JPS5919458B2

JPS5919458B2 - 層状巻線として形成された変圧器巻線

Info

Publication number: JPS5919458B2
Application number: JP54075761A
Authority: JP
Inventors: オツト−・グラウル
Original assignee: Messwandler Bau GmbH
Current assignee: Messwandler Bau GmbH
Priority date: 1978-07-13
Filing date: 1979-06-18
Publication date: 1984-05-07
Also published as: DE2830757A1; BE877656A; DE2830757C2; JPS5513999A; FR2431173A1; NL185804B; NL185804C; SU1039453A3; CA1137576A; CH648149A5; DD145974A5; GB2025698A; HU182901B; SE7906117L; ES482456A0; SE430365B; IT1122123B; US4311979A; NL7905384A; IN150502B

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、連続的な帯状の導体を有し、その絶縁が導体
の層状への巻付けの途中において施され、また、導体の
幅のほぼ３倍に相当する幅の絶縁テープを有し、これに
よつて、絶縁テープが導体の回りに一つの側において二
重に折り重ね可能となつている層状巻線として形成され
た、好適には、高圧層状巻線として形成された変圧器巻
線に関するものである。

このような種類のチヨークコイル又は変圧器コイルに対
する帯状導体の絶縁方法は、例えば、ドイツ特許公開第
１５６３４５８号公報から公知となつている。

この方法は、導体の絶縁及び同時的な個々の絶縁紙層の
固着のために、その都度、折り重ね装置の前において接
着剤が導体の上に施されるので、不利である。すなわち
、同公報によると、接着剤が折り重ね装置の前において
施され、従つて、まず、単に、絶縁紙（絶縁テープ）が
導体に接着するだけであるようにする。それ故、この手
段によると、異なつた巻線層の導体は、接着剤によつて
接着されることはできない。接着剤が導体の上に、接着
剤が折り重ねられた絶縁紙から、多かれ少なかれはみ出
すような量を施された時に始めて、接着剤は異なつた巻
線層の導体ないしは絶縁紙の接着にも役立つことができ
るようになるだけである。しかしながら、このような手
段は、制御することは不可能である。なぜならば、この
ような接着は、接着剤が多量か、少量か絶縁紙の折り重
ね継ぎ目からはみ出す量に関係するからである。このよ
うに、この手段は、導体の回りに折り重ねられた絶縁紙
の十分な接着は可能とさせるが、巻線層の固着は、接着
剤が絶縁紙の上に過剰に施され、これによつて、接着剤
の一部分が折り重ね継ぎ目を貫いて流出し、従つて、次
ぎの層の対応する巻線の接着も可能となるようになる時
に、保証されるだけである。このような手段は、多数の
層から成立つている層状巻線、特に、高圧層状巻線に、
必要な機械的強度を与えるのには適していない。また、
目指された含浸も困難とされる。なぜならば、個々の層
の間の接着箇所が、全く一定の制御された間隔で形成さ
れないからである。これに対し、本発明においては、後
記の説明から明らかとなるとおり、接着剤の施される接
着箇所１０ａは、絶縁テープ４の外側の上に、予定され
た間隔で且つ予定された量を施され、これによつて、施
された接着剤は、もつばら、異なつた又は隣接する巻線
層の接着のためだけに役立つものであり、導体のこれを
包囲する絶縁テープとの接着には役立たないものである
。本発明の課題は、上記のような公知の変圧器巻線層を
ａ）多数の層の場合においても、十分な機械的強度を有
していることｂ）一つの巻線層の個々の巻線の含浸又は
多数の巻線層の間の含浸が、接着剤の接着によつて阻害
されないことｃ）巻き付けが中断無く自動的に、好適に
は、プログラム制御されて、一段で行なわれることがで
きることが可能であるように改良することにあるもので
ある０この課題は、本発明によると、絶縁テープが導体
絶縁の他に同時に層間絶縁をも形成することと、巻線層
の周辺の上にあらかじめ決められた間隔に点状の接着箇
所が単に導体絶縁の外側の上だけに施され、これらが、
それに続く巻線層の固着のために役立つことと、巻線層
の長さが層ごとに、層巻線の横断面が差し当たり台形状
に、又は、少なくとも近似的に台形状に形成され、一方
、層状巻線の自由な外端部への移行が１個又は多数の異
なつた半径を有する１個又は多数の円弧から成立つこと
とによつて解決される。

このようにして、本発明によると、接着剤を単に絶縁テ
ープの外側の上にだけ施すことにより、上記の本発明の
課題のａ）及びｂ）が解決され、また、多層の変圧器巻
線のあらかじめ与えられた横断面によつて、中断の無い
巻き付けが可能となり、従つて、上記の本発明の課題の
ｃ）が解決されるようになるものである。

