DE1925095A1

DE1925095A1 - Wicklung fuer elektrische Geraete hoher Stroeme

Info

Publication number: DE1925095A1
Application number: DE19691925095
Authority: DE
Inventors: Leibinger George Edward
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1968-05-17
Filing date: 1969-05-16
Publication date: 1970-01-08
Also published as: GB1261225A; SE368878B; CH490729A; US3538473A; DE1925095B2; DE1925095C3; FR2008740A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Wicklungen für elektrische Induktionsgeräte und besonders auf Wicklungen, die aus Einzelleitern bestehen, bei denen ein einfacher wendelförmig gewickelter Leiter hoher Strombelastbarkeit von mehreren getrennt isolierten Einzelleitern gebildet wird, die radial übereinander zusammengelagert und elektrisch parallelgeschaltet sind.

In elektrischen Hochstromwicklungen für Leistungstransf^fpjna¹-toren, Drosselspulen u.a. ist es allgemein üblich, die I|eiterwicklungen aus mehreren Einzelleitern herzustellen, die {

wohnlich radial übereinander gelagert sind, um die Zahl def's Windungen in einer einfachen zylindrischen Wicklungsschicht möglichst groß zu halten. Die Einzelleiter solcher Leiter sind gewöhnlich getrennt isoliert, obgleich alle Einzelleiter an ihren Enden miteinander verbundeän sind. Einer solchen Isolierung liegt primär die Aufgabe zugrunde, die Leiter zu unterteilen, um die örtlich auftretenden Wirbelströme, die

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sich aus dem Fluß ergeben, der die Leiter selbst kreuzt, gering zu halten. Die Isolierung der Einzelleiter jedoch wirft ein anderes Problem auf, da die Spulen, die durch die äußeren radialen Einzelleiter gebildet werden, einen größeren Fluß umfassen, als die Spulen, die durch die inneren radialen Einzelleiter gebildet werden (d.h. im Hinblick auf den Mittelpunkt zwischen der inneren und äußeren Peripherie des wendelförmigen Leiters). Die Flußdifferenz hat eine nennenswerte Differenz der Spannung pro Windung in den radial benachbarten Einzelleitern eines einfachen Leiters zur Folge, d.h. der Gegenspannungsverlust pro V/indung in einer Drosselspule oder die induzierte Spannung pro Windung- in einer Trans format orviicklunp· ist nicht für jeden radial übereinander gelagertenEinzelleiter gleich. Da die Einzelleiter an ihren Enden in Parallelschaltung verbunden sind, bildet jedes Einzelleiterpaar eine Leiterschleife, in der durch eine solche Spannungsdifferenz Ausgleichsströme entstehen .

Um diese Ausgleichsströme zu reduzieren, ist es bereits bekannt, die verschiedenen radial aufeinander geschichteten Einzelleiter eines Leiters zwischen der radial inneren und der radial äußeren Lage in der Schicht zu verdrillen und zwar derart, daß jeder Leiter beim Durchziehen der Spule in Längsrichtung eine symmetrische Folge einer inneren und einer äußeren Lage einnimmt.

Für die Verdrillung der Einzelleiter, wie beschrieben, werden einige bekannte Umsetzfolgen allgemein verwendet. Bei solchen Folgen unterscheidet man zwei grundsätzliche Kategorien. Bei einer Art der Umsetzung, die als progressive Umsetzung bekannt ist, wird jeder Einzelleiter durch eine fortlaufende Folge radialer Verschiebungen in gleicher Richtung für jede vollständige Verdrillung verschoben. Bei der anderen allgemeinen Art ist auch jeder Einzelleiter in einer symmetrischen Folge von radial inneren und radial äußeren Positionen in einem Einzelleiterbündel angeordnet, jedoch ohne progressive Verschiebung in einer einzigen Richtung. Eine solche nicht

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.fortlaufende Verdrillung; kann z.B. eine vollständige Umkehrung der Positionen der Einzelleiter sein und zwar entweder einzeln oder in Gruppen.

Bei den bekannten Vepdrillungen der beiden vorgenannten Arten ist es allgemein üblich, die Verdrillpunkte in gleichen axialen Abständen anzuordnen und eine solche Anzahl von Verdrillungen vorzusehen, daß jeder Einzelleiter eine symmetrische Folge von radial inneren und radial äußeren Positionen in gleichen axialen Abständen in jeder Spulenschicht einnimmt. Während eine solche Anordnung der Einzelleiter die Ausgleichsströme vorteilhaft reduziert, werden solche Ströme jedoch nicht gänzlich eliminiert.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, weitere Leistungsverluste zu reduzieren, die durch Austrleichsströme in hoch belastbaren Wicklunren mit Vielfacheinzelleitern auftreten.

