DE10246543A1

DE10246543A1 - Winding arrangement e.g. for transformers, includes leakage flux guide yoke designed as leakage flux guide disc

Info

Publication number: DE10246543A1
Application number: DE10246543A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Schlosser; Heinz Schmidt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2003-06-18

Abstract

A winding arrangement having a first winding (3) coaxially surrounding a second winding (4) leaving a leakage gap (5), and has a leakage flux guide arrangement (7) with a leakage flux guide cylinder (8) arranged in the gap (5) and coaxially surrounding the second winding (4). The leakage flux guide yoke (9) is designed such that the leakage flux guide cylinder (8) is largely uniformly magnetically contacted at its end face (11) over its total periphery

Description

Die Erfindung betrifft eine Wicklungsanordnung mit einer ersten Wicklung, die eine zweite Wicklung koaxial unter Belassung eines Streuspalts umgibt, mit einer Streuflussführungsanordnung mit einem im Streuspalt angeordneten und die zweite Wicklung koaxial umgebenden Streuflussführungszylinder und mit zumindest einem stirnseitig zu den Wicklungen angeordneten, sich in radialer Richtung erstreckenden Streuflussführungsjoch. The invention relates to a winding arrangement with a first winding that coaxially under a second winding Surrounding a scattering gap surrounds with a leakage flux guide arrangement with one in the spreading gap arranged and coaxially surrounding the second winding Leakage flux guide cylinder and with at least one arranged at the end to the windings, in a radial Direction stray flow guide yoke.

Eine solche Wicklungsanordnung ist aus der veröffentlichten internationalen Patentanmeldung WO 0016350 bekannt. Die bekannte Wicklungsanordnung ist Bestandteil eines supraleitenden Transformators. Der Transformator weist einen Rahmenkern, gebildet mit zwei Kernjochen und zwei äußeren Kernschenkeln auf, in dessen Fenster die Wicklungen der Wicklungsanordnung angeordnet sind, so dass sich die Kernjoche jeweils stirnseitig zu den Wicklungen befinden. Der Rahmenkern weist weiterhin einen mittleren, zusätzlichen Kernschenkel auf, der koaxial von den Wicklungen der Wicklungsanordnung umgeben und endseitig mit den Kernjochen verbunden ist. Die Kernjoche weisen dabei einen Durchmesser auf, der dem Durchmesser des mittleren Kernschenkels entspricht. Über den Rahmenkern wird der sich im Betrieb einstellende magnetische Hauptfluss in einem geschlossenen magnetischen Kreis geführt. Dies gilt auch für den sich im Betrieb im Streuspalt einstellenden Streufluss. Dieser wird im Streuspalt durch den Streuflussführungszylinder und außerhalb des Streuspalts größtenteils über die ohnehin vorhandenen Kernjoche und den mittleren Kernschenkel geführt. Such a winding arrangement is from the published international patent application WO 0016350 known. The known winding arrangement is part of a superconducting transformer. The transformer has one Frame core, formed with two core yokes and two outer ones Core legs in whose window the windings of the Winding arrangement are arranged so that the Core yokes are located on each end of the windings. The Frame core still has a medium, additional Core leg on which is coaxial with the windings of the Surround winding arrangement and end with the core yokes connected is. The core yokes have a diameter on the the diameter of the central core leg equivalent. The frame core will be in operation main magnetic flux in a closed magnetic circuit. This also applies to the Operation in the spreading flow setting the spreading gap. This will in the spreading gap through the leakage flow guide cylinder and outside the scattering gap mostly about the anyway existing core yokes and the central core leg.

Jedes Kernjoch bildet somit auch ein Streuflussführungsjoch. Bei der bekannten Wicklungsanordnung bildet jeder Übergang zwischen dem Streuflussführungszylinder und einem der die Streuflussführungsjoche bildenden Kernjoche eine magnetische Drosselstelle. Dort kann es im Betrieb zur magnetischen Sättigung des magnetischen Materials kommen, aus dem die Kernjoche gebildet sind, was wiederum zu Verzerrungen der mit dem Transformator zu transformierenden Spannungen bzw. Ströme führen kann. Auch tritt ein Teil des im Streuflussführungszylinders geführten Streuflusses an den Stirnseiten des Streuflussführungszylinders aus und wird auch durch den freien Außenraum geführt, was sich ebenfalls nachteilig auf die Übertragungseigenschaften der Wicklungsanordnung bzw. des Transformators auswirkt. Each core yoke thus also forms a leakage flux guide yoke. In the known winding arrangement, each transition forms between the leakage flow guide cylinder and one of the Scatter flux guide yokes form a magnetic core yokes Choke point. There it can become magnetic during operation Saturation of the magnetic material from which the Core yokes are formed, which in turn leads to distortion of the voltages or currents to be transformed in the transformer can lead. Part of the im Litter flux guide cylinder led to the leakage flux End faces of the leakage flux guide cylinder and will also led through the open space, which is also disadvantageous on the transmission properties of the Winding arrangement or the transformer affects.

Aus der Offenlegungsschrift DE 31 15 785 A1 ist eine Wicklungsanordnung mit drei koaxial ineinander stehenden Wicklungen bekannt. Diese sind in einem leitfähigen Kessel angeordnet. Zur Vermeidung von Heißstellen, die aufgrund von im Kessel induzierten Wirbelströmen auftreten können, sind an der Kesselwand Streuflussführungspakete vorgesehen. Diese sind als rechteckförmige Pakete ausgeführt und mit Abstand auch stirnseitig zu den Wicklungen angeordnet. Die Streuflussführungspakete dienen zur Führung des radial außerhalb der Wicklungen auftretenden Streuflusses zum Schutz der leitfähigen Kesselwand. From the published patent application DE 31 15 785 A1 is a Winding arrangement with three coaxial Known windings. These are in a conductive kettle arranged. To avoid hot spots caused by Eddy currents induced in the boiler are on stray flow guide packages are provided for the boiler wall. This are designed as rectangular packets and at a distance also arranged on the end face of the windings. The Leakage flux guidance packages are used to guide the radial leakage flux occurring outside the windings for protection the conductive boiler wall.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wicklungsanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, deren Übertragungseigenschaften vergleichsweise gut sind. The object of the invention is to provide a winding arrangement specify the type mentioned at the beginning, whose Transmission properties are comparatively good.

Die Aufgabe wird bei einer Wicklungsanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Streuflussführungsjoch derart ausgebildet ist, dass der Streuflussführungszylinder über seinen gesamten Umfang weitgehend gleichmäßig magnetisch kontaktiert ist. The task is at the beginning of a winding arrangement mentioned type according to the invention solved in that the Stray flux guide yoke is designed such that the Leakage flux guide cylinder over its entire circumference is largely evenly contacted magnetically.

Vorteilhaft wird bei dieser Ausgestaltung der Wicklungsanordnung durch das Streuflussführungsjoch der sich im Betrieb einstellende Streufluss gleichmäßig entlang des gesamten Umfangs - und nicht nur entlang eines Teils des Umfangs, wie beim Stand der Technik - aufgenommen und radial nach innen geführt. Dadurch ist der magnetische Streufluss gleichmäßig entlang des Umfangs des Streuflussführungszylinders sowohl auf das Streuflussführungsjoch, als auch auf den Streuflussführungszylinder verteilt. Der Übergang zwischen dem Streuflussführungszylinder und dem Streuflussführungsjoch bildet dadurch keine Drosselstelle; eine Sättigung des Streuflussführungsjochs und folglich Verzerrungen sind beim Betrieb des Transformators vermieden, so dass die Übertragungseigenschaften der Wicklungsanordnung vergleichsweise gut sind. In this embodiment, the Winding arrangement through the leakage flux guide yoke during operation, the stray flux is evenly distributed along the entire circumference - and not just along part of the Scope, as in the prior art - recorded and radial led inside. This is the magnetic leakage flux evenly along the circumference of the Leakage flux guide cylinder both on the Litter flux guide yoke, as well as on the Leakage flux guide cylinder distributed. The transition between the leakage flow guide cylinder and the leakage flow guide yoke does not form a throttle point; a saturation of the Leakage flux guide yokes and consequent distortions are at Operation of the transformer avoided, so that Transmission properties of the winding arrangement are comparatively good.

