EP2330603A1 - Transformator mit Bandwicklung - Google Patents

Transformator mit Bandwicklung Download PDF

Info

Publication number
EP2330603A1
EP2330603A1 EP09015033A EP09015033A EP2330603A1 EP 2330603 A1 EP2330603 A1 EP 2330603A1 EP 09015033 A EP09015033 A EP 09015033A EP 09015033 A EP09015033 A EP 09015033A EP 2330603 A1 EP2330603 A1 EP 2330603A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
winding
corrugated
transformer according
band
strip
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Withdrawn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
EP09015033A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marcos Bockholt
Frank Cornelius
Burak Esenlik
Jens Tepper
Benjamin Weber
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
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Technology AG filed Critical ABB Technology AG
Priority to EP09015033A priority Critical patent/EP2330603A1/de
Publication of EP2330603A1 publication Critical patent/EP2330603A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/322Insulating of coils, windings, or parts thereof the insulation forming channels for circulation of the fluid
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/32Insulating of coils, windings, or parts thereof
    • H01F27/327Encapsulating or impregnating
    • H01F2027/328Dry-type transformer with encapsulated foil winding, e.g. windings coaxially arranged on core legs with spacers for cooling and with three phases
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2847Sheets; Strips

Definitions

  • the invention relates to a transformer, for example a dry-type transformer, having at least one coil which has a strip winding formed from strip material, which coil is formed in each case of an undervoltage and a radially adjoining high-voltage winding, each having an inner and an outer electrical connection is provided alternately inwardly and outwardly parallel to the winding axis with tube-like shaped corrugations in which the winding band is corrugated, so that channels are formed in the thus provided corrugations, through which cooling fluid can be flowed.
  • a transformer for example a dry-type transformer, having at least one coil which has a strip winding formed from strip material, which coil is formed in each case of an undervoltage and a radially adjoining high-voltage winding, each having an inner and an outer electrical connection is provided alternately inwardly and outwardly parallel to the winding axis with tube-like shaped corrugations in which the winding band is corrugated, so that channels are formed in the thus provided corrugations, through which
  • the invention relates to the cooling of windings in transformers, especially in dry-type transformers.
  • a winding for a transformer in particular a strip conductor formed tape winding for a cast resin transformer has been known, which is provided with at least one provided for guiding a cooling fluid axially extending cavity which is bounded radially inwardly and outwardly by winding layers of the winding conductor, wherein a plurality of eccentrically arranged, axially extending cavities is provided, which serve as cooling channels, and the cavities are arranged along a winding layer and the cavities are formed by Wellform documentation the winding conductor in this winding layer.
  • a transformer is known with a wound with conductor material coil, are introduced in the cooling channels through which a cooling fluid flows, wherein corrugated components are formed in the coil to form the cooling channels, the waveform of the outer surface, in particular to the outer contour in corner regions of the coil is adapted, these components may also be formed by suitable conductor material.
  • both the low voltage and the high voltage winding are each made smooth-band, that at least in the region of the main scattering channel between the upper and lower voltage winding, a first well region is provided and that a second wave region is provided, which is formed by an attached to the last winding layer of the outer winding further layer corrugated winding tape.
  • smooth band is understood to mean a band conductor which is undecorated and runs flat in the development.
  • the mentioned further winding layer which is provided from corrugated winding tape, integrally attached to the largely smooth-band winding tape, for example by means of welding.
  • the selection of the used joining method depends essentially on the respective manufacturing capabilities and the material of the material, since for example in electrically good conductive conductor material required for electrical resistance welding specific electrical Resistance may be too low or requires significant currents.
  • the mentioned further winding layer of corrugated winding tape is attached to the outer electrical connection, which is provided in principle in band-shaped winding conductors.
  • the attached further winding layer of corrugated winding tape in the region is made smooth-band in the region to an adjacent winding so as to compensate for the increased by the Wellverformung the winding tape space requirements, that is, the distance each Coil to the adjacent winding coils despite increased Diameter of the coil winding coil according to the invention and thus to comply with the usual dimensions of three-phase transformers.
  • An expedient development of the transformer according to the invention provides that the winding band in the first and / or in the second well region, that is formed on the one hand in the region between the upper voltage and lower voltage windings as well as on the other side on the outside similar sine waves, the amplitude and the Wavelength of this sine wave-like tape winding is adjusted according to the intended dimensions or the required cooling capacity of the relevant transformer.
  • the radially inner winding is integrally connected upon reaching the intended number of turns with the inner electrical connection, wherein a further winding layer corrugated winding tape is attached to the inner terminal, so in the area between the lower and upper voltage winding, the cooling channels according to the invention to build.
  • the radially inner winding is extended by a further winding layer corrugated winding tape upon reaching the number of turns provided for the transformer in question, being attached to the one end of this turn of corrugated winding tape to the inner Austechnischsschiene , preferably by welding.
  • the first winding layer of the outer winding, which adjoins the inner winding radially, is corrugated, that is to say that the first winding of the outer winding comprising the inner winding is formed from a sine wave-like shaped winding strip.
  • each corrugated winding layer is electrically insulated from the winding.
  • the transformer according to the invention is formed with a coil consisting of a strip material consisting of strip material and a wire coil consisting of wire, that is, that only one of the two windings of each coil as a tape winding is executed, while the respective other radially adjacent winding is designed as a wire winding.
  • the further embodiment of this variant corresponds to the transformer already described above, each having an undervoltage and a radially subsequent high-voltage winding with electrical connections.
  • a region with alternately inwardly and outwardly parallel to the winding axis is provided with tube-like shaped corrugations, so that channels are formed in the thus provided corrugations, through which cooling fluid can be flowed.