Der Erfindung liegt ferner die besondere Aufgabe zugrunde., Energieverluste durch AusKleichsstrSme in elektrischen Spulen aus Einzelleitern zu reduzieren, die radial in progressiver oder fortschreitender Folge verdrillt sind.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, Enereieverluste durch Ausgleichsströme in elektrischen Spulen mit verdrillten Einzelleitern zu reduzieren, indem für sowohl eine progressive und nicht-progressive Verdrillfolge eine optimale Variation der Verdrillungsabstände vorgesehen wird.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen:

Figur 1 einen Teilquerschnitt eines elektrischen Transfor^r mators mit Primär- und Sekundärwicklungen, die um einen einzigen Kernschenkel konzentrisch gewickelt

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sind, um den Ursprung des Streuflusses zwischen diesen Wicklungen darzustellen;

Figur 2 einen ähnlichen, Teilquerschnitt eines Zweiwicklungstransformators, die das Streuflußfeld genauer wiedergibt;

Figur 3 einen Teilquerschnitt ähnlich desjenigen gemäß Figur 1 und 2, aus der auch typische Einzelleiterwicklungen zu entnehmen sind;

Figur 4 und

Figur 5 mehrere Querschnitte, die im einzelnen verschiedene Verdrillfolgen für eine Vielfacheinzelleiterwicklung¹ gemäß Figur 3 darstellt;

Figur 6 eine graphische Darstellung, die eine typische Art der Variation der Verdrillabstände gemäß der Erfindung wiedergibt,

und
Figur 7 einen Teilquerschnitt einer vielfach verseilten Windung, die gemäß der Erfindung umgesetzt ist.

Die Erfindung ist anhand eines Beispieles an einem Transformator mit konzentrischen Wicklungen beschrieben, der gewöhnlich für die Übertragung großer Leistungen verwendet wird, wie beispielsweise für einen Lichtbogenofentransformator o.a., die Unterspannungswicklungen hoher Stromelastftarkeit besitzen. Figur 1 zeigt einen Teilquerschnitt eines Trans-, formators, der einen magnetisierbaren Kern mit einem Kernschenkel 10 und einem Jöchteil 11 besitzt. Der Transformatorschenkel 10 nach Figur 1 kann natürlich ein Wicklungsschenkel eines dreiphasigen oder mehrphasigen Transformators sein. Auf dem Kernschenkel 10 ist eine wendeiförmige Hochspannungsprimärwicklung 12 und eine konzentrische wendeiförmige Sekundärwicklung: 13 für eine hohe Strombelastbarkeit gewickelt.

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WIe allgemein bekannt ist, sind die Spannungen der Wicklungen 12 und 13, wenn beide Wicklungen unter Lastbedingungen Strom führen, ebenso wie die Ströme in den Wicklungen, vektoriell annähernd in entgegengesetzter Phase. Der Strom in der Primärwicklung 12 enthält als Komponente davon den Erregungsstrom. Auf der Basis der Amperewindungen ist dieser erregende Strom die Vektordifferenz zwischen dem Primär- and Sekundärstrom, der in dem Kern 10 und 11 einen Hauptfluß erzeugt, der in Figur 1 durch die einfache Flußlinie 0 dargestellt ist,

Unter Lastbedingungen wird ein wesentlicher Teil des Flusses, der durch den Strom in den Primärwindungen 12 erzeugt wird, nicht durch das Kernjoch 11 verlaufen, sondern tritt aus dem Kernschenkel 10 aus und umfaßt direkt die Primär-, und Sekundärwicklungen 12 und 13 über Rückfluß,, der die Leiter, die Wicklungsisolation und Luft umfaßt. Dieser austretende Fluß, der in der Primärwicklung erzeugt wird, besitzt einen allgemeinen Teil 0 im Kernschenkel 10 und -zwei Rüekschleifen außerhalb des Kernschenkels. Eine Rüokschleife 0_Dm umfaßt die Primär- und die Sekundärwicklungen und eine andere Rückschleife 1, kehrt in den Raum zwischen der Primär- und Sekundärwicklung zurück- In ähnlicher Weise besitzt der Fluß, der durch den Laststrom in der Sekundärwicklung 13 erzeugt wird, einen allgemeinen Teil 0 , der durch den Kernschenkel IQ verläuft und zwei Rücksehleifen außerhalb des Kernschenkels. Eine dieser Schleifen 0 umfaßt sowohl die

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Primär- als auch die Sekundärwicklungen und die zweite Schleife 0_sl kehrt in den Raum zwischen der Primär- und Sekundärwicklung zurück.

