DE4408290A1 - Wicklungsanordnung mit einem Supraleiter und Tragkörper hierzu - Google Patents
Wicklungsanordnung mit einem Supraleiter und Tragkörper hierzuInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wicklungsanordnung für einen
Supraleiter, insbesondere für supraleitende Transformatoren
oder Drosseln, und einen Tragkörper hierzu.
Supraleitende Transformatoren oder Drosseln sind bisher nur
als Versuchsmuster oder Prototypen bekannt. Die hierfür ver
wendeten metallischen Supraleiter (MSL) sind als Multifila
ment Runddrähte mit Durchmessern von ca. 0,5 bis ca. 3 mm
ausgebildet und sind für einige 100 A Nennstrom geeignet. Die
bisherigen Prototypen wurden meist mit einlagigen Wicklungen
und für Niederspannung gebaut.
Um im Betrieb durch Stromkräfte erzeugte Leitervibrationen
und dadurch bedingte Zusatzverluste weitgehend zu unter
drücken, müssen die Supraleiter einerseits möglichst fest auf
einem Wickelkörper angeordnet sein. Andererseits ist jedoch
eine möglichst hohe Benetzung der Supraleiter mit dem Kühl
mittel erforderlich. Der Wärmeübergang von Drahtlage zu
Drahtlage bis zur Spulenoberfläche, wie er von normalleiten
den Spulenwicklungen bekannt ist, genügt bei Supraleitern
nicht. Zusätzlich müssen auch Lötstellen, die einen normal
leitenden Übergang zwischen zwei Supraleitern dargestellen,
weitgehend vermieden werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wicklungsan
ordnung für Hochspannung mit einem Supraleiter und einen
hierfür geeigneten Tragkörper anzugeben, bei der die oben
genannten Probleme beseitigt sind.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit einer
Wicklungsanordnung mit einem Supraleiter, wobei zumindest
zwei Lagenwicklungen aus einem durchgehenden Supraleiter in
einer wendelförmigen Nut eines Drahtkörpers eingelegt sind
und wobei die Leiterverbindung zwischen den jeweiligen Lagen
in zumindest einer annähernd quer zu den Nuten verlaufenden
Verbindungsnut angeordnet ist.
Auf diese Weise ist der Supraleiter hinreichend festgelegt,
so daß trotzdem noch eine ausreichende Kühlung möglich ist.
Der kritische Bereich der Leiterverbindung zwischen den Lagen
ist ebenfalls vorteilhaft gekühlt. Eine derartige vibra
tionsunempfindliche Wicklungsanordnung eignet sich insbeson
dere für bewegte Transformatoren und Drosseln, z. B. in der
Verkehrstechnik als Lokomotivtransformator. Die dafür ver
wendete Verbindungsnut ist dabei bevorzugt als Kühlkanal für
den Kühlmittelstrom ausgebildet. Es ist günstig, wenn die
Verbindungsnut annähernd axial oder quer zu der wendelför
migen Nut verläuft. Dadurch ist eine gute Kühlung des Supra
leiters möglich. Mit Vorteil kann der Supraleiter in der Nut
und/oder in der Verbindungsnut festgelegt sein. Dies kann
beispielsweise durch eine Harzimprägnierung der Windungs
isolation und Verbacken mit der Nutwand erfolgen. Auf diese
Weise ist die Kühlmittelströmung nicht behindert.
Zum Erzeugen eines Abstands zwischen den Lagen des Supralei
ters können auch Abstandsmittel vorgesehen sein, die beim
Herstellen der Wicklungsanordnung mit eingewickelt werden.
Gegebenenfalls können die Abstandsmittel nach einem Verbacken
des Supraleiters nachträglich aus der Wicklungsanordnung,
z. B. auf chemische Weise, entfernt werden.
