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Verfahren zum Aufbau eines mehrschichtigen Wicklungskörpers einer elektrischen
Maschine.
Das hier beschriebene Verfahren zum Aufbau eines mehrschichtigen Wicklungskörpers einer elektrischen Maschine kann bei Ständern und Läufern elektrischer Maschinen angewendet werden ; es ist aber vor allem für die Ständer von Wechselstrominduktionsmotoren bestimmt.
Das Verfahren soll eine einfache Herstellung des Wicklungskorpers ermöglichen und ihm eine Gliederung verleihen, die seine Wiederinstandsetzung nach dem Schadhaftwerden einer Spule erleichtert.
Die kennzeichnende Besonderheit des Verfahrens liegt, allgemein gesprochen, darin, dass in jeder Schicht des Wicklungskorpers Spulenroste, von denen jeder aus mehreren. In an sieh bekannter Weise gegeneinander verschobenen und einander übergreifenden, aber mit beiden Seiten gleich tief in die Nuten eintretenden Spulen gebildet wird. in der Umfangsrichtung dicht oder unter Belassung von Lücken aneinandergereiht werden.
Die Vorteile, die die Anwendung dieses Verfahrens bieten kann. sind am grössten. wenn in allen Schichten des Wicklungskörpers gleiche Spulenroste aus gleichen Spulen mit dem Schritt 11 in der Weise gebildet werden, dass jeder Spulenrost aus ! J Spulen gebildet und mit seinen 2 y Spulenseiten in 2 ! J aufeinanderfolgenden Nuten eingelegt wird.
Der Spulenschritt y kann der Zahl 11 der Nuten je Pol gleich sein. Man erhält dann eine sogenannte #ungeschnte Wicklung" und einen selbständigen Wicklmgskörper jür jede Schicht. Die Wicklungskörper der verschiedenen Schichten hängen dann nur durch die äusseren Schaltverbindungen miteinander zusammen. Der Spulenschritt//kann in an sich bekannter Weise zur Ersparung von Kupfer für die Stirnverbindungen auch kleiner als die Zahlen der Nuten je Pol gewählt werden. Man erhält die sogenannte #gesehnte Wicklung".
In diesem Fall kann es vorkommen, dass nach dem Einlegen dur möglichen Zahl von Spulenrosten Nuten leer bleiben, die hier als, Restnuten''bezeichnet werden. Ein Teil dieser Rest-
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hier kurz Steigspulen genannt, und am besten mit dem gleichen Schritt y wie die Spulen der Roste ausgeführt sind und in an sich bekannter Weise je mit einer Seite in die Grundschicht, mit der andern Seite in die Deckschicht des WIcklungsMrpers gelegt werden.
Bei der Verwendung solcher Steigspulen. die sämtlich an eine Stelle gelegt oder über den Umfang des Wicklungskörpers verteilt werden können, hören die beiden Schichten auf. selbständige Wicklungskörper zu sein. da sie nicht nur durch die äusseren Schaltverbindungen elektrisch miteinander zusammenhängen, sondern auch durch die Steigspulen miteinander ver- flochten sind.
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In unmittelbaren Anschluss an die Spulenroste der Grundschicht werden Füllspulen in möglichst grosser Zahl in die Grundschicht gelegt. Die dann noch übrigen Restnuten werden mit Steigspulen belegt.
In der Deckschicht wird eine gleiche Anzahl Füllspulen angeordnet wie in der Grundschicht, u. zw. gegenüber den Steigspulen in der gleichen Lage ; dadurch wird in der Deckschicht gerade die für die Spulenroste erforderliche Zahl von Nuten offre gelassen.
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bekannten Regeln hergestellt. Wenn der Spulenschritt y von der Zahl n der Nuten je Pol abweicht, ist es nicht immer möglich. zur Bildung einer Mehrphasenwicklung den Wieklungskörper elektrisch in untereinander gleiche Teile für die einzelnen Phasen zu zerlegen. Das
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lastet werden.
Die Erfindung soll anhand der Zeichnung durch zwei Beispiele von zweischichtigen Wicklungskörpern erläutert werden.
Fig. 1 ist die gestreckte Stirnansicht des halben, mit zwölf Nuten versenenen Ständerumfanges eines vierpoligen Drehstrominduktionsmotors mit zwei Nuten je Pol und Phase. und eines Spulenrostes der Grundschicht, dessen Spulen mit dem Schritt y = 6, also gleich der Zahl der Nuten je Pol. ausgeführt sind.
Fig. 2 ist der in der Achsenrichtung gekürzte Grundriss des in Fig. 1 zur Hälfte dargestellten Ständer.
Fig. 3 zeigt ein Schema des ganzen. in Fig. 1 und 2 teilweise dargestellten Wicklungskörpers. Es ist eine gestreckte Stirnansicht des ganzen Ständerumfanges mit den durch Kreise dargestellten Enden der Spulenseiten und in die Zeichnungsebene umgeklappten Spulenköpfen.
Fig. 4 ist eine Stirnansicht des Ständers mit dem gemäss Fig. 1-3 ausgeführten Wicklungskörper.
Fig. 5 ist das der Fig. 3 in der Darstellungsweise entsprechende Schema eines sechspoligen Wicklungskörpers mit sechs Nuten je Pol. der nach der Erfindung aus lauter gleichen Spulen mit dem Schritt y = 5 mit sechs Spulenrosten unter anwendung von Füllspulen und Steigspulen aufgebaut ist.