  • the variant given above differs from the transformer described in the introduction in that, in the case of internal wire winding, the tube-like-shaped corrugated regions between the two windings are formed by the band winding adjoining radially on the outside.
  • the tube-like shaped regions are accordingly formed by the inner band winding on its outer side.
  • a variant with external wire winding may be provided, in which the tube-like shaped areas are formed by the inside adjacent tape winding.
  • another layer of wave-shaped tape is added to the outside of the wire winding, wherein this attached tape has no electrically conductive connection to the winding.
  • a sine wave-like shaped winding layer may be provided, which adjoins the end of the smooth-band tape winding.
  • the corrugated winding layers are provided with recesses in the waves. It proves to be particularly advantageous that at least partially recesses are formed in the corrugated surfaces of the winding layers.
  • a further advantageous embodiment of the transformer according to the invention provides that the outer surface of the outer corrugated winding layer is executed in a darker color and thus radiates the heat of dissipation reaching the surface.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a circular cross-section through a first embodiment of the tape winding 10 of the invention for a transformer not shown in detail.
  • the tape winding exists here from a number of first turns 12 of smooth conductor strip 14 and an additional turn 16 of wavy conductor strip 18th
  • the waveform of the corrugated conductor strip is formed according to the invention similar sine waves, with their amplitude and respective wavelength are tuned to the thermal requirements of the relevant transformer and its size and power.
  • Fig. 1 symbolically but only one turn shown, said single turn shown 12 is connected at its inner end with an inner terminal rail or outlet 20 and is connected at its outer end to an outer terminal rail or outlet 22.
  • corrugated conductor strip 18 in turn connects to the outer connecting rail or outlet 22 and ends after a complete circulation, so that the cylindrical belt winding 10 thus formed is surrounded on its outside by a coaxially arranged tube-like channels 24 through which Cooling fluid can flow.
  • cooling fluid is mainly a cooling gas, for example, air, provided.
  • a cooling fluid for example, air
  • another gas or a liquid may be provided, wherein in the case of the use of a cooling liquid further, familiar to the expert insulation and sealing measures are provided.
  • Fig. 2 is a schematic representation of a circular cross-section through a second, reproduced to the first alternative embodiment of the tape winding 10 according to the invention.
  • the tape winding here also consists of a number of first turns 12 of smooth conductor strip 14 and an additional turn 17 of at least partially wavy conductor strip 19th
  • the waveform of the corrugated conductor strip according to the invention is similarly formed sine waves, their amplitude and respective wavelength are also matched to the thermal requirements of the relevant transformer and its size and performance.
  • Fig. 1 symbolically shown here only one turn, this single turn shown 12 is connected at its inner end with an inner terminal rail or outlet 20 and is connected at its outer end to an outer terminal rail or outlet 22.
  • the mentioned additional turn 17 of at least partially corrugated conductor strip 19 in turn connects to the outer connecting rail or outlet 22 and also ends after a complete circulation.
  • this additional turn 17 is not waved over its entire circumferential length, so that the cylindrical band winding 10 thus formed is not completely surrounded on its outside by a coaxially arranged tube-like channels 24, through which cooling fluid can flow, but it is in the area , which is adjacent to a three-phase transformer another coil, smooth running so as not to exceed the construction dimensions of the transformer by maintaining the usual coil spacings as possible.
  • cooling fluid a cooling gas, for example air, is also provided here.
  • a cooling fluid but also another gas or a liquid, because of their higher heat capacity than gas, be provided, in the case of using a coolant further, the skilled person generally familiar measures for electrical insulation and to provide sealing.
  • Fig. 3 is a detail of a plan view of a corrugated surface 26 of a wavy strip conductor 16 and a partially corrugated strip conductor 17 reproduced, in which plan view recesses 28 are visible in the corrugated surface, which are preferably provided as punched 28.
  • plan view recesses 28 can also be introduced, for example, by means of laser cutting in the corrugated surfaces 26.
  • the recesses 28 in the corrugated surface 26 serve to increase the residence time of the cooling medium, in particular cooling air, in the region of the cooling channels 24.
  • the recesses 28 may be formed as cooling slots or in other geometry, through which the cooling fluid can enter and exit again.
  • 30 with the inlet openings for the cooling fluid and 32 are the outlet openings for the cooling fluid, wherein the flow arrows shown indicate the flow direction.
  • the idea underlying the invention provides for improved cooling on the outer surface of an external tape winding 10 by the winding 10 is continued after welding to the winding 10 normally final Aus effetsschiene 22 with a corrugated turn 18 around the winding 10.
  • a good heat transfer from the winding 10 to the corrugated part 18 is achieved by heat conduction.
  • Fig. 2 As an example, an outer coil of a three-phase transformer is shown, in which the corrugated strip conductor 19, which is corrugated to itself, has a smooth-banding to the adjacent coil.
  • this cooling principle can also be applied to the main scattering channel, that is the main isolation region, between two band windings 10, each with a corrugated turn, especially when both windings are low-voltage windings.
  • the main baffle channel is not shown, only external cooling.
  • either the conductor material of the inner winding is not cut off at the end of the winding before welding the second electrical connection, but continued for another turn in wavy form.
  • the connection with the winding has the advantage of good heat conduction in the corrugated part.
  • the corrugated component can also be produced by a turn of the second winding at the beginning before attachment of the first electrical connection.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft Transformator, beispielsweise ein Trockentransformator, mit wenigstens einer Spule (10), die eine aus Bandmaterial (14) gebildete Bandwicklung (10) aufweist, welche Spule (10) aus jeweils einer Unterspannungs- und einer radial anschließenden Oberspannungswicklung mit jeweils einem inneren und einem äußeren elektrischen Anschluss gebildet ist, die zumindest bereichsweise wechselweise nach innen und nach außen parallel zur Wickelachse mit röhrenähnlich geformten Wellbereichen (26) versehen ist, so dass in den derart vorgesehenen Wellbereichen (26) Kanäle (24) gebildet sind, durch welche Kühlfluid strömbar ist, wobei sowohl die Unterspannungs- als auch die Oberspannungswicklung jeweils glattbandig ausgeführt sind, zumindest im Bereich des Hauptstreukanals zwischen Ober- und Unterspannungswicklung ein erster Wellbereich vorgesehen ist und ein zweiter Wellbereich vorgesehen ist, der von einer an die letzte Wicklungslage der außenliegenden Wicklung angefügten weiteren Lage gewellten Wicklungsbandes gebildet ist.

