EP1735800A1 - Wicklung für einen transformator oder eine spule und verfahren zur herstellung - Google Patents

Wicklung für einen transformator oder eine spule und verfahren zur herstellung

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EP1735800A1
EP1735800A1 EP05715902A EP05715902A EP1735800A1 EP 1735800 A1 EP1735800 A1 EP 1735800A1 EP 05715902 A EP05715902 A EP 05715902A EP 05715902 A EP05715902 A EP 05715902A EP 1735800 A1 EP1735800 A1 EP 1735800A1
Authority
EP
European Patent Office
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winding
conductor
insulating material
material layer
turns
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05715902A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Benjamin Weber
Christian GRÜTTNER
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.)
ABB Technology AG
Original Assignee
ABB Technology AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ABB Technology AG filed Critical ABB Technology AG
Publication of EP1735800A1 publication Critical patent/EP1735800A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01F41/12—Insulating of windings
    • H01F41/122—Insulating between turns or between winding layers

Definitions

  • the invention relates to a winding for a transformer or a coil according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a method for producing a winding according to the invention.
  • Windings for transformers or coils are usually made from a ribbon-shaped electrical conductor. Such a conductor is wound into turns around a winding axis during the production of the winding. In order to ensure electrical insulation of the individual turns from one another, an insulating material is interposed between radially adjacent turns.
  • the conductor and a separate strip-shaped insulating material are each upgraded to one unwinding device of a winding machine, which means that corresponding setup times are required.
  • the insulation material must therefore be significantly wider, for example 20 mm, than the conductor.
  • a winding for a transformer or a coil with the features mentioned in claim 1. Accordingly, a winding according to the invention is characterized in that a band-shaped electrical conductor, which is wound to form windings around a winding axis, is permanently connected to at least one insulating material layer on at least one broad side.
  • the layer of insulating material which is already connected to the conductor during the manufacture of the winding, ensures the electrical insulation of radially adjacent turns from one another. This prevents errors caused by the conductor slipping relative to the insulating material layer during winding. There are also no other technical measures necessary to avoid slipping. The manufacture of a winding is thus considerably simplified.
  • radially adjacent turns are wound to avoid axial misalignment with one another, that is, all turns lie completely one above the other. This further simplifies the manufacture of the winding and reduces the extent of the winding in the axial direction.
  • connection of the conductor to the insulating material layer on the broad side is advantageously carried out over the entire surface.
  • a full-area connection reduces the risk of tearing or partial detachment of the insulating material layer from the conductor, which exists in particular during the winding process.
  • a partial connection of the conductor to the insulating material layer by means of adhesive points or by strip-shaped gluing is also conceivable.
  • the conductor is permanently connected to an insulating material layer on both broad sides. Two radially adjacent turns of the conductor are then separated in the winding by two layers of insulating material lying one above the other. If an insulating material layer is defective, for example has a hole or a crack, there is still another insulating material layer which ensures the insulation of the turns.
  • the turns are advantageously designed such that the conductor with its transverse direction, which is located in its broad side, and perpendicular to its longitudinal direction stands, is arranged parallel to the winding axis. This gives the winding a particularly compact and space-saving design.
  • the width of the insulating material layer corresponds approximately to the width of the conductor. This means that the insulating material layer is advantageously only as wide as the conductor itself. This results in a saving in insulating material.
  • the object is also achieved according to the invention by a method for producing a winding for a transformer or a coil with the features mentioned in claim 13.
  • a band-shaped winding material is wound around a winding axis while avoiding axial misalignment.
  • the winding material has a band-shaped electrical conductor which is permanently connected to at least one insulating material layer on at least one broad side.
  • the winding material is produced before the windings are wound, in that the conductor is permanently connected to the insulating material layer on one broad side. It is particularly advantageous if the conductor is connected to the insulation material layer over the entire surface. This minimizes the risk that the insulating material layer will partially detach from the conductor during winding.
  • the winding material is produced by connecting the conductor on both broad sides, each with an insulating material layer. When winding the turns, two layers of insulating material lying one above the other then lie between two radially adjacent turns of the conductor. Such a winding tape ensures adequate insulation of radially adjacent turns from one another, even if one of the layers of insulating material is partially defective.
  • the at least one insulating material layer of the winding material is additionally non-detachably connected to the radially adjacent turn.
  • the insulating material layer with the broad side, which faces away from the conductor, is connected to the broad side of the winding material of the respective radially adjacent turn.
