EP0102941A2 - Drilleiterwicklung - Google Patents

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EP0102941A2
EP0102941A2 EP83890143A EP83890143A EP0102941A2 EP 0102941 A2 EP0102941 A2 EP 0102941A2 EP 83890143 A EP83890143 A EP 83890143A EP 83890143 A EP83890143 A EP 83890143A EP 0102941 A2 EP0102941 A2 EP 0102941A2
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EP
European Patent Office
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connecting webs
coils
longitudinal axis
insulating material
transformer
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EP83890143A
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EP0102941B1 (de
EP0102941A3 (en
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Peter Bogensberger
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Andritz Hydro GmbH Austria
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Andritz Hydro GmbH Austria
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
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    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2823—Wires
    • H01F27/2828—Construction of conductive connections, of leads

Definitions

  • the invention relates to a twisted conductor winding for a furnace transformer consisting of a main and an additional transformer, which is arranged on the secondary side and has coils which enclose the two iron legs of the main and additional transformer with two parallel connecting webs lying between them.
  • the voltage setting for furnace transformers is made on a case-by-case basis in the DC link of the transformer by connecting and disconnecting the DC link voltage.
  • the secondary coils of the main transformer and the secondary coils of the additional transformer each have only one turn.
  • the result of this is that the iron legs of the main and additional transformer are encompassed by one and the same secondary coil.
  • the result is a curved secondary winding which consists of only one secondary coil. This can be made of solid copper sheet which extends over the entire axial winding length or is divided several times. In those cases where it is necessary that over Subdividing the main winding and the additional transformer into the secondary winding results in a multiplicity of axially superimposed "twisted conductor violin coils" which are electrically connected in parallel.
  • the above type of bracing cannot be used because the wire conductor cannot be drilled through.
  • the secondary winding of the furnace transformer is made up of several stranded conductor coils, each with one turn, screws or similar connecting parts can often no longer be inserted between the individual coils due to space constraints. The distance between the individual coils is normally only given by the thickness of the winding jaws.
  • the object of the invention is therefore to create a winding including bracing, which is provided especially for twisted pair conductors, and the twisted pair conductor rods also do not have to be drilled through.
  • the object of the invention is thus achieved in that the connecting webs of a coil with a selected normal distance preferably run parallel to a longitudinal axis which connects the centers of the two iron legs of the main and additional transformer and that further coils are arranged rotated by 180 about the longitudinal axis, where the normal distance between the connecting webs of the individual coils from the longitudinal axis, preferably alternating between left and right of this, and that an insulating plate whose thickness is twice the normal distance is arranged vertically between the inner connecting webs, and that a further insulating material plate is provided on the vertical outer surfaces of the connecting webs and with the insulating material plate between the inner ones Crosspieces is detachably connected.
  • This makes it possible for the first time to provide a very stable bracing of the connecting webs, even in the case of twisted pair windings, which is simple to manufacture.
  • the changed shape of the individual fixed conductor coils is easy to manufacture.
  • the insulating material plate has threaded holes between the inner connecting webs above and below the contact surfaces of these connecting webs and screws, preferably insulated and non-magnetic, are inserted from the outside of the insulating material plates on the vertical outer surfaces of the connecting webs Threaded holes are screwed in.
  • This configuration has the advantage that the insulating boards can be drilled together on the vertical outer surfaces of the connecting webs and then serve as templates for the position of the threaded holes in the insulating board between the internal connecting webs.
  • FIG. 1 shows a top view of a dismantled furnace transformer, in which only the secondary winding is shown, however, and FIG. 2 shows an enlarged section along the line A - B in FIG. 1.
  • the two legs 1, 2 are enclosed by the individual drill conductor coils 5, 6, each with two closely spaced and intermediate connecting webs 7, 8.
  • the individual, preferably rectangular, copper rods 9 of the twisted conductor coils 5, 6 are insulated from one another by a lacquer coating or a banding.
  • the ends 10, 11 of the individual twisted conductor coils 5, 6 are connected in parallel, which results in the type of winding.
  • the connecting webs 12, 13, 14, 15 of the twisted conductor coils 5, 6 run parallel to a longitudinal axis 16 which intersects the center points 17, 18 of the iron legs 1, 2 of the main and additional transformer.
  • Individual twisted conductor coils 5, 6 are now arranged rotated by 180 about the longitudinal axis 16 in such a way that the connecting webs 12, 13 of one twisted conductor coil 5 appear to the left, the next to the right and the next but one again to the left of the longitudinal axis 16.
