DE2912935B2 - Transformer or choke with winding in layers and tapping in one winding layer - Google Patents
Transformer or choke with winding in layers and tapping in one winding layerInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Transformator oder eine Drossel mit lagenweiser Wicklung, bei der in einer Wieklungslage, insbesondere der äußersten, Anzapfungen vorgesehen sind.The invention relates to a transformer or a choke with a layered winding, in which in a weighing position, in particular the outermost, taps are provided.
Aus der DE-AS 12 54 754 ist ein Stufentransformator bekannt, bei dem eine Ausführungsform eine Feinstufenwicklung besitzt, die aus mehreren, nach Art einer mehrgängigen Schraube ineinandergerwickelten, in Reihe geschalteten Zylinderspulen oder Lagen besteht, von denen nur die äußerste Anzapfungen aufweist Derartige Wicklungen werden für hohe Spannungen und niedrigere Stromstärken verwendet und sind leicht anzuzsapfen. Die bei Auftreten eines Kurzschlusses auftretenden Kräfte sind deshalb nocht relativ leicht beherrschbar.From DE-AS 12 54 754 a step transformer is known in which one embodiment has a fine step winding owns, which consists of several, intertwined in the manner of a multi-thread screw, in Series-connected solenoids or layers, of which only the outermost has taps Such windings are used for high voltages and lower currents and are light to tap into. The forces that occur when a short circuit occurs are therefore still relatively light manageable.
Gegenüber dem Stand der Technik stellt sich demnach die Aufgabe, eine mit Anzapfungen versehene Wicklung für Transformatoren oder Drosseln anzugeben, die ohne Einsatz einer besonderen Feinstufenwicklung eine hohe Kurzschlußfestigkeit hat und die trotzdem in einfacher Weise mil: Anschlüssen bzw. Anzapfungen versehen werden kann. Die Bauart soll sich für hohe Stromstärken bei verhältnismäßig gedrungener Konstruktion eignen.Compared to the state of the art, there is therefore the task of providing one with taps Specify winding for transformers or chokes that do not use a special fine step winding has a high short-circuit strength and is nevertheless easily mil: connections or Taps can be provided. The design is said to be suitable for high currents at relatively compact construction.
Die Lösung dieser Aufgabe wird durch Transformatoren oder Drosseln ermöglicht, bei denen die Wicklung mit einer Anzahl von Windungen pro Wicklungslage und mehreren parallelen, gegeneinander isolierten Leitern als Wendelwicklung mit Auskreuzungen oder Verdrillungen gewickelt ist, bei der jeder Leiter in jeder Wieklungslage geführt ist und alle Windungsabschnitte mit gleicher Anzapfkonfiguration versehen sind und bei der die aus mehreren Windungen bestehenden Windungsabschnitte in der angezapften Wieklungslage unterbrochen sind.The solution to this problem is made possible by transformers or chokes, in which the winding with a number of turns per winding layer and several parallel, insulated from each other Ladders is wound as a helical winding with crossings or twists, with each conductor in each Wieklungslage is performed and all winding sections are provided with the same tap configuration and with the winding sections consisting of several windings in the tapped position are interrupted.
Die Anzapfungen der verschiedenen Wicklungsabschnitte sind alle in derselben Lage vorgesehen, um die Stromverteilung gleichmäßig über die parallelen Zweige (Drähte) der Wicklung zu gewährleisten. Anzapfungen in der außenliegenden Lage haben den Vorteil, daß die Anzapfstellen leicht anzubringein sind. Ein Nachteil kann jedoch sein, daß die nach außen führenden Drähte an den Unterbrechungen mit speziellen Vorkehrungen oder Maßnahmen festgelegt werden müssen.The taps on the various winding sections are all provided in the same position in order to distribute the current evenly over the parallel branches (Wires) to ensure the winding. Taps in the outer layer have the advantage that the taps are easy to attach. A disadvantage, however, can be that the wires leading to the outside at the interruptions must be determined with special precautions or measures.
