DE882876C

DE882876C - AC winding, especially bar winding, for electrical machines

Info

Publication number: DE882876C
Application number: DES6502D
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl-Ing Knauer; Josef Nonn
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1944-10-06
Filing date: 1944-10-06
Publication date: 1953-07-13

Description

Wechselstromwicklung, insbesondere Stabwicklung, für elektrische Maschinen Es ist bereits eine Wechselstromwicklung, insbesondere eine Stabwicklung, für elektrische Maschinen mit Reihenparallelschaltung von Wicklungsteilen vorgeschlagen worden, bei der je Phase Wicklungsgruppen hintereinandergeschaltet sind, die aus der Zahl nach voneinander verschiedenen parallel geschalteten Wicklungszweigen bestehen. Die Ouersc'hnitte der dabei schwächer belasteten Wicklungsteile sind kleiner bemessen als die Querschnitte der stärker belasteten Wicklungsteile. Die Vorteile einer derartigen Wechselstromwicklung kommen insbesondere bei Wechselstromgeneratoren niedriger Polzahl, insbesondere bei zweipoligen Drehstromturbogeneratoren, zur Geltung. Insbesondere bei diesen zweipoligen Drehstromturbogeneratoren ist es wünschenswert, für die Breite der Ständernuten bestimmte obere und untereGrenzwerte einzuhalten, weil bei sehr breiten Nuten erhöhte Zusatzverluste auftreten und die Wärmeabführung schwierig wird, während bei sehr schmalen Nut-en nach Abzug der Nutenisolation und des Einbauspieles nur eine sehr geringe Leiterbreite übrigbleibt. Daraus ergibt sich, daß bei größeren hoch ausgenutzten Turbogeneratoren mit Stabwicklung die Nutenzahl je Pol und Phase zweckmäßig zwischen den Werten q = 9 und q = 12 gewählt werden soll, d. h. daß die Gesamtnutenzahl zwischen 54 und 72 liegen soll. Bei Nutenzahlen unter 54. ergeben sich sehr breite Nuten mit erhöhtem Stromvolumen je Nut und hohem Kupfer-oder Aluminiumgewicht, Ida die Stromdichte wegen ,der verhältnismäßig kleinen wärmeabführenden Staboberfläche niedrig gehalten werden muß. Bei Nutenzahlen über 7a erhält man sehr schmale Nuten mit ungünstigem Füllfaktor, besonders bei hoher Spannung. Die schmalen Stäbe sind wegen der kleinen Abmessungen der für die Unterdrückung der Stromverdrängung notwendigenTeilleiter .des Stabes schwierig herzustellen und zu versteifen und besitzen nur geringe eigene Steifi!gkeit gegen die Kurzschlußstromkräfte, besonders wenn .die Stäbe aus Aluminium hergestellt sind. Infolge dieser Begrenztheit der praktisch anwendbaren Gesamtnutenzahl des Generators kommt man in Schwierigkeiten für bestimmte Bereiche der von dem Generator zu liefernden Spannung, die in der Praxis verlangt werden. Da man in jeder Nut nur einen oder zwei Stäbe unterbringt, ist es nicht immer möglich, bei Ehihaltung einer günstigen Nutenzahl eine derartige Zahl von Stäben hintereinänderzuschalten, daß sich die gewünschte Spannung ergibt, trotzdem man zu diesem Zweck die Wicklung aus mehreren parallel geschalteten Zweigen aufbauen kann. Vor allem ist der Sprung in der abgegebenen Spannung beim Übergang von einem auf zwei parallel geschaltete Zweige viel zu groß, da dazwischenliegende Werte ebenfalls verlangt werden. Man ist gezwungen, die Gesamtnutenzahl entweder oberhalb oder .unterhalb des angegebenen optimalen Bereiches zu wählen und dementsprechend die geschilderten Nachteile in Kauf zu nehmen.Alternating current winding, especially bar winding, for electrical machines An alternating current winding, especially bar winding, has already been proposed for electrical machines with series-parallel connection of winding parts, in which winding groups are connected in series for each phase and consist of the number of different winding branches connected in parallel. The Ouersc'hnenter the less loaded winding parts are dimensioned smaller than the cross-sections of the more heavily loaded winding parts. The advantages of such an alternating current winding come into play in particular in the case of alternating current generators with a low number of poles, in particular in the case of two-pole three-phase turbo-generators. With these two-pole three-phase turbo-generators in particular, it is desirable to adhere to certain upper and lower limit values for the width of the stator slots, because with very wide slots, increased additional losses occur and heat dissipation becomes difficult, while with very narrow slots, after deduction of the slot insulation and the installation clearance, only one very narrow conductor width remains. This means that in the case of larger, highly utilized turbo-generators with rod windings, the number of slots per pole and phase should expediently be chosen between the values q = 9 and q = 12, ie the total number of slots should be between 54 and 72. If the number of slots is less than 54, the slots are very wide, with an increased volume of current per slot and a high copper or aluminum weight; If the number of slots is greater than 7a, you will get very narrow slots with an unfavorable fill factor, especially with high tension. The narrow rods are difficult to manufacture and stiffen because of the small dimensions of the partial conductors necessary for suppressing the current displacement, and they have little inherent stiffness against the short-circuit current forces, especially if the rods are made of aluminum. As a result of this limitation of the practically applicable total number of slots in the generator, difficulties arise for certain ranges of the voltage to be supplied by the generator, which are required in practice. Since only one or two bars are accommodated in each slot, it is not always possible, while maintaining a favorable number of slots, to connect such a number of bars one after the other that the desired voltage results, despite the fact that the winding is built up from several branches connected in parallel for this purpose can. Above all, the jump in the output voltage when switching from one to two branches connected in parallel is much too large, since values in between are also required. One is forced to choose the total number of grooves either above or below the specified optimal range and accordingly to accept the disadvantages described.

