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Title:
WINDING ARRANGEMENT WITH FIELD SMOOTHING AND ARMOURING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/035224
Kind Code:
A1
Abstract:
In order to provide a winding arrangement (1) for an inductive device having a number of winding sections (2a, 2b, 2c... 2n) arranged adjacent to one another in the axial direction, which are electrically connected together forming a series circuit, in which arrangement high field intensities are avoided, particularly at the edges of the winding sections, according to the invention at least one field control means (4, 5) is provided, which has an ohmic residual conductivity and is electrically connected to each winding section (2a, 2b, 2c... 2n).

Inventors:
RABE THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/068413
Publication Date:
February 20, 2020
Filing Date:
July 09, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H01F27/32; H01F27/36
Domestic Patent References:
WO2017182577A12017-10-26
WO2017121569A12017-07-20
WO2017121568A12017-07-20
Foreign References:
EP1089303A12001-04-04
US20180166205A12018-06-14
US7952456B22011-05-31
CN106102433A2016-11-09
EP2833378A12015-02-04
DE762230C1953-07-27
DE102015226097B32017-03-16
EP3144944A12017-03-22
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Claims:
Patentansprüche

1. Wicklungsanordnung (1) für induktives Gerät mit einer An zahl von in axialer Richtung nebeneinander angeordneten Wick lungsabschnitten (2a, 2b, 2c ... 2n) , die unter Ausbildung einer Reihenschaltung elektrisch miteinander verbunden sind, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h

wenigstens ein Feldsteuerungsmittel (4,5) , der eine Ohmsche Restleitfähigkeit aufweist und mit jedem Wicklungsabschnitt (2a, 2b, 2c ... 2n) elektrisch verbunden ist .

2. Wicklungsanordnung (1) nach Anspruch 1 ,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

jedes Feldsteuerungsmittel (4,5) eine nichtlineare Restleit- fähigkeit aufweist .

3. Wicklungsanordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2 ,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

jedes Feldsteuerungsmittel (4,5) einen elektrisch isolieren den Matrixwerkstoff und einen Füllstoff aufweist , der in dem Matrixwerkstoff verteilt angeordnet ist .

4. Wicklungsanordnung (1) nach Anspruch 3 ,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Füllstoff aus folgender Gruppe ausgewählt ist : Ruß , Gra phit , SiC, ZnO .

5. Wicklungsanordnung (1) nach Anspruch 3 oder 4 ,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Matrixwerkstoff ein Struktur gebendes Trägermaterial um schließt .

6. Wicklungsanordnung (1) nach Anspruch 5 ,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

das Trägermaterial ein Glasfasergewebe, ein KunstStoffgewebe oder eine Kunststofffolie ist .

7. Wicklungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche».

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

jeder Wicklungsabschnitt (2a, 2b, 2c ... 2n) einen Leiter aufweist , der von einem inneren Ende zu einem äußeren Ende des jeweiligen Wicklungsabschnitts (2a, 2b, 2c ... 2n) gewi ckelt ist und dabei den Wicklungsabschnitt (2a, 2b, 2c ...

2n) in radialer Richtung vergrößert , wobei die innere Wick lungslage eines jeden Wicklungsabschnitts (2a, 2b, 2c ... 2n) mit einem inneren Feldsteuerungsmittel (4) und jede radial außen liegende Wicklungslage mit einem äußeren Feldsteue rungsmittel (5) verbunden ist .

8. Wicklungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

wenigstens ein Feldsteuerungsmittel als zylinderförmiger Feldsteuerzylinder (4,5) ausgestaltet ist .

9. Wicklungsanordnung (1) nach Anspruch 8 ,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

ein innerer Feldsteuerungs zylinder (4) und ein äußerer Feld steuerungszylinder (5) vorgesehen sind, die jeweils mit jedem Wicklungsabschnitt (2a, 2b, 2c ... 2n) elektrisch verbunden sind .

10. Wicklungsanordnung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

jeder Feldsteuerungs zylinder (4,5) die Anzahl der nebeneinan der angeordneten Wicklungsabschnitt (2a, 2b, 2c ... 2n) beid seitig in axialer Richtung überragt , wobei die beiden äußeren Enden ( 12 ) jedes Feldsteuerungs Zylinders (4,5) zu den Wick lungsabschnitten (2a, 2b, 2c ... 2n) hin abgerundet sind .

11. Wicklungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , das s die Wicklungsabschnitte (2a, 2b, 2c ... 2n) und jedes Feld steuerungsmittel (4,5) in einem festen Isolierstoff (6) ein gebettet sind. 12. Wicklungsanordnung (1) nach einem der vorhergehenden An sprüche,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

jeder FeldsteuerungsZylinder (4,5) durch isolierende Ab standshalter mit Abstand zu jedem Wicklungsabschnitt (2a, 2b, 2c ... 2n) angeordnet sind.

Description:
Beschreibung

Wicklungsanordnung mit Feldglättung und Armierung

Die Erfindung betrifft eine Wicklungsanordnung für ein induk tives Gerät mit einer Anzahl von in axialer Richtung nebenei nander angeordneten Wicklungsabschnitten, die unter Ausbil dung einer Reihenschaltung elektrisch miteinander verbunden sind .

Eine solche Wicklungsanordnung ist beispielsweise aus der DE 10 2015 226 097 B3 bekannt . Die dort offenbarte Wicklungs anordnung bildet eine so genannte Scheibenwicklung aus . Dazu sind Wicklungsabschnitte scheibenförmig übereinander in radi aler Richtung gewickelt , wobei die sich so ergebenden Wiek- lungsscheiben in axialer Richtung nebeneinander angeordnet sind . Durch die Reihenschaltung solcher Wicklungsabschnitte oder auch Spulen kann die Windungszahl der gesamten Wiek- lungsanordnung erhöht werden .

Weitere Wicklungsanordnungen dieser Art sind in der WO

2017/121569 Al, der WO 2017/121568 Al oder in der EP 3 144 944 beschrieben . Die zur Ausbildung der Wicklungsabschnitte verwendeten Leiter sind in der Regel Flachleiter, die mit ih rer Flachseite aneinander anliegend übereinander gewickelt sind . Dabei kommen zweckmäßige Isolierabschnitte zwischen den Wieklungslagen zum Einsatz , um Kurzschlüsse zu vermeiden .

An den Kanten der Windungsabschnitte können sehr hohe elekt rische Feldstärken entstehen .

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Wieklungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der hohe Feld stärken insbesondere an den Kanten der Wicklungsabschnitte vermieden sind .

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch wenigstens einen Feld steuerungsmittel, das eine Ohmsche Restleitfähigkeit aufweist und das mit jedem Wicklungsabschnitt elektrisch verbunden ist .

Die erfindungsgemäße Wicklungsanordnung » beispielsweise eine Oberspannungswicklung für einen Transformator oder für eine Drossel , weist eine Vielzahl von in axialer Richtung nebenei nander angeordneten Wicklungsabschnitten auf . Jeder Wick- lungsabschnitt verfügt über eine innerste Wicklungslage, die bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung einen Hohlzylinder begrenzt . Insbesondere an den Kanten dieser Wicklungslage treten hohe elektrische Feldstärken auf . Daher ist bevorzugt die innerste Wicklungslage mit einem Feldsteue rungszylinder verbunden . Auch die in Reihe zum ersten Wiek- lungsabschnitt geschalteten Wicklungsabschnitte sind

elektrisch mit dem Feldsteuerungsmittel verbunden . Dabei ist einer das Feldsteuerungsmittel zweckmäßigerweise der inners ten Wicklungslage eines jeden Wicklungsabschnittes zugewandt .

Vorteilhafterweise erstreckt sich das Feldsteuerungsmittel in axialer Richtung entlang der Wicklungsabschnitte . Bevorzugt ist das Felsteuerungsmittel formkomplementär zu einer Einhül lenden der Wicklungsabschnitte ausgebildet .

