Wicklung für Wechselstrommaschinen, welche mit Feldern von verschiedenen Polzahlen zu arbeiten vermag. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Wicklung für Wechselstrommaschi nen, welche mit Feldern von verschiedenen Polzahlen zu arbeiten vermag. Dieselbe be steht aus mindestens einem Leiternetz mit Stromverzweigungsstellen, die es ermöglichen, dass die Anzahl der Phasen in der Wicklung grösser ausfällt als die Phasenzahl eines ihr zugeführten Mehrphasenstromes, und ist so beschaffen, dass durch Änderung der Phasen des zugeführten Mehrphäsenstromes, ohne Änderung der Verbindungen der Wicklungs leiter an den genannten Stromverzweigungs stellen, verschiedene Polzahlen erzeugt wer den können, wobei mindestens ein von 2 : 1 verschiedenes Polzahlverhältnis auftritt.
Eine sehr zweckmässige Ausführungs form der Wicklung ist zum Beispiel eine solche, welche ein oder mehrere Leiternetze aufweist, von denen jedes eine gerade An zahl Abteilungen umfasst, die in Polygon, und eine gleiche Anzahl Abteilungen, die in Stern mit den Ecken des Polygons verbunden sind, wobei sowohl die Abteilungen im Polygon, als auch diejenigen im Stern abwechselnd umgekehrt angeschlossen sind.
Das ist so zu verstehen, dass, wenn man, auf Grund einer bestimmten Umfahrungsrichtung am Umfang der Maschine, bei jeder Abteilung Anfang und Ende unterscheidet, die das Po lygon bildenden Abteilungen so miteinander verbunden sind, dass Abteilungsende an Abteilungsende und Abteilungsanfang au Abteilungsanfang stossen, und die die Stern arme bildenden Abteilungen abwechselnd die eine mit ihrem Anfang und die andere mit ihrem Ende an die Polygonecken angeschlos sen sind.
Neben den ohne Änderung der genannten Verbindungen erzielbaren Polzahlen können auch solche Polzahlen vorgesehen sein, deren Erreichung solche Änderungen voraussetzt.
Wicklungen gemäss der Erfindung kön nen beispielsweise als Primärwicklungen für Mehrphasenmotoren dienen, welche durch blosse Änderung der Anschlüsse' zwischen der Wicklung und einem Apparat, welchem Ströme der - geeigneten Phasen entnommen werden können, polumschaltbar sind; 'sie können auch als Sekundärwicklungen für<B>pol-</B> umschaltbare Motoren dienen, unter Um ständen so, dass sie bei einer Polzahl als kurzgeschlossene Wicklung, bei einer andern Polzahl aber als eine an einen Anlasswider stand anzuschliessende Wicklung arbeiten.
Es können solche Wicklungen auch, bei Ma schinen mit sogenannter innerer Kaskaden- sehaltung, als Primärwicklung mit einer Polzahl und als Sekundärwicklung der zwei ten Kaskadenstufe mit einer andern oder mit mehreren andern Polzahlen dienen.
In den beifolgenden Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgegenstandes dargestellt.
Die Fig. 1 bis 4 dienen zur Erläuterung eines ersten einfachen Ausführungsbeispiels; Fig. 5 zeigt eine andere solche Wicklung zusammen mit Stromzuführungs- und Steuer apparaten, bei deren Benützung die Wicklung wechselnde Polzahl ergibt; Fig. 6 bis 10 dienen zur Erklärung des Gebrauches dieser Wicklung und der Wir kungsweise ihres Steuerschalters; Fig. 11 zeigt noch eine solche Wicklung mit Stromzuführungs- und Steuerapparaten; Fig. 12 illustriert weiterhin die Wirkung dieses Steuerapparates; Fig. 13 bis 15 zeigen ein weiteres Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstan des.
Es ist bekannt, dass eine einfache, in Stern oder Polygon geschaltete Wicklung dazu gebraucht werden kann, wahlweise irgend eine aus einer Anzahl von Polzahlen zu erzeugen, unter Anwendung elektromoto rischer Kräfte geeigneter Phase an ihren Anschlussklemmen (siehe britisches Patent Nr. 18887 von 1914). Ebenso ist bekannt, dass eine Stern-Polygon-Schaltung der Ab teilungen einer Wicklung benützt werden kann, um in der Wicklung eine grössere Zahl von Phasen zu erzeugen als in der äussern Zuleitung (siehe britisches Patent 123395).
