erwähnt, wird gemäß der zweiten Ausführungsform ein Hochspannungstransformator bereitgestellt, umfassend eine Vielzahl von Grundplatten 11, wobei auf jeder dieser Grundplatten ein aus zwei oder mehreren Windungen hergestelltes Primärwicklungsmuster 20 und ein aus zwei oder mehreren Windungen hergestelltes Sekundärwicklungsmuster 21 ausgebildet ist. Demgemäß bietet die zweite Ausführungsform den Vorteil, daß sie dazu geeignet ist, die Anzahl der Vielzahl von geschichteten Grundplatten 11 im Vergleich mit der oben genannten ersten Ausführungsform zu verringern und folglich die physikalische Größe des Hochspannungstransformators zu reduzieren.

Dritte Ausführungsform

Es wird nun auf Fig. 4 Bezug genommen, die eine Draufsicht einer Grundplatte eines Hochspannungstransformators gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt. In der Figur kennzeichnet das Bezugszeichen 11 eine Grundplatte, 12 ein Loch, 13 ein Primärwicklungsmuster, 14 und 15 ein Durchgangsloch, 16 ein Sekundärwicklungsmuster, und 17 und 18 kennzeichnen Durchgangslöcher. Diese Komponenten sind die gleichen wie diejenigen der oben erwähnten ersten Ausführungsform, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist.

Des weiteren kennzeichnet das Bezugszeichen 22 einen C- förmigen Schlitz, der zwischen dem auf der Fläche einer jeden Grundplatte 11 angeordneten Primärwicklungsmuster 13 und dem Sekundärwicklungsmuster 16 ausgebildet ist. 23 kennzeichnet einen umgekehrt C-förmigen Schlitz, der zwischen dem Primärwicklungsmuster 13 und dem Sekundärwicklungsmuster 16 ausgebildet ist, so daß er entgegengesetzt zu dem C-förmigen Schlitz 22 verläuft.

Wie in Fig. 4 dargestellt, umfaßt der Hochspannungstransformator gemäß der dritten Ausführungsform eine Vielzahl von Grundplatten 11, wobei in jeder dieser Grundplatten die Schlitze 22 und 23 ausgebildet sind, um die Isolierung jeder Grundplatte 11 zwischen dem Primärwicklungsmuster 13 und dem Sekundärwicklungsmuster 16 zu verbessern.

In dem Herstellungsprozeß einer jeden Grundplatte 11 werden die Schlitze 22 und 23 in jeder Grundplatte 11 ausgebildet. Eine Vielzahl von Grundplatten 11, wobei in jeder Grundplatte die Schlitze 22 und 23 ausgebildet sind, werden dann geschichtet, um einen Hochspannungstransformator zu schaffen, in dem auf jeder der Vielzahl von Grundplatten 11 eine hinreichende Isolierung sichergestellt ist, um eine größere Spannungsdifferenz zwischen dem Primärwicklungsmuster 13 und dem Sekundärwicklungsmuster 16 einer jeden aus der Vielzahl von Grundplatten 11 aufzunehmen.

In einer Variante der dritten Ausführungsform kann ein Harz in beide Schlitze 22 und 23, die jeweils in der Vielzahl von Grundplatten 11 ausgebildet sind, eingefügt werden, nachdem die Vielzahl von Grundplatten 11, in denen die Schlitze 22 und 23 ausgebildet sind, geschichtet ist. Die zwei sich längs erstreckenden, integral geformten Harzteile können die Vielzahl von Primärwicklungsmustern 13 von der Vielzahl von Sekundärwicklungsmustern isolieren. Auf diese Weise kann die Isolierung zwischen den auf jeder Grundplatte 11 ausgebildeten Primär- und Sekundärwicklungsmustern weiter verbessert werden.

Wie zuvor erwähnt, wird gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Hochspannungstransformator bereitgestellt, der eine Vielzahl von Grundplatten 11 umfaßt, wobei in jeder der Grundplatten Schlitze 22 und 23 ausgebildet sind. Demgemäß kann die Isolierung von jeder der Vielzahl von Grundplatten 11 zwischen dem Primärwicklungsmuster und dem Sekundärwicklungsmuster 16 verbessert werden. Darüber hinaus kann durch Einfügen eines Harzes in die zwei Schlitze 22 und 23 von der Vielzahl von geschichteten Grundplatten 11 die Isolierung von jeder aus der Vielzahl von Grundplatten 11 zwischen dem Primärwicklungsmuster 13 und dem Sekundärwicklungsmuster 16 weiter verbessert werden.