Vorzugsweise ist das Streuflussführungsjoch als Streuflussführungsscheibe ausgebildet, auf der die Stirnseite des Streuflussführungszylinders steht. Bei dieser Ausgestaltung ist der über den gesamten Umfang weitgehend gleichmäßige magnetische Kontakt besonders einfach hergestellt und der magnetische Streufluss wird gleichmäßig vom gesamten Umfang des Streuflusszylinders in radialer Richtung weitergeführt. The leakage flux guide yoke is preferably as Leakage flux guide disc formed on the front of the leakage flux guide cylinder. At this Design is largely over the entire scope uniform magnetic contact particularly easy is produced and the magnetic leakage flux becomes even of the entire circumference of the stray flow cylinder in radial Direction continued.

Bevorzugt umgeben die Wicklungen und das Streuflussführungsjoch einen Kernschenkel, wobei das Streuflussführungsjoch eine entsprechende Öffnung aufweist, durch die der Kernschenkel geführt ist, wobei die Öffnung einen derartigen Durchmesser aufweist, dass das Streuflussführungsjoch an den Kernschenkel anschließt. Bei dieser Ausgestaltung wird der zentrale Kernschenkel vorteilhaft auch zur Führung des Streuflusses ausgenutzt. Preferably surround the windings and that Leakage flux guide yoke a core leg, the Leakage flux guide yoke has a corresponding opening, through which the core leg is passed, the opening has such a diameter that the Leakage flux guide yoke connects to the core leg. at this configuration becomes the central core leg also advantageously used to guide the leakage flux.

Bei einer anderen erfindungsgemäßen Ausgestaltung umgibt die zweite Wicklung eine dritte Wicklung koaxial unter Belassung eines weiteren Streuspaltes in dem eine weiterer Streuflussführungszylinders vorgesehen ist, der die dritte Wicklung umgibt; das Streuflussführungsjoch ist dabei derart ausgebildet, dass der sich im Betrieb einstellende magnetische Streufluss vom einen Streuflussführungszylinders zum weiteren Streuflussführungszylinder geführt ist. Diese Ausgestaltung eignete sich besonders für eine Wicklungsanordnung, bei der die erste und die dritte Wicklung beide eine Niederspannungswicklung bilden und die zwischen ihnen liegende zweite Wicklung als Oberspannungswicklung vorgesehen ist. In der Regel werden dann die drei Wicklungen so betrieben, dass sich ein Streufluss ergibt, der in den beiden Streuspalten axial entgegengesetzt gerichtet ist und sich oberhalb der Stirnseiten der Wicklungen schließt, wobei er im wesentlichen in radialer Richtung gerichtet ist. Durch die beiden Streuflussführungszylinder und das Streuflussführungsjoch wird die Führung eines solchen Streuflusses gut unterstützt. In another embodiment according to the invention, the second winding a third winding coaxial while leaving another spreading gap in which another Leakage flux guide cylinder is provided, which is the third Winding surrounds; the leakage flux guide yoke is such trained that the one that arises during operation magnetic leakage flux from a leakage flux guide cylinder is led to the further leakage flux guide cylinder. This Design was particularly suitable for one Winding arrangement in which the first and the third winding both form a low voltage winding and the between they have a second winding as a high-voltage winding is provided. As a rule, the three windings operated in such a way that there is a leakage flow into the is directed axially opposite to both scattering gaps and closes above the end faces of the windings, whereby it is directed essentially in the radial direction. By the two leakage flow guide cylinders and that Leakage flux guide yoke becomes the guide of such Litter flux well supported.

Bevorzugt ist das Streuflussjoch als Streuflussführungsringscheibe ausgebildet, deren Innendurchmesser gleich oder kleiner dem Innendurchmesser des weiteren Streuflussführungszylinders ist und deren Außendurchmesser größer oder gleich dem Außendurchmesser des einen Streuflussführungszylinders ist. Dadurch ist sichergestellt, dass beide Streuflussführungszylinder jeweils entlang ihres Umfangs betrachtet beide magnetisch gut kontaktiert sind. The stray flux yoke is preferred as Leakage flux guide washer, whose Inner diameter equal to or less than the inner diameter of the is further leakage flux guide cylinder and their Outer diameter greater than or equal to the outer diameter of the is a leakage flux guide cylinder. This is ensures that both leakage flux guide cylinders each considered magnetically good along their circumference are contacted.

Das Streuflussführungsjoch kann einstückig aus magnetisierbarem Material oder auch aus einem magnetischen Verbundwerkstoff ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist das Streuflussführungsjoch mit im Umfangsrichtung nebeneinander geschichteten, in axialer Richtung hochkant stehenden und in radialer Richtung ausgerichteten Transformatorblechstreifen gebildet. Die Transformatorblechstreifen liegen dadurch in Ebenen, die aus der axialen Richtung und der jeweiligen radialen Richtung aufgespannt werden. Dadurch bieten sie sowohl radialen als auch axialen magnetischen Feldkomponenten eine geringe Fläche, so dass die in ihnen im Betrieb induzierten Wirbelströme klein und damit die Wirbelstromverluste im Streuflussführungsjoch insgesamt gering sind. The leakage flux guide yoke can be made in one piece magnetizable material or from a magnetic Composite material to be formed. Is particularly preferred the stray flux guide yoke with in the circumferential direction layered side by side, edgewise in the axial direction standing and aligned in the radial direction Transformer sheet metal strips formed. The Transformer sheet metal strips are thus in levels that are out the axial direction and the respective radial direction be spanned. As a result, they offer both radial and axial magnetic field components are also low Area so that the induced in them in operation Eddy currents small and thus the eddy current losses in the Overall leakage flux guide yoke are low.

Bevorzugt weist das Streuflussführungsjoch entlang seines Außenumfangs einen umlaufenden Isolierstoffring auf, der einen äußern Anschlag für Transformatorbleche bildet. Mit einem solchen Isolierstoffring ist das Streuflussjoch besonders einfach herstellbar. The stray flux guide yoke preferably points along its Outer circumference on a circumferential insulating ring, the forms an external stop for transformer sheets. With the leakage flux yoke is such an insulating ring particularly easy to manufacture.

Vorzugsweise sind die Transformatorbleche und der Isolierstoffring gemeinsam mit Gießharz vergossen. Dadurch sind die Transformatorbleche und der Isolierstoffring zu einer gut handhabbaren Baueinheit verbunden und in ihrer Position zueinander fixiert. Preferably, the transformer sheets and the Pour the insulating ring together with casting resin. Thereby the transformer sheets and the insulating ring are closed connected to a manageable unit and in their Position fixed to each other.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung schließt sich an der weiteren Stirnseite des einen Streuflussführungszylinders ein dem einen Streuflussführungsjoch entsprechendes weiteres Streuflussführungsjoch an. Dadurch wird der im Betrieb auftretende magnetische Streufluss nahezu vollständig in einem magnetisch niederohmigen Pfad geführt. Der magnetisch niederohmige Pfad ist bei der einen Ausgestaltung mit dem einen Streuflussführungszylinder und den beiden Streuflussführungsjochen ggf. unter Einbeziehung eines Kernschenkels und bei der anderen Ausgestaltung - der Dreiwicklungskombination - über die beiden Streuflussführungszylinder und die beiden Streuflussführungsjoche gebildet. In a particularly preferred embodiment, it closes on the other end of one Litter flux guide cylinder in one Leakage flux guide yoke corresponding further Leakage flux guide yoke. This will make it in operation magnetic stray flux occurring almost completely in a magnetically low-resistance path. The magnetic low-resistance path is in one embodiment with the a leakage flow cylinder and the two Scatter flux management yokes, if necessary, including a Core leg and in the other embodiment - the Three-winding combination - over the two Leakage flux guide cylinder and the two Leakage flux guide yokes formed.

