CH219269A - Pole-changing broken hole winding for electrical machines. - Google Patents

Pole-changing broken hole winding for electrical machines.

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CH219269A
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winding
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Hermes Patentverwertun Haftung
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Hermes Patentverwertungs Gmbh
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/28Layout of windings or of connections between windings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Description

  

  Polumschaltbare Bruchlochwicklung für elektrische Maschinen.    Die Erfindung betrifft eine     zweischichtige     Mehrphasenbruchlochwicklung für elektri  sche Maschinen, die mittels Vertauschung  von Wicklungsteilen polumschaltbar ist.  Solche Wicklungen sind an sich bekannt,  doch sind sie in .den bisher vorgeschlagenen       Ausführungsarten    nicht für kompliziertere  Polzahlverhältnisse geeignet. Sie ergeben ent  weder keine symmetrischen Felderregerkur  ven oder keine befriedigende und genügend  oberwellenfreie Spannungskurve, was insbe  sondere bei ihrer Verwendung für Wechsel  stromerzeuger gefordert wird.  



  Nach der Erfindung können die erwähnten  Nachteile dadurch behoben werden, dass die  Wicklung einerseits sowohl Einzelspulen als  auch Spulenfolgen, anderseits Spulen beider  Wicklungsrichtungen und ausserdem aufge  lockerte Wicklungszonen enthält. Die Auf  lockerung der Wicklungszonen besteht darin,  dass nicht alle Spulenseiten einer Wicklungs  zone der gleichen Phase in benachbarten    Nuten und bei     beiden    Wicklungsschichten in  denselben Nuten liegen, sondern dass ent  weder die Zonen auseinandergezogen sind und  Lücken enthalten, wobei benachbarte Wick  lungszonen durch     Übergreifen    ihrer     äussern     Spulen verschachtelt sein können, oder dass die  der Oberschicht und der Unterschicht an  gehörenden     Teile    der Wicklungszonen ,

  ge  geneinander versetzt sind, oder dass einlagige  Wicklungszonenteile durch Vertauschen von  Leitern der Ober- und Unterschicht auf beide  Wicklungsschichten     verteilt    sind.     Unter     Bruchlochwicklungen im Sinne der Erfin  dung     Bind    alle Wicklungen zu verstehen, die  eine     gebrochene    Anzahl von Nuten je Pol  und Phase aufweisen. Polumschaltbare Wick  lungen gelten dann als     Bruchlochwicklungen     im Sinne der Erfindung, wenn sie     wenigstens     bei einer ihrer Polzahlen :eine     gebrochene    An  zahl von Nuten je Pol und Phase haben.

    Einzelspulen sind solche, welche gegen die  im Wicklungszug     benachbarten    Spulen um      mindestens zwei Nutteilungen versetzt sind,  Spulenfolgen sind aus zwei oder mehr in  Nachbarnuten aufeinanderfolgenden Spulen  zusammenbesetzte Spulengruppen. Die Spu  len können mehrere Windungen haben oder  bei     Stabwicklungen    auch     aus    einer einzelnen  Windung bestehen.  



  Das Auseinanderziehen oder Verschach  teln von Wicklungszonen, das gegenseitige  Versetzen der Wicklungsschichten oder Ver  tauschen von Leitern der Ober- und. Unter  schicht ist in einzelnen Fällen zur     Ver-          besserung    der     magnetischen    oder elektrischen  Eigenschaften von Wicklungen bereits an  gewendet worden, jedoch nicht in     Verbin-          dun-    mit Einzelspulen und Spulenfolgen und  mit Spulen beider Wicklungsrichtungen, das  heisst mit im Uhrzeigersinne oder in ent  gegengesetztem Sinne angeschlossenen Spulen.

         Erst    durch die     erfindungsgemässe    Anordnung  erhält man die nötige Freiheit, um eine allen  erwähnten Bedingungen entsprechende Wick  lung entwerfen zu können. Vorteilhafter  weise wird bei allen Polzahlen neben der       Anwendung    von Einzelspulen und Spulen  folgen, sowie verschiedener Wicklungsrich  tungen wenigstens eine der obenerwähnten  Massnahmen (Zonenerweiterung- oder Ver  schachtelung usw.) angewendet, aber min  destens bei einer Polzahl die Kombination  von zwei oder mehr solcher Massnahmen be  nutzt.  