Die ältere Wicklung beseitigt diesen Nachteil, da man durch die Reihenparallelschaltung mit ungleicher Zähl von parallel geschalteten Zweigen innerhalb ider einzelnen hintereinandergeschalteten Gruppen auch bei Innehaltung einer günstigen Gesamtnutenza'hl zu Spannungswerten gelangen kann, die mit den bisherigen Mitteln, wie geschildert, nicht zu erreichen sind. Eine besonders günstige Anordnung besteht beispielsweise darin; daß man in jeder Nut einen Stab für den vollen Strom (Vollstab) mit entsprechend vollem Querschnitt (volle Höhe) und einen Stab für den halben Strom (Halbstab) mit halbem Querschnitt ('halbe Höhe) vorsieht. Aus den Halbstäben werden je Phase zwei parallele Zweige gebildet, die Vollstäbe dagegen werden je Phase in Reihe geschaltet und mit .den parallelgeschalteten Zweigen der Halbstäbe hintereinandergeschaltet. Bei Verwendung derartiger Voll- und Halbstäbe in Reihenparallelschaltung läßt sich der in der Praxis verlangte Spannungsbereich der Generatoren bereits wesentlich vollständiger mit Nutenzahlen ausführen, die innerhalb des optimalen Bereiches liegen, wobei die Spannungen genügend feinstufig, also mit einem Stufenunterschied von 6 X 5 bis 1z X 5 % aufeinanderfolgen.The older winding eliminates this disadvantage, as you can use the series-parallel connection with an unequal number of branches connected in parallel within the individual branches connected in series Groups even if they keep a favorable total number of stress values can reach, which with the previous means, as described, can not be achieved are. A particularly favorable arrangement consists, for example, in; that one in each slot has a rod for the full flow (full rod) with a corresponding full cross-section (full height) and a rod for half the stream (half rod) with half cross section ('half height) provides. The half-rods become two parallel branches for each phase formed, the solid bars on the other hand are connected in series for each phase and with parallel-connected branches of the half-bars connected in series. Using such full and half bars in series-parallel connection can be used in practice the required voltage range of the generators is already much more complete Perform groove numbers that are within the optimal range, with the stresses sufficiently finely graded, i.e. with a step difference of 6 X 5 to 1z X 5%.

Bei den älteren Wicklungen haben sich noch gewisse Nachteile gezeigt. Es handelt sich dabei um eine Zweischichtwicklung, wobei die Lage der Voll-und der Halbstäbe von Nut zu Nut regelmäßig abwechselt, so daß z. B. in den ungeraden Nuten der Oberstab ein Vollstab und der Unterstab ein Halbstab ist, während umgekehrt in den ,geraden Nuten der Oberstab ein Halbstab und der Unterstab ein Vollstab ist. Ebenso wie bei einer normalen Zweischichtwicklung bilden dabei die Stirnverbindungen der Oberstäbe die vordere Schicht, die Stirnverbindungen -der Unterstäbe die hintere Schicht des Wickelkopfes: Dabei ergibt sich nun .der Nachteil; daß die verschiedene Höhe der Voll-und ,der Halbstäbe benachbarter Nuten besondere Maßnahmen erfordern, um beim Übergang der Stäbe in die beiden Schichten des Wickelkopfes die Stäbe aneinander vorbeiführen zu können, da die hohen Vollstäbe der Ober- und der Unterschicht von .der einen Schicht in die andere hineinragen. Ferner müssen beim Einbau der radialen Wicketkopfbefestigungslaschen wegen der in jeder Schicht aufeinanderfolgend verschiedenen Stallhöhen die Fehlräume bis zur Höhe des Vollstabes durch besondere Füllstücke ausgefüllt werden. Diese Maßnahmen vergrößern den Raumbedarf des Wickelkopfes, erfordern viel Einphasenarbeit und geben keine volle Gewähr für eine gleichmäßige Verspannung der radialen Versteifungsklötze. Ferner sind die Wicklungszonen (die Breite des von dem Stäben einer Phase unter einem Pol ausgefüllten Wicklungsraumes) etwas unsymmetrisch, denn wenn der äußerste linke Stab der Wicklungszone ein Vollstab ist, so muß der äußerste rechte Stab .dieser Zone ein Halbstab sein, wodurch sich eine Unsymmetrie in der Stromverteilung ergibt.The older windings have shown certain disadvantages. It is a two-layer winding, with the position of the full and the Half bars alternate regularly from groove to groove, so that, for. B. in the odd grooves the upper rod is a full rod and the lower rod is a half rod, while vice versa in the straight grooves the upper bar is a half bar and the lower bar is a full bar. As with a normal two-layer winding, the end connections are formed the upper rod the front layer, the end connections - the lower rod the rear Layer of the winding head: This now results in the disadvantage; that the different Height of the full and half bars of adjacent grooves require special measures, at the transition of the rods into the two layers of the winding head, the rods against each other to be able to pass, because the high solid bars of the upper and lower layers of .the one layer protrudes into the other. Furthermore, when installing the radial Wicket head fastening tabs because of the successively different ones in each layer Stall heights the missing spaces up to the height of the solid bar through special filler pieces fill out. These measures increase the space required by the end winding a lot of single-phase work and do not give a full guarantee of even bracing the radial stiffening blocks. Furthermore, the winding zones (the width of the from the bars of a phase under a pole filled winding space) somewhat asymmetrical, because if the leftmost bar of the winding zone is a solid bar, it must outermost right bar. This zone must be a half bar, which creates an asymmetry results in the power distribution.

