DE1114922B

DE1114922B - Tubular winding made of disc coils for transformers and choke coils

Info

Publication number: DE1114922B
Application number: DESCH25225A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Klaus Gadek
Original assignee: Continental Elektronidustrie AG
Current assignee: Continental Elektronidustrie AG
Priority date: 1958-12-22
Filing date: 1958-12-22
Publication date: 1961-10-12

Description

,Aus Scheibenspulen aufgebaute Röhrenwicklung für Transformatoren und Drosselspulen Bekanntlich wird die Spannungsverteilung und damit auch die innere Wicklungsbeanspruchung beim Auftreffen von Stoßspannungen auf die Wicklungen von Transformatoren und Drosselspulen im wesentlichen vom Verhältnis der Erdkapazität zur Reihenkapazität der Wicklung beeinflußt., Tubular winding made up of disc coils for transformers and choke coils As is well known, the voltage distribution and thus also the internal Winding stress when impulse voltages hit the windings of Transformers and reactors essentially depend on the ratio of the earth capacitance influenced to the series capacity of the winding.

Da die Erdkapazität bei Wicklungen ohne besondere Maßnahmen gegenüber der Serienkapazität wesentlich größer ist, ergibt sich beim Auftreffen einer Stoßspannung ein nichtlinearer Spannungsabfall entlang der Wicklung, wodurch insbesondere die Isolation der Eingangsspulen besonders hoch beansprucht wird.Since the earth capacitance compared with windings without any special measures the series capacity is much larger, occurs when a surge voltage occurs a non-linear voltage drop along the winding, which in particular causes the Isolation of the input coils is particularly stressed.

Um beim Auftreffen der Stoßspannung eine möglichst lineare Spannungsverteilung zu erhalten und dadurch Beanspruchungsspitzen einzelner Wicklungsteile zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Reihenkapazität gegenüber der Erdkapazität möglichst zu vergrößern.In order to have as linear a voltage distribution as possible when the surge voltage occurs and thus avoid stress peaks of individual winding parts, it is advisable to increase the series capacitance as much as possible compared to the earth capacitance.

Zu diesem Zweck wurde bereits vorgeschlagen, bei einer aus Scheibenspulen aufgebauten Röhrenwicklung die einzelnen Scheibenspulen aus je zwei ineinandergewickelten Wicklungsgängen herzustellen.For this purpose it has already been proposed to use a disk coil built-up tube winding the individual disc coils from two each wound To produce winding turns.

Eine derartige Wicklung ist in Abb. 1 dargestellt. Der erste Gang ist schraffiert gezeichnet, der zweite Gang ist unschraffiert. Der Betriebsstrom durchfließt, im Querschnitt betrachtet, schleifenförmig jede Spule zweimal. Die kapazitive Kopplung zwischen den Spulen einer so aufgebauten Wicklung ist jedoch nicht gleichmäßig längs der ganzen Wicklung. So wechseln Spulen, bei denen eine gute kapazitive Kopplung dadurch erreicht wird, daß am inneren und äußeren Umfang Querverbindungen zwischen den Spulen bestehen, mit solchen ab, bei denen entweder nur am äußeren oder nur am inneren Umfang Verbindungen zwischen den Spulen vorhanden sind und die demnach kapazitiv schlechter gekoppelt sind.Such a winding is shown in Fig. 1. The first course is shown hatched, the second gear is not hatched. The operating current When viewed in cross section, flows through each coil twice in a loop. the however, there is capacitive coupling between the coils of a winding constructed in this way not evenly along the whole winding. So change coils where one good capacitive coupling is achieved in that on the inner and outer circumference Cross connections exist between the coils, with those from where either Connections between the coils are only present on the outer or only on the inner circumference and which are therefore less capacitively coupled.

Die Reihenkapazität einer Spulenwicklung mit zwei parallelen Teilleitern kann in bekannter Weise auch dadurch vergrößert werden, daß einem Stromzweig eine Spule vorgeschaltet wird, so daß zwischen den benachbarten Windungen innerhalb der Spulen eine Spannungsdifferenz besteht, wobei Punkte gleichen Potentials durch Querverbindungen miteinander verbunden werden können. Für diese Maßnahmen sind jedoch mindestens zwei parallele Teilleiter notwendig.The series capacitance of a coil winding with two parallel partial conductors can also be increased in a known manner by adding a Coil is connected upstream, so that between the adjacent turns within the Coils have a voltage difference, with points having the same potential through cross-connections can be connected to each other. For these measures, however, are at least two parallel sub-conductors required.

