EP0761009B1 - Verfahren und vorrichtung zum bewickeln eines geschlossenen ringkerns für transformatoren und drosseln hoher leistungen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum bewickeln eines geschlossenen ringkerns für transformatoren und drosseln hoher leistungen Download PDF

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EP0761009B1
EP0761009B1 EP94930197A EP94930197A EP0761009B1 EP 0761009 B1 EP0761009 B1 EP 0761009B1 EP 94930197 A EP94930197 A EP 94930197A EP 94930197 A EP94930197 A EP 94930197A EP 0761009 B1 EP0761009 B1 EP 0761009B1
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ring core
guide
ring
windings
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Volker Hanser
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Hpt Hanser Transformatoren GmbH
Original Assignee
HANSER VOLKER HPT HANSER TRANSFORMATOREN GmbH
HANSER Volker
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/06—Coil winding
    • H01F41/08—Winding conductors onto closed formers or cores, e.g. threading conductors through toroidal cores

Definitions

  • the invention relates to a method and an apparatus for winding a closed toroid for transformers and chokes with high power.
  • toroidal cores For transformers with a higher output up to 120 KVA, for example, only in Special cases toroidal cores and in particular mostly toroidal cores with separation points used, which are wrapped in elaborate manual work. The necessary here Conductor cross sections require so much effort when winding that Transformers of even greater performance cannot be realized with toroidal cores. Of the In terms of electrotechnics, however, toroidal cores would be at high power, for example in MVA area is particularly desirable for power distribution networks because the much lower losses and the other known benefits of using Toroidal transformers would have a particularly advantageous effect here and thus there would be great economic benefits.
  • the windings usually consist of Tapes that are very wide for the necessary conductor cross sections so that the thickness of the Conductor can be reduced so far that the band-shaped conductor is still around the core can be wrapped and bent. Due to the annular geometry of the Toroidal cores in toroidal core transformers can be broad, for example one meter wide, do not use tapes anymore, because with the given Radius of curvature the winding have a correspondingly large distance from the core would or no longer to the core because of the limited, inner Passage cross section, fits.
  • the object of the present invention is to provide a method and a winding device for to create closed toroidal cores, which also enables transformers of very high performance for example for distribution networks.
  • the effort for this should be comparatively small.
  • a first winding segment is applied to a toroidal radial section, with several layers of a conductor and an intermediate insulation by several revolving winding rollers on the Ringkem radial section be applied.
  • this can be used Process the respective winding either be wound in one operation or but it is also possible to cross the conductor cross-section to several windings distribute and apply these windings one after the other.
  • the winding or partial winding to be applied in one winding operation is first applied to the winding roll and then at the same time Unwinding the electrical conductor around the ring and passed through the ring opening.
  • the size of the winding roll with the winding material on it is determined according to the internal cross section of the toroid used.
  • Toroidal transformers are also made in a modular manner from several smaller basic units become, which results in particular for the transport and assembly on site.
  • a further development of the method according to the invention provides that windings around the toroidal core are wound so that an air gap, further ring core is preferably arranged concentrically in the first ring core and that both ring cores are then wound with common windings. In this way, a transformer can be wound simultaneously with an integrated choke.
  • the device according to the invention for carrying out the method provides that it one guide encompassing the ring leg to be wound and several along this guide through the toroid transportable, unwindable winding roll with Has winding material, that is, with a conductor or with intermediate insulation, and that the guide has a separating point for gripping around the ring leg and thus in the form of pliers can be opened and closed.
  • the Guide of the winding machine For winding a closed toroid, the Guide of the winding machine first opened like pliers and then grips after Close a ring core section from one side, the winding rollers then run along this guide, while at the same time one after the other on the winding roll wound electrical conductors and the intermediate insulation from the respective winding roll unwound and wound on the toroid.
  • a winding device 1 shown in Fig. 1 is used for winding closed Toroidal cores 2 for transformers or chokes.