  • winding material has only one insulating material layer, this insulating material layer of one turn is connected to the conductor of the adjacent turn. If the winding material has an insulating material layer on both broad sides of the conductor, an insulating material layer of one turn is connected to an insulating material layer of the adjacent turn. Such an additional connection of the turns to one another advantageously increases the mechanical strength of the winding.
  • the additional connection is carried out, for example, as an adhesive bond, in that an additional adhesive layer is applied to the insulating material layer before or during the winding process.
  • an adhesive is already contained in the insulating material layer.
  • the insulating material layer can be in a solid but uncured state during the production of the winding material. After the windings have been wound, the bonding then takes place in a separate curing process, which is carried out, for example, by heating the winding. Other thermal or chemical processes which allow the insulation material layer to be connected to the conductor or two insulation material layers to be connected to one another can also be used.
  • FIG. 1 shows a cross section through a winding material with an insulating material layer
  • FIG. 2 shows a cross section through a winding material with two layers of insulating material
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through a winding
  • Fig. 4 is a plan view of an end face of a winding.
  • the winding material 11 has a band-shaped electrical conductor 10 and an insulating material layer 12 which is permanently connected to the conductor 10 on a first broad side 101 thereof.
  • the first broad side 101 of the conductor 10 runs perpendicular to the image plane.
  • a first narrow side 103, a second narrow side 104 and a second broad side 102 of the conductor are also visible in the illustration shown.
  • transverse direction 17 which is perpendicular to the longitudinal direction of the conductor 10.
  • the transverse direction 17 is the line of intersection from the broad side 101 of the conductor 10 and the image plane.
  • the ratio of the length of a broad side to the length of a narrow side is approximately 20: 1 up to 1,000: 1, preferably 500: 1.
  • other ratios of the lengths of broad side and narrow side are also conceivable and within the scope of the inventive concept.
  • the conductor 10 consists of a conductive material, for example copper, aluminum or an alloy with at least one of these materials. Epoxy resin or polyester imide, among others, are suitable as the material for the insulating material layer 12.
  • the insulating material layer 12 is applied to the conductor 10, for example, by spray coating or powder coating. It is also conceivable that the insulating material layer 12 is connected to the conductor 10 with the interposition of an adhesive layer, not shown here.
  • the width of the conductor 10 is approximately 300 mm to 1,400 mm, preferably 1,000. mm.
  • the thickness of the conductor 10 is approximately 0.5 mm to 3 mm. This results in a typical conductor cross section of up to 4,200 mm2. Other widths and / or thicknesses of the conductor 10 are also conceivable.
  • a continuous insulating material layer 2 is provided, which completely covers the broad side 101 of the conductor 10.
  • a continuous insulating material layer 12 a plurality of insulating material layers lying next to one another are provided, each of which covers a partial region of the broad side 101.
  • FIG. 2 shows a cross section perpendicular to the longitudinal direction through a second winding material 13. This representation is also not to scale.
  • the reference numerals from FIG. 1 are adopted insofar as they relate to features identical to FIG. 1.
  • the second winding material 13 also has the conductor 10, which on its two broad sides 101, 102 is permanently connected to an insulating material layer 12, 14.
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through a winding along a winding axis 16. This representation is also not to scale.
  • the winding has a plurality of turns 20 made of a winding material, which are wound around a hollow cylinder 18.
  • the winding material has a band-shaped electrical conductor and an insulating material layer or two insulating material layers, the conductor and the insulating material layers not being shown in this illustration.
  • the winding axis 16 coincides with the longitudinal axis of the hollow cylinder 18.
  • a ferromagnetic core (not shown here) can be inserted into the hollow cylinder 18.
  • a further transverse direction 19 of the conductor of the winding material which is defined as in FIG. 1 and which is shown in one of the windings 20, runs parallel to the winding axis 16.
  • the windings 20 are superimposed on one another, avoiding an axial offset along the winding axis 16, whereby radially adjacent turns almost completely overlap.
  • Such a winding can be used, for example, in a power transformer for energy transmission with a nominal power of approximately 50 kVA to 10 MVA.
  • the winding can also be used in a transformer of higher or lower power.
  • use as undervoltage winding with a nominal voltage of approximately 1 kV to 30 kV or higher is provided.
  • use at a lower voltage of approximately 0.4 kV to 1 kV is also conceivable.
