CH423962A - Einlagige Rechteckspule aus Metallband, insbesondere für elektrische Synchronmaschinen - Google Patents

Description

      Einlagige        Rechteckspule    aus Metallband,     insbesondere     für     elektrische        Synchronmaschinen       Die     vorliegende        Erfindung        betrifft    eine     einlagige          Rechteckspule    aus Metallband, insbesondere für elek  trische Synchronmaschinen.  



       Einlagige    Spulen aus Kupferband     z.B.,    haben ge  genüber solchen, die in mehreren Lagen gewickelt  sind, den grossen Vorteil, dass sie die Verlustwärme  an der äusseren Oberfläche abführen, da bei dieser  Ausführung nur der Wärmewiderstand des Kupfers  selber überwunden werden muss, während bei Mehr  lagenwicklungen dem Wärmeabfluss dazu noch die  grösseren thermischen Widerstände der     Windungs-    und       Lagenisolationen    entgegenstehen. Die meisten Vor  schriften über die zulässigen Erwärmungen aus der  gemessenen Widerstandserhöhung billigen daher den       einlagigen    Wicklungen einen um 10  höheren Wert zu.

    Auch mechanisch sind     einlagige    Wicklungen,     z.B.    für  rotierende Pole,     vorteilhafter,    weil ihr Widerstands  moment gegenüber der     tangentialen        Ausbiegungsten-          denz    der achsparallelen Schenkel infolge der Zentri  fugalkräfte nicht, wie bei den     Mehrlagenwicklungen,     von der     Verklebungsgüte    der Lagen und der Haft  festigkeit der     Windungsisolation    abhängig ist.

   Ander  seits besteht bei Synchronmaschinen ein vordring  liches Interesse an     einer    möglichst grossen     Windungs-          zahl,    weil dadurch die Erregerspannung vergrössert  und der Erregerstrom verkleinert werden kann, was  sich auf den ganzen Erregerkreis günstig auswirkt.  Für die     Einlagenwicklung    ist diese Forderung schwie  riger zu erfüllen, weil sie für das     Windungskupfer    auf  dünne, bandförmige Profile führt, welche auf der  Breitseite jeweils um 90  gerollt werden müssen.  



  Bei     gegebener    Bandbreite, welche durch die Grösse  der Pollücke bestimmt wird, wird die Bandstärke  durch den     Rolliervorgang    auf ein Minimum     begrenzt,     das je nach Bandbreite und     Krümmungsradius    auf       etwas    unter ca. 1,5 mm begrenzt ist. Dabei sind Nach-    arbeiten an den innen     aufgestauchten        Krümmungs-          stellen    unvermeidlich, wenn eine optimale Messhaltig  keit der Schichthöhe erreicht werden soll.  



  Die Herstellung derartiger Spulen wird weiterhin  kompliziert, wenn     einzelne        Kühlwindungen,    welche  über     die    normalen Windungen seitlich vorstehen, an  zuordnen sind, um die Abkühlung der Spulen zu ver  bessern. Werden diese vorstehenden Kühlwindungen  aus dem gleichen Profil gebildet, indem sie um einen  entsprechend     grössern        Dorn    gerollt werden, so erge  ben sich zusätzliche Werkzeugkosten. Werden sie da  gegen aus entsprechend breiteren Bändern gebildet,  so sind sie in der vorgegebenen Zahl in den Verband  der Normalwindungen einzuschweissen oder zu löten  und sorgfältig zu verputzen.  



       Erfindungsgemäss    ist die     Rechteckspule,    durch  welche die genannten Nachteile vermieden werden  sollen, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus Rechteck  bandteilen zusammengesetzt ist.  



       Ausführungsbeispiele    des Erfindungsgegenstandes  werden     anschliessend    anhand von Figuren erläutert.  Es zeigt:       Fig.    1 Bandteile vor deren Verlöten zu einer     ein-          lagigen        Rechteckspulenwindung,          Fig.    2 eine fertige     Rechteckspule    mit     Anschlüssen,          Fig.    3 ein Eckteil einer Lage einer     Rechteckspule,     unmittelbar vor dem Lötprozess,

         Fig.    4 eine Darstellung analog     Fig.    3 mit anders  geformten     Lötstreifen,          Fig.    5 an den Enden unter 45  geschnittene Band  teile zur Herstellung von Stossfugen der Rechteck  spule,       Fig.    6 und 7 Ausschnitte aus     Eckbereichen    von  Bandteilen, unmittelbar vor deren     Zusammenl_ötung,          Fig.   <B>8</B> eine schematische Darstellung einer Teilan-      sieht eines     Polschuhs    mit     einlagiger        Rechteckspule,     teilweise im Schnitt,

         Fig.    9 eine Darstellung analog     derjenigen    gemäss       Fig.    8, mit aufgebogenen,. seitlich von der Spule ab  stehenden Kühlrändern,       Fig.    10 einen Ausschnitt aus dem Eckbereich einer       einlagigen        Rechteckspule,    mit     aussen    abgeschnittener  Ecke.  



