Verfahren zum Aufbau eines mehrschichtigen Wieklungskörpers einer elektrischen Naschine. Das hier beschriebene Verfahren zum Aufbau eines melirschiclitigen Wicklungs körpers einer elektrischen -Maschine kann bei Ständern und Läufern elektrischer Maschi nen angewendet werden; es ist aber vor allem für die Ständer von Wechselstrom- Induktionsmotoren bestimmt.
Das Verfahren soll eine einfache Herstel lung des Wicklungskörpers ermöglichen und ihm eine Gliederung verleihen, die seine Wiederinstandsetzung nach dem Schadhaft- werden einer Spule erleichtert.
Die kennzeichnende Besonderheit des Ver fahrens liegt, allgemein gesprochen, darin, dass in jeder Schicht des Wicklungskörpers Spuleuroste, von denen jeder aus mehreren, gegeneinander verschobenen und einander übergreUenden, aber mit beiden Seitengleich tief in die Nuten eintretenden Spulen gebil det wird, in der Umfangsrichtung aneinan- dergereiht werden.
Die Vorteile, die die Anwendung dieses Verfahrens bieten kann, sind am grössten, wenn in allen Schichten des Wicklungskör pers gleiche Spulenroste aus gleichen Spulen mit dem Schritt<B>y</B> in der Weise gebildet werden, dass jeder Spulenrost aus<B>y</B> Spulen gebildet und mit seinen<B>2 y</B> Spulenseiten in 2<B>y</B> aufeinanderfolgende Nut-en eingelegt wird.
Der Spulenschritt <B>y</B> kann der Zahl n der Nuten je Pol gleich sein. Man erhält dann eine sogenannte "ungesehnte" Wichlung, und jede Schicht bildet einen selbständigen Wick lungskörper. Die Wicklungskörper der ver schiedenen Schichten hängen dann nur durch die äussern Selialtverbindungen miteinander zusammen. Der Spulenschritt <B>y</B> kann zur Ersparung von Kupfer für die Stirnverbin dungen auch kleiner als die Zahl n der Nu ten je Pol gewählt werden. Man erhält dann die sogenannte "gesehnte" Wicklung.
In diesem F alle kann es vorkommen, dass nach dem Einlegen der möglichen Zahl von Spit- lenrosten Nuten leer bleiben, die hier als "Resinuten" bezeichnet werden.
In diesem .Falle wird der 'Wicklungskörper zum Bei spiel aus zwei Schichten aufgebaut und we nigstens ein Teil der Restnuten mit "Steig- spulen" besetzt, die am besten mit dem glei- clien Schritt<B>y</B> wie die Spulen der Roste ausgeführt sind, und<B>je</B> mit einer Seite in die GrundschieUt, mit der andern Seite in die Deckschiclit des Wicklungskörpers gelegt werden.
Bei der Verwendung solcher Steigspulen, die sämtlich an eine Stelle gelegt oder über den Umfano- des 'Wicklungskörpers verteilt werden können, hören die beiden Schichten auf, selbständige 'Wicklungskörper zu sein, da sie nicht nur durch die äussern Schaltver bindungen elektrisch miteinander zusam menhängen, sondern auch durch die Steig spulen miteinander verflochten sind.
Wenn beim Aufbau eines zweischichti gen Wicklungskörpers nach dem Einlegen der dicht aneinanderoereihten Sp#lenroste der GrundschieUt eine Reihe von Restnuten leer bleibt, deren Zahl grösser ist als der Spu- lenschritt <B>y</B> und für den ganzen Wichlungs- körper nur Spulen mit demselben Schritt ver wendet werden sollen, werden die Restnuten zum Beispiel in folgender 'Weise besetzt:
Im unmittelbaren Anschluss an die Spu- lenroste der Grundschicht werden Jüllspu- len" in möglichst grosser Zahl in die Grund- schiclit gelegt. Die dann noch übrigen Rest nuten werden mit Steigspulen belegt.
In der Deckseliiellt werden Füllspulen an Zahl und Lage gegen die Steigsp-#ilen gleich den Füll spulen der GrundscUicht angeordnet, wo- durcli in der Deckseliieht gerade die für die Spulenroste erforderliche Zahl von Nuten of- rengelassen wird.
An dem fertigen Wicklungskörper -wer den die Anschlüsse und Setaltverbinduno-en <B>C</B> nach bekannten Regeln hergestellt. 'Wenn der <I>c</I> Spulenschritt <B>y</B> von der Zahl n der Nuten<B>je</B> Pol abweicht, ist es nicht immer möglich zur Bildung einer Mehrphasenwicklung den Wicklungskörper elektrisch in untereinander gleiche Teile für die einzelnen Phasen zu zer legen. Das hat die praktisch hinnehmbare Folge, dass die Phasen im Betrieb nicht ganz cleieli belastet werden.