Aus den Richtungspfeilen der verschiedenen Flußpfade kann entnommen werden, daß der primäre und der sekundäre Fluß 0_ und 0· innerhalb des Kernschenkels 10 gegenläufige Richtungen hat« Hierdurch ergibt sich die Differenz zwischendem gesamten primären und sekundären Fluß, die den Hautprnagnetisierungsfluß 0 ergibt. In ähnlicher Weise besitzen die Komponenten

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. des primären und sekundären Streuflusses, die -sich radial außerhalb der Wicklungen 12 und 13 befinden, entgegengesetzte Richtungen, die dazu neigen, einander aufzuheben. In dem Räum zwischen der Primär- und Sekundärwicklung jedoch besitzt der Streufluß der Primär- und Sekundärwicklung die gleiche Richtung, so daß eine Verstärkung auftritt und ein Fluß beträchlicher Größe erzeugt wird, der als Streufluß (Leckfluß) bekannt ist und der die Komponenten 0 -, und 0 , besitzt.

Aus Figur 2 ist ein ähnlicher Querschnitt der Primär- und Sekundärwicklungen 12 und 13 zu entnehmen, wobei die Streufluß-" komponenten 0 , und 0 -, etwas genauer dargestellt sind, während die gegenläufigen Streuflußkomponenten 0 und 0 fortgelassen

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sind.

Wie aus Figur 2 zu entnehmen ist, umschließen die Streuflußkomponenten innerhalb ihrer Phasenschleife nicht gleichförmig alle Primär- und Sekundärwicklungsschleifen, sondern treten an den axial entlegenen Enden der Wicklungen in größerem Maße aus, so daß die axiale Komponente des Streuflusses an den gegenüberliegenden Enden der Wicklungen eine weitaus ge-* ringere Intensität aufweist, als die axiale » Komponente des; Streuflusses an den axialen Mittelpunkten der Wicklungen, Ferner wird aus der Figur 2 ersichtlich, daß der Streufluß nicht nur den Raum zwischen der Primär und Sekundärwicklung durch-, quert, sondern auch teilweise durch die Leiter der Wicklungen selbst dringt j was teilweise durch den großen Leiterquersc-hnitt der Sekundärwicklung 13 gezeigt wird.

In Figur 3 wird ein ähnlicher Querschnitt _x verglichen zur Figur 2, wiedergegeben, bei dem der hochstromhelastete Leiter der Unterspannungswicklung 13 aus mehreren getrennten isolierten Einzelleitern 1 bis 8 besteht. Die Einzelleiter sind so angeordnet, daß jede Wicklungsschleife aus zwei Bündeln, · radial überlagerter Einzelleiter gebildet wird ^l bis. ^ und 5. bis 8 nach Figur 3), wobei die zwei Bündel Seite an Seite axial angrenzend sind. Die acht getrennt isolierten Einzel'-.

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leiter- sind an ihren axial entfernten Enden elektrisch miteinander verbunden, wie durch Fehlen einer dazwischen liegenden; Isolierung in den axial äußersten Schleifen angedeutet is.t^ Jn der Praxis wird natürlich die elektrische Verbindung der. Leiterenden ,innerhalb der Leiter neben den Endschleifen der Wicklung hergestellt.

In Figur 4 sind eine Reihe fortlaufender Querschnitte 4a bis 4j einschließlich dargestellt und zwar in einer Folge, bei der die acht Einzelleiter, die in Figur 4 wiedergegeben sind, in Bezug zueinander an ausgewählten axial und räumlich voneinander getrennten Punkten entlang der wendeiförmigen Wicklung 13 radial verdrillt sein können. Jeder Querschnitt nach Fipcür 4 stellt · eine einzige WicklunKsschlelfe dar; es ist jedoch selbstverständlich, daß diese Schleifen, die axial voneinander getrennt sind, nicht axial angrenzend angeordnet sind, wie dargestellt, sondern axial entlang der Wicklung mit einem Abstand versehen sind. Während hier nur acht Einzelleiter zum Zweeke einer deutlichen Darstellung wiedergegeben sind, ist es selbstverständlich, daß irgendeine gerade oder ungerade Leiterzahl, die entweder in einem oder in mehreren Bündeln radial geschichtet sein kann, die einen einzigen Leiter enthalten, verwendet werden kann.

