Stabwicklung für Wechselstrommaschinen mit konzentrischen Spulen W echselstrommaschinen grosser Leistung werden im allgemeinen mit Stabwicklungen ausgeführt. Am gebräuchlichsten sind dabei Wicklungen mit Spulen gleicher Weite, die als Einschichtwicklung oder als Zweischichtwicklung ausgeführt sein können. Nur in besonderen Fällen, und zwar hauptsächlich bei Ein phasengeneratoren, werden diese Wicklungen mit konzentrischen Spulen, also mit Spulen ungleicher Weite ausgeführt.
Mit Rücksicht auf eine möglichst geringe Wider standserhöhung durch Stromverdrängung, werden die Wicklungsstäbe in bekannter Weise als Kunststäbe ausgebildet, von denen die bekannteste Ausführung der Roebelstab ist. Dabei wird durch eine geeignete Verdrillung der in zwei Schichten angeordneten Teil leiter eine gleichmässige Stromverteilung über den gesamten Stabquerschnitt erreicht. Im allgemeinen werden solche Wicklungen mit einem Stab pro Nut ausgeführt.
Bei sehr grossen Stromstärken und ent sprechenden Nuttiefen ist es aus fertigungstechni schen Gründen aber notwendig, den Stab in zwei elektrisch parallel geschaltete radial übereinander liegende Stäbe aufzuteilen, die zweckmässig durch eine Zwischenlage voneinander getrennt sind, in der z. B. Widerstandsthermometer angeordnet sein kön nen.
Um bei solcher Unterteilung der Stäbe nicht nur eine gleichmässige Stromverteilung innerhalb der Stäbe zu erreichen, sondern auch den Strom gleich mässig auf die parallelen Wicklungszweige, in denen die Stäbe liegen, zu erreichen, ist es -erforderlich, die oben und unten in den Nuten liegenden Stäbe so auf die parallelen Wicklungszweige zu verteilen, dass die Summe ihrer Streureaktanzen jeweils gleich ist.
Bei den sonst üblichen Zweischichtwicklungen mit Spulen gleicher Weite ist diese Forderung immer erfüllt, da in den Stirnverbindungen an jeder Ver- kröpfungsstelle automatisch ein Lagenwechsel zwi schen Ober- und Unterschicht erfolgt.
Sind bei einer Wicklung der in Rede stehenden Art die konzentrischen Spulen von zwei (oder einem Mehrfachen von zwei) Polen in Reihe geschaltet, so lässt sich dieses Ziel in einfacher Weise erreichen, indem die in der einen Polspule oben in den Nuten liegenden Stäbe mit den in der anderen Polspule unten liegenden Stäben in Reihe verbunden werden und umgekehrt. Eine solche Möglichkeit besteht aber nicht, wenn z. B. bei einer zweipoligen Maschine die Spulen der beiden Pole parallel zu schalten sind, so dass die ganze Wicklung 4 parallele Zweige enthält.
Um insbesondere in solchen Fällen bei konzentri schen Spulenwicklungen für Wechselstrommaschinen, bei denen in den Nuten zwei in parallel geschalteten Zweigen eines Wicklungsstranges liegende Stäbe radial übereinander angeordnet sind, gleiche Im pedanz der parallel geschalteten Zweige zu erzielen, werden nach der Erfindung in den Stirnverbindungen zwischen den Stäben Kreuzungen vorgesehen, in welchen je ein oben und ein unten in einer Nut liegender Stab miteinander verbunden sind.
Sollen nur die Nutstreureaktanzen der parallelen Zweige der Wicklung ausgeglichen werden, so genügt es im allgemeinen, eine Kreuzung in der mittleren Windung jeder Polspule vorzusehen. Wenn aber auch die Impedanzen der Stirnverbindungen berück sichtigt werden sollen, so sind mehrere Kreuzungen je Polspule erforderlich. Vorzugsweise wird in jeder Windung eine Kreuzung der Stirnverbindungen vor gesehen.
Um eine Vergrösserung des für die Stirnverbin dungen erforderlichen Raumes durch die Anordnung der Kreuzungen zu vermeiden, kann nach einer Weiterentwicklung der Erfindung bei der Verwen dung von Stäben in der Art eines Roebelstabes ein Aufbau der Kreuzungen vorgesehen werden, bei dem die Teilleiter einer Schicht jedes Stabes in solchen Abständen und in einem solchen stumpfen Winkel in Richtung auf den anderen Stab um ihre Breitseite abgebogen sind, dass zwischen ihnen Zwischenräume entstehen, in welche die in gleicher Weise abgeboge nen Teilleiter der anderen Schicht mit Hilfe von Kröpfungen eingeschoben sind,
so dass sämtliche Teilleiter eines jeden Stabes an der Stelle der Lagen vertauschung in einer radialen Schicht flach über einander liegen und die in gleicher Weise überein ander liegenden Teilleiter des anderen Stabes kreuzen.