Ich habe nun gefunden, dass man durch eine Wicklung, die Stern-Polygon-Schaltung auf weist, von der weiter unten angegebenen An ordnung, unter Anwendung elektromotorischer Kräfte geeigneter Phase zwischen ibren Anschlussklemmen, Felder von allen Pol zahlen von 2 bis zu etwa 2/3 der Anzahl der Abteilungen der Wicklung, mit Ausnahme einer Polzahl gleich der Hälfte der Zahl der Abteilungen, zu erzeugen vermag. Die obere Grenze ist bestimmt durch den Umstand, dass für befriedigendes Arbeiten die Phasendiffe renz zwischen benachbarten Abteilungen nicht viel grösser sein soll als 120 . Wie schon in meiner britischen Patentschrift Nr. 143600 angegeben wurde, ist es zweck mässig, diese Grenze nicht wesentlich zu überschreiten.
Fig. 1 zeigt eine Wicklung von zwölf Abteilungen, die geeignet ist, zwei, vier oder acht Pole zu erzeugen, ohne Änderung der jenigen Verbindungen ihrer in der Zeichnung durch dicke Striche angegebenen Abteilun gen, die aus der genannten Figur ersichtlich sind. Die Abteilungen sind als dem Umfang der Maschine entlang fortschreitend nume riert angenommen, und die Nummer jeder Abteilung ist in den Figuren in einem klei nen Kreis angegeben, der je den Anfang der betreffenden Abteilung bedeutet, wenn man in einem bestimmten Sinn um die Maschine herum vorschreitet.
Es ist ersichtlich, dass jede zweite Abteilung zum Polygon gehört und dass die übrigen Abteilungen als Stern- Strahlen an die Ecken des Polygons an geschlossen sind; ferner, dass jede zweite Abteilung des Polygons umgekehrt ange schlossen ist, und ebenfalls jede zweite Ab teilung des Sterne, und dass schliesslich, wo die Anfänge von zwei Polygon-Abteilungen zusammengefügt sind, das Ende der da zwischen liegenden Stern-Abteilung an sie angeschlossen ist, während da, wo die En den zweier Polygon-Abteilungen zusammen kommen, der Anfang der dazwischen liegen den Stern-Abteilung an sie angeschlossen ist.
In der Fig. 1 sind die Abteilungen einer seits mit nicht unterstrichenen Zahlen ver sehen, die die Phasenwinkel bedeuten, wel- ehe die in ihnen erzeugten elektromotorischen Kräfte haben müssen, wenn die: Wicklung zwei Pole erzeugen soll; und anderseits mit unterstrichenen Zahlen, die die Phasenwin kel für vier Pole angeben, beides ausgehend von der Phase 0 für die Abteilung 1.
Da es keinen Unterschied ausmacht in der Wir kung der Wicklungen, ob die Phase aller ihrer Abteilungen, um denselben Betrag ge ändert werde, ist es klar, dass die zweipolige Anordnung gegenüber der vierpoligen keine weiteren Phasen in der Zuleitung benötigt; denn wenn 30 zu ihren Phasenwinkeln hin zugefügt werden, werden diejenigen der Stern-Abteilungen gleich oder entgegengesetzt zu denen der einen oder andern Zuleitungs phase für vier Pole.
Die Verhältnisse bei zwei Polen sind noch besser ersichtlich aus Fig. 2, welche die Pha sen der Abteilungen für diese Polzahl zeigt, wobei die Phasen aller Abteilungen gegen über Fig. 1 um 30 vermehrt sind. Fig. 2 (und Fig. 1 für den vierpoligen Zustand) stellt ausserdem durch die Richtung, in der die dicken Striche, die die Abteilungen be deuten, gezeichnet sind, die Phase der E. M. K. in den Abteilungen dar, und diese graphische Darstellung der Phasenwinkel wird in den meisten der weiter unten beschriebenen Fi guren benützt.