Die Erfindung betrifft eine weitereAusgestaltung einer derartigen Wechselstromwicklung,kttptdurch die die geschilderten Nachteile vermieden werden. Es sind dabei wiederum innerhalb der Reihenparallelschaltung die Querschnitte der schwächer belasteten Wicklungsteile kleiner als die Querschnitte der stärker belasteten Wicklungsteile, und die Wicklung ist als Zweiscnichtwicklung ausgebildet. Erfindungsgemäß sind die Wicklungsteile mit schwachem Querschnitt (Teilstäbe) und die Wicklungsteile mit stärl<:erem Querschnitt (Vollstäbe) innerhalb der Wicklungszone einer Phase derart verteilt, daß an der Oberschicht (und entsprechend an der Unterschicht) mehrere Teilstäbe in aufeinanderfolgenden Nuten untergebracht sind Ferner sind von diesen verschiedenen Nuten angehörigen Teilstäben mehrere benachbarte im Wickelkopf zu Bündeln zusammengefaßt, deren. Querschnitt mit dem Querschnitt der Vollstäbe im Wickelkopf übereinstimmt. Da also das aus mehreren Teilstäben bestehende Stabbündel im Wickelkopf mindestens annähernd denselben Querschnitt und dieselbe Quersrhnittsform aufweist wie ein Vollstab, so besteht der Wickelkopf nur noch: aus einheitlich gestalteten Teilen, und er kann deinentsprechend insbesondere bezüglich des Einbaue der Wickelkopfbefestigungslaschen genau so ausgefiihrt werden wie .an einer normalen Zweischicht stabwicklung ohne Benutzung der Reihenparallelschaltung. The invention relates to a further embodiment of an alternating current winding of this type, by means of which the disadvantages outlined are avoided. Again, within the series parallel connection, the cross-sections of the less loaded winding parts are smaller than the cross-sections of the more heavily loaded winding parts, and the winding is designed as a two non-winding. According to the invention, the winding parts with a weak cross-section (partial bars) and the winding parts with a larger cross-section (full bars) are distributed within the winding zone of a phase in such a way that several partial bars are accommodated in successive grooves on the upper layer (and correspondingly on the lower layer) of these different grooves belonging partial rods several adjacent in the winding head combined into bundles, their. Cross-section coincides with the cross-section of the solid bars in the end winding. Since the rod bundle consisting of several partial rods in the end winding has at least approximately the same cross-section and the same cross-sectional shape as a solid rod, the winding end only consists of: uniformly designed parts, and it can be made exactly the same, especially with regard to the installation of the winding end fastening straps. on a normal two-shift bar processing without using the series parallel connection.