In der Fig. 1 wird beispielsweise eine Stirnver bindung einer solchen Wicklungsanordnung, an der zur besseren Demonstrierung die Isolation teilweise entfernt ist, in Ansicht dargestellt. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht in axialer Richtung der Wicklungsanord nung.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemässen Anordnung. Der Doppelstab besteht aus zwei parallel geschalteten, übereinander angeordneten Stäben<I>a</I> und<I>b.</I> Um eine anschauliche Darstellung zu erhalten, sind die Stäbe im Beispiel aus nur zwölf Einzelleitern zusammengesetzt, die in Form eines Roebelstabes verdrillt sind. In dem Stab a sind jeweils sechs Leiter 11-16 zu einer Leiterschicht 1 und 6, Leiter 21-16 zu einer Leiterschicht 2 zusam mengefasst angeordnet, wobei die beiden Schichten 1 und 2 parallel nebeneinander liegen.
Die Über führung der Leiter des Stabes a aus der oberen Ebene in die untere Ebene und des Stabes b in umgekehrter Weise von der unteren Ebene in die obere Ebene ist folgendermassen ausgeführt: Der Leiter 11 ist zunächst gerade weitergeführt, während der Leiter 21 nach unten und nach links hin so abgekröpft ist, dass er unter den Leiter 11 zu liegen kommt. Ebenso ist etwas weiter links der Leiter 22 unter den Leiter 12 geführt usw. Wie aus der Ansicht der Fig. 1 gut ersichtlich ist, sind die beiden Teilleiter 11 und 21 nach unten abgebogen. Links von dieser Abbiegestelle sind die dort bereits ebenfalls untereinander angeordneten Leiter 12 und 22 nach unten abgebogen usw.
Die dadurch in einer Schicht untereinander liegenden Leiter 11, 21, 12, 22 usw. werden bis in die untere Ebene herabgeführt, dort wieder durch entsprechende Biegungen und Kröpfungen in zwei Schichten nebeneinander an geordnet, so dass die Leiter 21, 11 und in der näch sten Lage die Leiter 22, 12 usw. bis 26, 16 neben einander zu liegen kommen. Auf dem überführungs- stück von der oberen Ebene nach der unteren Ebene besitzt der Stab a also nur die Breite eines Teilleiters, der in der Darstellung der Zeichnung hinten an geordnet ist.
Es ist daher möglich, den Stab b spiegel bildlich zu dem Stab a auf eine Teilleiterbreite zusammenzufassen, so dass also unter dem Leiter 31 die Leiter 4.1, 3.2, 4.2 usw. bis 3.5, 4.5, 3.6, 4.6 zu liegen kommen. Dieser auf eine Leiterbreite gebrachte Stab wird analog zu der Anordnung beim Stab a nach oben gebogen und im Beispiel vor dem Stab<I>a</I> vorbeigeführt. Der Stab<I>b</I> wird in der oberen Ebene wieder so aufgelöst, dass in der ersten Lage nebeneinander die Leiter 3.1 und 4.1, in der nächsten Lage 3.2, 4.2 usw. bis 3.6 und 4.6 in der letzten Lage zu liegen kommen. Durch die schräge Lage der Leiter auf dem Überführungsstück erhöht sich selbst verständlich die Gesamthöhe des Stabes.
Der Ab biegewinkel kann jedoch so gewählt werden, dass die Erhöhung jedes Stabes nicht grösser wird, als der ohnehin erforderliche vertikale Abstand zwischen den beiden Stäben.
Bei einer solchen Anordnung ist es also möglich, die Vertauschung der beiden Stäbe <I>a</I> und<I>b</I> vor zunehmen, ohne dass die Höhe und die Breite der beiden Stäbe insgesamt vergrössert werden muss. Sind nicht nur die Leiter in den Nuten, sondern auch in den Stirnverbindungen nach Art eines Roebel- stabes, d. h. innerhalb jeder Stirnveibindung um 360 verdrillt, so werden die Kreuzungsstellen zweck mässig so angeordnet, dass beiderseits der Kreuzungs stelle je eine Verdrillung der Teilleiter um 180 vor handen ist.
Die Erfindung ist an die beschriebene und im Beispiel gezeigte Ausführung nicht gebunden. So kann die übereinanderordnung der Teilleiter des oberen Stabes ebenso gut auf der rechten und die der anderen auf der linken Seite erfolgen. Ebenso ist es möglich, die Leiterschichten nach der über führung in die andere Ebene in ihrer alten Gruppie rung anzuordnen, also keine Vertauschung ihrer Schichten in tangentialer Richtung vorzunehmen. Auch besteht die Möglichkeit, den ersten Teilleiter nach oben abzukröpfen und auf den Parallelleiter aufzulegen. Hierbei tritt jedoch eine kurze Erhöhung der Gesamthöhe um die Höhe eines Teilleiters ein.