Die Wicklungsabschnitte weisen beim Betrieb der Wicklungsan ordnung unterschiedliche elektrische Potenziale auf . Um einen Kurzschluss zwischen den Wicklungsabschnitten zu vermeiden, weist das Feldsteuerungsmittel lediglich eine Restleitfähig- keit auf . Unter Restleitfähigkeit ist zu verstehen, dass das Feldsteuerungsmittel einen ausreichend hohen Ohmschen Wider stand aufweist , um einen Kurzschluss oder besser gesagt zu hohe Verlustströme zwischen den Wicklungsabschnitten zu ver meiden, der jedoch gleichzeitig klein genug ist , um eine ge wünschte Feldabstufung beispielsweise an den Kanten der in nersten Lage eines Wicklungsabschnittes herbeizuführen . Die Feldsteuerung im Rahmen der Erfindung soll auch bei kurzzei tig auftretenden Spannungsspitzen wirksam sein, die bei spielsweise bei Blitzstößen oder Schalt V orgängen auftreten . Der Ohmsche Widerstand des Feldsteuermittels darf daher nicht zu groß sein, um Umladungsvorgänge zu erlauben, die zur si cheren Steuerung dieser Spannungsspitzen erforderlich sind .

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung liegt die Restleitfähigkeit jedes Feldsteuerungsmittels zwischen 1 X IO -30 S/m und 1 X 10° S/m

Jedes Feldsteuerungsmittel ist z eckmäßigerweise so ausge führt , dass er eine hohe mechanische Stabilität und Steifig keit sowie eine hohe mechanische Rissfestigkeit aufweist . Das restleitfähige Feldsteuerungsmittel bewirkt eine Glättung der Feldüberhöhungen an den Kanten der Windungsabschnitte . Dabei nimmt das Feldsteuerungsmittel im Bereich der Wicklungsab schnitte jeweils das Potenzial der anliegenden Windungsab schnitte an . Die Spannungsdifferenz zwischen den Windungsab schnitten wird im Zwischenraum zwischen den Windungsabschnit- ten gleichmäßig abgebaut .

Das induktive Gerät ist im Rahmen der Erfindung beispielswei se eine Drossel oder ein Transformator . Der Transformator ist bevorzugt als Trockentransformator ausgeführt , wobei die Wicklungsabschnitte und jeder Feldsteuer Z ylinder in einem festen Isolierstoff, z.B. Harz , eingebettet sind .

Zwischen dem Feldsteuerungsmittel und den Wicklungsabschnit- ten treten somit keine kritischen Feldstärken auf . Bei einem Trockentransformator sind hohe elektrische Feldstärken im Isolierstoff vermieden . Durch jedes Feldsteuerungsmittel ent stehen grundsätzlich restleitfähige Verbindungen zwischen den Wicklungsabschnitten mit kleinen Strömen zwischen den Wick lungsabschnitten und Ohmschen Verlusten im Gefolge . Wird je doch die Leitfähigkeit des Feldsteuerungs Z ylinders hinrei chend niedrig gewählt , sind diese Verluste vernachlässigbar .

Weiterhin stellt jedes Feldsteuerungsmittel aufgrund seiner mechanischen Eigenschaften gleichzeitig eine Armierung für die Wicklungsanordnung dar und erhöht die Rissfestigkeit der gesamten Wicklungsanordnung, insbesondere wenn diese in einem festen Isolierstoff eingebettet ist. Risse entstehen in der Regel an den äußeren Kanten der Wicklungsanordnung. Durch die Armierungswicklung am Feldsteuerungsmittel werden die Risse jedoch gestoppt und ein Ausbreiten in elektrisch stark bean spruchte Abschnitte verhindert . Durch geeignete Wahl des Ma terials des Feldsteuerungsmittels lässt sich eine gute Haf tung des Isolierstoffs auf dem Feldsteuerungsmittel sicher stellen, wodurch einer Ablösung des Isolierstoffs oder der Vergussmasse entgegengewirkt werden kann . Durch die Erfindung ist somit eine Wicklungsanordnung geschaffen, die signifikant weniger mechanische und elektrische Schwachstellen aufweist . Auf diese Weise wird die Betriebssicherheit der Wicklungsan- ordnung bei einem Einsatz in einem Transformator oder eine Drossel erhöht . Darüber hinaus ist es möglich, geringere Spannungsabstände vorzusehen, so dass die erfindungsgemäße Wicklungsanordnung kompakter und kostengünstiger wird .