Description

    Beschreibung
  • Die Erfindung betrifft einen Transformator, beispielsweise einen Trockentransformator, mit wenigstens einer Spule, die eine aus Bandmaterial gebildete Bandwicklung aufweist, welche Spule aus jeweils einer Unterspannungs-und einer radial anschließenden Oberspannungswicklung mit jeweils einem inneren und einem äußeren elektrischen Anschluss gebildet ist, die zumindest bereichsweise wechselweise nach innen und nach außen parallel zur Wickelachse mit röhrenähnlich geformten Wellbereichen versehen ist, in denen das Wicklungsband gewellt ist, so dass in den derart vorgesehenen Wellbereichen Kanäle gebildet sind, durch welche Kühlfluid strömbar ist.
  • Insbesondere betrifft die Erfindung die Kühlung von Wicklungen in Transformatoren, speziell in Trockentransformatoren.
  • Aus der DE 10 2008 031 746 ist eine Wicklung für einen Transformator, insbesondere eine aus einem Bandleiter gebildete Bandwicklung für einen Gießharztransformator bekannt geworden, die mit wenigstens einem zur Führung eines Kühlfluids vorgesehenen axial verlaufenden Hohlraum versehen ist, der radial nach innen wie nach außen durch Wicklungslagen des Wicklungsleiters begrenzt ist, wobei eine Mehrzahl von außermittig angeordneten, axial verlaufenden Hohlräumen vorgesehen ist, welche als Kühlkanäle dienen, sowie die Hohlräume entlang einer Wicklungslage angeordnet sind und die Hohlräume durch Wellformgebung des Wicklungsleiters in dieser Wicklungslage gebildet sind.
  • Aus der DE 10 2008 033 125 ist ein Transformator mit einer mit Leitermaterial bewickelten Spule bekannt, in der Kühlkanäle eingebracht sind, durch welche ein Kühlfluid hindurchströmt, wobei zur Bildung der Kühlkanäle gewellte Bauteile in die Spule eingebracht werden, deren Wellenform an die Außenfläche, insbesondere an die Außenkontur in Eckbereichen der Spule angepasst ist, wobei diese Bauteile auch durch geeignetes Leitermaterial gebildet sein können.
  • Die beschriebenen Varianten sind allerdings nur für Kühlkanäle angegeben und dementsprechend hinsichtlich ihrer Kühlwirkung erläutert. Außerdem haben die im Stand der Technik beschriebenen Maßnahmen keinen Effekt auf der Außenoberfläche der Wicklung.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, einen Transformator der eingangs genannten Art anzugeben, der hinsichtlich der Kühlung seiner Wicklung auf einfache und mit wenig Aufwand verbessert ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Demgemäß ist vorgesehen, dass sowohl die Unterspannungs- als auch die Oberspannungswicklung jeweils glattbandig ausgeführt sind, dass zumindest im Bereich des Hauptstreukanals zwischen Ober- und Unterspannungswicklung ein erster Wellbereich vorgesehen ist und dass ein zweiter Wellbereich vorgesehen ist, der von einer an die letzte Wicklungslage der außenliegenden Wicklung angefügten weiteren Lage gewellten Wicklungsbandes gebildet ist. Hier und im Folgenden wird unter glattbandig ein Bandleiter verstanden, der ungewellt ist und in der Abwicklung eben verläuft.
  • Durch diese erfindungsgemäß vorgesehenen Merkmale wird im Zuge der Fertigung eines Transformators ohne merklichen Mehraufwand erreicht, gleichzeitig mit dem Wicklungsaufbau auch die zur Kühlung der Transformatorwicklung erforderlichen beziehungsweise vorgesehenen Kühlkanäle auf einfache Weise einzubeziehen und in den Wicklungsaufbau zu integrieren.
  • Hierdurch ist entsprechend dem betreffenden Transformator beziehungsweise entsprechend dessen betriebsbedingter Wärmeentwicklung auf einfache Weise für Kühlung gesorgt, indem durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Kühlkanäle Kühlfluid hindurchströmen kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Transformators ist die erwähnte weitere Wicklungslage, die aus gewelltem Wicklungsband vorgesehen ist, an das weitgehend glattbandige Wicklungsband einstückig, zum Beispiel mittels Schweißen, angefügt.
  • Als mögliche Schweißverfahren bieten sich hierbei an Laserschweißen, Schutzgasschweißen, Punktschweißen oder elektrisches Lichtbogenschweißen, wobei die Auswahl des benutzten Fügeverfahrens im Wesentlichen von den jeweiligen Fertigungsmöglichkeiten sowie von dem Werkstoff des Materials abhängt, da beispielsweise bei elektrisch gut leitendem Leitermaterial der zum elektrischen Widerstandsschweißen erforderliche spezifische elektrische Widerstand möglicherweise zu gering ist beziehungsweise erhebliche Stromstärken erfordert.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Transformators ist vorgesehen, dass die erwähnte weitere Wicklungslage aus gewelltem Wicklungsband an den äußeren elektrischen Anschluss angefügt ist, der prinzipiell bei bandförmigen Wicklungsleitern vorgesehen ist.
  • Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Transformators kann ferner vorgesehen sein, dass die angefügte weitere Wicklungslage aus gewelltem Wicklungsband im Bereich zu einer benachbart angeordneten Wicklung glattbandig ausgeführt ist, um so den durch die Wellverformung des Wicklungsbandes erhöhten Raumbedarf zu kompensieren, das heißt, den Abstand jeder Spule zu den benachbarten Wicklungsspulen trotz erhöhten Durchmessers der erfindungsgemäßen Bandwicklungsspule und damit die üblichen Abmessungen dreiphasiger Transformatoren einzuhalten.
  • Eine zweckmäßige Weiterbildung des erfindungsgemäßen Transformators sieht vor, dass das Wicklungsband im ersten und/oder im zweiten Wellbereich, das heißt zum einen im Bereich zwischen den Oberspannungs- und Unterspannungswicklungen wie auch zum anderen an der Außenseite ähnlich Sinuswellen geformt ist, wobei die Amplitude und die Wellenlänge dieser sinuswellenähnlichen Bandwicklung entsprechend den vorgesehenen Abmessungen beziehungsweise der erforderlichen Kühlleistung des betreffenden Transformators angepasst ist.
  • In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Transformators ist die radial innenliegende Wicklung bei Erreichen der vorgesehenen Windungszahl mit dem inneren elektrischen Anschluss einstückig verbunden, wobei an den inneren Anschluss eine weitere Wicklungslage gewellten Wicklungsbandes angefügt ist, um so im Bereich zwischen der Unter- und Oberspannungswicklung die erfindungsgemäßen Kühlkanäle zu bilden.
  • Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann aber auch vorgesehen sein, dass die radial innenliegende Wicklung bei Erreichen der für den betreffenden Transformator vorgesehenen Windungszahl um eine weitere Wicklungslage gewellten Wicklungsbandes verlängert ist, wobei an das eine Ende dieser Windung aus gewelltem Wicklungsband an die innere Ausleitungsschiene angefügt ist, vorzugsweise mittels Schweißen.
  • Alternativ kann stattdessen aber auch vorgesehen sein, dass die erste Wicklungslage der sich radial an die innenliegende Wicklung anschließenden außen liegenden Wicklung gewellt ausgeführt ist, das heißt, dass die erste Windung der die innenliegende Wicklung außen umfassenden Bandwicklung aus sinuswellen-ähnlich geformtem Wicklungsband gebildet ist.
  • In weiterer Verbesserung und Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Transformators ist vorgesehen, dass das Ende einer jeden gewellten Wicklungslage gegenüber der Wicklung elektrisch isoliert ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Transformators kann aber auch vorgesehen sein, dass er mit einer Spule, die aus einer aus Bandmaterial bestehenden Bandwicklung sowie aus einer aus Draht bestehenden Drahtwicklung gebildet ist, das heißt, dass nur eine der beiden Wicklungen jeder Spule als Bandwicklung ausgeführt ist, während die jeweils andere radial anschließende Wicklung als Drahtwicklung ausgeführt ist.
  • Die weitere Ausführung dieser Variante entspricht dem bereits eingangs beschriebenen Transformator, der jeweils eine Unterspannungs- und eine radial anschließende Oberspannungswicklung mit elektrischen Anschlüssen aufweist. Zwischen der innenliegenden und der radial außen daran anschließenden Wicklung ist zumindest teilweise ein Bereich mit wechselweise nach innen und nach außen parallel zur Wickelachse mit röhrenähnlich geformten Wellbereichen vorgesehen, so dass in den derart vorgesehenen Wellbereichen Kanäle gebildet sind, durch welche Kühlfluid strömbar ist.
  • Im Einzelnen unterscheidet sich die zuvor angegebene Variante von dem eingangs beschriebenen Transformator dadurch, dass bei innenliegender Drahtwicklung die röhrenähnlich geformten Wellbereiche zwischen beiden Wicklungen von der radial außen anschließenden Bandwicklung gebildet sind.
  • Bei einer Variante mit außenliegender Drahtwicklung sind demgemäß die röhrenähnlich geformten Bereiche von der innenliegenden Bandwicklung an deren Außenseite gebildet.
  • Schließlich kann auch eine Variante mit außenliegender Drahtwicklung vorgesehen sein, bei welcher die röhrenähnlich geformten Bereiche von der innen anliegenden Bandwicklung gebildet sind. Dabei ist aber außen auf der Drahtwicklung eine weitere Lage aus wellenförmig ausgeführtem Band angefügt, wobei dieses angefügte Band keine elektrisch leitende Verbindung zur Wicklung hat.
  • Insbesondere um die Kühlung der Außenoberfläche des erfindungsgemäßen Transformators zu gewährleisten, kann an der Außenseite der außenliegenden Wicklung ebenfalls eine sinuswellen-ähnlich geformte Wicklungslage vorgesehen sein, die an das Ende der glattbandigen Bandwicklung anschließt.
