WO2008148498A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines ringkerntransformators - Google Patents
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- H01F41/06—Coil winding
- H01F41/08—Winding conductors onto closed formers or cores, e.g. threading conductors through toroidal cores
Definitions
- the invention relates to a method for producing a toroidal transformer according to the preamble of claim 1 and to an apparatus for carrying out the method according to the preamble of claim 5.
- a method and a device of the aforementioned type has become known from WO 95/12887.
- the method and the device serve to produce toroidal transformers with high powers, for example in the MVA range, in particular for power distribution networks, since the significantly lower losses and other known advantages have a particularly advantageous effect and thus a high economic benefit is present.
- the ring core described in WO 95/12887 is wound on the belt and the ring core is associated with a guide with rotating winding rollers on which there is a winding of sheet metal strip conductors or a winding of insulating material.
- the guide in this case has a separation point, so that it can be unfolded and placed around the respective leg of the toroidal core.
- the sheet metal strip material and the insulating material wrap, so that in this way the winding segments can be produced.
- the object of the invention is to provide a method and a device of the type mentioned, in which the production of a toroidal transformer or transformer is simplified.
- the at least three winding modules are to be set up on a guide device; Thereafter, the Kemblech is pushed by means of a feed device through the interior of the winding modules to form a ring.
- the winding modules are placed forming an approximate circle on the guide device, wherein the circumferential distances of the winding spacings may be equal or unequal.
- the winding modules can be placed close to each other on the circle segment; after completion of the production of the toroidal core, the winding modules are shifted again, so that they are distributed approximately uniformly around the circumference of the toroidal core.
- the circle or the circular segment has a diameter or radius corresponding to the diameter or radius of the toroidal core.
- the device with which the method can be carried out has rollers lying between the individual winding modules, on which the sheet metal strip material is laid and with which the sheet metal strip material is carried after several layers have been produced.
- vertically extending double rollers are provided between individual winding modules, between which the strip material passes and through which the strip material in the direction Feed through the winding modules through is driven by frictional engagement.
- Fig. 1 is a plan view of an apparatus for producing the toroidal core
- FIG. 2 is a side view according to arrow direction II of FIG .. 1
- winding modules 11, 12, 13, 14 and 15 are placed, wherein the winding modules 11 to 15 are arranged on a circular arc whose diameter corresponds approximately to the diameter of the inserted ring core.
- five winding modules are provided, which are placed close to one another in such a way that their center plane extends through a center M, which corresponds to the center of the toroidal core.
- the distances of the individual winding modules seen in the circumferential direction are dimensioned such that between the winding modules 11, 12; 12, 13; 13, 14 space for a respective roller carrier 16, 17, 18 a, 18 b and 19 is present, whose axis of rotation also passes through the center M.
- a roller carrier 16, 17 each provided with a roller
- a roller carrier with two rollers 18a and 18b is provided;
- the number of rollers between each two winding carriers is arbitrary; It can be provided a role or more than two roles. It is essential that the rollers 16 to 19 can carry the weight of the finished toroidal core.
- an angle a is formed, which is greater than 180 °. This angle results from the way the winding modules are set up, and from the number. It's drawn here by accident.
- perpendicular drive rollers 20a and 20b and 21a and 21b are provided which serve to drive a conductor strip to form the toroidal core.
- a conductor plate 22 is threaded with its front, vertical edge 23 in the direction of arrow P through the opening 24 of the winding module 15, through the opening 25 of the winding module 14 and the respective openings of the winding modules 11, 12 and 13, wherein the Conductor strip also between the drive rollers 21a, 21b; 20a and 20b is inserted, wherein additionally in the area between the winding modules 11 and 15, two further drive rollers 26a, 26b and 27a and 27b are provided; the circumferential distance of the individual drive roller pairs 20a, 20b; 21a, 21b; 26a, 26b and 27a, 27b is distributed uniformly around the circumference; the axis of rotation of the drive roller pairs extend parallel to the vertical extent H of the ladder belt 22 or vertically to the supporting or erection level 10, wherein the lateral distance is variable according to the thickness of the ladder belt 22 and the ring core.
- the two drive rollers can be pressed by spring arrangements or the like against the broad side of the conduct
- the edge 23 is threaded through the two drive rollers 26a and 26b and then through the drive rollers 27a, 27b, which can be done manually because the ladder belt 22 has a small thickness, so its weight is low, at least in the area behind the front edge 23.
- the winding of the toroidal core will be automatic, because the front edge 23 on the Inside the conductor strip 22 comes to rest and the remaining area outside the inner winding layer of the conductor strip 22 is wound.