Die in Figur 4 wiedergegebene Umsetzung gehört zur sogenannten progressiven Art. In dem gezeigten Fall enthält der verseilte Leiter eine gleiche Anzahl von Einzelleitern mit vier radial überlagerten Einzelleitern in jedem der zwei axial angrenzenden Bündel. Figur 4 zeigt die Anfangsposition der Bündel, bei der der Leiter in die erste Schleife der Wicklung 13 eintritt. Figur 4b zeigt einen ersten Verdrillpunkt, bei dem die'Einzelleiterbündel 1 bis 4 im Hinblick auf die benachbarten Bündel der Einzelleiter 5 bis 8 um eine Einzelleiterposition radial nach außen verschoben wurde. Figur 4c zeigt einen zweiten Verdrillpunkt, bei der der radial innerste und der radial äußerste Einzelleiter 5 und 4 in entsprechend entgegengesetzter Richtung axial verschoben wurde, so daß jeder von ihnen in"

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das benachbarte Leiterbündel gelangt. Figur 4d zeigt einen folgenden Verdrillpunkt, bei dem das oberste Leiterbündel radial nach innen und zurück in die radiale Nachbarschaft zum untersten Leiterbündel verschoben wurde. Wie gezeigt_ ist, werden bei dieser Dreielementverdrillung die Einzelleiter 1,2 und 3 radial nach außen in eine Position, die Leiter 6,7 und 8 radial nach innen in eine Position und die Leiter 4 und 5 axial in entgegengesetzte Richtung verschoben, ohne daß ihre radiale Lage verändert wird. Hierdurch wird ersichtlich, daß durch die drei aufeinander folgenden Dreischrit^Srillungen gemäß Figur 4 der Einzelleiter 1 bis in eine radial äußerste Lage gemäß Figur 4 J verschoben werden kann, während jeder der anderen Einzelleiter progressiv Schritt für schritt radial nach innen oder radial nach außen verschoben wird> bis jeder Einzelleiter jede der vier möglichen radial verschobenenen Leiterpositionen eingenommen hat. In ähnlicher Weise kann die Verdrillung progressiv oder aufeinanderfolgend fortgesetzt werden, bis der Einzelleiter 1 kontinuierlich durch alle Einzelleiterpositionen verschoben wurde und wieder auf seine anfängliche radial innere und axial äußerste Lage zurückkommt. Im weiteren Zusammenhang mit der progressiven Verdrillungsart gemäß Figur 4 wird ersichtlich, daß bei einer vollständigen radialen Verdrillung (gemäß Firur 4a bis 4j einschllÄftlich)_ oder bei zwei oder mehr solchen Verdrillungen, bei S§^ⁿ Leiter die volle Länge der Wendelwicklung 13 durchzieht, daß es allgemein üblich ist, die Verdrillpunkte 4a, 4b usw. durch gleiche axiale (oder periphere) Abstände entlang der Wicklung 13 anzuordnen. Es ist,auch verständlich, daß eine progressive . Verdrillart dadurch ausgeführt werden kann, daß im Gegensatz zur Verdrillung eines jeden Einzelleiters Leitergruppen in..,. einer fortlaufenden Folge verdrillt werden. Daher würde z.B., wenn jedes Bündel 32 Einzelleiter anstelle von vier umfaßt und-wenn vier radiale Verdrillungspunkte vorgesehen werde.n (wie, die Punkte 4b,.4d.,4g und 4j) jeder Einzelleiter an jedem ,dieser Punkte durch acht Positionen anstelle der einen Position wie .gezeigt;» verschoben werden, jedoch würde die Verdrillung

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noch progressiv oder aufeinanderfolgend sein, da jede radiale Verschiebung in der gleichen Richtung und durch eine gleiche Anzahl von Positionen innerhalb der Grenzen einer vollständigen Verdrillung durchgeführt wird.

Die in Figur 4 wiedergegebene progressive Verdrillung ist aus Seite 63 des Buches mit dem Titel "Transformer Engineering" von L.P. Bloom, veröffentlicht von John Wiley und Söhne, 2. Ausgabe 1951> Seifce-63 zu entnehmen.

