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Wicklungsanordnung für Synchronmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Wicklungsanordnung für Synchronmaschinen und insbesondere eine solche für grosse Synchrongeneratoren, deren Wicklung aus bekannten Grunden mehrfach parallelgeschaltet werden muss. Solche Maschinen müssen dann mit sogenanntem Luftspaltausgleich gewickelt werden, worunter zu verstehen ist, dass jeder Parallelzweig nach Möglichkeit den ganzen Maschinenumfang durchlaufen soll, um der unvermeidbaren Ungleichmässigkeit des Luftspaltes unter den einzelnen Polen, bedingt durch me- chanische Unsymmetrien und durch das Lagerspiel, Rechnung zu tragen und sicher zu stellen, dass die in jedem Parallelzweig induzierten Spannungen auch ihrer Grösse nach gleich sind, weil die ansonsten auf- tretenden Ausgleichsströme hohe Zusatzverluste verursachen würden.
Bei Wellenwicklungen bereitet ein solcher Luftspaltausgleich im allgemeinen keine Schwierigkeiten. Bei aus Spulen mit mehreren Windungen bestehenden Schleifenwicklungen, wie sie vielfach verwendet werden, wenn aus Roebelstäben bestehende
Wicklungen aus irgendwelchen Gründen abgelehnt werden, hingegen ergibt sich ein ziemlich grosser Platz- aufwand für die Schaltverbindungen, um die einzelnen Parallelzweige über den ganzen Ankerumfang lau- fen zu lassen, besonders bei Maschinen mit grosser Spannung, weil zwischen den einzelnen Schaltverbindern die notwendigenSpannungsabstände gewahrt werden müssen. Es ergibt sich dadurch eine Vielzahl von Schaltebenen und ein dementsprechend grosser Platzbedarf für diese der Parallelschaltung dienenden Schaltverbindungen.
Hier Abhilfe zu schaffen, ist das Ziel der Erfindung. Gegenstand der Erfindung ist eine mehrphasige Wechselstromwicklung mit parallelen Zweigen pro Phase, wobei jeder Parallelzweig aus in Form einer zweischichtigen Schleifenwicklung hintereinandergeschalteten Spulen bestehend den ganzen Maschinenumfang durchläuft, insbesondere für Generatoren mit höheren Polzahlen und hoher Spannung, wobei erfindungsgemäss bei q Nuten pro Pol und Phase und m = k. q Parallelsträngen die Spulen von q Parallelsträngen unter einem Pol angeordnet werden und die potentialgleichen Spulen der übrigen Parallelstränge um jeweils nur k (k > 1) Polteilungen versetzt sind, wobei im Falle einer Bruchlochwicklung für q die nächstgrössere ganze Zahl zu nehmen ist, so dass sich zwischen räumlich benachbarten Schaltverbindern der einzelnen Parallelzweige nur geringe Potentialunterschiede ergeben.
In der beiliegenden Zeichnung, die eine der möglichenAusführungsarten für die Wicklung einer vielpoligenDrehstrommaschine mit zwei Nuten pro Pol und Phase (q = 2) und vier parallelen Zweigen (m = 4) darstellt, ist nur der Anfang einer Phase dargestellt, doch geht daraus der prinzipielle Wicklungsanfbau hervor. Dieser Figur ist zu entnehmen, dass die unter einem Pol befindlichen Spulen einer Phase zwei verschiedenen Parallelsträngen angehören und die zugehörigen potentialgleichen Spulen der beiden andern Parallelstränge in um jeweils zwei Polteilungen versetzten Nuten liegen.
Damit wird die Potentialdifferenz zwischen räumlich benachbarten, der Serienschaltung der einzelnen Spulen eines Stranges über den gesamten Wicklungsumfang hin dienenden Schaltverbindungen im dargestellten Beispiel entweder überhaupt Null oder maximal doch nur gleich der in zwei Spulen induzierten Spannung, also nur einem kleinen Bruchteil der Klemmenspannung gleich, so dass sich die Schaltverbindungen bündelweise zusammenfassen lassen und man daher mit wenig Schaltebenen, die zueinander grösseren Potentialunterschied aufweisen, auskommt.
Obwohl die erfindungsgemässe Anordnung obenstehend für eine Ganzlochwicklung geschildert wurde, ist der erfindungsgemässe Vorschlag, die unter einem Pol befindlichen Spulen einer Phase verschiedenen
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Parallelzweigen zuzuordnen, auch bei Bruchlochwicklungen anwendbar.
