DE2237054A1

DE2237054A1 - Wicklung fuer transformatoren und drosseln

Info

Publication number: DE2237054A1
Application number: DE19722237054
Authority: DE
Inventors: Dietmar Pflugbeil
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-07-28
Filing date: 1972-07-28
Publication date: 1974-02-07
Also published as: FR2195044B3; NL7310388A; DE2237054B2; SE379602B; FR2195044A1; GB1436456A; DE2237054C3; CH553473A

Description

TRANSFORMATOREN UNION AKTIENGESELLSCHAFT 7 Stuttgart-Bad Cannstatt, Deckerstr. 5

Erf.Nr. TU/FN 72/001

Kollrodt/ma. ' 24-7- 1372

"Wicklung für Transformatoren und Drosseln"

Die Erfindung betrifft eine Wicklung für Transformatoren und Drosseln für große elektrische Ströme mit aus mehreren elektrisch parallelen Leitern ineinandergewickelten ' Scheibenspulen.

Ineinandergewiekelte Scheibenspulen werden bei Transformatoren und Drosselspulenwicklungen,bei deren Betrieb mit Stoßspannungsbeanspruchung zu rechnen ist, vorzugsweise für die Endwindungen der einzelnen Wicklungen vorgesehen. Zwischen den einzelnen benachbarten Windungen herrschen (.»ei dieser Anordnung größere Spannungsunterschiede, als sich

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bei normal fortlaufend gewickelten Doppelspulen ergeben würden. Dadurch bestehen zwischen den einzelnen Windungen starke kapazitive Kopplungen, die beim Auftreffen einer Stoßspannung mit steiler Front eine annähernd lineare Spannungsverteilung auf die" Wicklung erzwingen.

Durch die DAS 1 082 342 ist eine derartige Transformatorwicklung mit mehreren elektrisch parallel geschalteten Leitern und ineinandergewiekelten Scheibenspulen bekannt, wobei die ineinandergewiekelten Spulensysteme aus jeweils zwei Scheibenspulen bestehen. Bei dieser Anordnung sind die einzelnen Scheibenspulen jeweils in mindestens so viel Abschnitte mit entgegengesetztem Wickelsinn aufgeteilt, wie elektrisch parallele Leiter vorgesehen sind.

Da aus wirtschaftlichen Gründen in zunehmendem Maße Transformatoren und Drosseln mit sehr hohen Nennleistungen eingesetzt werden und demzufolge auch die Nennströme immer größer werden, ergeben sich unter Berücksichtigung der zulässigen Stromdichte in den einzelnen Leitern immer größere Leiterquerschnitte. Zur Erzielung fertigungstechnisch noch gut wickelbarer Leiterquerschnitte und zur Herabsetzung der durch das magnetische Querstreufeld entstehenden Zusatzverluste müssen diese großen Gesamtquerschnitte in immer mehr elektrisch parallel geschaltete Einzelleiter aufgeteilt werden, so daß die bekannte Anordnung, für die ebenso viele Wicklungsabschnitte je Scheibe wie parallele Tei.lleiter vorgesehen sind, aus Raumgründen nicht mehr verwendbar ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für Transformatoren und Drosseln mit sehr großen elektx'isehen Nennströmen eine Wicklung zu schaffen, die unter Beibehaltung

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des Prinzips von aus mehreren elektrisch parallel geschalteten Leitern ineinandergewickelten Scheibenspulen einen Wicklungsaufbau auch für sehr große Leitergesamt quer schnitte aus mehr als vier Einzelleitern ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine durch zwei teilbare Anzahl von axial nebeneinander liegenden Scheibenspulen ein ineinander gewickeltes Spulensystem bilden, in dem von jedem Leiter in jeder-.Scheibenspule gleich viele Windungen liegen, daß an der ersten Hälfte der Scheibenspulen die Wicklungseingänge der elektrisch parallelen Leiter gleichmäßig auf die einzelnen ScheiBenspulen und deren jeweiligen Außenman- ■ tel verteilt sind, und daß die Enden der einzelnen Leiter an den Wicklungseingängen in Achsrichtung bis an eine benachbarte Wicklungsstirnseite und dann auf dieser entlang unabhängig von dem sich dabei ergebenden Wickelsinn über den kleinstmöglichen 'Kreisbogen an einen geschlitzten Stecker geführt sind.

Nach vorteilhaften Weiteroildungen der Erfindung ist vorgesehen, daß die Verbindungsleitungen zwischen den Scheibenspulen unr.jnahezu die gleichen Winkel gegeneinander versetzt sind, wie die entsprechenden Wicklungseingänge und daß die auf dem Außenmantel erforderlichen Verbindungsleitungen etwa in der Mitte zwischen den jeweils benachbarten Wicklungseingängen liegen. Dabei sind die die Wicklungseingänge darstellenden Leiterenden am Rand der Wicklungsstirnseite um 9O°gekippt und kehren der Wicklungsstirnseite ihre Breitseite zu.

