DE2450481B2 - Wicklungsanordnung für Transformatoren mit rechteckigem Kernquerschnitt - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wicklungsanordnung für Transformatoren mit rechteckigem Kernquerschnitt und diesem angepaßten Wicklungsquerschnitten in mindestens zwei koaxialen radial übereinanderliegenden Wicklungen. Gemäß der Hauptpatentanmeldung P 24 25 899.9-32 (DE-OS 24 25 899) ist die äußere Wicklung in den Eckbereichen gegen die innere Wicklung über druckfeste Eckleisten abgestützt Außerdem sind die Seiten der äußeren Wicklung unter Zwischenlage von Seitenmittenleisten ausgebaucht, so daß die im Eckbereich infolge der Kurzschlußkräfte wirksam werdende Zugbeanspruchung unterhalb der Elastizitätsgrenze bleibt.

Zwei gegensinnig vom Strom durchflossene koaxiale Wicklungen versuchen sich abzustoßen. Das wirkt sich beim Transformator mit zwei radial übereinanderliegenden koaxialen Wicklungen dahingehend aus, daß die innere Wicklung nach innen auszuweichen versucht. Die äußere Wicklung wird durch radiale nach außen wirkende Kräfte beansprucht, die das Bestreben haben, den Durchmesser der Wicklung zu vergrößern, die also den Wicklungsleiter auf Zug beanspruchen.

Bei Wicklungen mit rundem oder elliptischem Querschnitt wird die Form des Kernquerschnittes dieser Spulenform möglichst angepaßt. Darum ist der Kern als Stufenkern aus Blechen verschiedener Breiten geschichtet, so daß die Ecken der einzelnen Stufen auf dem von der Wicklung umschriebenen Querschnitt liegen. Gegen diesen in sich massiven Kern wird nun die innere Wicklung derart abgestützt, daß eine Deformation infolge der Kurzschlußkräfte durch Einknicken der inneren Wicklung nach innen nicht möglich ist

Durch die entsprechend der Hauptpatentanmeldung vorgesehene Ausbauchung, mindestens der längeren geraden Seiten des Wicklungsquerschnittes der äußeren Wicklung und deren Abstützung in den Eckbereichen nach innen, ist auch die äußere Wicklung an sich sicher eingespannt Die Kurzschlußstromkräfte sind jedoch in ihrer Stärke an- und abschwellende Rüttelkräfte mit einer bestimmten Frequenz. Diese Rüttelkräfte verursachen bei ungünstigen Verhältnissen durch Resonanzüberhöhungen praktisch unbeherrschbare Spitzenkräfte. Außerdem kann der Querschnitt der äußeren Wicklung durch die Ausbauchung unter gewissen Umständen auch wieder nahezu kreisrund werden und dadurch der durch den Rechteckquerschnitt der Anordnung erzielbare Raumgewinn wieder in Frage gestellt sein.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Wicklungsanordnung gemäß der Hauptpatentanmeldung so zu verbessern, daß der Raumgewinn auch tatsächlich verwertbar bleibt und daß das Auftreten von Resonanzerscheinungen in den Wicklungen vermieden ist, in dem durch lokale Abstützung der äußeren Wicklung in besonderer Art ein größeres Ausbauchen im Kurzschluß verhindert wird, so daß kleinste Abmessungen einhaltbar sind, dabei jedoch die Wicklung die Möglichkeit erhält, im Kurzschluß ihre Wicklungslose ohne die Isolierung gefährdende Knickstellen aufzubrauchen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einer Wicklungsanordnung gemäß der Hauptpatentanmeldung dadurch gelöst daß mindestens die beiden längeren Seiten der äußeren Wicklung durch weitere Leisten nach innen und außen unverrückbar abgestütz sind, wobei die Abstützstellen an solchen Stellen der Wicklurgssfciten angeordnet sind, daß eine Amplituden-Überhöhung infolge Eigenresonanz bei durch einen Kurzschlußstrom eingeleitetem oder erzeugten Schwingen der freien Seitenteile der äußeren Wicklung vermieden ist
Die Seiten der rechteckigen äußeren Wicklung, insbesondere die Längsseiten, werden also gemäß der Erfindung nur an einem oder einigen wenigen Punkten räumlich eng begrenzt nach außen abgestützt, so daß im Kurzschluß die Wicklungslose in der Gestalt von relativ sanft geschwungenen Wellen zwischen diesen Abstützungen aufgezehrt werden kann und die Isolierung des Drahtes und in der Wicklung durch scharfe Knickstellen nicht gefährdet wird.