Die Erfindung soll anhand der Zeichnung durch zwei Beispiele- von zweischichtigen Wicklungskörpern erläutert werden.
Abb. <B>1</B> ist die gestreckte Stirnansic-ht des halben mit zwölf Nuten versellenen Ständer- umfanges eines vierpoligen Drehstrom-In- duktionsmotors mit zwei Nuten je Pol und Phase, und eines Spulenrostes der Grund schicht, dessen Spulen mit dem Schritt<B>y =- 6,</B> also gleich der Zahl der Nuten je Pol, ausgeführt sind;
Abb. 2 ist der Grundriss des in Abb. <B>1</B> dargestellten Ständerteils; Abb. <B>3</B> ist ein Schema des ganzen, in Abb. <B>1</B> und 2 teilweise dargestellten Wich- lungskörpers. Es ist eine gestreckte Stirn- ansieht des ganzen Ständerumfanges mit den dur#U Kreise dargestellten Enden der Spii- lenseiten und in die
Zeichnungsebene umge klappten Spulenköpfen; Abb. 4 ist eine Stirnansielit des Ständers mit dem gemäss Abb. <B>1</B> bis<B>3</B> ausgeführten Wicklungskörper; Abb. <B>5</B> ist<U>das</U> der Abb. <B>3</B> in der Darstel lungsweise entsprechende Schema eines sechs poligen Wicklungskörpers mit sechs Nuten <B>je</B> Pol, der aus lauter gleichen Spulen mit dem Schritt<B>y = 5</B> mit sechs Spulenrosten unter Anwendung von Füllspulen und Steig spulen aufgebaut ist.
Die in Abb. <B>1</B> und 2 dargestellte Um fangshälfte des genuteten Ständereisens ent hält zwölf Nuten, die mit<B>1</B> bis 12 bezeichnet sind. In den Grund dieser Nuten werden, bei der Nut<B>1</B> beginnend, die sechs gleichen Spu len a,<B><I>b,</I></B> C, <B><I>d,</I></B><I> e,<B>f</B></I> so eingelegt, dass sie, wie aus Abb. 2 ersichtlich ist, einander über- ,greifen und, wie aus Abb. <B>1</B> ersichtlich ist. <I>n</I> ,je mit beiden Seiten im Grunde der Nuten ii2gen. Die Spulen sind mit dem Schritt<B>6</B> ausgeführt.
Die sechs Spulen bilden zusam- C Inen einen Spulenrost R, der mit seinen zwölf Spulenseiten in den zwölf aufeinander- folgenden Nuten liegt.
Wenn dieserSpulenrost der<B>*</B> Grundschicht eingelegt ist, wird in der gleichen Richtumy am Umfang fortschreitend ein gleicher Spu- lenrost R" Abb. 2, der Grundschicht einge legt. Nun sind die untern Hälften sämtlicher Nuten belegt. Hierauf werden in der Deek- schicht die Spulenroste R" und B, aus den gleichen Spulen wie die Roste<B>B,</B> und<B>B,</B> ge bildet. Bei Bildung des Rosies.Bi; wird mit der Nut<B>7</B> begonnen.
Demnach belegt der Rost R#, die Nuten<B>7</B> bis<B>18</B> und der anschlie ssende Rost<B>B,</B> die Nuten r9 bis 24 und<B>1</B> bis <B>6,</B> wie aus Abb. <B>3</B> ersichtlich ist.
Durch die Versetzung der Spulenroste der Decksellicht gegen die Spulenroste der Grundschicht wird erreicht, dass die verdick ten Spulenköpfe jeder Schicht in den Zwi schenräumen zwischen den vefdickten Spulen- köpfen der andern Schicht liegen. Dies ist aus Abb. 4 ersichtlich, ebenso aus den Abb. <B>1</B> und<B>2,</B> wo die Umrisse der Spulenroste <B>B,3</B> und<B>B.,</B> der Deckschicht mit gestrichelten Linien amgedeutet sind.
Es bietet den Vor teil, dass der Raum verkleinert wird, den die ausserhalb des Magnetkörpers liegenden Teile des Wicklungskörpers in radialer Richtung beanspruchen.
In Abb. <B>3</B> sind auch die äussern Schaltver bindungen der Spulen angegeben, durch die der Wicklungskörper elektrisch in drei gleiche in Stern geschaltete, um 120 elektrische Grade gegpneinander versetzte Phasen auf geteilt wird.