Ein zur Lösung der Aufgabe geeigneter erfindungsgemäßer Trag
körper weist an seiner Oberfläche eine umlaufende wendelför
mige Nut zur Aufnahme eines Leiters auf, wobei zur Rückfüh
rung des Leiters von dem einen zum anderen Ende der Nut zu
mindest eine quer zu der wendelförmigen Nut verlaufende Ver
bindungsnut vorgesehen ist. Auf diese Weise ist mit einfachen
Mitteln eine Festlegung des Supraleiters möglich, so daß der
Supraleiter vibrationsgeschützt ist. Bevorzugt ist die Ver
bindungsnut dabei als Kühlkanal ausgebildet. Damit ist auch
der kritische Bereich für die elektrische Verbindung der
einzelnen Lagen ausreichend gekühlt, so daß ein sicherer
Betrieb des Transformators möglich ist.
Die Verbindungsnut kann dabei annähernd axial verlaufen, wo
durch eine Verbindung der zwei Lagenwicklungen auf kürzestem
Weg möglich ist. Gegebenenfalls weist der Tragkörper auch
eine Vielzahl von annähernd axial verlaufenden Verbindungs
nuten auf, so daß eine variable Verlegung des Verbindungs
leiters möglich ist. Alle Verbindungsnuten sind somit vom
Kühlmittel durchströmt und ermöglichen eine Kühlung des
gesamten Wicklungsbereichs. Als Kühlmittel kommen beispiels
weise LHe und LN₂ zur Anwendung.
Bevorzugt weist der Tragkörper eine Oberflächenbeschaffenheit
auf, die insbesondere zum Verbacken, Verkleben oder zum
Festlegen des Supraleiters geeignet ist. Sie kann dabei
einerseits eine vorteilhafte Oberflächenrauhigkeit aufweisen,
die ein Festlegen ermöglicht, oder mit einer den Supraleiter
fixierenden Beschichtung versehen sein.
Die Erfindung und weitere Vorteile werden nachfolgend anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine elektrische Schaltskizze einer sechslagigen
Wicklung mit inneren Lagenverbindungen,
Fig. 2 eine Schaltskizze mehrerer axial fortlaufend hinter
einandergeschalteter Wicklungen gemäß Fig. 1,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Tragkörper entlang einer
Kühlnut und
Fig. 4 eine Abwicklung eines Tragkörpers mit Wendelnut und
Kühlnuten.
Die der vorliegenden Wicklungsanordnung zugrundeliegende
Wicklungsart ist die mehrlagige Lagenwicklung in Einzellagen
schaltung, wie beispielsweise in Fig. 1 dargestellt. Dabei
werden die einzelnen Lagen L1 bis L6 nacheinander auf einen
Trag- oder Wickelkörper aufgebracht, wobei jeweils das Ende a
einer ersten Lage L1 mit dem Anfang b der nächsten Lage L2
über einen Verbindungsleiter R1 verbunden ist. Diese Wick
lungsart hat für die vorliegende Anwendung den Vorteil, daß
wegen des gleichen Wickelsinns aller Lagen L1 bis L6 diese in
einer einzigen fort laufenden Spiralnut in einem Wickelgang
ohne Unterbrechung des Supraleiters untergebracht werden
können.
Fig. 2 zeigt eine Wicklungsanordnung, bei der drei Blöcke B1
bis B3 mit jeweils sechs Lagen L1 bis L6 in Reihe geschaltet
sind.
Um Leitervibrationen zu unterdrücken wird der verwendete
Supraleiter in einer Nut 3 eines als Wickel- oder Spulen
körper dienenden Tragkörpers 1 eingelegt. Fig. 3 zeigt hierzu
einen Längsschnitt durch einen Teilabschnitt eines derartigen
Tragkörpers 1, der eine im wesentlichen zylindrische Form
aufweist. Er kann aus üblichen Materialien, z. B. Hartpapier
oder Kunststoff gefertigt sein. Zur Realisierung der in Fig. 1
und 2 gezeigten Wicklungsarten weist der Tragkörper 1 eine
wendelförmige Nut 3 auf, in der der Supraleiter 4 lagenweise
(Lagen L1 bis L6) eingelegt ist. Der gezeigte Längsschnitt
verläuft entlang einer im wesentlichen axial verlaufenden
Kühlnut, durch die ein Kühlmittel 5 strömt.