  Ein erstes Ausführungsbeispiel der Er  findung ist in der Zeichnung dargestellt.  Dieses Beispiel zeigt eine von vier Polen auf  sechs Pole umschaltbare     dreiphasige    Zwei  schichtschleifenwicklung, die nach Fig. 1 in  18 Nuten untergebracht ist und einen Wick  lungsschritt von drei Nuten hat. Ihre Nut  zahl je Pol und Phase     ist    für die     vierpolige     Schaltung 1,5. Die Wicklung ist. hier daher  eine Bruchlochwicklung. In der sechspoligen  Schaltung ist eine Nut je Pol und Phase vor  handen.  



  Die Wicklungsverbindungen für die bei  den Polzahlen sind in Fig. 2 und Fig. 3 wie  dergegeben. In beiden Schaltungen sind die  Enden<I>x,</I>     y,    z der drei Wicklungsphasen zu    einem Sternpunkt 0     vereinigt.    Phasenanfänge  u, u, 2r und Phasenenden :x, y, z behalten ihre  Labe bei der     Umschaltung    dauernd bei. Die  Anschlussrichtungen der Wicklungsspulen  bleiben ebenfalls ungeändert, wie die in  Fig. 1 einbetragenen, bei beiden Polzahlen  gleichbleibenden Pfeile erkennen lassen.

   Die  Pfeile bedeuten nicht die     Stromrichtungen    in  einem     bestimmten        Augenblick,        sondern    den  Verlauf des Wicklungszuges in der Rich  tung vom Phasenanfang zum Phasenende.  Die     Polumschaltung    vollzieht sich somit  durch reine     Vertauschung    von Wicklungs  teilen ohne Umkehr ihrer Anschlussrichtungen.  



  In Fig. 4 sind die unmittelbar an den  Phasenanfängen liebenden Spulengruppen  der drei. Phasen einzeln     dargestellt,    und zwar  in Fig. 4z die erste Spulengruppe der Phase  ux, in Fit,. 41) die der Phase vy und in Fig. 4G  die der Phase Die     Wicklung    enthält so  mit sowohl einzelne Spulen (Fig. 4h und 4e),  als auch Spulenfolgen von je zwei aufeinan  derfolgenden Spulen (Fig. 4"). Ausserdem  kommen in ihr Spulen beider Wicklungs  richtungen vor. In Fig. 4g- ist die Spule 17-2  im Uhrzeigersinn und die Spule 6-3 im ent  gegengesetzten Sinn in den Wicklungszug       einbeschaltet.    Das bleiche gilt für die Spu  len 3-18 und 4-7 in Fig. 4e.  



  Die Fig. 5 und 6 zeigen für die beiden  Polzahlen die     Verteilung    der Phasen und der  Anschlussrichtungen auf Ober- und Unter  schicht der 18 Nuten. Die Felder der vorn  angeschlossenen, das heisst in Richtung von  vorn nach hinten im Wicklungszug liegenden  Nutenleiter sind in diesen Figuren durch  Schraffen hervorgehoben. Solche- Leiter kom  men in beiden Schichten vor. Vertauscht man  in den Nuten 3, 6, 9, 1?,     15    und 18 die Lei  ter der Ober- und Unterschicht, so liegen  alle vorn angeschlossenen Leiter in der  Oberschicht, ohne dass sich im übrigen an der  Feldverteilung der     Wicklung        etwas    ändert.

         Zu24eich,    entstehen in ihr     geschlossene        Wick-          lunrszonen    von je drei derselben Phase und  Schicht angehörenden Nachbarleitern. Alle  Spulen haben hierbei den gleichen     Wiek-          lunbssinn.    Verschiebt man ausserdem die      Oberschicht seitlich gegen die Unterschicht,  so erhält man schliesslich eine gewöhnliche  Dreizonenwicklung, das ist eine Wicklung,  bei der in einer doppelten Polteilung drei  geschlossene Phasenzonen aufeinanderfolgen.  Die Wicklung nach Fig. 5 geht also aus einer  solchen durch gegenseitige Versetzung :der  Wicklungsschichten und gleichzeitiges.

   Ver  tauschen von     Leitern    der Ober- und Unter  schicht hervor, wodurch man eine     Sechs-          zonenwieklung    mit verschieden grossen Spu  lengruppen und Spulen verschiedenen, Wick  lungssinnes erhält, also eine Wicklung, die in  einer doppelten Polteilung 6 aufeinander  folgende Phasenzonen enthält, .die im vorlie  genden Ausführungsbeispiel einander über  greifen. In Fig. 6 sind die schraffierten  Felder in gleicher Weise wie in Fig. 5 auf  die beiden Wicklungsschichten verteilt. Auch  hieraus erkennt man, dass die Anschluss  richtungen der Spulen bei der Polumschal  tung unverändert bleiben.