Wenn dieTeilstäbe .derReihenparallelschaltungswicklung zwar die volle Breite der Vollstäbe, jedoch eine entsprechend verminderte Höhe aufweisen, so wird man im Wickelkopf mehrere Teilstäbe übereinander anordnen und sie zu einem Bündel zusammenfassen, wodurch dieses Bündel annähernd dieselbe Höhe aufweist wie ein Vollstab, besonders dann, wenn der Vollstab wegen großer Höhe für die Kopfumwandlung in zwei Hälften unterteilt wird. Wenn gemäß einer anderenAusführungäform . der Teilstab dieselbe Höhe wie der Normalstab aufweist, jedoch eine entsprechend verminderte Breite, so kann man im Wickelkopf mehrere Teilstäbe nebeneinanderliegend zu einem Bündel zusammenfassen, so daß dieses Bündel annähernd dieselbe Breite wie ein Vollstab im Wickelkopf aufweist. Auch bei dieser Anordnung ergeben sich wesentliche Vorteile bezüglich der Unterbringung und der Befestigung der Stäbe im Wickelkopf, da der Wickelkopf eben aus einheitlich gestalteten Teilen zusammengesetzt wird.If the sub-bars of the series parallel winding have the full width of the full bars, but a correspondingly reduced height, then several sub-bars will be arranged one above the other in the winding head and combined into a bundle, whereby this bundle has approximately the same height as a full bar, especially when the Full rod is divided into two halves for the head conversion because of its great height. If according to another embodiment. If the partial rod has the same height as the normal rod, but a correspondingly reduced width, several partial rods can be combined into a bundle next to one another in the end winding, so that this bundle has approximately the same width as a full rod in the end winding. With this arrangement, too, there are significant advantages with regard to the accommodation and the fastening of the bars in the end winding, since the end winding is composed of uniformly designed parts.

Die Zeichnung zeigt in Fig. i ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand des Wickelschemas der Ständerwicklung eines dreiphasigen und zweipoligen Turbogenerators mit insgesamt 66 Nuten. Zur Erhöhung der Übersichtlichkeit sind nur die Leiter einer Phase eingezeichnet. Die Teilstäbe der Reihenparallelschaltung besitzen dabei den halben Querschnitt (Halbstäbe) gegenüber den Vollstäben. Die Vollstäbe sind mit starken Strichen und die Halbstäbe mit dünnen Strichen eingezeichnet. Fig. 2 zeigt die Schaltung der Voll- und der Halbstäbe innerhalb einer Phase. Wie ersichtlich, besteht die Phase aus zwei parallel geschalteten Zweigen. Innerhalb jedes Zweiges sind die stark ausgezogenen Vollstäbe mit den aus zwei Parallelzweigen bestehenden Halbstäben in Reiche geschaltet. Je Phase sind 16 Leiter in Reihe geschaltet, von denen zehn Leiter Vollstäbe sind und sechs Leiter Halbstäbe. Da gemäß Fig. 2 für die Halbstäbe insgesamt vier parallel geschaltete Zweig-, vorhanden sind und für die Vollstäbe zwei, so ergeben sich für eine Phase insgesamt 20 Vollstäbe und 24 Halbstäbe, für die .der dritte Teil des insgesamten Nutraumes von 66 Nuten zur Verfügung steht, so daß von je 22 Nuten 2o mit einem Voll-und einem Halbstab und zwei Nuten mit zwei Halbstäben besetzt sind. Wegen der Sehnung der Wicklung sind jedoch diese 2o Nuten nur zum Teil mit Voll- und Halbstäben derselben Phase besetzt. Die zwei Nuten sind durchgehend mit zwei verschiedenen Phasen angehörigen Halbstäben besetzt. Wie aus Fig. i ersichtlich, sind nun die Halbstäbe innerhalb der Wicklungszone einer Phase derart verteilt, daß an der Oberschicht der Wicklung die verschiedenen Nuten angehörigen Halbstäbe 1, z_ 3, 4, 5, 6 unmittelbar aufeinanderfol.gen, also benachbart sind. Von diesen Halbstäben sind nun im Wickelkopf .die Halbstäbe i und 2 und die Halbstäbe 3 und 4 bzw. 5 und 6 je zu einem aus zwei Halbstäben bestehenden Bündel zusammengefaßt, dessen Querschnitt mit dem OOuerschnitt der Vollstäbe im Wickelkopf übereinstimmt, da die Ha1_lr Stäbe nur die. halbe Höhe der Vollstähe aufweisen und zwei Halbstäbe übereinanderliegend im Wickelkopf zu einem Bündel vereint sind. In derselben Weise sind in der Unterschicht der Wicklung die Halbstäbe 7 und 8 bzw. 9 und io und ii und 12 zu Bündeln zusammengefaßt.The drawing shows in Fig. I an embodiment of the invention using the winding diagram of the stator winding of a three-phase and two-pole Turbo generator with a total of 66 slots. To increase the clarity are only the ladder of one phase is shown. The partial rods of the series parallel connection have half the cross-section (half bars) compared to the full bars. the Full bars are drawn in with thick lines and the half bars with thin lines. Fig. 2 shows the circuit of the full and half bars within a phase. As As can be seen, the phase consists of two branches connected in parallel. Within each branch are the strongly drawn out solid rods with those from two parallel branches existing half-bars switched into realms. 16 conductors are connected in series for each phase, of which ten conductors are full rods and six conductors are half rods. Since according to FIG for the half-rods a total of four branches connected in parallel are available and for two solid bars, there are a total of 20 solid bars and for one phase 24 half bars, for the .the third part of the total slot space of 66 slots for Is available so that each of 22 grooves 2o with a full and a half rod and two grooves are occupied by two half rods. Because of the tendon of the winding are however, these 2o grooves are only partially occupied by full and half rods of the same phase. The two grooves are continuous with half-bars belonging to two different phases occupied. As can be seen from Fig. I, the half bars are now within the winding zone a phase distributed in such a way that on the upper layer of the winding the different Grooves belonging to half bars 1, z_ 3, 4, 5, 6 directly one after the other, i.e. are adjacent. Of these half bars are now in the end winding .die half bars i and 2 and the half rods 3 and 4 or 5 and 6 each to one consisting of two half rods Bundle combined, the cross-section of which corresponds to the cross-section of the solid rods in the End winding coincides, since the Ha1_lr rods only the. half height of full length have and two half-rods lying one above the other united in the winding head to form a bundle are. In the same way, the half-bars 7 and are in the lower layer of the winding 8 or 9 and io and ii and 12 combined into bundles.

