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Wicklungsanordnung für Transformatoren, Drosselspulen od. dgl. Für
Wicklungen von Transformatoren und Drosselspulen, deren Leitung und Spannung eine
Aufteilung des gesamten Leiterquerschnittes in mehrere Drähte erfordert, ist es
bisher üblich gewesen, entweder eine sogenannte Schraubenwicklung (Einfach- oder
Mehrfach-Schraubenwicklung) oder eine Anzahl von parallel geschalteten Gruppen vorzusehen,
von denen jede aus mehreren in Reihe geschalteten Doppelspulen besteht.
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Die leicht herstellbaren Schraubenwicklungen lassen sich leider nicht
immer, und zwar dann nicht anwenden, wenn die Windungszahl der betreffenden Wicklung
gegenüber der zur Verfügung stehenden Wicklungsgänge verhältnismäßig groß ist. In
solchen Fällen ist es daher notwendig, entweder zur Parallelschaltung von mehreren
Spulengruppen überzugehen, oder aber die gesamte Windungszahl auf zwei in radialer
Richtung übereinanderliegende, in Reihe zu schaltende Schraubenwicklungen bzw. auf
eine Röhrenspule und eine Schraubenwicklung aufzuteilen. Neben erheblichen Vorteilen
weisen jedoch beide Lösungen auch manche Nachteile auf. So lassen sich die Einfach-Schraubenwicklungen
mit vielen Windungen mit Rücksicht auf die sich ergebenden Abmessungen der Drähte
praktisch nicht anwenden, während die Ausführung der Wicklung aus mehreren parallelen
Gruppen mit in Reihe geschalteten Doppelspulen oder die Aufteilung der gesamten
Windungszahl auf zwei radial angeordnete, in Reihe zu schaltende Schraubenwicklungen
aus wirtschaftlichen Gründen nicht immer vertretbar ist.
Es sind
auch Doppelspulen für Transformatoren mit Scheibenwicklung bekannt, bei denen parallel
gegeschaltete, unter sich gekreuzte Drähte Verwendung finden. Auf diese Weise soll
eine gleichmäßige Verteilung-der_Amperewindungen erzielt bzw. es sollen die bei
der -Herstellung und Montage von Doppelspulen auftretenden Schwierigkeiten beseitigt
werden.
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Die Verkreuzung der parallelen Leiter bzw. Drähte wird dabei in bekannter
Weise dadurch bewirkt, daß die Drähte einer Scheibenspule bei ihrem Austritt aus
derselben abgekröpft und dadurch in die benachbarten Scheibenspulen übergeleitet
werden, wie dies beispielsweise in der Fig. i in seitlicher Draufsicht auf ein Spulenpaar
mit fünf parallelen Drähten dargestellt ist. Wie ersichtlich, geht der innerste
Draht i der oberen Spule in den äußersten Draht der unteren Spule über usw.
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In der Fig. 2 ist die dabei sich ergebende Lage der einzelnen Drähte
in verschiedenen Spulen im Querschnitt dargestellt. Mit I ist die innerste Windung
der oberen Spule bezeichnet, während II die äußerste Windung dieser Spule darstellt,
aus welcher die Drähte i bis 5 unter der angedeuteten Verkreuzung in die äußere
Windung III der nächsten Spule übergehen.
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Von der inneren Windung IV dieser Spule setzen sich die Drähte in
entsprechender Weise in die innere Windung der nächsten Spule fort usw.
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Die Darstellung kann auch so verstanden werden, daß II und III die
inneren Windungen und I und IV die äußeren Windungen sind.
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Bei dieser-- Kreuzungsart vertauschen die Drähte i und 5 und ebenso
die Drähte?, und q. bei jedem Spulenübergang ihre Plätze, während der Draht
3 seine mittlere Lage beibehält.
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Bei einer Wicklungsanordnung mit guter Verkreuzung der parallelen
Drähte soll jeder Draht in bezug auf die ganze Wicklung jede Stelle des Gesamtquerschnittes
aller parallelen Drähte in gleicher Weise durchlaufen. Durch die bisher beschriebene
Anordnung wird offensichtlich dieses Ziel nicht erreicht, so daß diese Art der Verkreuzung
als unvollkommen zu bezeichnen ist.
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Zur Beseitigung dieses Mangels ist bereits eine Wicklungsanordnung
vorgeschlagen worden, bei -der -in jeder Spule ein Draht eine volle Windung weniger
hat, als die übrigen Drähte derselben Spule. Werden dann die Übergänge zwischen
benachbarten Spulen entsprechend der in--Fig. i dargestellten Weise ausgeführt;
so läßt sich eine Verkreuzung erzielen, welche der genannten Bedingung entspricht.
Die Herstellung einer solchen Wicklung bringt aber erhebliche Komplikationen mit
sich und erfordert einen erhöhten :Arbeitsaufwand.
