CH368236A - Elektrische Wickelanordnung, insbesondere für Transformatoren und Kondensatoren - Google Patents

Elektrische Wickelanordnung, insbesondere für Transformatoren und Kondensatoren

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CH368236A
CH368236A CH6827959A CH6827959A CH368236A CH 368236 A CH368236 A CH 368236A CH 6827959 A CH6827959 A CH 6827959A CH 6827959 A CH6827959 A CH 6827959A CH 368236 A CH368236 A CH 368236A
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strip
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CH6827959A
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Henry Brustle Heinz
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Gen Electric
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01F27/2847Sheets; Strips
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    • H01F27/2847Sheets; Strips
    • H01F2027/2857Coil formed from wound foil conductor

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  • Power Engineering (AREA)
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Description


      Elektrische        Wickelanordnung,        insbesondere        für    Transformatoren     und        Kondensatoren       Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische  Wickelanordnung, insbesondere für Transformatoren  und Kondensatoren.  



  Die Erfindung ist besonders geeignet für aus auf  gewickelten Folien bestehende Induktionsspulen.  Unter  aus aufgewickelten Folien bestehende Induk  tionsspulen  soll eine Spule verstanden werden, die  eine gewisse axiale Länge aufweist und aus einem  isolierenden Band oder einem     Streifen    mit     geringem     spezifischem Widerstand und     einer        Folie    gewickelt ist,  wobei die axiale Länge der Spule gleich der Breite  des Bandes ist und die Dicke der Spule der Folien  stärke entspricht und jede Windung eine vollständige  Lage der Spule ausmacht.  



  Es ist ein Zweck der vorliegenden     Erfindung,     elektromagnetische Induktionsspulen und     kapazitive     Wickel zu schaffen, welche für hohe Ströme     bestimmt     sind, praktisch frei von Lufteinschlüssen sind, welche  Einschlüsse unerwünschte Entladung verursachen  können und bei welchen     Wickelanschlussenden    leicht  angebracht werden können.

   Die elektrische Spulen  anordnung gemäss der     vorliegenden    Erfindung ist  dadurch gekennzeichnet, dass ein Band aus isolieren  dem Material, das auf beiden einander gegenüber  liegenden Flächen     metallisiert    ist, mit einem elek  trisch leitenden Streifen zusammengewickelt ist, der  sich praktisch in gleicher     Richtung    erstreckt wie die       metallasierten        Oberflächen,    so dass der leitende Strei  fen zwischen den     metallisierten    Oberflächen benach  barter Windungen liegt und gemeinsam mit diesem  einen Leiter bildet, wobei der     leitende    Streifen haupt  sächlich den Strom leitet.  



  Die Erfindung soll     anschliessend    anhand der bei  liegenden Zeichnungen     beispielsweise    näher     erläutert     werden, wobei im einzelnen     darstellen:          Fig.1    Teile     eines    Transformators,         Fig.    2 eine Teilansicht des Transformators gemäss  Füg.

   1 entlang der     Schnittlinie    2-2 in     Fig.    3,       Fig.    3 einen Querschnitt durch den Transformator  gemäss     Fig.1,    senkrecht zu dem Schnitt der     Fig.    2,       Fig.    4, 5 und 6 weitere Ausführungsbeispiele der       Spulenanordnung    und       Fig.7    einen     elektrischen    Kondensator.  



       Fig.    1 zeigt einen Transformator, dessen Kern 1  durch eine     Spulenanordnung    umgeben ist. Die     Spu-          lenanordnung    besteht aus einem     Zylinder    2 aus iso  lierendem Material, beispielsweise aus Kunstharz oder  einem mit Kunstharz imprägnierten Papier, um wel  chen     eine    aus einer Folie gewickelte Spule 3 ange  ordnet ist. Die     eine    Folie enthaltende Spule 3 kann  entweder die primäre oder die sekundäre Wicklung  des Transformators sein.

   Die zweite Wicklung     kann     entweder auf einen anderen Schenkel des     Transfor-          matorkernes    1 aufgebracht sein oder     konzentrisch     über der ersten Wicklung. Die Wicklung ist aus Grün  den der     übersichtlichkeit    nicht massstabsgetreu; auch  die relativen Ausdehnungen     einschliesslich    derjenigen  der     Anschlussenden,        Abgriffe    und Spulen müssen  nicht     notwendigerweise    wie dargestellt ausgebildet  sein.  