  • this insulating material plate 26 is given by the distance between the iron legs 1, 2 of the main and additional transformers from one another and by the cross section of the wire conductor coils 5, 6. Furthermore, the length of the insulating material plate 26 is determined by the number of arranged conductor coils 5, 6.
  • a further insulating material plate 32, 33 is arranged on both sides which are made of the same material as the insulating plate 26.
  • Each of these insulating material plates 32, 33 has through holes 34 above and below the outer surfaces 27, 28, 29, 30, 31 of the connecting webs 13, 14, 20, 22, 24 or the contact surfaces of the insulating material plates 32, 33.
  • 23 threaded through holes 35 in the insulating material 26 between the internal connecting webs 12, 15, 19, 2 1, are provided. These are arranged above and below the contact surfaces 36, 37, 38, 39, 40 of the internal connecting webs 12, 15, 19, 21, 23.
  • hexagon screws 41 are inserted from the outside through the through holes 34 into the insulating material plates 32, 33 and screwed into the respective threaded holes 35 in the insulating material plate 26, as a result of which the connecting webs 12, 13, 14, .15, 19, 20, 21, 22, 23 , 24 are held in place. It takes this tension the expanding forces during the short circuit in the ver binding webs 12, 13, 14, 15, 19, 20, 21, 22, 23, 24 of the individual stranded conductor coils 5, 6.
  • the thickness of the insulating material plate 26, which is decisive for the maximum screwing depth of the hexagon screws 41 into the threaded holes 35, is determined by the double normal distance 25 or by the distance of the internal connecting webs 12, 15, 19, 21, 23 from one another. This normal distance 25 can be varied in accordance with the expansion forces that occur and the minimum screw-in depth of the hexagon screws 41 that is necessary as a result.
  • hexagon screws 41 are non-magnetic and insulated, since this will surely prevent excessive heating and voltage flashovers between the connecting webs 12, 13, 14, 15, 19, 20, 21, 22, 23, 24 and the hexagon screws 41 .

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Abstract

Bei einem Ofentransformator, welcher aus einem Haupt-und einem Zusatztrafo besteht, werden die sekundärseitigen Spulen aus Drilleitern aufgebaut. Jede Spule umschließt die beiden Eisenschenkel von Haupt- und Zusatztrafo mit zwei dazwischen liegenden parallelen Verbindungsstegen. Im Kurzschlußfall entstehen in den parallelen Verbindungsstegen expandierende Kräfte, welche durch Verspannungen aufgenommen werden müssen. Die Drilleiterspulen bzw.- wicklungen können aber nicht durchbohrt werden, wodurch die Aufgabe der Erfindung darin besteht, eine für Drilleiterspulen spezielle Verspannung der Verbindungsstege zu schaffen.
Dies wird dadurch erreicht, daß die Verbindungsstege einer Drilleiterspule 12, 13, 14, 15 parallel zur Längsachse 16 verlaufen, und daß die nachfolgende Drilleiterspule um 180° um die Längsachse 16 gedreht angeordnet ist, wodurch die Verbindungsstege 12, 13, 14, 15, 19 - 24 abwechselnd links und rechts von der Längsachse 16 liegen. Außen an den Verbindungsstegen 12, 13, 14, 15, 19 - 24, sowie zwischen ihnen ist je eine Isolierstoffplatte 25, 32, 33 angeordnet. Von beiden Isolierstoffplatten 32, 33 her sind Sechskantschrauben 41 so in die Isolierstoffplatte 26 eingeschraubt, daß die Verbindungsstege 12, 13, 14, 15, 19 - 24 zur Aufnahme der Kurzschlußkräfte optimal verspannt sind und die Drilleiterspulen nicht durchbohrt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Drilleiterwicklung für einen, aus einem Haupt- und einem Zusatztransformator bestehenden Ofentransformator, welche sekundärseitig angeordnet ist und Spulen aufweist, die die beiden Eisenschenkel von Haupt- und Zusatztransformator mit zwei dazwischen liegenden parallelen Verbindungsstegen umschließen.
  • Die Spannungseinstellung bei Ofentransformatoren wird fallweise im Zwischenkreis des Transformators durch Zu- und Gegenschaltung der Zwischenkreisspannung vorgenommen.