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Die Erfindung verwendet deshalb eine andere Wicklungsanordnung für
Transformatoren, Drosselspulen ü. dgl., bei der die Wicklung aus Doppelspulen mit
- n parallel geschalteten Drähten gleicher Win-.düngszahl bestellt, die derart unter
sich gekreuzt -sind; daß- jeder Draht in bezug auf die ganze Wickluiig -gleich"
oft- in dieselbe räumliche Lage kommt. (n =bedeutet hier eine ganze Zahl größer
als 2.) Der genannte Zweck wird dadurch erreicht, daß bei außenliegenden Hauptkreuzungen
zwischen den inneren (n - i) Drähten der letzten Windung der Doppelspulen und den
inneren (n - i) Drähten der nächsten Doppelspule die Kreuzungen ebenso ausgebildet
sind wie an den normalen Übergangsstellen, daß, aber der äußere (n-te) Draht der
vorangehenden Doppelspule über die Übergänge der inneren (n - i) Drähte hinweg in
den äußersten Draht der äußeren Windung der folgenden Spule läuft, oder daß bei
innenliegenden Hauptkreuzungen der innerste (erste) Draht der innersten Wicklung
einer Teilspule in den innersten Draht der innersten Windung der anderen Teilspule
läuft, während die übrigen Drähte in üblicher Weise gekreuzt sind.
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Unter den Kreuzungen an den normalen Übergängen sind hier die vorerwähnten,
in der Fig. i dargestellten Übergangsstellen innerhalb einer Doppelspule oder zwischen
benachbarten Doppelspulen zu verstehen, während als Hauptkreuzungen diejenigen Übergänge
bezeichnet sind, bei denen ein Draht über die Übergänge der übrigen Drähte hinweg
in die nächste Spule verläuft, wie dies in der Fig. q. dargestellt ist.
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In der Fig. 3 sind unter Verwendung gleicher Bezeichnungen wie in
der Fig. 2 zwei Doppelspulen mit fünf parallelen, nach der Erfindung gekreuzten
Drähten im Querschnitt dargestellt. Die Verbindungen zwischen den Windungen II und
III bilden dabei einen normalen Spulenübergang, während die Verbindungen "zwischen
der Windung IV der ersten Doppelspule und der Windung I der zweiten Doppelspule
eine Hauptkreuzung darstellen. Wird das in der Fig. 3 dargestellte Schema so lange
fortgesetzt, bis die Zahl -der Hauptkreuzungsstellen gleich der um »i« verminderten
Zahl der parallelen Drähte ist, so hat - wie leicht zu erkennen ist - jeder Draht
jede Stelle innerhalb des Gesamtquerschnittes aller parallelen Drähte in gleicher
Weise durchlaufen.
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Ebenso wie die Fig. 2 ist auch die Fig. 3 entweder so zu verstehen,
daß I und IV die inneren und II und III die äußeren Spulenwindungen sind, oder umgekehrt,
d. h., daß die Hauptkreuzungsstellen entweder innen oder außen liegen.
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Praktisch wird man die Anordnung so wählen, daß die-Anfänge und Enden
der Wicklung außen liegen, d. h., daß im dargestellten Beispiel II und III die inneren
Windungen sind. Die Hauptkreuzungen liegen dann an den Übergängen zwischen den Teilspulen
der Doppelspulen.
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Die erfindungsgemäße Kreuzungsart bedingt für die betreffenden Spulen
einen radialen Auftrag um eine Drahtbreite. Soll dies aus irgendeinem Grunde vermieden
werden, so können zur Beseitigung dieses zusätzlichen Drahtauftrages sämtliche Spulenübergänge
an diesen Hauptkreuzungsstellen um ein bestimmtes Winkelmaß zurückversetzt werden.
Die auf diese Weise in bezug auf die ganze Wicklung verlorengegangenen Windungen
müssen dann in der Rechnung berücksichtigt werden.
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Es ist .nicht notwendig, daß die Hauptkreuzungsstellen entweder sämtlich
auf der Innenseite oder sämtlich auf der Außenseite der Spulen liegen. Zur Erzielung
einer größeren Freizügigkeit in der Gesamt,
anordnung kann es auch
zweckmäßig sein, die Hauptkreuzungsstellen zum Teil innen und zum Teil außen anzuordnen.
In solchem Fall sind natürlich auch zwischen den Teilspulen einer Doppelspule eine
oder mehrere Hauptkreuzungsstellen erforderlich.
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In Fällen, in denen die erforderliche Gesamtwindungszahl der Wicklung
nicht durch die vorgesehene Zahl der Doppelspulen und die Windungszahl derselben
teilbar ist, kann man bei einer oder einigen Spulen eine Windung weniger vorsehen,
als in den übrigen Spulen, um auf diese Weise auf die erforderliche Gesamtwindungszahl
zu kommen. Man kann aber zu diesem Zweck auch das vorher erwähnte Zurückversetzen
der Spulenübergänge um ein bestimmtes Winkelmaß ausnutzen, indem man den Winkel,
um. den die Übergänge einer Hauptkreuzung gegenüber den Übergängen der vorhergehenden
Hauptkreuzung zurückversetzt sind, so bemißt, daß auf die ganze Windungslänge jeder
Draht eine oder mehrere ganze Windungen verliert.