- the angle a is expediently dimensioned such that the threading in of the front edge 23, in particular between the drive rollers 27a and 27b, can take place easily manually.
- the winding modules 11 to 15 can be assigned to one another in such a way that they are distributed approximately evenly, in any case meaningfully, around the circumference.
- the winding modules 11 to 15 are prefabricated and with the insertion of the conductor strip 22, the entire production of the toroidal transformer thus simplified.
- FIG. 2 only shows the carrier roller 29.
- winding modules 11 to 15 The production of the winding modules 11 to 15 is state of the art, so that nothing is to be explained in more detail here.
- the height H of the conductor strip 22 can be selected according to the desired core cross-section. There is the possibility to process conductor bands 22 of different heights to a toroidal core.
- FIG. 1 shows the device only schematically. About the size of the angle is only said so much: it is to be dimensioned so that the manual threading of the leading edge 23 of the ladder belt 22 is easily and easily possible.
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Ringkerntransformators, mit einem aus wenigstens einem Leiterband (22) gebildeten Ringkern und mit wenigstens drei ringartigen Wicklungsmodulen (11-15), durch deren Innenraum der Ringkern hindurchgeführt ist. Die wenigstens drei Wicklungsmodule werden auf einer Führungs Vorrichtung (10) aufgestellt. Das Leiterband wird mittels einer Vorschubeinrichtung (27a, 27b,- 21a, 21b...) durch den Innenraum der Wicklungsmodule zur Bildung des Ringkerns hindurchgeschoben.
Description
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Ringkerntransformators
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Ringkerntransformators gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 5.
Ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der WO 95/12 887 bekannt geworden. Das Verfahren und die Vorrichtung dienen dazu, Ringkerntransformatoren mit hohen Leistungen, zum Beispiel im MVA-Bereich insbesondere für Energieverteilungsnetze herzustellen, da sich die wesentlich geringeren Verluste und weitere bekannte Vorteile ganz besonders vorteilhaft auswirken und damit ein hoher volkswirtschaftlicher Nutzen vorhanden ist.
Der in der WO 95/12 887 beschriebene Ringkern ist aufs Band gewickelt und dem Ringkern ist eine Führung mit umlaufenden Wickelrollen zugeordnet, auf denen sich eine Wicklung aus Blechbandleitern beziehungsweise eine Wicklung aus Isoliermaterial befindet. Die Führung besitzt hierbei eine Trennstelle, damit sie aufgeklappt und um den betreffenden Schenkel des Ringkerns herumgelegt werden kann. Beim Umlauf der Wickelrollen in der Führung wickeln sich das Blechbandmaterial und das Isoliermaterial ab, so dass auf diese Weise die Wicklungssegmente hergestellt werden können.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Herstellung eines Ringkernwandlers oder - transformators vereinfacht wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß also sollen die wenigstens drei Wicklungsmodule auf einer Führungsvorrichtung aufgestellt werden; danach wird das Kemblech mittels einer Vorschubeinrichtung durch den Innenraum der Wicklungsmodule zur Bildung eines Ringes hindurchgeschoben.
Die Wicklungsmodule werden einen ungefähren Kreis bildend auf die Führungsvorrichtung aufgestellt, wobei die Umfangsabstände der Wicklungsabstände gleich oder ungleich sein können.
Bei einer besonderen Herstellungsmethode können die Wicklungsmodule dicht nebeneinander auf dem Kreissegment aufgestellt werden; nach Beendigung der Herstellung des Ringkernes werden die Wicklungsmodule wieder verschoben, so dass sie etwa gleichmäßig am Umfang des Ringkerns verteilt sind. Der Kreis beziehungsweise das Kreissegment besitzt einen Durchmesser beziehungsweise Radius der dem Durchmesser beziehungsweise Radius des Ringkerns entspricht.
Die Vorrichtung mit der das Verfahren durchgeführt werden kann, besitzt zwischen den einzelnen Wicklungsmodulen liegende Rollen, auf denen das Blechbandmaterial aufgelegt wird und mit welchen das Blechbandmaterial nach Erzeugung mehrerer Lagen getragen wird. Im Bereich dieser horizontal liegenden Rollen, deren Mittelachse etwa quer zum Verlauf des Blechbandmaterials und damit etwa zum Mittelpunkt des Kreises beziehungsweise Kreissegments hin ausgerichtet ist, sind zwischen einzelnen Wicklungsmodulen senkrecht verlaufende Doppelwalzen vorgesehen, zwischen denen das Bandmaterial hindurch läuft und durch die das Bandmaterial in Richtung Vorschub durch die Wicklungsmodule hindurch durch Reibschluss angetrieben wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen
Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Vorrichtung zur Herstellung des Ringkerns und
Fig. 2 eine Seitenansicht gemäß Pfeilrichtung Il der Fig. 1.