  • this Winding device toroidal cores 2 are wound by high-power transformers, whose output is above 120 KVA, for example.
  • the windings to be applied have considerable conductor cross sections, which are only are difficult to handle when wrapping.
  • the winding device 1 essentially has a guide 3 revolving winding rolls 4.
  • the guide 3 encompasses, as can be clearly seen in FIG. 1, the Toroidal core leg 5, which in the exemplary embodiment consists of wound electrical sheet 6 consists.
  • the guide 3 is formed like pliers and has a separation point 7 and another separation point, not visible here, or a swivel joint opposite the Separation point 7. The guide 3 can thus be opened and around Toroidal legs 5 are placed around.
  • the winding rollers 4,4a run in the direction of the arrow Pf 1 ⁇ m.
  • the in the direction of rotation Front winding roller 4 carries the electrical intended for the winding to be applied Conductor 8 while on a subsequent winding roll 4a insulation material 26 for the Layer insulation is wound up.
  • the winding rollers 4, 4a circulate along the Guide 3, the material located on the winding rolls is unwound and in layers on the toroidal leg 5 in the segment provided wound up.
  • the entire length of one winding required electrical conductor usually does not fit on a winding roll 4 or the winding roll 4 thus wound then not through the inner opening 9 of the toroidal core 2 fits, as can be seen in FIG. 3, several winding segments 10 am Circumference of the toroidal core 2 applied distributed. For each of these partial windings, one sufficient amount of winding material to be applied to the winding roll 4.
  • the Sub-windings or winding segments 10 are then interconnected, so that the undervoltage winding and possibly also the high voltage winding several partial windings is formed.
  • the division of the high and low voltage windings with respect to the arrangement of the individual winding segments 10 can be provided practically as desired. For example, there is the possibility of high and low voltage windings alternately in segments next to each other or in groups assign. As a result, the degree of coupling can be varied within wide limits.
  • the annular guide 3 here has two concentrically spaced-apart guide rails 11, 11a, between which a revolving, connected to a drive means of transport 12 is guided (Fig. 2).
  • Transport means 12 can serve a circulating chain or a belt or the like at which coupling points 13 for winding rolls are located.
  • the winding rolls have winding bodies 14 which are rotatable an axis 15 are mounted.
  • the transport means 12 Ax At the end facing the transport means 12 Axis designed as a coupling part and can thus at the coupling points 13 of the Transport means 12 preferably engage non-rotatably.
  • a fastening screw 16 is provided to secure the plug connection.
  • the winding body 14 is rotatably mounted on the axis 15 and it is preferably one adjustable braking device 17 is provided with which the winding body during unwinding of the electrical conductor can be braked. With the braking device 17 is thus the winding tension and thus the strength of the winding to be applied can be controlled.
  • the fastening end of the axis 15 engaging in the transport means 12 is on this a roller bearing 18 engaging between the guide rails 11, 11a is also provided.
  • the toroidal core 2 is a holding device 20 for the toroidal core 2 to be wound indicated, by means of which the toroidal core 2 is held and possibly also rotated can.
  • the toroidal core 2 in Rotated circumferential direction and then another winding can be applied. It exists but also the possibility that the relative rotary movement between the toroid and Winding device 1 is carried out by the winding device itself by this in The circumferential direction of the toroidal core 2 can be positioned.
  • the end of the band-shaped electrical conductor 8 is one in the band plane lying, oblique crease line 21 folded, so that the end is then angled to the rest Conductor 8, preferably at right angles.
  • This angled, folded end can then, as shown in Fig. 10, be halved in width by folding over. This can are repeated until a compact connection end 22 is formed, the is mechanically stable and is more adjacent with the connection ends also formed in this way Windings can be connected using pressing, welding or soldering technology. This therefore considerably simplifies the interconnection of the individual partial windings.
  • the transformer produced by the method according to the invention can also be used be equipped with an integrated throttle.