Um sechs Pole zu erzeugen, müssten die Stern-Abteilungen abwechselnd von Strömen entgegengesetzter Phase durchflossen sein, oder mit andern Worten: Wenn man diese Polzahl zu erzeugen versucht, erlaubt die Wicklung nur einphasige Erregung. Dies ist auch der Fall bei irgend einer Wicklung der oben beschriebenen Art, wenn man sie für eine Polzahl zu schalten versucht, die gleich der Hälfte der Zahl ihrer Abteilungen ist.
Fig. 3 stellt eine zwölfteilige Wicklung für acht Pole dar. Verglichen mit Fig. 1 sind die Stern-Abteilungen umgekehrt. Aber es ist nicht nötig, die Verbindungen der Wicklungsleiter an den Stromverzweigungs stellen zu ändern, um ein achtpoliges Feld zu erzeugen; Fig. 4 zeigt die zur Erzeugung eines achtpoligen Feldes erforderlichen Pha sen in den Abteilungen, und ergibt sich aus Fig. 1 einfach durch Kurzschliessen der Stern-Endpunkte, wobei die Polygonecken an die Zuleitung (die so beschaffen sein kann wie bei Fig. 1 für vier Pole) ange schlossen sind. Die Vektorsummen der elek tromotorischen Kräfte der Wicklung fallen dabei gleich aus, wenn man auf verschiede nen Wegen von einer Polygonecke zur andern gelangt.
Bei der Schaltung Fig. 3 wurde eine weitere allgemeine Eigenschaft dieser Stern- Polygon-Wicklungen benutzt; sie können von einer gegebenen Polzahl, die kleiner als die Hälfte der Zahl der Abteilungen ist, zu einer andern Polzahl geändert werden, die so viel grösser als die halbe Anzahl der Abteilungen ist, als die erste geringer war, indem die eine Hälfte der Abteilungen, zum Beispiel die jenigen, welche die Sternstrahlen bilden, um gekehrt wird.
Der Ersatz der Anordnung nach Fig. 3 durch diejenige nach Fig. 4 kann hingegen nur für die eine Wicklung von zwölf Ab teilungen auf so einfache Weise erfolgen, da dies von der Tatsache abhängt, dass der zur Ecke des Sechseckes führende Radius gleich der Seite des Sechseckes ist, was bei andern Polygonen nicht der Fall ist. Bei einer Wicklung von 16 Abteilungen zum Beispiel kann, da der Radius beim Achteck nicht gleich der Polygonseite ist, entweder den Stern-Abteilungen eine verschiedene An zahl Windungen gegenüber den Polygon-Ab teilungen gegeben werden (für ein Achteck ungefähr 1,3 mal so viel), oder man muss an die Stern-Endpunkte, die in sechseckiger Anordnung kurzgeschlossen sind, ein kleines E. M. K.-Polygon anschliessen, das halb so viel Seiten hat, als Wicklungsabteilungen vor handen sind.
Aus Gründen der Ersparnis in der An zahl der Zuleitungsphasen und auch, wo eine Wicklung als Sekundärwicklung für eine Polzahl und ausserdem gleichzeitig, oder doch ohne Änderung der Verbindungen; als Pri märwicklung für eine andere dienen soll (siehe auch weiter unten), ist es oft von Vor teil, wenn mehrere Endpunkte der Wicklung mit derselben Zuleitungsphase verbunden werden, so wie die Endpunkte der Wicklung von Fig. 1 beim zweipoligen Betrieb nach Fig. 2 paarweise verbunden sind. Die An zahl der miteinander verbundenen Endpunkte ist mindestens so gross wie der grösste ge meinschaftliche Faktor von n und
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wobei n die Zahl der Sternabteilungen und p die Zahl der Polpaare bedeutet.
Aus den bei Erläuterung von Fig. 1 angeführten Eigenschaften derartiger Wicklungen ist es ersichtlich, dass die Anzahl der Abteilungen durch d teilbar sein muss, das heisst n muss eine gerade Zahl sein. Wenn
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ungerade ist, und wenn dann p ebenfalls ungerade ist, so wird
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gerade, und wird mit n einen gemeinschaftlichen Faktor von wenig stens 2 haben; das heisst bei ungerader An zahl der Polpaare werden die Endpunkte min destens in Paaren verbunden. Es sind dann viermal so viele verschiedene Phasen in den Abteilungen der Wicklungen als in der Zu leitung. Wenn
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eine gerade Zahl ist. so werden die Endpunkte in Paaren verbunden bei einer geraden Anzahl von Polpaaren.