  Eine     einlagige        Rechteckspule,    wie diese     insbeson-          dere    in     Synchronmaschinen    verwendet wird und dort  um einen     Polkern    gewunden bzw.

   aufgeschichtet und  durch den Polschuh gehalten wird, ist in     Fig.    2 er  sichtlich, während die     eine        Spulenwindung    aufbauen  den     Einzelteile    aus     Fig.    1     hervorgehen.    Zwei Bänder  1 und 3 der     längern        Windungsseite        sind    derart über  einander verschoben, dass sich vorstehende Rand  teilenden 5 und 7 ergeben.  



  Analog werden zwei Bänder 9 und 11 der kurzen       Windungsseite    mit den Bandteilenden 13 und 15  zurecht gelegt. Die länger dimensionierten und an  einem Ende nicht abgesetzten     Streifen    17 und 19 bil  den die     Anschlussstellen    der Spule, wie dies in     Fig.    2  ersichtlich ist.

   Die     Rechteckspule    ist     einteilig,        indem     in     anschliessend        erläuterter    Weise die     einzelnen    Band  teile     miteinander    verbunden werden und man     ab-          schliessend    die     einzelnen    Windungen durch eine     Iso-          lationszwischenlage,        beispielsweise    ein     Isolierpapier     21, voneinander elektrisch trennt.

   Auf diese Weise  entsteht eine     einlagige        Rechteckspule    23.  



  Die Herstellung     einer    derartigen. Spule geht wie  folgt vor sich:  Wie in     Fig.    1     ersichtlich,    werden die entsprechen  den     Bänder    1 und 3 bzw. 9 und 11 usw. derart über  einander gelegt, dass die Bandteile 5 und 7 bzw. 13 und  1.5 usw. vorstehen.

   Nun werden unter     Zwischenlegung     einer Lötfolie 25 die     Endteile,        z.B.    5 und 15,     aufein-          ander    gelegt, gepresst und erhitzt, so dass sich diese  beiden     Endteile    verbinden, wobei     ein    Teil des     Lotes     auch in den Grenzbereich der beiden überlappten  Bandteile 1 und 3 bzw. 9 und 11     fliesst    und damit  auch die     Stossfugen    ausfüllt.  



  Zum Erhitzen werden die Endteile zwischen zwei  planparallele Kohleelektroden gelegt, gleichzeitig     ge-          presst    und durch Stromdurchgang erhitzt.  



  Während     in        Fig.    3 die     Lötfolie        dreieckartige    Form       aufweist,        finden    in     Fig.    4 zwei Lötstreifen 27 und 29  Verwendung, was eine entsprechende     Lötmaterialein-          sparung    mit sich bringt.  



  Anstelle der rechteckigen oder quadratischen über  lappung     gemäss    den     Fig.    1 - 4 ist     es    möglich, die Ecken  der aufeinander liegenden Bandteile unter 45  zu  schneiden     (Fig.    5 - 10). Es werden nach dem Be  schneiden, wie     Fig.    5 zeigt, die Bandteile mit den  Bandenden 31 und 32     gegeneinander    verschoben, so  dass sich ein     Überlappteil    33     bildet.    Ein analoger       Überlappteil    37 entsteht bei den Bandenden 35 und 36.

    Durch     Zwischenlegen    eines Lötstreifens 39     zwischen     die     überlappteile    33 und 37 und     Zusammenschieben     der Bandenden 31, 32, 35 und 36 bis zum     Zusammen-          stoss    der unter 45  geschrägten Stösse und durch         anschliessendes    Pressen und Erhitzen entsteht eine       Eckverbindung    durch Löten der     entsprechenden    Bän  der.

   Bei der Ausführung     gemäss        Fig.    6 ergeben sich  an der äussern Kante herausragende     Spitzen,    während  an der innern Kante die     überlappteile    33 und 37 in       Dreieckflächen    nicht aufeinander liegen.  