Zweckmäßigerweise weist jedes Feldsteuerungsmittel eine nichtlineare Restleitfähigkeit auf . Ein nichtlineares Ohm sches Verhalten ist beispielsweise von Ableitern bekannt , die aufeinander gestapelte Zinkoxidscheiben aufweisen . Zinkoxid verfügt über eine nichtlineare Leitfähigkeit in dem Sinne, dass bei niedrigeren Spannungen Zinkoxid einen hohen Wider stand aufweist , wohingegen bei höheren Spannungen es eine ho he Leitfähigkeit annimmt . Durch die Verwendung eines Feld- Steuerungsmittels mit einer nichtlinearen Restleitfähigkeit können die Verluste noch weiter herabgesetzt werden, wobei gleichzeitig eine bessere FeldabSteuerung bei hohen Feldstär ken erzielbar ist .

Zweckmäßigerweise weist jedes Feldsteuerungsmittel einen elektrisch isolierenden Matrixwerkstoff und einen Füllstoff auf, der in dem Matrixwerkstoff verteilt angeordnet ist . Auf diese Art und Weise können dem Feldsteuerungsmittel die ge wünschten Eigenschaften durch die Auswahl eines zweckmäßigen Füllstoffs und dessen Konzentration aufgeprägt werden . Zweckmäßigerweise ist der Füllstoff aus folgender Gruppe aus gewählt: Ruß , Graphit , Silicium, Carbid und Zinkoxid. Diese Auszählung ist keinesfalls abschließend zu verstehen . Wie be reits erwähnt wurde, weist Graphit eine lineare Leitfähig- keitscharakteristik auf . Zinkoxid hingegen ist ein nichtline arer Leiter .

Zweckmäßigerweise umschließt der Matrixwerkstoff ein Struktur gebendes Trägermaterial . Das Feldsteuermittel weist daher ein Trägermaterial auf, das in einem mit Füllstoff versehenen Matrixwerkstoff eingebettet ist . Als Trägermaterial kommt im Rahmen der Erfindung ein Glasfasergewebe, ein KunstStoffgewe- be oder eine Kunststofffolie in Betracht . Der Matrixwerkstoff ist beispielsweise ein Harz , insbesondere Epoxidharz , das im Bereich der Trockentransformatoren bestens bekannt ist . Ins besondere ist es zweckmäßig, wenn Matrixwerkstoff ein nicht ausgehärtetes Harz ist und ein so genanntes Prepreg ausbil det . Solche Prepregs verfügen über eine Adhäsionskraft , eine Eigenschaft , die bei der Herstellung der Wicklungsanordnung vorteilhaft genutzt werden kann . Ein Prepreg erleichtert fer ner im Vergleich zu einem bereits vollständig ausgehärteten Material die Formgebung . Das Prepreg wird erst im Laufe des Herstellungsprozesses der Wicklungsanordnung durch Erwärmen vollständig ausgehärtet .

Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung weist jeder Wick- lungsabschnitt einen Leiter auf, der von seinem inneren Ende zu einem äußeren Ende des jeweiligen Wicklungsabschnittes ge wickelt ist und dabei den Wicklungsabschnitt in radialer Richtung vergrößert , wobei die innere Wicklungslage eines je den Wicklungsabschnittes mit einem inneren Feldsteuerungs Z y linder und jede radial außen liegende Wicklungslage mit einem äußeren Feldsteuerungs Z ylinder verbunden ist . Wie bereits ausgeführt wurde, ermöglichen die beiden Feldsteuerungs Z ylin der dass an den Ecken, also an den Kanten der ersten Wick lungslage und den Kanten der äußersten Wicklungslage, hohe Feldstärken vermieden sind. Vorteilhafterweise ist jedes Feldsteuermittel ein zylinder förmiger Feldsteuerungszylinder . Der Feldsteuerungs Z ylinder erstreckt sich in axialer Richtung an den in dieser Richtung nebeneinander angeordneten Wicklungsabschnitten . Dabei ist er den Wicklungsabschnitten zugewandt , so dass ein einfacher elektrischer Kontakt ermöglicht ist . Bevorzugt ist jeder Feldsteuerungszylinder kreiszylindrisch ausgestaltet .