Die Erfindung schafft hier Abhilfe und ergibt eine gleichmäßigere räumliche Spannungsverteilung beim Auftreffen von Stoßspannungen durch die Kombination folgender Maßnahmen: 1. Vergrößerung der Windungskapazität durch mehrgängig ineinandergewickelte Spulen und 2. gleichmäßigere und stärkere kapazitive Kopplung zwischen den Spulen durch Schaffung von Querverbindungen zwischen allen Spulen, zumindest sowohl am inneren als auch am äußeren Umfang der Wicklung.The invention provides a remedy here and results in a more uniform Spatial stress distribution when impulse voltages occur due to the combination the following measures: 1. Increase of the winding capacity by multi-thread winding Coils and 2. more uniform and stronger capacitive coupling between the coils by creating cross connections between all coils, at least both on inner and outer circumference of the winding.

Die Erfindung bezieht sich auf eine aus Scheibenspulen aufgebaute Röhrenwicklung für Transformatoren und Drosselspulen. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs- und Ausgangsspule mindestens zweigängig und die anderen Spulen mindestens dreigängig ineinandergewickelt sind, wobei die einzelnen Wicklungsgänge der Spulen mit Wicklungsgängen der Nachbarspulen so in Reihe geschaltet sind, daß zwischen allen benachbarten Spulen mindestens drei vom Betriebsstrom durchflossene Querverbindungen bestehen, von denen mindestens eine Querverbindung eine in der Nähe des inneren Spulenumfanges gelegene Windung der einen Spule mit einer in der Nähe des inneren Spulenumfanges gelegenen Windung der benachbarten Spule und mindestens eine Querverbindung eine in der Nähe des äußeren Spulenumfanges gelegene Windung der einen Spule mit einer in der Nähe des äußeren Spulenumfanges gelegenen Windung der benachbarten Spule direkt leitend verbindet. In Abb. 2 und 3 ist eine Wicklung nach dem Kennzeichen der Erfindung dargestellt, wobei die Normalspulen dreigängig und die Endspulen zweigängig ineinandergewickelt sind. Abb. 2 zeigt durch die unterschiedlichen Schraffuren die jeweilige räumliche Lage der Windungen der einzelnen Gänge; in Abb.3 sind die Gänge zum besseren Verständnis nebeneinander gezeichnet, wodurch die Schaltung, der Stromlauf und der Aufbau direkt sichtbar sind.The invention relates to a built up from disc coils Tube winding for transformers and reactors. It is characterized by that the input and output coils have at least two coils and the other coils are wound into one another at least three times, with the individual winding turns the coils are connected in series with the turns of the neighboring coils so that between all adjacent coils at least three of the operating current flowing through them Cross connections exist, of which at least one cross connection is in the Close to the inner circumference of the coil, one turn of the coil with one in the Close to the inner coil circumference of the turn of the adjacent coil and at least a cross connection is a turn located near the outer circumference of the coil the one coil with a turn located in the vicinity of the outer circumference of the coil the adjacent coil directly conductively connects. In Fig. 2 and 3 shows a winding according to the characteristics of the invention, the normal coils three-course and the end coils are two-course wound into each other. Fig. 2 shows through the different hatching the respective spatial position of the turns of the single courses; in Fig.3 the corridors are side by side for a better understanding drawn, whereby the circuit, the circuit and the structure directly visible are.

Die Schaltung ist so getroffen, daß das Ende (E) des ersten Ganges der ersten Spule mit dem Ende (E) des ersten Ganges der zweiten Spule verbunden ist.The circuit is made so that the end (E) of the first gear of the first coil connected to the end (E) of the first gear of the second coil is.