なお、全自動的な巻線過程に対しては、導体絶縁が同時
に層間絶縁となることが重要である。

これによつて、苦労の多い巻線ないしは層間絶縁の差し
込みが無くなるが、若しも、公知の層状巻線の製造の場
合のように、別の追加の層間絶縁の巻き付けないしは差
し込みが必要とされる時には、その都度、巻回過程の中
断が生じ、このことは、当然、長い巻き付け時間及び高
価な巻き付け作業となることは明白なところである。ま
た、本発明によると、導体絶縁の外側をねらつて施され
た点状の接着箇所が、個々の巻線層の卓越した強度を生
じさせ、従つて、こじんまりとした巻線構造が生ずるこ
とも、有利なところである。同時に、接着箇所の間に残
つたままであるすきまが、液状又はガス状の含浸剤の十
分な含浸を可能とさせる。巻線の台形状の部分、又は、
ほぼ台形状の部分から層状巻線の自由な外端部への円弧
状の移行のために、好適には、高電位にあるしやへい電
極が非常に簡単に形成されることのできることも、有利
なことである。この選択された巻線構造によつて、優れ
た層間の制御が得られる。更に、帯状導体からその絶縁
物と一諸に形成される一つの層の個々の巻線が正面側を
間隔無しに隣接する時には、有利となる。

帯状導体の厚さよりも本質的により大きな幅を有する帯
状の導体の使用は、追加の層間絶縁が無いにもかかわら
ず、層間電圧が余りに大きくなること無しに、層ごとの
間隔の無い巻線を可能とさせる。また、液状又はガス状
含浸剤の含浸も、一つの層の個々の巻線の隣接する巻線
との間の間隔を、何ら必要としない。他方、個々の巻線
の隣接する巻線との間の、仕上げ次第で生ずる数分の１
１Ｌ７１１のすきまの幅は、有害ではなく、含浸過程を
一層促進させることができる。特許請求の範囲第１項記
載の層状巻線の横断面が「少なくとも近似的に台形状に
」形成されるという表現は、層状巻線の横断面の形状が
、数学的に厳密に台形を現わさなければならないことの
ないことを、意味するものである。

従つて、層状巻線の自由な正面側は、横断面が一種のｅ
関数（指数関数）で始まり、それから直線状部分に移行
し、その後、円形の接続円弧につながることもできる（
第４ａ図）。一種のｅ関数に従つて湾曲された側部表面
から円形状の接続円弧への移行も可能である（第４ｂ図
）。本発明の実施のために使用される折り重ね装置は、
簡単に製作されることができる。

なぜならば、この装置は、後に詳細に説明されるように
、単に、平らな台板１２と、平らな横けた１３，１４，
１５とから成立つているからである。各横けたは、それ
ぞれ、一定ではあるが、装入ローラ１１から始まつて段
々より小さくなる横断面を有している貫通口１６，１７
，１８を有している。これらの貫通口は、例えば、フラ
イス加工によつて容易に作られることができる。後続す
る巻線層は、先行する巻線層の巻線を完全に被覆するの
で、絶縁テープ４の導体３への接着は省略されることが
できる。

以下、本発明をその実施例を示す添附図面に基づいて説
明する。

第１図は、帯状の、好適にはアルミニウム製の導体３及
び導体３の回りに巻かれるべき絶縁テープ４に対する貯
蔵ローラ１，２を示すものである。

絶縁テープ４は、含浸剤に従つて、合成樹脂シート製か
有機材料製である。適切な含浸媒体は、特に、油又はガ
ラスであり、好適には、六フツ化イオウである。装入ロ
ーラ５，６を介して、導体３及び絶縁テープ４は多段階
折り重ね装置７に導かれる。この折り重ね装置７は、後
続される転向口ーラ８と一諸に、その幅が導体の幅の約
３倍に相当する絶縁テープ４が、巻線の進行中に、導体
３の回りを強固に包囲する。転向ローラ８は、巻線体９
の巻線軸心Ａの土方にほぼ垂直に配置され、これによつ
て、転向ローラ８の上に近寄つて来る絶縁された導体部
分３，４及び転向ローラ８から走り去る絶縁された導体
３，４が、４０ラ〜７００の鋭角を作るようにする。転
向ローラ８と、巻付け体９とのこの関係によつて、導体
３の絶縁テープによる強固な被覆が援助される。巻線方
向に、絶縁された導体部分３，４が既に存在する巻線層
の上に、接線で走り土がる箇所の直前に、少なくとも１
個の接着装置１０が配置されており、それによつて、よ
り早い巻線層の巻線の既に存在する絶縁の外側上に、一
つの巻線の周囲の上に分割されて多数の接着点１０ａが
施されることができる。好適には、３〜７個の接着点が
一つの巻線の周囲の上に施され、これによつて、こじん
まりとした巻線構造を維持することができるようになる
。第２図は、本発明の対象ではないが、公知の多段階折
り重ね装置７の構造及び作動様式を明瞭に示すものであ
る。この装置７は、旋回自在に軸承された装入ローラ１
１から成立つているが、このローラ１１は、第１図に示
すように、帯状の導体３及び絶縁テープ４を一諸に供給
される。台板１２は、絶縁された導体部分３，４に対す
る連続的に縮少される貫通開口１６，１７，１８を備え
た多数の横けた１３，１４，１５を設けられている。更
に、台板１２の中には連続的に縮少される案内みぞ１９
，２０，２１があり、これらのみぞは、導体３の回りの
絶縁テープ４の包囲を援助する。出口みぞ２２及び出口
ローラ２３の上を、完全に絶縁材料で包囲された導体が
、折り重ね装置７を去る。第３，４ａ〜４ｃ図には、図
示された層状巻線の巻付け体が、それぞれ、２４で、ま
た、巻線軸心が、それぞれ、Ａで示されている。

