DE731062C - Wicklungsanordnung fuer Transformatoren - Google Patents

Wicklungsanordnung fuer Transformatoren

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Publication number
DE731062C
DE731062C DES128074D DES0128074D DE731062C DE 731062 C DE731062 C DE 731062C DE S128074 D DES128074 D DE S128074D DE S0128074 D DES0128074 D DE S0128074D DE 731062 C DE731062 C DE 731062C
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DE
Germany
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coils
transformers
winding arrangement
coil
another
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Expired
Application number
DES128074D
Other languages
English (en)
Inventor
Kurt Matthies
Dipl-Ing Walter Schulze
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Application granted granted Critical
Publication of DE731062C publication Critical patent/DE731062C/de
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/303Clamping coils, windings or parts thereof together

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Description

  • Wicklungsanordnung für Transformatoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Wicklungsanordnung für Bahntransformatoren, bei denen in der Regel in der Niedet'spannungswicklung sehr beträchtliche Ströme auftreten. Im allgemeinen hat man bisher derartige Transformatoren als Manteltransformatoren mit Scheibenspulen ausgeführt. Aus verschiedenen Gesichtspunkten ist es jedoch wünschenswert, für derartige Transformatoren die Kernbauart anzuwenden und Röhrenspulen zu verwenden. Die Erfindung bezieht sich auf die Aufgabe, derartige Transformatoren so zu gestalten, daß einerseits günstigste Kühlbedingungen sowie Strömungsbedingungen für das Kühlmittel vorhanden sind, andererseits bei gedrängtem Aufbau die Raumabmessungen des Transformators so klein wie möglich bleiben und dabei eine ausreichende Kurzschlußfestigkeit vorhanden ist. Bei Kerntransformatoren mit Röhrenspulen ergeben sich hierbei erhebliche konstruktive Schwierigkeiten, die zum Teil dadurch begründet sind, daß beim Vorhandensein großer Ströme auf der Niederspannungsseite eine größere Anzahl von konzentrischen Niederspannungsröhrenspulen vorhanden sind. Man :nuß bei aderartigen Anordnungen sehr schwere Spannkonstruktionen an der oberen und unteren Stirnseite der Transformatoren anwenden, wenn eine befriedigende Verspannung der Wicklungsanordnung erreicht werden soll. Werden hierbei, wie an sich bekannt, Spannbolzen zwischen den oberen und unteren Druckplatten des Transformators vorgesehen, so ist hierdurch ein erheblicher Raumbedarf bedingt, insbesondere ergeben sich außerordentliche Schwierigkeiten, wenn diese Spannbolzen innerhalb der konzentrisch angeordneten Spulen liegen sollen, was aus Gründen der Festigkeit am günstigsten wäre.
  • Gegenstand der Erfindung ist nun eine Wicklungsanordnung für Bahntransformatoren mit einer aus Röhrenspulen aufgebauten Niederspannungswicklung, deren flachkant aufgewickelte Spulenleiter finit den Leiterschmal-:eiten aneinander anstoßen oder durch dünne praktisch unzusammendrückbare Isolierschichten voneinander getrennt sind. Die Erfindung besteht darin, daß mehrere durch an deü, Mantelflächen liegende geschlossene Metall-Bänder zu festen Zylinderkörpern verspannte Spulen an den Spannbändern gegeneinander abgestützt und verspannt sind.
  • Die Anordnung nach, der Erfindung zeichnet sich durch eine hohe Kurzschlußfestigkeit der Niederspannungswicklung aus, welche dadurch erreicht ist, daß jede einzelne Röhrenspule zu einem in sich festen Zylinderkörper verspannt ist und daß mehrere derartige Zylinderspulen in der Weise gegeneinander abgestützt und miteinander verspannt sind, dali das aus den aneinander abgestützten bzw. gegeneinander verspannten Spulen entstehende zusammengesetzte Spulengebilde ein wesentlich erhöhtes Widerstandsmoment erhält. Dabei ist eine denkbar günstige Abkühlung der Spulen dadurch gewährleistet, daß die gesamten Mantelflächen der Spulen, abgesehen von den verhältnismäßig schmalen von Metallbändern bedeckten Stellen, freiliegen und von dem durch die Kanäle zwischen den konzentrischen Spulen strömenden Kühlmittel bespült werden.
  • Ein grundsätzlicher Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Anordnung besteht darin, daß die Erzielung der kurzschlußsicheren Verspannung nicht von den Spulenstirnseiten zu erfolgen braucht, wodurch schwerere Verspannkonstruktionen vermieden werden können. Die Festlegung der Spulen kann durch verhältnismäßig leichter bemessene Halteteile erfolgen, die die Spulen in ihrer Lage gegen Verschiebung sichern.