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Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß die erste und die zweite Scheibenspule in dem einen, die dritte und die vierte Scheibenspule dagegen in dem anderen Wickelsinn gewickelt sind und daß mindestens acht elektrisch parallele Leiter aus Plachdraht vorgesehen sind und die einzelnen Leiter in den Scheibenspulen mit ihren Breitseiten aufeinander liegen, und daß vier axial nebeneinander liegende Scheibenspulen das ineinander gewickelte Spulensystem bilden.

Zweckmäßig verlaufen bei Verwendung einer Wicklung mit Mittenausleitung die Enden der Leiter auf den einander zugekehrten Wicklungsstirnseiten der beiden symmetrischen Teilwicklungen und sind bei Verwendung einer Wicklung mit Endausleitungen die Enden der Leiter zwischen einer Wicklungsstirnseite und einem dieser zugeordneten Schirmring geführt.

Die Erfindung ist sehr vorteilhaft, denn sie ermöglicht die Herstellung einer absolut runden Wicklung mit einer überall gleichen Anzahl von Leitern, wobei sogenannte elektrische Löcher am Wicklungsumfang vermieden werden und praktisch keine Aufpolsterungen erforderlich sind. Außerdem liegen trotz des verhältnismäßig verwickelten Wicklungsaufbaues alle Wicklungsenden und Spulenverbindungen gut zugänglich an den VVicklungsaußenseiten und ermöglichen auch bei Verwendung von acht und mehr Einzelleitern eine Veränderung der Wicklungslänge durch eine Rückschneidung der einzelnen Leiterenden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Einzelleiter in den Scheibenspulen immer im gleichen magnetischen Längsund Qucrstreufeld liegen und sich deshalb auch niedrige ZusatzVerluste für die erfindungsgemäße Wicklung ergeben-

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 vier ein Endspulensystem bildende Scheibenspulen in perspektivischer Darstellung und

Fig. 2 das dazugehörige Wickelschema.

In einer nur teilweise dargestellten Wicklung sind je vier nebeneinander liegende Scheibenspulen zu einem Spulensystem ineinandergewickelt. Das oberste dieser Spulensysteme wird von den Scheibenspulen 11,12,13 und 14 gebildet. Die Scheibenspulen 11.und 12 sind dabei in dem gleichen Wickelsinn und die Scheibenspulen 13 und 14 in dem entgegengesetzten Wickelsinn hergestellt. Jede der vier Scheibenspulen 11 bis ist aus acht flach aufeinanderliegenden isolierten Leitern aus Flachdraht gewickelt, wobei die einander entsprechenden Enden der Leiter innen und außen um nahezu gleiche Winkel gegeneinander versetzt sind. Dabei sind die acht Enden vorzugsweise nahezu gleichmäßig über den Umfang der Scheibenspulen verteilt.

Entsprechend sind auch die Verbindungsleitungen 15 auf den gesamten Umfang der Scheibenspulen 11 bis 14 verteilt. Bei dem Aufbau des Spulensystems aus acht elektrisch parallelgeschalteten Leitern in vier Scheibenspulen sind jeder der beiden Scheibenspulen 11 und 12 Wicklungseingänge 1,3,5 und zugeordnet. Die Wicklungseingänge 1,3» 5 und 7 sind auf dem Außenmantel der Wicklung in deren Achsrichtung bis an die Wicklungsstirnseite geführt und dort um 90° so abgebogen, daß ihre Breitseiten auf der VVicklungsstirnseite liegen.

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Auf einer, bezogen auf die Wicklung, beliebigen Stelle der Wicklungsstirnseite ist senkrecht zu derselben ein geschlitzter Stecker 20 angeordnet. Der Fußpunkt dieses Steckers 20 ist mit den Enden der einzelnen Leiter aus den Wicklungseingängen 1,3»5 und 7 verbunden. Dabei liegen die Enden der einzelnen Leiter flach auf der Wicklungsstirnseite und sind über den kleineren sich jeweils ergebenden Kreisbogen von den Wicklungseingängen 1,3,5 bzw. bis an den Stecker 20 geführt. Im dargestellten Ausführungs beispiel verlaufen dabei die Enden der Leiter von den Wicklungseingängen 3 und 5 entgegen dem Wickelsinn der ihnen zugeordneten Scheibenspulen 11 und 12 durch den Raum zwischen der Wicklungsstirnseite und einem nicht dargestellten Schirmring.

