DE1638530A1 - Flachdrahtwicklung fuer Stelltransformatoren mit festen Wicklungen - Google Patents

Description

• Flachdrahtwicklung -f'ü'r Stelltransformätoren

  mit festen Wicklungen.-

  Beschreibung, _

  Hei $telltrans.färmatoren mit -festen Wicklungen in SäUlen-

  bauweise Fig,r1 oder Ringbäuweise Fig.2 werden-@-die aussen

  liegenden Stellwicklüngeh 1 --oder 2 in bekannter Weise aus'

  hochkant-gestcllten undfugenlos nebeneinander gewickelten

  isolierten Flachdrähten hergestellt. _-

  Die Flachdrahtisolierurg besteht üblicherweise aus-Hm-

  spinnurigen oder aus Drahtlacken oder auch aus Kombinationen

  von beiden, die nach- Fertigstellung der Stehwicklung

  1. oder 2 meistens-'noch einer Nachbehandlung mit Tränklack,:

  Sur Festlegung der Windungen: untereinander und auf dem

  Trägerahr4, unterzogen werden-.

  Zur'Herstellung der Kontaktbahnen 3 oder 4 wird von der

  Mantelfläche der Stehwicklung 1 oder 2, parallel zur

  Wicklungsachse 5s die Isolation streifenweise durch

  Schleifen,; Fräsen-öder Feilexabgetragen und dabei die

  Schmalseiten der-hochkant gestellten Flachdrähte als

  blanke Kupferstege 6 freigelegt- .-

  Die Flachdrahtisolation füllt -den.Raum zwischen den

  Kupferstegen C aus und durch die-Art der Bearbeitung

  bedingt,-liegt sie meistens in gleicher Höhe bündig

  -

  mit-den-Kupferstegen-6.

  Mit Rollenkontakten T oder Gleitkontakten 8, die auf

  diesen Kontaktbahnen 3 oder 4 .bewegt werden, ieönnen

  Spannungen und Ströme von jedem blanken Kupfersteg 6

  undAeder Flächdrahtwindung abgenommen werden,

  Jede- Windung- führte- bei mit Wechselattömerregtem' Eisenlern -9 ödes aStelltransformators, auf Grund der elektro- -magnetischen Induktion, eine bestimmte Windungsspannung-. : ` . Werden nun die - oder Gleitkontakte 7 oder 8 über die Kontaktbahn 3 oder 4 bewegt, dann- ergeben sieh fortlaufend nacheinander-verschiedenartige Schaltstellungen, die sich an jeder Windung wiederholen Und die den. Strom-Übergang beenflugen..
• Die Schaltstellungen sind in den Fig. 3,, 4, 5 dargestellt.#-Fig3y :der Rollen- oder Gleitkontakt 7 -oder 8 steht allein 'auf einem einzelnen Kupfersteg f,-der Übergang des Abnahmestromes ist dabei günstig, die Verlustwärme wird ein Minimum:' Fig.4,. der Rollen- oder Gleitkontakt 7 oder-8 steht voll auf 2 benachbarten-Kupferstegen 6, der Übergang des Abnahmestromes ist dabei: günstig; es: wird jedoch durch die= Rollen-oder Gleitkontakte 7 oder 8 eine Windung kurzgeschlossen durch deren Windungsspannung sich .ein unerwünschter.Quer- -strom dem Abnahmestrom an. den Kontaktstellen überlagert, die Verlustwärme'wird vergrößert.
• Fig.5, der Rollen- oder Gleitkontakt 7 oder 8 steht auf der Flachdrahtisolation und berührt gleichzeitig die benachbarten Kupferstege 6, der Übergang des Abnahmestromes mit überlagertem Querstrom, in Verbindung mit einem verringerten Auflagedruck an den Kontaktstellen der Kupferstege-6 läßt die Verlustwärme auf ein Maximum anwachsen. " Ausserdem kann sich der Auflagedruck durch Wärmedehnung der Flachdrah tisolation zi@ischen den Windungen -soweit verringern, dass, Funkenbildung-auftritt und die Kontaktstellen verbrennen. -Um eine Verkleinerung des@unerwünschten Querstromes zu erreichen, werden in bekannter Weise die Rollen- oder Gleitköntakte 7 oder 8 aus Graphit mit angepaßten spezifischen Wideeständen verwendet: ' Zur Vermeidung der-Kontaktunsicherheit auf der Schalt-Stellung nach Fig:5 ist es- notwendig, die Flachdrahtisolati:än zwischen den Kupferstegen 6, ähnlich wie beim Ausstoßen des Glimmers aus den Nuten von Kollektoren, soweit zu entfernen, dass sich nur noch die-Schaltstellungen nach Fig.3 und nach Fig.4 einstellen können.
• Diese-recht zeitraubendeArbeit muß sehr sorgfältig durchgeführt werden, um Verletzungen des Kupfers an .den. Flanken 1;o der Flachdrähte und das Eindringen von Schmutz und kurzschließenden Kupferspänen ,in die tiefer gelegenen Schichten der Flachdrahtisolaticn zu vermeiden. Solche Kupferspäne, die durch die Bearbeitung infolge Gratbildung an den Kupferstegen -6 entstanden sind, lassen sich nicht immer vermeiden. Sie führen. zu einer weiteren Verkleinerung.
• '° des an sich schon geringen:Abstandes zwischen den.Kupfer-Stegen 6. _ Bei einer Flachdrahti olation mit Drahtlack: sind es beispielsweise ca.o,15 mm, die durch Gratbildung bis o,1 mm und-weniger verkleinert: werden können: Durch diese -geringen Abstände zwischen den Kupferstegen 6 werden ; die Kontaktstellen von .den Roll- oder Gleitkontakten und $ auf den- ber achbarten -Kupferstegen 6: so dicht artenander gelegt, dass die durch den Abrahme- und Querstrom entstehende Verlustwärme von beiden Kontaktstellen zu einer einzigen Erwärmungssteile zusammenfließt Pig5.
• An dieser Erwärmungsetelle wird bei steigender Temperatur eine Vergrößerung des Querstromes-und ein- Ansteigender elektrischen Verluste beobachtet,- die schnell ,zu weiteren Temperatursteigerungen führt. Die zulässige Grenztemperatur der Plachdrahtisolation wird dabei meist schnell überschritten. Die Flachdrähtisolation kann dann-je.naeh ihren Eigenschaften erweichen! quellen, ausfließen: oder verbrennen und dadurch die Kontaktstelen auf den Kupfer-, stegen 6 und .an den Roll- und: Gleitkontakten 7 und B.
• für den Stromübergang unbrauchbar machen oder-einen Kurzschluß zwischen den Windungen verursachen. -Es ist bekannt, den wünschenswerten vergrößerten Abstand zwischen den- Kupferstegen 6 durch die Verwendung einer dickeren Flachdrahtisolatfiönherzustellen. Bei einer Vergrößerung der-Isolationszunahme von bisher o,15-mm auf o,5- mm würde das bei einer 22o Volt-Wicklung eine, auch von der Kostenseite her unerwünschte Vergrößerung