Bevorzugt sind als Streuflussführungszylinder mehrere axial übereinander angeordnete Streuflussringe aus magnetisierbarem Material vorgesehen, wobei zwischen jeweils zwei unmittelbar benachbarten Streuflussringen ein Radialspalt belassen ist. A plurality of axial are preferred as leakage flux guide cylinders Leakage flux rings made of magnetizable and arranged one above the other Material provided, being between two immediately a radial gap is left adjacent stray flux rings.

Dadurch kann die sich für den gesamten Streuflussführungszylinder ergebende effektive Permeabilität besonders leicht durch die entsprechende Dimensionierung der axialen Höhe der Streuflussringe und der Breite der Radialspalte eingestellt werden. This can make the whole Effective permeability resulting in leakage flux guide cylinders particularly easy due to the appropriate dimensioning of the axial height of the leakage flux rings and the width of the Radial gaps can be set.

Zur Auslegung des Streuflussführungszylinders für eine vorgegebene effektive Permeabilität µreff sind die Streuflussringe und die Radialspalte periodisch mit einer Periodenlänge angeordnet und das magnetisierbare Material weist eine Permeabilität von mindestens 10 auf; bei vorgegebener effektiver Permeabilität des Streuflussführungszylinders µeff ist die Breite der Radialspalte und die axiale Höhe der Streuflussringe nach der Gleichung µreff = Periodenlänge/Breite der Radialspalte dimensioniert, wobei die Periodenlänge = (Länge eines Streuflusselementes + Breite eines Radialspalts) ist. Durch diese Dimensionierung ist der Streuflussführungszylinder mit der vorgegebenen Permeabilität µreff einfach herstellbar, weil eine Mehrzahl von baugleichen Streuflussringen vorgesehen sind. Auch kann die effektive Permeabilität µreff leicht variiert werden, da sie im wesentlichen durch die Breite der Radialspalte bestimmt ist. To design the leakage flux guide cylinder for a predefined effective permeability µreff are the Scatter flux rings and the radial gaps periodically with a Period length arranged and the magnetizable material has a permeability of at least 10; at given effective permeability of the Leakage flux guide cylinder µeff is the width of the Radial gaps and the axial height of the leakage flux rings according to the Equation µreff = period length / width of the radial column dimensioned, the period length = (length of a Leakage flux element + width of a radial gap). By this dimensioning is with the leakage flux guide cylinder the specified permeability µreff is easy to manufacture, because a number of identical leakage flux rings are provided. The effective permeability µreff can be easily varied as they are essentially characterized by the Width of the radial column is determined.

Vorzugsweise ist die Breite des Radialspalts derart bemessen, dass sie im Bereich von 1/20 bis 1/10 der Periodenlänge liegt. Dadurch wird der überwiegende Teil einer Periodenlänge durch den Streuflussring ausgefüllt. Durch die geringe Breite des Radialspalts ist erreicht, dass das sich darin einstellende Magnetfeld weitgehend in axialer Richtung geführt ist und allenfalls geringfügig in radialer Richtung aus dem Radialspalt, also in Richtung auf die Wicklungen, austritt. Dadurch sind Verluste in den Wicklungen aufgrund von radialen magnetischen Feldkomponenten, die in den Wicklungen Wirbelströme erzeugen, weitgehend vermieden. The width of the radial gap is preferably dimensioned such that that they range from 1/20 to 1/10 of the period length lies. This makes the majority of a period length filled in by the leakage flux ring. Due to the small width of the radial gap is that that is in it Setting magnetic field largely in the axial direction is guided and at most slightly in the radial direction from the radial gap, i.e. towards the windings, exit. This causes losses in the windings of radial magnetic field components used in the Windings generate eddy currents, largely avoided.

Bevorzugt weist jeder Streuflussführungszylinder zu jeder Wicklung einen radialen Abstand auf, der mindestens größer oder gleich der Hälfte der Periodenlänge ist. Auch hierdurch ist zusätzlich sichergestellt, dass ein ggf. aus den Radialspalten in radialer Richtung austretendes Magnetfeld nur zu geringen elektrischen Verlusten in den Wicklungen führt, da ein großer Abstand zwischen dem Radialspalt und der jeweiligen Wicklung gegeben ist. Each leakage flow guide cylinder preferably faces each Winding up a radial distance that is at least larger or is equal to half the period length. This too it is also ensured that a from the Radial gaps in the radial direction emerging magnetic field only low electrical losses in the windings leads because of a large distance between the radial gap and the given winding.

Die Streuflussringe können baulich wie das Streuflussführungsjoch ausgebildet sein. Insbesondere ist zumindest ein Streuflussring mit in Umfangsrichtung nebeneinander geschichteten, in axialer Richtung hochkant stehenden und in radialer Richtung ausgerichteten Transformatorblechen gebildet. Weiterhin weist der zumindest eine Streuflussring entlang seines Außenumfangs einen umlaufenden Isolierstoffring auf, der einen äußeren Anschlag für die Transformatorbleche bildet. Die Transformatorbleche und der Isolierstoffring können vorteilhaft gemeinsam mit Gießharz vergossen sein. Hierdurch ergeben sich für den Streuflussring die gleichen schon oben ausgeführten Vorteile für das Streuflussjoch, nämlich das Wirbelstromverluste in dem Streuflussring weitgehend vermieden sind und er als eine handhabbare Baueinheit ausgebildet ist. The leakage flux rings can structurally like that Leakage flux guide yoke be formed. In particular is at least one leakage flux ring with in the circumferential direction layered side by side, edgewise in the axial direction standing and aligned in the radial direction Transformer sheets formed. Furthermore, the at least a leakage flux ring along its outer circumference encircling insulating ring on which an outer stop forms for the transformer sheets. The transformer sheets and the insulating ring can advantageously together with Cast resin. This results in the Litter flux ring has the same advantages already mentioned above for the stray flux yoke, namely the eddy current losses in the stray flux ring are largely avoided and it as one manageable unit is formed.

Vorzugsweise sind in den Radialspalten Distanzelemente zur Beabstandung der Streuflussringe vorgesehen und die Streuflussringe sind gemeinsam mit den Distanzelementen im Gießharz vergossen. Dadurch sind die Streuflussringe in ihrer Position zueinander, also beabstandet mit den entsprechend dimensionierten Radialspalten zu einer festen Baueinheit verbunden. Spacers are preferably provided in the radial gaps Spacing of the leakage flux rings is provided and the Litter flux rings are together with the spacer elements in the Cast resin. As a result, the stray flux rings are in their Position to each other, so spaced with the corresponding dimensioned radial gaps to form a solid structural unit connected.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Wicklungen supraleitend. Die Streuflussführungsanordnung eignet sich besonders gut für eine Wicklungsanordnung mit supraleitenden Wicklungen. According to a further advantageous embodiment, the Superconducting windings. The leakage flux guidance arrangement is particularly suitable for a winding arrangement superconducting windings.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die The invention is illustrated by the following drawing explained. It shows the

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Wicklungsanordnung, Fig. 1 shows a section through a winding arrangement,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Wicklungsanordnung gemäß Fig. 1, Fig. 2 is a plan view of the winding arrangement according to FIG. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht einer weiteren Wicklungsanordnung, Fig. 3 is a sectional view of a further winding arrangement,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Wicklungsanordnung gemäß Fig. 4 und Fig. 4 is a plan view of the winding arrangement according to Fig. 4 and

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht mehrerer Streuflussringe. Fig. 5 is a perspective view of several leakage flux rings.

In Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine sich entlang einer Achse 2 erstreckenden Wicklungsanordnung 1 dargestellt, die der Übersichtlichkeit halber nur rechtsseitig von der Achse 2 gezeigt ist. Die Wicklungsanordnung 1 weist eine erste Wicklung 3 auf, die eine zweite Wicklung 4 unter Belassung eines Streuspalts 5 koaxial umgibt. Beide Wicklungen umgeben einen Kernschenkel 6, der zu einem nicht näher dargestellten Kern zur Führung des sich im Betrieb der Wicklungsanordnung 1 einstellenden magnetischen Hauptflusses gehört. In Fig. 1 is a section through a extending along an axis 2 coil assembly 1, which is the sake of clarity only the right side shown of the axle 2. The winding arrangement 1 has a first winding 3 , which coaxially surrounds a second winding 4 , leaving a scatter gap 5 . Both windings surround a core leg 6 , which belongs to a core (not shown in more detail) for guiding the main magnetic flux that occurs during operation of the winding arrangement 1 .

Die Wicklungsanordnung 1 weist eine Streuflussführungsanordnung 7 mit einem Streuflussführungszylinder 8 auf, der im Streuspalt 5 angeordnet ist und die zweite Wicklung 4 koaxial umgibt. Stirnseitig zu der ersten Wicklung 3 und der zweiten Wicklung 4 weist die Streuflussführungsanordnung 7 ein erstes Streuflussführungsjoch 9 und ein zweites Streuflussführungsjoch 10 auf. Mit dem Streuflussführungsjoch 9 ist der Streuflussführungszylinder 8 an seiner Stirnseite 11 weitgehend gleichmäßig über seinen gesamten Umfang magnetisch kontaktiert ist. Das gleiche gilt für das Streuflussführungsjoch 10, mit dem der Streuflussführungszylinder 8 an seiner anderen Stirnseite gleichmäßig über seinen gesamten Umfang magnetisch kontaktiert ist. Dazu ist das erste Streuflussführungsjoch 9 als Streuflussführungsscheibe ausgebildet (siehe auch Fig. 2), auf der die Stirnseite 11 des Streuflussführungszylinders 8 steht. Das zweite Streuflussführungsjoch 10 ist analog zum ersten Streuflussführungsjoch 9 aufgebaut; der Streuflussführungszylinder 8 steht mit seiner Stirnseite 12 auf dem Streuflussführungsjoch 10. Durch den weitgehend gleichmäßigen magnetischen Kontakt über den Umfang des Streuflussführungszylinders 8 ist erreicht, dass die magnetische Streuflussdichte entlang des Umfangs betrachtet örtlich nahezu gleich ist. Der magnetische Streufluss geht also über den gesamten Umfang mit gleichmäßiger Streuflussdichte vom Streuflussführungsjoch 9 bzw. 10 in dem Streuflussführungszylinder 8 über. The winding arrangement 1 has a leakage flux guide arrangement 7 with a leakage flux guide cylinder 8 , which is arranged in the spreading gap 5 and coaxially surrounds the second winding 4 . On the face side of the first winding 3 and the second winding 4 , the leakage flux guide arrangement 7 has a first leakage flux guide yoke 9 and a second leakage flux guide yoke 10 . With the leakage flux guide yoke 9 , the leakage flux guide cylinder 8 is largely magnetically contacted on its end face 11 over its entire circumference. The same applies to the stray flux guide yoke 10 , with which the stray flux guide cylinder 8 is magnetically contacted on its other end face evenly over its entire circumference. For this purpose, the first leakage flux guide yoke 9 is designed as a leakage flux guide disk (see also FIG. 2) on which the end face 11 of the leakage flux guide cylinder 8 is located. The second leakage flux guide yoke 10 is constructed analogously to the first leakage flux guide yoke 9 ; the leakage flux guide cylinder 8 is with its end face 12 on the Streuflussführungsjoch 10th As a result of the largely uniform magnetic contact over the circumference of the leakage flux guide cylinder 8 , the magnetic leakage flux density along the circumference is locally almost the same. The magnetic leakage flux therefore passes over the entire circumference with a uniform leakage flux density from the leakage flux guide yoke 9 or 10 in the leakage flux guide cylinder 8 .

Das Streuflussführungsjoch 9 umgibt den Kernschenkel 6 und weist eine Öffnung 13 auf, durch die der Kernschenkel 6 geführt ist. Der Durchmesser 14 der Öffnung 13 ist so gewählt, dass das Streuflussführungsjoch 9 an den Kernschenkel 6 anschließt. Gleiches gilt für das zweite Streuflussführungsjoch 10, dass eine entsprechende Öffnung 15 aufweist. The leakage flux guide yoke 9 surrounds the core leg 6 and has an opening 13 through which the core leg 6 is guided. The diameter 14 of the opening 13 is selected such that the leakage flux guide yoke 9 connects to the core leg 6 . The same applies to the second leakage flux guide yoke 10 that has a corresponding opening 15 .

Mit dem Streuflussführungszylinder 8, den beiden Streuflussführungsjochen 9 und 10 und den Kernschenkel 6 ist ein geschlossener Pfad 16 mit geringem magnetischen Widerstand zur Führung des im Betrieb auftretenden magnetischen Streuflusses in einem geschlossenen Kreis gebildet. Mit der Streuflussführungsanordnung 7 ist gleichzeitig die Streuinduktivität der Wicklungsanordnung 1 eingestellt. Die Streuinduktivität beeinflusst das elektrische Verhalten der Wicklungsanordnung 1, insbesondere, wenn sie für einen Transformator eingesetzt wird, wobei dann beispielsweise die erste Wicklung 3 die Unterspannungswicklung und die zweite Wicklung 4 die Oberspannungswicklung einer Phase des Transformators bilden. Insbesondere bei einer Speisung einer der Wicklungen 3 oder 4 mit einer stark oberwellenbehafteten Spannung, wie sie beispielweise von einem Umrichter erzeugt wird, dient die Streuinduktivität dazu, von der Wicklungsanordnung 1 ansonsten bei diesem Betrieb erzeugte Störspannungen und Oberwellen zu vermeiden bzw. zu verringern. Je größer dabei die Streuinduktivität ist, umso besser ist dabei das Störverhalten der Wicklungsanordnung 1, umso besser wird also ein Erzeugen von Störspannungen in der Wicklungsanordnung 1 vermieden. With the leakage flux guide cylinder 8 , the two leakage flux guide yokes 9 and 10 and the core leg 6 , a closed path 16 with low magnetic resistance for guiding the magnetic leakage flux occurring during operation in a closed circuit is formed. The leakage inductance of the winding arrangement 1 is set at the same time with the leakage flux guide arrangement 7 . The leakage inductance influences the electrical behavior of the winding arrangement 1 , in particular if it is used for a transformer, the first winding 3 then forming the undervoltage winding and the second winding 4 forming the high-voltage winding of one phase of the transformer. In particular, at a feeding one of the coils 3 or 4 with a hard shell shafted voltage as is generated for example by a converter, the stray inductance serves to avoid or from the coil assembly 1 otherwise in this operation generated transient noise and harmonics to be reduced. The greater the leakage inductance, the better the interference behavior of the winding arrangement 1 , so that the generation of interference voltages in the winding arrangement 1 is avoided.

