05 Sep Vorteile Alubandwicklung

Warum Alubandwicklung?

Wir wickeln unsere Transformatoren überwiegend in Alubandwicklung. Die geringere Leitfähigkeit gegenüber Kupfer erfordert einen 35% größeren Querschnitt. Die Wärmeentwicklung ist aber nicht höher gegenüber einer Kupferwicklung. Aber Kupfer ist deutlich teurer.

Vergleich der mechanischen Stabilität:

Nehmen wir als Beispiel an, dass bei einem 100-kVA Transformator (400 Volt/Spule) die Spulenlänge 460 mm, die mittlere Windungslänge 800 mm beträgt und 90 Windungen benötigt werden. Die Stromdichte soll 2,5 A/mm2 betragen. Für die Kupfer-Lagenwicklung würde man Flachdraht 15 mm x 4 mm nehmen und für die Alu-Bandwicklung 460 mm x 0,2 mm.
Bei der Kupfer-Lagenwicklung wird eine Windung mit der nächsten Windung seitlich über das Tränkharz fixiert. Die Kontaktfläche beträgt nur 32 cm2 (4 mm Seitenfläche x 800 mm Windungslänge). Bei der Alu-Bandwicklung sind es 3680 cm2 (460 mm Breite x 800 mm Windungslänge). Die Alu-Bandwicklung ist gegenüber der Kupfer-Lagenwicklung wie aus „einem Block“ gefräst.

Was passiert bei einem Kurzschluss, bei Schwerantrieben oder häufiger, hoher, impulsförmiger Stromaufnahme der Last?

Wie sieht es mit einer möglichen Verformung der Wicklung durch die Magnetfelder aus?
Radial werden die Kupfer-Lagenwicklung und die Alu-Bandwicklung gleichermaßen beansprucht. Aber es gibt deutliche Unterschiede beim Wicklungsaufbau. Bei unserer Alu-Bandwicklung werden die 90 Windungen mit dem eingewickelten Aramidpapier Nomex 410 (Klasse H) in Einkomponentenharz der Klasse H unter Vakuum getränkt und bei ca. 120 Grad C. ausgehärtet. Es wird also eine Schicht (Lage) auf die andere gelegt (gewickelt). Jede Schicht ist mit der nächsten großflächig über das Harz verbacken. Es entsteht so eine extrem stabile Wicklung. Dies gilt jeweils für die Primär-Wicklung und für die Sekundär-Wicklung im Einzelnen sowie untereinander. (Sandwichbauweise: 90 Windungen Aluband: 90 Windungen Aramidpapier: durchtränkt: gehärtet) Auch wir benötigen Kühlkanäle. (Foto links) Dies sind eingewickelte, flache, 1 mm starke Alu-U-Profile auf der gesamten Höhe. Die lassen sich nicht zusammendrücken und erhöhen den Leitungsquerschnitt hier zusätzlich um das 5-fache.