Es ist für den Fachmann leicht verständlich, daß ein Leiter hoher Strombelastung, der ausmehr als zwei axial angrenzenden Bündeln von Einzelleitern besteht, in ähnlicher Weise progressiv verdrillt werden kann. Hierzu wird z.B. auf das britische Patent 431 6l7 verwiesen, aus der eine Verdrillung von Einzelleitern in drei axial benachbartenBündeln in progressiver Folge zu entnehmen ist. Wenn es erforderlich ist, vier axial benachbarte Leiterbündel zu verwenden, kann jedes Bündel in der in Verbindung mit Figur 4 beschriebenen Weise progressiv verdrillt werden.

Um die Art zu erläutern, in der ein einfaches Bündel radial überlagerter Leiter, die eine Leiterwieklung bilden, in nichtprogressiver Folge verdrillt werden kann, werden anhand einer Reihe von Querschnitten nach-Figur 5 zwei nicht-progressive Verdrillarten aufgezeigt, die als Standardverdrlllung und Spezial verdrillung bekannt sind. Gemäß Figur 5a und 5b wird eine sogenannte Standardverdrillung gezeigt, bei der die Leiterpositionen 1,2,3 und 4 an einem einzigen Verdrillpunkt zwischen einer aufeinanderfolgenden Wicklungwindung vollständig radial umgekehrt sind. Eine derartige Verdrillung wird in dem US-Patetn 2 7I0 38O von DeBuda in Spalte 3 vollständiger beschrieben. Aus den Figuren 5c und 5d sind sogenannte UmSpezialverdrillungen ersichtlich, aus denen ähnliche Umkehrüngen der Leiterpositionen zu entnehmen sind, die an einem einzigen Verdrillpunkt durchgeführt wurden, indem die Leiter in Gruppen anstelle einer individuellen Verdrillung, verdrillt wurden.

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Besonders die Leitergruppe 1-2 aus Figur 5c und 5d ist bezüglich ihrer Lage im Hinblick auf die Leitergruppe 3-4 vertauscht. Die radiale Positionsumkehr, die die Standard- und die Spezialverdrillung charakterisiert, kann natürlich auch mit einer beliebigen Anzahl axial angrenzender Bündel, die eine kleine Spule darstellen, durchgeführt werden.

Es ist bekannt, daß eine Kombination der Standardverdrillung, die in Figur 5a und 5b gezeigt wurde ^ mit der Spezialverdrillung nach Figur 5c und 5d angewendet werden kann, um jeden W Einzelleiter in jede mögliche radiale Position in nicht-progressiver oder nicht-aufeinanderfolgender Folge zu plazieren. Wenn z.B. eine Spezialverdrillung; (Figur 5c,5d) am Mittelpunkt der oberen Hälfte einer Wicklung durchgeführt wird, so kann am Windungsmittelpunkt eine Standardverdrillung (Figur 5a,5b) ausgeführt werden, während eine andere Spezialverdrillung am Mittelpunkt der unteren Hälfte der Wicklung angebracht werden kann. Es ist augenscheinlich, daß jeder Einzelleiter jede der vier möglichen radialen Stellungen mit einem Viertel der Wicklungslänge belegt.

Verdrillungen die der Standard- und der Spezialverdrillung, die oben beschrieben wurden und aus Figur 5 ersichtlich sind, ähnlich sind, können auch dadurch ausgeführt werden, daß die Leiter in Gruppen anstatt einzeln verdrillt werden, wie z.B.. in dem Patent von DeBuda beschrieben wurde. Darüber hinaus ist es natürlich verständlich, daß die in den Figuren 5 gezeigten Verdrillungen mit einem Leiter ausgeführt werden können, der aus zwei oder mehr radialen Leiterbündeln gebildet wird, wobei jedes radiale Bündel eines solchen Leiters gemäß Figur 5 unabhängig von den anderen Bündeln verdrillt wird.

Wie vorher beschrieben wurde, ist es allgemein üblich, bei der Verdrillung von Einzelleitern gemäß einer der beschriebenen Folgen, die Verdrillungspunkte entlang der Achse des Kernes gleichförmig anzuordnen. Bei Anwendung der Spezial- und

