DE2841592C2 - Stufenwicklung für Transformatoren und Drosseln für sehr große Ströme - Google Patents
Stufenwicklung für Transformatoren und Drosseln für sehr große StrömeInfo
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
- H01F29/02—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings
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- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
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Description
Die Erfindung betrifft Stufenwicklungen für Transformatoren und Drosseln für sehr große Ströme aus
ineinander gewickelten Teilwicklungen aus gestürzt gewickelten Scheibenspulen mit je zwei radial übereinander
liegenden Leitern und einer äußeren Rückverbindung. Stufenwicklungen dienen, meist aufgeteilt in eine
Grob- und eine Feinstufenwicklung, zur Einstellung der Sekundärspannung bei unterschiedlichen Lastverhältnissen.
Zur guten kapazitiven Spannungssteuerung werden Grob- und Feinstufenwicklungen häufig als ein- oder
mehrlagige Lagenwicklungen mit ineinander gewickelten Lagen ausgeführt. Eine zweitägige, ineinander
gewickelte Grobstufenwicklung ist in Fig. 1 dargestellt. Jede der beiden Lagen dieser Wicklung enthält zwei
axial nebeneinander aufgewickelte Leiter, die so in Reihe geschaltet sind, daß der Laststrom nacheinander
abwechselnd je zweimal durch jede der beiden Lagen geführt ist
Eine einlagige Feinstufenwicklung mit je zwei in Wicklungsabschnitten ineinander gewickelten Stufen
zeigt F i g. 2. Die axiale Reihenfolge der Lagenabschnit-
ί te ist dabei entweder mittensymmetrisch, wenn zwei
parallele Wicklungszweige vorhanden sind oder so verschachtelt, daß beim stufenweisen Abschalten die
geringst möglichen, magnetischen Unsymmetrien auftreten.
ίο Die Anwendungsgrenze, insbesondere dieser einlagigen
Feinstufenwicklung, wird erreicht, wenn entweder die mit Rücksicht auf die Zusatzverluste maximal
zulässige, radiale Höhe des Einzelleiters oder bei großem Sielibereich und hohen Stufenwindungszahlen
das maximal herstellbare Hochkantverhältnis von Höhe zu Breite im Querschnitt der Leiter erreicht ist. Wird
einer dieser zulässigen oder erreichbaren Grenzwerte überschritten, muß die Stufenwicklung mehrlagig
ausgeführt werden. Wegen des erforderlichen Isolationsabstandes
zwischen den einzelnen Lagen einer mehrlagigen Stufenwicklung ist der radiale Platzbedarf
dieser Wicklungen verhältnismäßig groß, so daß der von der Wicklung benötigte Raum nicht optimal genutzt ist.
Für Stammwicklungen von Leistungstransformatoren ist durch das Buch von Küchler »Die Transformatoren«
(1956), insbesondere durch die Abbildungen 247a bis c auf Seite 276, die Anwendung von Sturzwicklungen in
einer Scheibenspulenwicklung bekannt. Diese Scheibenspulenwicklungen dienen in Hochspannungswicklungen
jo an deren Eingang zur Spannungssteuerung und sind häufig aus radial übereinanderliegenden, elektrisch
parallel geschalteten Leitern aufgebaut. Zur Erzielung bestimmter Spannungsverteilungen in derartigen Wicklungen
sind verschiedene Anordnungen bekannt, wo·
J5 nach beispielsweise gemäß der US-PS 35 69 883 im
Bereich von inneren Verbindungsleitungen zwischen benachbarten Scheibenspulen die radiale Lage von
übereinandergewickelten Leitern wechselt und wonach beispielsweise gemäß der US-PS 35 82 850 in einer aus
■»ο vier Scheibenspulen bestehenden Teilwicklung aus zwei
elekfisch und räumlich parallelen Leitern die letzte Windung des ersten Leiters in dor letzten Scheibenspule
über eine Rückverbindung an die erste Windung des zweiten Leiters in der ersten Scheibenspule angeschlos-
4) sen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Stufenwicklungen, die aus den oben beschriebenen
Gründen nicht einlagig ausführbar sind, eine möglichst kompakte und hinsichtlich ihrer Anwendungsgrenzen
flexible Anordnung für Stufenwicklungen zu schaffen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst.