  Um insbesondere diese innenliegenden Dreieck  flächen zu vermeiden, ist in     Fig.    7 eine andere     Zu-          schnittmöglichkeit    gezeigt, in welcher     jeweils    das eine  Band     eines    Bandteiles in einem kurzen Gradschnitt  41, dem sich ein     45 -Schrägschnitt    43     anschliesst,    ge  schnitten wird. Auf diese Weise entsteht eine korrekte,  innere     90 -Ecke,    während aussen die beiden     kleinen     Spitzen 45 und 47 sowie der entsprechende Teil der       .Lötfolie    44 weggeschnitten werden.  



  In     Fig.    8 ist     ein    Teil eines Polschuhs 50     darge-          stellt,    um welchen eine     einlagige        Rechteckspule,    ana  log der Spule 23, gewickelt     ist.    Bei dieser Ausführung  sind von Zeit zu Zeit breitere     Bandteile    angeordnet,  so dass sich     Kühlwindungen    52 ergeben, welche aus  sen von der     Spulenkontur    abstehen.  



  Es ist, wie dies     Fig.    9 veranschaulicht, möglich,  diese Kühlstreifen an den Rändern     aufzubiegen,    wo  durch sich gespreizte Kühlränder 54 und 56 ergeben.  



  Dank dem beschriebenen Verfahren zur Herstel  lung solcher     einlagiger        Rechteckspulen    ist     es    ein  leichtes, durch     Einlöten    breiterer Bandteile zwischen  die     Normalbandteile,    ohne     zusätzlichen    Arbeitsauf  wand oder irgendwelchen Materialverlust, derartige  besser gekühlte Spulen herzustellen.  



       In        Fig.    10 ist ein Ausschnitt aus     einer    Stossfuge  von Bandteilen dargestellt, wobei die äussere Ecke  58 der Spule weggeschnitten     ist,    was einen vorteil  haften,     trichterförmigen    Einlauf des Kühlmittels  zwischen     nebeneinanderliegenden    Spulen bzw. Polen  ergibt.  



  Es ist auch möglich, derartige     einlagige    Rechteck  spulen aus dickeren Bändern herzustellen und diese,       z.B.        unter    Schutzgas stumpf zu schweissen. So kön  nen für grosse Pole     Rechteckspulen    durch     Ver-          schweissung    der Stossfugen von unter 90  geschnitte  nen     Hartkupferbändern    gewonnen werden.  



  Das beschriebene     Herstellungsverfahren    erlaubt  mit einfachen Einrichtungen rechteckige Flachwin  dungen beliebiger Bandbreite von so geringer Dicke  herzustellen, wie dies der     Füllfaktor,    der wirtschaftlich  überhaupt noch     zulässig        erscheint,    ermöglicht.  



  Das     Abstanzen    der Ecken, wie dies     Fig.    10 zeigt,  bringt weiterhin den Vorteil der Gewichtsersparnis       mit    sich.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Einlagige Rechteckspule aus Metallband, insbe sondere für elektrische Synchronmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass diese Spule aus Rechteckband- teilen (1, 3, 9, 11) zusammengesetzt ist. UNTERANSPRÜCHE 1. Rechteckspule nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandteile durch Stumpf- schweissung miteinander verbunden sind.

   2. Rechteckspule nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bandteil zwei, z.B. gleich lange, aufeinanderliegende Bänder (1, 3 bzw. 9, 11) weist, welche gegeneinander derart verschoben sind, dass auf jedem Bandende ein Teil (5 bzw. 7 bzw. 13 bzw. 15) des einen Bandes über das andere vorsteht und dass die vorstehenden Teile (5, 7, 13, 15) der Bänder übereinandergelegt und das Ganze zu einer einlagigen Rechteckspule verlötet ist.

   3. Rechteckspule nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandteile an ihren Enden in einen Winkel von 45 geschnitten sind (Fig. 5). 4. Rechteckspule nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandenden auf der innen- liegenden Seite einen Einschnitt (41) senkrecht zur Bandlängskante aufweisen, welcher in einen 45 - Schnitt (43) übergeht, um in den inneren Ecken freie Zonen zu umgehen (Fig. 7).

   5. Rechteckspule nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne Bandteile breiter aus gebildet sind und über den Spulenrand in Form von Kühlrippen (52) vorstehen (Fig. 8). 6. Rechteck-spule nach Patentanspruch und Unter anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vor stehenden Bandteile (54, 56) gespreizt sind (Fig. 9).