   Die Wicklung  lässt sich auch bei :dieser Polzahl durch Ver  tauschen der Ober- und Unterschichtleiter in  den     bereits    genannten     Nuten    3, 6 usw. in eine  Normalwicklung zurückverwandeln. Diese  ist hier eine Sechszonenwicklung, mit sechs  einander nicht     übergreifenden    Phasenzonen  in jeder doppelten Polteilung, während bei  der kleineren Polzahl die normale Wicklung,  wie erwähnt, eine Dreizonenwicklung würde.  Eine solche ergibt eine unsymmetrische Feld  erregerkurve und     Feldverteilung,    was bei  der Wicklung nach der Erfindung vermieden  ist.

   Das     beschriebene        Ausführungsbeispiel    ist  der Übersichtlichkeit halber für ein ein  facheres Polzahlverhältnis (4 :6) gewählt.  Es können aber auch andere Polzahlverhält  nisse gewählt werden.  



  Die Erfindung lässt sich unter anderem  auf polumschaltbare Wicklungen von belie  biger Phasenzahl m     anwenden,    die aus     m2    zur  Polumschaltung umzuordnenden Wicklungs  teilen bestehen. Der Entwurf solcher Wick  lungen macht Schwierigkeiten, wenn ihre  Nutzahl je Pol und Phase bei der einen oder  bei beiden Polzahlen eine gebrochene Zahl  ist, die Wicklungen also eine Bruchlochwick-    lung darstellen. Es wird .deren Entwurf er  leichtert und eine günstige Feldkurve er  halten, wenn die Wicklung aus Spulen  gruppen mit allen möglichen ganzen Spulen  zahlen, von 1 bis x oder ganzzahligen Viel  fachen davon zusammengesetzt ist, wobei x       ,die    auf die nächste ganze Zahl aufgerundete  Kennzahl der Bruchlochwicklung bedeutet.

         Ist    die Wicklung bei beiden Polzahlen eine  Bruchlochwicklung, so, ist die eine oder an  dere Kennzahl aufzurunden, sofern nicht  beide Kennzahlen die gleiche     Aufrundung     ergeben.  



  Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 6  ist, wie erwähnt, in der vierpoligen Schal  tung eine Bruchlochwicklung mit 11/2 Nuten  je Pol und. Phase. Die     aufgerundete    Kenn  zahl der Bruchlochwicklung ist 2; die mög  lichen ganzen Spulenzahlen sind hierdurch 1  und 2, die     Wicklung    enthält daher Einzel  spulen und     Doppelspulen.    Ein Teil der Wick  lungsteile     besteht    deshalb je aus einer ge  schlossenen.

   Spulenfolge, ein anderer Teil je  aus mehreren (hier zwei) räumlich     getrennten     Spulen.     Bei        ;grösseren    Nutzahlen kann wieder  eine Vervielfältigung eintreten, so dass an  Steile der Einzelspule Spulenfolgen und an  Stelle der Doppelspulen grössere     Spulenfolgen     verwendet werden. Wie     Fig.    4a bis     4c    zeigen,  bestehen einige     Wicklungsteile    nur aus einer  Doppelspule, die andern Wicklungsteile aus  je zwei räumlich getrennten Einzelspulen.

    Bei der Erweiterung der Wicklung für  grössere Nutzahlen oder Polzahlen können die  einen     Wicklungsteile    auch     aus    mehreren  Doppelspulen, die     andern    aus mehreren  Paaren von je zwei räumlich     getrennten        Ein-          zelspulen        bestehen.    Die räumlich getrenn  ten Elemente (Spulen oder     Spulenfolgen)     desselben Wicklungsteils haben entgegen  gesetzten Wicklungssinn.

   Zum Beispiel sind  die beiden Einzelspulen des in     Fig.    4b dar  gestellten     Wicklungsteils    im     Uhrzeigersinn,     die des     Wicklungsteils    nach     Fig.        4c    ent  gegengesetzt angeschlossen.  