  • Auch hinsichtlich des Abstandes der Wicklung von den Jochteilen ergeben sich hierbei günstigere Verhältnisse, weil die Halteteile, Halteringe o. dgl. nur kleinere Abmessungen besitzen.
  • Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann auch eine vorteilhafte Verbesserung der erfindungsgemäß ausgebildeten Transformatoren dadurch erreicht werden, daß die Metallbänder finit einzelnen Spulenwindungen verbunden werden, wodurch sie die Potentiale dieser Spulenwindungen erhalten. Diese Anordnung hat den großen Vorteil zur Folge, daß trotz der Anwendung der Metallbänder iln Innern der Wicklungsanordnung an den Metallbändern keine unkontrollierbaren Potentiale gegenüber dem geerdeten Transforinatorkessel auftreten können, ebenso wie gegenüber anderen Teilen des Transformators, z. B. der Hochspannungswicklung.
  • Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden In Fig: i ist der Aufbau einer Wicklungsanordnung gemäß der Erfindung wiedergegeben. In der genannten Figur ist mit io der .Kern eines Transformators bezeichnet. Diesen @:@ern umgeben die konzentrisch zueinander 'mgeordneten Niederspannungsspulen ii. Die einzelnen Spulen sind durch Metallbänder 1a für sich zli festen widerstandsfähigen Zylinderkörpern verspannt. Die konzentrisch angeordneten Zylinderkörper sind im Bereich der Bandagen fest gegeneinander abgestützt. Zu diesem Zweck sind noch die Isolierzwischenlagen 1a," vorgesehen, die keilförmig gestaltet sein können. Die Bandagen verlaufen in Mantellinien der zylindrischen Spulenteile und bedecken nur einen kleinen Teil der Spulenoberfläche. Infolgedessen kann das Kühlmittel weitgehend die Mantelflächen der Spulen berühren und die Wärme davon abführen. Die neben dem. Spulenkern liegende Spule wird vorteilliafterweise durch besondere Isolierzwischenlagen 13 an dem Kern selbst fest abgestützt.
  • Die Fig. z und 3 zeigen iin einzelnen einen Grundriß und eine Seitenansicht einer der bei der Anordnung nach der Erfindung verwendeten Spulen. Die Spule wird dabei aus drei elektrisch parallel geschalteten Flachleiterstreifen i gebildet. Die drei Flachleiterstreifen sind flaclikant so gewickelt, daß sie mit ihren breiten Seiten in radialer Richtung übereinanderliegen. An- den schmalen Stirnseiten stoßen die Flachleiter in den aufeinanderfolgenden Windungen aneinander; sie sind dabei zweckmäßigerweise durch zwischengelegte Isolierstreifen z isoliert, die praktisch nicht zusammendrückbar sind.
  • Bei Y sind z. B. an diametral gegenüberliegenden Stellen Spannglieder 3 angeordnet. welche die Leiter der Spule in Richtung der Spulenachse zusammenhalten. Durch die Anwendung der erwähnten Spannglieder erhalten die Windungen der Spule einen festen Zusammenhang derart, daß die ganze Spule einen starren Zylinderkörper bildet.
  • Fig. d. und 5 der Zeichnung zeigen genauer die Ausbildung der auf Zug beanspruchten Spannglieder sowie die Anordnung derselben an einer Spule. Mit .I sind in diesen Figuren die einzelnen rechteckigen blanken Spulenleiter bezeichnet. Zum Zusammenhalten der Spulenleiter ist ein dünnes und verhältnismäßig schmales Band 5 aus Bronze oder unmagnetischem Stahl vorgesehen. Dieses Band ist einerseits mit dein an der Stirnseite 6 liegenden Kopfstück 7 fest verbunden. Das Band ist in das erwähnte Kopfstück eingelötet, eingenietet oder eingeschweißt. .Das bandförmige Spannglied 5 ist sodann um die ganze Spule herumgeschlungen und mit seinem freien Ende außen über das Kopfstück 7 g(:stiilpt. Beim Aufbringen auf die Spule wird das Spannglied unter starke Spannung gesetzt, so daß die Spulenleiter fest zusammengespannt werden. Schließlich wird über das über das Kopfstück 7 gestülpte freie Ende .des Spannbandes eine Zwinge 8 gepreßt; die das Spannband zusammenhält. Die Zwinge kann mit dem Spannband in geeigneter Weise, z. B. durch Weichlötung, fest verbunden werden. @TaCh dem Festziehen des Spannbandes kann das überstehende Ende, über welches die Spannkräfte übertragen wurden, abgeschnitten werden. Vorteilhafterweise sind der oberste und unterste Spulenleiter an den Stirnseiten der Spule so ausgearbeitet, daß parallele Auflageflächen für das Spannglied und das Kopfstück vorhanden sind. Es kann sich auch empfehlen, eine Abrundung an" den Stellen, wo das Band anliegt, vorzusehen.