Dagegen sind dana wenn die Anzapfungen in einer der innenliegenden Lagen angebracht sind, die lose liegenden Wicklungsenden von den (oder der) darüber gewickelten Wicklungslage(n) gehalten. Weiterhin können die an den Drähten aufgrund α a. von Kurzschlußkräften auftretenden mechanischen Beanspruchungen besser beherrscht werden. Da bei ausgeschalteten Windungen die nicht Strom führenden Wicklungsteile über die ganze Höhe der Wicklung verteilt sind, werden Durchflutungs-Unsymmetrien weitgehend vermieden.On the other hand, if the taps are attached in one of the inner layers, they are loose lying winding ends held by the (or the) winding layer (s) wound over it. Furthermore you can the on the wires due to α a. mechanical stresses arising from short-circuit forces be better controlled. Since the winding parts that do not carry current when the windings are switched off are distributed over the entire height of the winding, flow asymmetries are largely avoided.
Aus der FR-PS 11 47 646 geht nun ein äußerlich ähnlicher Wicklungsaufbau wie der gemäß Anmeldungsgegenstand hervor. Eine nähere Untersuchung zeigt jedoch, daß die dargestellte Wicklung lediglich eine Lagenwicklung ist, die mit parallelen Drähten ausgeführt ist Nachteilig ist bei derartigen Wicklungen, daß eine hohe Kurzschlußfestigkeit schwer zu erzeugen ist Wegen der grundsätzlichen Unterschiede in der Konstruktion kann der bekannte Wicklungsaufbau nicht auf den Anmeldungsgegenstand übertragen werden.From the FR-PS 11 47 646 is now an external similar winding structure as that according to the subject of the application. A closer examination shows, however, that the winding shown is only a layer winding, the one with parallel wires The disadvantage of such windings is that a high short-circuit strength is difficult to produce Because of the fundamental differences in construction, the well-known winding structure cannot be used be transferred to the subject of the registration.
Weiterhin zeigt die ausgelegte deutsche Patentanmeldung A 10 479 (bekanntgemacht am 26.11. 1953) einen Transformator mit lagenweiser Hochspannungswicklung und mit Anzapfungen, bei dem die außenliegende, die Anzapfungen tragende Wieklungslage durch mehrere aneinandergesetzte Abteilungsspulen gebildet wird, die mit ihren Endpunkten sowie mit ihren Anzapfpunkten untereinander parallel geschaltet sind. Auch bei dieser 1 ransformator-Wicklung liegt keine Wendelwicklung vor, so daß sich die Lösung gemäß der Figur und der Beschreibung genannter Auslegeschrift stark vom Anmeldegegenstand unterscheidet.Furthermore, the laid out German patent application A 10 479 (published on November 26, 1953) shows a Transformer with high-voltage winding in layers and with taps, in which the external, the weighing position carrying the taps is formed by several adjoining departmental coils, which are connected in parallel with one another with their end points and with their tapping points. Also at This 1 transformer winding has no helical winding, so that the solution according to the figure and the description of the named disclosure document is very different from the subject of the application.
Die Transformatoren oder Drosseln gemäß Anmeldungsgegenstand können so beschaffen sein, daß die Windungsabschnitte mit vier oder mehr Anzapfungen zum Anschluß an einen oder mehrere Umsteller versehen sind.The transformers or chokes according to the subject of the application can be designed so that the Winding sections with four or more taps for connection to one or more diverter are provided.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Figuren erläutert Diese zeigen:Exemplary embodiments of the invention are explained using the figures, which show:
Fig. IA eine Wicklung für einen Tranformator oder Drossel in schematischer Darstellung, bestehend aus /n=4 parallelen, gegeneinander isolierten Drähten und π=32 Windungen pro Wieklungslage, bei denen die Anzapfungen in der äußersten Wieklungslage angebracht sind,Fig. IA a winding for a transformer or Choke in a schematic representation, consisting of / n = 4 parallel, mutually insulated wires and π = 32 turns per tilt position, with the taps in the outermost tilt position are,
Fig. Γ eine Wicklung in schematischer Darstellung, mit sechs Anzapfungen,Fig. Γ a winding in a schematic representation, with six taps,
Fig. IB die Wicklung gemäß Fig. IA in einer anderen Darstellungsart,IB shows the winding according to FIG. 1A in one other type of representation,
Fig. IC zeigt die Ansicht auf eine Abwicklung der äußersten Wieklungslage mit den Anschlußstellen,Fig. IC shows the view of a development of extreme weighing position with the connection points,
Fig.2A/B eine Wicklung analog der gemäß den Fig. 1A/B, jedoch mit Anzapfungen in einer tieferliegenden Wieklungslage,2A / B shows a winding analogous to that according to FIGS. 1A / B, but with taps in a lower one Weighting situation,
Fig.2C zeigt einen Schnitt durch die Wicklung gemäß F i g. 2A im Bereich der Anzapfungen,FIG. 2C shows a section through the winding according to FIG. 2A in the area of the taps,
F i g. 3 zeigt eine Wicklung mit m=6 und η=60,F i g. 3 shows a winding with m = 6 and η = 60,
Fig.4A zeigt eine Variante der Wicklung als eine zyklische Wendelwicklung,Fig.4A shows a variant of the winding as one cyclic helical winding,
Fig.4B zeigt einen Teil der Abwicklung der äußersten Wieklungslage einer Wicklung gemäß Fig.4A.FIG. 4B shows part of the development of the outermost rocking position of a winding according to FIG Fig. 4A.