Die im Wickelkopf zu Bündeln zusammengefaßten beiden Halbstäbe gehören stets derselben Phase an, so daß die gegenseitigen Stromkräfte aufeinander stets anziehend und niemals abstoßend wirken. Die Beanspruchung durch Stromkräfte ist also für diese Bündel im Wickelkopf genau wie für die Vollstäbe selbst, namentlich wenn diese im Wickelkopf in zwei Hälften unterteilt sind.The two half-bars which are combined in bundles in the winding head belong always in the same phase, so that the mutual current forces are always on top of one another attractive and never repulsive. The stress caused by current forces is so for these bundles in the end winding exactly as for the solid bars themselves, namely if these are divided into two halves in the end winding.

Wie aus Fig. a ersichtlich, weist jede Phase der Wicklung für die Vollstäbe zwei parallele Zweige, für die Halbstäbe vier parallele Zweige auf. Es wird dadurch eine Verdoppelung des Bereiches der mit günstigen Nutzahlen und Teilparallelschaltung erreichbaren Spannungen erzielt. Andererseits sind bei zwei Polen nur zwei symmetrische parallele Zweige je Phase möglich, deren Spannungen also sowohl in der Größe als auch in der Phase übereinstimmen. Es müssen daher in den vier parallelen Halbstabzweigen der Fig.2 :die unsymmetrischen und damit die Ausgleichsspannungen so klein wie möglich gehalten werden. Dies kann man dadurch erreichen, daß man die Halbstäbe innerhalb der Gesamtschaltung einer Phase besonders günstig anordnet, andererseits muß aber die Anordnung der Halbstäbe den bereits geschilderten Bedingungen bzw. der Ausbildung des Wickelkopfes genügen. Dabei ergeben sich eine große Zahl von Variationsmöglichkeiten, von denen man sich die günstigsten bezüglich der Unterdrückung der Ausgleichsspannungen zwischen parallel geschalteten Halbstabzweigen aussucht. Bei der Anordnung gemäß dem Schema in Fig. i läßt sich die Ausgleichsspannung zwischen den unsymmetrischen parallel geschalteten Halbstabzweigen für die Spannung mit Grundfrequenz auf 0,27'/ü der in den Halbstabzweigen entstehenden Nutzspannung herabdrücken. Die resultierenden Spannungsvektoren der unsymmetrischenHalbstabzweige unterscheiden sich dabei nur in ihrer Größe, nicht in der Phasenlage. Eine Eigentümlichkeit dieser zweischichtigen Wicklungen mit Teilparallelschaltung besteht darin, daß der bezüglich der Spannung wirksame Wert der durch Schrittverkürzung erreichten Sehnung der Wicklung nicht mit dem Wert der Schrittsehnung als solcher identisch ist, und zwar beträgt in Fig. i die wirksame Sehnung 0,829, während die Schrittsehnun g 28/33 =- 0#849 ist. Wie bereits erwähnt, sind je Phase zwei Nuten mit je zwei Halbstäben besetzt. Trotz des Vorhandenseins dieser Fehlleiternuten weist der Wickelkopf leine Lücken auf, sondern ist genau so regelmäßig wie bei einer Zweistabwicklung für 48 Nuten ohne Fehlleiter.As can be seen from Fig. A, each phase of the winding for the Full bars have two parallel branches, for the half bars four parallel branches. It thereby a doubling of the range with favorable numbers of slots and partial parallel connection achievable voltages achieved. On the other hand, if there are two poles, only two are symmetrical parallel branches per phase possible, their voltages so both in size and also match in phase. It must therefore be in the four parallel half-branches of Fig.2: the asymmetrical and thus the equalizing voltages as small as possible being held. This can be achieved by having the half bars inside the overall circuit of a phase is particularly favorable, but on the other hand must the arrangement of the half-bars to the conditions and training already described of the winding head are sufficient. There are a large number of possible variations, of which one can choose the most favorable with regard to the suppression of equalizing voltages selects between half-branches connected in parallel. With the arrangement according to The scheme in Fig. i can be the equalizing voltage between the asymmetrical half-branches connected in parallel for the voltage with a fundamental frequency of 0.27 '/ g the useful voltage generated in the half-branches. The resulting The only difference is the voltage vectors of the asymmetrical half-branches in their size, not in their phase position. A peculiarity of this two-layered structure Windings with partial parallel connection is that of the voltage effective value of the stretching of the winding achieved by shortening the step is identical to the value of the crotch tendon as such, namely in Fig. i the effective tendon is 0.829, while the crotch tendon is 28/33 = - 0 # 849. As already mentioned, two grooves are occupied by two half-bars each per phase. Despite the presence of these false guide grooves, the winding head has lacks of gaps, it is just as regular as with a two-bar development for 48 grooves without Misguided