  In den     Fig.    7 bis, 9 der Zeichnung ist ein  weiteres     Ausführungsbeispiel    im Schaltbild  wiedergegeben.     Fig.    7 zeigt die Anordnung      der Wicklungsspulen, Fig. 8 die Schaltver  bindungen für die eine Polzahl und Fig. 9  die für die andere Polzahl. Die Wicklung ist  eine Zweischichtschleifenwicklung, die in 36  Nuten untergebracht ist. Sie hat je nach der  Schaltung 6 oder 8 Pole, ist also im Pol  zahlverhältnis 3 : 4 umschaltbar. Sie besteht  <I>aus</I> in<I>=</I> 3 Phasen und hat     nag   <I>= 9</I> Wick  lungsteile, deren Schaltung in den Fig. 10  und 11 für die     beiden    Polzahlen wieder  gegeben ist.

   In Fig. 7 sind die Anfänge dieser  9 Wicklungsteile mit .den Zahlen I bis IX  und deren Enden mit I' bis IX' bezeichnet.  Die Wicklung hat eine einheitliche Spulen  weite von 6 Nutteilungen und bildet in der  achtpoligen Schaltung eine Bruchlochwick  lung mit 11i- Nuten je Pol und Phase. Ihre  auf die nächst höhere Zahl aufgerundete  Nennzahl ist 2.  



  Ihre     Wicklungsteile        bestehen    aus Spulen  folgen von zwei aufeinanderfolgenden Spulen  (Doppelspulen) und aus Einzelspulen. Je drei  solcher Elementwind zu einem Wicklungs  teil zusammengeschaltet. In Fig. 12, 13 und  14 sind die an den     Phasenanfängen        2u,        v,        IL'     liegenden Wicklungsteile einzeln dargestellt;  sie     enthalten    je zwei Abschnitte gleicher  Windungszahl und einen solchen doppelter  Windungszahl, nämlich zwei Einzelspulen  und eine Doppelspule. Bei höherer Nutzahl  können statt dessen auch zwei Doppelspulen  und eine Vierfachspule verwendet werden.

    Bei sehr grossen Nutzahlen kann die Verviel  fachung der Wicklungselemente fortgesetzt  werden. Eine Spulengruppe der Wicklungs  teile hat umgekehrten Wicklungssinn wie  die beiden andern Spulengruppen. Beispiels  weise ist bei dem Wicklungsteil 1 1' die  Doppelspule 1-7-2-8 und die Einzelspule  28-34 im Uhrzeigersinn, die Einzelspule  33-3 entgegen dem Uhrzeigersinn ange  schlossen. Das gleiche gilt für alle übrigen  Wicklungsteile, bei denen sieh die in Fig. 12  bis 14 dargestellten Formen wiederholen. Die  drei Spulengruppen dieser Wicklungsteile  umfassen je drei aufeinanderfolgende Pol  teilungen der kleinen Polzahl. Bei einem Teil  davon liegt die Spulengruppe doppelter Win-    dungszahl in der mittleren der drei um  fassten Polteilungen, wie beispielsweise nach  Fig. 13.

   Bei einem andern Teil liegt die  Spulengruppe doppelter Windungszahl in       einer    der seitlichen Polteilungen, z. B. nach  Fig. 12 in der rechten, nach Fig. 14 in der  linken Polteilung. Vorzugsweise enthält jede  Phase (jeder Wicklungsstrang) Wicklungs  teile beider Arten. Die Wicklung lässt sich  vollkommen symmetrisch aufbauen, wobei  jeder     Phasenstrang    alle: drei Formen von  Wicklungsteilen (Fig. 12 bis 14) enthält, in  denen also die Spule doppelter Windungs  zahl alle drei möglichen Lagen, nämlich ent  weder zwischen zwei Spulen einfacher Win  dungszahl oder rechts oder links von zwei  solchen einnimmt.  



  Die Wicklungszonen sind hier in folgen  der Weise aufgelockert: Wie sich durch Ver  folgen des Wicklungsverlaufes von den  Phasenanfängen     u,        v,        u,    zu den Phasenenden  x, y, z nach Fig. 7 und 8 ergibt, entstehen  in der Phase ux gleichphasige Wicklungs  zonen der Form o-o-u-o und u-u-o-u,  worin o Stäbe der obern und     2c    Stäbe der  untern Wicklungsschicht bedeuten. Der dritte  Stab jeder Zone ist jeweils in die andere  Schicht verlegt, also mit, dem entsprechenden  Stab dieser Schicht vertauscht. Die Phase vy  enthält Zonen von der Form o-u-u-o und       11>-0-0-9,c,    die in die Lücken der zur Phase  ux gehörenden Zonen eingreifen, mit, diesen  Zonen daher verschachtelt sind.