Bei den Ausführungsbeispielen wird Gebrauch gemacht von der an sich bekannten Wendelwicklung, bei der m parallele Drähte bei einer Windungszahl von πIn the exemplary embodiments, use is made of the helical winding known per se, in which m parallel wires with a number of turns of π
nach je — Windungen in der Reihenfolge zyklischafter depending - turns in the order cyclically
vertauscht werden, wobei sich die notwendigenbe swapped, with the necessary
Auskreuzungen und Verdrillungen regelmäßig über die Höhe verteilen. Für die Auskreuzungen sind m-1 Lücken entsprechender Breite freizulassen. Nach derDistribute outcrossings and twists regularly over the height. For the crossings are m-1 To leave gaps of appropriate width. After
Erfindung sind die aus — Windungen bestehendenInvention are those consisting of - turns
Windungsabschnitte in einer Wickhingslage geteilt, und mit mehreren Anzapfungen versehen.Winding sections divided in a wicking position, and provided with several taps.
Die in der F i g. 1A schematisch dargestellte Wicklungsanordnung stellt eine außenliegende Wendelwicklung mit vier parallelen Drähten dar. Eine solche Wicklung wird beispielsweise für eine Nennleistung von /V= 200OxVA und £/=6000 V eingesetzt Im allgemeinen liegen die Stromstärken bei derartigen Wicklungen im Bereich größer als 200 A. Die einzelnen Drähte a, b, c, c/bilden die vier Wicklungslagen, wobei die Drähte als Wendelwicklung mit Auskreuzungen 5, 5', 5" geführt sind. In jeder Wicklungslage sind damit Wicklungsabschnitte aufgebaut, die jeweils — Windungen aufweisen.The in the F i g. 1A schematically illustrated winding arrangement represents an external helical winding with four parallel wires. Such a winding is used, for example, for a rated power of / V = 200OxVA and £ / = 6000 V. In general, the currents in such windings are in the range greater than 200 A. individual wires a, b, c, c / form the four winding layers, the wires being guided as helical windings with crossings 5, 5 ', 5 ". In each winding layer, winding sections are built up that each have - turns.
Auch die außenliegende Wicklungslage 6 weist damit vier Windungsabschnitte 7, T, 7", T" auf. Diese Windungsabschnitte in der äußersten Wicklungslage sind geteilt und mit vier Anzapfungen 8—11 versehen, die, wie beispielsweise in F i g. 1A dargestellt, zum Anschluß an einen Umsteller 12 geeignet sind. Die eigentliche Technik zum Schalten und Verbinden der Anzapfanschlüsse ist an sich bekannt und beispielsweise dem Buch von Rudolf Küchler »Die Tranformatoren«, 2. Auflage, Springer Verlag, Berlin, S. 205 ff zu en ι nehmen.The outer winding layer 6 thus also has four turn sections 7, T, 7 ″, T ″ . These winding sections in the outermost winding layer are divided and provided with four taps 8-11 which, as shown for example in FIG. 1A shown are suitable for connection to a diverter 12. The actual technology for switching and connecting the tapping connections is known per se and can be found, for example, in the book by Rudolf Küchler "Die Tranformatoren", 2nd edition, Springer Verlag, Berlin, pp. 205 ff.
