EP2240944A1 - Verfahren zur herstellung eines wicklungsblockes für eine spule eines transformators und damit hergestellter wicklungsblock - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines wicklungsblockes für eine spule eines transformators und damit hergestellter wicklungsblock

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EP2240944A1
EP2240944A1 EP09708972A EP09708972A EP2240944A1 EP 2240944 A1 EP2240944 A1 EP 2240944A1 EP 09708972 A EP09708972 A EP 09708972A EP 09708972 A EP09708972 A EP 09708972A EP 2240944 A1 EP2240944 A1 EP 2240944A1
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EP
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turns
winding
electrically conductive
conductive material
electrically
Prior art date
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Withdrawn
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EP09708972A
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English (en)
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Karl-Heinz Zillmann
Rudolf Schutzeichel
Christian GRÜTTNER
Benjamin Weber
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ABB Schweiz AG
Original Assignee
ABB Technology AG
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Publication date
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
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    • H01F27/32—Insulating of coils, windings, or parts thereof
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    • H01F27/325—Coil bobbins
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    • Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49071—Electromagnet, transformer or inductor by winding or coiling

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a winding block for a coil of a transformer according to the preamble of claim 2.
  • the entire insulation of a winding is in addition to the layer insulation between the turns of electrical wire or strip material of an edge insulation, which must be introduced at the end of the winding. Since with simultaneous winding for conductor material and insulation material only the same number of turns is available, the insulation at the end of the actual winding process must be subsequently introduced, which means an increased workload.
  • the object of the invention is to provide a method of the aforementioned type for producing a winding block for a coil of a transformer, in which a subsequent introduction of a border insulation is no longer required.
  • the windings of electrically conductive material are applied independently of the turns of the fiber rovings, in which a smaller number of fiber roving windings are applied when the predetermined number of turns of wire (windings of electrically conductive material) is applied. The remaining number of fiber rovings is then used for edge insulation.
  • the number of fibers corresponding to that ninety turns will be counted below the number of turns of electrically conductive material, for example, about seventy turns of the insulating one material. This leaves - in the present example - twenty turns of insulating material "left over" which can be used for the edge insulation, thereby producing the edge insulation simultaneously with the production of the insulation and wire winding.
  • Another object of the invention is to provide a winding block for a coil in which the method is realized.
  • the winding block for the coil is characterized in that on the outside of the bobbin 10, a winding 16 of insulating material is applied, on which an inner winding portion 15i of electrically conductive material with a certain number of turns is wound, which on the inner portion 14i is applied a layer 15i of electrically insulating material, wherein the number of turns of electrically insulating material is smaller than the number of turns of the inner winding section 14 ⁇ so that the turns 15i and edge portions are wound.
  • a further advantageous embodiment of the invention may be characterized in that the axial width of the turns of electrically conductive material is smaller than the axial width of the turns of electrically insulating material.
  • a coil of the transformer has a tubular bobbin 10, at the ends of the coil flanges 11, 12 are attached.
  • a winding 14 of electrically conductive material and insulating windings 15 of Faserrovingmaterial are wound onto the bobbin 10 within the spool flanges 11 and 12, to which then turns of wire of an inner winding section, also called inner layer 14i, are applied to the winding 14.
  • the number of turns of wire, for example, of the inner layer 14i is "X", in one particular case one hundred turns covering a certain axial length, and an insulating layer 1 O 1 of fiber rovings is wound on the length of the layer 14T, the number of turns
  • the number of turns For example, in the one-hundred-turn wire design, eighty turns are wrapped with fiber rovings Applying the insulating layer 15i of Faserrovingswindungen done independently, so that the different numbers of turns are achieved. Due to the different numbers of turns, with the surplus number of fiber roving windings, also the region D 1 and D 2 between the front ends of the layer 14i and the spool flanges 11, 12 can be wound with fiber rovings.
  • the winding 14 has two further wire winding sections 14 2 and 14 3 , which lie radially outside the so-called inner layer ⁇ A ⁇ and radially outside the insulating layer 15i of the fiber rovings and end at a distance D3 to each other; Due to the smaller number of Faserrovingswindungen based on the wire turns can then be wound in addition to the areas D 1 and D 2 in a single operation, the range D3 readily. In this case, the axial length of each turn is smaller than the axial length of the relevant Faserrovingwindung, so that the coverage of the areas D 1 and D 2 and beyond the range D 3 is made possible.
  • winding sections 14 2 and 14 3 also fiber rovings are wound, in the same way the number of turns of the fiber rovings is smaller than the number of turns of the winding sections 14 2 , 14 3 , so that the area D1 or D2 can be wound in one operation with insulating material.
  • further winding sections are provided outside the winding sections 14 2 , 14 3 (without reference numerals), in which the winding with fiber rovings takes place in the same way as in the inner winding sections 14 i, 14 2 and 14 3 .

