Anordnung zur Verringerung der Stromverdrängung von in Nuten gebetteten Leitern elektrischer Maschinen, bei denen die die ganze Nut ausfüllenden Leiter ihrer Höhe nach in mehrere voneinander isolierte Teilleiter zerlegt sind.
Bei grossen Wechselstrommaschinen, bei denen starke Ströme durch in tiefen Nuten liegende Nutenleiter von grossen Abmessun gen geführt werden, treten durch die Wir kung des vom Strome selbst erzeugten Nu tenquerfeldes leicht starke Wirbelströme in den Nutenleitern auf, die ein Abdrängen des Stromes nach dein Rande der Nut hin be wirken und zu grossen zusätzlichen Ver lusten Anlass geben können. Es ist bekannt, dass man diese Wirbelströme durch Unter teilung und Verschränkunig der Leiter ver ringern kann.
So hat man beispielsweise einen stromführenden Leiter, der die ganze Nut ausfüllt, in mehrere Teilleifer zcrle",t, die gegeneinander schwach isoliert sind, so dass keine Wirbelströme auftreten können, und hat die Leiter zweier Nuten derart -,e- geneinander verschränkt, dass sich die Rei henfolge der Leiter umkehrte.
Eine derartige Anordnung reicht jedoch nieht aus, die Wirbelströme völlig zu unter- drücken. Dies kann erst dadurch erreicht werden, dass jeder Teilleiter in cler Nut jede der möglichen Lagen annimmt, so dass kei ner cler Teilleiter ausgezeichnetere Lagen vor den andern voraus hat. Dies hat man dadurch erreicht, dass man die Teilleiter in den Nuten miteinander verseilte.
Ein anderer Weg besteht darin, dass man ],ei mehr als drei pai=allel geschalteten Teil leitern je zwei oder drei Leiter unter sich lind die Bieraus -childeteli Leitergruppen verschränkte. Schliesslich hat.
man auch eine Anordnung, wonach jeder Stab sämtliche llölieiilag@en in der Nut einnimmt und in joder f-Vlicolage für einen Teil seiner Länge achsial geführt ist, dadurch erzielt, dass man die Leifer 2eriii#,-end oft.
innerhalb der Nut vcrschi-änkte oder indem man durch ver- sch.iedenartige -,\noi dnung, der Stirnver- bindundrei Leiter in die verschiedenen 1-li@aienla,en der Oberschicht. führte und dann durch eine Gabelverbindun; die Rei-
EMI0002.0001
lienf,-:'e <SEP> der <SEP> Leiter <SEP> in <SEP> der <SEP> Unterschicht <SEP> gegen
<tb> die <SEP> '.@berschü <SEP> l-@t <SEP> spiegelte.
<tb>
Die <SEP> letztbe-#-f#'lriebene <SEP> Anordnun- <SEP> führt
<tb> nun <SEP> zu <SEP> Nachteilen <SEP> in <SEP> der <SEP> Herstellung <SEP> in sofern, <SEP> als <SEP> die <SEP> Stirnbügel <SEP> verschiedenartig
<tb> atisg c_fiillrt <SEP> weiden <SEP> müssen, <SEP> während <SEP> Ver- sclri fi-illttingen <SEP> innerhalb <SEP> der <SEP> Nut <SEP> zu <SEP> schwie rigen <SEP> Herstellmigsverfahren <SEP> führen, <SEP> und
<tb> eine <SEP> Verseiluil; <SEP> schliesslich <SEP> mit <SEP> Rücksicht
<tb> auf <SEP> sie <SEP> sclirä_,# <SEP> Lage <SEP> der <SEP> Leiter <SEP> innerhalb
<tb> der <SEP> :fit <SEP> nur <SEP> eine <SEP> unvollkommene <SEP> elektrische
<tb> :@u#;I_@Titzung' <SEP> des <SEP> Leitermaterials <SEP> gestattet.