Als Beispiel für die Anwendung dieser Art Wicklung für veränderliche Polzahlen zeigt Fig. 5 eine Wicklung W von 36 Ab teilungen zusammen mit einem Transforma tor Tr und einem Kontroller Co, die dazu dienen, um bei Dreiphasen-Hauptzuleitung 6, 8, 10, 12, 14 oder 16 Pole zu erzeugen. Im Schema des Transformators entsprechen die Winkel zwischen den die Wicklungen andeutenden Linien den Phasendifferenzen zwischen den in ihnen erzeugten elektro motorischen Kräften Die Haupt-Zufuhr leitungen sind je an die zweite Ecke L1, L2, L3 des Transformators angeschlossen. Der Kon- troller besteht aus vier neunpoligen Zwei wegschaltern und einem zweipoligen Zwei wegschalter.
Die Kontakte und Schaltmesser der Schalter sind mit den Abzweigungen des Transformators verbunden oder mit den Ab teilungen der Wicklung, deren Nummer sie tragen. Die Verbindungen sind der Einfach heit halber weggelassen. Der zweipolige Schalter dient dazu, die Reihenfolge der Ver bindungen der Hauptzuleitung zu dem Trans formator umzukehren, und in Verbindung mit den andern vier Schaltern erzielt er die Änderungen in der Phase der Abteilungen, die in Fig. 5 bis 10 ersichtlich sind, in wel chen Figuren die Richtung, in welcher jede Abteilung gezeichnet ist, ihre Phase darstellt, wie oben ausgeführt. Die Stellungen der fünf Schalter sind durch die Buchstaben bis J bezeichnet, wobei A, D; B, F; C, G; B, H; I, J je die beiden Stellungen eines Schalters bedeuten.
Wenn A, C und I (allein) geschlossen sind, hat die Wicklung die Pha sen wie in Fig. 6 gezeigt; sie hat sechs paral lele Zweige und erzeugt sechs Pole. Wenn B, D und J geschlossen sind, ist die Wick lung verbunden wie in Fig. 7 und erzeugt acht Pole. Wenn A, B und I geschlossen sind, ist die Wicklung verbunden wie in Fig. 8, hat zwei parallele Zweige und erzeugt zehn Pole. Wenn C, E und J geschlossen sind, hat die Wicklung die Phasen wie in Fig. 9, hat drei parallele Zweige und er zeugt zwölf Pole. Wenn A, F und I ge schlossen sind, hat die Wicklung die Phasen wie in Fig. 10, hat zwei Parallelzweige und erzeugt vierzehn Pole. Endlich, wenn G, H und I geschlossen sind, sind die Phasen der Wicklung, wie in Fig. 5 gezeigt, und die Wicklung erzeugt sechzehn Pole.
Die Prü fung der Figuren zeigt, dass in allen die Wicklung die Verbindungen zwischen den einzelnen Abteilungen beibehält, die in Fig. 5 gezeigt sind; es sind nur die Verbindungen zur Zuleitung geät,obwohl augenschein lich die Verbindung von zwei oder mehr Ab teilungen zu denselben Phasen der Zuleitung ebenfalls als eine neue Verbindung in der Wiehlung betrachtet werden kann, die turn Beispiel Parallelstromkreise erzeugt, wo für andere Polzahlen keine entstehen. Es ist er sichtlich, dass für sechzehn und acht Pole achtzehn Zuleitun@gspbasen erforderlich sind und eine geringere Anzahl für andere Pol zahlen. Aus diesem Grunde wird ein Trans- formator Tr benützt, der eine dreiphasige Zuleitung in eine achtzehnphasige umzu wandeln vermag.