Aus Fig. i ist ferner zu ersehen, daß innerhalb der Wicklungszone einer Phase die Halbstäbe in nebeneinanderliegenden Nuten in der Mitte der Zone und soweit als möglich symmetrisch innerhalb der Zone angeordnet sind. Dies geht daraus hervor, daß zu beiden Seiten von den in der Oberschicht angeordneten Halbstäben i bis 6 noch ebenfalls in der Oberschicht die. Vollstäbe 13 und 14 auf der linken Seite und die Vollstäbe 15, 16 und 17 auf der rechten Seite angeordnet sind. Ebenso sind zu beiden Seiten der in der Unterschicht nebeneinander angeordneten Halbstäbe 7 bis 12 die Vollstäbe 18, 19 und 2o links und die Vollstäbe 21 und 22 rechts angeordnet. Diese Unterbringung der Teilstäbe in der Mitte der gesamten Wicklungszone einer Phase bringt wesentliche Vorteile mit sich. Die Ausgleichsspannung zwischen den unsymmetrischen Teilstabzweigen läßt sich dann sehr klein halten, besonders weil man die jeweils in Reihe zu schaltenden Teilstäbe derart gruppieren kann, daß ihre.resultierenden Spannungsvektoren sich nur in der Größe oder nur in der Phase unterscheiden. Die Wicklungszone und damit auch die Ankerfelderregerkürve läßt sich bei gerader Anzahl der je Phase in Reihe zu schaltenden Halbstäbe symmetrisch ausführen. Wie aus der Fig.2 ferner ersichtlich, ergibt sich bei dieser Unterbringung der Teilstäbe innerhalb der Wicklungszone zwanglos, daß der Anfang und das Ende der gesamten Phasenwicklung .durch Vollstäbe gebildet wird. Die Generatorklemmen werden also unmittelbar mit Vollstäben verbunden, so daß eine Beeinflussung des Generatorschutzes durch Ausgleichsströme der Teilstäbe nicht eintritt. Gegenüber den bisher vorgeschlagenen Wechselstromwicklungen mit Reihen- parallelschaltung ergibt sich ferner der Vorteil, daß zusätzliche Ringleitungen zur Verbindung der Teilstäbe vermieden werden können, :da eben die Teilstabwicklung in der Mitte der Zone angeordnet ist, wodurch längere Verbindungen für die Parallelschaltung der Teilstabwicklungen und für die Reihenschaltung mit den Vollstabwicklungsteilen in Fortfall kommen. Derartige Ringleitungen erfordern aber Raum= und Werkstoffaufwand, und es entstehen dadurch auch noch zusätzliche Verluste. Als weiterer Vorteil der Unterbringung der Teilstäbe in der Mitte der Wicklungszone ergibt sich, daß die wirksame Sehnung, weil an den Außenrändern der Zone Vollstäbe liegen, kleiner ist als die Schrittsehnung. Sie kann daher besser dem optimalen Wert o,82 angenähert werden. Die geschilderte Anordnung der Halbstäbe in der Mitte der Zone ergibt ferner noch den Vorteil, daß die den größten Kurzschlu-ßkräften im Wickelkopf unterworfenen Stäbe nicht Halbstäbe sind, sondern Vollstäbe; die eine größere Eigensteifigkeit besitzen und dementsprechend die Kurz.schlußkräfte aufnehmen 'können. Die mathematischen. Untersuchungen zeigen; daß bei :der Wicklungsanordnung der Fig. i die größten Kurzschlußkräfte an den Vollstäben 17 und 2o auftreten. Es sind dies diejenigen Stäbe, die am Rand der Oberschichtzone (Vollstäbe 13, 14, Halbstäbe i bis 6, Vollstäbe 15, 16, 17) und ,am Rande der Unterschichtzone (Vollstabs 2o, 19; 18, Halbstäbe 7 bis 12, Vollstäbe 2z, 22) liegen, und zwar an denjenigen Rändern, die .dem Teil der Zone angehören, der sich mit der anderen Zone überlappt. Fig. 3 der Zeichnung zeigt das Wicklungsschema einer dreiphasigen zweipoligen Zweischichtwicklung, die sowohl bezüglich der Nutzahl als auch bezüglich der parallelen Zweige von dem Schema der Fig. i abweicht. Man kann unter sonst gleichen Verhältnissen mit der Wicklung der Fig.3 eine wesentlich höhere Spannung erzielen, und zwar im Verhältnis r3:8. Die Darstellungsart ist dieselbe wie in Fig. i. Die gesamte Nutenzahl beträgt 54. Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, sind innerhalb einer Phase die stark ausgezogenen Vollstäbe mit den aus zwei Parallelzweigen bestehenden Halbstäben in Reihe geschaltet, wobei am Anfang der Phase Vollstäbe liegen. Hierauf erfolgt in der Reihenschaltung eine Parallelschaltung von Halbstäben, dann wiederum Vollstäbe, hierauf eine Parallelschaltung von Halbstäben und- schließlich am Ende der Phase wiederum Vollstäbe. Je Phase sind 26 Leiter in Reihe geschaltet, von denen 18 Leiter Vollstäbe sind und 8 Leiter Halbstäbe. Da für die Halbstäbe zwei parallel geschaltete Zweige vorhanden sind, so ergeben sich für eine Phase insgesamt 18 Vollstäbe und r6 Halbstäbe, die in 18 Nuten untergebracht sind, wobei von diesen 18 Nuten 16 mit einem Voll- und. einem Halbstab und zwei Nuten (in der Zeichnung die Nuten 30 und 3) mit je einem der Vollstäbe besetzt sind. Diese beiden Nuten sind also nur zu 2/a gefüllt. Die Halbstäbe sind wiederum innerhalb der Wicklungszone einer Phase derart verteilt, daß an der Wictelungszone der Oberschicht die verschiedenen Nuten angehörigen Halbstäbe i, 2, 3 und 4 in der Mitte der Wicklungszone liegen, während am linken Rand dieser Zone die Vollstäbe 9 und 1o und am rechten Rand die Vollstäbe 11, 12 Und 13 liegen. Ähnlich befinden sich für die Wicklungszone der Unterschicht .dieser Phase die Halbstäbe 14, 15, 16 und 17 in der Mitte der Zone, während am linken Rand die Vollstäbe 18 und 19 und am rechten Rand die Vollstäbe 2o und 21 liegen. Im Wickelkopf sind in der Oberschicht die Halbstäbe i und 2 und die Halbstäbe 3 und 4 zu je einem aus zwei Halbstäben bestehenden Bündel zusammengefaßt, in derUnterschicht die Halbstäbe 14 und 15 Und die Halbstäbe 16 und 17. Die Ausgleichsspannung zwischen den parallel geschalteten Halbstabzweigen beträgt für die Spannung mit Grundfrequenz 0,407% der in den Halbstabzweigen erzeugten Nutzspannung. Die