Aus Scheibenspulen zusammengesetzte Wicklung, bei der jede Scheibenspule aus mehreren parallel geschalteten und nebeneinander gleichlaufenden Teilleitern gewickelt ist. Bei Scheibenspulenwicklungen für hohe Stromstärken ergibt sich vielfach die Not wendigkeit, mehrere Leiter parallel zu schal ten. Meist erweist es .sich dabei als zweck mässig, die Einzelleiter gemeinsam, also inein ander, zu einer Spule zu wickeln. Die Einzel teile werden dann parallel vom Strom durch flossen. Auch bei Wicklungen, die für ver schiedene Spannungen umschaltbar sein sol len, z. B. ein-, zwei-, vierfach parallel, wird häufig das Ineinanderwickeln der Teilleiter bei Scheibenspulenwicklungen angewandt.
Bei der Vierfach-Parallelschaltung werden dann alle vier ineinandergewickelten Teil leiter parallel vom Strom durchflossen.
Wählt man nun als Spulenverbindung von solchen ineinandergewickelten Spulen die bekannte fertigungstechnisch einfachste und auch spannungstechnisch und mechanisch einwandfreiste Ausführung nach Fig. 1, wo beispielsweise drei ineinandergewickelte Zweige 1 bis 3 angenommen sind, so ergibt sich für die einzelnen Zweige folgender räum licher Verlauf:
Die äusserste Lage der parallelen Teil leiter wird jeweils mit der äussersten Lage der parallelen Teilleiter der nächsten Spule in der Weise verbunden, dass der aussen liegende Teilleiter 1 der Spule I mit dem innersten Teilleiter 1' der nächsten Spule II verbunden wird, während der innerste Teil leiter 3 der Spule I äusserster Teilleiter 3' der Spule II wird und schliesslich der Teilleiter 2 der Spule I auch in der Spule II mittlerer Leiter bleibt.
Derartige Spulenverbindungen sind wohl bequem herzustellen, sie haben aber den Nachteil, dass sich damit stromtechnisch eine nur ganz unvollkommene Auskreuzung der Teilleiter ergibt, weil die von den einzelnen Teilleiterzweigen umfassten Streuflüsse un gleich gross sind. Dies lässt sich leicht aus der Fig. 2 entnehmen, die in schematischer Darstellung drei Scheibenspulen I, II und III zeigt. Der eigentliche Streukanal ist mit a bezeichnet.
Bei jeder der Scheibenspulen sind beispielsweise drei Teilleiter ineinander gewickelt, die parallel vom Strom durch flossen werden. Wie Fig. 2 deutlich zeigt, kommt der aussen- bezw. innenliegende Teil leiter 1 und 3 bei der gezeichneten Spulen verbindung nie in die Mittellage zu liegen, während der Mittelleiter 2 stets in der Mittel lage durch die ganze Wicklung durchläuft. Summiert man die aus dem gezeichneten Am- perewindungsdiagramm sich ergebenden, die einzelnen Teilzweige durchsetzenden Streu flüsse, so ergibt sich, dass diese Summe für die einzelnen Teilleiter, z.
B. über drei Spu len gerechnet, nicht gleich ist. Da sich das Wechselspiel in der Lage der Teilleiter über die ganze Wicklung in der gleichen Weise wiederholt und fortsetzt, ist also auch die Summe der die Teilleiter durchsetzenden Flüsse über die ganze Wicklung nicht gleich. Dies aber bedingt Ausgleichsströme in den Teilleiterzweigen und Zusatzverluste.
Will man stromtechnisch richtig aus kreuzen, so muss jeder Teilzweig im Verlauf über die Wicklung gleichmässig oft in jede Teillage 1, 2 bezw. 3 zu liegen kommen. Dann ist die Summe der die Teilleiter durch setzenden Flüsse gleich und Zusatzverluste treten nicht auf. Dies ist erzielbar mit einer ebenfalls bekannten Spulenverbindung wie in Fig. 3 dargestellt. Die Ausführung dieser Spulenwicklung hat dafür aber andere Nach teile.
Sie ist einerseits fabrikationsmässig schwerer herzustellen, denn schon die nach trägliche Isolierung der Lötverbindungen ist schwieriger, anderseits ist die Anordnung auch feldmässig schlechter, da stets zumindest ein Teilleiter ein Stück ausserhalb des Spu- lenverbandes herausläuft (in Fig. 3 z. B. der Leiter 1') und an dieser praktisch um zwei mal Leiterstärke aus dem Verband heraus springenden Wicklungskante und Ecke das elektrische Feld in beträchtlichem Masse kon- zentriert wird.
Als weiterer Nachteil kommt noch hinzu, da.ss auch hinsichtlich mechani scher Festigkeit das relativ weite Heraus laufen eines Teilleiters aus dem Spulenver- ba.nd äusserst ungünstig ist.