  • FIG. 4 shows a top view of an end face 30 of a winding, which is part of a coil. This representation is also not to scale.
  • the windings are wound around a ferromagnetic core 22 ′, which in this example has a square cross section.
  • the winding axis of the turns coincides with the central axis 23 of the core 22.
  • the windings are firmly connected to the core 22 in the illustration shown.
  • the core 22 can be displaced along its central axis 23.
  • the inductance of the coil can be changed by continuously or stepwise inserting the core 22 into the turns, or by moving the core 22 out of the turns.
  • connection element is attached to a radially inner conductor end 26 of the winding. Furthermore, a second connection element, also not shown, is attached to a radially outer conductor end 28.
  • the coil can be connected to a circuit by means of said connection elements.
  • Cover insulation on the end face 30 of the winding ensures the insulation of the narrow sides of the conductor (not shown here) located there.
  • Cover insulation on the outer surface 24 of the winding insulates the radially outer turn from the outside.
  • Insulation material layer second winding material second insulation material layer

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wicklung für einen Transformator oder eine Spule` mi einem Wickelmaterial (11), welches einen bandförmigen elektrischen Leiter (10) aufweist, der mindestens auf einer Breitseite (101) unlösbar mit mindestens einer Isoliermaterial­schicht (12) verbunden ist. Das Wickelmaterial (11) ist dabei unter Vermeidung ''eines axialen Versatzes zu Windungen (20) um eine Wicklungsachse (16) gewickelt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Wicklung.

Description

Wicklung für einen Transformator oder eine Spule und Verfahren zur Herstellung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Wicklung für einen Transformator oder eine Spule gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Wicklung.
Wicklungen für Transformatoren oder Spulen werden meist aus einem bandförmigen elektrischen Leiter hergestellt. Ein solcher Leiter wird bei der Herstellung der Wicklung zu Windungen um eine Wicklungsachse gewickelt. Um eine elektrische Isolierung der einzelnen Windungen gegeneinander zu gewährleisten, wird zwischen radial benachbarte Windungen ein Isoliermaterial zwischengefügt.
Zur Herstellung einer Wicklung werden der Leiter und ein separates bandförmiges Isoliermaterial auf je eine Abrollvorrichtung einer Wickelmaschine aufgerüstet, wodurch entsprechende Rüstzeiten benötigt werden. Um Kurzschlüsse zwischen einzelnen Windungen zu vermeiden, ist beim Wickeln der Windungen sicherzustellen, dass der Leiter seitlich nicht über das Isoliermaterial hinausragt. Um Toleranzen und Verschiebungen während des Wicklungsprozesses auszugleichen, muss das Isolationsmaterial daher signifikant, beispielsweise 20 mm, breiter sein als der Leiter.
Ausgehend von vorgenanntem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine besonders einfach herstellbare Wicklung für einen Transformator oder eine Spule und ein entsprechendes Herstellverfahren anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Wicklung für einen Transformator oder eine Spule mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Demnach ist eine erfindungsgemäße Wicklung dadurch gekennzeichnet, dass ein bandförmiger elektrische Leiter, der zu Windungen um eine Wicklungsachse gewickelt ist, auf mindestens einer Breitseite unlösbar mit mindestens einer Isoliermaterialschicht verbunden ist.
Die Isoliermaterialschicht, die bei der Herstellung der Wicklung bereits mit dem Leiter verbunden ist, gewährleistet die elektrische Isolierung von radial benachbarten Windungen gegeneinander. Somit sind Fehler durch Verrutschen des Leiters gegenüber der Isoliermaterialschicht während des Wickeins vermieden. Es entfallen auch sonst notwendige technische Maßnahmen zum Vermeiden des Verrutschens. Die Herstellung einer Wicklung ist somit erheblich vereinfacht.
Weiterhin sind radial benachbarte Windungen unter Vermeidung eines axialen Versatzes zueinander gewickelt, das heißt, alle Windungen liegen vollständig übereinander. Damit wird die Herstellung der Wicklung weiter vereinfacht und die Ausdehnung der Wicklung in axialer Richtung ist verringert.