Die Spannung, die für jede Abteilung der Wicklung für ihre verschie denen Polzahlen angewendet wird, muss in dem Masse abnehmen, wie die entsprechende Tourenzahl der Maschine abnimmt, und in folgedessen sollte, je niedriger die Touren zahl ist, die.Zahl der Wicklungsabteilungen zwischen den Endpunkten der Zuleitung um so grösser sein. Es ist ersichtlich, dass dies in weitgehendem Masse erreicht wird in der Anordnung nach Fig. 5, wo bei sechs Polen drei Abteilungen zwischen den Endpunkten L1 und L2 vorhanden sind, während bei zwölf Polen vier und bei vierzehn Polen annähernd deren fünf vorhanden sind.
Natürlich können Kontroller und Trans formator der Fig. 5 vereinfacht werden, wenn nicht alle beschriebenen Polzahlen ver langt werden. Zum Beispiel, wenn nur sechs und zwölf Pole verlangt werden, können die Abteilungen, die bei zwölf Polen als parallel geschaltet dargestellt sind, permanent ver bunden werden, und der Kontroller muss nur die Verbindungen zwischen diametral gegen überliegenden Punkten des zwölfpoligen Dia grammes herbeiführen, um sechs Pole zu er reichen (vergleiche Fig. 6 mit Fig. 9).
In ähnlicher Weise, wenn nur sechs, zehn und vierzehn Pole verlangt werden, können die Klemmen, die nach dem Dia gramm für zehn und vierzehn Pole verbun den sind (Fig. 8 und Fig. 10) permanent verbunden werden, und wenn der Kontroller dafür eingerichtet ist, diese Endpunkte zu sammen in Gruppen von drei zu verbinden, die am Umfange gleichmässig verteilt sind, wird er die Verbindung für sechs Pole her stellen. Dies ist ein Beispiel von der An wendung der oben genannten Regel und der daraus folgenden Vorteile; der Unterschied zwischen der Hälfte der Anzahl der Stern- Abteilungen (nämlich 9, siehe Fig. 5) und jeder der drei Anzahlen von Polpaaren (3,5 und 7) hat einen gemeinsamen Faktor, der nicht geringer als 2 ist, mit der Anzahl der Stern-Abteilungen (18).
Der Vergleich der Diagramme für acht und zehn Pole zeigt, dass die Endpunkte 1, 9, 17, 25, 33, 5, 13, 21, 29, bei beiden Pol zahlen in derselben Reihenfolge auftreten, wenn man im Sinne des Uhrzeigers beim achtpoligen und im entgegengesetzten Sinne beim zehnpoligen liest. Daher kann Schalter B, durch den diese Endpunkte mit den gleich mässig verteilten Zuleitungsphasen verbunden sind, für beide dieser Polzahlen geschlossen bleiben, indem die erforderliche Phasenände rung durch Umschaltung des zweipoligen Schalters von J zu I erreicht wird, wobei die Rotationsrichtung des Fluxes umgekehrt wird.
Dies kommt daher, weil bei Polzahlen, die gleichviel über oder unter 1/4 der Zahl der Abteilungen liegen, dieselben Zuleitungs phasen an abwechselnden Endpunkten un nötig werden, aber für die eine Polzahl im Sinne des Uhrzeigers, für die andere im ent gegengesetzten Sinne.
Alle diese Polzahlen, ausgenommen zwölf Pole, können mit einer Wicklung von 24 Abteilungen erzeugt werden. Andere Abtei lungszahlen sind auch möglich; aber wenn die Hauptzuleitung dreiphasig ist, so ist es von Vorteil, Abteilungszahlen zu verwenden, die durch 3 teilbar sind. Fig. 11 zeigt eine Wicklung TV von 24 Abteilungen mit ihrer Anschlussleitung, Transformator tr und Kon- tröller co. Es ist ersichtlich, dass die Wick lung aus zwei vollständig unabhängigen Stern-Polygon-Netzen besteht, jedes gleich dem von Fig. 3, und jedes geeignet für Pa rallelschaltung, wie Fig. 2. Der Transfor mator soll sechs gleichmässig auseinander liegende Phasen ergeben, und dazu Phasen, die 71/2 und 221/2 auf jeder Seite von drei dieser sechs Phasen angeordnet sind.
