DE19919077B4

DE19919077B4 - Diagonal-Wicklung

Info

Publication number: DE19919077B4
Application number: DE1999119077
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Hoffmann Roland; Meinolf Otto; Dipl.-Ing. Weber Benjamin; Dipl.-Ing. Zillmann Karl
Original assignee: ABB T&D Technology AG
Current assignee: ABB Technology AG
Priority date: 1999-04-27
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2012-08-30
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: DE19919077A1

Abstract

Diagonal-Wicklung, bei der abwechselnd eine vorgegebene Anzahl Windungen vorwärts gewickelt und anschließend eine vorgegebene Anzahl Windungen rückwärts gewickelt sind, derart daß sich eine Verschiebung der einzelnen Lagen-Pakete parallel zur Richtung der Wicklungsachse ergibt und sich ein gewünschter Wicklungswinkel der einzelnen Lagen-Pakete gegenüber der Wicklungsachse einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Lagen-Paketen zusätzliches Isolationsmaterial (4, 8) eingelegt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Diagonal-Wicklung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung kann beispielsweise bei Transformatoren oder Spulen verwendet werden.
Aus der DE 829 334 B ist ein Spulenwickelverfahren bekannt, bei dem abwechselnd eine vorgegebene Anzahl a Drahtwindungen vorwärts (beispielsweise nach rechts) gewickelt und anschließend eine ebenfalls vorgegebene, zu a unterschiedliche Anzahl b Drahtwindungen rückwärts (beispielsweise nach links) gewickelt werden. Das jeweils folgende Lagen-Paket ist um die Anzahl a – b Drahtwindungen parallel zur Richtung der Wicklungsachse verschoben. Als Stufenfaktor S wird das Verhältnis a/b bezeichnet. Der Stufenfaktor S bestimmt den sich einstellenden Wicklungswinkel gegenüber der Wicklungsachse des Wicklungskerns. Das abwechselnde Vorwärts/Rückwärtswickeln erfolgt so lange, bis die geforderte Gesamtwindungszahl bzw. die vorgeschriebene Wicklungsbreite erreicht ist.
Auch aus der CH 254093 A ist eine Diagonal Wicklung bekannt, bei der abwechselnd eine vorgegebene Anzahl Windungen vorwärts gewickelt und anschließend eine vorgegebene Anzahl Windungen rückwärts gewickelt wird, derart, dass sich eine Verschiebung der einzelnen Lagen Pakete parallel zur Richtung der Wicklungsachse ergibt.
Aus der Druckschrift CH 396208 A ist bekannt, zur Erhöhung der Stossspannungsfestigkeit die einzelnen Lagen einer gerade gewickelten Spule durch eine Lagenisolierung zu isolieren.
Aus der Druckschrift GB 142681 A ist bekannt eine derartige Lagenisolation bei gerade gewickelten Spulen keilförmig auszugestalten.
Die sich mit Hilfe des bekannten Spulenwickelverfahrens ergebende Diagonal-Wicklung hat den Vorteil, daß benachbarte Windungen nur einen relativ kleinen Potentialunterschied aufweisen und demzufolge die Lagenspannung herabgesetzt ist, so daß die relativ dünne Drahtisolation (Lacküberzug) des Wicklungsdrahtes im allgemeinen zur Gewährleistung der elektrischen Isolation ausreicht. Das Einlegen zusätzlichen Isolationspapiers zwischen den einzelnen Lagen ist meist nicht erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Diagonal-Wicklung der eingangs genannten Art anzugeben, an die erhöhte elektrische Anforderungen hinsichtlich der Spannungsfestigkeit gestellt werden können.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die vorgeschlagene Diagonal-Wicklung eine hohe elektrische Spannungsfestigkeit aufweist. Trotz des Raumbedarfs des zusätzlichen Isolationsmaterials ist der Wicklungs-Füllfaktor höher als bei einer herkömmlichen Wicklung, bei der die einzelnen Lagen-Pakete jeweils parallel zur Wicklungsachse angeordnet sind.
Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform der Diagonal-Wicklung,
2 eine zweite Ausführungsform der Diagonal-Wicklung.
In 1 ist eine erste Ausführungsform der Diagonal-Wicklung dargestellt. Die Wicklung ist um einen Wicklungskern 1 mit Wicklungsachse 2 gewickelt. Das Wicklungsschema ist mit Ziffer 3 gekennzeichnet. Es werden abwechselnd benachbarte Lagen-Pakete vorwärts gewickelt (Vorwärtsschritt siehe Wicklungsschema 3 mit Pfeilrichtung von oben nach schräg unten, vorwärts = parallel zur Wicklungsachse von links nach rechts) und rückwärts gewickelt (Rückwärtsschritt siehe Wicklungsschema 3 mit Pfeilrichtung von unten nach schräg oben, rückwärts = parallel zur Wicklungsachse von rechts nach links).
Wesentlich dabei ist der durch den eingangs erläuterten Stufenfaktor fest vorgegebene und konstante Wicklungswinkel ∝_W gegenüber der Wicklungsachse 2. Dieser Wicklungswinkel ∝_W bestimmt die Schräglage einzelner Lagen-Pakete der Wicklung gegenüber der Wicklungsachse 2 und dem Wicklungskern 1. Einzelne Leiter 9 der sich ergebenden Wicklung sind beispielhaft skizziert.
Um Anforderungen an eine erhöhte Spannungsfestigkeit zwischen zwei benachbarten Lagen-Paketen sicherzustellen, ist zusätzliches Isolationsmaterial 4 jeweils zwischen den Leiter-Paketen eingebracht. Mit dem Begriff ”zusätzlich” soll dabei zum Ausdruck gebracht werden, daß es sich dabei nicht um die relativ dünnwandige, den Leiter allseitig umgebende Leiterisolation (Drahtisolation, Lacküberzug) handelt. Das zusätzliche Isolationsmaterial 4 ist beispielhaft lediglich zwischen zwei Lagen-Paketen dargestellt, ist jedoch selbstverständlich zwischen allen Lagen-Paketen vorgesehen.
In 2 ist eine zweite Ausführungsform der Diagonal-Wicklung dargestellt. Es sind wiederum Wicklungskern 5, Wicklungsachse 6 und Wicklungsschema 7 zu erkennen, wobei wiederum Isolationsmaterial 8 jeweils zwischen den benachbarten Lagen-Paketen vorgesehen ist.
Dieses Isolationsmaterial 8 weist jedoch nicht eine gleichmäßige Dicke längs des Lagen-Paketes auf – wie dies beim Isolationsmaterial 4 gemäß 1 der Fall ist – sondern die Dicke des Isoliermaterials 8 variiert längs des Lagen-Paketes, so daß sich einzelne keilförmige Isolierungen zwischen den Lagen-Paketen ergeben. Die Dicke des Isoliermaterials 8 ist relativ dünn (nahe Null) an denjenigen Stellen, an denen sich Leiter benachbarter Lagen-Pakete mit nur geringfügigem Potentialunterschied gegenüberliegen. Die Dicke des Isoliermaterials 8 ist stärker an denjenigen Stellen, an denen sich Leiter benachbarter Leiter-Pakete mit größerem Potentialunterschied gegenüberliegen. Entsprechend der abwechselnd ungleichmäßigen Dicke des Isolationsmaterials 8 bleibt der Wicklungswinkel ∝_W von Leiter-Paket zu Leiter-Paket bei dieser Ausführungsform nicht konstant, sondern wird abwechselnd um einen festen Zusatzwinkel erhöht bzw. reduziert.

Claims

Diagonal-Wicklung, bei der abwechselnd eine vorgegebene Anzahl Windungen vorwärts gewickelt und anschließend eine vorgegebene Anzahl Windungen rückwärts gewickelt sind, derart daß sich eine Verschiebung der einzelnen Lagen-Pakete parallel zur Richtung der Wicklungsachse ergibt und sich ein gewünschter Wicklungswinkel der einzelnen Lagen-Pakete gegenüber der Wicklungsachse einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Lagen-Paketen zusätzliches Isolationsmaterial (4, 8) eingelegt ist.
Diagonal-Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolationsmaterial (4) eine gleichmäßige Dicke längs des Lagen-Paketes aufweist.
Diagonal-Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolationsmaterial (4) zwischen den Lagen-Paketen keilförmig ausgebildet ist.