wirksame Sehnung für die Wicklung der Fig:3 beträgt o;822, die Schrittsehnüng 2327'= o,852:It can also be seen from FIG. I that within the winding zone of a phase the half-bars are arranged in adjacent slots in the center of the zone and, as far as possible, symmetrically within the zone. This can be seen from the fact that on both sides of the half-rods i to 6 arranged in the upper layer, the. Solid bars 13 and 14 are arranged on the left side and the solid bars 15, 16 and 17 on the right side. Likewise, on both sides of the half bars 7 to 12 arranged next to one another in the lower layer, the full bars 18, 19 and 20 are arranged on the left and the full bars 21 and 22 on the right. This accommodation of the partial rods in the middle of the entire winding zone of a phase has significant advantages. The equalizing voltage between the asymmetrical partial rod branches can then be kept very small, especially because the partial rods to be connected in series can be grouped in such a way that their resulting voltage vectors differ only in size or only in phase. The winding zone and thus also the armature field exciter curve can be designed symmetrically with an even number of half-bars to be connected in series for each phase. As can also be seen from FIG. 2, when the partial bars are accommodated within the winding zone, the result is that the beginning and the end of the entire phase winding are formed by solid bars. The generator terminals are thus connected directly to full bars, so that the generator protection is not influenced by compensating currents of the partial bars. Compared to the previously proposed AC windings with series Parallel connection also has the advantage that additional ring lines for connecting the partial rods can be avoided: because the partial rod winding is arranged in the middle of the zone, which means longer connections for the parallel connection of the partial rod windings and for the series connection with the full rod winding parts are no longer necessary. Such ring lines, however, require space and material expenditure, and this also results in additional losses. Another advantage of accommodating the partial rods in the middle of the winding zone is that the effective tendon, because solid rods are located on the outer edges of the zone, is smaller than the crotch tendon. It can therefore be more closely approximated to the optimal value 0.82. The described arrangement of the half-rods in the middle of the zone also has the advantage that the rods subject to the greatest short-circuit forces in the winding head are not half-rods, but solid rods; which have a greater inherent rigidity and can accordingly absorb the short-circuit forces. The math. Researches show; that with: the winding arrangement of FIG. i the greatest short-circuit forces occur on the solid rods 17 and 2o. These are those rods that are at the edge of the upper layer zone (full rods 13, 14, half rods i to 6, solid rods 15, 16, 17) and, at the edge of the lower layer zone (full rods 2o, 19; 18, half rods 7 to 12, solid rods 2z , 22) are located on those edges that belong to the part of the zone that overlaps with the other zone. FIG. 3 of the drawing shows the winding scheme of a three-phase two-pole two-layer winding which differs from the scheme of FIG. 1 both in terms of the number of slots and in terms of the parallel branches. Under otherwise the same conditions, a significantly higher voltage can be achieved with the winding of FIG. 3, namely in the ratio r3: 8. The type of representation is the same as in Fig. I. The total number of slots is 54. As can be seen from FIG. 4, within a phase the strongly drawn out solid rods are connected in series with the half rods consisting of two parallel branches, with solid rods at the beginning of the phase. This is followed by a parallel connection of half bars in the series connection, then again full bars, then a parallel connection of half bars and finally, at the end of the phase, again full bars. 26 conductors are connected in series for each phase, of which 18 conductors are solid rods and 8 conductors are half rods. Since there are two parallel-connected branches for the half-rods, a total of 18 full rods and r6 half-rods are obtained for one phase, which are accommodated in 18 grooves, of which 18 grooves 16 with a full and. a half rod and two grooves (in the drawing the grooves 30 and 3) are each occupied by one of the solid rods. These two grooves are only filled to 2 / a. The half-bars are in turn distributed within the winding zone of a phase in such a way that the half-bars i, 2, 3 and 4 belonging to the different grooves are located in the middle of the winding zone at the winding zone of the top layer, while the solid bars 9 and 1o and on the left edge of this zone the solid bars 11, 12 and 13 are on the right edge. Similarly, for the winding zone of the lower layer .dieser phase, the half bars 14, 15, 16 and 17 are in the middle of the zone, while the full bars 18 and 19 are on the left edge and the full bars 2o and 21 are on the right edge. In the winding head the half-rods i and 2 and the half-rods 3 and 4 are combined into a bundle each consisting of two half-rods, in the lower layer the half-rods 14 and 15 and the half-rods 16 and 17. The equalizing tension between the half-rod branches connected in parallel is for the voltage with a fundamental frequency of 0.407% of the useful voltage generated in the half-branches. The effective tendon for the winding of Fig: 3 is o; 822, the crotch tendon 2327 '= o, 852:

