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Einschichtig Wechselstromwicklung.
Die bisher bekannten einschichtigen Wechselstromwieklungen haben sämtlich einen Aufbau, bei dem die Polzahl, für die die Wicklung bestimmt ist, aus der Anordnung der Spulen ohne weiteres zu erkennen ist, da das Verhältnis der Spulenzahl zur Polpaarzahl stets ganzzahlig ist. Durch die Erfindung wird eine neue Wicklung gegeben, die sich von den bekannten Wicklungen dadurch unterscheidet, dass I das Verhältnis der Spulenzahl zur Zahl der Polpaare eine gebrochene Zahl ist. Dies hat verschiedene, am Ende der Beschreibung angegebene Vorteile. Die neue Wicklung kann man sich etwa dadurch entstanden denken, dass eine vorhandene Wicklung auf eine andere Polzahl umgeändert worden ist. Als Beispiel hiefür ist in der Zeichnung eine 12polige Drehstromwicklung mit zwei Nuten pro Pol und Phase dargestellt, die in eine 14polige Wicklung umgeändcrt wird.
In Fig. 1 ist das bekannte Schema der 12poligen Wicklung einer Dreiphasenmaschine mit 72 Nuten dargestellt, in dem die Zugehörigkeit der einzelnen Doppelspulen zu den verschiedenen Phasen U-X, V-Y und W-Z durch die Strichart ausgedrückt ist. Auf eine Polteilung entfaltet Nuten (2 Nuten je Phase). Die in Fig. 1 eingezeichneten Pfeile entsprechen nicht dem Stromverlauf, sondern demWieklungszuge von den Phasenanfängen U, V, W zu den entsprechenden Phasenenden X, Y, Z. Die wirkliche Stromverteilung und die von ihr erzeugten Pole 1 bis 12 zeigt Fig. 1 a für den herausgegriffenen Augenblick, in dem die voll ausgezogene Phase U-X den positiven Höchstwert des Stromes, die beiden gestrichelten Phasen V-Y und W-Z den halben negativen Höchststrom führen.
Wenn man nun zur Änderung der Wicklung in eine 14polige die 72 Nuten auf 14 Polteilungen verteilt, so entfallen auf eine Polteilung 72 : 14 = 5y ? Nuten.
Diese sind möglichst gleichmässig auf die drei Phasen zu verteilen, so dass im Idealfall in jeder Polteilung die drei Phasen durch gleiche, um % der Polteilung gegeneinander versetzte Nutengruppen vertreten sind. Eine solche Aufteilung erleichtert das Nutenschema nach Fig. 2. Darin werden die 14 Polteilungen zu einer"Ersatzpolteilung"übereinander projiziert. Der einen Phase werden dann hauptsächlich die in das linke Drittel dieser Ersatzpolteilung fallenden Nuten zugewiesen, einer zweiten Phase hauptsächlich die des mittleren Drittels, der dritten Phase die übrigen, wovon man aber wegen der Zusammengehörigkeit der Spulenseiten stellenweise abweichen muss.
In Fig. 2 sind die 14 Polteilungen untereinander gesetzt, u. zw. in derselben Reihenfolge, wie sie am Maschinenumfang nebeneinander liegen. Die eingetragenen Nutenziffern bezeichnen die Lage der betreffenden Nuten innerhalb der Polteilung. Sieben aufeinanderfolgende kleine Quadrate bilden eine Nutteilung. Die Nutenziffern sind in das erste Siebentel jeder Nutenteilung eingeschrieben. Die erste Polteilung enthält also die Nuten 1 bis 5 vollständig und 1/7 der Nut 6. In die zweite Polteilung fallen
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ihrer Polteilung wieder genau in die Lage der Nut 1. Von da ab wiederholt sich das Schema.
In der untersten Zeile erscheinen alle 14 Polteilungen zu der Ersatzpolteilung ineinandergeschachtelt.
Darin sind sämtliche Nuten in der Lage eingetragen, die sie in den einzelnen Polteilungen haben. Genau an dieselbe Stelle der Ersatzpolteilung fallende Nuten sind übereinandergeschrieben, wie z. B. die schon erwähnten Nuten 1 und 37.
Man trachtet nun möglichst viele der im linken Drittel der Ersatzpolteilung liegenden Nuten der
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Soweit nur diese Bedingungen hinsichtlich Schaltungsrichtung und Phasenzugehörigkeit hiebei erfüllt werden, kann die Verbindung der einzelnen Spulen einer Phase willkürlich nach den verschiedensten Gesichtspunkten, wie etwa nach den Rücksichten der kürzesten Verbindung usw., gewählt werden.
Die Schaltung nach Fig. 3 und 4 ist keineswegs die einzig mögliche Lösung. Vielmehr ergeben sich mehrere verschiedene Wieklungsschemen, aus denen die dem jeweilig vorliegenden Falle mit Rücksicht auf die Form der Felderregungskurve und auf die Lage der miteinander zu verbindenden Spulen, sowie auf die Widerstände der einzelnen Phasenstränge, am besten entsprechende Wicklung gewählt werden kann.
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Durch die neue Wicklung werden erhebliche Vorteile erreicht. Zunächst gibt sie, wie bereits angedeutet, eine einfache Möglichkeit an die Hand, die Polzahl einer vorhandenen Wicklung ohne jede
Neuwieklung dadurch zu ändern, dass nur die Verbindungen der einzelnen Spulen untereinander unter- 'broches und durch der neuen Polzahl entsprechende neue Verbindungen ersetzt werden.
Auch für die Neuherstellung einer Wicklung bieten sich wesentliche Vorteile. Wie aus dem be- schriebenen Beispiel zu ersehen ist, lässt sich eine Bruchlochwieklung, d. i. eine Wicklung, bei der die
Zahl der Nuten pro Pol und Phase keine ganze Zahl ist (hier 51/7 Nuten pro Pol und Phase), auf die neue Art aus nur zwei verschiedenen Arten von Spulen bilden, während nach Art der bisherigen Wicklung für diese Wicklung eine erheblich grössere Anzahl von untereinander verschiedenen Spulen notwendig gewesen wäre. Dies ist für die Herstellung und für die Reservehaltung von Spulen von grosser Bedeutung.
Weiter wird durch die neue Wieklungsanordnung die Form der Spannungskurve der Sinusform wesentlich genähert und von den Einflüssen der Nutenoberschwingungen befreit. Auch lässt sich mit vorhandenen Nutensehnitten und vorhandenen Spulen leicht eine Maschine für abnormal Drehzahlen - herstellen.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Einsehichtige Wechselstromwieklung aus Spulen, deren Spulenbreite kleiner als zwei Polteilungen ist, für elektrische Maschinen, bei denen die Nutenzahl pro Pol und Phase grösser als 1 ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der gesamten Spulenzahl zur Zahl der Polpaare keine ganze Zahl ist.