— daß die Anzahl der Scheibenspulen einer Teilwicklung der halben Stufcnwindungszahl entspricht und
— daß die Rückverbindung zwischen der lelzlen Windung des ersten Leiters und der ersten
Windung des zweiten Leiters jeder Teilwicklung angezapft und ebenso wie deren Eingang und
Ausgang mit dem Stufenwähler verbunden ist.
Nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist bo vorgesehen, daß Eingang, Rückverbindung und Ausgang jeder einzelnen Teilwicklung angenähert auf einer achsparallelen Geraden liegen und daß ausgehend von der Teilwicklung mit der Anzapfung »Null« in Achsrichtung nach beiden Seiten abwechselnd die Teilwicklungen der folgenden Feinstufen angeordnet sind und daß die Enden der so aufgebauten Feinstufenwicklung von je einer Hälfte der Grobstufenwicklung flankiert sind, wobei die Grobstufenwicklung aus den
Nach vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung ist bo vorgesehen, daß Eingang, Rückverbindung und Ausgang jeder einzelnen Teilwicklung angenähert auf einer achsparallelen Geraden liegen und daß ausgehend von der Teilwicklung mit der Anzapfung »Null« in Achsrichtung nach beiden Seiten abwechselnd die Teilwicklungen der folgenden Feinstufen angeordnet sind und daß die Enden der so aufgebauten Feinstufenwicklung von je einer Hälfte der Grobstufenwicklung flankiert sind, wobei die Grobstufenwicklung aus den
gleichen Teilwicklungen aufgebaut ist wie die Feinstufenwicklung.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung bestehen auch darin, daß zwischen den einzelnen Teilwicklungen
radiale Kühlkanäle vorgesehen sind, zu deren Ergänzung unter Verzicht auf weitere radiale Kühlkanäle
ein axialer Kühlkanal zwischen die beiden Windungen der Scheibenspulen eingebaut ist uiid daß die Leiter zur
zusätzlichen Erhöhung der Windungskapazität und damit der Stoßspannungsfestigkeit mit einer möglichst
dünnen Schicht aus Aramid-Isolierstoffen umsponnen sind.
Die erfindungsgemäße Wicklungsanordnung ist sehr vorteilhaft, denn sie ermöglicht einen sehr kompakten
Aufbau aus Leitern mit in radialer Richtung der Wicklung kleinen Leiterquerschnittsabmessungen, so
daß einerseits eine einfache und gute Verarbeitbarkeit der Leiter gewährleistet ist und andererseits die
auftretenden Zusatzverluste sehr niedrig bleiben.
Anhand von Ausführungsbeispielen wird die erfindungsgemäße Wicklungsanordnung näher erläutert. Es
zeigt
Fi g. 1 eine bekannte Anordnung rür eine zweilagige,
ineinander gewickelte Grobstufenwicklung,
F i g. 2 eine bekannte Anordnung für eine einlagige Feinstufenwicklung mit je zwei ineinander gewickelten
Stufen,
F i g. 3a zeigt eine Teilwicklung der bekannten Anordnung gemäß Fig. 2 in größerer Darstellung und
F i g. 3b eine Teilwicklung mit der gleichen Windungszahl, jedoch in erfindungsgemäßer Anordnung,
Fig.4 ist die Darstellung einer Teüwicklung mit
größerer Windungszahl und axialem Kühlkanal in erfindungsgemäßer Anordnung,
F i g. 5 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer sogenannten Schaltröhre, bestehend aus einer Vielzahl von
Feinstufenwicklungsabschnitten und einer Grobstufenwicklung in erfindungsgemäßer Anordnung.
Bei bekannten Anordnungen sind, wie in den Fig. 1
und 2 dargestellt, um einen Kern K die zwei Lagen einer Grobstufenwicklung mit den Anschlüssen A und E
und/oder eine einlagig ausgeführte Feinslufenwicklung aus den Feinstufenteilwicklungen Fl bis F 5 sowie FV
bis F5' angeordnet. Jede der Feinstufenwicklungen Fist aus zwei in Achsrichtung nebeneinander liegenden
Leitern gewickelt und hat drei Stufenanschlüsse S zum Anschluß an die entsprechenden Kontakte eines
Feinstufenwählers. Die Feinstufenlagenwicklung gemäß F i g. 2 ist mittensymmetrisch ausgeführt, so daß auch
das von ihr erzeugte Magnetfeld mittensymmetrisch ist.
