DE516178C - Ankerwicklung fuer Wechselstrom-Gleichstrom-Einankerumformer - Google Patents

Description

Bekanntlich ist bei Einankerumformern die resultierende Strombelastung der einzelnen Ankerstäbe längs des Ankerumfanges nicht gleich, sondern von der Lage der einzelnen Stäbe in bezug auf die Anschlußpunkte der Wechselstromzuleitungen abhängig. Unmittelbar an den Anschlußpunkten dieser Zuleitungen und in der nächsten Nähe derselben führen die Ankerstäbe einen höheren Strom als etwa die in der Mitte zwischen den Anschlußpunkten liegenden Stäbe. Es hängt dies mit der Phasenverschiebung des im Stabe fließenden Wechselstromes in bezug auf den als Wechselstrom mit rechteckiger Form aufzufassenden Gleichstrom zusammen; während der Wechselstrom aller Stäbe einer Wicklungsphase gleiche zeitliche Phase hat, hat der Gleichstrom der Stäbe je nach ihrer Lage verschiedene Phase. Der Effektivwert des resultierenden Stabstromes ist aber durch die Differenz der Einzelströme bestimmt.

Es sind zur Berücksichtigung dieser Erscheinungen schon Ausführungen vorgeschlagen worden, bei denen die in der Nähe der Anschlußpunkte der Wechselstromzuleitungen"! liegenden Stäbe und in gleicher Weise auch die dazugehörigen Nuten größer bemessen sein sollten als die übrigen Stäbe und Nuten. Diese Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß zunächst die Herstellungskosten ganz unverhältnismäßig höher werden als die gebräuchlicher Maschinen mit gleichartigem Nutenschnitt, da ein Ausstanzen der Nuten nach der gewohnten Art nicht gut möglich, jede Einzelbearbeitung aber völlig unwirtschaftlich ist. Außerdem werden aber durch die Ungleichmäßigkeit der Nuten die Kommutierungsverhältnisse der Maschinen erheblich verschlechtert, so daß die Belastungsfähigkeit — insbesondere die kurzzeitige Überlastbarkeit — der Maschine wesentlich herabgesetzt wird. Endlich werden infolge des ungünstigen Einflusses auf die Zahnsättigung die Stromwärmeverluste durch Nutenstreuung und Hautwirkung und zudem durch Vergrößerung des quer zu den Streukraftlinien stehenden Leiterquerschnittes doch wieder gesteigert.

Da man also aus den angegebenen Gründen den Querschnitt der Ankerstäbe und die Nuten rings um den Anker überall gleich groß wählt, so würde sich ein sehr großer Aufwand an Ankerkupfer ergeben, wenn man alle Stäbe so reichlich bemessen wollte, daß auch die an die Wechselstromzuleitungen angeschlossenen Stäbe nur mäßige Stromwärme aufweisen. Infolgedessen hat man bisher im allgemeinen die an diesen Stellen des Ankers und in der Nähe derselben auftretende Erwärmung in Kauf genommen, obwohl sie weder für die Erhaltung der Isolation der Ankerstäbe zuträglich noch mit Rücksicht auf einen guten Wirkungsgrad der Maschine erwünscht ist. Auch bestimmt bekanntlich die

*) Von dem Patentsitcher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Ernst Kloss in Falkensee b. Berlin-Spandau.

höchste an irgendeiner Stelle des Ankerumfanges auftretende Stromwärme die gesamte Maschinenleistung.

Die Erfindung bezweckt nun, dem erwähnten Übelstand ohne Änderung des Nutquerschnitts dadurch abzuhelfen, daß von denjenigen Ankerleitern, die den Wechselstromzuleitungen zunächstliegen und daher an sich schon eine besonders hohe Strombelastung auszuhalten haben,

ίο wenigstens die durch Nutenstreuung und Hautwirkung hervorgerufene zusätzliche Stromwärme möglichst ferngehalten wird. Dieser Zweck wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß diejenigen Ankerleiter, an welche die Wechselstrom- Zuleitungen angeschlossen sind, sowie je nach Bedarf auch die beiderseits benachbarten Ankerleiter durch Unterteilung und Verdrillung oder Verschränkung oder gleichartig wirkende gegen Erwärmung durch zusätzliche Stromwärme ge-

ao schützt sind, die übrigen Ankerleiter dagegen nicht.

Indem man so die zusätzlichen Verluste nur von den höchstbelasteten Ankerleitern fernhält, während sie bei den geringer belasteten Ankerleitern zugelassen werden, erzielt man eine Ankerwicklung mit sehr viel gleichmäßigerer Strombelastung der einzelnen Stäbe, die zugleich auch wesentlich billiger ist als eine auf dem ganzen Umfang mit reichlichen und gleich großen Querschnitten versehene, durch die bekannten Mittel der Verdrillung usw. überaE gegen zusätzliche Verluste geschützte Wicklung.

Mit anderen Worten: Man erhält bei mäßigem Aufwand an Ankerkupfer einen erhöhten Wirkungsgräd und eine erhebliche Leistungssteigerung des Einankerumformers gegenüber den bekannten Ausführungen.

Da die Ursache für die zusätzliche Stromwärme hauptsächlich in der Nutenstreuung zu suchen ist und diese am Nutenrande wesentlich größere Werte als am Nutengrunde annimmt, ist es bei solchen Ankerwicklungen, bei denen die Leiter in zwei Schichten angeordnet sind, in vielen Fällen ausreichend, wenn man die den Wechselstromzuleitungen zunächstliegenden Ankerleiter nur in der dem Nutenrande zugekehrten Schicht durch geeignete Maßnahmen gegen zusätzliche Stromwärme schützt. Die Ausführung der Ankerwicklung wird dadurch noch einfacher und billiger. "

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Ankerwicklung für Wechselstrom-Gleichstrom-Einankerumformer, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Ankerleiter, an welche die Wechselstromzuleitungen angeschlossen sind, sowie nach Bedarf auch die beiderseits benachbarten Ankerleiter durch Unterteilung und Verdrillung oder Verschränkung oder durch gleichartig wirkende Mittel gegen Erwärmung durch zusätzliche Stromwärme geschützt sind, die übrigen Ankerleiter dagegen nicht.

2. Ankerwicklung nach Anspruch 1 mit Anordnung der Ankerleiter in zwei Schichten, dadurch gekennzeichnet, daß nur solche Ankerleiter gegen zusätzliche Stromwärme geschützt sind, welche der dem Nutenrande zugekehrten Schicht angehören.