Es sei Bezug genommen auf die Fig. 1.
Auf einer Tragebene 10 (siehe Fig. 2) sind Wicklungsmodule 11 , 12, 13, 14 und 15 aufgestellt, wobei die Wicklungsmodule 11 bis 15 auf einem Kreisbogen angeordnet sind, dessen Durchmesser etwa dem Durchmesser des einzufügenden Ringkerns entspricht. Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 sind fünf Wicklungsmodule vorgesehen, die nahe beieinander derart aufgestellt sind, dass deren Mittelebene durch einen Mittelpunkt M verlaufen, der dem Mittelpunkt des Ringkerns entspricht. Die Abstände der einzelnen Wicklungsmodule in Umfangsrichtung gesehen, werden so bemessen, dass zwischen den Wicklungsmodulen 11 , 12; 12, 13; 13, 14 Platz für je einen Rollenträger 16, 17, 18a, 18b und 19 vorhanden ist, deren Drehachse ebenfalls durch den Mittelpunkt M verläuft. Zwischen den beiden Wicklungsmodulen 11 , 12 beziehungsweise 12 und 13 ist ein Rollenträger 16, 17 mit je einer Rolle vorgesehen, wogegen zwischen den Wicklungsmodulen 13 und 14 ein Rollenträger mit zwei Rollen 18a und 18b vorgesehen ist; die Anzahl der Rollen zwischen jeweils zwei Wicklungsträgern ist beliebig; es können eine Rolle oder auch mehr als zwei Rollen vorgesehen sein. Wesentlich ist, dass die Rollen 16 bis 19 das Gewicht des fertigen Ringkerns tragen können.
Zwischen den Mittelebenen der Wicklungsmodule 11 und 15 ist ein Winkel a gebildet, der größer als 180° ist. Dieser Winkel ergibt sich aus der Art wie die Wicklungsmodule aufgestellt sind, und aus der Anzahl. Es ist hier rein zufällig so gezeichnet.
Zwischen den Wicklungsmodulen 12 und 13 beziehungsweise 14 und 15 sind senkrecht verlaufende Antriebswalzen 20a und 20b beziehungsweise 21a und 21 b vorgesehen, die zum Antrieb eines Leiterbandes zur Bildung des Ringkerns dienen.
Zu Beginn der Herstellung des Ringkerns wird ein Leiterblechband 22 mit seiner vorderen, vertikalen Kante 23 in Pfeilrichtung P durch die Öffnung 24 des Wicklungsmoduls 15, durch die Öffnung 25 des Wicklungsmoduls 14 und die jeweiligen Öffnungen der Wicklungsmodule 11 , 12 und 13 hindurchgefädelt, wobei das Leiterband auch zwischen die Antriebswalzen 21a, 21b; 20a und 20b eingefügt ist, wobei zusätzlich noch in dem Bereich zwischen den Wicklungsmodulen 11 und 15 zwei weitere Antriebswalzen 26a, 26b und 27a und 27b vorgesehen sind; der Umfangsabstand der einzelnen Antriebswalzenpaare 20a, 20b; 21a, 21b; 26a, 26b und 27a, 27b ist gleichmäßig am Umfang verteilt; die Drehachse der Antriebswalzenpaare verlaufen parallel zur Höhenerstreckung H des Leiterbandes 22 beziehungsweise vertikal zu der Trag- oder Aufstellebene 10, wobei der seitliche Abstand entsprechend der Dicke des Leiterbandes 22 beziehungsweise des Ringkernes variabel ist. Die beiden Antriebswalzen können dabei durch Federanordnungen oder dergleichen gegen die Breitseite des Leiterbandes 22a angedrückt werden, so dass das Leiterband 22 durch die Antriebswalzen in Pfeilrichtung P durch Reibschluss weitergeschoben wird.
Sobald die vordere Kante 23 des Leiterbandes 22 das Wicklungsmodul 11 durchquert hat, wird die Kante 23 durch die beiden Antriebswalzen 26a und 26b sowie danach durch die Antriebswalzen 27a, 27b hindurchgefädelt, was manuell erfolgen kann, da das Leiterband 22 eine geringe Dicke aufweist, sodass dessen Gewicht zumindest im Bereich hinter der Vorderkante 23 gering ist.