Die Verbindung des Leiters mit der Isoliermaterialschicht auf der Breitseite ist vorteilhafterweise vollflächig ausgeführt. Eine vollflächige Verbindung reduziert die Gefahr eines Abreißens oder einer teilweisen Ablösung der Isoliermaterialschicht von dem Leiter, die insbesondere während des Wickelvorgangs besteht. Aber auch eine teilweise Verbindung des Leiters mit der Isoliermaterialschicht mittels Klebepunkten oder durch streifenförmige Verklebung ist denkbar.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Leiter auf beiden Breitseiten unlösbar mit je einer Isoliermaterialschicht verbunden. In der Wicklung sind dann zwei radial benachbarte Windungen des Leiters durch je zwei übereinanderliegende Isoiiermaterial- schichten getrennt. Falls eine Isoliermaterialschicht fehlerhaft ist, beispielsweise ein Loch oder einen Riss aufweist, so ist noch eine weitere Isoliermaterialschicht vorhanden, welche die Isolierung der Windungen gewährleistet.
Vorteilhafterweise sind die Windungen so ausgeführt, dass der Leiter mit seiner Querrichtung, welche in seiner Breitseite gelegen ist und senkrecht zu seiner Längsrichtung steht, parallel zu der Wicklungsachse angeordnet ist. So erhält die Wicklung eine besonders kompakte und raumsparende Bauart.
Die Breite der Isoliermaterialschicht entspricht etwa der Breite des Leiters. Das heißt, die Isoliermaterialschicht ist vorteilhafterweise nur so breit wie der Leiter selbst. Somit ergibt sich eine Einsparung an Isoliermaterial.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch ein Verfahren zur Herstellung einer Wicklung für einen Transformator oder eine Spule mit den im Anspruch 13 genannten Merkmalen gelöst.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein bandförmiges Wickelmaterial unter Vermeidung eines axialen Versatzes zu Windungen um eine Wicklungsachse gewickelt. Das Wickelmaterial weist dabei einen bandförmigen elektrischen Leiter auf, der auf mindestens einer Breitseite unlösbar mit mindestens einer Isoliermaterialschicht verbunden ist.
Es werden also nicht, wie seither, wenigstens zwei separate Materialien, nämlich Leiter und Isoliermaterial, auf wenigstens zwei verschiedene Zuführvorrichtungen einer Wickelmaschine aufgerüstet, sondern nur ein Wickelmaterial auf eine Zuführvorrichtung, wodurch die benötigte Vorbereitungszeit, beziehungsweise Rüstzeit, verkürzt wird. Ferner ist es durch Verwendung des Wickelmaterials ausgeschlossen, dass das Leiterband sich beim Wickeln gegenüber dem Isoliermaterialband derart verschiebt, dass eine vollständige Überdeckung der Breitseite des Leiterbandes nicht mehr gewährleistet ist.
Das Wickelmaterial wird in einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor dem Wickeln der Windungen hergestellt, indem der Leiter unlösbar auf einer Breitseite mit der Isoliermaterialschicht verbunden wird. Dabei ist es besonders günstig, wenn der Leiter vollflächig mit der Isoliermaterialschicht verbunden wird. Dadurch ist das Risiko minimiert, dass sich die Isoliermaterialschicht während des Wickeins teilweise von dem Leiter ablöst. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Wickelmaterial durch Verbinden des Leiters auf beiden Breitseiten mit je einer Isoliermaterialschicht hergestellt. Beim Wickeln der Windungen kommen dann zwischen zwei radial benachbarte Windungen des Leiters je zwei übereinanderliegende Isoliermaterialschichten zu liegen. Durch ein solches Wickelband ist eine ausreichende Isolation von radial benachbarten Windungen zueinander sichergestellt, selbst wenn eine der Isoliermaterialschichten teilweise fehlerhaft ist.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die mindestens eine Isoliermaterialschicht des Wickelmaterials zusätzlich mit der jeweils radial benachbarten Windung unlösbar verbunden. Dabei wird die Isoliermaterialschicht mit der Breitseite, welche dem Leiter abgewandt ist, mit der Breitseite des Wickelmaterials der jeweils radial benachbarten Windung verbunden.
Falls das Wickelmaterial nur eine Isoliermaterialschicht aufweist, so wird diese Isoliermaterialschicht einer Windung mit dem Leiter der benachbarten Windung verbunden. Falls das Wickelmaterial je eine Isoliermaterialschicht auf beiden Breitseiten des Leiters aufweist, so wird eine Isoliermaterialschicht einer Windung mit einer Isoliermaterialschicht der benachbarten Windung verbunden. Durch eine solche zusätzliche Verbindung der Windungen miteinander wird die mechanische Festigkeit der Wicklung vorteilhaft erhöht.