  der Längen von Wicklung 1 oder 2-und dem Eisenkern 9_

  um 11o mm und ein Mehrgewicht,pro-Kern von ca.3 kg

  ergeben. Ausserdem muss dann noch die, nach der heute

  üblichen. maschinellen: Herstellung der Kontaktbahn 3

  oder 4, zwischen den blanken Kontaktstegen 6 bündig stehen-

  gebliebene Flachdrahtisolation nachträglich ausgeräumt,

  .werden, um die Vorteile eines grö:Ceren Luftabstandes

  zwischen den benachbarten Kontaktstellen zu erreichen.

  Da es beim Ausräumen der Flachdra:htisolaton zwischen den

  blanken Kupferstegen .6 nicht ohne:.Beschäd.gung=der Flanken 1o

  der Flachdrähte abgeht. tunä- da rdie blanken- Kupferstege 6-

  neuerdings zur Erlangung besserer Kontaktverhältnisse

  in galvanischen Bädern mit @ korrosionsarmen Edelmetall-

  Überzügen versehen werden, besteht nach bisherigen Er-

  fahrungen die Gefahr, dass die galvanischen Überzüge

  an den bearbeiteten Flanken 1o der.Flachdrähte._schlecht

  haften, leicht abblättern und auch Metallbrücken von

  Windung.-zu-Windung bilden können, die bei der Prüfung -

  ausbrennen und Brandstellen hinterlassen. Die Mehrarbeit,

  die höheren Kosten. und die herabgesetzte 'Betriebssicherheit

  lassen solche Verfahren unbrauchbar-erscheinen.-

  Zur Beseitigung dieser Nächteiie-wird als Neuerung gemäß

  Schutzanspruch 1 vorgeschlagen,-bei diesen Flachdraht-

  Wicklungen für Stehtransformatoren mit festen: Wicklungen,

  nsbesönder-e In form der, !#äu.len-Btelltransformatoren Fig.1

  und -2ing-Stelltransformatoren Fig'2, bei- denen die Flachdrähte hochkant gestellt und dicht nebeneinander gewickelt sind, und- die: auf dem Mantel der Wicklung streifenweise. von der Flachdrahtisolation befreite Kontaktbahnen 3@ mit blanken- Kupferstegen 6 aufweisen,-von denen[ mittels parallel zur Spulenachse 5 bewegten Rollen- oder Gleitkontakten 7 oder 8, die Windungsspannungvon Windung zu Windung abgegriffen werden kann, eine Anordnung zu verwenden, bei der beide Schmalseiten 1:1 und 12 der Flachdrähte, mindestens: aber die, den Mantel der Wicklung bildende Schmalseite -11 der Flachdrähte-, die zur elektrischen Kontaktgabe dient: vor dem Wickeln so geformt oder angeschrägt: worden sind, dass durch die dicht nebeneinander gewickelten= Flachdrähte und nach dem: Einschleifen -der Kontaktbahnen 3 oder-4 zwangsläufig ein elektrisch und thermisch isolierender Luftspalt 13 von mindestens- o,5 mm Breite und ca.1, mm Tiefe zwischen den blanken Kupferstegen 6. der benachbarten Windungen gebildet wird. _ Im Schutzanspruch 2 wird als Beispiel für die technische Gestaltung vorgeschlagen, eine oder beide Schmalseiten 11-und 12 der Flachdrähte vor dem Wickeln symmetrisch verjüngt, rechteckig'nach Fig.6, trapezförmig nach Fig.7 oder oval nach Fig8 so zu formen oder anzuschrägen, dass: durch die dicht nebeneinander gewickelten Flachdrähte und nach dem:

  Einschleifen der Kontaktbahn-3 oder 4 der erwünschte

  elektrisch und thermisch isolierende Luftspalt 13 von.

  mindestens o,5 mm Breite und ca.1 mm.Tief e zwischen. -