Die Übergänge von den Wicklungseingängen 1,3»5 und 7 zu den an den Fußpunkt des geschlitzten Steckers 20 geführten Enden der einzelnen Leiter können sowohl ausschließlich durch Biegen als auch durch Biegen und Löten von mehreren' Teilen geschaffen sein. Alle Einzelleiter sind sowohl im Bereich der Scheibenspulen 11 bis 14 als auch im Bereich der Verbindungsleitungen 15 und der ah den Stecker herangeführten Enden in üblicher Weise durch Umwickeln mit Papierstreifen oder ähnlichem isoliert.

In dem in Fig. 2 dargestellten Wickelschema sind die parallel zueinander gewickelten acht Einzelleiter 1 bis der Scheibenspulen 11,12,13 und 14 erkennbar. Die Enden der Einzelleiter 1,3,5 und 7 aus den beiden Scheibenspulen 11 und 12 entsprechen den Wicklungseingängen 1,3,5 und 7, in Fig. 1. Die innenliegenden Enden aller Einzelleiter bis 8 so.vie die außenliegenden Enden der Einselleiter 2,4,6 und 8 aller vier Scheibenspulen 11,12,13 und 14 sind gemäß Fig. 2 über Verbindungsleitungen 15 elektrisch miteinander

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verschaltet und führen jeden der acht Teilströme zweimal abwechselnd von außen nach innen und von innen wieder nach außen durch die Scheibenspulen 11 bis 14. Von den unten in Fig. 2 dargestellten Enden der Einzelleiter 7,5,3 und 1 aus den Scheibenspulen 13 und 14 erfolgt die Übergabe des Stromes zum nächsten Spulensystem oder auch zu einem anders aufgebauten Wicklungsmittelteil.·

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Claims

TRANSFORMATOREN UNION AKTIENGESELLSCHAFT 7 Stuttgart-Pad Cannstatt, Deckorstr. 5

Erf.Nr. TU/FN 7?/OQi

Kollrodt/ma. 24 7. 1972

at en lansprüche

M Λ Wicklung für Transformatoren und Drosseln für große elektrische Ströme mit aus mehreren elektrisch lelen Leitern ineinandergewickelten Scheibenspulen, dadurch gekennzeichnet, daß eine durch zwei teilbare Anzahl von axial nebeneinander liegenden Scheibenspulen (11 bis 14) ein ineinander gewickeltes Spulensystem bilden, in dem von jedem Leiter in jeder Scheibenspule (1T bis 14) gleich viele Windungen liegen, daß an der ersten Hälfte der Scheibenspulen (11,12) die Wicklungseingänge (1,3,5,7) der elektrisch parallelen Leiter gleichmäßig auf die einzelnen Scheibenspulen (11,12) und deren jeweiligen Außenmantel verteilt. nii-'l, und daß die Enden der einzelnen Leiter an den WLc.klungscingäiigen (1,3,5,7) m Achsrichtung bis an eine benachbarte Wi eklunpsst. irnseite und du,nu auf dieser entlang unabhängig von dem sich dabei ergebenden Wickelsinn üüer den kleinstmöglj ehe η Kreisbogen an einen geschlitzten Stecker (20) geführt, :-nnd.

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2. Wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungsleitungen (15) zwischen den Scheibenspulen (11 bis 14) um nahezu die gleichen Winkel gegeneinander versetzt sind, wie die entsprechenden Wicklungseingänge (1,3,5,7) und daß die auf dem Außenmantel erforderlichen Verbindungsleitungen (15) etwa in der Mitte zwischen den jeweils benachbarten Wicklungseingängen (1,3,5,7) liegen.
3. Wicklung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Wicklungseingänge (1,3,5,7) darstellenden Leiterenden am Rand dex* Wicklungsstirnseite um gekippt sind und ihre Breitseite der WicklungsStirnseite zugekehren.
4- Wicklung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Hälfte der Scheibenspulen (11,12) jedes Spulensystems in dem einen, die zweite Hälfte der Scheibenspulen (13,14) dagegen in dem anderen Wickelsinn gewickelt sind.
5. Wicklung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens acht elektrisch parallele Leiter aus Flachdraht vorgesehen sind und die einzelnen Leiter in den Scheibenspulen (11 bis 14) mit ihren Breitseiten aufeinander liegen und daß vier axial nebeneinander liegende Scheibenspulen (11 bis 14) das ineinander ge.vickelte Spulensystem bilden.
6. Wicklung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Wicklung mit Mitten— ausleitung die Enden der Leiter auf den einander zugekfiiirton Wi cklungs st ims ei ten der beiden symmetrischen Tuil.acklungen verlaufen. ■ /

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7· Wicklung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Wicklung mit Endausleitungen die Enden der Leiter zwischen einer Wicklungsstirnseite und einem dieser zugeordneten Schirmring geführt sind.

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