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Bruehloehwicklung mit Dämpferwieklmg.
Bei elektrischen Maschinen, insbesondere Wechselstrommasehinen, überlagern sich der Maschinen- spannung Wechselspannungen von Nutenfrequenz, die in vielen Fällen, besonders bei Maschinen mit ausgeprägten Polen, einen erheblichen störenden Einfluss haben.
Es sind bereits verschiedene Vorschläge gemacht worden, diese Spannungen zu unterclrüeken.
Unter anderm sind beispielsweise schräge Nuten, schräggestellte Dämpferstäbe sowie auch schräge Polschuhkanten vorgeschlagen worden. Diese Anordnungen haben zwar die beabsichtigte Wirkung erreichen können, bedeuten aber eine sehr wesentliche Verteuerung der Maschinen und können daher in den meisten Fällen aus Kostengründen nicht in Frage kommen. Man hat weiter auch versucht, durch versetzte Polsehuhe Abhilfe gegen die störenden Spannungsüberlagerungen zu schaffen und damit in einzelnen Fällen, insbesondere bei Maschinen mit Ganzlochwicklungen, gute Erfolge gehabt. Bei Ganzlochwicklungen im Ständer treten nämlich nur ungeradzahlige Oberwellen auf, die durch abwechselnde Polschuhversetzung unterdrückt werden.
Das gleiche gilt auch für Maschinen mit Dämpferwicklung, deren Stäbe mit Rücksicht auf geringste Verluste unter Abständen gleich der Ständernutenteilung angeordnet sind.
Wesentlich ungünstiger werden die Verhältnisse aber bei Maschinen mit Dämpferwieklung bei der Anordnung von Bruchlochwicklungen. Mit der hiefür vorgeschlagenen abwechselnden Polschuhversetzung erreicht man hiebei zwar, dass die auftretenden ungeradzahligen Oberwellen unterdrückt werden, nicht aber die durch die überlagerte Interferenzwelle der Dämpferlochung noch hinzukommenden geradzahligen und gebrochenen Oberwellen.
Hiebei versteht man unter einer gebrochenen Oberwelle eine Oberwelle, deren Index keine ganze, sondern eine gebrochene Zahl ist. Es wird demnach beispielsweise eine Oberwelle, bei der fünf Perioden auf zwei Polteilungen entfallen, als eine fünfte Oberwelle bezeichnet, während eine Oberwelle, bei der
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entfallen, eine gebrochene, nämlich die 5/2-Oberwelle darstellt. Die Interferenzwelle kommt hiebei dadurch zustande, dass der Eisenteil zwischen je zwei Dämpferstäben einen Pol darstellt. Infolgedessen erzeugen diese Pole eine ihrer Polzahl entsprechende Spannung, die sich als Interferenzwelle der von der Maschine erzeugten Spannung aufdrückt, u. zw. werden hiebei die einzelnen Wellen im Masse des magnetischen Leitwerkes wirksam, der an der entsprechenden Stelle des Polschuhes gegeben ist.
Ausserdem treten gerade diese gebrochenen Oberwellen am stärksten hervor, da sie von niederer Ordnung als die ungeradzahligen Oberwellen sind. Man hat daher versucht, durch unregelmässig versetzte Polschuhe Abhilfe gegen die störenden Spannungsüberlagerungen zu schaffen, und damit auch in einzelnen Fällen günstige Erfolge, in andern Fällen aber wieder gar keinen Erfolg gehabt. Der Gegenstand der Erfindung besteht nun in der neuen, allgemein gültigen Regel für eine planmässige Versetzung der Polschuhkanten zur Unterdrückung der Nutenharmonischen, durch die es nunmehr nicht bloss in Zufallsfällen, sondern in allen Fällen möglich wird, eine fast vollständige Unterdrückung der Nutenharmonischen zu erreichen.
Diese Regel besteht darin, dass bei Bruchlochwicklungen mit Dämpferwicklungen die Versetzung der Pole in Gruppen zu a Polen erfolgt, wobei a den Nenner der in einen unechten Bruch verwandelten Nutenzahl pro Pol und Phase bedeutet.