In F i g. 1B sind zur Verdeutlichung des Wicklungsaufbaus die einzelnen Leiter mit a—b—c—d bezeichnet, wobei djede Windung mit den fortlaufenden Zahler* 1... 32 bezeichnet ist. Deutlich ist zu erkennen, daß jeder Leiter einmal in der äußersten Wicklungslage zu liegen kommt und dort mit den Anzapfungen 8—11 versehen ist. Zwischen den Windungen 8—9 und 16—17 sind die Auskreuzungen zu erkennen.In Fig. 1B, the individual conductors are labeled a-b-c-d to clarify the winding structure, with d each winding being denoted by the consecutive number * 1 ... 32. It can be clearly seen that each conductor comes to rest once in the outermost winding layer and is provided there with the taps 8-11. The outcrossings can be seen between turns 8-9 and 16-17.
Z'"i· W1' ofen Verdeutlichung des Aufbaus dient die Figur 1C. Aus der Abwicklung der äußeren Wicklungslage gemäß F' g. IC zeigt die Figur eine Ansicht mit den Anschlußstellen für die Anzapfungen 8—11, eine Unterbrechung 14 und eine Auskreuzstelle 16. Für die weiteren Wicklungsabschnitte setzt sich das Bild nach unten fort. Es ist zu erkennen, daß die Drahtabschnitte, die in der Draufsicht zu erblicken sind, für die Windungen 1 —8 durch die Leiter d gebildet sind; die nachfolgenden Windungen 9, 10 ... werden von den Leitern a gebildet.Z '"i · W 1' oven illustrate the structure serves the Figure 1C. For the development of the outer winding layer according to F g '. IC, the figure shows a view with the connection points for the taps 8-11, an interruption 14 and a Auskreuzstelle 16. For the other winding sections, the picture continues downwards: It can be seen that the wire sections, which can be seen in the top view, are formed by the conductors d for turns 1 - 8; the following turns 9, 10 ... are formed by the conductors a .
Die Erfindung läßt sich auch durch Anzapfungen verwirklichen, die nicht in der äußersten, sondern in einer tieferliegenden Wicklungsschicht angebracht sind. F i g. 2A zeigt eine Wendelwicklung mit den Drähten a, b, c, d, bei der die Anzapfungen 8', 9', 10', 11' nicht in der äußersten, sondern in einer tieferliegenden Schicht angebracht sind. Die Wicklungskonfiguration entspricht der der Fig. IA. Es kann demnach auch ein entsprechender Umsteller verwendet werden.The invention can also be implemented by taps that are not located in the outermost, but rather in a deeper winding layer. F i g. 2A shows a helical winding with the wires a, b, c, d, in which the taps 8 ', 9', 10 ', 11' are not attached in the outermost layer but in a deeper layer. The winding configuration corresponds to that of FIG. 1A. A corresponding diverter can therefore also be used.
Entsprechend ist in der DarstelJung gemäß Fig.2BCorrespondingly, in the illustration according to FIG. 2B
vorgesehen, daß die Anzapfungen aus dem Inneren der Wicklung nach außen geholt werden. Diese An der Wicklung hat den Vorteil daß die Anzapfstelle gestützt sind durch die darüberliegenden Wicklungslagen.provided that the taps are brought from the inside of the winding to the outside. This at the Winding has the advantage that the tapping point is supported by the winding layers above.
