DE723400C - Polumschaltbare zweischichtige Mehrphasen-Bruchlochwicklung fuer elektrische Maschinen - Google Patents

Description

• Polumschaltbare zweischichtige Mehrphasen-Bruchlochwicklung für elektrische Maschinen Die Erfindung betrifft eine zweischichtige Mehrphasenbruchlochwicklung für elektrische Maschinen, die mittels Vertauschung- von Wicklungsteilen polumschaltbar ist. Solche Wicklungen sind an sich bekannt, doch sind sie in den bisher vorgeschlagenen Ausführungsarten nicht für komplizierte Polzahl-. verhältnisse geeignet. Sie ergeben entweder keine symmetrischen Felderregerkurven oder keine befriedigende und genügend oberwellenfreie Spannungskurve, was insbesondere bei ihrer Verwendung für Wechselstromerzeuger gefordert wird.-Nach der Erfindung werden alle erwähnten Nachteile dadurch behoben, daß die Wicklung einerseits sowohl Einzelspulen als auch Spulenfolgen, andererseits Spulen beider Wicklungseinrichtungen enthält und daß, in ihr Wicklungszonen auseinandergezogen oder verschachtelt oder die Wicklungsschichten gegeneinander versetzt oder Leiter der Ober-und Unterschicht miteinander vertauscht sind. Unter Bruchlochwicklungen im Sinne der Erfindung sind alle Wicklungen zu verstehen, die wenigstens bei einer Polzahl eine gebrochene Anzahl von Nuten je Pol und Phase aufweisen. Einzelspulen sind solche, welche gegen die im #Wicklungszug benachbarten Spulen um mindestens zwei Nutteilungen versetzt sind, Spulenfolgen sind aus zwei oder mehr in Nachbarnuten aufeinanderfolgenden Spulen zusammengesetzte Spulengruppen. Die Spulen können mehrere Windungen haben oder bei Stabwicklungen auch aus einer einzelnen Windung bestehen.
• Das Auseinanderziehen oder Verschachteln von Wicklungszonen, das gegenseitige Versetzen der Wicklungsschichten oder Vertauschen von Leitern der Ober- und Unterschicht ist in einzelnen Fällen zur Verbesserung der magnetischen oder elektrischen Eigenschaften von Wicklungen bereits angewendet worden. Nach der Erfindung werden einzelne dieser Maßnahmen oder Kombinationen davon in Verbindung mit verschieden großen Spulengruppen (von der Einzelspule angefangen) und mit Spulen beider Wicklungsrichtungen, d. h. mit im Uhrzeigersinne oder in entgegengesetztem Sinne angeschlossenen Spulen, angewendet. Erst durch die gemeinsame Benutzung aller dieser Mittel erhält man die nötige Freiheit, um eine allen erwähnten Bedingungen entsprechende Wicklung entwerfen zu -können. Vorzugsweise wird bei allen Polzahlen neben der Anwendung verschieden großer Spulengruppen und verschiedener Wicklungsrichtungen wenigstens eine der erwähnten Maßnahmen (Zonenerweiterung oder Verschachtelung usw.) angewendet und mindestens bei einer Polzahl die Kombination von zwei oder mehr solcher Maßnahmen benutzt.
• Eineinfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dieses Beispiel zeigt eine von vier Polen auf sechs Pole umschaltbare dreiphasige Zweiscbichtschleifenwicklung, die nach Fig. i in 18 Nuten untergebracht ist und einen Wicklungsschritt von drei Nuten hat. Ihre Nutzahl je Pol und Phase ist für die vierpolige Schaltung i, 5. Die Wicklung ist hier daher eine Bruchlochwicklung. In der sechspoligen Schaltung ist sie eine Glanzlochwickluna mit einer Nut ie Pol und Phase. Die Wicklungsverbindungen für die beiden Polzahlen sind in Fig. 2 und 3 wiedergegeben. In beiden Schaltungen sind die Enden x, y, z der drei Wicklungsphasen zu einem Sternpunkt o vereinigt. Phasenanfänge aa, v, w und Phasenenden x, y, z behalten ihre Lage bei der Umschaltung dauernd bei. Die Anschlußrichtungen der Wicklungsspulen bleiben, ebenfalls ungeändert, - wie die in Fig. i eingtragenen, bei beiden Polzahlen gleichbleibenden Pfeile erkennen lassen. Die Pfeile bedeuten nicht die Stromrichtungen in einem bestimmten Augenblick, sondern den Verlauf des Wicklungszuges in der Richtung vom Phasenanfang zum Phasenende. Die Polumschaltung vollzieht sich somit durch reine Vertauschung von Wicklungsteilen ohne Umkehr ihrer Anschlußrichtunzen. -In Fig.4 sind die unmittelbar an den Phasenanfängen liegenden Spulengruppen der drei Phasen einzeln dargestellt, und zwar in Fig. 4a die erste Spulengruppe der Phase tax, in Fig.4b die der Phase vy und in Fig.4c die der Phase tvz. Die Wicklung enthält somit sowohl einzelne Spulen (Fig.4b und 4c) als auch Spulenfolgen von je zwei aufeinanderfolgenden Spulen (Fig.4a). Außerdem kommen in ihr Spulen beider Wicklungseinrichtungen vor. In Fig. 4b ist die Spule i7-2 im Uhrzeigersinn und die Spule 6-3 im ent- -gegengesetzten Sinn in den Wicklungszug eingeschaltet. Dasselbe gilt für die Spulen 3- 18 und 4-7 in Fig. 4 c. Fig.5 und 6 zeigen für die beiden Polzahlen die Verteilung der Phasen und der Anschlußrichtungen auf Ober- und Unterschicht der 18 Nuten. Die Felder der vorn angeschlossenen, d. h. in Richtung von vorn nach hinten im Wicklungszug liegenden Nutenleiter sind in diesen Figuren durch Schraffur hervorgehoben. Solche Leiter kommen in beiden Schichten vor. Vertauscht man in den Nuten 3, 6, 9, 12, 15 und 18 die Leiter der Ober- und Unterschicht, so liegen alle vorn angeschlossenen Leiter in der Oberschicht, ohne daß sich im übrigen an der Feldverteilung der Wicklung etwas ändert. Zugleich entstehen in ihr geschlossene Wicklungszonen von je drei derselben Phase und Schicht angehörenden Nachbarleitern. Alle Spulen haben hierbei den gleichen Wicklungssinn. Verschiebt man außerdem die Oberschicht seitlich gegen die Unterschicht, so erhält man schließlich eine gewöhnliche Dreizonenwicklung. Die Wicklung nach Fig.5 geht also aus einer solchen durch gegenseitige Versetzung der Wicklungsschichten und gleichzeitiges Vertauschen von Leitern der Ober- und Unterschicht hervor, wodurch man eine Sechszonenwicklung mit verschieden großen Spulengruppen und Spulen verschiedenen Wicklungssinnes erhält. In Fig.6 sind die schraffierten Felder in gleicher Weise wie in Fig.5 auf die beiden Wicklungsschichten verteilt. Auch hieraus erkennt man, daß die Anschlußrichtungen der Spulen bei der Polumschaltung unverändert bleiben. Die Wicklung läßt sich auch bei dieser Polzahl durch Vertauschen der Ober- und Unterschichtleiter in den bereits genannten Nuten 3, 6 usw. in eine Normalwicklung zurückverwandeln. Diese ist hier eine Sechszonenwicklung, während bei der kleineren Polzahl die normale Wicklung, wie erwähnt, eine Dreizonenwieklung sein würde. Eine solche ergibt eine unsymmetrische Felderregerkurve und Feldverteilung, was bei der Wicklung nach der Erfindung vermieden ist. Das beschriebene Ausführungsbeispiel ist der Übersichtlichkeit halber für ein einfacheres Polzahlverhältnis (4 :6) gewählt. Mit den Mitteln der Erfindung können aber auch Wicklungen für die verschiedensten Polzahlverhältnisse, wie etwa 9 : io oder 9 : i i, also beispielsweise für 36 und 4o bziv. 36 und 44 Pole, günstig ausgeführt werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE i. Mittels Vertauschung von Wicklungsteilen polumschaltbare zweischichtigeMehrph.asenbruchlochwicklung für elektrische Maschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung einerseits sowohl Einzelspulen ,als auch Spulenfolgen, andererseits Spulen beider Wicklungsrichtungen enthält und daß in ihr Wicklungszonen auseinandergezog-en oder verschachtelt oder die Wicklungsschichten gegeneinander versetzt oder Leiter der Ober- und Unterschicht miteinander vertauscht sind.
2. 2. Polumschaltbare Wicklung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei allen Polzahlen wenigstens eine der Maßnahmen: Auseinanderziehen oder Verschachteln von Wicklungszonen, gegenseitiges Versetzen der Wicklungsschichten oder Vertauschen von Leitern der Ober- und Unterschicht angewendet ist und mindestens bei einer Polzahl zugleich zwei oder mehr solcher Maßnahmen miteinander kombiniert sind.