種々の巻線層Ｌｌ，Ｌ，，Ｌ３・・・・・Ｌｘの個々の
巻線は、正面側、すなわち、隣接する導体の厚さの間の
間隔を無間隔で、あるいは、辛うじて認め得るわずかな
すきまで、相互に隣接している。個々の巻線２５は、単
に、絶縁テープ４によつて取巻かれているだけであるが
、このことは、第５図に明らかにされている。層Ｌｌ，
Ｌ２，Ｌ３・・・・・ＬＸの間の層間絶縁は、存在して
いない。導体３の巻線絶縁４は、巻線軸心Ａに関して外
方に横たわつている導体の偏平側２６が、内方に横たわ
つている導体の偏平側２７（絶縁テープ被覆３０）に比
べて、二重の絶縁テープ被覆２８，２９を含むように実
施される〇導体の幅に対する導体の厚さの割合Ｂ／Ｄが
、例えば、５０：１〜１００：１のように、比較的大き
いので、絶縁テープ４の幅は、帯状の導体３の幅の少な
くとも約３倍であることが分かる。

導体の厚さＤは、実際上、無視されることができる〇第
３図に示す層状巻線は、公知の台形巻線として形成され
るが、しかしながら、その側方の正面３１，３２は、半
径Ｒを有している際立つた円弧で最後の巻線層に移行し
ている。最外方の巻線層Ｌｘは、その円筒状に延びてい
る部分の上を、ほぼ、環状電極３３を形成している細長
く裂かれた金属帯によつて包囲されている。第４ａ〜４
ｃ図から分かるように、本発明による層巻線はまた、台
形からやや異なつた輪郭を有することもできる。

このようにして、側方の正面３４が、最初は、一種の指
数関数（ｆ＝ＥＸ）に従つて移行し、それから、直線状
部分に移行し、その後半径Ｒを有する円弧状部分が、最
後の巻線層に移行する（第４ａ図）。

第４ｂ図に示す実施形態によると、側方の正面３５はま
た、一種の指数関数（ｆ＝ＥＸ）に従つて延びている巻
線部分が、直接的に半径Ｒを有している円弧状部分に移
行している。

第４ｃ図は、側方正面３６が、最初に、正確に台形状に
延び、この場合、この巻線部分において、それから、異
なつて減少する半径Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３を有する円弧状部
分に接続している実施形態を示すものである。

第５ｂ図に示すように、帯状導体３の絶縁はまた、２個
の絶縁テープ４ａ，４ｂから形成され、これらが、一方
では、巻線軸心Ａに関して外方に横たわつている導体の
偏平側３７の回りに、他方では、内方に横たわつている
導体の偏平側３８の回りに折り重ねられることもできる
。

本発明による層巻線の機械的強度の向上のために、接着
点を巻線ごとに、巻線の周囲の異なつた箇所に施すこと
が、特に、大きな層数の場合に有利であり得る。

層巻線の自由外端部への円弧状の移行を決定する半径は
、好適には、２０〜１００ｕである。

本発明によつて作られた層巻線は、すべての種類の変圧
器、特に、測定変圧器及び試験変圧器に対して好適には
、誘導変成装置に対して適している。主要な応用分野の
一つは、ＳＦ６絶縁された誘導変成装置である。本発明
による層巻線は、仕上げ過程の著しい合理化を可能とさ
せる。

