DE3613690A1

DE3613690A1 - Selbsttragende, geschirmte primaerhochspannungseinrichtung und verfahren zu derer herstellung

Info

Publication number: DE3613690A1
Application number: DE19863613690
Authority: DE
Inventors: Guenter Menge
Original assignee: Koch & Sterzel & Co GmbH; Koch and Sterzel AG
Current assignee: General Electric CGR Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 1986-04-23
Filing date: 1986-04-23
Publication date: 1987-11-05

Description

Die fortschreitende Hochfrequenz-Wechselrichtertechnik erlaubt in immer höheren Frequenzbereichen die Verwendung von Leistungshalbleitern. In der Regel werden die Wechselrichter so betrieben, daß der Lastkreis aus einem Parallel- oder Reihenschwingkreis besteht. Auf Grund der hohen Frequenzen können Hochspannungstransformatoren, die beispielsweise in Röntgendiagnostik generatoren oder Hochspannungsnetzteilen für allgemeine Anwendung zum Einsatz kommen, relativ klein gebaut werden. Bei der Größe der Transformatoren wird durch die erforderliche Isolation von Primär- und Sekundärwicklung eine natürliche Grenze gesetzt, die zum einen durch das verwendete Isoliermaterial und zum anderen durch die gebrauchte Hochspannung bestimmt werden.

Die vorliegende Erfindung beinhaltet eine Primärwicklung (15) für die vorge nannten Hochspannungstransformatoren. Die selbsttragende, geschirmte Primär wicklung (15) ist ein hochpräzises Bauteil, welches in einen Spulenkörper (12) eines Hochspannungstransformators eingeschoben wird und somit eine schnelle Montage gewährleistet.

Der Aufbau der selbsttragenden Primärwicklung sieht folgendermaßen aus:

Auf einen Wickeldorn wird der Anfang (6) der leitenden Schirmwicklung aufge bracht. Die Wicklung ist nicht geschlossen (9), da sie sonst einen Kurzschluß verursachen würde. Die anschließende innere Isolierfolie (13) hat die doppelte Länge der inneren Schirmwicklung (2), d. h.,es werden zwei Lagen mit einem entsprechenden Harz zur Verklebung gewickelt. Es ist hierbei sehr wichtig, daß der Anfang und das Ende der Isolierfolie (13) nicht überlappen. Ein präziser, runder Aufbaukörper muß entstehen. Der Draht (1) (in diesem Falle Flachdraht) wird nun in das noch nasse Harz hineingewickelt. Je nach ver wendeten Transformatorentyp kann die Wicklung gesperrt oder geschlossen gewickelt werden. Flachdraht wird deshalb verwendet, weil auf Grund der verwendeten Wechselrichterfrequenz der Skineffekt eine ganz entscheidende Rolle spielen kann, der Flachdraht eine größere Oberfläche bildet und der Füllfaktor der Wicklung entscheidend größer ist.

Dadurch, daß die Wicklung eine endliche Steigung hat, müssen zum Ausgleich am Anfang und am Ende Ausgleichsstücke (4) beigelegt werden. Diese Ausgleichs stücke (4) sind aus Isolationsmaterial. Die Wicklung und die Ausgleichsstücke müssen nun auch mit einem geeigneten Harz (5) getränkt werden.

Den Abschluß der Wicklung bildet die äußere Isolierfolie (14), die stramm, mit Harz versehen, auf den nassen Draht (1) aufgewickelt wird. Entsprechend wie bei der inneren Isolierfolie (13) muß auch bei der äußeren Isolier folie (14) verfahren werden, d. h., Anfang und Ende der Isolierfolie dürfen sich nicht überlappen, denn auch der Außendurchmesser der Primärwicklung muß exakt rund sein.

Darüber kommt die äußere leitende Schirmwicklung (3), die nicht in sich geschlossen ist und die Unterbrechung (8) hat, damit auch hier, wie bei der inneren Schirmwicklung (2), kein Kurzschluß der Wicklung in sich auf tritt.