  • an integrated throttle for this purpose, as described above, first a Part of the windings or the winding segments 10 applied to the toroidal core 2. Then another toroidal core 2a or 2b (compare FIGS. 4 and 5), the are provided with air gaps 23, assigned to the partially wound toroidal core 2 and it both ring cores are then wrapped together with further windings
  • Fig. 6 shows a step ring core 2c shown in section, through the unwanted Gaps between the winding core and winding can be avoided.
  • the course of the provided decoupling layers 19 can also be clearly seen here.
  • Cooling channels 25 are supplied with a cooling medium.
  • Fig. 7 shows an embodiment in which the intermediate layer 24 made of elastic Material and thus forms the decoupling layer 19 at the same time.
  • Fig. 8 shows one another embodiment where the cooling channels 25 in one of the Decoupling layer 19 separate intermediate layer 24 are housed.
  • the decoupling layer on the radial and axial sides of the toroidal core can be designed differently in order to influence the magnetic properties of the core due to different pressurization to reach.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Bewickeln eines geschlossenen Ringkernes für Transformatoren und Drosseln hoher Leistungen.
Verfahren zum maschinellen Bewickeln von Ringkernen kleiner Baugrösse bis zu einer Leistung von zum Beispiel 16 KVA sind bereits bekannt. Die dabei verwendeten Drahtquerschnitte beziehungsweise das hierbei verwendete Runddraht-Wickelmaterial lässt sich noch gut für den Wickelvorgang formen und verarbeiten. Beispielsweise ist ein solches Verfahren aus der DE-B-1 228 719 bekannt, wo zum Bewickeln des Ringkerns eine Wickelrolle, auf welcher Draht aufgewickelt ist, durch die Ringkernöffnung hindurch und um den Ringkern herum geführt wird.
Bei Transformatoren grösserer Leistung bis zum Beispiel 120 KVA werden nur in Sonderfällen Ringkerne und dabei insbesondere meist Ringkerne mit Trennstellen verwendet, die in aufwendiger Handarbeit bewickelt werden. Die hierbei notwendigen Leiterquerschnitte erfordern bei Bewickeln einen so grossen Aufwand, dass Transformatoren noch grösserer Leistung nicht mit Ringkernen realisiert werden. Von der elektrotechnischen Seite her wären Ringkerne aber bei hohen Leistungen, zum Beispiel im MVA-Bereich insbesondere für Energieverteilungsnetze wünschenswert, da sich die wesentlich geringeren Verluste und die anderen, bekannten Vorteile bei Verwendung von Ringkerntransformatoren hier ganz besonders vorteilhaft auswirken würden und damit ein hoher volkswirtschaftlicher Nutzen vorhanden wäre.
Bei Transformatoren sehr grosser Leistung bestehen die Wicklungen in der Regel aus Bändern, die für die notwendigen Leiterquerschnitte sehr breit sind, damit die Dicke der Leiter soweit reduziert werden kann, dass der bandförmige Leiter noch um den Kern gewickelt und dabei gebogen werden kann. Durch die ringförmige Geometrie des Ringkernes bei Ringkerntransformatoren lassen sich aber solche breiten, zum Beispiel einen Meter breite, Bänder nicht mehr verwenden, da bei dem vorgegebenen Krümmungsradius die Wicklung einen entsprechend grossen Abstand vom Kern haben würde beziehungsweise nicht mehr auf den Kern wegen des begrenzten, inneren Durchtrittsquerschnittes, passt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Wickelvorrichtung für geschlossene Ringkerne zu schaffen womit auch Transformatoren sehr hoher Leistung zum Beispiel für Verteilungsnetze gefertigt werden können. Der Aufwand hierfür soll vergleichsweise gering sein.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss insbesondere vorgeschlagen, dass der für eine Wicklung oder eine Teilwicklung vorgesehene Leiter auf eine zusammen mit dem Wickelgut durch die Ringkernöffnung hindurchpassende Wickelrolle aufgebracht und diese Wickelrolle anschliessend um den Ringkern und durch die Innenöffung hindurchgeführt und dabei die Wicklung von der Wickelrolle auf den Ringkern umgewickelt wird. Dabei wird auf einen Ringkern-Radialabschnitt ein erstes Wicklungssegment aufgebracht, wobei bei der Erstellung dieses Wicklungssegments mehrere Lagen eines Leiters und einer Zwischenisolierung durch mehrere umlaufende Wickelrollen auf den Ringkem-Radialabschnitt aufgebracht werden. Anschliessend wird zum Aufbringen eines weiteren Wicklungssegments an einem anderen Ringkern-Radialabschnitt der Ringkern und die Wickelvorrichtung relativ zueinander verdreht und danach wird das Umwickeln des Ringkerns mit einer weiteren Wicklung vorgenommen.