Um die Streuflussinduktivität besonders gut einstellen zu können, weist der Streuflussführungszylinder 8 drei axial übereinander angeordnete Streuflussringe 17, 18 und 19 aus magnetisierbarem Material aus, die jeweils zueinander über Radialspalten 20 und 21 beabstandet sind. Die Streuflussringe 17 bis 19 weisen alle eine gleiche axiale Höhe 22 auf; die Radialspalten 20 und 21 weisen eine gleiche Breite 23 auf. Der Streuflusszylinder 8 ist so ausgebildet, dass an seinen Stirnseiten 11 und 12 weitere Radialspalten 24 und 25 belassen sind, die beide eine gleiche Spaltbreite 26 aufweisen, die gleich der Hälfte der Breite 23 der Radialspalte 20 und 21 ist. Dadurch sind die Streuflussringe 17, 18 und 19 und die Radialspalte 20, 21, 25 und 26 periodisch mit einer Periodenlänge 27 angeordnet. Die Höhe 22 der Streuflussringe 17 bis 19 und die Breite der Radialspalten 20 und 21 und damit die Breite der weiteren Radialspalten 25 und 26 ist derart bemessen, dass bei einer für die gewünschte Streuinduktivität erforderliche effektiven Permeabilität µreff für den Streuflussführungszylinder 8 die Gleichung µreff = Periodenlänge 27/Breite eines Radialspalten 20 oder 21 erfüllt ist. Dabei ist die Periodenlänge 27 gleich der Summe aus einer Höhe 22 eines Streuflussrings 17, 18 oder 19 und einer Breite 23 eines Radialspalts 20 oder 21. Voraussetzung für diese einfache Dimensionierung ist allerdings, dass das magnetisierbare Material, mit dem die Streuflussringe 17 bis 19 gebildet sind, eine Permeabilität µr von mindestens 10 aufweist. In order to be able to set the leakage flux inductance particularly well, the leakage flux guide cylinder 8 has three leakage flux rings 17 , 18 and 19 of magnetizable material which are arranged axially one above the other and which are spaced apart from one another via radial gaps 20 and 21 . The leakage flux rings 17 to 19 all have the same axial height 22 ; the radial gaps 20 and 21 have the same width 23 . The leakage flow cylinder 8 is designed such that further radial gaps 24 and 25 are left on its end faces 11 and 12 , both of which have the same gap width 26 , which is equal to half the width 23 of the radial gaps 20 and 21 . As a result, the leakage flux rings 17 , 18 and 19 and the radial gaps 20 , 21 , 25 and 26 are arranged periodically with a period length 27 . The height 22 of the leakage flux rings 17 to 19 and the width of the radial gaps 20 and 21 and thus the width of the further radial gaps 25 and 26 is dimensioned such that with an effective permeability μreff for the leakage flux guide cylinder 8 required for the desired leakage inductance, the equation µreff = period length 27 / width of a radial column 20 or 21 is satisfied. The period length 27 is equal to the sum of a height 22 of a leakage flux ring 17 , 18 or 19 and a width 23 of a radial gap 20 or 21 . A prerequisite for this simple dimensioning, however, is that the magnetizable material with which the leakage flux rings 17 to 19 are formed has a permeability μr of at least 10.

Um zu vermeiden, dass in den Wicklungen 3 und 4 elektrische Verluste dadurch auftreten, dass das der magnetische Streufluss aus den Radialspalten 20 und 21 in radialer Richtung austritt und in den Wicklungen entsprechende Wirbelströme erzeugt, ist die Breite 23 der Radialspalte 20 und 21 so gewählt, dass sie im Bereich von 1/20 bis 1/10 der Periodenlänge 27 liegt. Fig. 1 zeigt dies aufgrund der besseren Übersichtlichkeit nicht maßstäblich. Aus dem gleichen Grund - also zur Vermeidung von Verlusten in den Wicklungen 3 und 4 - weist der Streuflussführungszylinder 8, bzw. jeder Streuflussring 17, 18 und 19 einen radialen Abstand 28 zur Wicklung 4 und entsprechend zur Wicklung 3auf, der mindestens gleich oder größer als die Hälfte der Periodenlänge 27 ist. In order to avoid that electrical losses occur in the windings 3 and 4 as a result of the magnetic leakage flux emerging from the radial gaps 20 and 21 in the radial direction and generating corresponding eddy currents in the windings, the width 23 of the radial gaps 20 and 21 is selected in this way that it is in the range of 1/20 to 1/10 of the period length 27 . FIG. 1 shows this not to scale because of the clarity. For the same reason - that is, to avoid losses in the windings 3 and 4 - the leakage flux guide cylinder 8 , or each leakage flux ring 17 , 18 and 19, is at a radial distance 28 from the winding 4 and correspondingly from the winding 3 , which is at least equal to or greater than half of the period length is 27 .

Um die Streuflussringe 17, 18 und 19 voneinander zu beabstanden und zu positionieren, sind in den Radialspalten 20 und 21 und in den weiteren Radialspalten 24 und 25 Distanzelemente 29 bis 32 vorgesehen. Diese sind gemeinsam mit den Streuflussringen 17, 18 und 19 im Gießharz 52 zum Streuflussführungszylinder 8 vergossen und bilden dadurch eine Baueinheit. Die Distanzelemente 29 bis 32 sind aus nicht magnetischem Werkstoff ausgebildet; insoweit sind die Radialspalten 20 und 21 sowie die weiteren Radialspalten 24 und 25 nur mit unmagnetischem Material aufgefüllt. In order to space and position the leakage flux rings 17 , 18 and 19 from one another, spacer elements 29 to 32 are provided in the radial gaps 20 and 21 and in the further radial gaps 24 and 25 . These are cast together with the leakage flux rings 17 , 18 and 19 in the casting resin 52 to form the leakage flux guide cylinder 8 and thereby form a structural unit. The spacer elements 29 to 32 are made of non-magnetic material; To this extent, the radial gaps 20 and 21 and the other radial gaps 24 and 25 are only filled with non-magnetic material.

Der Streuflussführungszylinder 8 kann auch mit einer anderen, insbesondere größeren Anzahl von Streuflussringen ausgebildet sein. Die Anzahl der Streuflussringe, die zur Bildung des Streuflussführungszylinders 8 übereinandergestapelt sind, wird dabei so bemessen, dass zum einen der Fertigungsaufwand möglichst gering ist, was durch eine möglichst geringe Anzahl von Streuflussringen erreicht wird und zum anderen dadurch bestimmt, dass die Streuflusselemente jeweils in Abhängigkeit von dem magnetisierbaren Material, aus dem sie ausgebildet sind, eine solche axiale Höhe 22 aufweisen, dass sie durch den sich im Betrieb in ihnen geführten magnetischen Streufluss nicht in die Sättigung geraten, was durch eine möglichst hohe Anzahl von Streuflussringen sichergestellt ist. The leakage flux guide cylinder 8 can also be designed with a different, in particular larger number of leakage flux rings. The number of leakage flux rings, which are stacked one above the other to form the leakage flux guide cylinder 8 , is dimensioned in such a way that, on the one hand, the manufacturing effort is as low as possible, which is achieved by the lowest possible number of leakage flux rings and, on the other hand, determines that the leakage flux elements are each dependent of the magnetizable material from which they are formed have such an axial height 22 that they do not become saturated due to the magnetic leakage flux that is carried in them during operation, which is ensured by the largest possible number of leakage flux rings.

Die weiteren Radialspalten 24 und 25 können bei der Ausführung des Streuflussführungszylinders 8 auch weggelassen werden, so dass die Streuflussringe 17 und 19 jeweils unmittelbar an den Streuflussführungsjochen 9 bzw. 10 unmittelbar anliegen. Zwar entspricht dann das mit einem . solchen Streuflussführungszylinder erreichte effektive . Permeabilität µreff nicht mehr exakt der ursprünglich zur Dimensionierung der axialen Höhe 22 der Streuflussringe und der Breite 23 der Radialspalte vorgegebenen effektiven Permeabilität µreff; diese Abweichung ist allerdings vernachlässigbar und wird mit steigender Anzahl von Streuflussringen im Streuflussführungszylinder immer geringer. The further radial gaps 24 and 25 can also be omitted when the leakage flux guide cylinder 8 is designed, so that the leakage flux rings 17 and 19 each bear directly against the leakage flux guide yokes 9 and 10, respectively. That corresponds to one. such stray flux guide cylinder effectively achieved. Permeability µreff is no longer exactly the effective permeability µreff originally specified for dimensioning the axial height 22 of the leakage flux rings and the width 23 of the radial gaps; however, this deviation is negligible and becomes smaller and smaller as the number of leakage flux rings in the leakage flux guide cylinder increases.