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  • Power Engineering (AREA)
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  • Insulating Of Coils (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wicklungsblockes für eine Spule eines Transformators, mit wenigstens einer Wicklung aus elektrisch leitendem Draht- oder Bandmaterial mit mehreren Windungen und einer Isolierschicht aus elektrisch isolierendem Fasermaterial mit einer bestimmten Anzahl von Wicklungen des isolierenden Fasermaterials. Die Windungen aus elektrisch leitendem Material werden unabhängig von den Windungen des isolierenden Materials aufgebracht, und nach Aufbringung der vorgegebenen Anzahl der Windungen aus elektrisch leitendem Material wird auf diese Windungen auf elektrisch leitendem Material über die gleiche Strecke eine geringere Anzahl von Windungen von elektrisch isolierendem Material aufgebracht, so dass die bis zur Anzahl der Windungen aus elektrisch leitendem Material verbliebene restliche Anzahl der Windungen aus elektrisch isolierendem Material als Randisolierung verwendet wird.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Wicklunqsblockes für eine Spule eines Transformators und damit hergestellter Wicklungsblock
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und einen Wicklungsblock für eine Spule eines Transformators nach dem Oberbegriff des Anspruches 2.
Aus der DE 44 45 423.6-09 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Wicklungsblockes eines Trockentransformators bekannt geworden, bei dem die einzelnen Lagen aus elektrisch leitendem Draht- oder Bandmaterial mittels einer Isolationsschicht aus harzgetränktem Fasermaterial gegeneinander isoliert werd3n. Dabei werden vor dem Aufbringen beispielsweise der Oberspannungswicklung die für die Lagenisolierung maximal erforderliche Isolierdicke und die dieser Isolierdicke entsprechende Anzahl von Faserrovings bestimmt; die Herstellung jeder Wicklungslage und der zugehörigen Isolierlage erfolgt gleichzeitig, allerdings mit räumlichen Versatz zueinander, wobei die Einstellung der erforderlichen Isolierdicke sowohl über die Anzahl der Faserrovings als auch über den Wickelvorschub der Faserrovings erfolgt.
Die gesamte Isolation einer Wicklung besteht neben der Lagenisolation zwischen den Windungen aus elektrischem Draht- oder Bandmaterial aus einer Randisolation, die am Ende der Wicklung eingebracht werden muss. Da bei simultaner Wicklung für Leitermaterial und Isolationsmaterial nur die gleiche Anzahl von Windungen zur Verfügung steht, muss die Isolation am Ende des eigentlichen Wicklungsprozesses nachträglich eingebracht werden, was einen erhöhten Arbeitsaufwand bedeutet. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art zur- Herstellung eines Wicklungsblockes für eine Spule eines Transformators zu schaffen, bei dem eine nachträgliche Einbringung einer Randisolierung nicht mehr erforderlich wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches gelöst.
Erfϊndungsgemäß also werden die Windungen aus elektrisch leitendem Material unabhängig von den Windungen der Faserrovings aufgebracht, in dem bei Aufbringung der vorgegebenen Anzahl der Drahtwindungen (Windungen aus elektrisch leitendem Material) eine geringere Anzahl von Faserrovingswindungen aufgebracht wird. Die restliche Anzahl der Faserrovings wird dann zur Randisolierung verwendet.
Wenn beispielsweise eine Wicklung aus elektrisch leitendem Material mit neunzig Windungen aufgewickelt wird, dann wird die Anzahl der diesen neunzig Windungen entsprechenden Anzahl von Fasermaterial auf eine Anzahl unterhalb der Anzahl der Windungen aus elektrisch leitendem Material aufgebracht, beispielsweise mit einer Anzahl von zirka siebzig Windungen des isolierenden Materials. Damit verbleiben -in vorliegendem Beispiel- zwanzig Windungen aus isolierendem Material „übrig", die für die Randisolation verwendet werden können. Dadurch wird die Randisolation gleichzeitig mit der Herstellung der Isolations- und Drahtwicklung hergestellt.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Wicklungsblock für eine Spule zu schaffen, bei dem das Verfahren verwirklicht ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruches 2. Danach ist der Wicklungsblock für die Spule dadurch gekennzeichnet, dass auf die Außenseite des Spulenkörpers 10 eine Wicklung 16 aus isolierendem Material aufgebracht ist, auf der ein innerer Wicklungsabschnitt 15i aus elektrisch leitendem Material mit einer bestimmten Anzahl von Windungen gewickelt ist, das auf den inneren Abschnitt 14i eine Lage 15i aus elektrisch isolierendem Material aufgebracht ist, wobei die Anzahl der Windungen aus elektrisch isolierendem Material kleiner ist als die Anzahl der Windungen des inneren Wicklungsabschnittes 14^ so dass mit den Windungen 15i auch Randabschnitte bewickelt sind.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann dadurch gekennzeichnet sein, dass die axiale Breite der Windungen aus elektrisch leitendem Material kleiner ist als die axiale Breite der Windungen aus elektrisch isolierendem Material.