Je nach dem für die notwendige Leistung erforderlichen Leiterquerschnitt kann mit diesem Verfahren die jeweilige Wicklung entweder in einem Arbeitsgang gewickelt werden oder aber es besteht auch die Möglichkeit, den Leiterquerschnitt auf mehrere Wicklungen zu verteilen und diese Wicklungen nacheinander aufzubringen.
Die jeweils in einem Wickelvorgang aufzubringende Wicklung oder Teilwicklung wird dabei zunächst auf die Wickelrolle aufgebracht und diese dann bei gleichzeitigem Abwickeln des elektrischen Leiters um den Ring und durch die Ringöffnung hindurchgeführt. Somit richtet sich die Grösse der Wickelrolle mit darauf befindlichem Wickelgut nach dem lichten Innenquerschnitt des verwendeten Ringkernes.
Durch dieses Verfahren und die bedarfsweise Aufteilung der Wicklung in mehrere Teilwicklungen lassen sich Ringkerntransformatoren und Drosseln auch für höchste Leistungen mit vertretbarem Aufwand bauen. Bedarfsweise können für sehr grosse Leistungen Ringkerntransformatoren auch modulartig aus mehreren kleineren Grundeinheiten realisiert werden, was insbesondere für den Transport und die Montage vor Ort Vorteile ergibt.
Eine Weiterbildung des erfindungsgemässen Verfahrens sieht vor, dass Wicklungen um den Ringkern gewickelt werden, dass anschliessend ein mit Luftspalten versehener, weitere Ringkern bei dem ersten Ringkern vorzugsweise konzentrisch angeordnet wird und dass anschliessend beide Ringkerne mit gemeinsamen Wicklungen bewickelt werden. Auf diese Weise lässt sich ein Transformator gleichzeitig mit integrierter Drossel wickeln.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sieht vor, dass sie eine den zu bewickelnden Ringschenkel umgreifende Führung sowie mehrere, entlang dieser Führung durch den Ringkern hindurch transportierbare, abrollbare Wickelrolle mit Wickelgut, also mit Leiter bzw. mit Zwischenisolation, aufweist und dass die Führung zum Umgreifen des Ringschenkels eine Trennstelle aufweist und somit zangenförmig öffen- und schliessbar ist. Für das Bewickeln eines geschlossenen Ringkernes wird die Führung der Wickelmaschine zunächst zangenartig geöffnet und umgreift dann nach dem Schliessen von einer Seite einen Ringkern-Abschnitt, Die Wickelrollen laufen dann entlang dieser Führung um, wobei gleichzeitig nacheinander der auf der Wickelrolle aufgewickelte elektrische Leiter und die Zwischenisolation von der jeweiligen Wickelrolle abgewickelt und auf den Ringkern aufgewickelt wird.