  Die Spule 3 besteht aus einem Band 6 aus iso  lierendem     Material-,    welches Band an beiden einander  gegenüberliegenden Flächen 7 und 8     metallisiert    ist,  und ist mit     einem    sich     in    gleicher Richtung     erstrek-          kenden    leitenden Streifen 9 aus     Aluminium,    Kupfer  oder einem anderen elektrisch gut leitenden Material  zusammen aufgewickelt. Das Band 6 kann aus jedem  Isoliermaterial bestehen, welches die     Erfordernisse     bezüglich Temperatur- und Spannungsfestigkeit des  Transformators erfüllt.

   Es hat sich herausgestellt, dass       Polyäthylenterephthalatfilme    besonders geeignet sind,  wenngleich auch andere     Isoliermaterialien,    wie     Zel-          luloseazetat,        regenerierte    Zellulose,     Polyvinylalkohol,              Polysteren    und dergleichen sowie mit einem Kunst  harz imprägniertes Papier oder Gewebe verwendet  werden können.  



  Die Spule 3 besitzt     weiterhin        Anschlussenden    4 und       4cc    sowie     Anzapfungen    4b, welche mit dem Leiter 9  an Punkten verbunden sind, an denen die Windungen  einen gewissen Abstand voneinander aufweisen. Die  Anschlüsse bzw. Abgriffe ragen axial aus der Wick  lung heraus.  



  Die Lagen 7 und 8 sind dadurch gebildet, dass  die     Oberflächen    des     dielektrischen    Materials 6 metal  lisiert worden sind, im Gegensatz zu metallischen  Folien, die lediglich an das Isoliermaterial, angelagert  sind. Die     metallisierten    Lagen 7 und 8 können auf  dem Film in     Form    von feinverteilten Metallpartikeln,  beispielsweise durch Aufsprühen, Aufstreichen, Ein  tauchen in eine die Metallpartikel enthaltende Flüs  sigkeit, durch     Vakuumaufdampfen,    durch thermi  sches Aufdampfen, durch elektrische Ablagerung  oder :

  irgendeinen anderen Prozess aufgebracht sein,  durch welchen die metallischen Partikel gut zum Haf  ten gebracht werden können, so dass ein durchgehen  der metallischer Überzug auf dem     dielektrischen    Iso  liermaterial entsteht. Der Metallüberzug kann aus  irgendeinem geeigneten, elektrisch leitenden Material  bestehen, wie beispielsweise Aluminium, Kupfer,  Zinn, Silber oder einem anderen Metalle. Da weiterhin  die leitende Folie 9 vorgesehen ist, welche in erster  Linie den Strom leitet, müssen die Überzüge 7 und 8  keine grosse     Stromleitkapazität    besitzen. Sie können  daher sehr dünn sein, wobei lediglich darauf geachtet  werden muss, dass sie einen durchgehenden Überzug  auf der     Oberfläche    des     dielektrischen    Filmes dar  stellen.

   Aus den gleichen Gründen ist es auch mög  lich,     Überzugsmaterialien        zu    verwenden, welche nur  schlechte Leiter oder Halbleiter sind; es können da  her     Kohlenstoffdispersionen    auf dem     dielektrischen          Film    zur Bildung der Lagen 7 und 8 aufgebracht  werden. Der Ausdruck  metallisiert  soll daher be  deuten, dass irgendein Leitermaterial, sei es ein guter  oder ein schlechter Leiter, einschliesslich Kohlenstoff,  auf den isolierenden Streifen aufgebracht ist.  



  Der durch eines der oben erwähnten Verfahren  aufgebrachte und aus metallischen oder einem an  deren leitenden Material bestehenden     Partikeln    ge  bildete Überzug lässt keine     Lufteinschlüsse    zu und ist  daher viel. wirksamer, als eine     mit    dem     dielektrischen     Streifen     lediglich    verbundene     Folie.    Die     einzigen     Lufteinschlüsse, welche bei der beschriebenen Anord  nung auftreten können, befinden sich zwischen der  Folie 9 und den     angrenzenden    metallischen überzö  gen;

   da jedoch die metallischen     Überzüge    7 und 8  in elektrischem Kontakt mit der Folie 9 stehen, be  finden sich beide auf dem gleichen elektrischen Poten  tial, so dass     zwischen    beiden auch keine Spannung  entstehen kann, welche eine Ionisation oder einen       Koronadurchschlag        hervorrufen    könnte.  