Sobald die Vorderkante 23 die Antriebswalzenpaare 27a, 27b durchquert hat, wird die Aufwicklung des Ringkerns automatisch verlaufen, weil die vordere Kante 23 auf der
Innenseite des Leiterbandes 22 zu liegen kommt und der übrige Bereich außerhalb der inneren Wicklungslage des Leiterbandes 22 aufgewickelt wird.
Der Winkel a wird zweckmäßiger Weise so bemessen, dass das Einfädeln der vorderen Kante 23 insbesondere zwischen die Antriebswalzen 27a und 27b manuell leicht erfolgen kann. Sobald die Herstellung des Ringkernes beendet ist, können die Wicklungsmodule 11 bis 15 so einander zugeordnet werden, dass sie etwa gleichmäßig, jedenfalls sinnvoll, am Umfang verteilt sind.
Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 sind lediglich fünf Wicklungsmodule vorgesehen; es besteht natürlich auch die Möglichkeit, eine geringere oder größere Anzahl von Wicklungsmodulen vorzusehen, die von Anfang an gleichmäßig verteilt angeordnet sein können; wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 gezeigt, sind die Umfangsab- stände der Wicklungsmodule bei der Fertigung des Ringkerns gering.
Die Wicklungsmodule 11 bis 15 werden vorgefertigt und mit Einschieben des Leiterbandes 22 die gesamte Fertigung des Ringkerntransformators damit vereinfacht.
Nachzutragen ist noch, dass in dem Bereich des offenen Winkels a zwei weitere Trägerrollen 28 und 29 vorgesehen sind, von denen die Fig. 2 lediglich die Trägerrolle 29 zeigt.
Die Herstellung der Wicklungsmodule 11 bis 15 ist Stand der Technik, so dass hierzu nichts näher ausgeführt werden soll.
Die Höhe H des Leiterbandes 22 kann entsprechend dem gewünschten Kernquerschnitt gewählt werden. Es besteht dabei die Möglichkeit, Leiterbände 22 unterschiedlicher Höhe zu einem Ringkern zu verarbeiten.
Zwischen den einzelnen Wicklungsschichten des Ringkerns befindet sich Isoliermaterial, so dass die einzelnen Schichten elektrisch voneinander isoliert sind.
Es sei nochmals darauf hingewiesen, dass die Zeichnung Fig. 1 die Vorrichtung nur schematisch zeigt. Über die Größe des Winkels sei nur soviel gesagt: er ist so zu bemessen, dass das manuelle Einfädeln der Vorderkante 23 des Leiterbandes 22 leicht und einfach möglich ist.
Claims
1. Verfahren zum Herstellen eines Ringkerntransformators, mit einem aus wenigstens einem Leiterband gebildeten Ringkern und mit wenigstens drei ringartigen Wicklungsmodulen, durch deren Innenraum der Ringkern hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens drei Wicklungsmodule auf einer Führungsvorrichtung (10) aufgestellt werden und dass das Leiterband mittels einer Vorschubeinrichtung (27a, 27b; 21a, 21b ...) durch den Innenraum der Wicklungsmodule zur Bildung des Ringkerns hindurchgeschoben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , zur Herstellung eines Ringkerntransformators mit mehreren Wicklungsmodulen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsmodule in etwa einer gegebenenfalls angenäherten Kreisform auf die Führungsvorrichtung aufgestellt werden, wobei die Umfangsabstände der Wicklungsmodule gleich oder ungleich sein können.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsmodule zur Herstellung des Ringkerns dicht nebeneinander aufgestellt und nach Beendigung der Herstellung des Ringkerns etwa gleichmäßig, jedenfalls sinnvoll, am Umfang verteilt werden.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leiterband an wenigstens zwei Stellen mittels zwischen zwei Wicklungsmodulen angeordneten Antriebsrollen angetrieben wird, wobei die Mittelachse der Antriebsrolle senkrecht zu Vorschubrichtung des Kernblechs verlaufen.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, gekennzeichnet durch eine Trägervorrichtung (10), auf der die Wicklungsmodule aufstellbar sind, durch wenigstens zwei zwischen zwei Wicklungsmodulen (11 bis 15) angeordneten Trägerrollen (16, 17, 18a, 18b, 19, 28, 29) und Antriebswalzen, die beidseitig gegen das Leiterband (22) angedrückt und antreibbar sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede Trägerrolle wenigstens eine Rolle aufweist, deren Mittelachse senkrecht zu der Vorschubbewegung des Leiterbandes verläuft.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Trägerrolle wenigstens ein Rollenpaar umfasst.
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