Der für einen Wickelvorgang verwendete Leiterquerschnitt sowie die Leiterlänge richten sich insbesondere nach dem vorhandenen Oeffnungsquerschnitt des Ringkernes. Entsprechend wird eine Aufteilung gemäss dem erforderlichen Gesamtquerschnitt der Ober- beziehungsweise Unterspannungswicklung auf mehrere Teilwicklungen nebeneinander bzw. auch aufeinander vorgenommen.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.
Es zeigt stärker schematisiert:
Fig. 1
eine Seitenansicht einer Wickelmaschine beim Bewickeln eines Ringkernes,
Fig. 2
eine Detaildarstellung einer Wickelrolle,
Fig. 3
eine Aufsicht eines teilweise bewickelten Ringkernes,
Fig. 4 und 5
Aufsichten von Ringkernen mit Luftspalt,
Fig. 6
eine Querschnitt eines Ringkernes mit Querschnittabstufungen,
Fig. 7 und 8
unterschiedliche Ausführungsformen von auf dem Ringkern befindlichen Entkoppelschichten
Fig. 9 bis 11
Wickelleiterenden in unterschiedlichen Formungsphasen.
Eine in Fig. 1 gezeigte Wickelvorrichtung 1 dient zum Bewickeln von geschlossenen Ringkernen 2 für Transformatoren oder Drosseln. Insbesondere sollen mit dieser Wickelvorrichtung Ringkerne 2 von Hochleistungstransformatoren gewickelt werden, deren Leistung beispielsweise oberhalb von 120 KVA liegt. Für solche Transformatoren weisen die aufzubringenden Wicklungen erhebliche Leiterquerschnitte auf, die nur noch schwer beim Bewickeln handhabbar sind.
Die erfindungsgemässe Wickelvorrichtung 1 weist im wesentlichen eine Führung 3 mit umlaufenden Wickelrollen 4 auf. Die Führung 3 umgreift, wie gut in Fig. 1 erkennbar, den Ringkern-Schenkel 5, der im Ausführungsbeispiel aus gewickeltem Elektroblech 6 besteht. Die Führung 3 ist zangenförmig ausgebildet und weist eine Trennstelle 7 sowie eine weitere, hier nicht sichtbare Trennstelle oder ein Schwenkgelenk gegenüber der Trennstelle 7 auf. Die Führung 3 kann somit aufgeklappt und um den Ringkern-Schenkel 5 herum gelegt werden.
Die Wickelrollen 4,4a laufen in Richtung des Pfeiles Pf 1 µm. Die in Umlaufrichtung vordere Wickelrolle 4 trägt den für die aufzubringende Wicklung bestimmten elektrischen Leiter 8 während auf einer nachfolgenden Wickelrolle 4a Isolationsmaterial 26 für die Lagenisolierung aufgewickelt ist. Beim Umlauf der Wickelrollen 4, 4a entlang der Führung 3 wird das auf den Wickelrollen befindliche Material abgewickelt und lagenweise auf den Ringkern-Schenkel 5 in dem dafür vorgesehenen Segment aufgewickelt.
Da für die Transformatoren hoher Leistung die gesamte Länge des für eine Wicklung erforderlichen elektrischen Leiters meist nicht auf eine Wickelrolle 4 passt beziehungsweise die damit gewickelte Wickelrolle 4 dann nicht durch die Innenöffnung 9 des Ringkernes 2 passt, werden, wie gut in Fig. 3 erkennbar, mehrere Wicklungssegmente 10 am Umfang des Ringkernes 2 verteilt aufgebracht. Für jede dieser Teilwicklungen kann eine ausreichende Menge von Wickelmaterial auf die Wickelrolle 4 aufgebracht werden. Die Teilwicklungen oder Wicklungssegmente 10 werden dann miteinander verschaltet, so dass die Unterspannungswicklung und auch gegebenenfalls die Oberspannungswicklung aus mehreren Teilwicklungen gebildet wird.