Die Fixierung des Supraleiters 4 im Tragkörper 1 erfolgt
unter Einhaltung der für die entsprechenden elektrischen und
kühltechnischen Werte erforderlichen Isolationsabstände. Die
Fixierung selbst kann, wie nicht näher gezeigt, beispiels
weise durch Harzimprägnierung der Windungsisolation und durch
anschließendes Verbacken mit der Nutwand erfolgen. Eine Be
hinderung der Kühlmittelströmung ist dadurch vermieden, da
kein zusätzliches Befestigungsmittel, z. B. Kleber, benötigt
wird. Bei einer Verklebung weist die Oberfläche der Nut 3
bevorzugt eine Rauhigkeit zur verbesserten Klebeverbindung
auf. Eine Distanzierung der Lagen L1 bis L6 beim Wickeln kann
beispielsweise durch nicht näher gezeigte Lochstreifen oder
sonstige Abstandsmittel aus geeignetem Isoliermaterial erfol
gen. Dabei ist darauf zu achten, daß einerseits eine mög
lichst geringe Abdeckung des Supraleiters 4 erfolgt um eine
größtmögliche Kühlung zu erzielen und andererseits Leiter
vibrationen ausgeschlossen sind. Die Abstandsmittel können
auch verlierbar sein, wobei diese nach Herstellung der
Wicklungsanordnung mit einem geeigneten technischen oder
chemischen Verfahren entfernt werden.
Fig. 4 zeigt eine Teilansicht einer Abwicklung eines derar
tigen Tragkörpers 1, wobei in der oberen Hälfte der Trag
körper 1 unbewickelt und in der unteren Hälfte bewickelt dar
gestellt ist. Es ist dabei zu erkennen, daß die Nuten 3
leicht schräg entsprechend der Wendelsteigung und die Kühl
kanäle K1 bis K7 quer dazu, jedoch im wesentlichen axial im
Tragkörper 1 verlaufen. Mit "quer" wird hier verstanden, daß
die Kühlkanäle K1 bis K7 die Nut 3 in einen beliebigem Winkel
schneiden. Mit Vorteil werden die Kühlkanäle K1 bis K7 dazu
benutzt, die Verbindungen zwischen den einzelnen Lagen L1 bis
L6 herzustellen. Die Kühlkanäle K1 bis K7 dienen somit als
Verbindungspunkt. Damit sind auch die Verbindungsleiter R1
bis R6 ausreichend dem Kühlmittelstrom ausgesetzt.
Diese Verbindungen der einzelnen Lagen, wurden bei konven
tionellen Transformatoren durch gelötete äußere Umlenkverbin
dungen hergestellt. In den gegenläufigen Kühlnuten großer
Steigung kann der Supraleiter jetzt lötstellenfrei an den
Anfang der nächsten Lage zurückgeführt werden. Die Verbin
dungsleiterstücke R1 bis R6 werden bevorzugt gleichmäßig am
Umfang des Tragkörpers 1 verteilt, so daß durch das Über
wickeln der Verbindungen ein radialer Platzbedarf für nur
n + 1 Runddrähte bei einer n-lagigen Wicklung entsteht.
Zur Erzeugung der Supraleitung wird die vorgeschlagene Wick
lungsanordnung selbstverständlich in ein nicht näher gezeig
tes Kyrostatgefäß angeordnet, welches entsprechende Hilfsein
richtungen, z. B. Kühleinrichtungen, umfaßt. Die Wicklungs
anordnung eignet sich insbesondere für supraleitende Trans
formatoren und Drosseln in der Mittel- und Hochspannung.
Claims (12)
1. Wicklungsanordnung mit einem Supraleiter (4), wobei zumin
dest zwei Lagenwicklungen (L1 bis L6) aus einem durchgehenden
Supraleiter in einer wendelförmigen Nut eines Tragkörpers (1)
eingelegt sind und wobei die elektrischen Verbindungen (R1
bis R6) zwischen den Lagen (L1 bis L6) in zumindest einer an
nähernd quer zu den Nuten (3) verlaufenden Verbindungsnut (K1
bis K7) angeordnet ist.
2. Wicklungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Verbindungs
nut (K1 bis K7) als Kühlkanal für einen Kühlmittelstrom aus
gebildet ist.
3. Wicklungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ver
bindungsnut (K1 bis K7) annähernd axial verläuft.
4. Wicklungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei
der Supraleiter (4) in der der Nut (3) und/oder in der Ver
bindungsnut (K1 bis K6) festgelegt ist.
5. Wicklungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
Abstandsmittel zum Erzeugen eines Abstands zwischen Lagen (L1
bis L6) des Supraleiters (4) vorgesehen sind.
6. Wicklungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
welche als Spule eines Transformators oder einer Drossel für
hohe Spannungen ausgebildet ist.
7. Tragkörper (1) für eine Wicklungsanordnung mit einem
Supraleiter (4), der an seiner zylinderförmigen Oberfläche
eine wendelförmige Nut (3) zur Aufnahme des Supraleiters (4)
und zur Bildung zumindest zweier Lagen (L1 bis L6) von Win
dungen aufweist, wobei zumindest eine annähernd quer zur wen
delförmigen Nut (3) verlaufende Verbindungsnut (K1 bis K6)
vorgesehen ist, in der ein Verbindungsleiter (R1 bis R6) von
einem Ende (a) einer ersten Lage (L1) zu einem Anfang (b)
einer zweiten Lage (L2) verlegbar ist.
8. Tragkörper (1) nach Anspruch 7, wobei der Tragkörper (1)
eine Vielzahl von quer zur wendelförmigen Nut (3) verlaufen
den Nuten aufweist, wobei zumindest eine als Verbindungsnut
(K1 bis K6) dient.
9. Tragkörper (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Verbin
dungsnut/en (K1 bis K6) annähernd axial verläuft oder verlau
fen.
10. Tragkörper (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei
der Tragkörper (1) zumindest in seinen Nuten (3, K1 bis K6)
eine Oberflächenbeschaffenheit aufweist, die zum Festlegen
des darin angeordneten Supraleiters (4) geeignet ist.
11. Tragkörper (1) nach Anspruch 10, wobei die Oberflächenbe
schaffenheit zum Bilden einer festen Verbindung mit einem
kleberartigen Mittel aufweist.
12. Tragkörper (1) nach Anspruch 10, wobei zumindest die wen
delförmige Nut (3) eine Oberflächenbeschichtung zum Festlegen
des Supraleiters (4) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4408290A DE4408290C2 (de) | 1994-03-11 | 1994-03-11 | Wicklungsanordnung mit einem Supraleiter und Tragkörper hierzu |
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Publication Number | Publication Date |
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DE4408290A1 true DE4408290A1 (de) | 1995-09-21 |
DE4408290C2 DE4408290C2 (de) | 1996-02-29 |
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DE4408290A Expired - Fee Related DE4408290C2 (de) | 1994-03-11 | 1994-03-11 | Wicklungsanordnung mit einem Supraleiter und Tragkörper hierzu |
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DE (1) | DE4408290C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2423871A (en) * | 2005-03-04 | 2006-09-06 | Siemens Magnet Technology Ltd | Superconducting magnet with divided coils and quench protection |
DE102012215567A1 (de) * | 2012-09-03 | 2014-03-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrische Spule und Verfahren zum Wickeln einer elektrischen Spule |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2372503A1 (fr) * | 1976-11-27 | 1978-06-23 | Lucas Industries Ltd | Transformateur electrique |
DE3919487C2 (de) * | 1989-06-14 | 1993-07-01 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De |
-
1994
- 1994-03-11 DE DE4408290A patent/DE4408290C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2372503A1 (fr) * | 1976-11-27 | 1978-06-23 | Lucas Industries Ltd | Transformateur electrique |
DE3919487C2 (de) * | 1989-06-14 | 1993-07-01 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2423871A (en) * | 2005-03-04 | 2006-09-06 | Siemens Magnet Technology Ltd | Superconducting magnet with divided coils and quench protection |
GB2423871B (en) * | 2005-03-04 | 2007-12-12 | Siemens Magnet Technology Ltd | Superconducting magnet system |
US7477492B2 (en) | 2005-03-04 | 2009-01-13 | Siemens Magnet Technology Ltd. | Superconducting magnet system |
DE102012215567A1 (de) * | 2012-09-03 | 2014-03-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Elektrische Spule und Verfahren zum Wickeln einer elektrischen Spule |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE4408290C2 (de) | 1996-02-29 |
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