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind ein innerer Feldsteuerungszylinder und ein äußerer Feldsteue rungszylinder vorgesehen, die jeweils mit jedem Wicklungsab schnitt elektrisch verbunden sind . Gemäß dieser Weiterent wicklung der Erfindung sind zwei Feldsteuerungszylinder vor gesehen, die z.B. an beiden Seiten der Wicklungsabschnitte angeordnet sind . Somit können an allen Kanten des jeweiligen Wicklungsabschnittes hohe Feldstärken vermieden werden .

Abweichend davon ist bei einer weiteren Variante der Erfin dung die innerste Wicklungslage jedes Wicklungsabschnittes über einen Kontaktleiter mit dem Feldsteuerungszylinder ver bunden . Entsprechendes gilt für einen ggf . vorhandenen zwei ten Feldsteuerungszylinder .

Zweckmäßigerweise überragt jeder Feldsteuerungszylinder die Anzahl der übereinander angeordneten Wicklungsabschnitte in axialer Richtung einer oder an beiden Seiten, wobei das oder die äußeren Enden jedes Feldsteuerungs Z ylinders zu den Wick lungsabschnitten hin abgerundet sind . Durch die Abrundung an den Seiten der Feldsteuerungszylinder, mit dem diese die Wicklungsabschnitte überragen, kommt es zu einer geometri schen FeldabSteuerung und dem Ausbleiben hoher Feldstärken an den Kanten der Feldsteuerungszylinder selbst .

Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung auch mög lich, keine separaten Feldsteuerungszylinder einzusetzen, sondern diese an ihren beiden Stirnseite so miteinander zu verbinden, dass sich ebenfalls eine geometrische Feldsteue rung einstellt . In diesem Falle wären Öffnungen zum Heraus- führen von Anschlussleitungen aus den Feldsteuerungs Zylindern vorzusehen .

Zweckmäßigerweise weist der Feldsteuerungs Zylinder kleine Öffnungen auf . Die kleinen Öffnungen erleichtern beziehungs weise ermöglichen den Verguss der Wicklungsanordnung .

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Wicklungsanordnung sind die Wicklungsabschnitte und jeder Feldsteuerungs zylinder in einem festen Isolierstoff eingebet tet . Ein solcher Isolierstoff ist beispielsweise ein zweckmä- ßigerweiser Harz , insbesondere ein zweckmäßiger Epoxidharz . Epoxidharze sind dem Fachmann bestens bekannt , so dass an dieser Stelle auf deren Eigenschaften nicht näher eingegangen zu werden braucht .

Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass der Feldsteue rungszylinder direkt mit der ersten beziehungsweise äußeren Wicklungslage verbunden ist , also wenn diese an der besagten Wicklungslage leitend anliegt . Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn der Feldsteuerungs zylinder als so genanntes Prepreg ausgestaltet ist . Das Prepreg verklebt vor dem späte ren Aushärten mit der anliegenden Wicklungslage, wodurch eine saubere elektrische und mechanische Kontaktierung erreicht wird .

Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfin dung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Aus führungsbeispielen unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugs Zeichen auf gleiche Bauteile verweisen und wobei

Figur 1 eine schematische Schnittansicht eines Ausfüh- rungsbeispiels der erfindungsgemäßen Wick- lungsanordnung,

Figur 2 eine Detailansicht der Wicklungsanordnung ge mäß Figur 1 und Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Wick

lungsanordnung in einer perspektivischen Dar stellung verdeutlichen .

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Wicklungsanordnung 1 , die in einer geschnittenen Seitenan sicht schematisch dargestellt ist . Es ist erkennbar, dass die Wicklungsanordnung 1 eine Reihe von Wicklungsabschnitten 2a, 2b, 2c ... 2n aufweist , die in einer axialen Richtung 3 ne ben-, also bei einer stehenden Wicklungsanordnung, übereinan der angeordnet sind . Die Wicklungslagen liegen an einem inne ren Feldsteuerungszylinder 4 sowie einem äußeren Feldsteue rungszylinder 5 elektrisch leitend an, wobei die Feldsteue rungszylinder 4 und 5 sowie alle Wicklungsabschnitte 2a, 2b, 2c ... 2n in einem festen Isolierstoff 6 eingebettet sind .