   Ebenso  übergreift die Phase wz mit ihren Zonen von  der Form o-u-o-o und u-o-u-u die  Nachbarzonen. Die Wicklung hat somit die  eingangs Hervorgehobenen wesentlichen Merk  male.



  Pole-changing broken hole winding for electrical machines. The invention relates to a two-layer multi-phase break hole winding for electrical cal machines, which is pole-changing by interchanging winding parts. Such windings are known per se, but in the previously proposed embodiments they are not suitable for more complicated number of poles. Neither do they result in any symmetrical field exciter curves or a satisfactory and sufficiently harmonic-free voltage curve, which is particularly required when they are used for alternating current generators.



  According to the invention, the disadvantages mentioned can be eliminated in that the winding contains both individual coils and coil sequences on the one hand, and coils in both winding directions on the other hand and also loosened winding zones. The loosening of the winding zones consists in the fact that not all coil sides of a winding zone of the same phase are in adjacent slots and in both winding layers in the same slots, but rather that either the zones are pulled apart and contain gaps, with adjacent winding zones overlapping their outer edges Coils can be nested, or that the upper layer and the lower layer belonging to parts of the winding zones,

  are offset from one another, or that single-layer winding zone parts are distributed on both winding layers by exchanging conductors of the upper and lower layers. Under broken hole windings in the sense of the inven tion Bind all windings are to be understood that have a broken number of slots per pole and phase. Pole-changing windings are considered broken-hole windings within the meaning of the invention if they have at least one of their number of poles: a broken number of slots per pole and phase.

    Individual coils are those which are offset by at least two slot pitches with respect to the coils adjacent in the winding train; coil sequences are composed of two or more coils arranged one after the other in adjacent slots. The coils can have several turns or, in the case of bar windings, consist of a single turn.



  The pulling apart or interlocking of winding zones, the mutual displacement of the winding layers or exchanging the conductors of the upper and lower. Undercoat has already been used in individual cases to improve the magnetic or electrical properties of windings, but not in connection with individual coils and coil sequences and with coils in both winding directions, that is to say with clockwise or opposite connection Do the washing up.

         It is only through the arrangement according to the invention that the necessary freedom is obtained in order to be able to design a winding that meets all the conditions mentioned. Advantageously, for all numbers of poles, in addition to the use of individual coils and coils, as well as different winding directions, at least one of the above-mentioned measures (zone expansion or interleaving, etc.) is used, but at least for one number of poles, the combination of two or more such measures be uses.



  A first embodiment of the invention He is shown in the drawing. This example shows a three-phase two-layer loop winding which can be switched from four poles to six poles and is housed in 18 slots according to FIG. 1 and has a winding step of three slots. The number of slots per pole and phase is 1.5 for the four-pole circuit. The winding is. here therefore a broken hole winding. In the six-pole circuit there is one slot for each pole and phase.



  The winding connections for the number of poles are shown in Fig. 2 and Fig. 3 as. In both circuits, the ends <I> x, </I> y, z of the three winding phases are combined to form a star point 0. Phase beginnings u, u, 2r and phase ends: x, y, z keep their label permanently when switching. The connection directions of the winding coils also remain unchanged, as can be seen from the arrows entered in FIG. 1, which remain the same for both pole numbers.

   The arrows do not indicate the current directions at a specific moment, but the course of the winding train in the direction from the beginning of the phase to the end of the phase. Pole switching is thus carried out by simply interchanging winding parts without reversing their connection directions.



  In FIG. 4, the coil groups of the three that are immediately at the beginning of the phase are. Phases shown individually, namely in Fig. 4z the first coil group of phase ux, in Fit ,. 41) that of phase vy and that of phase in FIG. 4G. The winding thus contains both individual coils (FIGS. 4h and 4e) and coil sequences of two consecutive coils each (FIG. 4 ") In Fig. 4g, the coil 17-2 is connected in a clockwise direction and the coil 6-3 in the opposite direction in the winding train. The same applies to the coils 3-18 and 4-7 in Fig 4e.



  5 and 6 show the distribution of the phases and the connection directions on the upper and lower layers of the 18 slots for the two numbers of poles. The fields of the slot conductors connected at the front, that is to say in the direction from front to back in the winding train, are highlighted in these figures by hatching. Such conductors occur in both layers. If the conductors of the upper and lower layers are interchanged in slots 3, 6, 9, 1 ?, 15 and 18, all of the conductors connected at the front are in the upper layer without changing anything in the field distribution of the winding.