  • Entsprechend dem Hauptzweck des erfindungsgemäßen Transformators, nämlich der Verbesserung der Kühlung und damit der Abfuhr der Verlustwärme ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung vorgesehen, dass zumindest partiell die gewellten Wicklungslagen mit Ausnehmungen in den Wellen versehen sind. Hierbei erweist es sich als besonders vorteilhaft, dass in den gewellten Flächen der Wicklungslagen zumindest partiell Ausnehmungen eingeformt sind.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Transformators sieht vor, dass die Außenfläche der außenliegenden gewellten Wicklungslage in dunkler Farbgebung ausgeführt ist und damit die an die Oberfläche gelangende Verlustwärme abstrahlt.
  • Diese und weitere vorteilhafte Merkmale sowie Vorteile und Verbesserungen sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.
  • Anhand eines in der beigefügten Zeichnung schematisch gezeigten Ausführungsbeispiels sollen die Erfindung, besondere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sowie besondere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bandwicklung;
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung eines Querschnittes durch eine alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bandwicklung;
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung einer ausschnittweisen Draufsicht auf Ausnehmungen im Wellenbereich einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bandwicklung.
  • In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines kreisförmigen Querschnittes durch eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bandwicklung 10 für einen nicht näher gezeigten Transformator wiedergegeben. Die Bandwicklung besteht hierbei aus einer Anzahl von ersten Windungen 12 aus glattem Leiterband 14 sowie aus einer zusätzlichen Windung 16 aus gewelltem Leiterband 18.
  • Die Wellenform des gewellten Leiterbandes ist gemäß der Erfindung ähnlich Sinuswellen ausgebildet, wobei ihre Amplitude und jeweilige Wellenlänge auf die thermischen Erfordernisse des betreffenden Transformators und auf dessen Größe und Leistung abgestimmt sind.
  • Von den ersten Windungen 12 ist in Fig. 1 quasi symbolisch allerdings nur eine Windung dargestellt, wobei diese einzige gezeigte Windung 12 an ihrem innenliegenden Ende mit einer inneren Anschlussschiene oder Ausleitung 20 verbunden ist und an ihrem äußeren Ende an eine äußere Anschlussschiene oder Ausleitung 22 angeschlossen ist.
  • Die erwähnte zusätzliche Windung 16 aus gewelltem Leiterband 18 schließt ihrerseits an die äußere Anschlussschiene oder Ausleitung 22 an und endet nach einem kompletten Umlauf, so dass die so gebildete zylinderförmige Bandwicklung 10 auf ihrer Außenseite von einer aus koaxial angeordneten röhrenähnlichen Kanälen 24 umfasst ist, durch welche Kühlfluid strömen kann.
  • Als Kühlfluid ist vorwiegend ein Kühlgas, zum Beispiel Luft, vorgesehen. Stattdessen kann als Kühlfluid aber auch ein anderes Gas oder aber eine Flüssigkeit vorgesehen sein, wobei im Falle der Verwendung einer Kühlflüssigkeit weitere, dem Fachmann geläufige Isolier- sowie Abdichtungsmaßnahmen vorzusehen sind.
  • In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines kreisförmigen Querschnittes durch eine zweite, zur ersten alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Bandwicklung 10 wiedergegeben. Die Bandwicklung besteht hierbei ebenfalls aus einer Anzahl von ersten Windungen 12 aus glattem Leiterband 14 sowie aus einer zusätzlichen Windung 17 aus zumindest teilweise gewelltem Leiterband 19.
  • Auch hier ist die Wellenform des gewellten Leiterbandes gemäß der Erfindung ähnlich Sinuswellen ausgebildet, wobei ihre Amplitude und jeweilige Wellenlänge ebenfalls auf die thermischen Erfordernisse des betreffenden Transformators und auf dessen Größe und Leistung abgestimmt sind.
  • Von den ersten Windungen 12 ist in Fig. 1 auch hier quasi symbolisch nur eine Windung gezeigt, wobei diese einzige gezeigte Windung 12 an ihrem innenliegenden Ende mit einer inneren Anschlussschiene oder Ausleitung 20 verbunden ist und an ihrem äußeren Ende an eine äußere Anschlussschiene oder Ausleitung 22 angeschlossen ist.
  • Die erwähnte zusätzliche Windung 17 aus zumindest teilweise gewelltem Leiterband 19 schließt ihrerseits an die äußere Anschlussschiene oder Ausleitung 22 an und endet ebenfalls nach einem kompletten Umlauf.
  • Allerdings ist diese zusätzliche Windung 17 nicht über ihre gesamte Umfangslänge wellenartig geformt, so dass die so gebildete zylinderförmige Bandwicklung 10 nicht komplett auf ihrer Außenseite von einer aus koaxial angeordneten röhrenähnlichen Kanälen 24 umfasst ist, durch welche Kühlfluid strömen kann, sondern sie ist in dem Bereich, der bei einem dreiphasigen Transformator einer weiteren Spule benachbart ist, glatt ausgeführt, um so die Bauabmessungen des Transformators durch Einhaltung der üblichen Spulenabstände möglichst nicht zu überschreiten.