Eine einzelne Teilwicklung der Feinstufenlagenwicklung gemäß F i g. 2 ist in F i g. 3a in größerem Maßstab
wiedergegeben. Diese Teüwicklung F umfaßt die Windungen 1 bis 20, die von zwei axial nebeneinander
liegend aufgewickelten Leitern gebildet werden. Diese Windungen sind nun so geschaltet, daß oer Laststrom
zunächst die zehn Windungen 1 bis 10 des ersten Leiters durchströmt und dann über eine Rückverbindung R zur
Windung 11 des zweiten Leiters geführt ist. Dadurch liegt zwischen benachbarten Windungen jeweils die
zehnfache Windungsspannung, so daß eine gute Windungskapazität erzielt ist.
Eine elektrisch mindestens gleichwertige Wicklungsanordnung aus ebenfalls zwanzig Windungen von zwei
räumlich parallel zueinander liegenden Leitern wird
ίο durch eine Anordnung gemäß F i g. Jb geschaffen. Diese
letztgenannte Anordnung ist jedoch infolge der geringeren Abmessung in Achsrichtung wesentlich
kompakter ausführbar. Die Teüwicklung F gemäß Fig. 3b ist aus fünf Scheibenspulen mit je zwei
Windungen von je zwei Leitern aufgebaut. Die beiden Leiter liegen radial übereinander und wechseln jeweils
im Bereich der Verbindungsleitungen von einer Scheibenspule zur nächsten ihre radiale Position. Die
einzelnen Windungen 1 bis 20 dieser Teüwicklung F werden daher in der angegebenen Reihenfolge vom
Laststrom durchflossen. Die Teüwicklung F kann sowohl für eine einzige Feinstufe als auch für zwei
Feinstufen je nach erforderlicher Windungszahl je Stufe eingesetzt werden. Dabei dienen Anschlüsse Sn. S
>5 (n +· I) und S(O + 2) zum Anschluß der Feinstufenwicklung
an den Stufenwähler eines Stufenschalter.
Fig. 4 zeigt eine Teüwicklung F mit einer größeren Windungszahl als die Anordnung in Fig. 3b, wobei
jedoch wiederum in jeder Scheibenspule nur je zwei
«ι Windungen von je zwei Leitern enthalten sind. Zur
Verbesserung der Kühlung dieser Teüwicklung F ist jedoch zwischen den beiden Windungen der einzelnen
Scheibenspulen ein zusätzlicher axialer Kühlkanal Z vorgesehen, so daß jeder Leiter unmittelbar vom
i") Kühlstrom berührt wird. Zur weiteren Verbesserung der
Kühlwirkung und gleichzeitig zur Erhöhung der Windungskapazität ist die Leiterisolation dabei aus
Aramid-Isolierwerkstoff aufgebaut.
Durch die kompakte Ausführung der Teilwicklungen F der Feinstufenwicklung ist auch ein Aufbau der
Stufenwicklung gemäß F i g. 5 möglich, bei dem die Feinstufenwicklung von je einer Hälfte der Grobstufenwicklung
in Achsrichtung flankiert sind. Zweckmäßig sind dabei die beiden Hälften der Grobstufenwicklung
aus den gleichen Teilwicklungen aufgebaut wie die Feinstufenwicklung, so daß die Stufenwicklungen eine
einzige, gleichmäßig aufgebaute Wicklungsröhre darstellen, in dieser Wicklungsröhre sind die beiden
Grobstufenwicklungshälften durch eine Grobstufenrückverbindung RG miteinander verbunden. Die Grobstufenanschiüsse
A und ßdienen zum Anschluß an einen nicht dargestellten Wender und die Feinstufenanschlüsse
50 bis 5 10 dienen zum Anschluß an einen ebenfalls nicht dargestellten Feinstufen wähler in einer Stufen
■35 schalteinrichtung.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Stufenwicklung für Transformatoren und Drosseln für sehr große Ströme aus ineinander
gewickelten Teilwicklungen aus gestürzt gewickelten Scheibenspulen mit je zwei radial übereinander
liegenden Leitern und einer äußeren Rückverbindung, dadurch gekennzeichnet,
— daß die Anzahl der Scheibenspulen einer Teilwicklung der halben Stufenwindungszahl
entspricht und
— daß die Rückverbindung zwischen der letzten Windung des ersten Leiters und der ersten
Windung des zweiten Leiters jeder Teilwicklung angezapft und ebenso wie deren Eingang
und Ausgang mit dem Stufenwähler verbunden ist.