なぜならば、全体の絶縁過程及び巻線過程が、第一層の
第一巻線から、最後の層の最後の巻線まで、対応するプ
ログラム制御によつて全自動化されることができるから
である。なぜならば、既に前に説明したように、本発明
においては、層絶縁の巻き付けないしは差し込みは省略
されるので、巻回過程が中断されなければならないこと
がなく、従つて、全自動的なプログラム制御された巻回
過程が可能となるからである〇

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による帯状の導体材料から製作可能な層
状巻線の製造の原理を示す略図、第２図は導体絶縁を施
すための多段階式折り重ね装置の斜視図、第３図は本発
明による層状巻線の横断面図、第４ａ〜４ｃ図は第３図
に示す層状巻線の変形を示す部分断面図、第５ａ及び５
ｂ図は、一重ないしは二重に折り重ねられた絶縁テープ
を有する帯状導体の拡大横断面図である。３・・・・・・導体；４・・・・・・絶縁テープ；１０
ａ・・・・・・接着箇所；２６，２７，３７，３８・・
・・・・導体の偏平側；３４・・・・・・層状巻線の正
面側。

Claims

【特許請求の範囲】１連続的な帯状の導体３を有し、その絶縁が導体３の
層状への巻き付けの途中において施されることが可能で
あり、また、導体３の幅の約３倍に相当する幅の連続的
な絶縁テープ４を有し、これによつて、絶縁テープ４が
導体３の回りにその一つの側において二重に折り重ね可
能となつている層状巻線として形成されている変圧器巻
線において、個々の巻線層（Ｌ＿１、Ｌ＿２、Ｌ＿３・
・・・・Ｌ＿Ｘ）が絶縁された帯状の導体３によつて形
成され、この導体３の上には、各巻線層（Ｌ＿１、Ｌ＿
２、Ｌ＿３・・・・・Ｌ＿Ｘ）の回りにおいて導体３の
絶縁テープ４の外側の上に予定された間隔で点状に接着
箇所１０ａが設けられ、この接着箇所１０ａは、その上
に置かれる巻線層の接着のために役立ち、また、巻線層
（Ｌ＿１、Ｌ＿２、Ｌ＿３・・・・・Ｌ＿Ｘ）の長さは
、層ごとに、巻線層の横断面が、最初は、台形状に、又
は、少なくともほぼ台形状に形成され、一方、巻線層の
自由な外端部への移行部は、１個又は多数の異なつた半
径（Ｒ；Ｒ＿１、Ｒ＿２、Ｒ＿３）を有する１個又は多
数の円弧から成立つように短縮されていることを特徴と
する変圧器巻線。２帯状の導体３からその絶縁テープ４と一諸に形成さ
れた巻線層（Ｌ＿１、Ｌ＿２、Ｌ＿３・・・・・Ｌ＿Ｘ
）の個々の巻線２５が、巻線軸心Ａに沿つて間隔無しに
相互に境を接しているようにした特許請求の範囲第１項
記載の変圧器巻線。３絶縁テープ４が帯状の導体３の回りに、巻線軸心Ａ
から反対側の導体３の側２６が二重の絶縁テープ４の被
覆を有し、巻線軸心Ａの方に向いている導体３の側２７
が一重の絶縁テープ４に有しているようになつている特
許請求の範囲第１又は２項記載の変圧器巻線。４帯状の導体３の絶縁テープ４が、２個の絶縁テープ
４ａ、４ｂから形成され、これらが、一部分は、巻線軸
心Ａに関して外方に横たわつている導体３の偏平側３７
の回りに、また、一部分は、内方に横たわつている導体
３の偏平側３８の回りに折り重ねられている特許請求の
範囲第１、又は、２項記載の変圧器巻線。５巻線層（Ｌ＿１、Ｌ＿２、Ｌ＿３・・・・・Ｌ＿Ｘ
）が、最内方の層状巻線の端部から出発して、層状巻線
の正面側３４が、まず、指数関数（ｆ＝ｅ＾Ｘ）の形態
を有し、それに、層状巻線の直線状の、台形状の部分が
つながるように短縮されている特許請求の範囲第１項記
載の変圧器巻線。６巻線層（Ｌ＿１、Ｌ＿２、Ｌ＿３・・・・・Ｌ＿Ｘ
）が、最大の幅を有している巻線層Ｌ＿１から出発して
、巻線の正面側３５が、最初に、指数関数（ｆ＝ｅ＾Ｘ
）の形状を有するように短縮され、その短縮部に、直接
的に円弧が、巻線層の自由な外端部への移行部としてつ
ながつている特許請求の範囲第１項記載の変圧器巻線。７最外方の巻線層Ｌ＿Ｘが、円筒状の巻線部分の領域
において、環状電極３３を形成している、細長く裂かれ
ている金属帯によつて包囲されている特許請求の範囲第
１〜６項のいずれかに記載の変圧器巻線。