Der Kontroller enthält zwei sechspolige Einweg schalter P und Q und zwei sechspolige Zwei wegschalter R, ,S und T, U, zusammen mit einem zweipoligen Zweiweg-Umkehrschalter V, W Bei acht Polen sind P, R und V ge schlossen und bei sechzehn Polen P, B und TV.- Für beide dieser Polzahlen ist der Zu- stand der Wicklung in Fig. 3 dargestellt. Die Verbindungen der einen Hälfte der Wicklung, Teil Y der Fig. 11, bleiben un verändert, ausgenommen bezüglich der Um kehrung der Reihenfolge der Phasen, die von der Umschaltung des zweipoligen Schal ters von Y nach V herrührt; die Phasen der andern Hälfte, X, werden genau um gekehrt.
Bei vierzehn Polen sind Q, T und V geschlossen und bei zehn Polen Q, U und V. Der Schalter Q verbindet gegenüberliegende Endpunkte in beiden Teilen der Wicklung; die Änderung von T nach U ändert die Pha sendifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Abteilungen der Wicklung von 105 auf 75 . Fig. 12 zeigt die Phasen und die mög lichen Verbindungen für vierzehn Pole; bei zehn Polen besteht die Wicklung noch aus zwei dreieckigen Stern-Polygon-Netzen, jedes mit zwei parallelen Zweigen, gemäss Fig.12; aber der kleinste Winkel zwischen einem Sternstrahl des Netzes X und einem Stern strahl des Netzes Y im Sinne des Uhrzeigers gemessen ist 45 statt 15 , wie in der Figur.
Eine andere Stern-Polygon-Verbindung für denselben Zweck ist für 24 Abteilungen in Fig. 13 bis 15 dargestellt; die Abteilun gen sind in zwei Gruppen verbunden, denen sie abwechselnd zugeordnet sind, die un geraden Abteilungen bilden eine Gruppe und die geraden Abteilungen die andere, wie in Fig. 13 ersichtlich ist. Innerhalb jeder Gruppe sind Paare von gegenüberliegenden Abteilungen in Serie verbunden, aber in jedem zweiten Paar sind die zum Paare zu sammengefassten Abteilungen einander ent gegen geschaltet. Es ist klar, dass die An ordnung von Fig. 13 auf irgend eine An zahl von Abteilungen, die durch 8 teilbar ist, ausgedehnt werden kann, so dass die dar gestellte Wicklung mit 24 Abteilungen ty pisch ist für eine Klasse von Wicklungen.
Fig. 14 zeigt die Verbindungen dieser Wicklung zur Erzeugung von acht Polen (abgesehen davon, dass die zwei Schalter s, s der Deutlichkeit halber offen gezeichnet sind). Die zwei Gruppen von Abteilungen sind in Serie geschaltet und die Paare der entgegengesetzten Abteilungen bilden Stern arme, die an die Knotenpunkte eines Poly gons angeschlossen sind, das aus den übrigen Paaren besteht. Für zehn oder vierzehn Pole ist jede Gruppe in sich geschlossen, wie in Fig. 15 gezeigt ist, und die Paare, in welchen die Abteilungen nicht gegeneinander gekehrt sind, bilden die Sternarme. Um diesen Wech sel zu erreichen, sind die Schalter s, s so ver bunden, dass jeder auf den ihm in Fig. 14 zunächst liegenden oder auf den ihm geger- überliegenden Kontakt geschlossen werden kann.
Um von der Schaltung Fig. 14 zur Schaltung Fig. 15 überzugehen, oder um gekehrt, sind ausserdem Schalter zur kopp- lang und Entkopplung der Paare, die die Sternarme bilden, vorgesehen. Alle Verbindun gen der Wicklungsabteilungen untereinander bleiben jedoch, wie ersichtlich, für zehn und vierzehn Pole ungeändert. Der Anschluss an die Stromquelle, für die letztgenannten Pol zahlen kann, wie mit Bezug auf Fig. 12 er läutert, geschehen. Es ist leicht, die Phasen zu bestimmen, welche die Abteilungen einer Wicklung für eine besondere Polzahl erfordern; es wird auch keine Schwierigkeiten bieten, einen Kon- trollor herzustellen, der die Abteilungen mit den erforderlichen Phasen verbindet.
