DE2741415C3

DE2741415C3 - Zweischichtige Stabwicklung für elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE2741415C3
Application number: DE19772741415
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. 8500 Nuernberg Auinger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-09-14
Filing date: 1977-09-14
Publication date: 1980-09-04
Also published as: DE2741415A1; DE2741415B2

Description

Die Erfindung betrifft eine zweischichtige Stabwicklung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs, wie sie für Wechselstromankerwicklungen größerer Maschinen und insbesondere für Schleifringläufer von Asynchronmaschinen angewendet werden.

Solche Stabwicklungen werden im allgemeinen als Wellenwicklung ausgeführt, weil sie dann unabhängig von der Polzahl jeweils nur einen »Schaltbügel« benötigen, der als Umkehrstelle zwischen dem vorlaufenden und dem rücklaufenden Wellenzug dient. Diese Schaltbügel sind außerhalb des aus den tangential gekröpften Stäben gebildeten Wickelkopfes verlegt und stellen eine Verbindung zwischen zwei unter verschiedenen Polen befindlichen Wicklungsteilen her. Dem Vorteil nur eines Schaltbügels zwischen den genannten Wellenzügen steht der Nachteil entgegen, daß die Wellenwicklung relativ lange Wickelköpfe benötigt. Unabhängig von einer elektrisch wirkenden Sehnung müssen die Spulenweiten über beide Stirnseiten in ihrer Summe ungesehnt sein, da jeder Wellenzug fortlaufend von einem Pol zum nächsten Pol geführt ist.

Bei Ausbildung der zweischichtigen Stabwicklung als Schleifenwicklung ist zwar eine Verkürzung der Spulenweite entsprechend der Sehnung möglich, jedoch ist hierbei je Pol und Strang mindestens ein zusätzlicher Schaltbügel notwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zweischichtige Stabwicklung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs zu schaffen, die kurze Wickelköpfe ermöglicht und keine Schaltbügel benötigt.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt nach der Erfindung durch die Maßnahmen nach dem Kennzeichen des Hauptanspruchs.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Durch Verwendung erfindungsgemäßer Sonderstäbe lassen sich bei schleifenartig verlegten gesehnten Spulen die genannten Schaltbügel völlig vermeiden, ίο Ähnlich wie bei Wellenwicklungen werden aufeinanderfolgende Spulengruppen innerhalb des Wicklungszuges ,verbunden. Bügelartige Verbindungen sind — wenn überhaupt — nur mit wesentlich verkürzter Länge innerhalb der einzelnen Spukngruppen notwendig.
Die Erfindung ist anhand einiger Ausführungsbeispiele in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und nachfolgend näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine zweischichtige schleifenartig verlegte Stabwicklung, bei der in einzelnen Nuten jeweils nur ein von der Unterschicht zur Oberschicht verlaufender Sonderstab angeordnet ist,

F i g. 2a, 2b zwei Ausführungsformen der Sonderstäbe für die Stabwicklung nach F i g. 1,

F i g. 3a, 3b aus Teilstäben gebildete gekreuzte Sonderstäbe,

F i g. 4 einen Strang einer 4poligen Wicklung für 48 Nuten mit 9/12 Sehnung mit drei Kreuzungsstäben in Reihenschaltung,

Fig.5a, 5b je einen Strang einer 4poligen Wicklung für 48 Nuten mit 10/12 Sehnung mit drei Kreuzungsstäben in Reihen — bzw. vier Kreuzungsstäben in Parallelschaltung,

Fig.6 einen Strang einer 4poligen Wicklung mit 11/12 Sehnung mit drei Kreuzungsstäben in Reihen-Schaltung.

Fig. 1 zeigt einen Strang einer dreisträngigen 9/12gesehnten 4poligen zweischichtigen Stabwicklung für N = 38 Nuten mit gruppenweise abwechselnder Schrittweite 1-9 und 1-10 an beiden Stirnseiten. Die Wicklungsenden U-X des besagten Stranges können an beliebiger Stelle des Umfanges angeordnet sein und liegen unmittelbar nebeneinander. Der mittlere Stab jeder gleichsinnig stromdurchflossenen Stabgruppe muß als Sonderstab SS nach F i g. 2a oder 2b ausgebildet sein, der innerhalb der Nut von der Oberschicht OS der einen Spulengruppe zur Unterschicht US der nächsten Spulengruppe geführt ist, so daß keine Schaltbügel erforderlich sind. Da sich in den betreffenden Nuten jeweils nur ein einziger Sonderstab befindet, weist die Wicklung nach der Erfindung gegenüber einer vergleichbaren üblichen Zweischicht-Schleifenwicklung einen wirksamen Leiter weniger auf, d. h. es sind statt der üblichen acht Leiter je Pol und Strang bei der Wicklung nach Fig. 1 nur sieben Leiter je Pol und Strang wirksam.