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Standardverdrillung ist es z.B. üblich, die Verdrillpunkte in der Mitte und die Elnvi'ertel- und Dreiviertelpunkte entlang der Wicklung anzuordnen. Bei der progressiven Verdrillart ist es üblich, die Verdrillpunkte in gleichen axialen Abständen vorzusehen. Es muß bemerkt werden, daß~ eine progressive Verdrillung in Bezug auf die radiale Variation des eingeschlossenen axialen Streuflusses für die verschiedenen Leiterpositionen vollständig ist, wenn jeder Leiter einmal in jeder möglichen radialen Stellung angeordnet wurde. Wenn darüber hinaus eine progressive Zweilelterverdrlllung durch eine zweite Verdrillungsfolge ausgeführt wird/ so daß jeder Leiter beide angrenzenden Bündel durchquert, so" berücksichtigt die erreichte Spannungsglättung auch die axiale Variation des umschlossenen Streuflusses, der sich aus dem austretenden Fluß ergibt, der in Verbindung mit den Figuren 2 und 3 oben beschrieben wurde. Bei all diesen Verdrilluneren Jedoch setzt die gleichförmige axiale Anordnung entlang der Wicklung voraus, daß die axiale Komponente des Streuflusses an allen Punkten entlang der Wicklungsachse eine gleiche Intensität besitzt. Eine solche gleiche Intensitätsverteilunc ist Jedoch wegen des Handeffektes tatsächlich nicht vorhanden. Es wurde nun festgestellt, daß die Ausgleichsströme in einer Wendelwicklung,d ie aus Drilleitern besteht, weiterhin reduziert werden können, indem die Verdrillpunkte entlang der axialen Wicklung ungleichförmig verteilt werden. Besonders wurde festgestellt, daß bei zunehmendem Abstand zwischen den Verdrillpunkten, ausgehend von dem axialen Mittelpunkt in Richtung der axial entfernten Enden der Wicklung, eine größere Gleichförmigkeit in der Spannung pro Windung zwischen den benachbarten Leitern ' erreicht" werden kann. Bei einer progressiven Verdrillart z.B., die eine relativ große Anzahl Verdrillpunkte aufweist, ist der Abstand zwischen den VerdriliLungen gemäß der Erfindung bei Erreichen der Wicklungsenden progressiv zunehmend und die Verdrillabstände betragen am axialen Windungsmittelpunkt ein Minimum und ein Maximum an den radial entlegenen Enden. In ähnlicher Weise sind bei einer nicht progressiven Verdrillart, die aus dem bereits genannten

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DeBuda Patent zu entnehmen ist, die Verdrillpunkte in den entgegengesetzten Hälften der Windung axial etwas dichter zum Zentrum der Windungen angeordnet als die benachbarten-Enden. Daher sind in jedem Falle die mittleren Positionen der Verdrillpunkte in jeder Wicklungshälfte auf den entgegengesetzten Seiten des axialen Mittelpunktes dichter zu den Mittelpunkten als die benachbarten Wicklungsenden. Der Grad der Ungleichförmigkeit in Bezug auf die axiale Anordnung der Verdrillpunkte variiert natürlich in Übereinstimmung mit der Konfiguration des Streufeld^efn der betreffenden Windung. Dort wo der Kanteneffekt des Streufeldes sehr gering ist, wird auch ψ die innere Verschiebung des mittleren Verdrillpunktes gering gehalten, wo jedoch der Kanteneffekt größer ist, wird auch die innere Verschiebung solcher mittleren Punkte größer sein.

In Figur 6a ist als einBeispiel eine besondere graphische Darstellung einer ungleichförmigen Verschiebung der Verdrillungspunkte für eine Wicklung wiedergegeben, die eine progressive Verdrillung besitzt.

Die Kurve A in Figur 6 stellt die gewünschte axiale Verteilung der Verdrillpunkte einer Wicklung der beschriebenen Art gemäß Figur 4 dar, angegeben im Verhältnis zur tatsächlichen mitt- leren Verteilung eines jeden Punktes entlang der Wicklungs- * achse. Die Abszisse der Kurve A gibt die Orte der Windungen entlang der Wicklungsachse in Prozenten zur Wicklungslänge an, während der horizontale Mittelpunkt der Kurve der Mittelpunkt der Wicklung ist, der durch den axialen Abstandpunkt bei 50 % 'wiedergegeben ist. Die Ordinate der Kurve A gemäß Figur 6 gibt den Drillpunktabstand im Verhältnis zur mittleren oder gleichförmigen Verteilung 1,00 an. Die Kurve gibt eine optimale Progression bezüglich der Abstände der Verdrillpunkte entlang einer Wicklung wieder, die eine gerade Anzahl vollständiger progressiver Verdrillune-en aufweist, und die durch einen Streufluß charakterisiert wird, der an den axial entlegenen Enden V--im Vergleich zum Windungsmittelpunkt angenähert die halbe