Die Aufteilung der Oberspannungs- und Unterspannungswicklungen bezüglich der Anordnung der einzelnen Wicklungssegmente 10 kann praktisch beliebig vorgesehen sein. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, Oberspannungs- und Unterspannungswicklungen jeweils in Segmenten abwechselnd nebeneinander oder aber gruppenweise einander zuzuweisen. Dadurch kann der Kopplungsgrad in weiten Grenzen variiert werden.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, bei einem Wicklungssegment 10 sowohl die Oberspannungs- als auch die Unterspannungswicklung aufzubringen. In diesem Falle könnten drei Wickelrollen im Umlauf sein, wobei die erste Wickelrolle zum Beispiel für die Unterspannungswicklung, die zweite Wickelrolle für die Isolierung und die dritte Wickelrolle für die Oberspannungwicklung vorgesehen sein.
Wie in Fig 1 und Fig. 2 erkennbar, weist die hier ringförmige Führung 3 zwei konzentrisch mit Abstand zueinander angeordnete Führungsschienen 11, 11a auf, zwischen denen ein umlaufendes, mit einem Antrieb verbundenes Transportmittel 12 geführt ist (Fig. 2). Als Transportmittel 12 kann eine umlaufende Kette oder ein Riemen oder dergleichen dienen an der beziehungsweise dem sich Kupplungsstellen 13 für Wickelrollen befinden.
Wie in Fig. 2 erkennbar, weisen die Wickelrollen Wickelkörper 14 auf, die drehbar auf eine Achse 15 gelagert sind. An dem dem Transportmittel 12 zugewandten Ende ist die Achse als Kupplungsteil ausgebildet und kann damit bei den Kupplungsstellen 13 des Transportmittels 12 vorzugsweise drehfest eingreifen. Zur Sicherung der Steckverbindung ist eine Befestigungsschraube 16 vorgesehen.
Der Wickelkörper 14 ist drehbar auf der Achse 15 gelagert und es ist eine vorzugsweise einstellbare Bremsvorrichtung 17 vorgesehen, mit der der Wickelkörper beim Abwickeln des elektrischen Leiters abgebremst werden kann. Mit der Bremsvorrichtung 17 ist somit der Wickelzug und damit die Festigkeit der aufzubringenden Wicklung steuerbar. Neben dem in das Transportmittel 12 eingreifenden Befestigungsende der Achse 15 ist auf dieser noch ein zwischen die Führungsschienen 11, 11a eingreifendes Wälzlager 18 vorgesehen.
Vor dem Aufbringen der Wicklungen beziehungsweise Teilwicklungen wird auf den beispielsweise aus gewickeltem Elektroblech 6 bestehenden Ringkern 2 eine elastische Entkopplungsschicht 19 aufgebracht. Diese dient zum Ausgleich von Wärmedehnungen, insbesondere auch, wenn der Transformator nach dem Bewickeln in Giessharz eingegossen wird.
In Fig. 1 ist noch eine Haltevorrichtung 20 für den zu bewickelnden Ringkern 2 angedeutet, mittels der der Ringkern 2 gehalten und gegebenenfalls auch gedreht werden kann. Somit kann nach dem Fertigstellen einer Wicklung der Ringkern 2 in Umfangsrichtung gedreht und dann eine weitere Wicklung aufgebracht werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass die Relativ-Drehbewegung zwischen Ringkern und Wickelvorrichtung 1 von der Wickelvorrichtung selbst ausgeführt wird, indem diese in Umfangsrichtung des Ringkernes 2 positionierbar ist.
Bei einer Aufteilung einer Unterspannungswicklung oder einer Oberspannungswicklung in eine Reihe von Teilwicklungen oder Wicklungssegmenten 10 müssen diese miteinander verbunden werden. Um dieses Verbinden zu vereinfachen, wird die in den Figuren 9 bis 11 gezeigte Ausbildung der Wicklungsenden vorgeschlagen.