Als Isolierstoff 6 dient in dem dargestellten Ausführungsbei spiel Epoxidharz . Die in schematischer Schnittansicht darge stellte Wicklungsanordnung 1 ist umfänglich geschlossen und bildet einen Hohlzylinder aus , in dem eine ebenfalls zylind rische nicht figürlich dargestellte Unterspannungs W icklung konzentrisch angeordnet werden kann . Durch die beiden Wick lungen oder Wicklungsanordnungen erstreckt sich bei einem Einsatz der Wicklungsanordnung 1 , die auch als Oberspannungs- wicklung bezeichnet werden kann, ein Schenkel eines geschlos senen Eisenkerns . Die Wicklungsanordnung 1 ist für Spannungen im Bereich von 5 bis 50 kV eingerichtet . Durch die wechselnde Polarität kommt es im Kern zu einer kontinuierlichen Änderung des magnetischen Flusses und somit zu einer Spannungsindukti on in der Unterspannungswicklung .

In Figur 1 ist nicht erkennbar, dass jeder Wicklungsabschnitt 2a, 2b, 2c ... 2n aus einem bandförmigen Leiter zusammenge setzt ist , wobei der Leiter von dem inneren Feldsteuerungs Z y linder 4 zu dem äußeren Feldsteuerungszylinder 5 gewickelt ist und dabei den Wicklungsabschnitt 2a, 2b, 2c ... 2n in ra dialer Richtung 7 vergrößert . Bei der Fertigung muss natür lich der Leiter auf den inneren Feldsteuerungszylinder 4 ge- wickelt werden. Anschließend wird äußere Feldsteuerungszylin der 5 auf die Wicklung aufgebracht . Die Wicklungslagen des Leiters sind gegeneinander isoliert . Dies erfolgt beispiels weise durch Einlegen einer nichtleitenden Folie oder durch die Verwendung eines Lackes , mit dem der Leiter außen be schichtet ist . Die äußere Wicklungsläge des Wicklungsab schnittes 2a ist mit der innersten Wicklungsläge des Wick- lungsabschnittes 2b durch ein nicht gezeichnetes Leiterstück verbunden, so dass die Wicklungsabschnitte 2a und 2b eine Reihenschaltung ausbilden . Die restlichen Wicklungsabschnitte 2b, 2c, ... 2n sind entsprechend elektrisch miteinander ver bunden . Das Prinzip einer solchen Scheibenwicklung ist jedoch dem Fachmann länger bekannt , so dass auf eine ausführlichere Darstellung hier verzichtet werden kann .

Figur 2 zeigt den außen liegenden Wicklungsabschnitt 2a ge nauer . Insbesondere ist erkennbar, dass der innere Feldsteue rungszylinder 4 mit der ersten Wicklungsläge des Wicklungsab- Schnittes 2a mechanisch und elektrisch verbunden ist . Der äu ßere Feldsteuerungs zylinder 5 ist mit der äußersten Wick lungslage des Wicklungsabschnittes 2a mechanisch und

elektrisch verbunden . Wieder sind die einzelnen Wicklungsla gen nicht zeichnerisch dargestellt . Der innere und äußere Feldsteuerungs zylinder 4 , 5 verfügen über eine nichtlineare Restleitfähigkeit , die so niedrig ist , dass der Strom, der durch den Feldsteuerungs zylinder 4 zwischen den beiden in Fi gur 2 erkennbaren Wicklungsabschnitten 2a und 2b fließt , auf einen Wert begrenzt wird, der nicht zu einer unzulässigen Er wärmung führt .

Untersuchungen haben ergeben, dass insbesondere an den Kanten 8 , 9, 10 und 11 des jeweiligen Wicklungsabschnittes 2a, 2b,

2c ... 2n hohe elektrische Feldstärken entstehen . Die beiden Feldsteuerungs zylinder 4 und 5 dienen u.a. dazu, diese hohen Feldstärken an den Kanten oder Ecken 8 , 9, und 10 zu unter drücken . Dies wird durch die nichtlineare Restleitfähigkeit der Feldsteuerungs zylinder bewirkt , indem sie eine lineare oder annähernd lineare PotentialVerteilung zwischen den Wicklungsabschnitten und damit eine Homogenisierung des Fel des breitstellen .

