DE19919079A1 - Diagonal-Wicklung mit gewünschtem Wicklungswinkel - Google Patents
Diagonal-Wicklung mit gewünschtem WicklungswinkelInfo
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- H01F41/06—Coil winding
- H01F41/064—Winding non-flat conductive wires, e.g. rods, cables or cords
Abstract
Es wird eine Diagonal-Wicklung vorgeschlagen, bei der abwechselnd eine vorgegebene Anzahl Windungen vorwärts gewickelt und anschließend eine vorgegebene Anzahl Windungen rückwärts gewickelt sind, so daß sich eine Verschiebung der einzelnen Lagen-Pakete parallel zur Richtung der Wicklungsachse (5) ergibt und sich ein gewünschter Wicklungswinkel DOLLAR I1 der einzelnen Lagen-Pakete gegenüber der Wicklungsachse (5) einstellt. Im Startbereich der Wicklung ist das Verhältnis zwischen der Anzahl vorwärts gewickelter Windungen zur Anzahl rückwärts gewickelter Windungen benachbarter Lagen-Pakete derart variiert, daß sich sowohl ein gewünschter steiler Startwinkel DOLLAR I2 im Startbereich als auch der gewünschte Wicklungswinkel DOLLAR I3 im Hauptabschnitt der Wicklung einstellen. Die gleiche Maßnahme kann auch für den Endbereich der Wicklung vorgesehen sein.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Diagonal-Wicklung mit gewünschtem Wicklungs
winkel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung kann beispielsweise bei
Transformatoren oder Spulen verwendet werden.
Aus der DE-PS 8 29 334 ist ein Spulenwickelverfahren bekannt, bei dem abwechselnd
eine vorgegebene Anzahl a Drahtwindungen vorwärts (beispielsweise nach rechts) ge
wickelt 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.
Die sich mit Hilfe des bekannten Spulenwickelverfahrens ergebende Diagonal-Wicklung
hat den Vorteil, daß benachbarte Windungen nur einen relativ kleinen Potentialunter
schied aufweisen und demzufolge die Lagenspannung herabgesetzt ist, so daß die re
lativ dünne Drahtisolation (Lacküberzug) des Wicklungsdrahtes im allgemeinen zur
Gewährleistung der elektrischen Isolation ausreicht. Das Einlegen zusätzlichen Isolati
onspapiers zwischen den einzelnen Lagen ist meist nicht erforderlich.
Bei der Diagonal-Wicklung gemäß der DE-PS 8 29 334 wird der Stufenfaktor S im Start
bereich konstant gehalten, was den Nachteil hat, daß bei einem zu erzielenden relativ
flachen Wicklungswinkel gegenüber der Wicklungsachse des Wicklungskerns die Stirn
seiten der Wicklung im Startbereich eine ebenfalls relativ flache Formgebung aufwei
sen, was einen insgesamt niedrigen Wicklungs-Füllfaktor zur Folge hat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Diagonal-Wicklung mit gewünschtem
Wicklungswinkel der eingangs genannten Art anzugeben, die einen insgesamt hohen
Wicklungs-Füllfaktor aufweist.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungs
gemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß aufgrund
des mit dem variablen Stufenfaktor erzielten hohen Wicklungs-Füllfaktors ein kompak
ter Wicklungsaufbau der Diagonal-Wicklung mit steilen Stirnseiten ermöglicht wird.
Gleichzeitig wird jedoch trotz der steilen Stirnseiten der gewünschte Wicklungswinkel
realisiert.
Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich
net.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh
rungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform der Diagonal-Wicklung mit variablem Stufenfaktor im
Startbereich,
Fig. 2 eine Ausführungsform der Diagonal-Wicklung mit konstantem Stufenfaktor
(Stand der Technik).