  den. blankenKupferstegen 6 der benachbarten Windungen

  gebildet , witd.

  Im. Schutzanspruch 3 wird als -weiteres -Bespei für ,die

  technische Gestaltung .vorgeschlagen, mindestens die Schmal-

  seite 11_des Flachdrahtes vor dem Wickeln asymmetrisch .

  verjüngt, einseitig rechteckig nach Fig9,-trapezoidförmig

  nach Fig.lo- oder hyperbelförmi_g nach Fig.11 -so zu .formen

  oder aßzuschrä:qen, dass-durch die dicht nebeneinander-

  gewickelten Flachdrahtwndungen und nach dem Einschleifen

  der Kontaktbahn 3 oder 4 der erwünschte elektrisch und

  thermi,dch isolierende Lüftspalt13 von mindestens o,5 mm

  Breite und.ca.1 mm Tiefe zwischen

  Kupferstegen 6

  der benachbarten Windungen gebildet wird.

  ImSchutzanspruch 4 wird vorgeschlagen, die Formen an den

  Schmalseiten 8: und lo der Flachdrähte durch: Ziehen oder

  Fräsen herzustellen= wobei. sich die symmetrischen Formen

  nach den Fig: 6, 7-und 8 auf beiden Schmalseiten der -

  Flachdrähte bevorzugt für ein Ziehverfahren eignen, .

  beidem die Fachdrahtisolierung,nachträglch aufge-

  bracht wird, während die asymmetrischen, einseitig angeordne-

  ten Formen nach den Fig9-1o und 11 'besser am fertig

  isolierten Flachdraht mit--besonderen Fräsvorfichtungen

  vor dem Wickeln oder gleichzeitig mit dem Wickeln hergestellt werden, wobei die durch die.Bearbeitung blankgewordenen Flanken 1.o der Flachdrähte nach dem Wickeln einen neuen isolierenden Überzug mit Tränklack erhalten, zum Schutz gegen die Ablagerungen -Von Schmutz, Abtriebmasse von den 8o11- -öder Gleitkontakten 7 oder 8, von Spänen oder von unerwünschten Anlagerungen bei galvanischen Überzügen: Bei Verwendung von Flachdrähten, die an ihren Schmalseiten die vorgeschlagene Formgebung nach den Fig. 6, 7 oder 8, oder 9, 1o oder 11 aufweisen, stellt. sich der erwünschte Luftspalt 13 von mindestens o,5 mm Breite und ca.1. mm Tiefe beim Wickeln der hochkant gestellten und dicht nebeneinander gewickelten Flachdrähte nach dem Einschleifen der Kontaktbahn 3 oder 4 selbsttätig und ohne Nacharbeit ein. Dadurch wird der Weg des Wärmestromes zwischen den beiden Kontaktstellen soweit -vergrößert, dass die Verlustwärme von beiden Kontaktstellen nichtmehr zu einem Erwärmungspunkt zusammenfließen und: keine schädliche Aufheizung mehr erzeugen kann: Eine Nacharbeit mit Ausräumen der Isolation zwischen den Kupferstegen 6 erübrigt sich mit dem. Vorteil einer Kostenersparnis, unter Beibehaltung der bisherigen Baugrößen wie Kernlängen, Rohrlängen und Gewichten, bei Erzielung der bestmöglichen Betriebssicherheit.' Eine andere Möglichkeit, den Abstand zwischen den blanken Kupfergtegen 6 durch eine dickere Flachdrahtisolation-zu vergrößern, erfordert längere Eisenkerne 9 und Trägerrohre 14, die das Volumen und das Gewicht der.Stelltransformatoren Vergrößern, Mehrkosten durch größeren Materialeinsatz und durch zusätzliche Nacharbeit für das: Ausstoßen der Isolation zwischen den, Windungen erfordern, durch: db die Betriebssicherheit eher.verschlechtert als verbessert wird..