         At the same time, closed winding zones of three neighboring conductors each belonging to the same phase and layer are created in it. All coils have the same sense of motion. If you also move the top layer laterally against the bottom layer, you finally get an ordinary three-zone winding, that is, a winding in which three closed phase zones follow one another in a double pole pitch. The winding according to FIG. 5 is thus based on one such by mutual displacement: the winding layers and simultaneous.

   Exchanging the conductors of the upper and lower layers, which results in a six-zone configuration with coil groups of different sizes and coils of different winding senses, i.e. a winding that contains 6 consecutive phase zones in a double pole pitch Lowing embodiment overlap each other. In FIG. 6, the hatched fields are distributed over the two winding layers in the same way as in FIG. 5. This also shows that the connection directions of the coils remain unchanged when the pole is switched.

   The winding can also be converted back into a normal winding with this number of poles by exchanging the upper and lower layer conductors in the aforementioned slots 3, 6, etc. This is a six-zone winding here, with six non-overlapping phase zones in each double pole pitch, while with the smaller number of poles the normal winding, as mentioned, would be a three-zone winding. Such results in an asymmetrical field exciter curve and field distribution, which is avoided in the winding according to the invention.

   For the sake of clarity, the exemplary embodiment described has been selected for a single pole number ratio (4: 6). However, other pole number ratios can also be selected.



  The invention can be applied, inter alia, to pole-changing windings of any number of phases m, which consist of winding parts to be rearranged for pole-changing. The design of such windings creates difficulties if their number of slots per pole and phase is a fractional number for one or both of the number of poles, i.e. the windings represent a broken-hole winding. Its design is made easier and a favorable field curve is obtained if the winding is made up of coil groups with all possible whole coils, from 1 to x or integer multiples thereof, where x is the number rounded up to the nearest whole number the broken hole winding means.

         If the winding is a broken hole winding for both numbers of poles, then one or the other key figure must be rounded up, unless both key figures result in the same rounding up.



  In the embodiment according to FIGS. 1 to 6, as mentioned, in the four-pole scarf device a broken hole winding with 11/2 slots per pole and. Phase. The rounded up key number of the broken hole winding is 2; the possible whole coil numbers are hereby 1 and 2, the winding therefore contains single coils and double coils. Some of the winding parts therefore each consist of a closed one.

   Coil sequence, a different part each from several (here two) spatially separated coils. In the case of larger numbers of uses, duplication can occur again, so that coil sequences are used instead of the double coils, and larger coil sequences are used instead of the double coils. As shown in FIGS. 4a to 4c, some winding parts consist only of a double coil, the other winding parts each consist of two spatially separated individual coils.

    When expanding the winding for larger numbers of slots or poles, one winding part can also consist of several double coils, the other of several pairs of two spatially separated individual coils. The spatially separated elements (coils or coil sequences) of the same winding part have opposite winding directions.

   For example, the two individual coils of the winding part provided in FIG. 4b is connected clockwise, that of the winding part according to FIG. 4c is connected in opposite directions.



  In FIGS. 7 to 9 of the drawing, a further exemplary embodiment is shown in the circuit diagram. Fig. 7 shows the arrangement of the winding coils, Fig. 8 the Schaltver connections for one number of poles and Fig. 9 for the other number of poles. The winding is a two-layer loop winding that is housed in 36 slots. Depending on the circuit, it has 6 or 8 poles, so it can be switched in the pole number ratio 3: 4. It consists <I> of </I> in <I> = </I> 3 phases and has nag <I> = 9 </I> winding parts, the circuit of which is shown in FIGS. 10 and 11 for the two numbers of poles given is.

   In Fig. 7 the beginnings of these 9 winding parts are denoted by the numbers I to IX and their ends by I 'to IX'. The winding has a uniform coil width of 6 slot pitches and in the eight-pole circuit forms a Bruchlochwick development with 11i slots per pole and phase. Their nominal number, rounded up to the next higher number, is 2.



  Your winding parts consist of coils followed by two consecutive coils (double coils) and of single coils. Three such element winds are interconnected to form a winding part. In FIGS. 12, 13 and 14 the winding parts located at the phase beginnings 2u, v, IL 'are shown individually; they each contain two sections with the same number of turns and such a double number of turns, namely two single coils and one double coil. With a higher number of slots, two double coils and one quadruple coil can be used instead.