<tb>
1''vij_se <SEP> Nachleile <SEP> werden <SEP> nun <SEP> der <SEP> Erfin cltingemäss <SEP> ('_:@Iurch <SEP> vermieden, <SEP> dass <SEP> zur
<tb> Verringerung <SEP> der <SEP> Stromverdrängung <SEP> von <SEP> in
<tb> Nuten <SEP> gebettet,=ii <SEP> Leitern <SEP> Verschränkungen
<tb> der <SEP> L=eitei' <SEP> ledi_vlich <SEP> ausserhalb <SEP> der <SEP> mit. <SEP> und
<tb> z\val <SEP> irr <SEP> den <SEP> Siirnbündeln <SEP> vorgenomlnen
<tb> @.verch_n, <SEP> während <SEP> innerhalb <SEP> jeder <SEP> Ntit <SEP> die
<tb> Teilnehmer <SEP> stelz <SEP> unter <SEP> sich <SEP> parallel <SEP> 27efiiIii't
<tb> sind. <SEP> Die <SEP> Wi( 1-'iin;
', <SEP> deren <SEP> Leiter <SEP> die <SEP> ganze
<tb> Nut <SEP> ausfüllen. <SEP> l,cstelit <SEP> dabei <SEP> aus <SEP> in <SEP> Reibe <SEP> ge sclialteten <SEP> @t@-ei,en <SEP> von <SEP> einer <SEP> Zahl, <SEP> die <SEP> der
<tb> vier <SEP> i_ibereinan(lr_rIieg'enden <SEP> Teilleiter <SEP> oder
<tb> eineng <SEP> Vielfachen <SEP> derselben <SEP> gleich <SEP> ist <SEP> und
<tb> wobei <SEP> jeder <SEP> Z#T-ei.die <SEP> gleiche <SEP> Zahl <SEP> von
<tb> NulF=ii <SEP> enthält. <SEP> hei <SEP> dieser <SEP> Y <SEP> Anordnung <SEP> wer den <SEP> Stirnhürldel <SEP> erhalt(-il,
<tb> indem <SEP> in <SEP> den <SEP> anfeinanderfolg-enden <SEP> Nuten
<tb> eines <SEP> @Vichluns@zweiges <SEP> die <SEP> Teilleiterfolge
<tb> zylzlizcll <SEP> vertauscht <SEP> tviid.
<tb>
Die <SEP> Zeichritiri-' <SEP> zeigt <SEP> schematisch <SEP> meh rere <SEP> ='3usführuni.'@.heispiele <SEP> des <SEP> 1:r fin(lun,-s g'egellstancles.
<tb>
In <SEP> Fig. <SEP> 1 <SEP> ist <SEP> angenommen, <SEP> dass <SEP> sechs
<tb> Teill-iIer <SEP> 9., <SEP> 2 <SEP> ... <SEP> 6 <SEP> parallel <SEP> geccllaltet <SEP> sind
<tb> und. <SEP> einen <SEP> Cle>@iirltleiter <SEP> pro <SEP> Nut, <SEP> bilden. <SEP> Die
<tb> ganz( <SEP> Wickluiv: <SEP> wird <SEP> alsdann <SEP> in <SEP> sechs <SEP> in
<tb> .Serie <SEP> ges( II,iIF_te <SEP> Z#Tlei <SEP> 'e <SEP> geteilt, <SEP> die <SEP> eine
<tb> untei-inander <SEP> #Aeiche <SEP> Zahl <SEP> von <SEP> Nuten <SEP> (Illt halt <SEP> ,u. <SEP> Sie <SEP> si <SEP> l <SEP> 1(l. <SEP> in <SEP> Fig. <SEP> 7. <SEP> mit, <SEP> 1, <SEP> 11 <SEP> <B>...</B> <SEP> \'I
<tb> 1>ezci-hnet. <SEP> heii-_li <SEP> ILbergange <SEP> von <SEP> einem <SEP> auf
<tb> den <SEP> - <SEP> ndern <SEP> Z-:;
<SEP> eig' <SEP> findet <SEP> nunmehr <SEP> eine
