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Aus Roebelstäben aufgebaute Wicklung für Generatoren
Es ist bekannt, die Leiterstäbe von Generatoren zumindest in dem in der Nut liegenden Teil aus mit- einander verdrillten Teilleitern aufzubauen (z. B. Roebelstab), um Zusatzverluste durch das Nutenstreufeld herabzusetzen.
Durch eine derartige Massnahme wird jedoch das Auftreten von Zusatzverlusten nicht völlig ausge- schlossen, da auch durch die Streufelder an den Stirnseiten der Maschine in den Wickelköpfen zusätzliche
Verluste hervorgerufen werden. Es ist aus diesem Grund bereits früher vorgeschlagen worden, bei Wick- lungen, bei denen die im Bereich der Nuten in der oben erläuterten Weise verdrillten Leiterstäbe durch massive oder unterteilte Stirnbügel verbunden werden, innerhalb dieser Bügel bzw. Querverbindungen eine Verdrillung anzuwenden.
Werden, wie dies bei modernen Wicklungen üblich ist, die aus Teilleitem zusammengesetzten Leiterstäbe in der Weise ausgeführt, dass die Stirnverbindungen durch abgebogene Teile des aus Teilleitern zusammengesetzten Leiterstabes selbst gebildet werden, so hat man bisher auf die verdrillte Ausführung der Leiter in ihren Stirnkopfteilen verzichtet, obwohl es an sich Vorteile bieten würde, in gleicher Weise wie in der Nut, die die gesamte Stabhöhe durchlaufenden Teilleiter jeweils in die Ebene der andern Teilleiter abzukröpfen, um Zusatzverluste durch den Einfluss der Stirnstreufelder zu vermeiden. Eine weiters bekannte Ausführung besteht in einer zusätzlichen Verdrillung in den Stirnverbindern der Roebelstäbe.
Dabei werden die im Nutteil normal ausgeführten Roebelstäbe in den Stirnver- bindern zu einer symmetrischen Anzahl von Gruppen zusammengefasst und jeweils im Auge der Wickelköpfe die oberste Gruppe isoliert an die Stelle der untersten Gruppe weitergeschaltet. Durch die Verdrillung im Auge wird natürlich die einfache Sichel-bzw. Lötzwingenverbindung der bisher üblichen Roebelstabwicklung unausführbar, was aber den Nachteil hat, dass im Reparaturfall das Aus und Einbauen der Stäbe erschwert wird, da nicht eine einfache Lötzwinge, sondern eine Vielzahl von Lötstellen zu lösen ist.
Die deutsche Patentschrift Nr. 502926 behandelt die Verdrillung im Spulenkopf als Ergänzung zu den bekannten Verdrillungen im Nutteil von Wicklungen und Stäben. Alle bisher ausgeführten Anordnungen weisen an den Verdrillungsstellen und an den Übergängen stets eine Anzahl von Lötstellen und Verbindungen auf, welche einerseits in der Fabrikation Mehraufwände bedingen und daher unangenehm und teuer sind und anderseits störanfällige Teile darstellen, welche die Betriebssicherheit wesentlich herabsetzen und daher von vielen Kunden abgelehnt werden. Das Ziel der Erfindung ist aber, eine Stabausführung zu finden, welche keine zusätzlichen Lötstellen mit Zwingen und Querschnittsschwächungen besitzt und dabei die gleichen Verlusteinsparungen herbeiführt wie bei den bekannten komplizierten Anordnungen.
Bei der bisher gebräuchlichen Roebelstabausführung gibt es nur eine Lötstelle an jedem Stabende, welche durch ihre Zugänglichkeit einwandfrei hergestellt werden kann und die leichte Demontierbarkeit der Maschine ohne Herausheben von Spulenseiten aus den Nuten gewährleistet. Dieses Prinzip wird durch die Erfindung voll aufrechterhalten und durch die Zusammenfassung der Teilleiter des Stabes in einzelne Gruppen, als durchlaufende Drähte, ohne Schnittstellen und ohne weitere Lötungen wird durch gruppenweises vollständiges Verdrillen im Spulenkopf die gewünschte Reduktion der Zusatzverluste durchgeführt. Dieses Prinzip kann nur dann eingehalten werden, wenn man die Zahl der Teilleiter des Roebelstabes so wählt,
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dass sich eine ganzzahlige Anzahl von Teilleitergruppen für die Verdrillung im Wickelkopf ergibt.
Während im Nutteil jeder Teilleiter eine vollständige Verdrillung erfährt, so kann man erfindungsgemäss je nach Wickelkopflänge dort zwei, drei, vier usw. Teilleiter als Gruppen zusammenfassen und gemeinsam verdrillen, was dann eine Herabsetzung der Verdrillungsstellen auf 1/2, 1/3, 1/4 usw. im Wickelkopf bedingt. Dieser so ausgebildete Wickelkopf ist dann etwas weicher als bei den normalen Roebelstabwicklungen und weist an den Übergangsstellen gewisse Hohlräume auf. Durch besonders gewählte Kunstharze kann dann die notwendige Steifigkeit wieder erreicht werden, wobei die Zusammensetzung so gewählt werden muss, dass im Wickelkopf die Aushärtung wesentlich später als im Nutteil erfolgen darf, um die für den Einbau notwendige Flexibilität während der Einbauzeit noch zu besitzen.