    With very large numbers of slots, the multiplication of the winding elements can be continued. A coil group of the winding parts has the opposite direction of winding as the other two coil groups. Example, in the winding part 1 1 ', the double coil 1-7-2-8 and the single coil 28-34 clockwise, the single coil 33-3 is closed counterclockwise. The same applies to all other winding parts, in which the forms shown in FIGS. 12 to 14 are repeated. The three coil groups of these winding parts each include three consecutive pole pitches of the small number of poles. In some of these, the coil group with twice the number of turns is located in the middle of the three enclosed pole pitches, for example according to FIG. 13.

   In another part, the coil group with twice the number of turns is located in one of the lateral pole pitches, e.g. B. according to FIG. 12 in the right, according to FIG. 14 in the left pole pitch. Preferably, each phase (each winding phase) contains winding parts of both types. The winding can be built up completely symmetrically, with each phase strand containing all: three forms of winding parts (Fig. 12 to 14), in which the coil with double the number of turns has all three possible positions, namely either between two coils with a single number of turns or on the right or to the left of two of them.



  The winding zones are loosened here in the following way: As follows from the phase beginnings u, v, u, to the phase ends x, y, z according to FIGS. 7 and 8 by following the winding, in-phase winding zones arise in the phase ux of the form oouo and uuou, where o denotes bars of the upper and 2c bars of the lower winding layer. The third bar of each zone is moved to the other layer, i.e. swapped with the corresponding bar of this layer. The phase vy contains zones of the form o-u-u-o and 11> -0-0-9, c, which engage in the gaps of the zones belonging to the phase ux and are therefore interleaved with these zones.