Der Innendurchmesser der Wicklung wird durch den Wickeldorn vorgegeben. Damit aber eine Präzisions-Wicklung entstehen kann, muß auch der Außen durchmesser auf ein definiertes Maß gebracht werden. Dieses wird dadurch erreicht, daß die fertige gewickelte Einheit aus Schirmfolien, Isolier material und Flachdraht in eine äußere Form aus zwei Hälften gebracht wird.

Die Schirmwicklungen (2 und 3) haben einen definierten Überstand zur da zwischen liegenden Wicklung. Der Überstand der inneren Schirmwicklung (2) wird zuerst nach außen gebördelt. Anschließend wird der Überstand der äußeren Schirmwicklung (3) nach innen gebördelt. Die beiden Schirmwicklungen überlappen sich nun an beiden Seiten der Wicklung. Damit an dieser Stelle ein leitender sicherer Übergang entsteht, wird die innere (2) und äußere (3) Schirmwicklung miteinander verlötet (7). Anschließend wird die Primärwick lung in diesem Zustand ausgehärtet, d. h., das verwendete Harz wird fest und bildet mit den verwendeten Materialien eine unlösbare homogene Einheit. Die Wicklung (1) ist nun HF-dicht abgeschlossen.

Zur Erdung der Schirmwicklungen ist eine Anschlußfahne (16) vorhanden. Das fertige Produkt ist eine präzise Primärwicklung (15) mit einer definierten Induktivität und Güte, die in einen bestehenden Hochspannungsspulenkörper (12) eingesetzt werden kann.

Auf Grund des Aufbaus kann eine solche Primärhochspannungswicklung bei entsprechender Formgebung in jeden bestehenden Hochspannungsspulenkörper nachträglich eingefügt werden. Ohne zusätzliche Hilfsmittel kann die fertige Primärwicklung (15) als selbsttragende, allseitig geschirmte Wicklung Verwendung finden.

Der Gegenstand der Anmeldung wird deutlich erkennbar durch folgende Zeichnungen:

Fig. 1: Beispiel einer geschirmten Primärwicklung, in der Ausführung mit Flachdraht.

Fig. 2: Lage und Verschluß der Schirmwicklungen.

Fig. 3: Primärwicklung im Schnitt mit schematischer Darstellung der Schirmwicklungen und der Isolierlagen.

Fig. 4: Schematische Darstellung der Primärwicklung in einem Wickelkörper einer Sekundärwicklung.

Bezugszeichen: 1 Draht der Primärwicklung
2 Innere Schirmwicklung
3 Äußere Schirmwicklung
4 Ausgleichsstücke
5 Harz
6 Anfang der inneren Schirmwicklung
7 Verbindung der inneren - äußeren Schirmwicklung
8 Unterbrechung der äußeren Schirmwicklung
9 Unterbrechung der inneren Schirmwicklung
10 Transformatorkern
11 Zwischenraum
12 Hochspannungsspulenkörper
13 Innere Isolierfolie
14 Äußere Isolierfolie
15 Primärwicklung
16 Erdungsfahne

Claims

1. Primärhochspannungswicklung für einen Transformator, welcher durch einen Wechselrichter mit hoher Frequenz gespeist wird dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung selbsttragend eine homogene Einheit bildet und im "nassen Zustand" unter der Verwendung von geeignetem Harz hergestellt wird.

2. Primärhochspannungswicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung von einer Schirm wicklung (2, 3) HF-dicht ohne Kurzschluß umschlossen wird.

3. Primärhochspannungswicklung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirm (2, 3)- und Primär wicklung (1) eine homogene Einheit bilden, mit minimalem Platzbedarf.

4. Primärhochspannungswicklung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung eine runde Form aufweist und somit bei einem rechteckigen Transformatorkern optimal vom Isolier öl (11) zur Kühlung umspült werden dann.

5. Primärhochspannungswicklung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung ein Präzisionsteil darstellt, daß vorgefertigt nachträglich formschlüssig in einen Wickelkörper für eine Hochspannungssekundärwicklung eingesetzt werden kann.

6. Primärhochspannungswicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen (2)- und Außenschirm folie (3) leitend miteinander verbunden ist.