Das Ende des bandförmigen elektrischen Leiters 8 wird dazu um eine in der Bandebene liegende, schräge Knicklinie 21 gefaltet, so dass das Ende dann winklig zum übrigen Leiter 8, vorzugsweise rechtwinklig verläuft Dieses abgewinkelte, gefaltete Ende kann dann, wie in Fig. 10 gezeigt, in seiner Breite durch Umfalten halbiert werden. Dies kann so lange wiederholt werden, bis ein kompaktes Anschlussende 22 entsteht, das mechanisch stabil ist und mit den ebenfalls so ausgebildeten Anschlussenden benachbarter Wicklungen mit Hilfe von Press-, Schweiss- oder Löttechnik verbunden werden kann. Dies vereinfacht somit ganz erheblich das Verschalten der einzelnen Teilwicklungen.
Der nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Transformator kann auch mit einer integrierten Drossel ausgerüstet sein. Dazu wird, wie vorbeschrieben, zunächst ein Teil der Wicklungen oder der Wicklungssegmente 10 auf den Ringkern 2 aufgebracht. Anschliessend wird ein weiterer Ringkern 2a oder 2b (vergleiche Fig. 4 und Fig. 5), die mit Luftspalten 23 versehen sind, dem teilbewickelten Ringkern 2 zugeordnet und es werden dann beide Ringkerne mit weiteren Wicklungen gemeinsam umwickelt
Fig. 6 zeigt einen im Schnitt dargestellten Stufen-Ringkern 2c, durch den unerwünschte Wickelzwischenräume zwischen Ringkern und Wicklung vermieden werden können. Deutlich ist hier auch der Verlauf der vorgesehenen Entkopplungsschichten 19 erkennbar.
Die Fig. 7 und Fig. 8 zeigen zwischen dem Ringkern 2 und einer aufzubringenden Wicklung (hier nicht dargestellt) befindliche Zwischenschichten 24, die Kühlkanäle 25 zur Kühlung der Wicklungen und des Kernes aufweist. Von aussen können diese Kühlkanäle 25 mit einem kühlenden Medium versorgt werden.
Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Zwischenschicht 24 aus elastischem Material ist und damit gleichzeitig die Entkopplungsschicht 19 bildet. Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform, wo die Kühlkanäle 25 in einer von der Entkopplungsschicht 19 getrennten Zwischenschicht 24 untergebracht sind.
Erwähnt sei noch, dass die Entkopplungsschicht auf den radialen und den axialen Seiten des Ringkernes unterschiedlich ausgebildet sein kann, um einen Einfluss auf die magnetischen Eigenschaften des Kernes durch unterschiedliche Druckbeaufschlagung zu erreichen.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Bewickeln eines geschlossenen Ringkernes für Transformatoren und Drosseln hoher Leistung, mit einer oder mehreren elektrischen Leitern, bei welchem Verfahren der für eine Wicklung oder eine Teilwicklung vorgesehene Leiter (8) auf eine zusammen mit dem Wickelgut durch die Ringkernöffnung (9) hindurchpassende Wickelrolle (4) aufgebracht und diese Wickelrolle anschliessend um den Ringkern (2, 2a, 2b, 2c) und durch die Innenöffnung (9) hindurchgeführt und dabei die Wicklung von der Wickelrolle (4) auf den Ringkern umgewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass auf einen Ringkern-Radialabschnitt ein erstes Wicklungssegment (10) aufgebracht wird, wobei bei der Erstellung des Wicklungssegments (10) mehrere Lagen eines Leiters (8) und einer Zwischenisolierung (26) durch mehrere umlaufende Wickelrollen (4, 4a) auf den Ringkern-Radialabschnitt aufgebracht werden, und dass anschliessend zum Aufbringen eines weiteren Wicklungssegments an einem anderen Ringkern-Radialabschnitt der Ringkern und die Wickelvorrichtung relativ zueinander verdreht werden und dann das Umwickeln des Ringkerns mit einer weiteren Wicklung vorgenommen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere bei mehreren aus elektrischen Bandleitern gewickelten Wicklungen oder Teilwicklungen deren Enden um eine in der Bandebene liegende, schräge Knicklinie (21) gefaltet und das gefaltete Ende ein- oder mehrfach zu einem Anschlussende (22) zusammengefaltet oder gerollt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Wicklungen um den Ringkern (2) gewickelt werden, dass anschliessend ein mit Luftspalten (23) versehener, weiterer Ringkern (2a, 2b) bei dem ersten Ringkern (2) vorzugsweise konzentrisch angeordnet wird und dass anschliessend beide Ringkerne (2, 2a, 2b) mit gemeinsamen Wicklungen bewickelt werden.