  • Die wegen der in diesem der Nachbarspule benachbarten Bereich fehlenden Kühlkanäle 24 eingeschränkte Möglichkeit der Wärmeabfuhr ist beispielsweise durch dementsprechende Gestaltung der Kühlungsmaßnahmen am übrigen Umfang auszugleichen.
  • Als Kühlfluid ist auch hier ein Kühlgas, zum Beispiel Luft, vorgesehen. Stattdessen kann als Kühlfluid aber auch ein anderes Gas oder aber eine Flüssigkeit, wegen deren höheren Wärmekapazität als Gas, vorgesehen sein, wobei im Falle der Verwendung einer Kühlflüssigkeit weitere, dem Fachmann allgemein geläufige Maßnahmen zur elektrischen Isolierung sowie zur Abdichtung vorzusehen sind.
  • In Fig. 3 ist ausschnittweise eine Draufsicht auf eine gewellte Fläche 26 eines gewellten Bandleiters 16 beziehungsweise eines partiell gewellten Bandleiters 17 wiedergegeben, in welcher Draufsicht Ausnehmungen 28 in der gewellten Fläche erkennbar sind, die vorzugsweise als Ausstanzungen 28 vorgesehen sind. Diese Ausnehmungen 28 können aber auch beispielsweise mittels Laserschneiden in den gewellten Flächen 26 eingebracht sein.
  • Die Ausnehmungen 28 in der gewellten Fläche 26 dienen zur Erhöhung der Verweildauer des Kühlmediums, insbesondere Kühlluft, im Bereich der Kühlkanäle 24. Die Ausnehmungen 28 können als Kühlschlitze oder in anderer Geometrie ausgebildet sein, durch welche das Kühlfluid eintreten und wieder austreten kann. Mit 30 sind die Eintrittsöffnungen für das Kühlfluid und mit 32 die Austrittsöffnungen für das Kühlfluid bezeichnet, wobei die gezeigten Strömungspfeile die Strömungsrichtung anzeigen.
  • Die der Erfindung zugrundeliegende Idee sieht vor, für eine verbesserte Kühlung auf der Außenfläche einer außenliegenden Bandwicklung 10 zu sorgen, indem die Wicklung 10 nach Anschweißen an die die Wicklung 10 normalerweise abschließenden Ausleitungsschiene 22 noch mit einer gewellten Windung 18 um die Wicklung 10 fortgesetzt wird. So wird durch die Fortsetzung der Wicklung 10 ein guter Wärmeübergang von der Wicklung 10 zum gewellten Teil 18 durch Wärmeleitung erreicht.
  • Um eine Vergrößerung des Kernbereichs durch Vergrößerung der Spule 10 zu vermeiden, kann es sinnvoll sein, im Bereich zu benachbarten Spulen die Welligkeit des gewellten Leiterbandes 19 zu verkleinern oder ganz wegzulassen, wie in Fig. 2 gezeigt.
  • In Fig. 2 ist als Beispiel eine äußere Spule eines dreiphasigen Transformators gezeigt, bei der zu der benachbarten Spule der an sich gewellte Bandleiter 19 glattbandig ausgeführt ist.
  • In ähnlicher Weise kann dieses Kühlprinzip auch auf den Hauptstreukanal, das ist der Hauptisolationsbereich, zwischen zwei Band-Wicklungen 10 mit jeweils einer gewellten Windung angewendet werden, insbesondere wenn beide Wicklungen Niederspannungswicklungen sind. In den in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Abbildungen ist der Hauptstreukanal nicht dargestellt, sondern nur die Außenkühlung.
  • Hierzu wird entweder das Leitermaterial der inneren Wicklung nicht am Ende der Wicklung vor Anschweißen des zweiten elektrischen Anschlusses abgeschnitten, sondern noch für eine weitere Windung in gewellter Form fortgesetzt. Die Verbindung mit der Wicklung hat den Vorteil der guten Wärmeleitung in das gewellte Teil. Alternativ kann das gewellte Bauteil auch durch eine Windung der zweiten Wicklung am Anfang vor Befestigung des ersten elektrischen Anschlusses hergestellt werden.
  • In beiden Fällen muss das Ende der fortgeführten Windung gegenüber der eigentlichen Wicklung elektrisch isoliert werden, um eine Kurzschlusswindung zu vermeiden.
  • Um die Kühlwirkung zu verbessern, kann auch vorgesehen sein, Ausstanzungen in der gewellten Fläche vorzusehen, wie in Fig. 3 ausschnittweise dargestellt.
  • Außerdem ist es für verbesserten Strahlungsaustausch günstig, die Außenfläche dunkel zu beschichten, das heißt dunkelfarbig auszuführen.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Bandwicklung, Wicklung, Spule
    12
    erste Windung, Wicklungslage
    14
    Leiterband
    16
    zusätzliche Windung, zusätzliche Wicklungslage
    17
    zusätzliche Windung, zusätzliche Wicklungslage
    18
    gewelltes Leiterband
    19
    partiell gewelltes Leiterband
    20
    innere Anschlussschiene oder Ausleitung
    22
    äußere Anschlussschiene oder Ausleitung
    24
    Kühlkanal
    26
    gewellte Fläche, Wellbereich
    28
    Ausnehmung, Ausstanzung
    30
    Eintrittsöffnungen für das Kühlfluid (Strömungspfeile)
    32
    Austrittsöffnungen für das Kühlfluid (Strömungspfeile)