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform der Diagonal-Wicklung mit konstantem Stufenfaktor
dargestellt (Stand der Technik). Die Wicklung ist um einen Wicklungskern 1 mit Wick
lungsachse 2 gewickelt. Das Wicklungsschema ist mit Ziffer 3 gekennzeichnet. Bei ei
ner Diagonal-Wicklung werden abwechselnd benachbarte Lagen-Pakete vorwärts ge
wickelt (Vorwärtsschritt siehe Wicklungsschema 3 mit Pfeilrichtung von oben nach
schräg unten, vorwärts = parallel zur Wicklungsachse von links nach rechts) und rück
wärts 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 S fest vorgegebe
ne und konstante Wicklungswinkel ∝W1 gegenüber der Wicklungsachse 2. Dieser
Wicklungswinkel ∝W1 bestimmt die Schräglage der einzelnen Lagen-Pakete gegenüber
der Wicklungsachse 2 und dem Wicklungskern 1. Einzelne Leiter 7 der sich ergeben
den Wicklung sind beispielhaft skizziert.
Da der Stufenfaktor S bei der Ausführungsform nach Fig. 2 im Startbereich der Wick
lung unverändert bleibt, ergibt sich bei flachem Wicklungswinkel ∝W1 gegenüber der
Wicklungsachse 2 auch ein flacher Startwinkel ∝A1. Zunächst wird ein erstes Lagen-
Paket mit vorgegebener Anzahl a Windungen parallel zur Wicklungsachse 2 vorwärts
gewickelt. Anschließend wird auf dieses erste Lagen-Paket ein zweites Lagen-Paket
mit geringerer vorgegebener Anzahl b Windungen parallel zur Wicklungsachse 2 rück
wärts gewickelt. Danach wird auf dieses zweite Lagen-Paket ein drittes Lagen-Paket
mit a Windungen vorwärts gewickelt. Dieses dritte Lagen-Paket verläuft bis zur Innen
kante von erstem und zweitem Lagen-Paket parallel zur Wicklungsachse 2 und an
schließend mit dem Wicklungswinkel ∝W1 bis zum Wickelkern 1.
Es schließt sich ein viertes, rückwärts mit b Windungen gewickeltes Lagen-Paket an,
welches mit dem Wicklungswinkel ∝W1 vom Wickelkern 1 bis zur Abknickung des dritten
Lagen-Paketes und anschließend parallel zur Wicklungsachse 2 verläuft. In gleicher Art
und Weise schließen sich ein fünftes, mit a Windungen vorwärts gewickeltes, ein sech
stes, mit b Windungen rückwärts gewickeltes und ein siebtes, mit a Windungen vor
wärts gewickeltes Lagen-Paket an. Mit Wicklung des siebten Lagen-Paketes ist die
vorgegebene Höhe der Wicklung erreicht, so daß die weiteren Leiter-Pakete ohne Ab
schnitte parallel zur Wicklungsachse 2 gewickelt werden. Der Wicklungsaufbau ergibt
sich aufgrund der gewählten Parameter a und b von selbst.
Wie Fig. 2 zeigt, ist die Lage der Außenkanten der einzelnen Lagen-Pakete und damit
die Stirnseite im Startbereich durch den relativ flachen Startwinkel ∝A1 vorgegeben, was
den Wicklungs-Füllfaktor insgesamt verschlechtert. Die Anzahl der Lagen-Pakete mit
Abschnitten parallel zur Wicklungsachse 2 wird durch die vorgegebene Höhe der
Wicklung bestimmt.
In Fig. 1 ist eine Ausführungsform der Diagonal-Wicklung mit variablem Stufenfaktor im
Startbereich dargestellt. Die Wicklung ist um einen Wicklungskern 4 mit Wicklungsach
se 5 gewickelt. Das Wicklungsschema ist mit Ziffer 6 gekennzeichnet. Der Wicklungs
winkel ist wiederum ∝W1. Die Höhe der Wicklung ist gleich der Höhe der Wicklung ge
mäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2, so daß im Startbereich wiederum sieben
Lagen-Pakete mit Abschnitten parallel zur Wicklungsachse 2 gewickelt werden. Aller
dings ist der Startwinkel ∝A2 wesentlich größer, d. h. steiler als der Startwinkel ∝A1, so
daß die Wicklungskontur der Stirnseite insgesamt steiler verläuft. Der Startwinkel ∝A2 ist
vorzugsweise größer als der Wicklungswinkel ∝W1.