Der Anfang A des ersten Ganges der zweiten Spule ist mit dem Anfang A des zweiten Ganges der ersten Spule verbunden. Das Ende E des zweiten Ganges der ersten Spule ist mit dem Ende E des zweiten Ganges der zweiten Spule verbunden. Der Anfang A des zweiten Ganges der zweiten Spule ist mit dem Anfang A des ersten Ganges der dritten Spule verbunden. Das Ende E des ersten Ganges der dritten Spule ist mit dem Ende E des dritten Ganges der zweiten Spule verbunden. Der Anfang A des dritten Ganges der zweiten Spule ist mit dem Anfang A des zweiten Ganges der dritten Spule verbunden. Das Ende E des zweiten Ganges der dritten Spule ist mit dem Ende E des ersten Ganges der vierten Spule verbunden. Der Anfang A des ersten Ganges der vierten Spule ist mit dem Anfang A des dritten Ganges der dritten Spule verbunden. Das Ende E des dritten Ganges der dritten Spule ist mit dem Ende E des zweiten Ganges der vierten Spule verbunden. Die Schaltung wiederholt sich so durch die ganze Wicklung, wobei die Verbindungen der- letzten und vorletzten Spule spiegelbildlich den Verbindungen zwischen erster und zweiter Spule entsprechen.The beginning A of the first gear of the second spool is with the beginning A of the second gear of the first coil connected. The end E of the second course of the first coil is connected to the end E of the second gear of the second coil. The beginning A of the second gear of the second spool is with the beginning A of the first Ganges connected to the third coil. The end E of the first gear of the third spool is connected to the end E of the third gear of the second spool. The beginning a of the third gear of the second coil is with the beginning A of the second gear third coil connected. The end E of the second gear of the third coil is with connected to the end E of the first gear of the fourth coil. The beginning A of the first Gear of the fourth coil is with the beginning A of the third gear of the third coil tied together. The end E of the third gear of the third coil is with the end E of the second gear of the fourth coil connected. The circuit repeats itself in this way the whole winding, the connections of the last and penultimate coil being a mirror image correspond to the connections between the first and second coil.

In der Praxis müssen bei hohen Stromstärken oftmals Wicklungen mit parallelen Leitern ausgeführt werden. Die vorbeschriebene Methode läßt sich auch dabei anwenden, und zwar auf zwei Arten: Eine Möglichkeit besteht darin, daß man die Teilleiter in üblicher Weise nebeneinander führt; es ergibt sich dabei im Prinzip das gleiche Bild wie in Abb. 2 und 3, nur mit dem Unterschied, daß jeder Leiter aus mehreren Teilleitern besteht.In practice, windings often have to be used with high currents parallel conductors. The method described above can also be used apply it in two ways: One way is that one leads the sub-conductors side by side in the usual way; it arises in principle the same picture as in Fig. 2 and 3, only with the difference that each conductor consists of several sub-conductors.

Die zweite und besonders vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, daß jeder Wicklungsgang einer Spule aus mehreren parallel geschalteten Leitern besteht, wobei die parallel geschalteten Leiter eines Ganges mit den parallel geschalteten Leitern der anderen Gänge einer Spule in der Weise verschachtelt sind, daß in möglichst vielen Spulen auf je einen Leiter des einen Wicklungsganges ein Leiter eines anderen Wicklungsganges folgt. Durch diese Ausführung erhält man eine vorzügliche kapazitive Kopplung, die wesentlich besser ist als bei der vorgenannten Anordnung. Die Zahl der Querverbindungen beträgt bei dieser Variante der Erfindung ein Vielfaches von »Drei«, entsprechend der Zahl der parallel geschalteten Teilleiter.The second and particularly advantageous possibility is that each turn of a coil consists of several parallel-connected conductors, where the parallel-connected conductors of a corridor with the parallel-connected Heads of the other gears of a coil are nested in such a way that in as possible many coils on each one conductor of one winding turn a conductor of another Winding turn follows. This design gives an excellent capacitive one Coupling that is much better than the aforementioned arrangement. The number the cross connections in this variant of the invention is a multiple of "Three", corresponding to the number of sub-conductors connected in parallel.

Eine derartige Wicklung ist in Abb. 4 dargestellt, bei welcher der erste Teilleiter in der Reihenfolge der Windungen durch die Zahlen 101 bis 136 und der zweite Teilleiter in der Reihenfolge der Windungen durch die Zahlen 210 bis 236 gekennzeichnet ist.Such a winding is shown in Fig. 4, in which the first sub-conductor in the order of the turns is identified by the numbers 101 to 136 and the second sub-conductor in the order of the turns is identified by the numbers 210 to 236.

