DE1018983B - Wicklung fuer Transformatoren, Drosselspulen od. dgl. - Google Patents

Description

• Wicklung für Transformatoren, Drosselspulen od. dgl. Außer Zylinder- und verstürzten Wicklungen werden insbesondere bei verhältnismäßig niederen Spannungen und hohen Stromstärken bei Transformatoren Wendelwicklungen verwendet, bei denen mehrere parallel geschaltete Leiter radial übereinander angeordnet sind. Bei derartig aufgebauten Wicklungen entstehen außer den normalen Verlusten in den verschiedenen parallel geschalteten Leitern noch Zusatzverluste, die etwa mit der vierten Potenz der wirksamen Summe der parallelen Leiterbreiten ansteigen. Diese bekannte Tatsache erfordert eine Kreuzung oder Wendelang der parallelen Drähte, die dieser Wicklungsart die Bezeichnung »Wendelwicklung« gegeben hat. Dabei gilt die Regel, daß jeder der parallelen Drähte auf jedem möglichen Durchmesser gleich viel Windungen aufweisen maß, um die in den Leitern entstehenden Verluste gleichmäßig zu gestalten und Zusatzverluste infolge von Ausgleichsströmen zu vermeiden. Besteht eine solche Wicklung beispielsweise aus n parallelen Leitern, so sind n-1 Kreuzungen erforderlich.
• Im mittleren Teil der Wicklung, in dem das Streufeld homogen und axial gerichtet ist, d. h. keine radialen Komponenten auftreten, genügt diese Kreuzungsart vollkommen. Die Stromverteilung ist in diesem Abschnitt symmetrisch. Unter dem mittleren Teil der Wicklung sind dabei etwa 80% der Wicklungslänge zu verstehen. Bei den restlichen 2011/o der Wicklungslänge, die sich zu je etwa 10% auf den Anfang und das Ende der Wicklung aufteilen, zeigt sich, daß die in diesen Abschnitten gelegenen Windungen unter dem Einfluß von starken radialen Komponenten des Streuflusses stehen. Während demnach im mittleren Wicklungsteil die beschriebene Wendelang der Wicklung zur Symmetrierang ausreicht, entstehen unter der Einwirkung des Randfeldes neue Unsymmetrien innerhalb des im Randfeld liegenden Wicklungsteiles. Die Stromverteilung auf die parallelen Leiter wird daher ungleichmäßig, und trotz der oben beschriebenen, bekannten Wendelang stellen sich Zusatzverluste ein, die auf ungleiche Teilströme innerhalb der Wicklung zurückzuführen sind.
• Diese Nachteile werden nun erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß der mittlere Teil der Wicklung in gleichmäßigen Abständen normal gewendelt ist, während die am Anfang und am Ende gelegenen, von den radialen Komponenten des magnetischen Streuflusses beeinflußten Windungen unabhängig von der übrigen Wendelang in sich selbst vollkommen gewendelt sind.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Dem Beispiel wird eine Wendelwicklung mit einer Windungszahl von beispielsweise 40 Windungen mit vier parallelen Leitern zugrunde gelegt, die mit den Bezugszahlen 1 bis 4 gekennzeichnet sind. In der Zeichnung ist in jeder Zeile jeweils nur eine Windung dargestellt; die Wendel- oder Kreuzungsstellen sind durch Kreuze angedeutet. Die Verteilung der Wendelstellen auf den Umfang, insbesondere bei den in sich selbst vollkommen gewendelten Windungen, ist aus dem neben jeder Zeile angebrachten Schema zu ersehen.
• Entsprechend der in dem Beispiel gewählten Zahl der parallelen Leiter sind demnach in den ersten und letzten vier Windungen, die 1011/o der Wicklungslänge ausmachen, pro Windung drei Kreuzungen vorzusehen, um auf diese Weise in jeder der einzelnen Windungen eine vollkommene Vertauschung der Leiter zu erreichen.
• Unter Außerachtlassen der ersten vollkommen gewendelten vier Windungen erfolgt eine gleichmäßige Aufteilung .des mittleren Wicklungsteiles, der etwa 80% der Wicklungslänge umfaßt und der somit 32 Windungen aufweist. Bei n-4 Leitern sind also n-1, also drei Kreuzungen erforderlich, woraus sich in dem angegebenen Beispiel eine Kreuzung nach jeweils acht Windungen ergibt. Entsprechend den Eingangswindungen wird also in dem Teil, in dem der magnetische Fluß parallel verläuft, ein vollkommener Ausgleich zwischen den Leitern erzielt.
• Analog den Anfangswindungen sind auch die dem Streufeld ausgesetzten Endwindungen in den letzten 10'% der Wicklungslänge vollkommen gewende@lt, also innerhalb jeder Windung wiederum 7a-1 = 3mal gekreuzt, wie dem gezeigten Beispiel entspricht. Dadurch wird erreicht, daß unabhängig von dem Einfluß des Streufeldes eine gleichmäßige Stromverteilung in der gesamten Wendelwicklung erzwungen wird und weitere unliebsame Zusatzverluste vermieden werden. Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf das gezeigte Beispiel mit vier Leitern, sondern ist auf jedeWendelwicklung beliebiganwendbar. Dies gilt insbesondere auch für Doppelwendelwicklungen, bei denen infolge der Vielzahl von parallelen Leitern eine reine radiale Anordnung der Leiter nicht mehr möglich ist, sondern eine Aufteilung erforderlich wird. Die Aufteilung erfolgt dann dergestalt, daß je die Hälfte der gesamten parallel geschalteten Leiter radial übereinander und beide Hälften axial nebeneinander angeordnet sind. Auf diese Weise ergibt sich dann eine Doppelschraube oder, wie sie auch vielfach bezeichnet wird, eine Doppelwendelwicklung. Auch bei einer derartigen Wicklung erfolgt eine Unterteilung in einen Mittelteil und zwei Randteile. Im Mittelteil wird die Wendelung der Leiter normal durchgeführt, so daß jeder Leiter in jeder Lage innerhalb der Doppelschraube in gleich viel Windungen zu liegen kommt. In den Randteilen dagegen wird wiederum jede Windung unabhängig von der übrigen Wende-Z> in sich selbst gewendelt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Wicklung für Transformatoren, Drosselspulen od. dgl. mit mehreren parallelen radial übereinander angeordneten Leitern, dadurch gekennzeichnet, daß die am Anfang und am Ende gelegenen, je etwa 10% der Wicklungslänge betragenden, von den radialen Komponenten des magnetischen Streuflusses beeinflußten Windungen unabhängig von der übrigen Wendelung in sich selbst vollkommen gewendelt sind, während der mittlere Teil der Wicklung in gleichmäßigen Abständen normal gewendelt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 920 261, 934 960, 935985.