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Intensität der Wicklung besitzt. Wie zu entnehmen ist, zeigt die Kurve , daß am Mittelpunkt der Wicklung die Aufteilung der Drillpunkte vorzugsweise etwa 0,95 des Durchschnittswertes oder des gleichförmigen Abstandes beträgt und daß ein solcher Abstand vom Zentrum in Richtung eines jeden Wicklungsendes allmählich ansteigt und zwar in einer sehr allmählichen Rate auf Positionen, die angenähert 1/10 der axialen Länge von jedem Ende der Wicklung betragen. Für das letzte 1/10 des axialen Abstandes an den axial entlegenen Enden steigt der Abstand ewisehen den Drillpunkten steil an, solange bis der Abstand einen maximalen Wert von angenähert dem doppelten Durehschnltfeswert des axialen Abstandes eines jeden Wicklungsendes beträgt. . . ■

Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung ist: in Figur 7 ein Querschnitt fünd zwar nur eine Seite der Achse) eines nicht progressiv gewickelten Drilleiters gemäß der Erfindung wiedergegeben i, Naöh Figur 7 sind die axialen äußeren Enden der Wicklung mit Ö-Ö und der Mittelpunkt mit 50 % bezeichnet. Die Vierteipünkte sind mit 25 % und 75 % bezeicheht. Eine Standardvoidr-iliuhgeines vierfach verdrillten Leiters ist am Mittelpunkt dargestellt und mit T^ bezeichnet. In der Nähe der Quadratürpühkfcei jedoch gerihgftgig zuhi Mittelpunkt verschoben, besitzt jeäe äXiäie ÖälftS d§r Wicklung eine Spezialverdrillüng, die¹ mit ΐ* bezeichnet ist; Daher ist bei der Wicklung hacli Figur 7, wie" auch für eine progreösive' Wicklung durch das Diagramm gehiän figur* 6 geziigt iätj dei? mittlere Verdrillpunkt in jiMer" äxiäiSri Hälfte" symnietriscii zum Wiökiiihgämittelpuhkt verSöhöberii

Es darf an Sieser Stella vermerkt werden_s daß Bei einigen Transformatoren der iSpanhüngsabgriff aus eihem axialen mittleren Öäreich Üer Mbehspänhütlgswiiiclühg abgenommen Wird* Iri solchen Fälieri sirüd die Wicklungsschleifeh fär die Unterspannung j die sieh radial hebeii den ÄB^iffeh be^iMehj akiai ausgedehnt* Elrie sölehe Äüödehnühg ergibt sieh aus dem

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Kanteneffekt, der der Feldverteilung anden Enden ähnlich ist und die Erfindung kann dazu dienen, sowohl einem solchen. Effekt als auch dem Effekt, der sich aus der Feldverteilung an den gegenüberliegenden Enden der Wicklung ergibt _% entgegenzuwirken. Demzufolge gelten die Angaben für die Enden der Wicklungen in entsprechender Weise auch für die mittleren Punkte einer ausgedehnten Wicklung.

Während die Erfindung nur in Bezug auf eine Wendelwicklung beschrieben wurde, die aus einer einfachen zylindrischen Schicht von Wicklungsleitern besteht, läßt sich die Erfindung natürlich auch auf Wicklungen anwenden, die mehr als eine zylindrische Schicht besitzen, bei denen der Abstand der Drilleiterpunkte gemäß der Erfindung in einer oder mehreren solchen verschiedenen zylindrischen Winduhgsschichten ungleichförmig und zum Ende der Wicklung hin progressiv größer ausgestaltet wird. Während die Erfindung nur für die äußeren zwei konzentrischen Windungen beispielhaft beschrieben wurde, kann die Erfindung darüber hinaus auch-auf die inneren Windungen eines solchen Paares oder auf die zwischenliegenden Windungen einer Gruppe von drei öder mehr konzentrischen Wicklungen entsprechend angewendet werden.