In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Wicklungsanordnung 1 gemäß Fig. 1 dargestellt. Deutlich zu erkennen ist das als Streuflussführungsscheibe, insbesondere als Streuflussführungsringscheibe ausgebildete Streuflussführungsjoch 9. FIG. 2 shows a top view of the winding arrangement 1 according to FIG. 1. The leakage flux guide yoke 9 , which is designed as a leakage flux guide disk, in particular as a leakage flux guide ring disk, can be clearly seen.

In Fig. 3 ist eine weitere Wicklungsanordnung 33 gezeigt, die sich von der Wicklungsanordnung 1 gemäß Fig. 1 dadurch unterscheidet, dass zusätzlich zur ersten Wicklung 3 und zur zweiten Wicklung 4 eine dritte Wicklung 34 vorgesehen ist, die koaxial unter Belassung eines weiteren Streuspalts 35 von der zweiten Wicklung 4 umgeben ist. Weiterhin ist bei der Wicklungsanordnung 33 eine modifizierte Streuflussführungsanordnung 36 vorgesehen, die zusätzlich zu dem Streuflussführungszylinder 8 einen weiteren Streuflussführungszylinder 37 in dem weiteren Streuspalt 35 aufweist, der die dritte Wicklung 34 umgibt. An den Stirnseiten der Wicklungen 3, 4 und 34 weist die Streuflussführungsanordnung 36 jeweils ein Streuflussführungsjoch 38 bzw. 39 auf, mit denen jeweils der Streuflussführungszylinder 8 an seinen Stirnseiten 11 und 12 über seinen gesamten Umfang weitgehend gleichmäßig magnetisch kontaktiert ist. Darüber hinaus sind die Streuflussführungsjoche 38 und 39 so ausgebildet, dass der sich im Betrieb einstellende magnetische Streufluss vom Streuflussführungszylinder 8 zum weiteren Streuflussführungszylinder 37 bzw. umgekehrt geführt ist. Mit der Streuflussführungsanordnung 36 ist somit ein für den Streufluss geschlossener magnetischer Pfad 40 gebildet, über den der sich im Betrieb einstellende magnetische Streufluss geführt ist. Die beiden Streuflussführungsjoche 38 und 39 sind dazu vorliegend als Streuflussführungsringscheiben ausgebildet (siehe auch Fig. 4). FIG. 3 shows a further winding arrangement 33 , which differs from the winding arrangement 1 according to FIG. 1 in that, in addition to the first winding 3 and the second winding 4, a third winding 34 is provided, which is coaxial while leaving another spreading gap 35 is surrounded by the second winding 4 . Furthermore, a modified leakage flux guide arrangement 36 is provided in the winding arrangement 33 , which in addition to the leakage flux guide cylinder 8 has a further leakage flux guide cylinder 37 in the further leakage gap 35 , which surrounds the third winding 34 . On the end faces of the windings 3 , 4 and 34 , the leakage flux guide arrangement 36 each has a leakage flux guide yoke 38 and 39 , with which the leakage flux guide cylinder 8 is largely uniformly magnetically contacted on its end faces 11 and 12 over its entire circumference. In addition, the leakage flux guide yokes 38 and 39 are designed such that the magnetic leakage flux that occurs during operation is guided from the leakage flux guide cylinder 8 to the further leakage flux guide cylinder 37 or vice versa. The leakage flux guide arrangement 36 thus forms a magnetic path 40 which is closed for the leakage flux and via which the magnetic leakage flux which occurs during operation is guided. For this purpose, the two leakage flux guide yokes 38 and 39 are designed as leakage flux guide ring disks (see also FIG. 4).

Der Streuflussführungszylinder 8 ist nur schematisch dargestellt; sein Aufbau ist in Fig. 1 dargestellt und beschrieben. Der Streuflussführungszylinder 37 ist entsprechend dem Streuflussführungszylinder 8 aufgebaut und daher der besseren Übersichtlichkeit halber ebenfalls nur schematisch dargestellt. The leakage flux guide cylinder 8 is only shown schematically; its structure is shown and described in Fig. 1. The leakage flux guide cylinder 37 is constructed in accordance with the leakage flux guide cylinder 8 and is therefore only shown schematically for the sake of clarity.

Das Streuflussführungsjoch 8 weist einen Außendurchmesser 41 auf, der größer oder gleich dem Außendurchmesser 42 des Streuflusszylinders 8 ist, und der Innendurchmesser 43 des Streuflussführungsjochs 38 ist kleiner oder gleich dem Innendurchmesser 44 des Streuflussführungszylinders 37. The leakage flux guide yoke 8 has an outside diameter 41 that is greater than or equal to the outside diameter 42 of the leakage flux cylinder 8 , and the inside diameter 43 of the leakage flux guide yoke 38 is less than or equal to the inside diameter 44 of the leakage flux guide cylinder 37 .

Dadurch überdeckt das Streuflussführungsjoch 38 die Stirnseiten 11 und 12 des Streuflussführungszylinders 8 bzw. die Stirnseiten 45 und 46 des Streuflussführungszylinders 37. As a result, the leakage flux guide yoke 38 covers the end faces 11 and 12 of the leakage flux guide cylinder 8 and the end faces 45 and 46 of the leakage flux guide cylinder 37 .

Die Wicklungen 3, 4 und 37 werden im Betrieb mit einem solchen Strom bzw. einer solchen Spannung beaufschlagt, dass der sich in Betrieb einstellende Streufluss über die Streuflussführungsanordnung 36 geschlossen ist. Insbesondere kann die Wicklung 4 als Oberspannungswicklung ausgebildet sein und die Wicklungen 3 und 34 bilden dann eine aufgeteilte Unterspannungswicklung und sind dazu entsprechend elektrisch verbunden. During operation, the windings 3 , 4 and 37 are acted upon by such a current or voltage that the stray flux which is established during operation is closed via the stray flux guide arrangement 36 . In particular, the winding 4 can be designed as an high-voltage winding and the windings 3 and 34 then form a divided undervoltage winding and are correspondingly electrically connected for this purpose.

In Fig. 4 ist eine Draufsicht auf die weitere Wicklungsanordnung 33 gemäß Fig. 3 dargestellt. Deutlich zu erkennen ist, dass das Streuflussführungsjoch 38 als Streuflussführungsringscheibe ausgebildet ist. FIG. 4 shows a top view of the further winding arrangement 33 according to FIG. 3. It can be clearly seen that the leakage flux guide yoke 38 is designed as a leakage flux guide ring disk.

In Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht auf die übereinander angeordneten Streuflussringe 17, 18 und 19 gemäß Fig. 1 dargestellt, wobei die Distanzelemente 29 bis 32 und auch das Gießharz 52, mit dem diese gemeinsam zum Streuflussführungszylinder 8 verbunden sind, der besseren Übersichtlichkeit halber weggelassen. Der Streuflussring 17 ist mit in Umfangsrichtung 47 nebeneinander geschichteten, in Richtung der Achse 2 hochkant stehenden und jeweils in radialer Richtung ausgerichteten Transformatorblechen 49 gebildet. Das Streuflussführungsjoch 17 ist dadurch im Hinblick auf Wirbelstromverluste sehr verlustarm, da der im Betrieb auftretende magnetische Streufluss im wesentlichen in axialer und in radialer Richtung ausgerichtet ist; die entsprechend ausgerichteten Transformatorbleche 49 bieten dem magnetischen Streufluss nur eine geringe Fläche zur Induktion von Wirbelströmen. Der Streuflussring 17 weist entlang seines Außenumfangs einen umlaufenden Isolierstoffring 50 auf. In Fig. 5 is a perspective view of the stacked leakage flux rings 17, 18 and 19 of FIG. 1 is illustrated, wherein the spacer elements 29 to 32 and the mold resin 52, by which they are connected in common to the leakage flux guide cylinder 8, for better clarity omitted. The leakage flux ring 17 is formed with transformer plates 49 layered next to one another in the circumferential direction 47 , standing upright in the direction of the axis 2 and oriented in the radial direction. The leakage flux guide yoke 17 is therefore very low-loss with regard to eddy current losses, since the magnetic leakage flux occurring during operation is oriented essentially in the axial and radial directions; the correspondingly aligned transformer plates 49 offer the magnetic stray flux only a small area for inducing eddy currents. The leakage flux ring 17 has a circumferential insulating ring 50 along its outer circumference.