Der in Abb. <B>5</B> schematisch dargestellte zweisellichtige Wicklungskörper wird in der Hauptsache aus den Spulenrosten Bzi, R" R-, der Grundschicht und den Spulenrosten R'. B, ." R", der Deckschicht aufgebaut. Die Roste sind gleich und bestehen<B>je</B> aus fünf gleichen Spulen mit dem Schritt<B>5,
</B> so dass jeder der Roste mit seinen Spulenseiten zehn aufeinanderfolgende Nuten belegt. Nacli dem Einlegen der drei lückenlos aneinander- gereiliten Spulenroste R" R,;, B, der Grund schicht bleiben die sechs Restnuten<B>31</B> bis<B>36</B> leer. In diese Restnuten, deren Zahl um<B>1</B> grösser ist als der Spulenschritt, wird zu nächst die Füllspule<B>g,</B> die ebenfalls mit dem Schritt<B>5</B> ausgeführt ist, eingelegt.
In die übriggebliebenen vier Restnuten<B>32</B> bis<B>35</B> werden die vier Steigspulen<I>h, i,<B>k,</B></I><B> 1 je</B> mit einer Seite eingelegt. Mit der andern Seite wird jede dieser Steigspulen in die Deck- schicht auf eine der Spulenseiten des Spulen- rostes R, gelegt, und zwar die Spule h in die Nut<B>1,</B> die Spule i in die Nut 2, die Spule<B>k</B> in die Nut 3# und die Spule<B>1</B> in die Nut 4.
<B>.</B> In die Deckschicht wird sodann eine Füllspule m eingebracht, die zu deü Steig spulen ebenso liegt wie die Füllspule<B>g</B> in .der Grundschicht. Durch die beiden Seiten dieser Füllspule und die vier obern' Seiten der Steigspulen werden von den<B>36</B> Nuten- räumen der Deckschicht sechs belegt, so dass gerade dreissig für die drei Spulenroste der Deckschicht mit<B>je</B> zehn Spulenseiten frei- bleiben.
Die Schaltverbindungen, durch die dieser Wicklungskörper elektrisch in drei Phasen aufgeteilt werden kann, sind in die Abb. <B>5</B> nicht eingezeichnet. Die drei Phasen fallen dabei nicht ganz gleich aus; demnach würde die Wicklung, von einem umlaufenden Pol rad mit sechs Polen erregt, drei in der Grösse voneinander etwas abweichende und auch nicht genau um 12,0 Grad in der Phase ge geneinander verschobene Spannungen liefern.
Auch bei diesem Wicklungskörper liegen, wie Abb. <B>5</B> erkennen lässt, die verdielden Spulenköpfe der Roste jeder Schicht in den Zwischenräumen zwischen den Spulenköpfen der Roste der andern Schicht.
Die in Abb. <B>5</B> dargestellte Art der Aus füllung der Restnuten ist nicht die einzig- mögliche. Man könnte beispielsweise die Spulenroste Rzi, R" R-, der Grundschicht auch so einlegen, dass zwischen Je zweien<B>voll</B> ihnen zwei Restnuten bleiben und könnte diese sechs Restnuten mit dreimal zwei Steig spulen belegen.
Der Vorteil des Verfahrens, der sieh in Erleichterung von Reparaturen an der Wick- lung auswirkt, findet seinen Ausdruck im Folgenden.
Wird- eine Spule der Deckschicht schad haft, so muss im ungünstigsten Falle nur ein ganzer Spulenrost entfernt werden, uiü die beschädigte Spule erneuern zu können. Im günstigsten Falle, wenn nämlich die beschä digte Spule die zuletzt eingelegte Spule eines Rostes ist, braucht nur diese Spule entfernt zu werden.
Wird eine Spule der Grundschicht be schädigt, so müssen nur zwei Spulenroste der Deckschicht entfernt werden, um erst einmal den Rost der Grundsehicht mit der besc*hädii- ten Spule freizulegen.<B>-</B> Um die Bedeutung dieses Vorteils hervor zuheben, wird bemerkt, dass beim Schadhaft- werden einer Spule eines zweischichtigen Wicklungskörpers, der aus laut-er gleichen, mit einer Seite in der Deckschicht,
mit der andern 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 dein Eisenkörper zu entfernen und .:durch, eine neue zu ersetzen, ohne alle Spulen, die mit einer Seite zwischen den Seiten der besebä- digten Spule liegen, mit dieser Seite zu lii f- ten und mit der andern Seite in der mit züi 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.
Der angegebene Vorteil ist am grössten, wenn der melirschichtige Wicklungskörper ohne Verflechtung durch Steigspulen aus geführt wird.