  • In manchen Sonderfällen haben die Sekundärspulen des Haupttransformators und die Sekundärspulen des Zusatztransformators jeweils nur eine Windung. Dadurch ergibt sich, daß die Eisenschenkel von Haupt- und Zusatztransformator von ein und derselben Sekundärspule umfaßt werden. Es entsteht somit eine ngeigenförmign"gebogene Sekundärwicklung die nur aus einer Sekundärspule besteht. Diese kann aus massive:m Kupferblech hergestellt sein, welches sich über die ganze axiale Wicklungslänge erstreckt oder mehrmals unterteilt ist. In jenen Fällen bei denen es notwendig ist, die sich über Haupt- u. Zusatztransformator erstreckende Sekundärwicklung zu unterteilen, entstehen eine Vielzahl von axial übereinanderliegenden "Drilleiter-Geigenspulen", welche elektrisch parallel geschaltet werden.
  • Wenn die Sekundärspule vom Kurzschlußstrom durchflossen wird, entstehen in den zur Längsachse symmetrischen und eng beisammenliegenden Verbindungsstegen der Spule zwischen Haupt- und Zusatztransformator beträchtliche expandierende Kräfte, welche durch entsprechende Verspannungen aufge- nommen werden müssen. Bei den Spulen aus massivem Kupferblech sind zur Verspannung an den Verbindungsstegen Isolationsplatten angeordnet. Mit-isolierten Schrauben werden sodann die beiden Verbindungsstege mit den Isolationsplatten zusammengeschraubt. Hierbei müssen die Verbindungsstege jedoch durchbohrt werden. Dies ist bei den Spulen aus massivem Kupferblech ohne Schwierigkeiten möglich.
  • Werden für die Spulen jedoch Drilleiter verwendet, läßt sich die obige Art der Verspannung nicht anwenden, da der Drilleiter nicht durchbohrt werden kann. Ist die Sekundärwicklung des Ofentransformators aus mehreren Drilleiterspulen mit je einer Windung aufgebaut, können oft aus Platzgründen zwischen den einzelnen Spulen keine Schrauben oder ähnliche Verbindungsteile mehr durchgesteckt werden. Der Abstand der einzelnen Spulen voneinander ist nämlich normalerweise nur durch die Dicke von Wicklungsbackerln gegeben.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Wicklung samt Verspannung zu schaffen, welche speziell für Drilleiter vorgesehen ist und wobei die Drilleiterstäbe auch nicht durchbohrt werden müssen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird somit dadurch gelöst, daß die Verbindungsstege einer Spule mit einem gewählten Normalabstand vorzugsweise parallel zu einer Längsachse verlaufen, welche die Mittelpunkte der beiden Eisenschenkel von Haupt- und Zusatztransformator verbindet und daß weitere Spulen um die Längsachse um 180 gedreht angeordnet sind, wobei der Normalabstand der Verbindungsstege der einzelnen Spulen von der Längsachse vorzugsweise abwechselnd links und rechts von dieser auftritt und daß senkrecht zwischen den innenliegenden Verbindungsstegen eine Isolierstoffplatte deren Dicke der doppelte Normalabstand ist, angeordnet ist und daß je eine weitere Isolierstoffplatte an den senkrechten Außenflächen der Verbindungsstege vorgesehen ist und mit der Isolierstoffplatte zwischen den innenliegenden Verbindungsstegen lösbar verbunden ist. Dadurch ist es erstmals möglich, auch bei Drilleiterwicklungen eine sehr stabile Verspannung der Verbindungsstege ~vorzusehen, welche einfach in der Herstellung ist. Weiters ist auch die geänderte Form der einzelnen festen Drilleiterspulen leicht herzustellen.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung,weist die Isolierstoffplatte zwischen den innenliegenden Verbindungsstegen ober- und unterhalb der Auflageflächen dieser Verbindungsstege Gewindelöcher auf und sind von der Außenseite der Isolierstoffplatten an den senkrechten Außenflächen der Verbindungsstege durch Löcher Schrauben, vorzugsweise isolierte und unmagnetische, durchgesteckt, die in die Gewindelöcher eingeschraubt sind.
  • Diese Ausgestaltung bringt den Vorteil, daß die Isolierstoffplatten an den senkrechten Außenflächen der Verbindungsstege gemeinsam gebohrt werden können und sodann als Schablonen für die Lage der Gewindelöcher in der Isolierstoffplatte zwischen den innenliegenden Verbindungsstegen dienen.