  Das zusammengesetzte Blattmaterial 5 ist vor  zugsweise so dünn und flexibel, dass es ohne Schwie  rigkeiten zu Spulen gewickelt werden kann, bei wel-         chen    die Lagen aneinander anliegen, ohne dass die  Überzüge brechen. Dies ist ohne weiteres möglich,  da die metallisierten Lagen 7 und 8 ausserordentlich  dünn sein können, sogar nur eine molekulare Stärke  aufweisen können, soweit die Lagen nur durchgehend  sind.  



  Wie aus den     Fig.    2 und 3 zu ersehen ist, ist das  zusammengesetzte Blattmaterial 5 mit der Folie 9  gemeinsam und konzentrisch aufgewickelt, so dass  ein zusammengesetzter     spulenförmig    aufgewickelter  Leiter entsteht, der aus den metallischen Lagen 7 und  8 und der zwischen ihnen liegenden Folie 9 besteht.  Wie aus den Zeichnungen entnommen werden kann,  ist die innere isolierende Schicht 6 des zusammen  gesetzten Blattmaterials etwas breiter als die Lagen  7, 8 und die Folie 9, so dass der hervorspringende  Teil der Lage 6 eine isolierende Abschirmung dar  stellt, welche einen Funken- oder     Lichtbogenüber-          schlag    zwischen den Kanten der metallischen Lage  und der Folie verschiedener Windungen verhindert.

    Zu diesem Zweck können die Randzonen des Aus  gangsmateriales für das Isoliermaterial 6 abgedeckt  werden, so dass die     metallischen        überzüge    auf die  gewünschte Breite beschränkt bleiben. Anderseits  kann besonders in den Fällen, wo aus     wirtschaftlichen     Gründen das metallisierte Blattmaterial relativ breit  hergestellt wird und dann zu Streifen geschnitten  wird, der Metallüberzug zunächst auf das gesamte  Blattmaterial aufgetragen werden und anschliessend,  das heisst nach dem Schneiden in Streifen, entlang  den Randzonen beispielsweise durch Ätzen in dem  gewünschten Ausmass entfernt werden.  



  Bei dem fertigen elektrischen Gerät können     sich     axial erstreckende Kanäle vorgesehen sein, durch  welche ein Kühlmedium, wie beispielsweise Öl oder  Luft, zur Kühlung des Transformators während des  Betriebes hindurchströmt. Zur Bildung dieser Kühl  kanäle können Abstandsteile 13     (Fig.3)    vorgesehen  sein, welche in Intervallen von einigen Windungen  eingeführt werden und Kühlkanäle 10 in der Spulen  anordnung bilden. In diesem Zusammenhang sei er  wähnt, dass die Metallagen und das     Folienmaterial     an den beiden Seiten der Kühlkanäle 10 auf glei  chem Potential liegen, so dass keine elektrischen  Felder in den Kühlkanälen auftreten können.  



  Einige Kanäle 10 können dazu verwendet wer  den, Abgriffe an gewünschten Punkten des     folien-          förmigen    Leiters 9 anzubringen; in den     Fig.    2 und 3  ist ein Abgriff 11 gezeigt, welcher axial aus einem  Kühlkanal 10 herausragt. Der     Abgriffleiter    11 ist  durch Schweissen oder ein anderes Verfahren vor dem  Wickeln mit dem Leiter 9 elektrisch verbunden wor  den. Es können jedoch auch     Abgriffsleiter    verwendet  werden, welche eine andere Form besitzen als der  im     Querschnitt    rechteckige Leiter 11.

   Die Abgriffe       könen    auch anstelle der in den     Kühlkanälen    befind  lichen Leitern aus     folienförmigen    Streifen bestehen,  die zwischen einander berührenden Teilen des     folien-          förmigen    Leiters 9 und des benachbarten metallischen  Überzuges eingewickelt     sind.         Wenngleich die beschriebene Anordnung vor  zugsweise bei     Transformatorspulen    verwendet wer  den kann, kann sie auch bei anderen elektrischen  Geräten, wie beispielsweise Kondensatoren, Anwen  dung finden.

       Fig.    7 zeigt einen elektrischen Konden  sator, bei welchem     folienartige    Leiter 20 und 21 mit  zwischen ihnen liegenden,     mit        metallischen        Überzügen     versehenen     dielektnischen    Streifen 22 und 23 gemein  sam aufgewickelt sind, so dass ein gewickelter Kon  densator 24 gebildet ist, von welchem     Anschlusslei-          tungen    25 und 26 axial     abragen,    die     mit    den     Folien     20 und 21 verbunden sind.