Claims (9)

1. Hochspannungstransformator, mit:
einer Vielzahl von Grundplatten (11a bis 11d), von denen jede eine Fläche besitzt, auf der ein erstes Wicklungsmuster (jedes von 13a bis 13d) und ein zweites Wicklungsmuster (jedes von 16a bis 16d) separat geformt sind, wobei jede der Vielzahl von geschichteten Grundplatten zumindest einen Schlitz (22 oder 23) besitzt, der zwischen den ersten und zweiten Wicklungsmustern ausgebildet ist, und wobei die Vielzahl von Grundplatten geschichtet ist, so daß die Flächen der Grundplatten in der gleichen Richtung orientiert sind;
ersten Verbindungsmitteln (14a bis 14d, und 15a bis 15d) zum elektrischen Verbinden einer Vielzahl von ersten Wicklungsmustern, die jeweils auf der Vielzahl von Grundplatten ausgebildet sind;
zweiten Verbindungsmitteln (17a bis 17d, und 18a bis 18d) zum elektrischen Verbinden einer Vielzahl von zweiten Wicklungsmustern, die jeweils auf der Vielzahl von Grundplatten ausgebildet ist, und
einem Kern (19), der in die Vielzahl von Grundplatten eingefügt ist, so daß er die Grundplatten durchdringt, wobei der Kern durch die Vielzahl von ersten Wicklungsmustern und die Vielzahl von zweiten Wicklungsmustern umgeben ist.

2. Hochspannungstransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Verbindungsmittel die Vielzahl von ersten Wicklungsmustern elektrisch parallel miteinander verbindet, und daß die zweiten Verbindungsmittel die Vielzahl von zweiten Wicklungsmustern elektrisch in Serie verbinden, so daß sie nur in einer Richtung um den Kern herum gewickelt sind.

3. Hochspannungstransformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Verbindungsmittel einige von der Vielzahl von ersten Wicklungsmustern parallel und die verbleibenden der Vielzahl von ersten Wicklungsmustern in Serie elektrisch miteinander verbinden, und daß die zweiten Verbindungsmittel die Vielzahl von zweiten Wicklungsmustern in Serie verbinden, so daß sie nur in einer Richtung um den Kern herum gewickelt sind.

4. Hochspannungstransformator nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Schlitzen, die jeweils in der Vielzahl von Grundplatten ausgebildet ist, in der gleichen Art und Weise geformt ist, und die Vielzahl von Grundplatten geschichtet ist, so daß die Vielzahl von Schlitzen ein Durchgangsloch bildet.

5. Hochspannungstransformator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Harz in das Durchgangsloch eingefügt ist.

6. Hochspannungstransformator nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Verbindungsmittel eine Vielzahl von Durchgangslöchern (14a bis 14d, und 15a bis 15d), die jeweils in der Vielzahl von Grundplatten und an beiden Enden der Vielzahl von ersten Wicklungsmustern ausgebildet ist, und eine Vielzahl von Lötmitteln, die jeweils in die Vielzahl von Durchgangslöchern eingefügt ist, beinhalten, und daß die zweiten Verbindungsmittel eine Vielzahl von Durchgangslöchern (17a bis 17d, und 18a bis 18d), die jeweils in der Vielzahl von Grundplatten und an beiden Enden der Vielzahl von zweiten Wicklungsmustern ausgebildet sind, und eine Vielzahl von Lötmitteln, die jeweils in die Vielzahl von Durchgangslöchern eingefügt ist, beinhalten.

7. Verfahren zum Herstellen eines Hochspannungstransformators mit folgenden Schritten:
Ausbilden eines ersten Wicklungsmusters (jedes von 13a bis 13d) und eines zweiten Wicklungsmusters (jedes von 16a bis 16d) auf einer Fläche von jeder von einer Vielzahl von Grundplatten (11a bis 11d);
Ausbilden zumindest eines Schlitzes (22 oder 23) an jeder der Vielzahl von geschichteten Grundplatten, der zwischen den ersten und zweiten Wicklungsmustern ausgebildet ist;
Einfügen eines Kerns (19) in die Vielzahl von Grundplatten, so daß der Kern die Grundplatten durchdringt, während sichergestellt wird, daß die Fläche von jeder von der Vielzahl von Grundplatten in der gleichen Richtung orientiert ist;
elektrisches Verbinden der Vielzahl von ersten Wicklungsmustern, die jeweils auf der Vielzahl von Grundplatten ausgebildet ist;
elektrisches Verbinden der Vielzahl von zweiten Wicklungsmustern, die jeweils auf der Vielzahl von Grundplatten ausgebildet sind.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl von ersten Wicklungsmustern elektrisch parallel miteinander verbunden wird, und die Vielzahl von zweiten Wicklungsmustern elektrisch in Serie verbunden wird, so daß sie nur in einer Richtung um den Kern herum gewickelt sind.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß einige von der Vielzahl von ersten Wicklungsmustern elektrisch parallel miteinander verbunden werden, und die verbleibenden der ersten Wicklungsmuster elektrisch in Serie verbunden werden, und daß die Vielzahl von zweiten Wicklungsmustern elektrisch in Serie verbunden werden, so daß sie nur in einer Richtung um den Kern herum gewickelt sind.