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Die weiteren angewendeten Abkürzungen bzw. Zeichen haben folgende Bedeutung : v = die mechanische Versetzung der Pole gegenüber der ursprünglichen Lage ; v'= Versetzung zwischen Ständer und Dämpfernuten ohne Polschuhversetzung ; 1) " = die Versetzung der Polmitte gegenüber der Ständerwicklung, die sich von Pol zu Pol im
Hinblick auf das Vorliegen einer Bruchlochwieldung ergibt ; 111 = die Phasenzahl der Wicklung ; bei dreiphasigen Wicklungen kann also statt 2 m = 6 gesetzt werden ; 2p = die Polzahl der Maschine ;
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y = die ganze Zahl, die in der gemischten Zahl erscheint ; - == der echte Bruch, der in der gemischten Zahl erscheint ; a. v = die Ordnungszahl der Oberwellen ;
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und Phase bedeutet und die Zahl 6 die Zonenzahl der Wicklung pro Polpaar. wird in elektrischen Graden eingesetzt.
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treten, wenn die Dämpferwicklung unregelmässig versetzt wird. Man wird daher in diesem Falle, in dem eine gleichmässige gruppenweise Versetzung nicht möglich ist, von einer Versetzung der Dämpferlöeher absehen und nur die Pollamellen allein versetzen. Es treten dann nur die ungeradzahligen Oberwellen auf, herrührend von der Dämpfernutung, und auch diese werden infolge der nicht versetzten Dämpfernuten noch etwas reduziert, allerdings nicht stark, so dass es in solchen Fällen mitunter notwendig wird, auf die nächstliegende Bruchlochwicklung mit kleinerem a (z.
B. a = 2) oder gar auf eine Ganzlochwicklung überzugehen.
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In Fig. 1 ist die Lage der Dämpferlöeher gegenüber der Ständernutung gezeichnet. In der Zeile I sind hiebei die Ständernuten gezeigt, in der Zeile II die Lage der Pole ohne Anwendung einer Polschuh-
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der Ständernuten und Dämpfernuten an benachbarten Polen überein, wobei die Polschuhform für sinusförmiges Feld entworfen ist, dann lautet die Gleichung der Interferenzwelle
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n'kann hiebei alle Werte von 1 bis a annehmen, entsprechend den verschiedenen Arten der auftretenden Nutenharmonischen. x bedeutet die Abszisse eines Punktes der Feldkurve, für die eben die jeweilige Feldstärke Bt, gesucht wird.
Zerlegt man diese Interferenzwelle in
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so erhält man zwei Oberwellen von der Ordnungszahl 9 = 6 + L
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zu Pol im Hinblick auf das Vorliegen einer Bruchlochwicklung ergibt. Die Versetzung v"erstreckt sich hiebei fortlaufend über a Pole, während die mechanische Versetzung über je zwei Pole erfolgt. In der Fig. 2 ist nun die für das resultierende Feld massgebende theoretische Versetzung v"vermehrt um die tatsächliche mechanische Versetzung im Vergleich zur Polmitte des Poles 1 dargestellt.
Sie beträgt bei
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Das resultierende Feld, beispielsweise der zweiten Oberwelle, bei Versetzung in Gruppen berechnet sieh naeh einiger Umformung zu
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nicht mehr gleich Null.
In unserem Falle bei ss = 1 a = 4 sind die noch auftretenden ungeradzahligen Oberwellen
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Man sieht also hieraus, dass nahezu sämtliche Oberwellen, die für die Kurvenform praktisch überhaupt noch in Frage kommen, unterdrückt sind.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Bruchlochwicklung mit Dämpferwicklung, dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterdrückung der durch die Dämpferwicklung erzeugten Nutenharmonischen die Pole untereinander abwechselnd in Gruppen von je a Polen versetzt sind, wobei a den Nenner der in einen unechte Bruch verwandelten Nutenzahl pro Pol und Phase bedeutet.
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