Claims (17)

  1. Transformator, beispielsweise ein Trockentransformator, mit wenigstens einer Spule (10), die eine aus Bandmaterial (14) gebildete Bandwicklung (10) aufweist, welche Spule (10) aus jeweils einer Unterspannungs- und einer radial anschließenden Oberspannungswicklung mit elektrischen Anschlüssen besteht, die zumindest bereichsweise wechselweise nach innen und nach außen parallel zur Wickelachse mit röhrenähnlich geformten Wellbereichen (26) versehen ist, so dass in den derart vorgesehenen Wellbereichen (26) Kanäle (24) gebildet sind, durch welche Kühlfluid strömbar ist.
  2. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Unterspannungs- als auch die Oberspannungswicklung jeweils glattbandig ausgeführt sind, dass zumindest im Bereich des Hauptstreukanals zwischen Ober- und Unterspannungswicklung ein erster Wellbereich (26) vorgesehen ist und dass ein zweiter Wellbereich (26) vorgesehen ist, der von einer an die letzte Wicklungslage der außenliegenden Wicklung angefügten weiteren Lage gewellten Wicklungsbandes (18) gebildet ist.
  3. Transformator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Wicklungslage (16, 17) aus gewelltem Wicklungsband (18) an das glattbandige Wicklungsband (14) einstückig, zum Beispiel mittels Schweißen, angefügt ist.
  4. Transformator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Wicklungslage (16, 17) aus gewelltem Wicklungsband (18) an den äußeren elektrischen Anschluss (22) angefügt ist.
  5. Transformator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die angefügte weitere Windung (17) aus gewelltem Wicklungsband (19) im Bereich zu einer benachbart angeordneten Wicklung (10) glattbandig ausgeführt ist.
  6. Transformator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wicklungsband im ersten und/oder im zweiten Wellbereich ähnlich Sinuswellen geformt ist, wobei deren Amplitude sowie Wellenlänge entsprechend den vorgesehenen Abmessungen des Transformators angepasst ist.
  7. Transformator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innenliegende Wicklung bei Erreichen der vorgesehenen Windungszahl um eine weitere Wicklungslage gewellten Wicklungsbandes verlängert ist und dass an das Ende dieser Windung aus gewelltem Wicklungsband der innere elektrischen Anschluss elektrisch leitend verbunden ist.
  8. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die radial innenliegende Wicklung bei Erreichen der vorgesehenen Windungszahl mit dem inneren elektrischen Anschluss verbunden ist und dass an den Anschluss eine weitere Wicklungslage gewellten Wicklungsbandes angefügt ist.
  9. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass erste Wicklungslage der sich radial an die innenliegende Wicklung anschließenden außen liegenden Wicklung gewellt ausgeführt ist.
  10. Transformator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende einer jeden gewellten Wicklungslage gegenüber der Wicklung elektrisch isoliert ist.
  11. Transformator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest partiell die gewellten Wicklungslagen mit Ausnehmungen in den Wellen versehen sind.
  12. Transformator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gewellten Flächen der Wicklungslagen zumindest partiell mit Ausnehmungen versehen sind.
  13. Transformator nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenfläche der außenliegenden gewellten Wicklungslage in dunkler Farbgebung ausgeführt ist.
  14. Transformator nach Anspruch 1 mit einer Spule, die aus einer aus Bandmaterial (14) bestehenden Bandwicklung (10) sowie aus einer aus Draht bestehenden Drahtwicklung gebildet ist, welche Spule (10) jeweils eine Unterspannungs- und eine radial anschließende Oberspannungswicklung mit elektrischen Anschlüssen aufweist und die zumindest bereichsweise wechselweise nach innen und nach außen parallel zur Wickelachse mit röhrenähnlich geformten Wellbereichen (26) versehen ist, so dass in den derart vorgesehenen Wellbereichen (26) Kanäle (24) gebildet sind, durch welche Kühlfluid strömbar ist.
  15. Transformator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei innenliegender Drahtwicklung die röhrenähnlich geformten Wellbereiche zwischen beiden Wicklungen von der radial außen anschließenden Bandwicklung gebildet sind.
  16. Transformator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei außenliegender Drahtwicklung die röhrenähnlich geformten Bereiche von der innenliegenden Bandwicklung an deren Außenseite gebildet sind.
  17. Transformator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei innenliegender Bandwicklung die röhrenähnlich geformten Bereiche zwischen beiden Wicklungen von der innen liegenden Bandwicklung gebildet sind, wobei auf der Außenseite der Drahtwicklung eine weitere Lage aus wellenförmig ausgeführtem Band angefügt ist, welches keine elektrisch leitende Verbindung zur Wicklung hat.
EP09015033A 2009-12-04 2009-12-04 Transformator mit Bandwicklung Withdrawn EP2330603A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09015033A EP2330603A1 (de) 2009-12-04 2009-12-04 Transformator mit Bandwicklung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09015033A EP2330603A1 (de) 2009-12-04 2009-12-04 Transformator mit Bandwicklung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2330603A1 true EP2330603A1 (de) 2011-06-08

Family

ID=42112056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP09015033A Withdrawn EP2330603A1 (de) 2009-12-04 2009-12-04 Transformator mit Bandwicklung

Country Status (1)