Die Feldsteuerungszylinder 4 , 5 überragen die Anzahl der Wicklungsabschnitte 2a, 2b, 2c ... 2n beidseitig in axialer Richtung, wobei ihr die Wicklungsabschnitte 2a, 2b, 2c ... 2n überragendes Ende 12 zu den Wicklungsabschnitten 2a und 2n hin abgerundet ist . Durch diese Bördelung wird eine geometri sche Feldsteuerung herbeigeführt , so dass hohe Feldstärken an den Enden 12 ebenfalls vermieden sind .

Jeder Feldsteuerungs Zylinder 4 , 5 verfügt über ein Glasfaser gewebe als Trägermaterial , das in einem bei der Herstellung der Wicklungsanordnung nicht vollständig ausgehärteten Harz als Matrixwerkstoff eingebettet ist . Bei der Herstellung die ses Prepregs wird der Matrixwerkstoff auf das Trägermaterial aufgetragen . Dabei dient ein zweckmäßiger Füllstoff, in die sem Falle Zinkoxid, zum Erzeugen der gewünschten nichtlinea ren Restleitfähigkeit . Die Feldsteuerungs Zylinder 4 , 5 werden bei der Herstellung an die beiden äußeren Wicklungslagen der Wicklungsabschnitte angelegt und mit diesen verklebt . Die Wicklungsabschnitte 2a, 2b, 2c ... 2n und die Feldsteuerungs Zy linder 4 , 5 werden und anschließend in Epoxidharz vergossen und unter Wärmeeinwirkung ausgehärtet . Durch die Feldsteue rungszylinder 4 , 5 wird nicht nur eine FeldabSteuerung be wirkt . Die Feldsteuerungs zylinder 4 , 5 verbessern auch die mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Wicklungsan- ordnung 1. Sie bilden mit anderen Worten eine Armierung . Ins besondere weist die erfindungsgemäße Wicklungsanordnung 1 ei ne höhere Rissfestigkeit auf .

Bei der Fertigung werden auf die WicklungsschabIonen zuerst eine oder mehrere Lagen des Prepregs aufgebracht . Dann wird die Wicklung selbst aufgewickelt und anschließend wird bzw . werden eine oder mehrere Lagen des Prepregs als äußerer Feld steuerungszylinder aufgebracht . Die Rundung an den Enden kann durch Umbördeln oder separate Endkappen erzeugt werden . Nach der Wicklung wird die Wicklungsanordnung einem Wärmeprozess zur Aushärtung des Prepregs unterzogen. Das Prepreg bildet dann zwei Absteuerungs Z ylinder 4, 5 mit den beschriebenen Ei genschaften .

Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfin dungsgemäßen Wicklungsanordnung 1, in einer perspektivischen TeildarStellung . Es ist erkennbar, dass die Wicklungsanord- nung 1 einen Hohlzylinder begrenzt . Ferner sind in den Wick lungsabschnitten 2a, 2b, 2c ... 2n Wicklungslagen 13 erkenn bar, die von einem bandförmigen Flachleiter als Wicklungslei- ter gebildet werden . Wie in den Figuren 1 und 2 sind die elektrischen Verbindungen zwischen den Wicklungsabschnitten 2a, 2b, 2c ... 2n aus Gründen der Übersicht nicht gezeigt . Auch ist in Figur 3 die Wicklungsanordnung noch nicht in Harz eingebettet . Im Gegensatz zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich ein einziger Wicklungszy linder 4 vorgesehen, der an der ersten Wicklungsläge 13 des jeweiligen Wicklungsabschnittes 2 anliegt .

Das Vorsehen von lediglich einem inneren Feldsteuerungs Z ylin der 4 kann bei einigen Anwendungen ausreichend sein, wenn die elektrischen Felder an den äußeren Kanten 10 und 11 weniger hoch sind als an den Kanten Ecken 8 und 9.

Im Übrigen gelten die oben gemachten Ausführungen im Zusam menhang mit Figur 3 entsprechend .