  4. Vorrichtung zum Bewickeln von geschlossenen Ringkernen mit elektrischen Leitern als Wickelgut zur Herstellung von Transformatoren und Drosseln hoher Leistung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer einen Ringkern-Schenkel (5) umgreifenden Führung (3) und einer durch den Ringinnenraum hindurch bewegbaren, mit Wickelgut beladenen Wickelrolle (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Führung zum Umgreifen des Ringkern-Schenkels (5) eine Trennstelle (7) aufweist und zangenförmig öffen- und schliessbar ist, und dass sie mehrere Wickelrollen (4,4a) aufweist, die mit einem Leiter (8) bzw. mit einer Zwischenisolierung (26) beladen sind, wobei die Wickelrollen (4,4a) bei geschlossener Führung (3) mit Hilfe von Transportmitteln nacheinander entlang der Führung (3) durch den Ringkern hindurch bewegbar sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (3) ringförmig ausgebildet ist und Kupplungsstellen (13) zur Aufnahme vorzugsweise mehrerer Wickelrollen (4, 4a) aufweist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (3) in Betriebsstellung feststehende Führungsschienen (11, 11a) aufweist und dass die Wickelrollen (4, 4a) an Transportmittel (12), die entlang der Führungsschienen geführt sind, ankuppelbar sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsschienen (11, 11a) konzentrisch und parallel nebeneinander angeordnet sind und dass dazwischen ein umlaufendes Transportmittel (12), vorzugsweise eine Kette, ein Riemen oder ein derartiges Zugelement vorgesehen ist, an dem sich Kupplungsstellen (13) zum Anbringen von Wickelrollen (4, 4a) befinden.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelrollen einen auf einer Achse (15) drehbar gelagerten Wickelkörper (14) aufweisen, dass die Achse (15) an einem Ende als Kupplungsteil zum Verbinden mit dem Transportmittel (12) oder dergleichen ausgebildet ist und bei diesem Kupplungsteil wenigstens ein Lager, insbesondere eine Wälzlager (18) angeordnet ist, das mit der Führung (3) zusammenwirkt.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei den Wickelrollen (4, 4a) vorzugsweise einstellbare Bremsvorrichtungen (17) zur Drehmomenteinstellung vorgesehen sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Positioniervorrichtung für den zu bewickelnden Ringkern (2) und/oder die Wickelvorrichtung (1) vorgesehen ist, zum Aufbringen von Wicklungen an unterschiedlichen Umfangsstellen des Ringkerns.
EP94930197A 1993-11-03 1994-10-20 Verfahren und vorrichtung zum bewickeln eines geschlossenen ringkerns für transformatoren und drosseln hoher leistungen Expired - Lifetime EP0761009B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4337436 1993-11-03
DE4337436 1993-11-03
PCT/EP1994/003447 WO1995012887A1 (de) 1993-11-03 1994-10-20 Verfahren und vorrichtung zum bewickeln eines geschlossenen ringkerns für transformatoren und drosseln hoher leistungen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0761009A1 EP0761009A1 (de) 1997-03-12
EP0761009B1 true EP0761009B1 (de) 1998-05-13

Family

ID=6501650

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