<tb> zykli=-he <SEP> j'ei t,-aisclitiiin-- <SEP> der <SEP> Teilleitcrfolge
<tb> -aalt. <SEP> -i <SEP> dass <SEP> U-iler <SEP> 1, <SEP> der <SEP> im <SEP> Zweize <SEP> 1 <SEP> anl
<tb> Ntiif-i,11or-fe <SEP> in <SEP> Zweig <SEP> 1I <SEP> um <SEP> eine
<tb> I_cite@hreiie <SEP> na@@li <SEP> unter. <SEP> wandert <SEP> und <SEP> in
<tb> Zwei- <SEP> <B>111</B> <SEP> uni <SEP> z#.=:
<SEP> ei <SEP> Teilleiterbreiten <SEP> tts_f.,
EMI0002.0002
wIlnend <SEP> dei' <SEP> amut@nci-uir'@ <SEP> bufindliclie
<tb> Leiter, <SEP> z. <SEP> h. <SEP> 6 <SEP> in <SEP> Zwei;' <SEP> 1, <SEP> steis <SEP> in <SEP> clell <SEP> i#:utf@Il hopf <SEP> des <SEP> iiä,@hsten <SEP> Z@-ei\rs <SEP> geführt <SEP> wird.
<tb> Wie <SEP> nian <SEP> aus <SEP> Fig. <SEP> 1 <SEP> erkcnnt, <SEP> ist, <SEP> die <SEP> vorhin
<tb> Benannte <SEP> heclingung <SEP> alsdann <SEP> erfüllt. <SEP> Fig-.
<tb> zeih. <SEP> eine <SEP> solcb.e <SEP> Velsrhränkung <SEP> cler
<tb> Leiter <SEP> an <SEP> einer <SEP> beliel-ii#en <SEP> Sielle <SEP> vier <SEP> Stirn verl)irl(Itti)geil <SEP> ausg,efiiliit <SEP> werden <SEP> kann.
<tb>
Eine <SEP> andere <SEP> Anorchiun- <SEP> rmit <SEP> @-er(Irilltfn
<tb> Leitern <SEP> zeigt <SEP> Fig. <SEP> 3. <SEP> , <SEP> Hier <SEP> sind <SEP> die <SEP> sechs
<tb> Leifer <SEP> der <SEP> Nut <SEP> nicht <SEP> alle <SEP> untereinander <SEP> ge lagert, <SEP> sondern <SEP> es <SEP> sind. <SEP> zwei <SEP> nel)eiieinan(ler Ileg'e@i(le <SEP> S('lli(#liteli <SEP> zt? <SEP> i#> <SEP> #_bei <SEP> Leitern <SEP> gebil det. <SEP> niese <SEP> :rordntizi;' <SEP> hat <SEP> (len
<tb> die <SEP> Leiter <SEP> beine <SEP> L'ljel'#-anve <SEP> von <SEP> einem <SEP> auf
<tb> den <SEP> andern <SEP> Zwei;' <SEP> si^h <SEP> immer <SEP> nur <SEP> um <SEP> ein
<tb> geringes <SEP> riiumliclies <SEP> ':
\Iass <SEP> verschieben <SEP> ttnd
<tb> niemals <SEP> um <SEP> die <SEP> ganze <SEP> Nut,#nhöhe <SEP> zt-i <SEP> sprin gen <SEP> brauchen. <SEP> Die <SEP> in <SEP> allen <SEP> Figuren <SEP> dünn
<tb> ein <SEP> gezeichneten <SEP> T-,illiellzü,e <SEP> zeigen <SEP> clies <SEP> clent lich. <SEP> Während <SEP> in <SEP> Fig. <SEP> 1 <SEP> an <SEP> jeder <SEP> VerscIiriin kungsst.elle <SEP> ein <SEP> Leiter <SEP> einen <SEP> Sl-runy <SEP> über
<tb> alle <SEP> andern <SEP> macht, <SEP> verschieben <SEP> sich <SEP> in <SEP> Fig. <SEP> 9
<tb> sämtliche <SEP> Leiter <SEP> gleicllimiil'i## <SEP> :n <SEP> sich.