Claims

PATENT CLAIMS: i. AC winding, especially bar winding, for electrical machines in which winding groups are connected in series for each phase are those from the number of winding branches that are different from one another and connected in parallel exist, whereby the cross-sections of the less loaded winding parts are smaller are than the cross-sections of the more heavily loaded winding parts and where the winding designed as a two-layer winding is indicated by a such distribution of the winding parts with a weak cross-section (partial bars) and the winding parts with a thicker cross-section (solid bars) within the winding zone a phase that on the upper layer (and correspondingly on the lower layer) several Partial rods are housed in successive grooves and that different from these Grooves belonging to the rods several adjacent in the winding head combined into bundles whose cross-section corresponds to the cross-section of the solid bars in the end winding.

2. Arrangement according to claim i, in which the partial rods the full width of the solid rods, however, have a correspondingly reduced height. characterized in that several rods in the winding head are combined to form a bundle lying one on top of the other are, so that this bundle has approximately the same height as a solid rod.

3. Arrangement according to claim i, in which the partial rods have the same height as a solid rod, however have a correspondingly reduced width, characterized in that In the winding head several rods lying next to one another are combined to form a bundle are, so that this bundle has approximately the same width as a solid bar. q ..

Arrangement according to claim i, characterized in that the winding head closes belong to a bundle of combined partial rods of the same phase.

5. Arrangement according to claim i, characterized in that a phase within the winding zone the alternating current winding, the partial rods in the middle of the zone and appropriately symmetrical are arranged within the zone.

6. Arrangement according to claim i, characterized in that that for each pole pair and phase two full rod branches connected in parallel are connected in series are with four half-branches connected in parallel (Fig. 2).

7. Arrangement according to claim 5, characterized in that to reduce the compensation voltages between . the winding branches connected in parallel and consisting of partial rods each are grouped in series in such a way that you can see the resulting Voltage vectors of the winding branches connected in parallel only in size or differ only in phase. B. Arrangement according to claim 5, characterized in that that the partial rods are arranged within the zone in such a way that for connection the full rod branches with the partial rod branches do not require any additional ring connections are. G. Arrangement according to Claim 5, characterized in that within the overall circuit a winding phase at the beginning and at the end of the phase are full bars, so that the Clamps are connected directly to solid bars. ok Arrangement according to claim 5, characterized characterized in that the partial bars are arranged in the winding zone such that the bars subject to the greatest short-circuit forces in the end winding are solid bars.