  • Um eine Isolierung der einzelnen Spulenleiter von dem Spannbande zu erzielen, ist eine Isolierschicht 9 aus Preßspan oder einem anderen bandförmigen Isoliermaterial vorgesehen. Die bandförmige Isolierschicht ist so zwischen dem metallischen Spannglied und den Spulenleitern an geordnet, daß die Spulenleiter nahezu an allen Stellen von dem bandförmigen SpanngliecNisoliert sind. Nur bei Z ist die Isolierschicht weggelassen und das bandförmige Spannglied mit dem Leiter .4 in Berührung, wodurch dem Spanngliede ein bestimmtes Potential aufgezwungen wird. Wesentlich ist für die beschriebene Anordnung noch, daß das bandförmige Spannglied keine geschlossene Windung darstellt. Um dies zu erreichen, ist die Isolierschicht im Bereich der Zwinge derart angeordnet, daß das freie Ende des bandförmigen Spanngliedes von dem Kopfstück 7 isoliert bleibt.-In Einzelheiten können die beschriebenen Anordnungen selbstverständlich abgeändert werden. Beispielsweise ist es möglich, statt im Bereich des Kopfstückes 7 irgendeine andere Spulenwindung mit dem bandförmigen Spannglied leitend zu verbinden. In diesem Falle wird vorteilhafterweise die Isolationsschicht auch über die Stelle z hinaus verlängert und zwischen das Kopfstück 7 und den Spulenleiter 4. geführt.
  • Bei der beschriebenen Anordnung ist es vorteilhaft, das Material für die Spannbänder so zu wählen, daß es bei höchster mechanischer Festigkeit nur eine geringe magnetische Leitfähigkeit besitzt. In erster Linie kommen unmagnetische Stähle und Bronzen in Frage.
  • Einzelheiten der beschriebenen Anordnung können selbstverständlich abgeändert werden. Liegen zwei konzentrisch zueinander angeordnete Spulen, naturgemäß unter Zwischenschaltung eines Isolierzylinders, unmittelbar nebeneinander, so kann es zweckmäßig sein, an geeigneten Stellen Ausbauchungen vorzusehen, innerhalb deren die Spannbänder liegen.
  • Wenn auch die Erfindung sich in erster Linie auf Bahntransformatoren bezieht, so kann sie doch ebenfalls bei stationären Transformatoren Anwendung finden, wenn die Niederspannungswicklung besonders große Ströme führt, wie dies z. B. bei Ofentransformatoren der Fall ist. Der Erfindungsgedanke kann ebenso auch bei größeren stromführenden Drosselspulen Anwendung finden, wie sie für Regelzwecke auf Wechselstromlokomotiven häufig Anwendung finden. Beispielsweise verwendet man bei Lokomotivsteuerungen im großen Umfange sog. Schaltdrosselspulen, um den Stromübergang von der einen Transformatoranzapfung auf die nächste Transformatoranzapfung zu ermöglichen.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wicklungsanordnung für Transformatoren und Drosselspulen, z. B. Bahntransformatoren, mit einer aus Röhrenspulen aufgebauten Niederspannungswicklung, deren flachkant aufgewickelte Spulenleiter mit den Leiterschmalseiten aneinander anstoßen oder durch dünne, praktisch unzusammendrückbare Isolierschichten voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere durch an den Mantelflächen liegende, geschlossene Metallbänder zu festen Zylinderkörpern ver-, spannte Spulen an den Spannbändern gegeneinander abgestützt und verspannt sind.
  2. 2. WicklungsanordnungnachAnspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallbänder die Potentiale von Spulenwindungen haben. 3: Wicklungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Zusammenspannen der Spulen dienenden Metallbänder schleifenförmig ausgeführt sind und ein Isolierschloß aufweisen. d.. Wicklungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die um die Spulenleiter herumgeschlungenen Metallbänder mit ihrem einen Ende in an der Stirnseite der Spulen liegende Kopfstücke eingelassen sind und daß die anderen freien Enden unter Zwischenschaltung von Isolierstücken außen über die Kopfstücke gestülpt und auf diesen durch Zwingen festgehalten werden.
DES128074D 1932-07-17 1932-07-17 Wicklungsanordnung fuer Transformatoren Expired DE731062C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1152186B (de) * 1960-11-15 1963-08-01 Condor Werk Gebr Frede K G Summenstromwandler mit Rechteckkern

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1152186B (de) * 1960-11-15 1963-08-01 Condor Werk Gebr Frede K G Summenstromwandler mit Rechteckkern

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