Aufgabe der Erfindung ist also, bei stromtechnisch richtiger Auskreuzung gleich zeitig eine. herstellungstechnisch einfache und spannungstechnisch und mechanisch einwand freie Spulenverbindung zu ermöglichen.
Gemäss der Erfindung, welche eine aus Scheibenspulen zusammengesetzte Wicklung , betrifft, bei der jede Scheibenspule aus meh reren parallel geschalteten und nebeneinander gleichlaufenden Teilleitern gewickelt ist, hat in jeder Spule einer der Teilleiter eine volle Windung weniger als die übrigen Teilleiter , derselben Spule.
Dabei sind die Teilleiter an der Verbindungsstelle von Spule zu Spule derart ausgekreuzt, dass jeweils der aussen liegende Teilleiter der einen Spule in der nächsten Spule nach der Auskreuzung Innen leiter und der Innenleiter Aussenleiter wird, wobei die übrigen Teilleiter in der folgenden Spule jeweils umgekehrte Reihenfolge zu der vorangehenden Spule haben (vergl. hierzu Fig. 1).
An Hand der Fig. 4, die beispielsweise eine gemäss der Erfindung gewickelte Schei benspule z. B. mit drei parallelen Leiter zweigen in Draufsicht, und in der Fig. 6, die einen schematischen Schnitt durch eine Wicklung, die aus ebenfalls mit drei paral lelen Leiterzweigen ausgeführten Scheiben spulen besteht, zeigt, soll die Erfindung näher erläutert werden: In Fig. 4 sind 1, 2, 3 wieder die Teil leiter. Von diesen sind die Leiter 1 und \? beispielsweise mit drei vollen Windungen ausgeführt. Der am Wicklungsanfang äusserste Teilleiter 3 hat dagegen nur zwei volle Windungen. Bei 4 ist die Verbindung angedeutet.
Aus dieser kann man erkennen, dass der an der Verbindungsstelle innen liegende Leiter 3 nach der Auskreuzung Aussenleiter wird, während sinngemäss der aussenliegende Leiter 2 in der nächsten Spule Innenleiter wird. Der bisher mittlere Leiter 1 dagegen bleibt auch nach der Auskreuzung in der zweiten Spule Mittelleiter. Wie die Auskreuzung im einzelnen vorgenommen ist, zeigt im Schema die Fig. 5.
Aus dieser sieht man, dass bei .der kompletten Wicklung dann zwangläufig jeder Teilleiter gleich oft jede im Wicklungsverband mögliche Lage einnimmt. Nach Durchlauf von sechs Spulen ist also eine vollkommene Auskreuzung der Teilzweige durchgeführt. Zwangläufig ist dann auch die Windungssumme aller Teil zweige gleich.
In den Fig. 6 und 7 ist die bekannte Aus- führung.der Auskreuzung der Teilleiter einer Vierfachspirale einer erfindungsgemässen Ausführung gegenübergestellt.
Wird jeder Teilleiter nach Fig. 6 mit gleicher Windungs- zahl gewickelt und die normale Spulenverbin- dung entsprechend der Fig. 1 (jedoch mit vier statt drei Leitern) ausgeführt, so ist ersicht lich, dass dann die beiden Mittelleiter stets Mittelleiter und die beiden Aussenleiter stets Aussenleiter bleiben, die Bedingung, dass jeder Einzelleiter in jede Teillage zu liegen kommt, also nicht erfüllt ist.
Bei der erfindungsgemässen Anordnung nach Fig. 7, bei der ein Teilleiter mit einer Windung weniger gewickelt ist, ist bei An wendung der gleichen einfachen Ausführung der Spulenverbindung erreicht, dass jeder Teilleiter, und zwar gleichoft in jede Teillage zu liegen kommt. Auskreuzung und. Reihen folge der Teilleiter sind analog denjenigen in Fig. 4, 5.
Die Ausführung gilt allgemein. Bei einer Spule mit m Teilleitern bezw. Zweigen er halten also m-1 die volle Windungszahl, z. B. n Windungen, dagegen erhält ein Leiter bezw. Zweig die Windungszahl n-1. Die Spulen selbst sind untereinander alle gleich.
Der Vorteil der -Erfindung liegt darin, dass mit ihr in bequemer Weise eine strom technisch einwandfreie Auskreuzungsmög- lichkeit geschaffen ist, die gleichzeitig her stellungstechnisch einfach und in spannungs technischer und mechanischer Hinsicht ein wandfrei ist und .die sich weiterhin bei jeder beliebigen Zahl von Teilleitern gleich gut anwenden lässt.
Winding made up of disc coils, in which each disc coil is wound from several parallel-connected and concurrent partial conductors. In the case of disc coil windings for high currents, it is often necessary to connect several conductors in parallel. In most cases, it is useful to wind the individual conductors together, i.e. inside one another, to form a coil. The individual parts are then flown through in parallel by the current. Even with windings that should be switchable for different voltages, z. B. one, two, four times parallel, the winding of the sub-conductors is often used in disc coil windings.