  • An Hand zweier Zeichnungen wird die Erfindung nun noch näher erläutert.
  • Die Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf einen ausgebauten Ofentransformator bei dem jedoch nur die Sekundärwicklung dargestellt ist und Fig. 2 stellt vergrößert einen Schnitt gemäß der Linie A - B in Fig.1 dar.
  • Aus der Fig. 1 ist schematisch ein Schenkel 1 des Haupttransformators und weiters schematisch ein Schenkel 2 des Zusatztransformators dargestellt.
  • Weiters sind die beiden Schenkel 1, 2 von den einzelnen Drillleiterspulen 5, 6 mit je zwei eng beisammenliegenden und dazwischenliegenden Verbindungsstegen 7, 8 umschlossen.
  • Die einzelnen, vorzugsweise rechteckigen, Kupferstäbe 9 der Drilleiterspulen 5, 6 sind gegeneinander durch einen Lacküberzug oder eine Umbandelung isoliert. Die Enden 10, 11 der einzelnen Drilleiterspulen 5, 6 sind parallel geschaltet, wodurch sich die Wicklungsart ergibt. Die Verbindungsstege 12, 13, 14, 15 der Drilleiterspulen 5, 6 verlaufen parallel zu einer Längsachse 16, die die Mittelpunkte 17, 18 der Eisenschenkel 1, 2 von Haupt- und Zusatztransformator schneidet. Einzelne Drillleiterspulen 5, 6 werden nun um 180 um die Längsachse 16 gedreht angeordnet und zwar so, daß die Verbindungsstege 12, 13 der einen Drilleiterspule 5 links,der nächsten rechts und der übernächste wieder links von der Längsachse 16 auftreten. Diese 1800 Drehung der einzelnen Drilleiterspulen 5, 6 im Bereich der Verbindungsstege 12, 13, 14, 15, 19, 20, 21, 22, 23, 24 ist aus der Schnittdarstellung in Fig. 2 besonders gut ersichtlich. Durch die Anordnung der Verbindungsstege 12, 13 parallel zur Längsachse 16, wodurch sich ein Normalabstand 25 ergibt, welcher durch die 180°-Drehung auch bei der nachfolgenden Drilleiterspule 6 auftritt, jedoch auf der gegenüberliegenden Seite der Längsachse 16, entsteht zwischen den innenliegenden Verbindungsstegen 12, 15, 19, 21, 23 benachbarter Drilleiterspulen 5, 6 ein Zwischenraum, welcher der doppelte Normalabstand 25 ist. Es ist daher erfindungsgemäß eine Isolierstoffplatte 26 aus z. B. Epoxid-Glashartgewebe, deren Dicke der doppelte Normalabstand 25 ist, zwischen den innenliegenden Ver- bindungsstegen 12, 15, 19, 21, 23 angeordnet. Die Breite dieser Isolierstoffplatte 26 ist durch den Abstand der Eisenschenkel 1, 2 des Haupt- und Zusatztransformators voneinander und durch den Querschnitt der Drilleiterspulen 5, 6 gegeben. Weiters ist die Länge der Isolierstoffplatte 26 durch die Anzahl der angeordneten Drilleiterspulen 5, 6 bestimmt.
  • Aus der Schnittdarstellung in Fig. 2 ist ersichtlich, daß an den Außenflächen 27, 28, 29, 30, 31 der außenliegenden Verbindungsstege 13, 14, 20, 22, 24 der Drilleiterspulen 5, 6 beidseitig je eine weitere Isolierstoffplatte 32, 33 angordnet ist, die aus dem selben Material wie die Isolierstoffplatte 26 hergestellt sind. Jede dieser Isolierstoffplatten 32, 33 weist ober- und unterhalb der Außenflächen 27, 28, 29, 30, 31 der Verbindungsstege 13, 14, 20, 22, 24 bzw. der Auflageflächen der Isolierstoffplatten 32, 33 Durchgangslöcher 34 auf. Weiters sind in der Isolierstoffplatte 26 zwischen den innenliegenden Verbindungsstegen 12, 15, 19, 21, 23 durchgehende Gewindelöcher 35 vorgesehen. Diese sind ober- und unterhalb der Auflageflächen 36, 37, 38, 39, 40 der innenliegenden Verbindungsstege 12, 15, 19, 21, 23, angeordnet. Weiters sind Sechskantschrauben 41 von außen durch die Durchgangslöcher 34 in die Isolierstoffplatten 32, 33 gesteckt und in die jeweiligen Gewindelöcher 35 in der Isolierstoffplatte 26 eingeschraubt, wodurch die Verbindungsstege 12, 13, 14,.15, 19, 20, 21, 22, 23, 24 in ihrer Lage festgehalten werden. Es nimmt somit diese Verspannung die expandierenden Kräfte während des Kurzschlusses in den Verbindungsstegen 12, 13, 14, 15, 19, 20, 21, 22, 23, 24 der einzelnen Drilleiterspulen 5, 6 auf.