   Likewise, the phase wz with its zones of the form o-u-o-o and u-o-u-u overlaps the neighboring zones. The winding thus has the essential features highlighted at the outset.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Mittels Vertauschung von Wicklungs teilen polumschaltbare zweischichtige Mehr phasen-Bruchlochwicklung für elektrische Maschinen, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung .einerseits sowohl Einzelspulen als auch Spulenfolgen, anderseits Spulen beider -#Vicklttngsrichtungen und ausserdem auf gelockerte Wicklungszonen enthält. UNTERANSPRÜCHE: 1. Wicklung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass benachbarte Wicklungszonen miteinander verschachtelt sind. 2. Wicklung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Wicklungs zonen gegeneinander versetzte Wicklungs schichten enthalten. 3. PATENT CLAIM: By interchanging winding parts, pole-changing, two-layer multi-phase broken-hole winding for electrical machines, characterized in that the winding contains, on the one hand, both individual coils and coil sequences, and, on the other hand, coils in both directions and also loosened winding zones. SUBClaims: 1. Winding according to claim, characterized in that adjacent winding zones are nested with one another. 2. Winding according to claim, characterized in that the winding zones contain mutually offset winding layers. 3. Wicklung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die der Ober schicht und der Unterschicht angehörenden Teile derselben Wicklungszone gegeneinan der versetzt sind. 4. Wicklung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass an sich einlagige Wicklungszonenteile durch Vertauschen von Leitern der Ober- und Unterschicht auf beide Wicklungsschichten verteilt sind. 5. Wicklung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass bei allen Pol zahlen wenigstens eine der Massnahmen: 1. Auseinanderziehen und Verschachteln von Wicklungszonen, 2. gegenseitiges Versetzen der Wicklungs schichten und 3. Winding according to claim, characterized in that the parts belonging to the upper layer and the lower layer of the same winding zone are offset against one another. 4. Winding according to claim, characterized in that single-layer winding zone parts are distributed over the two winding layers by interchanging conductors of the upper and lower layers. 5. Winding according to patent claim, characterized in that at least one of the measures is required for all poles: 1. Pulling apart and nesting of winding zones, 2. mutual displacement of the winding layers and 3. Verteilung einlagiger Wicklungszonenteile auf beide Wicklungsschichten angewendet ist, wobei mindestens bei einer Polzahl zugleich wenigstens zwei solche Massnahmen miteinander kombiniert sind. 6. Wicklung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass sie sowohl im Uhrzeigersinn angeschlossene als auch ent gegengesetzt angeschlossene Spulen enthält. 7. Im Polzahlverhältnis 3 :4 umschalt bare Wicklung nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass ihre m2 Wick lungsteile drei verschiedene Spulengruppen aufweisen. B. Wicklung nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass die Wicklungs teile je zwei Abschnitte gleicher Windungs zahl und einen solchen doppelter Windungs zahl enthalten. 9. Distribution of single-layer winding zone parts is applied to both winding layers, with at least two such measures being combined with one another at least for one number of poles. 6. Winding according to dependent claim 5, characterized in that it contains both clockwise connected and oppositely connected coils. 7. In the number of poles ratio 3: 4 switchable winding according to dependent claim 6, characterized in that their m2 winding parts have three different coil groups. B. winding according to dependent claim 7, characterized in that the winding parts each contain two sections of the same number of turns and such a double number of turns. 9. Wicklung nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass eine Spulengruppe der Wicklungsteile umgekehrten Wicklungs- sinn wie die beiden andern Spulengruppen hat. 10. Wicklung nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass die Wicklungs teile je aus zwei Einzelspulen und einer Doppelspule bestehen. 11. Wicklung nach Unteranspruch 7, da Jurch gekennzeichnet, dass die drei Spulen gruppen der Wicklungsteile je drei aufein anderfolgende Polteilungen, der kleinen Pol zahl umfassen. 12. Winding according to dependent claim 7, characterized in that one coil group of the winding parts has the opposite direction of winding as the two other coil groups. 10. Winding according to dependent claim 7, characterized in that the winding parts each consist of two single coils and a double coil. 11. Winding according to dependent claim 7, characterized in that the three coil groups of the winding parts each include three consecutive pole pitches, the small number of poles. 12. Wicklung nach Unteranspruch 11, da durch gekennzeichnet, dass bei einem Teil der Wicklungsteile die Spulengruppe doppelter Windungszahl in der mittleren der drei um fass.ten Polteilungen, bei einem andern Teil einer der .seitlichen Polteilungen liegt. 13. Wicklung nach Unteranspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede Phase Wicklungsteile beider Arten .enthält. 14. Wicklung nach Unteranspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie in jeder Phase drei verschiedene Wicklungsteile ent hält, in denen die Spule doppelter Windungs- zahl, einmal rechts und einmal linke von zwei solchen liegt. 15. Winding according to dependent claim 11, characterized in that, in some of the winding parts, the coil group with twice the number of turns is in the middle of the three pole pitches covered, and in the other part is in one of the lateral pole pitches. 13. Winding according to dependent claim 12, characterized in that each phase contains winding parts of both types. 14. Winding according to dependent claim 13, characterized in that it contains three different winding parts in each phase, in which the coil is twice the number of turns, one on the right and one on the left of two such. 15th Wicklung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass sie im Polzahl verhältnis 2 : 3 umschaltbar ist. 16. Wicklung nach Unteranspruch 15, dadurch ,gekennzeichnet, dass ein Wicklungs teil zwei nebeneinanderliegende Spulen ent hält, ein anderer Teil je aus mindestens zwei räumlich getrennten Spulen besteht. 17. Wicklung nach Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass einige Wick lungsteile aus mindestens einer Doppelspule, die andern Wicklungsteile je aus mindestens einem Paar von getrennten; Einzelspulen be stehen. 18. Winding according to patent claim, characterized in that it can be switched in the pole number ratio 2: 3. 16. Winding according to dependent claim 15, characterized in that a winding part holds two adjacent coils ent, another part each consists of at least two spatially separated coils. 17. Winding according to dependent claim 15, characterized in that some winding parts consist of at least one double coil, the other winding parts each consist of at least one pair of separate; Individual coils exist. 18th Wicklung nach Unteransprucb. 15, ,dadurch gekennzeichnet, dass die räumlich getrennten Elemente desselben Wicklungs teils entgegengesetzten Wicklungssinn haben. Winding according to sub-claims. 15,, characterized in that the spatially separated elements of the same winding partially have opposite directions of winding.
CH219269D 1940-02-15 1941-05-26 Pole-changing broken hole winding for electrical machines. CH219269A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1128523A2 (en) * 2000-02-24 2001-08-29 BRIGGS &amp; STRATTON CORPORATION Stator for an electric motor/generator with a half-integer winding

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1128523A2 (en) * 2000-02-24 2001-08-29 BRIGGS &amp; STRATTON CORPORATION Stator for an electric motor/generator with a half-integer winding
EP1128523A3 (en) * 2000-02-24 2003-07-09 BRIGGS &amp; STRATTON CORPORATION Stator for an electric motor/generator with a half-integer winding

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