Zur Unterdrückung von Zusatzverlusten ist es notwendig, die parallelen Leiter der Wicklung so auszukreuzen, daß der Streufluß in aus parallelen Leitern bestehenden Schleifen- ein Minimum wird. Eine solche Auskreuzung kann auch aus fertigungstechnischen Gründen zweckmäßig sein. Bei der Wicklung nach Abb. 2 ergibt sich die Auskreuzung aus fertigungstechnischen Gründen, bei der Wicklung nach Abb. 4 ist die Auskreuzung aus beiden Gründen nötig.To suppress additional losses, it is necessary to use the parallel Cross the conductors of the winding so that the leakage flux in from parallel conductors existing loops- a minimum will be. Such an outcrossing can also result from production engineering Reasons to be expedient. The winding according to Fig. 2 results in the outcrossing for manufacturing reasons, in the winding according to Fig. 4, the outcrossing is necessary for both reasons.

Man muß nicht immer die ganze Wicklung in einer Anordnung gemäß der Erfindung ausführen, man kann vielmehr erfindungsgemäß gewickelte Spulen auch mit in bekannter Weise gewickelten Spulen kombinieren. Zum Beispiel kann eine im gefährdeten Gebiet erfindungsgemäß angeordnete Wicklung nach einer gewissen Anzahl Spulen in eine normale Einzel-bzw. Doppelspulenschaltung übergehen.It is not always necessary to arrange the entire winding in accordance with FIG Carry out the invention, you can also use coils wound according to the invention Combine coils wound in a known manner. For example, an im vulnerable Area according to the invention arranged winding after a certain number of coils in a normal single or. Skip the double coil circuit.

Es versteht sich von selbst, daß die in den angeführten Beispielen gewählten Spulenzahlen, Windungszahlen, Zahl der ineinandergewickelten Wicklungsgänge und Zahl der parallelen Teilleiter in keiner Weise verpflichtend für die Erfindung sind. Selbstverständlich sind diese Werte weitgehend beliebig und von dem jeweiligen praktischen Fall abhängig.It goes without saying that the examples given selected number of coils, number of turns, number of winding turns and number of parallel sub-conductors in no way binding for the invention are. Of course, these values are largely arbitrary and from the respective one practical case dependent.

Der Vorteil gegenüber den bekannten Wicklungsanordnungen liegt bei der Erfindung besonders darin, daß durch die ganze Wicklung am inneren und zugleich auch am äußeren Spulenumfang vom Betriebsstrom durchflossene Querverbindungen bestehen, die jeweils eine Windung der einen Spule mit einer Windung der benachbarten Spule direkt leitend verbinden. Bei den bekannten Wicklungen sind diese Querverbindungen nur entweder am inneren oder am äußeren Spulenumfang durch die ganze Länge der Wicklung vorhanden. Es ist daher einleuchtend, daß bei sonst gleichen Verhältnissen eine nach der Erfindung angeordnete Wicklung gegenüber bekannten Anordnungen eine größere Reihenkapazität besitzen muß.The advantage over the known winding arrangements is the invention particularly in that through the whole winding on the inside and at the same time there are also cross connections through which the operating current flows on the outer circumference of the coil, each one turn of one coil with one turn of the adjacent coil connect directly conductive. In the known windings, these are cross connections only either on the inner or on the outer circumference of the coil through the entire length of the winding available. It is therefore evident that, all other things being equal, a arranged according to the invention winding compared to known arrangements a larger Must have row capacity.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Tubular winding constructed from disc coils for Transformers and reactors, characterized in that the input and Output coil at least two-turn and the other coils at least three-turn are wound into one another, the individual turns of the coils with turns the neighboring coils are connected in series so that between all neighboring coils there are at least three cross-connections through which the operating current flows, of which at least one cross connection one located in the vicinity of the inner circumference of the coil Turn of one coil with one near the inner circumference of the coil Turn of the adjacent coil and at least one cross connection one nearby of the outer coil circumference of one coil with one in the vicinity of the outer coil circumference of the adjacent coil is directly conductive connects.

2. Winding according to claim 1, wherein the conductor is made up of parallel connections Partial conductors consists, characterized in that the number of cross connections is at least is a multiple of "three", corresponding to the number of connected in parallel Sub-leader.

3. Winding according to claim 1 and 2, characterized in that the parallel switched sub-conductors of a corridor with the parallel switched Partial ladders the other gears of a coil are nested in a manner known per se in such a way that that in as many coils as possible on a sub-conductor of one winding path a sub-conductor of another turn follows. Considered publications: German Patent Nos. 941740, 948 628; German interpretative documents No. 1039 620, 1003 850; Swiss patents No. 329 523, 270 657, 310 044.