   In ähnlicher Weise wie  bei dem oben beschriebenen Transformator, bildet  jeder     folienartige    Leiter 20, 21 gemeinsam mit den       benachbarten    metallischen Lagen einen     zusammen-          gesetzten    Leiter, der um die     Spulenachse    gewickelt  ist. Auch in diesem Fall tritt das Problem von Luft  einschlüssen zwischen dem Leiter und dem     dielektri-          schen    Blattmaterial nicht auf, trotzdem relativ grosse  Ströme durch die Anordnung geführt werden kön  nen.

   Wie bei dem oben beschriebenen Transformator  erstreckt sich das     dielektrische    Blattmaterial in seit  licher     Richtung    über die seitlichen Begrenzungskan  ten der metallischen Schichten und der     fohenartigen     Leiter 20 und 21 hinaus, wie dies aus     Fig.7    er  sehen werden kann.  



  Weiterhin kann der     beschriebene    Aufbau auch  auf andere Formen von aufgewickelten     Leitern    an  gewendet werden, wie dies in den     Fig.4,    5 und 6  dargestellt ist.  



  In     Fig.    4 ist ein     rechteckiger    metallisierter     dielek-          trischer    Streifen 27 mit metallisierten     L7berzügen    27a,  27b, gemeinsam     mit    einem dazwischen     liegenden     Streifen 28 aus leitendem Material schraubenlinien  förmig um einen     isolierenden    Zylinder 2a gewickelt,  so dass der Leiter 28 gemeinsam     mit    den     metallischen     Schichten<I>27a</I> und<I>27b</I> einen zusammengesetzten       spulenförmigen    Leiter bildet, wobei zwischen den  Schichten und dem Streifen keine Spannung besteht.

      Die Anordnung     gemäss        Fig.    5 ist ähnlich wie die  jenige der     Fig.4,    wobei jedoch der metallisierte       dielektrische    Streifen 29 und der leitende Streifen 30  je einen     rechteckigen    Querschnitt besitzen und so  gewickelt sind, dass eine 'Schmalseite des rechteckigen  Querschnitts auf den isolierenden     Zylinder    2a zu lie  gen kommt.  



       Fig.    6 zeigt eine Anordnung konzentrisch mitein  ander aufgewickelter Streifen aus einem Leiter 31  und einem metallisierten     dielektrischen    Streifen 32 in  Form von axial voneinander getrennten, scheiben  artig     ausgebildeten        Spulenkörpern,    wobei in gleicher  Weise wie bei den bisher beschriebenen Anordnun  gen die Leiter 31 mit den auf den     Isolierstreifen    32  aufgebrachten leitenden Schichten in Kontakt stehen.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH Elektrische Wickelanordnung, dadurch gekenn zeichnet, dass ein Band aus isolierendem Material, das auf beiden einander gegenüberliegenden Flächen metallisiert ist, mit einem elektrisch leitenden Strei fen zusammengewickelt ist, der sich praktisch in glei cher Richtung erstreckt wie die metallisierten Ober flächen,
    so dass der leitende Streifen zwischen den metallisierten Oberflächen benachbarter Windungen liegt und gemeinsam mit diesem einen Leiter bildet, wobei der leitende Streifen hauptsächlich den Strom leitet. UNTERANSPRÜCHE 1. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Band (6) aus isolierendem Ma terial an den Längskanten unmetallisierte Flächen aufweist. 2. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass sich Abstandsstücke (13) zwischen den Windungen der Leiter befinden, um Kühlkanäle (10) zu bilden.
CH6827959A 1958-01-15 1959-01-13 Elektrische Wickelanordnung, insbesondere für Transformatoren und Kondensatoren CH368236A (de)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2515873A1 (de) * 1974-04-24 1975-11-13 Asea Ab Direkt gekuehlte bandlagenwicklung
EP0546453A1 (de) * 1991-12-13 1993-06-16 Zellweger Luwa Ag Messwandler für statische Elektrizitätszähler
EP0575384B1 (de) * 1991-03-13 1996-12-11 ITT Automotive Europe GmbH Zweirohr-stossdämpfer
DE102021118754A1 (de) 2021-07-20 2023-01-26 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Kondensator

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