Γ i g. 2C zeigt eine Schnittansicht gemäß der Linie C ... C in Fig.2B. Auf dem Wickelzylinder 20 liegen Abstandsleisten 21 auf, auf die die Wicklungslagen a bisΓ i g. 2C shows a sectional view along the line C ... C in FIG. 2B. On the winding cylinder 20 are spacer bars 21 on which the winding layers a to
ic d aufgebracht sind. Im Bereiche der Anzapfungen sind Distanzstücke 22 über die Peripherie des Wickelzylinders verteilt angebracht. Diese Distanzstücke erlauben es, daß die Drähte der Anzapfungen 9', 10' nach außen geführt werden können und nicht gequetscht werden.ic d are applied. In the area of the taps, spacers 22 are attached distributed over the periphery of the winding cylinder. These spacers allow the wires of the taps 9 ', 10' to be led to the outside and not be squeezed.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß statt vier Anzapfungen auch eine andere Anzahl Anzapfungen vorgenommen werden kann, z. B. sechs, wie dies in F i g. Γ dargestellt ist. Durch die Wahl der Zahl der Anzapfungen und deren verschiedene Verbindungsmöglichkeiten können die Spannungswerte quasi-kontinuierlich abgestimmt werden.At this point it should be pointed out that instead of four taps there is also a different number of taps can be made, e.g. B. six, as shown in F i g. Γ is shown. By choosing the number of taps and their various connection options the voltage values can be adjusted quasi-continuously.
In F i g. 3 ist in analoger Fortführung des Erfindungsprinzips, wie es ip den Fig. IA-C dargestellt ist, eine Wicklung mit η=60 Windungen pro Wicklungslage und m=6 parallelen, gegeneinander isolierten Drähten für eine Wicklungsanordnung als Beispiel gewähltIn Fig. 3, a winding with η = 60 turns per winding layer and m = 6 parallel, mutually insulated wires for a winding arrangement is selected as an example in an analogous continuation of the inventive principle, as shown in FIGS. 1A-C
Das Erfindungsprinzip läßt sich weiterhin ausdehnen auf alle Typen von Wechselwicklungen. In den F i g. 4A und B ist eine zyklische Wendelwicklung dargestellt, beiThe principle of the invention can also be extended to all types of alternating windings. In the F i g. 4A and B a cyclic helical winding is shown at
jo der parallele Drähte einer Windung sowohl in radialer als auch in axialer Orientierung vertauscht angeordnet sind und in festliegenden Abständen mittels Verdrillungen den Platz wechseln.jo of the parallel wires of a turn arranged reversed in both radial and axial orientation and change their place at fixed intervals by means of twists.
Insgesamt liegen in dem Figurenbeispiel 64 Windungen pro Wicklungslage, wobei jeder der acht Drähte für etwa acht Windungen in die außenliegende Wicklungslage geführt ist There are a total of 64 turns in the figure example per winding layer, whereby each of the eight wires is led into the outer winding layer for about eight turns
Insgesamt besitzt das Leiterbündel acht Drähte (Zweige) a, b... h, wobei im dargestellten Beispiel zunächst der Zweig d, der außen liegt, mit den Anzapfungen 18, 19 verbunden ist. Weiterhin sind die Verdrillungsstellen dargestellt Im nächsten Wicklungsabschnitt ist eine entsprechende Anzapfkonfiguration mit den Zweigen c verbunden. Dieser Aufbau setzt sich fort über die gesamte Wicklung. Es sei angemerkt, daß auch in diesem Falle die in einer tieferen Wicklungslage liegenden Drähte mit Anzapfungen versehen werden können.Overall, the conductor bundle has eight wires (branches) a, b ... h, wherein in the illustrated example, first d of the branch, which is located outside, is connected to the taps 18, 19th The twisting points are also shown. In the next winding section, a corresponding tap configuration is connected to the branches c. This structure continues over the entire winding. It should be noted that in this case too, the wires lying in a lower winding layer can be provided with taps.
Fig.4B zeigt einen Teil einer Abwicklung einer4B shows part of a development of a
so zyklischen Wendelwicklung, wobei Anzapfungen 18, 19 zu erkennen sind. Ferner sind die Verdrillungen und die Unterbrechungen deutlich dargestellt.so cyclic helical winding, with taps 18, 19 can be recognized. Furthermore, the twists and the interruptions are clearly shown.
Bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Anzapfanschlüsse alle in derselben Wicklungslage angebracht, wobei sichergestellt ist, daß jeder der Drähte in jede Wicklungslage geführt ist.In all of the illustrated embodiments are Tap connections are all placed in the same winding layer, ensuring that each of the Wires in each winding layer is guided.
Hierzu 6 Blatt ZeichnungenIn addition 6 sheets of drawings
Claims (2)
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