Aber im allgemeinen würde ein solcher Kontrollor sehr kompliziert werden, wenn man nicht, wie in den zwei beschriebenen Fällen, den Vorteil solcher Symmetrie in den auftreten den Phasen ausnützen würde, wie sie in der besonderen Gruppe von erforderlichen Pol zahlen auftreten kann. Solche mögliche Ver einfachungen können oft mit Hilfe der fol genden Regel über die beim Polwechsel auf tretenden Phasen abgeleitet werden, welche zum Beispiel für die Fälle der Fig. 7 und 8 bezw. 5 und 7 zutrifft.
Wenn die Wichlung r Gruppen von je P -i-- Q gleiehweit auseinander liegender Ab teilungen enthält, werden die Phasendiffe renzen der Abteilungen in jeder Gruppe bei P Polpaaren und Q Polpaaren, abgesehen vom Vorzeichen, dieselben sein.
Die Be ziehung zwischen den für P Polpaare einer seits und für Q Polpaare anderseits in den einzelnen Abteilungen auftretenden Phasen kann so ausgedrückt werden, dass man sagt, dass beim Übergang von P auf Q Polpaaren jede Gruppe um eine Achse n "gewendet" ist, die einem Satz von r gleichweit ausein ander liegenden Achsen angehört, von welchen die erste, um welche die Gruppe 1 "gewen det" ist, durch Abteilung 1, welche dieser Gruppe angehört, hindurchgeht, und jene, um welche die übrigen Gruppen "gewendet" sind, in derselben Reihenfolge wie die Grup pen zu nehmen sind, das heisst Gruppe 2 wendet um eine Achse, deren Lage im Raume sieh um
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von derjenigen der ersten Achse unterscheidet, Gruppe 3 um eine, die sich um
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und Gruppe n um eine, die sich um
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unterscheidet.
Mit der Fesistel- lung, dass eine Gruppe von Abteilungen um eine bestimmte Achse im Raume "ge wendet" wird, wenn man von P Polpaaren zu Q Polpaaren übergeht, ist gemeint, dass irgend eine Abteilung der Gruppe, die um einen gegebenen Betrag in Richtung des Uhr zeigers von der Achse entfernt ist, bei P Pol paaren dieselbe Phase hat, wie diejenige Ab teilung der Wicklung, die um denselben Be trag in entgegengesetzter Richtung von der Achse entfernt ist, bei Q Polpaaren.
So ist, zur Darstellung des Überganges vom Betriebe nach Fig. 7 zum Betriebe nach Fig. 10P = 4, Q = 5, r = 4 zu setzen. Die Abteilungen 5, 9, 14 . . . . ., die zur Gruppe 1 gehören, haben bei vier Polpaaren dieselben Phasen wie die Bleichweit von 1 abliegenden Abteilungen 33, 29, 25 . . . . . bei fünf Polpaaren; und ebenso die Abtei lungen 2, 6, 10 . . . . ., die zur Gruppe 2 gehören, bei vier Polpaaren dieselben Phasen wie die von der zweiten Achse gleichweit abliegenden Abteilungen 9, 5, 1. . . . . . bei fünf Polpaaren. Es ist gezeigt worden, dass die Stern- Polygon-Wicklung als Primärwicklung für irgend eine von mehreren Polzahlen ange wendet werden kann.
Die Wicklung wirkt als sogenannte Kaskadenwicklung, das heisst als Primärwicklung mit einer Polzahl und als Sekundärwicklung mit einer andern Pol zahl, wenn je die zweitnächsten Stern-End punkte, zum Beispiel der erste, dritte, fünfte usw., kurzgeschlossen, und die andern, zum Beispiel also der zweite, vierte, sechste usw., offen gelassen, das heisst nicht miteinander verbunden werden. Ein Motor mit sogenann ter innerer Kaskadenschaltung, das heisst eine einzelne Maschine mit den Eigenschaften zweier in Kaskade geschalteter Motoren, welche mit einer solchen Wicklung aus gerüstet ist, kann bequem auf seine Kas kaden-Tourenzahl gebracht werden, wenn vorübergehend diese offenen Stern-End punkte, das heisst der zweite, vierte, sechste usw., miteinander verbunden werden, zum Beispiel durch Widerstände.