Die zusätzliche Verbindung wird beispielsweise als Verklebung durchgeführt, indem vor oder während des Wickeiprozesses eine zusätzliche Klebeschicht auf die Isoliermaterialschicht aufgetragen wird. Alternativ ist ein Klebstoff bereits in der Isoliermaterialschicht enthalten.
Ferner kann die Isoliermaterialschicht bei der Herstellung des Wickelmaterials in festem, aber unausgehärtetem Zustand vorliegen. Die Verklebung findet dann nach dem Wickeln der Windungen in einem separaten Härtungsprozess statt, welcher beispielsweise durch Erhitzen der Wicklung durchgeführt wird. Auch weitere thermische oder chemische Verfahren, welche eine Verbindung der Isoliermaterialschicht mit dem Leiter oder von zwei Isoliermaterialschichten miteinander gestatten, sind anwendbar.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
Anhand der Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, werden die Erfindung, vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung, sowie weitere Vorteile näher erläutert und beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Wickelmaterial mit einer Isoliermaterialschicht,
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Wickelmaterial mit zwei Isoliermaterialschichten, Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Wicklung und
Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Stirnfläche einer Wicklung.
In Fig. 1 ist ein Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung durch ein Wickelmaterial 11 dargestellt. Das Wickelmaterial 11 weist einen bandförmigen elektrischen Leiter 10 und eine auf einer ersten Breitseite 101 des Leiters 10 mit diesem unlösbar verbundene Isoliermaterialschicht 12 auf. Die erste Breitseite 101 des Leiters 10 verläuft dabei senkrecht zur Bildebene. In der gezeigten Darstellung sind ferner eine erste Schmalseite 103, eine zweite Schmalseite 104 und eine zweite Breitseite 102 des Leiters sichtbar.
In der Breitseite 101 des Leiters 10 ist eine Querrichtung 17 gelegen, welche senkrecht zu der Längsrichtung des Leiters 10 steht. Die Querrichtung 17 ist die Schnittgerade aus der Breitseite 101 des Leiters 10 und der Bildebene.
Die hier gezeigte Darstellung ist nicht maßstäblich, bei einem realen Leiter 10 beträgt das Verhältnis der Länge einer Breitseite zu der Länge einer Schmalseite etwa 20 : 1 bis 1.000 : 1 , vorzugsweise 500 : 1. Aber auch andere Verhältnisse der Längen von Breitseite und Schmalseite sind denkbar und innerhalb des Erfindungsgedankens.
Der Leiter 10 besteht aus einem leitfähigen Material, beispielsweise Kupfer, Aluminium oder einer Legierung mit wenigstens einem dieser Materialien. Als Material für die Isoliermaterialschicht 12 kommen unter anderem Epoxid-Harz oder Polyesterimid in Frage. Die Isoliermaterialschicht 12 ist beispielsweise, durch Sprühbeschichtung oder Pulverbeschichtung auf den Leiter 10 aufgetragen. Ebenso ist es denkbar, dass die Isoliermaterialschicht 12 unter Zwischenfügung einer hier nicht gezeigten Klebeschicht mit dem Leiter 10 verbunden ist.
Die Breite des Leiters 10 beträgt in einer typischen Ausgestaltung etwa 300 mm bis 1.400 mm, vorzugsweise 1.000. mm. Die Dicke des Leiters 10 beträgt etwa 0,5 mm bis 3 mm. So ergibt sich ein typischer Leiterquerschnitt von bis zu 4.200 qmm. Aber auch andere Breiten und/oder Dicken des Leiters 10 sind vorstellbar.
In diesem Beispiel ist eine durchgehende Isoliermaterialschicht 2 vorgesehen, welche die Breitseite 101 des Leiters 10 vollständig überdeckt. Es ist aber auch denkbar, dass anstelle einer durchgehenden Isoliermaterialschicht 12 mehrere nebeneinanderliegende Isoliermaterialschichten vorgesehen sind, welche jeweils einen Teilbereich der Breitseite 101 überdecken.
In Fig. 2 ist ein Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung durch ein zweites Wickelmaterial 13 dargestellt. Diese Darstellung ist ebenfalls nicht maßstäblich. Im folgenden werden die Bezugszeichen aus der Fig. 1 übernommen, soweit diese mit der Fig. 1 identische Merkmale betreffen.