Durch die deutsche Auslegeschrift Nr. 1020101 ist die Verwendung von unterschiedlichen Kunstharzen im Nutteil und im Wickelkopf bekannt, u. zw. zu dem Zweck, damit die für den Einbau der Stäbe notwendige grössere Elastizität im Wickelkopf erhalten bleibt und die Nutteile mit thermohärtenden Lacken so versteift werden, dass sie die grössten Beanspruchungen der unterschiedlichen Dehnungen des Wickelkupfers und des Blechpaketes beherrschen. Der Grund, warum nach der Erfindung im Wickelkopf ein besonderes Kunstharz erforderlich wird, ist jedoch ein anderer. Durch die Verroebelung in den Stirnverbindern werden diese weicher als bei den normalen Stäben ohne verroebelte Stirnverbinder. Es muss daher eine entsprechende Versteifung durch die Verklebung mit besonderen Kunstharzlacken erfolgen, damit die dynamische Festigkeit der Wickelköpfe wieder erreicht wird.
Dieser Kunstharzlack hat daher nicht allein die Aufgaben, die Elastizität des Wickelkopfes in ausreichendem Masse zu erhalten, sondern er Muss die Festigkeit des Wickelkopfes in einem ganz besonderen Ausmass erhöhen, aber dennoch elastisch bleiben.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte, aus Roebelstäben aufgebaute Wicklung für Generatoren zu schaffen, bei der grundsätzlich die bisher bewährte Stabverbindung mit Löthülsen bei grösstmöglicher Verlusteinsparung in den Spulenköpfen beibehalten werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist eine aus Roebelstäben aufgebaute Wicklung für Generatoren mit einer totalen Verroebelung im Nutteil und je einer totalen Verroebelung in den schrägen Teilen der Stirnverbinder.
Erfindungsgemäss besitzt jeder aus einem Stück bestehende, die Nut und die anschliessenden schrägen Teile derStirnverbindung durchlaufende Roebelstab eine derartige Zahl von Teilleitern je Nut, dass sie in eine ganzzahlige Anzahl von Gruppen geteilt werden kann und jede dieser Gruppen den Wickelkopf unter einmaliger totaler Verdrillung durchläuft. Weiters sind nach der Erfindung die Hohlräume im Wickelkopf, vor allem bei den Verroebelungsüberleitungen, durch Kunstharz oder durch thermohärtende Füllmassen so ausgefüllt, dass die thermohärtenden Imprägnierungen und Füllmassen im geraden Teil der Stäbe innerhalb des Blechpaketes vollständig aushärtend sind, jedoch im Wickelkopf so modifiziert werden, dass die für den Einbau notwendige Flexibilität bzw. Biegsamkeit noch erhalten bleibt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Der Stab besitzt im Nutteil die normale Verdrillung, d. h. das Durchlaufen jedes einzelnen Stabes durch alle Streufeldstärken innerhalb der Nut. Bei langen Stäben kann man die Roebelstabüberläufe, welche einen gewissen nicht unterschreitbaren Platz brauchen, auf der gesamten Stablänge innerhalb des Blechpaketes unterbringen. Da die Wickell, öpfe viel kürzer sind, ist eine Verroebelung im gleichen Ausmass unmöglich. Von den Wickelköpfen selbst ist nur der schräge Teil (Evolvente) wichtig, da dort die grösseren Zusatzverluste entstehen, während der gerade Teil am Nutenaustritt keine zusätzliche Massnahme zulässt, aber dafür auch sehr wenig Verluste prozentuell zu den Gesamtverlusten aufweist.
Da in dem schrägen Teil der Wickelköpfe die Streufeldstärke wesentlich geringer ist, können dort die Teilleiter zu einer ganzzahligen Anzahl von Gruppen zusammengefasst werden, welche in symmetrischer Anordnung einmal total verdreht werden, so dass die Anzahl der Überlaufstellen im schrägen Teil des Wickelkopfes unterbringbar ist. Diese erfindungsgemässe Ausführung ist im Wickelkopf durchaus zulässig, da dort für die Vergrösserung der Stababmessungen in radialer Richtung genügend Platz vorhanden ist.
Es müssen lediglich erfindungsgemäss die vergrösserten Hohlräume einwandfrei durch Kunstharz oder durch thermohärtende Füllmassen ausgefüllt werden, u. zw. so, dass die thermohärtende Imprägnierung und Füllmassen im geraden Teil der Stäbe innerhalb des Blechpaketes vollständig aushärtend sind, jedoch im Wickelkopf so modifiziert werden, dass die für den Einbau notwendige Flexibilität bzw. Biegsamkeit noch erhalten bleibt. Diese Massnahme bereitet bei dem heutigen Stand der Isoliertechnik durchaus keine Schwierigkeiten.