Die in Fig. 1 dargestellte Umfangshälfte des genuteten Ständereisens enthält zwölf Nuten. die mit 1 bis 12 bezeichnet sind. In den Grund dieser Nuten werden, bei der Nut 1 be-
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ersichtlich ist. einander übergreifen un, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. je mit beiden Seiten im Grunde der Nuten liegen. Die Spulen sind mit dem Schritt 6 ausgeführt. Die sechs Spulen bilden zusammen einen Spulenrost 7 ? i. der mit seinen zwölf Spulenseiten in den zwölf auf- einanderfolgenden Nuten liegt.
Wenn dieser Spulenrost der Grundschicht eingelegt ist, wird der gleichen Richtung am Umfang fortschreitend ein gleicher Spulenrost R2. Fig. 2. der Grundschicht eingelegt. Nun sind die unteren Hälften sämtlicher Nuten belegt. Hierauf werden in der Deckschicht die Spulenroste R3 und R, aus aus den gleichen Spulen wie die Roste R1 und R2 gebildet. Bei Bildung des Rostes R3 wird mit der Nut 7 begonnen. Demnach belegt der Rost 1 ?. ; die Nuten
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ersichtlich ist.
Durch die Versetzung der Spulenroste der Deckschicht gegen die Spulenroste der Grundschicht wird erreicht, dass die verdickten Spulenköpfe jeder Schicht in den Zwischenräumen zwischen den verdickten Spulenköpfen der anderen Schicht liegen. Dies ist aus Fig. 4 er-
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schicht mit gestrichelten Linien angedeutet sind. Die Anordnung bietet den Vorteil. dass der Raum verkleinert wird. den die ausserhalb des Eisens liegenden Teile des Wicklungskorpers in radialer Richtung beanspruchen.
In Fig. 3 sind auch die äusseren Schaltverbindungen der Spulen angegeben, durch die der Wicklungskörper elektrisch in drei gleiche in Stern geschaltete, um 120 elektrische Grade gegeneinander versetzte Phasen aufgeteilt wird.
Der in Fig. 5 schematisch dargestellte zweischichtige Wicklungskörper wird in der Haupt-
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der Deckschicht aufgebaut. Die Roste sind gleich und bestehen je aus fünf gleichen Spulen mit dem Schritt 5, so dass jeder der Roste mit seinen Spulenseiten zehn aufeinanderfolgende
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jede dieser Steigspulen in die Deckschicht auf eine der Spulenseiten des Spulenrostes R5 gelegt, u. zw. die Spule h in die Nut 1. die Spule i in die Nut 2. die Spule k in die Nut 3 und die Spule l in die Nut 4.
In die Oberschicht wird sodann eine Füllspule in eingebracht. die zu den Steigspulen ebenso liegt wie die Füllspule fl in der Grundschicht. Durch die beiden Seiten dieser Füll- spule und die vier oberen Seiten der Steigspulen werden von den : 36 Nutenräumen der Deck-
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zehn Spulenseiten freibleiben.
Die Schaltverbindungen, durch die dieser Wickiungskörper elektrisch in drei Phasen aufgeteilt. werden kann. sind in die Fig. 5 nicht eingezeichnet. Die drei Phasen fallen dabei nicht ganz gleich aus ; demnach würde die Wicklung von einem umlaufenden Polrad mit sechs Polen erregt, drei in der Grösse voneinander etwas abweichende und auch nicht genan um 120 Grad in der Phase gegeneinander verschobene spannungen liefern.
Auch bei diesem Wicklungskörper liegen. wie Fig. 5 erkennen lässt, die verdickten Spulenköpfe der Roste jeder Schicht in den Zwischenräumen zwischen den Spulenköpfen der Roste der andern Schicht.
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Man könnte beispielsweise die Spulenroste R3, R6, R7 der Grundschicht auch so einlegen. dass zwischen je zweien von ihnen zwei Restnuten bleiben und könnte diese sechs Restnuten mit dreimal zwei Steigspulen belegen.
Der Vorteil des Verfahrens, der sich in Erleichterung von Reparaturen an der Wicklung auswirkt, findet seinen Ausdruck im folgenden :
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ist. braucht nur diese Spule entfernt zu werden.
Wird eine Spule der Grundschicht beschädigt, so müssen nur zwei Spulenroste der
Deckschicht entfernt werden, um erst einmal den Rost der Grundschicht mit der beschädigten
Spule freizulegen.
Um die Bedeutung dieses Vorteils hervorzuheben, wird bemerkt. dass beim Schadhaftwerden einer Spule eines zweischichtigen Wicklungskörpers. der aus lauter gleichen, mit einer Seite in der Deckschicht, mit der ändern Seite in der Grundschicht liegenden Spulen in üblicher
Weise aufgebaut ist. es nicht möglich ist, eine oder mehrere Spulen vollständig, also mit beiden Seiten aus dem Eisenki5rper zn entfernen und durch eine neue ersetzen, ohne alle Spulen, die mit einer Seite zwischen den Seiten der beschädigten Spule liegen, mit dieser
Seite zu lüften und mit der ändern Seite in der Nut zu belassen.
Die dabei verursachte Verwindung der Spulen hat bei Reparaturen meist eine Beschädigung auch dieser spulen zur Folge, was im ungünstigsten Falle dazu führen kann. dass wegen Beschädigung einer oder einiger Spulen die ganze Wicklung erneuert werden muss.
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Verflechtung durch Steigspulen ausgeführt wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Aufhau eines mehrschiehtigen Wicktungskörpers einer elektrischen Maschine, insbesondere des Ständerwicklungskörpers eines Mchrphaseninduktionsmotors, dadurch gekennzeichnet. dass in jeder Schicht des Wicklungskörpers mehrere Spulenreste (R1 bis R4), die je aus mehreren, mit beiden Seiten gleich tief in die Nuten eintretenden. in an sich bekannter Weise gegeneinander versetzten und einander übergreifenden Spulen (a
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einandergereiht werden.