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Claims

Ansprüche

rl.Wendelwicklung für elektrische Induktionsgeräte mit einem wendeiförmigen gewickelten Leiter in mindestens einer zylindrischen Schicht konstanter Abstandsschleifen, die sich entlang einer zentralen Achse erstrecken^ d a d u r c h gekennzeichnet , daß der Leiter aus mehreren getrennt isolierten Einzelleitern besteht, die an ihren Enden parallelgeschaltet und radial überlagert sind, um mindestens ein Bündel von Einzelleitern zu bilden, wobei die Einzelleiter in jedem Bündel in axialvoneinander getrennten Punkten entlanp der Wicklungsschicht radial verdrillt sind und wobei die Zahl der Verdrillungspunkte in jeder Wicklungsschicht bezogen auf den axialen Abstand -in dem axialen Zentralgebiet der Wicklung größer ist als an den axial entlegenen Enden.
2. Wendelwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelleiter in jedem radialen Einzelleiterbündel in einer progressiv angeorndeten Folge an axial voneinander getrennten Punkten entlang der Wicklungsschicht verdrillt sind, wobei die Anzahl der Verdrillungspunkte derart ist, daß jeder Einzelleiter des radialen Bündels mindestens einmal in Folge einer einzigen Umsetzung durch die Windungsschicht jede radiale diskrete Bündelposition .einnimmt.
3. Wendelwicklung für elektrische Induktionsgeräte nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeich η et, daß die Einzelleiter der radialen Bündel in progressiv angeordneter Folge an axial voneinander getrennten Punkten entlang der Wicklungsschichten radial verdrillt sind, wobei die Anzahl der Verdrillungspunkte derart ist, daß jeder Einzelleiter

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der radialen Bündel eine Folge radial innerer und radial äußerer Positionen in dem Bündel einnimmt, wenn der Leiter die Länge der Wicklung durchwandert und wobei der axiale Abstand zwischen den Punkten der Verdrillung an den axialen Mittelpunk'-ten der Wicklung ein Minimum ist und mit Erreichen der axial gegenüberliegenden Enden der Wicklungen progressiv größer wird.
4. Wendenwicklung für elektrische Induktionsgeräte, die aus einem wendelförmig gewickelten Leiter In mindestens einer zylindrischen Windungsschicht besteht, die sich mit konstantem Abstand entlang der zentralen Achse erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter aus einer Anzahl getrennt isolierter Einzelleiter besteht, die an ihren Enden miteinander elektrisch verbunden sind und die in radial überlagerten Gruppen angeordnet sind unddabei mindestens zwei axial benachbarte radial ausgedehnte Bündel von Einzel- ' leitern bilden, wobei die Einzelleiter in den benachbarten Bündelpaaren an axial entlang der Wicklungsschicht verteilten Punkten progressiver Folge radial verdrillt sind, derart, daß die Zahl der Verdrillungspunkte entlang der Wicklung so ist. daß Jeder Leiter in Jedem Bündel eine Folge radial innerer und radial äußerer Positionen in dem Bündel in symmetrischer Folge über die Länge der Wicklung einnimmt, wobei der axiale Abstand der Verdrillunespunkte im Vergleich zum Abstand der axialen Mittelpunkte der Wicklung progressiv größer wird, wenn der Leiter sich den gegenüberliegenden Wicklungsenden nähert.
5. Wendelwicklung nach Anspruch 4, da durch gekennz ei c h η e t, daß die Anzahl der Verdrillungspunkte derart ist, daß Jeder Einzelleiter nacheinander Jede Einzelleiterstellung in einem benachbarten Bündelpaar bei einer einzigen Durchquerune der Länge der Wicklung mindestens einmal einnimmt.
6. Wendelwicklung für elektrische Induktionsgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß ein wendelförmig gewickelter Leiter in mindestens einer zylindrischen Windungsschicht, die sich mit einem konstanten Abstand entlang einer

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zylindrischen Achse erstreckt, vorhanden ist, wobei der. Leiter von mehreren getrennt isolierten Einzelleitern, gebildet wird, die an ihren Enden miteinander elektrisch: verbunden und parallel Seite an Seite radial überlagert angeordnet sind und die mindestens ein radiales Bündels aus Einzelleitern bilden, wobei die Einzelleiter in dem Bündel an mindestens drei axial voneinander getrennt gelegenen Punkten entlang der Länge der Wicklung radial verdrillt sind, wobei der mittlere Verdrillungspunkt in jeder axial benachbarten Hälfte der Wicklung dichter zum axialen Mittelpunkt als die benachbarten Enden davon liegen.
7. Wicklung für elektrische Induktionsgeräte nach Anspruch 6, dadurch geken η ζ e i c h η e t, daß der Leiter aus einem einzigen radial überlagerten Bündel von Einzelleitern besteht, die an den axialen Mittelpunkten der Wifeklung vollständig invers verdrillt sind und die einen einzigen Verdrill-. punkt in jeder axialen Hälfte der Wicklung besitzen, die dichter zum Mittelpunkt als die benachbarten axialen Enden davon angeordnet sind. .

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