  • Die Dicke der Isolierstoffplatte 26, welche für die maximale Einschraubtiefe der Sechskantschrauben 41 in die Gewindelöcher 35 maßgebend ist, ist durch den doppelten Normalabstand 25 bzw. durch den Abstand der innenliegenden Verbindungsstege 12, 15, 19, 21, 23 voneinander festgelegt. Dieser Normalabstand 25 kann entsprechend der auftretenden Expansionskräfte und der dadurch notwendigen Mindesteinschraubtiefe der Sechskantschrauben 41 variiert werden.
  • Von Vorteil ist auch, wenn die Sechskantschrauben 41 unmagnetisch und isoliert sind, da dadurch mit Sicherheit übermäßige Erwärmung und Spannungsüberschläg zwischen den Verbindungsstegen 12, 13, 14, 15, 19, 20, 21, 22, 23, 24 und den Sechskantschrauben 41 verhindert wird.
  • Entsprechend dem Haltevermögen der Schrauben 41 können nun mehrere Spulen 5 untereinander links, und die gleiche Anzahl Spulen 6 rechts von der Isolierstoffplatte 26 angeordnet werden. Dies geschieht abwechselnd über die ganze axiale Wicklungslänge und setzt eine entsprechend-teilbare Gesamtspulenzahl voraus.

Claims (2)

1. Drilleiterwicklung für einen, aus einem Haupt- und einem Zusatztransformator bestehenden Ofentransformator, welche sekundärseitig angeordnet ist und Spulen aufweist, die die beiden Eisenschenkel von Haupt- und Zusatztransformator mit zwei dazwischen liegenden parallelen Verbindungsstegen umschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstege (12, 13, 14, 15, 19, 20, 21, 22, 23, 24)einer Spule (5, 6) mit einem gewählten Normalabstand (25) vorzugsweise parallel zu einer Längsachse (16) verlaufen, welche die Mittelpunkte (17, 18) der beiden Eisenschenkel (1, 2) von Haupt- und Zusatztransformator verbindet und daß weitere Spulen (5, 6) um die Längsachse (10) um 180° gedreht angeordnet sind, wobei der Normalabstand (25) der Verbindungsstege (12, 13, 14, 15, 19, 20, 21, 22, 23, 24) der einzelnen Spulen (5, 6) von der Längsachse (16) vorzugsweise abwechselnd links und rechts von dieser auftritt und daß senkrecht zwischen den innenliegenden Verbindungsstegen (12, 15, 19, 21, 23) eine Isolierstoffplatte (26), deren Dicke der doppelte Normalabstand (25) ist, angeordnet ist und daß je eine weitere Isolierstoffplatte (32, 33) an den senkrechten Außenflächen (27, 28, 29, 30, 31) der Verbindungsstege (13, 14, 20, 22, 24) vorgesehen ist und mit der Isolierstoffplatte (26) zwischen den innenliegenden Verbindungsstegen (12, 15, 19, 21, 23) lösbar verbunden ist.
2. Drilleiterwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffplatte (26) zwischen den innenliegenden Verbindungsstegen (12, 15, 19, 21 23) ober- und unterhalb der Auflageflächen (36, 37, 38, 39, 40) dieser Verbindungsstege (12, 15, 19, 21, 23) Gewindelöcher (35) aufweist und daß von der Außenseite der Isolierstoffplatten (32, 33) an den senkrechten Außenflächen (27, 28, 29, 30, 31) der Verbindungsstege (13, 14, 20, 22, 24) durch Löcher (34) Schrauben (41) vorzugsweise isoliert und unmagnetische, durchgesteckt sind, die in die Gewindelöcher (35) eingeschraubt sind.
EP83890143A 1982-09-02 1983-09-02 Drilleiterwicklung Expired EP0102941B1 (de)

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EP0102941A3 EP0102941A3 (en) 1985-01-09
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ATA329282A (de) 1984-11-15
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