PATENTNANSPRUCH :
Mehrphasige Wechselstromwicklung mit parallelen Zweigen pro Phase, wobei jeder Parallelzweig aus in Form einer zweischichtigen Schleifenwicklung hintereinandergeschalteten Spulen bestehend den ganzenMaschinenumfang durchläuft, insbesondere für Generatoren mit höheren Polzahlen und hoher Spannung, dadurch gekennzeichnet, dass bei q Nuten pro Pol und Phase und m = k. q Parallelsträngen die Spulen von q Parallelsträngen unter einem Pol angeordnet werden und die potentialgleichen Spulen der übrigen Parallelstränge um jeweils nur k Polteilungen (k > 1) versetzt sind, wobei im Falle einer Bruchlochwicklung für q die nächstgrössere ganze Zahl zu nehmen ist, so dass sich zwischen räumlich benachbarten Schaltverbindungen der einzelnen Parallelzweige nur geringe Potentialunterschiede ergeben.
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Winding arrangement for synchronous machines
The invention relates to a winding arrangement for synchronous machines and in particular one for large synchronous generators, the winding of which has to be connected in parallel several times for known reasons. Such machines must then be wound with so-called air gap compensation, which means that each parallel branch should run through the entire machine circumference as far as possible in order to take into account the unavoidable unevenness of the air gap under the individual poles, caused by mechanical asymmetries and the bearing play and ensure that the voltages induced in each parallel branch are also the same in terms of magnitude, because the compensating currents that would otherwise occur would cause high additional losses.
In the case of wave windings, such an air gap compensation generally does not cause any difficulties. With loop windings consisting of coils with several turns, as they are often used when consisting of Roebel bars
Windings are rejected for whatever reason, but there is a fairly large amount of space required for the switching connections in order to allow the individual parallel branches to run over the entire armature circumference, especially in machines with high voltage, because the necessary voltage clearances are maintained between the individual switching connectors have to. This results in a large number of switching levels and a correspondingly large space requirement for these switching connections used for parallel switching.
The aim of the invention is to provide a remedy here. The invention relates to a multiphase alternating current winding with parallel branches per phase, with each parallel branch consisting of coils connected in series in the form of a two-layer loop winding running through the entire circumference of the machine, in particular for generators with higher numbers of poles and high voltage, whereby according to the invention at q slots per pole and phase and m = k. q parallel strands the coils of q parallel strands are arranged under a pole and the coils of the same potential of the other parallel strands are each offset by only k (k> 1) pole pitches, whereby in the case of a broken hole winding for q the next larger whole number is to be taken so that between spatially adjacent switch connectors of the individual parallel branches result in only slight potential differences.
In the accompanying drawing, which shows one of the possible designs for the winding of a multi-pole three-phase machine with two slots per pole and phase (q = 2) and four parallel branches (m = 4), only the beginning of a phase is shown, but the principal one emerges from this Winding attachment out. It can be seen from this figure that the coils of a phase located under a pole belong to two different parallel strands and the associated coils of the same potential of the two other parallel strands are located in slots offset by two pole pitches.
Thus, the potential difference between spatially adjacent circuit connections serving the series connection of the individual coils of a strand over the entire winding circumference is either zero at all or at most only equal to the voltage induced in two coils, i.e. only a small fraction of the terminal voltage, see above that the switching connections can be combined in bundles and one can therefore manage with few switching levels that have a larger potential difference to one another.
Although the arrangement according to the invention was described above for a full-hole winding, the proposal according to the invention is that the coils of one phase which are located under a pole are different
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Assigning parallel branches, can also be used for broken hole windings.
PATENT CLAIM:
Multi-phase alternating current winding with parallel branches per phase, with each parallel branch consisting of coils connected in series in the form of a two-layer loop winding running through the entire circumference of the machine, in particular for generators with higher numbers of poles and high voltage, characterized in that with q slots per pole and phase and m = k. q parallel strands the coils of q parallel strands are arranged under one pole and the coils of the same potential of the other parallel strands are each offset by only k pole pitches (k> 1), whereby in the case of a broken hole winding for q the next larger whole number is to be taken so that between spatially adjacent circuit connections of the individual parallel branches result in only slight differences in potential.
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