<tb>
Die <SEP> VerschränkunI-sstelle <SEP> beim <SEP> Cber.ariz
<tb> eines <SEP> Zweiges <SEP> in <SEP> den <SEP> nächsten <SEP> zeit <SEP> für <SEP> ein
<tb> ähnliches <SEP> Leiterbündel <SEP> rig. <SEP> 6. <SEP> Tsylässt <SEP> sich
<tb> aus <SEP> dieser <SEP> Fi'ur <SEP> ohne <SEP> weheres <SEP> erkennen.
<tb> dass <SEP> eine <SEP> solche <SEP> @"ei <SEP> @chränltuilm..telle <SEP> für
<tb> den <SEP> festen <SEP> konstruktiven <SEP> Aufbau <SEP> cler <SEP> Stirn verbindungen <SEP> grosse <SEP> Vorteile <SEP> bietet.
<tb>
hei <SEP> der <SEP> Anordnung' <SEP> gemäss <SEP> Fig. <SEP> 3 <SEP> war <SEP> (lei
<tb> Versclliebiin2sscllritt <SEP> der <SEP> zyklischen <SEP> Ver tauschun,' <SEP> gleich <SEP> i. <SEP> La<U>v</U> <SEP> der <SEP> Leiter <SEP> 1 <SEP> bei srliels\N-eise <SEP> in <SEP> der <SEP> Ntit <SEP> 1 <SEP> an <SEP> der- <SEP> ersten <SEP> Stelle.
<tb> so <SEP> lie--'t <SEP> er <SEP> in <SEP> (1e1' <SEP> -#ut <SEP> <B>11</B> <SEP> tiI1111iit@ll_@.= <SEP> (la<B>r</B> unter, <SEP> verscI-iiebt <SEP> sich <SEP> beim <SEP> L"bcrg@il@e <SEP> voil
<tb> der <SEP> mit <SEP> <B>111</B> <SEP> auf <SEP> IS.' <SEP> aus <SEP> (her <SEP> untersten <SEP> Laz,'e
<tb> links <SEP> nach <SEP> der <SEP> unter <SEP> #teii <SEP> Lage <SEP> i <SEP> echts <SEP> tisw.
<tb> Man <SEP> erhält <SEP> nun <SEP> eine <SEP> wesentliche <SEP> t'erein faC@UIlg <SEP> del' <SEP> .@ <SEP> 110r <SEP> (llllln,
<SEP> wenn <SEP> Iman <SEP> (INiI
<tb> @"erschiebtinc@.-s('hrit <SEP> i <SEP> der <SEP> zclzlischF@n <SEP> @"er'nau schuncler <SEP> Teilleitetlage <SEP> nick' <SEP> --leicli <SEP> t,
<tb> sondern <SEP> von <SEP> 1 <SEP> abweichend <SEP> \.,ählt. <SEP> Fig'. <SEP> i
<tb> zeigt <SEP> eine <SEP> Anordnung', <SEP> bei <SEP> der <SEP> der <SEP> Ver sc@iebttng's < ciu'it <SEP> 1,leich <SEP> 2 <SEP> etvühlt <SEP> ist, <SEP> indem
<tb> rnan <SEP> beispielsweise <SEP> jeden <SEP> Teilliter <SEP> aus <SEP> (ten
<tb> @"erdrillttng#stell@@n <SEP> an <SEP> den <SEP> Stirnvei'bül(lttil- g(211 um zwei Teilleiterbreiten verschiebt.
Fi,,. i lässt cline weiteres erkennen, dass otich bei dieser Anordnung jeder Teilleiter alle Lagen in der Nutenhöhe gleich oft ein nimmt.