Country Link
EP (1) EP2330603A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012210802A1 (de) * 2012-06-26 2014-01-02 Siemens Aktiengesellschaft Spulenanordnung und Verfahren zur Herstellung sowie Verwendung der Spulenanordnung mit Kühlung
WO2021151468A1 (en) 2020-01-28 2021-08-05 Magnebotix Ag Electro-magnetic coil with coolant permeability

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3585276A (en) * 1968-11-08 1971-06-15 B S & W Whitley Ltd Transformer insulation construction comprising concentric cylinders and spacing sticks
DE2430035A1 (de) * 1974-06-22 1976-01-08 Transformatoren Union Ag Wicklungen fuer transformatoren, drosselspulen und dergleichen
DE2842061A1 (de) * 1978-09-27 1980-04-03 Transformatoren Union Ag Wicklung, insbesondere oberspannungswicklung fuer verteilungstransformatoren
EP0049382A1 (de) * 1980-09-25 1982-04-14 Transformatoren Union Aktiengesellschaft Wicklungsanordnung für Transformatoren mit quadratischem Kernquerschnitt
JPS59132606A (ja) * 1983-01-20 1984-07-30 Takaoka Ind Ltd 条コイル及びその製造方法
JPH08316052A (ja) * 1995-05-24 1996-11-29 Meidensha Corp 箔巻線変圧器
EP1255258A1 (de) * 2001-04-19 2002-11-06 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Wicklungsanordnung

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3585276A (en) * 1968-11-08 1971-06-15 B S & W Whitley Ltd Transformer insulation construction comprising concentric cylinders and spacing sticks
DE2430035A1 (de) * 1974-06-22 1976-01-08 Transformatoren Union Ag Wicklungen fuer transformatoren, drosselspulen und dergleichen
DE2842061A1 (de) * 1978-09-27 1980-04-03 Transformatoren Union Ag Wicklung, insbesondere oberspannungswicklung fuer verteilungstransformatoren
EP0049382A1 (de) * 1980-09-25 1982-04-14 Transformatoren Union Aktiengesellschaft Wicklungsanordnung für Transformatoren mit quadratischem Kernquerschnitt
JPS59132606A (ja) * 1983-01-20 1984-07-30 Takaoka Ind Ltd 条コイル及びその製造方法
JPH08316052A (ja) * 1995-05-24 1996-11-29 Meidensha Corp 箔巻線変圧器
EP1255258A1 (de) * 2001-04-19 2002-11-06 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Wicklungsanordnung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012210802A1 (de) * 2012-06-26 2014-01-02 Siemens Aktiengesellschaft Spulenanordnung und Verfahren zur Herstellung sowie Verwendung der Spulenanordnung mit Kühlung
WO2021151468A1 (en) 2020-01-28 2021-08-05 Magnebotix Ag Electro-magnetic coil with coolant permeability

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69922094T2 (de) Transformatorkern aus amorphem Metall
DE3728839C2 (de)
EP2428967B1 (de) Transformatorwicklung
DE102014222468A1 (de) Fließpressverfahren zur Herstellung einer elektrischen Spule und Spule nach diesem Verfahren hergestellt
DE10157590A1 (de) Wicklung für einen Transformator oder eine Spule
EP1722997B1 (de) Magnetpol für magnetschwebefahrzeug
EP1722998B1 (de) Magnetpol für magnetschwebefahrzeuge
EP2330603A1 (de) Transformator mit Bandwicklung
EP2079604B1 (de) Magnetpol für magnetschwebefahrzeuge
DE102016220823A1 (de) Stator mit in den Endbereichen verminderten Wirbelströmen
WO2023110002A1 (de) Stator für eine elektrische maschine mit statornuten für eine statorwicklung, wobei wenigstens eine der statornuten von einem kühlfluid durchströmbar ist
CH646822A5 (de) Dynamoelektrische maschine mit in rotornuten eingebetteter wicklung.
DE102014224393A1 (de) Spule für eine elektrische Maschine zum Anordnen um einen ein elektrisches Feld führenden Kern und Verfahren zur Herstellung einer entsprechenden Spule
WO2022033620A1 (de) Elektromotor mit kühleinrichtung zur aktiven kühlung der wicklungsabschnitte innerhalb von nutbereichen eines grundkörpers
EP0040382B1 (de) Bandwicklung für einen flüssigkeitsisolierten Transformator
DE102021115644B4 (de) Segmentierter, ringförmiger Stator und Verfahren zur Herstellung eines segmentierten, ringförmigen Stators für eine elektrische Maschine
EP2863402A1 (de) Bandwicklung für Hochspannungstransformatoren
EP2182533B1 (de) Transformator
WO2010066361A1 (de) Flüssigkeitsgekühlte bandwicklung
DE10160860A1 (de) Stromwandler, vorzugweise für einen Fehlerstrom-Schutzschalter
DE102021112869A1 (de) Spulenanordnung
WO2024018055A1 (de) Stator für eine elektrische maschine
WO2015106985A1 (de) Isolierungssystem, stator, elektrische maschine, insbesondere turbogenerator, sowie verfahren zum isolieren eines elektrischen leitelements
DE19608289C2 (de) Aus Scheibenspulen bestehende Hochspannungswicklung für Transformatoren und Drosselspulen
DE1513997B2 (de) Abschirmflaeche fuer transformatoren, drosselspulen und dgl. hochspannungsgeraete

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20101117

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA RS

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20111209