2. S'ufenwicklung nach Anspruch i, dadurch
gekennzeichnet, daß Eingang, Rückverbindung und Ausgang jeder einzelnen Teilwicklung angenähert
auf einer achsparallelen Geraden liegen.
3. Stufenwicklung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von der
Teilwicklung mit der Anzapfung »Null« in Achsrichtung nach beiden Seiten abwechselnd die Teil-vicklungen
der folgenden Feinstufen angeordnet sind und daß die Enden der so aufgebauten Feinstufenwicklung
von je einer Hälfte der Grobstufenwicklung flankiert sind.
4. Stufenwicklung nach einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grobstufenwicklung
aus den gleichen Teilwicklungen aufgebaut ist wie die Feinstufenwicklung.
5. Stufenwicklung nach einem der Ansprüche I bis
4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einzelnen Teilwicklungen radiale Kühlkanäle vorgesehen
sind und daß zu deren Ergänzung unter Verzicht auf weitere radiale Kühlkanäle ein axialer
Kühlkanal jeweils zwischen die beiden Windungen der Scheibenspule eingebaut ist.
6. Stufenwicklung nach einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter zur zusätzlichen Erhöhung der Windungskapazität und
damit der Stoßspannungsfestigkeit lediglich mit einer dünnen Schicht aus Aramid-Isolierstoffen
umsponnen sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782841592 DE2841592C2 (de) | 1978-09-25 | 1978-09-25 | Stufenwicklung für Transformatoren und Drosseln für sehr große Ströme |
JP11781079A JPS5544797A (en) | 1978-09-25 | 1979-09-13 | Large current transformer and reactor tap winding |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782841592 DE2841592C2 (de) | 1978-09-25 | 1978-09-25 | Stufenwicklung für Transformatoren und Drosseln für sehr große Ströme |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2841592A1 DE2841592A1 (de) | 1980-03-27 |
DE2841592C2 true DE2841592C2 (de) | 1982-05-27 |
Family
ID=6050331
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782841592 Expired DE2841592C2 (de) | 1978-09-25 | 1978-09-25 | Stufenwicklung für Transformatoren und Drosseln für sehr große Ströme |
Country Status (2)
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JP (1) | JPS5544797A (de) |
DE (1) | DE2841592C2 (de) |
Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
NL8101466A (nl) * | 1981-03-24 | 1982-10-18 | Smit Transformatoren Bv | Fijnregelwikkelingen voor een transformator of smoorspoel. |
JPS59134808A (ja) * | 1983-01-22 | 1984-08-02 | Hitachi Ltd | 負荷時タツプ切換変圧器 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3569883A (en) * | 1969-09-15 | 1971-03-09 | Robert I Van Nice | Electrical winding |
US3582850A (en) * | 1969-12-10 | 1971-06-01 | Westinghouse Electric Corp | Electrical windings |
-
1978
- 1978-09-25 DE DE19782841592 patent/DE2841592C2/de not_active Expired
-
1979
- 1979-09-13 JP JP11781079A patent/JPS5544797A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6156858B2 (de) | 1986-12-04 |
DE2841592A1 (de) | 1980-03-27 |
JPS5544797A (en) | 1980-03-29 |
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Legal Events
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OAP | Request for examination filed | ||
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D2 | Grant after examination | ||
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Owner name: TRANSFORMATOREN UNION AG, 8500 NUERNBERG, DE |
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