Das zweite Wickelmaterial 13 weist ebenfalls den Leiter 10 auf, welcher an seinen beiden Breitseiten 101 , 102 unlösbar mit je einer Isoliermaterialschicht 12, 14 verbunden ist.
Beim Wickeln der Windungen kommt dann die Isoliermaterialschicht 12 einer Windung auf die zweite Isoliermaterialschicht 14 der radial benachbarten Windung zu liegen. Radial benachbarte Windungen des Leiters 0 sind somit durch zwei Isoliermaterialschichten 12 und 14 voneinander getrennt.
In Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch eine Wicklung entlang einer Wicklungsachse 16 gezeigt. Auch diese Darstellung ist nicht maßstäblich. Die Wicklung weist mehrere Windungen 20 aus einem Wickelmaterial auf, welche um einen Hohlzylinder 18 gewickelt sind. Das Wickelmaterial weist einen bandförmigen elektrischen Leiter sowie eine Isoliermaterialschicht, beziehungsweise zwei Isoliermateriaischichten auf, wobei der Leiter und die Isoliermaterialschichten in dieser Darstellung nicht gezeigt sind.
Die Wicklungsachse 16 fällt in diesem Beispiel mit der Längsachse des Hohlzylinders 18 zusammen. In den Hohlzylinder 18 kann zusätzlich ein hier nicht dargestellter ferro- magnetischer Kern eingeführt werden.
Eine weitere Querrichtung 19 des Leiters des Wickelmaterials, die wie in Fig. 1 definiert ist und die bei einer der Windungen 20 eingezeichnet ist, verläuft parallel zur Wicklungsachse 16, Die Windungen 20 sind unter Vermeidung eines axialen Versatzes entlang der Wicklungsachse 16 übereinander gelegt, wobei sich radial benachbarte Windungen annähernd vollständig überlappen.
Eine solche Wicklung ist beispielsweise in einem Leistungstransformator zur Energieübertragung mit einer Nennleistung von etwa 50 kVA bis 10 MVA einsetzbar. Die Wicklung kann auch in einem Transformator größerer oder kleinerer Leistung eingesetzt werden. Insbesondere ist ein Einsatz als Unterspannungswicklung bei einer Nennspannung von etwa 1 kV bis 30 kV oder höher vorgesehen. Aber auch ein Einsatz bei einer geringeren Spannung von etwa 0,4 kV bis 1 kV ist denkbar.
Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf eine Stirnfläche 30 einer Wicklung, welche Teil einer Spule ist. Diese Darstellung ist ebenfalls nicht maßstäblich. Die Windungen sind um einen ferromagnetischen Kern 22'gewickelt, welcher in diesem Beispiel einen quadratischen Querschnitt hat. Die Wicklungsachse der Windungen fällt mit der Mittelachse 23 des Kerns 22 zusammen. Die Windungen sind in der gezeigten Darstellung fest mit dem Kern 22 verbunden. Alternativ ist der Kern 22 entlang seiner Mittelachse 23 verschiebbar. In diesem Fall ist die Induktivität der Spule durch kontinuierliches oder schrittweises Einführen des Kerns 22 in die Windungen, beziehungsweise durch Herausfahren des Kerns 22 aus den Windungen, veränderbar.
An einem radial inneren Leiterende 26 der Wicklung ist ein hier nicht gezeigtes Anschlusselement befestigt. Weiterhin ist ein ebenfalls nicht dargestelltes zweites Anschlusselement an einem radial äußeren Leiterende 28 befestigt. Mittels der besagten Anschlusselemente ist die Spule an einen Stromkreis anschließbar.
Die Breitseite der äußeren Windung, welche der radial innen benachbarten Windung abgewandt ist, bildet eine Mantelfläche 24 der annähernd zylinderförmigen Wicklung. Auf die Mantelfläche 24 sowie auf die Stirnfläche 30 ist eine hier nicht gezeigte Deck- isolatipn aufgetragen.
Eine Deckisolation auf der Stirnfläche 30 der Wicklung stellt die Isolierung der dort liegenden Schmalseiten des hier nicht gezeigten Leiters sicher. Eine Deckisolation auf der Mantelfläche 24 der Wicklung isoliert die radial äußere Windung nach außen.