Anhand der Zeichnung, in der eine schematische Längsschnittaussicht durch eine Spule eines Transformators dargestellt ist, sollen die Erfindung, weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sowie weitere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Eine Spule des Transformators besitzt einen rohrförmigen Spulenkörper 10, an dessen Enden Spulenflansche 11 , 12 angebracht sind. Im Raum 13 zwischen den beiden Spulenflanschen 11 und 12 und dem Spulenkörper 10 befinden sich eine Wicklung 14 aus elektrisch leitendem Material sowie isolierende Wicklungen 15 aus Faserrovingmaterial. Hierzu werden auf den Spulenkörper 10 innerhalb der Spulenflansche 11 und 12 einige Lagen 16 von Faserrovings gewickelt, auf weiche dann Drahtwindungen eines inneren Wicklungsabschnittes, auch innere Lage 14i genannt, für die Wicklung 14 aufgebracht werden. Die Anzahl der Drahtwindungen beispielsweise der inneren Lage 14i beträgt „X", in einem bestimmten Fall einhundert Windungen, die eine bestimmte axiale Länge überdecken. Auf die Länge der Lage 14T wird eine isolierende Lage 1 O1 aus Faserrovings aufgewickelt, wobei die Anzahl der Windungen der Faserrovings „X"-„Y" beträgt, das heißt eine geringere Anzahl von Faserrovingswindungen auf die gleiche Länge der Drahtwindungen. Beispielsweise bei der genannten Ausführung mit einhundert Drahtwindungen werden achtzig Windungen mit Faserrovings aufgewickelt. Das Aufbringen der Drahtwindungen der Lage λΛ^ und das Aufbringen der isolierenden Lage 15i der Faserrovingswindungen erfolgen unabhängig voneinander, so dass die unterschiedlichen Windungszahlen erreicht werden. Aufgrund der unterschiedlichen Windungszahlen kann mit der überzähligen Anzahl der Faserrovingswindungen auch der Bereich D1 und D2 zwischen den Stirnenden der Lage 14i und den Spulenflanschen 11 , 12 mit Faserrovings bewickelt werden.
Die Wicklung 14 besitzt zwei weitere Drahtwindungsabschnitte 142 und 143, die radial außerhalb der sogenannten inneren Lage λA^ und radial außerhalb der isolierenden Lage 15i der Faserrovings liegen und in einem Abstand D3 zueinander enden; aufgrund der geringeren Anzahl der Faserrovingswindungen bezogen auf die Drahtwindungen kann dann auch ohne weiteres in einem einheitlichen Arbeitsgang der Bereich D3 zusätzlich zu den Bereichen D1 und D2 bewickelt werden. Dabei ist die axiale Länge jeder Windung kleiner als die axiale Länge der betreffenden Faserrovingwindung, so dass die Überdeckung der Bereiche D1 und D2 und darüber hinaus des Bereiches D3 ermöglicht wird.
Auf die Lagen 142 und 143 beziehungsweise Wicklungsabschnitte 142 und 143 werden ebenfalls Faserrovings aufgewickelt, wobei in gleicher weise die Anzahl der Windungen der Faserrovings kleiner ist als die Anzahl der Windungen der Wicklungsabschnitte 142, 143, so dass auch der Bereich D1 beziehungsweise D2 in einem Arbeitsgang mit Isoliermaterial bewickelt werden kann. In gleicher weise werden weitere Wicklungsabschnitte außerhalb der Wicklungsabschnitte 142, 143 vorgesehen (ohne Bezugsziffern), bei denen die Bewicklung mit Faserrovings in gleicher weise erfolgt wie bei den inneren Wicklungsabschnitten 14i, 142 und 143.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Wicklungsblockes für eine Spule eines Transformators, mit wenigstens einer Wicklung aus elektrisch leitendem Drahtoder Bandmaterial mit mehreren Windungen und einer Isolierschicht aus elektrisch isolierendem Fasermaterial mit einer bestimmten Anzahl von Wicklungen des isolierenden Fasermaterials, dadurch gekennzeichnet, dass die Windungen aus elektrisch leitendem Material unabhängig von den Windungen des isolierenden Materials aufgebracht werden, und dass nach Aufbringung der vorgegebenen Anzahl der Windungen aus elektrisch leitendem Material auf diese Windungen auf elektrisch leitendem Material über die gleiche Strecke eine geringere Anzahl von Windungen von elektrisch isolierendem Material aufgebracht wird, so dass die bis zur Anzahl der Windungen aus elektrisch leitendem Material verbliebene restliche Anzahl der Windungen aus elektrisch isolierendem Material als Randisolierung verwendet wird.
2. Spule für einen Transformator, die nach einem Verfahren gemäß dem Anspruch 1 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Außenseite des Spulenkörpers 10 eine Wicklung 16 aus isolierendem Material aufgebracht ist, auf der ein innerer Wicklungsabschnitt (15i) aus elektrisch leitendem Material mit einer bestimmten Anzahl von Windungen gewickelt ist, das auf den inneren Abschnitt (14i) eine Lage (15-t) aus elektrisch isolierendem Material aufgebracht ist, wobei die Anzahl der Windungen aus elektrisch isolierendem Material kleiner ist als die Anzahl der Windungen des inneren Wicklungsabschnittes (14T), SO dass mit den Windungen (1O1) auch Randabschnitte bewickelt sind.
3. Spule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Breite der Windungen aus elektrisch leitendem Material kleiner ist als die axiale Breite der Windungen aus elektrisch isolierendem Material.
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