Eine entsprechende Anordnung für 12 Teilleiter einer Nut, wobei je sechs Überein- anderliegen, zeigt die Fig. 5. Entsprechend den sechs übcreinanderliegenden Leitern sind hier sechs in Serie geschaltete Leiter zweige erforderlich. Fig. 6 zeigt die Verdril- Itin-sstelle der 12 Teilleiter nach zig. 5.
Die Zahl der Teilleiter, in welche man den Gesamtleiter der Nuten unterteilt, rich tet sich bei praktischen=\usführungen einer seits nach der noch vorhandenen Biegsam keit, die für die Herstellung der Wicklung erforderlich ist, anderseits nach der Kupfer höhe, die in Anbetracht der Abmessungen der Nuteri noch ohne zti grosse Wirbelstrom verluste angewandt werden darf.
Bei An wendung vor- Kupferseilen ist. meist der er stem Gesichtspunkt, bei Anwendung von Massivkupfer meist der zweite ausschlag gebend. Bei sehr tiefen Nuten grosser NVech- selstrommaschinen kann man leicht. auf die Notwendigkeit von 30 massiven Teilleitern übereinander geführt werden. Schliesslich muss die Anzahl der Teilleiter gleich der Zahl von gleichartiger- Zweigen gewäi,lt werden - oder einem Bruchteil davon -- in die man jeden Wicklungszug aufspalten kann.
Die Höchstzahl dieser Zweige ist durch die Zahl der in Reihe geschalteten Nuten gegeben. Da die Nutenzahl grösserer Maschinen meist sehr erheblich ist., so er kennt man, dass mit den hier geschilderten Anordungen starke Unterteilungen bei voll kommener Verdrillung der Leiter ermö- licht werden. Meist wird es genügen, die Wicklungen in eine geringe Zahl von Zwei gen, etwa 3, 4, 5 oder 6, aufzuteilen, da inan dadurch meist schon genügend geringe Teilleiterdimensionen erhält. Jeder Zweig enthält alsdann eine Reihe von Nuten hin tereinander geschaltet.
Eine andere zweckmässige Art der Ver schiebung bei der zyklischen Vertatiscliting der Teilleitei@lageri zeigt Fig. i, die darin in Frage kommt, tvenn clie Zahl der überein- anclerliegenden Teilleiter ungerade ist.
In diesem Falle wählt m.an den Verschiebungs- schritt zu n/2 + 1, -wobei 1i die Gesamt teilleiterzahl der Nut n/2, also die Zahl der in einer Schicht übereinanderlie;-enden Lei ter, ist. Es tritt auch dann eine vollkom mene Durchinischung- aller Teilleiter auf.
Lässt sich bei einer clei-arti;en :Anordnung eine ungerade Zahl. von Teilleitern und Stromzwei:-en aus irgendwelchen Gründen nicht verwenden, so kann plan die Zahl der Zweige doppelt so gross wählen wie die Zahl der übereinanderlieg,enden Teilleiter.
Die Unterteilung der Leiter in zwei ne- bcnc@nande@ liegende Grtil,l;en. die in F17. 3 bis 'i dargestellt ist, Trat noch den weiteren Vorteil, insbesondere bei offenen Nuten, dass auch (las Nutenlängsfel(1, das bei hochaus genutzten Maschinen sehr erhebliche Werte besitzen kann, nur in geringfügigem Masse zu Wirbelstrombildung- Anlass .--eben kann.
Siimtliclie hier e@eschilderte Anordnungen haben (]en Vorteil, (lass sie nicht nur die von den Nutenfeldern herrührenden Wirbel ströme unterdrücken, sondern auch die bei ;1rossen Maschinen sehr erheblichen Wirbel- c.tromver=luste. die von den Streufeldern der Stirnverbindungen der Wicklung herrüh ren.
Die Teilleiter brauchen in allen Fäl len nur geringfiigig isoliert. zu werden. um den innern Spannirng@en den Weg zu ver- sperren. Es genügt hierfür häufig eine dünne Lackierung oder Emaillierung der einzelnen Leiter.