Claims (1)

1. Schutzansprüche.: -1 Flachdrahtwicklungen für Stelltransformatoren mit festen Wicklungen, insbesondere in Form von Säulenstelltransformatoren (Fg:1) oder Ringstelltransformatoren (Fig.2) bei denen die Flachdrähte hochkant gestellt und dicht nebeneinander gewickelt sind und t die auf dem Mantel der Wicklung streifenweise von der Flachdrahtisolation befreite Kontaktbahnen (3 oder 4) aufweisen, von denen, mittels parallel zur Spulenachse (5) bewegten Rollen- oder Gleitkontakten (7 und 8), die W9 nduncsspannung von Windung zu Windung abgegriffen werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass beide Schmalseiten (11 und 12) der Flachdrähte, mindestens aber die, den Mantel der Wicklung bildende Schmalseite (11) der Flachdrähte, die zur elektrischen 'Kontaktgabe dient, vor dem Wickeln so geformt oder angeschrägt worden sind, dass durch die dicht nebeneinander gewickelten Flachdrähte und nach dem Einschleifen der Kontaktbahn (3 oder 4) zwangsläufig ein elektrisch und thermisch isolierender Luftspalt (13) von mindestens o,5 mm Breite und-ca.1 mm Tiefe zwischen-.-den blanken Kupferstegen (6) der benachbarten Windungen gebildet wird-. 2 Flachdrahtwicklungen 'für-Stelltransformatoren mit festen Wicklungen nach Anspruch 1, -dadurch gekennzeichnet, -dass mindestens die Schmalseite (11)y die zur elektrischai Kontaktgabe dient,: oder beide Schmalseiten (11 und 12) der Flachdrähte vor dem Wckein symmetrisch verjüngt, rechteckig (Fig.6) trapezförmig (Fig.7) oder oval (Fig.8) geformt oder aasgeschrägt sind, so dass durch die dicht nebeneinander gewickelten Fhachdrähte- und nach dem Einschleifen der Kontaktbahn (3 oder 4) ein elektrisch und thermisch isolierender Luftspalt (13) von mindestens o,5 mm Breite und ca.1 mm Tiefe zwischen den blanken Kupferstegen: (6) der benachbarten Windungen gebildet wird. 3 Flachdrahtwicklungen,für Stelltransformatoren mit festen Wicklungen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Schmalseite(11) der Flachdrähte, die zur elektrischen Kontaktgabe dient vor dem Wickeln asymmetrisch verjüngt einseitig rechteckig (Fig.9)-;, trapezoidförmg (Fig.1o) oder hyperbelförmg (Fg.11) geformt oder aasgeschrägt sind, so dass durch die -dicht nebeneinander gewickelten Flachdrähte und nach dem Einschleifen der Kontaktbahn (3 oder 4) ein elektrisch und thermisch isolierender Luftspalt (13) von mindestens o,5 mm Breite und cal mm Tiefe zwischen den blanken Kupferstegen der benachbarten Windungen gebildet wird. Flachdrahtwickiungen für Stehtransformatoren mit festen Wicklungen nach den ,Ansprüchen 1,2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Formgebung an den Schmalseiten (11 und 12) der Flachdrähte durch Ziehen oder Fräsen vorgenommen wird, wobei sich die symmetrischen Formen (Fig.6,.7 und 3) bevorzugt für ein Ziehverfahren eigner-, bei dem die Flachdrahtisollerung nachträglich, in der bei Drähten üblichen Weise aufgebracht wird, während die asymmetrisch. einseitig an der Schmalseite (11) angeordneten Formen (Fig9, 1o und 11) besser am fertig isolierten Flachdraht mit Fräsvorrichtungen vor dem Wickeln oder gleichzeitig mit dem Wickeln-hergestellt werden, wobei die, durch die Bearbeitung blank gewordenen Flanken (1o) der Flachdrähte nach dem Wickeln -einen neuen isolierenden Überzug mit fränklaek erhalten.