Die besagten Sonderstäbe 55 in der Mitte jeder Stabgruppe sind in F i g. 1 mit SSbezeichnet und können gemäß Fig. 2a aus zwei übereinanderliegenden in der Oberschicht OS und der Unterschicht US über die volle Blechpaketbreite reichenden, miteinander verschweißten geraden Teilstäben SSt und SS2 oder gemäß Fig.2b aus einem durchgehenden, mittig gekröpften Sonderstab SS' gebildet sein, wobei die stabfreien Teile des Nutraumes mit Füllstücken Fl, F2 aus lsoliermaterial gefüllt sind.

Statt nur einem Sonderslab kann man in den betreffenden Nuten auch zwei gekreuzte Sonderstäbe anordnen und damit eine unverminderte wirksame

Leiterzahl erreichen. Gekreuzte Sonderstäbe KS, KS' können gemäß Fig.3a und 3b nach Art von Roebelstäben gefertigt sein. In Fig.3a und 3b ist ein unterteilter gekreuzter Sonderstab gezeigt, der aus einer geraden Zahl von Teilleitern besteht, die jeweils zwei Hälften 1 bis 5 und Γ bis 5' bildec, wobei die beiden Hälften in der Ober- und Unterschicht OS, US nebeneinander (Schnitt 1-1, III—111) und dazwischen übereinander (Schnitt H-Il, F i g. 3a) liegen.

Gemäß F ig. 3b sind die in gleicher Weise aus ι ο Teilleitern zusammengesetzten Sonderstäbe innerhalb des Nutraumes verdrillt Es gibt auch noch andere Ausbildungsformen für gekreuzte Sonderstäbe, z. B. in Form einteiliger Massivstäbe, wobei die Kreuzungsstellen entweder innerhalb der Nut oder außerhalb der Nut unmittelbar an den Stirnseiten des Blechpaketes angeordnet sind.

Mit solchen gekreuzten Sonderstäben lassen sich Wicklungen mit gegenüber bekannten Wicklungsausführungen unvermindert wirksamen Leiterzahlen ausführen. In den F i g. 4,5 und 6 sind verschiedene 4polige zweischichtige Stabwicklungen für N = 48 Nuten mit gekreuzten Sonderstäben beliebiger Ausführung dargestellt, die dort allgemein mit KS bezeichnet sind. Bei Reihenschaltung aller Stäbe lassen sich mit jeweils nur drei Sonderstäben KS je Strang beliebige Sehnungen 5 zwischen 2/3 <S< 1 ausführen.

Die F i g. 4 und 6 zeigt je einen Wicklungsstrang einer 9/12- bzw. ll/12gesehnten 4poligen Zweischicht-Stabwicklung mit Reihenschaltung der einzelnen Spulengruppen und jeweils drei Sonderstäben KS.

Fig.5a zeigt einen Wicklungsstrang einer 10/i2gesehnten solchen Wicklung mit drei Sonderstäben /CSbei Reihenschaltung der Spulengruppen und Fig. 5b einen Wicklungsstrang einer 10/12gesehnten Stabwicklung mit vier Sonderstäben KS je Strang bei Parallelschaltung der Spulengruppen.

Parallelschaltungen von Spulengruppen lassen sich auch in der Weise ausführen, daß an den Anschlußklemmen U und X, V und Y, W und Z unmittelbar benachbarte Stäbe zusammengefaßt werden, was nicht weiter dargestellt ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zweischichtige Stabwicklung für elektrische Maschinen mit beliebiger Sehnung bzw. Spulenschrittweite, dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb jedes Wicklungszuges schleifenartig verlegten Spulengruppen durch innerhalb einzelner Nuten von der Oberschicht in die Unterschicht geführte Sonderstäbe (SS, SS', KS, KS') verbunden sind.

Z Stabwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den betreffenden Nuten jeweils nur ein einzelner Sonderstab (SS, SS') angeordnet ist, der aus zwei miteinander leitend verbundenen übereinanderliegenden geraden Teilstäben (SS 1, SS2) oder einen durchgehenden, in der Nut gekröpften Stab fSS^gebildet ist (F i g. 1 and 2).

3. Stabwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den betreffenden Nuten jeweils zwei gekreuzte Sonderstäbe angeordnet sind (F ig. 4,5,6).

4. Stabwicklung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gekreuzten Sonderstäbe jeweils aus einer geraden Zahl von Teilstäben bestehen, die an der einen Stirnseite hälftig nebeneinander in der Oberschicht liegend eingeführt (Schnitt I-I), innerhalb der Nut seitlich übereinandergeschichtet (Schnitt II-II) und zur anderen Stirnseite hin verdreht nebeneinander unterschichtseitig aus der Nut herausgeführt sind (Schnitt 11 I-I 11₁F i g. 3a).

5. Stabwicklung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gekreuzten Sonderstäbe aus jeweils einer geraden Zahl von Teilleitern bestehen und innerhalb der Nut verdrillt sind (Fig. 3b).