Um den relativ steilen Startwinkel ∝A2 zu realisieren, erfolgt eine Variation des Stufen
faktors S im Startbereich. Das erste, vorwärts gewickelte Lagen-Paket weist die Anzahl
a1 Windungen auf, wodurch die Länge parallel zur Wicklungsachse 2 vorgegeben wird.
Die weiteren sechs im Startbereich zu wickelnden Lagen-Pakete sind zwar ähnlich an
geordnet, wie vorstehend zur Fig. 2 erläutert ist, jedoch ist die Anzahl der vorwärts und
rückwärts gewickelten Windungen b2 (rückwärts gewickeltes zweites Lagen-Paket), a3
(vorwärts gewickeltes drittes Lagen-Paket), b4 (rückwärts gewickeltes viertes Lagen-
Paket), a5 (vorwärts gewickeltes fünftes Lagen-Paket), b6 (rückwärts gewickeltes sech
stes Lagen-Paket) und a7 (vorwärts gewickeltes siebtes Lagen-Paket) nicht konstant a
bzw. b, wie dies bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist, sondern derart bemessen,
daß sowohl der gewünschte steile Startwinkel ∝A2 im Startbereich als auch der durch
den Stufenfaktor S = a/b bestimmte Wicklungswinkel ∝W1 im sich an den Startbereich
anschließenden Hauptabschnitt der Diagonal-Wicklung realisiert werden.
Die vorstehend für den Startbereich erläuterte Maßnahme der Variation des Stufenfak
tors S wird vorzugsweise auch im Endbereich der Wicklung durchgeführt, um auch bei
dieser Stirnseite der Wicklung einen relativ steilen Endwinkel zu realisieren, was sich
wiederum vorteilhaft auf den Wicklungs-Füllfaktor auswirkt.
Claims (3)
1. Diagonal-Wicklung, bei der abwechselnd eine vorgegebene Anzahl Win
dungen vorwärts gewickelt und anschließend eine vorgegebene Anzahl Windungen
rückwärts gewickelt sind, so daß sich eine Verschiebung der einzelnen Lagen-Pakete
parallel zur Richtung der Wicklungsachse (5) ergibt und sich ein gewünschter Wick
lungswinkel (∝W1) der einzelnen Lagen-Pakete gegenüber der Wicklungsachse (5) ein
stellt, dadurch gekennzeichnet, daß im Startbereich der Wicklung das Verhältnis zwi
schen der Anzahl vorwärts gewickelter Windungen zur Anzahl rückwärts gewickelter
Windungen benachbarter Lagen-Pakete derart variiert ist, daß sich sowohl ein ge
wünschter steiler Startwinkel (∝A2) im Startbereich als auch der gewünschte Wick
lungswinkel (∝W1) im Hauptabschnitt der Wicklung einstellen.
2. Diagonal-Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im
Endbereich der Wicklung das Verhältnis zwischen der Anzahl vorwärts gewickelter
Windungen zur Anzahl rückwärts gewickelter Windungen benachbarter Lagen-Pakete
derart variiert ist, daß sich sowohl ein gewünschter steiler Endwinkel im Endbereich als
auch der gewünschte Wicklungswinkel (∝W1) im Hauptabschnitt der Wicklung einstellen.
3. Diagonal-Wicklung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Startwinkel (∝A2) oder Endwinkel steiler als der Wicklungswinkel (∝W1) sind.
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DE19919079B4 DE19919079B4 (de) | 2008-04-03 |
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---|---|
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1999
- 1999-04-27 DE DE19919079A patent/DE19919079B4/de not_active Expired - Fee Related
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DE19919079B4 (de) | 2008-04-03 |
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