Bezuαszeichenliste
Leiter
Wickelmaterial
Isoliermaterialschicht zweites Wickelmaterial zweite Isoliermaterialschicht
Wicklungsachse
Querrichtung
Hohlzylinder weitere Querrichtung
Windung
Kern
Mittelachse
Mantelfläche erstes Leiterende zweites Leiterende
Stirnfläche erste Breitseite zweite Breitseite erste Schmalseite zweite Schmalseite

Claims

Patentansprüche
1. Wicklung für einen Transformator oder eine Spule mit einem bandförmigen elektrischen Leiter (10) und mit mindestens einer Isoliermaterialschicht (12), welche, nämlich der Leiter (10) und die mindestens eine Isoliermaterialschicht (12), zu Windungen (20) um eine Wicklungsachse (16) gewickelt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (10) mindestens auf einer Breitseite (101 ) unlösbar mit der mindestens einen Isoliermaterialschicht (12) verbunden ist, und dass radial benachbarte Windungen (20), unter Vermeidung eines axialen Versatzes zueinander, gewickelt sind.
2. Wicklung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Leiters (10) mit der mindestens einen Isoliermaterialschicht (12) auf der mindestens einen Breitseite (101 ) teilweise oder vollflächig ausgebildet ist.
3. Wicklung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Isoliermaterialschicht (12) mittels Sprühbeschichtung oder Pulverbeschichtung auf den Leiter (10) aufgebracht ist.
4. Wicklung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Isoliermaterialschicht (12) unter Zwischenfügung einer Kiebe- schicht auf den Leiter ( 0) aufgebracht ist.
5. Wicklung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (10) auf einer oder beiden Breitseiten (101 , 102) unlösbar mit je einer Isoliermaterialschicht (12, 14) verbunden ist.
6. Wicklung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese durch eine Deckisolation mindestens teilweise überdeckt ist.
7. Wicklung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes elektrisches Anschlusselement an einem radial inneren Leiterende (26) angeordnet ist.
8. Wicklung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites elektrisches Anschlusselement an einem radial äußeren Leiterende (28) angeordnet ist.
9. Wicklung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (10) mit seiner senkrecht zu seiner Längsrichtung stehenden Querrichtung (17), welche in der Breitseite (101) gelegen ist, parallel zur Wicklungsachse (16) angeordnet ist.
10. Wicklung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (10) eine Breite von 300 mm bis 1.400 mm, vorzugsweise. 1.000 mm, aufweist.
11. Wicklung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen (20) um einen Kern (22) angeordnet sind.
12. Wicklung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Leiters (10) der Breite der mindestens einen Isoliermaterialschicht (12) entspricht.
13. Verfahren zur Herstellung einer Wicklung für einen Transformator oder eine Spule, wobei ein bandförmiges Wickelmaterial (11) unter Vermeidung eines axialen Versatzes zu Windungen (20) um eine Wicklungsachse (16) gewickelt wird, welches Wickelmaterial (11) einen bandförmigen elektrischen Leiter (10) aufweist, der mindestens auf einer Breitseite (101) unlösbar mit mindestens einer Isoliermaterialschicht (12) verbunden ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Wickeln der Windungen (20) der Leiter (10) unlösbar mit der mindestens einen Isoliermaterialschicht (12) verbunden wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Wickeln der Windungen (20) der Leiter (10) teilweise oder vollflächig mit der mindestens einen Isoliermaterialschicht (12) verbunden wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Wickelmaterial (11) durch Aufbringen der mindestens einen Isoliermaterialschicht (12) auf den Leiter (10) mittels Sprühbeschichtung oder Pulverbeschichtung hergestellt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Wickelmaterial (11) unter Zwischenfügung einer Klebeschicht zwischen den Leiter (10) und die mindestens eine Isoliermaterialschicht (12) hergestellt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Wickelmaterial (13) durch Verbinden des Leiter (10) auf beiden Breitseiten (101, 102) mit je einer Isoliermaterialschicht (12, 14) hergestellt wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Wickeln der Windungen (20) eine Deckisolation auf die Wicklung aufgebracht wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Wickeln der Windungen (20) ein erstes elektrisches Anschlusselement mit einem ersten Leiterende (26) verbunden wird, und dass das Wickeln mit dem ersten Leiterende (26) mit der radial inneren Windung begonnen wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Wickeln der Windungen (20) ein zweites elektrisches Anschlusselement mit einem radial äußeren Leiterende (28) verbunden wird.
2. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Isoliermaterialschicht (12) des Wickelmaterials (11) mit ihrer dem Leiter (10) abgewandten Breitseite mit der Breitseite des Wickelmaterials der jeweils radial benachbarten Windung unlösbar verbunden wird.
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