Dieser bildet einen äußeren Anschlag für die Transformatorbleche 49. Die Transformatorbleche 49 und der Isolierstoffring 50 sind mit Gießharz vergossen und dadurch in ihrer Position und Anordnung zueinander fixiert; das Gießharz ist nur beim Streuflussring 17 mit Linien 51 schematisch angedeutet. This forms an outer stop for the transformer sheets 49 . The transformer sheets 49 and the insulating ring 50 are cast with casting resin and are thus fixed in their position and arrangement to one another; the casting resin is only schematically indicated with lines 51 at the leakage flux ring 17 .

Die Streuflussführungsjoche 9 und 10 gemäß Fig. 1 und die Streuflussführungsjoche 38 und 39 gemäß Fig. 3 können jeweils baugleich zu den Streuflussführungsjochen 17, 18 und 19, also mit entsprechend geschichteten Transformatorblechen, mit einem Isolierstoffring und dem Verguss in Gießharz ausgebildet sein. Insoweit wird ein so ausgeführtes Streuflussführungsjoch 9, 10 bzw. 38, 39 nicht extra dargestellt, sondern auf die Fig. 5 verwiesen. The stray flux guide yokes 9 and 10 according to FIG. 1 and the stray flux guide yokes 38 and 39 according to FIG. 3 can each be constructed identically to the stray flux guide yokes 17 , 18 and 19 , that is to say with correspondingly layered transformer plates, with an insulating ring and the potting in casting resin. In this regard, a leakage flux guide yoke 9 , 10 or 38 , 39 designed in this way is not shown separately, but is instead referred to FIG. 5.

Die Wicklungen 3, 4 und 34 sind vorliegend insbesondere als supraleitende Wicklungen ausgeführt, d. h. sie weisen jeweils einen supraleitenden Wicklungsleiter auf. Solche supraleitenden Wicklungen 3, 4 und 34 sind in der Regel in einem Kühlbehälter angeordnet, der mit einem Kühlmittel zur Kühlung der Wicklungen 3, 4 und 34 auf die Betriebstemperatur, bei der sich die Supraleitung der Wicklungen 3, 4 und 34 zeigt, gefüllt ist. Im Hinblick auf die hohen Kosten, die eine solche Kühlung verursacht, müssen die Wicklungsanordnung 1 und 31 besonders kompakt aufgebaut sein, um Material und Kühlmittel, insbesondere aber auch Kühlleistung einzusparen. Daher besteht es zunächst im Widerspruch zur Forderung nach einem kompakten Aufbau für die Wicklungsanordnungen 1 und 33, die Streuflussinduktivität durch Einbringen von magnetisierbaren Material in den Streuspalt und außerhalb zu erhöhen, da dieses Material ebenfalls entsprechend gekühlt werden muss. Die vorliegend bezeichnete Wicklungsanordnungen 1 und 33 bieten jedoch einen guten Kompromiß im Hinblick auf einen kompakten Aufbau und eine Erhöhung der Streuinduktivität. In the present case, the windings 3 , 4 and 34 are designed in particular as superconducting windings, ie they each have a superconducting winding conductor. Such superconducting windings 3 , 4 and 34 are generally arranged in a cooling container which is filled with a coolant for cooling the windings 3 , 4 and 34 to the operating temperature at which the superconductivity of the windings 3 , 4 and 34 is evident , In view of the high costs that such cooling causes, the winding arrangement 1 and 31 must be constructed in a particularly compact manner in order to save material and coolant, but in particular also cooling power. It is therefore initially contrary to the requirement for a compact structure for the winding arrangements 1 and 33 to increase the leakage flux inductance by introducing magnetizable material into the diffusion gap and outside, since this material must also be cooled accordingly. However, the winding arrangements 1 and 33 designated here offer a good compromise with regard to a compact structure and an increase in the leakage inductance.

Claims

1. Wicklungsanordnung mit einer ersten Wicklung (3), die eine zweite Wicklung (4) koaxial unter Belassung eines Streuspalts (5) umgibt, mit einer Streuflussführungsanordnung (7) mit einem im Streuspalt (5) angeordneten und die zweite Wicklung (4) koaxial umgebenden Streuflussführungszylinder (8) und mit zumindest einem stirnseitig zu den Wicklungen (3, 4) angeordneten, sich in radialer Richtung erstreckenden Streuflussführungsjoch (9), dadurch gekennzeichnet, dass das Streuflussführungsjoch (9) derart ausgebildet ist, dass der Streuflussführungszylinder (8) an seiner Stirnseite (11) über seinen gesamten Umfang weitgehend gleichmäßig magnetisch kontaktiert ist. 1. winding arrangement with a first winding ( 3 ), which coaxially surrounds a second winding ( 4 ) leaving a scatter gap ( 5 ), with a leakage flux guide arrangement ( 7 ) with one arranged in the scatter gap ( 5 ) and the second winding ( 4 ) coaxially Surrounding leakage flux guide cylinder ( 8 ) and with at least one leakage flux guide yoke ( 9 ) arranged on the face side to the windings ( 3 , 4 ) and extending in the radial direction, characterized in that the leakage flux guide yoke ( 9 ) is designed such that the leakage flux guide cylinder ( 8 ) its end face ( 11 ) is largely uniformly contacted magnetically over its entire circumference.

2. Wicklungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Streuflussführungsjoch (9) als Streuflussführungsscheibe ausgebildet ist, auf der die Stirnseite (11) des Streuflussführungszylinders (8) steht. 2. Winding arrangement according to claim 1, characterized in that the leakage flux guide yoke ( 9 ) is designed as a leakage flux guide disc on which the end face ( 11 ) of the leakage flux guide cylinder ( 8 ) is located.

3. Wicklungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungen (3, 4) und das Streuflussführungsjoch (9) einen Kernschenkel (6) umgeben, wobei das Streuflussführungsjoch (9) eine entsprechende Öffnung (13) aufweist, durch die der Kernschenkel (6) geführt ist, wobei die Öffnung (13) einen derartigen Durchmesser (14) aufweist, dass das Streuflussführungsjoch (9) an den Kernschenkel (6) anschließt. 3. Winding arrangement according to claim 2, characterized in that the windings ( 3 , 4 ) and the leakage flux guide yoke ( 9 ) surround a core leg ( 6 ), the leakage flux guidance yoke ( 9 ) having a corresponding opening ( 13 ) through which the core leg ( 6 ), the opening ( 13 ) having a diameter ( 14 ) such that the leakage flux guide yoke ( 9 ) connects to the core leg ( 6 ).

4. Wicklungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Wicklung (4) eine dritte Wicklung (34) koaxial unter Belassung eines weiteren Streuspalts (35) umgibt, in dem ein weiterer Streuflussführungszylinder (37)) vorgesehen ist, der die dritte Wicklung (34) umgibt, und dass das Streuflussführungsjoch (38) derart ausgebildet ist, dass der sich im Betrieb einstellende magnetische Streufluss vom einen Streuflussführungszylinder (8) zum weiteren Streuflussführungszylinder (37) geführt ist. 4. Winding arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the second winding ( 4 ) coaxially surrounds a third winding ( 34 ) while leaving a further scatter gap ( 35 ) in which a further leakage flux guide cylinder ( 37 ) is provided, which the surrounds third winding ( 34 ), and that the leakage flux guide yoke ( 38 ) is designed such that the magnetic leakage flux that occurs during operation is guided from one leakage flux guide cylinder ( 8 ) to the other leakage flux guide cylinder ( 37 ).

5. Wicklungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Streuflussjoch (38) als Streuflussführungsringscheibe ausgebildet ist, deren Innendurchmesser (43) gleich oder kleiner dem Innendurchmesser (44) des weiteren Streuflussführungszylinders (37) ist und deren Außendurchmesser (41) größer oder gleich dem Außendurchmesser (42) des einen Streuflussführungszylinders (8) ist. 5. Winding arrangement according to claim 4, characterized in that the leakage flux yoke ( 38 ) is designed as a leakage flux guide ring disc, the inside diameter ( 43 ) of which is equal to or less than the inside diameter ( 44 ) of the further leakage flux guide cylinder ( 37 ) and whose outside diameter ( 41 ) is greater or equal the outer diameter ( 42 ) of the one leakage flux guide cylinder ( 8 ).

6. Wicklungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Streuflussführungsjoch (9, 38) mit in Umfangsrichtung nebeneinander geschichteten, in axialer Richtung hochkant stehenden und in radialer Richtung ausgerichteten Transformatorblechen gebildet ist. 6. Winding arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the leakage flux guide yoke ( 9 , 38 ) is formed with side by side in the circumferential direction layered, upright in the axial direction and aligned in the radial direction.

7. Wicklungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Streuflussführungsjoch (9, 38) entlang seines Außenumfangs einen umlaufenden Isolierstoffring aufweist, der einen äußeren Anschlag für die Transformatorbleche bildet. 7. Winding arrangement according to claim 7, characterized in that the stray flux guide yoke ( 9 , 38 ) has a circumferential insulating ring along its outer circumference, which forms an outer stop for the transformer sheets.

8. Wicklungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das die Transformatorbleche und der Isolierstoffring gemeinsam mit Gießharz vergossen sind. 8. winding arrangement according to claim 8, characterized in that that the transformer sheets and the insulating ring are cast together with resin.

9. Wicklungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich an der weiteren Stirnseite (12) des einen Streuflussführungszylinders (8, 37) ein dem einen Streuflussführungsjoch (9, 38) entsprechendes weiteres Streuflussführungsjoch (10,39) anschließt. 9. Winding arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that on the further end face ( 12 ) of a leakage flux guide cylinder ( 8 , 37 ) adjoins a leakage flux guide yoke ( 9 , 38 ) corresponding further leakage flux guide yoke ( 10 , 39 ).

10. Wicklungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Streuflussführungszylinder (8, 37) mehrere axial übereinander angeordnete Streuflussringe (17 bis 19) aus magnetisierbarem Material vorgesehen sind, wobei zwischen jeweils zwei unmittelbar benachbarten Streuflussringen (17, 18; 18, 19) ein Radialspalt(20; 21) belassen ist. 10. Winding arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that several leakage flux rings ( 17 to 19 ) of magnetizable material arranged axially one above the other are provided as leakage flux guide cylinders ( 8 , 37 ), between two immediately adjacent leakage flux rings ( 17 , 18 ; 18 , 19 ) a radial gap ( 20 ; 21 ) is left.

11. Wicklungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Streuflussringe (17-19) und die Radialspalte (20,21) periodisch mit einer Periodenlänge (27) angeordnet sind, dass das magnetisierbare Material eine Permeabilität µr von mindestens 10 aufweist und bei vorgegebener effektiver Permeabilität des Streuflussführungszylinders µreff die Breite (23) der Radialspalte (20,21) und die axiale Höhe (22) der Streuflussringe (17-19) nach der Gleichung µreff = Periodenlänge(27)/Breite(23) der Radialspalte (20,21) dimensioniert ist, wobei die Periodenlänge (27) = (Höhe (22) eines Streuflussrings (17, 18 oder 19) + Breite (23) eines Radialspalts (20 oder 21) ist. 11. Winding arrangement according to claim 10, characterized in that the leakage flux rings ( 17-19 ) and the radial gaps ( 20 , 21 ) are arranged periodically with a period length ( 27 ), that the magnetizable material has a permeability µr of at least 10 and with a predetermined effective permeability of the leakage flux guide cylinder µreff the width ( 23 ) of the radial gaps ( 20 , 21 ) and the axial height ( 22 ) of the leakage flux rings ( 17-19 ) according to the equation µreff = period length ( 27 ) / width ( 23 ) of the radial column ( 20 , 21 ), the period length ( 27 ) = (height ( 22 ) of a leakage flux ring ( 17 , 18 or 19 ) + width ( 23 ) of a radial gap ( 20 or 21 ).

12. Wicklungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (23) des Radialspalts (20,21) derart bemessen ist, dass sie im Bereich von 1/20 bis 1/10 der Periodenlänge (27) liegt. 12. Winding arrangement according to claim 11, characterized in that the width ( 23 ) of the radial gap ( 20 , 21 ) is dimensioned such that it is in the range from 1/20 to 1/10 of the period length ( 27 ).

13. Wicklungsanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Streuflussführungszylinder (8, 37) zu jeder Wicklung (3, 4, 34) einen radialen Abstand (28) aufweist, der mindestens gleich oder größer der Hälfte der Periodenlänge (27) ist. 13. Winding arrangement according to one of claims 10 to 12, characterized in that each leakage flux guide cylinder ( 8 , 37 ) to each winding ( 3 , 4 , 34 ) has a radial distance ( 28 ) which is at least equal to or greater than half the period length ( 27 ) is.

14. Wicklungsanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Streuflussring (17-19) mit in Umfangsrichtung (47) nebeneinander geschichteten, in axialer Richtung (48) hochkant stehenden und in radialer Richtung ausgerichteten Transformatorblechen (49) gebildet ist. 14. Winding arrangement according to one of claims 10 to 13, characterized in that at least one leakage flux ring ( 17-19 ) is formed with transformer plates ( 49 ) layered side by side in the circumferential direction ( 47 ), upright in the axial direction ( 48 ) and aligned in the radial direction is.

15. Wicklungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Streuflussring (17) entlang seines Außenumfangs einen umlaufenden Isolierstoffring (50) aufweist, der einen äußeren Anschlag für die Transformatorbleche (49) bildet. 15. Winding arrangement according to claim 14, characterized in that the at least one leakage flux ring ( 17 ) has a circumferential insulating ring ( 50 ) along its outer circumference, which forms an outer stop for the transformer plates ( 49 ).

16. Wicklungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das die Transformatorbleche (49) und der Isolierstoffring (50) gemeinsam mit Gießharz (51) vergossen sind. 16. Winding arrangement according to claim 15, characterized in that the transformer sheets ( 49 ) and the insulating ring ( 50 ) are cast together with casting resin ( 51 ).

17. Wicklungsanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass Distanzelemente (29-33) in den Radialspalten (20,21) zur Beabstandung der Streuflussringe (17-19) vorgesehen sind und gemeinsam mit den Streuflussringen (17-19) in Gießharz (52) vergossen sind. 17. Winding arrangement according to one of claims 10 to 16, characterized in that spacer elements ( 29-33 ) are provided in the radial gaps ( 20 , 21 ) for spacing the leakage flux rings ( 17-19 ) and together with the leakage flux rings ( 17-19 ) are cast in resin ( 52 ).

18. Wicklungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungen (3, 4, 34) supraleitend sind. 18. Winding arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the windings ( 3 , 4 , 34 ) are superconducting.