Da die Kräfte im Kurzschluß mit doppelter Netzfrequenz schwingen, ist es wichtig Resonanzerscheinungen zu vermeiden. Deshalb sind die Abstützstellen an den Wicklungsseiten so angeordnet, daß eine Amplitudenüberhöhung infolge der Eigenresonanz der schwingenden Seitenteile ausgeschlossen ist.

Anhand der Zeichnung wird der Erfindungsgedanke

beispielhaft erläutert

Auf dem mit rechteckigem Querschnitt geschichteten Kernschenkel 1 befindet sich durch Leisten 2 an mehreren (vielen) Umfangsstellen gegen diesen abgestützt die Unterspannungswicklung 3 und auf dieser diese koaxial umfassend und durch Eckleisten 4 in den Eckbereichen gegen diese abgestützt die Oberspannungswicklung 5. Mindestens die langen Seiten der Oberspannungswicklung 5 sind im gezeigten Beispiel in der Mitte durch Seitenmittenleisten 6 von innen und durch weitere Leisten 7 von außen abgestützt.

Im Kurzschluß versucht nun diese Oberspannungswicklung 5 sich nach außen auszudehnen. In der Mitte sind die langen Seiten durch die Leisten 7 abgestützt, die durch eine geeignete äußere Preßkonstruktion 8 gehalten sind, so daß die vorhandene Wicklungslose und die zusätzliche Dehnung von kleinen durch Richtungspfeile 9 angedeuteten Ausbauchungen aufgenommen werden. Dabei wird gerade infolge dieser Ausbauchung

der Austrittswinkel des Leiters aus dem Eckbereich größer und damit die Zugbelastung des Leiters in diesem Bereich erheblich kleiner.

Auf der linken Seite der Zeichnung ist gezeigt, wie die lange Seite der außenliegenden Oberspar-nungswicklung 5 bereits von der Konstruktion her ausgebaucht angelegt ist, so daß die Zugbelastung der Leiter im Eckbereich von vornherein herabgesetzt ist

Die erfindungsgemäße Ausführung der Wicklungsabstützungen hat insbesondere auch den großen Vorteil gegenüber von außen nicht abgestützten äußeren Wicklungen, daß die nach einem Kurzschluß verbleibende Ausbauchung infolge der Lose in Grenzen gehalten wird, so daß sich die Breite des Streukanals und damit die ursprünglich angelegte Kurzschlußspannung des Transformators praktisch nicht ändern.

Hierzu i Biatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Aus mindestens einer Unter- und einer Oberspannungswicklung bestehende kurzschlußfeste Wicklungsanordnung mit radial übereinander liegenden Wicklungen für Transformatoren mit rechteckigem Kernquerschnitt und diesem angepaßten Wicklungsquerschnitten, wobei die äußere Wicklung in den Eckbereichen gegen die gegensinnig durchflossen innere Wicklung unter Zwischenlage druckfester, unverschieblicher Eckleisten abgestützt ist und wobei unter Zwischenlage von Seitenmittenleisten die Seiten der äußeren Wicklung ausgebaucht sind und die im Leiter im ■ Eckbereich infolge der Kurzschlußkräfte wirksam werdende Zugbeanspruchung unterhalb der Elastizitätsgrenze bleibt, nach der Patentanmeldung P 24 25 899.9-32, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die beiden längeren Seiten der äußeren Wicklung (5) durch weitere Leisten (6, 7) nach innen und außen unverrückbar abgestützt sind, wobei die Abstützstellen an solchen Stellen der Wicklungsseiten angeordnet sind, daß eine Amplitudenüberhöhung infolge Eigenresonanz beim durch einen Kurzschlußstrom eingeleiteten oder erzeugten Schwingen der freien Seitenteile der äußeren Wicklung (5) vermieden ist