Wenn die Anschlüsse einer Stern-Poly gon-Wicklung bei einer Polzahl miteinander in Paaren oder in grösseren Gruppen, wie in Fig. 6 oder 9, verbunden sind, kann die Wicklung zugleich als Primärwicklung auf jene Polzahl und als kurzgeschlossene Se kundärwicklung auf eine andere Polzahl wirken. So erlaubt zum Beispiel die 6-Pole- Verbindung der Fig. 6 zehnpolige sekundäre Ströme, die in Stromkreisen fliessen, die durch die Verbindung der Anschlüsse der Endpunkte in Sätzen von 6 geschlossen wer den, so dass diese Wicklung zum Beispiel als Primärwicklung eines Motors mit innerer Kaskadenschaltung dienen kann und sechs Pole erzeugt nud sekundär auf zehn Pole arbeitet.
Weiterhin kann die Stern-Polygon-Wick- lung, wenn sie nur als Sekundärwicklung gebraucht wird, als kurzgeschlossene Se kundärwicklung auf eine Polzahl dienen und Widerstandssteuerung auf eine andere gestatten. Wenn die Anschlüsse von Fig. 6 zum Beispiel dauernd in Gruppen von 6 ver- bunden sind, und Widerstände zwischen den drei so hergestellten Anschlüssen eingeschal tet werden, so erlaubt die Wicklung Wider standssteuerung, wenn sie als sekundäre auf sechs Pole arbeitet, und auf andere Polzahlen wirkt sie als kurzgeschlossene Sekundär wicklung.
So kann ein Motor gebaut wer den mit einer Primärwicklung, die zum Bei spiel sechs und acht Pole ergibt, zum Bei spiel gemäss Fig. 6 und 7, und mit einer Sekundärwicklung, wie sie schon beschrieben \worden ist, und er könnte auf seine 8-Pole- Tourenzahl gebracht werden, indem die Pri märwicklung für sechs Pole verbunden und der Motor auf Widerstand zum Anlauf ge bracht wird; und wenn die 8-Pole-Drehzahl erreicht ist, könnte die Umschaltung der Primärwicklung auf acht Pole die Maschine veranlassen, mit der Drehzahl weiterzulaufen, die acht Polen bei kurzgeschlossener Sekun därwicklung entspricht.
Es ist klar; dass das Prinzip, eine Sekundärwicklung, die für eine Polzahl mit Widerstandssteuerung, für eine andere als kurzgeschlossene Wicklung benützt werden kann, als ein Mittel zu ver wenden, einen Motor durch Widerstands steuerung auf die Geschwindigkeit zu brin gen, mit der er bei kurzgeschlossener Sekun därwicklung läuft, auf einen Motor mit mehreren Geschwindigkeiten ausgedehnt wer den kann, zum Beispiel auf einen mnit einer Primärwicklung und Kontroller für alle Verbindungen der Fig. 5 bis 10, und es bietet ein bequemes Mittel, um ohne Stoss von einer Geschwindigkeit auf eine andere überzugehen.
Schliesslich zeigt ein Vergleich der Fig. 1 und 3, dass die Anordnung eines Schal ters zur Umkehrung des Anschlusses der Stern-Abteilungen in bezug auf die Polygon- Abteilungen beträchtlich zu der Erhöhung der Anzahl Polzahlen, mit welcher eine die ser Wicklungen arbeiten kann, beiträgt. Die Wicklung von Fig. 5 hat zum Beispiel genügend Abteilungen, um die Erzeugung von 24 Polen zu erlauben, ohne dass die Phasendifferenz zwischen benachbarten Ab teilungen 120 überschreitet. Die Hinzu- fügung zum Steuerapparat von Schaltern für die Umkehrung der Stern-Abteilungen gegenüber den Polygonen würde daher die Erzeugung aller Polzahlen von 6 bis 24, ausgenommen 18, ermöglichen.
Mit Ausnahme der Umkehrung der Stern-Abteilungen wür den die Verbindungen für 20 Pole dieselben sein wie für 16, und für 22 Pole dieselben wie für 14, usw.