With the quadruple parallel connection, the current flows through all four intertwined partial conductors in parallel.
If one now chooses the known, technically most simple and also technically voltage and mechanically flawless embodiment according to FIG. 1, where, for example, three branches 1 to 3 wound together are assumed, the following spatial course results for the individual branches:
The outermost layer of the parallel sub-conductor is connected to the outermost layer of the parallel sub-conductor of the next coil in such a way that the outer sub-conductor 1 of coil I is connected to the innermost sub-conductor 1 'of the next coil II, while the innermost part Head 3 of coil I becomes the outermost sub-conductor 3 'of coil II and, finally, sub-conductor 2 of coil I also remains in coil II, the middle conductor.
Coil connections of this type are probably easy to make, but they have the disadvantage that, in terms of current technology, there is only an imperfect crossover of the subconductors because the leakage fluxes comprised by the individual subconductor branches are unequal. This can easily be seen from FIG. 2, which shows three disk coils I, II and III in a schematic representation. The actual scattering channel is labeled a.
In each of the disc coils, for example, three sub-conductors are wound into one another, through which the current flows in parallel. As Fig. 2 clearly shows, the outside or. inner part conductors 1 and 3 in the drawn coil connection never to lie in the middle position, while the middle conductor 2 always runs through the whole winding in the middle position. If one adds up the stray fluxes resulting from the drawn ampere turn diagram and penetrating the individual sub-branches, the result is that this sum is for the individual sub-conductors, e.g.
B. calculated over three Spu len is not the same. Since the interplay in the position of the sub-conductors is repeated and continued in the same way over the entire winding, the sum of the fluxes passing through the sub-conductors is not the same over the entire winding. However, this requires equalizing currents in the sub-conductor branches and additional losses.
If you want to cross out correctly in terms of current technology, each sub-branch in the course of the winding must be evenly often in each sub-layer 1, 2 or. 3 come to rest. Then the sum of the flows through the sub-conductors is the same and additional losses do not occur. This can be achieved with a coil connection, which is also known, as shown in FIG. The execution of this coil winding has other disadvantages.
On the one hand, it is more difficult to manufacture in terms of fabrication, because the subsequent insulation of the soldered connections is more difficult; on the other hand, the arrangement is also poorer in terms of field, since at least one sub-conductor always runs out a bit outside the coil group (e.g. the conductor in FIG. 3 1 ') and at this winding edge and corner, which practically jumps out of the bond by twice the conductor thickness, the electrical field is concentrated to a considerable extent.
Another disadvantage is that the relatively long extension of a partial conductor from the coil assembly is also extremely unfavorable with regard to mechanical strength.
The object of the invention is therefore, with the correct outcrossing in terms of current technology, one at the same time. To enable simple manufacturing and tension-wise and mechanically perfect coil connection.
According to the invention, which relates to a winding composed of disc coils, in which each disc coil is wound from several parallel-connected and parallel sub-conductors, one of the sub-conductors in each coil has one full turn less than the other sub-conductors in the same coil.
The subconductors are crossed at the junction from coil to coil in such a way that the outer subconductor of one coil in the next coil after the crossover becomes the inner conductor and the inner conductor becomes the outer conductor, with the remaining subconductors in the following coil in reverse order the previous coil (see Fig. 1).
With reference to Fig. 4, for example, a benspule wound according to the invention z. B. branches with three parallel conductor branches in plan view, and in Fig. 6, which shows a schematic section through a winding, which also consists of coils with three paral lelen conductor branches, the invention will be explained in more detail: In Fig. 4, 1, 2, 3 are again the sub-heads. Of these, ladder 1 and \? for example executed with three full turns. The outermost sub-conductor 3 at the start of the winding, on the other hand, has only two full turns. At 4 the connection is indicated.
From this one can see that the conductor 3 lying on the inside at the connection point becomes the outer conductor after the crossing, while the outer conductor 2 in the next coil becomes the inner conductor. The previously middle conductor 1, on the other hand, remains the middle conductor in the second coil even after the crossover. How the outcrossing is carried out in detail is shown in the diagram in FIG. 5.
From this you can see that during the complete winding, each sub-conductor then inevitably assumes every possible position in the winding group with the same frequency. After six coils have passed through, the partial branches have thus been completely crossed out. Inevitably, the total of turns of all sub-branches is then the same.
In FIGS. 6 and 7, the known embodiment of the crossover of the sub-conductors of a quadruple spiral is compared to an embodiment according to the invention.
If each sub-conductor according to FIG. 6 is wound with the same number of turns and the normal coil connection is carried out according to FIG. 1 (but with four instead of three conductors), it can be seen that the two center conductors are always center conductors and the two outer conductors always remain the outer conductor, the condition that each individual conductor comes to rest in each sub-layer, i.e. not fulfilled.
In the arrangement according to the invention according to FIG. 7, in which a sub-conductor is wound with one less turn, when using the same simple design of the coil connection it is achieved that each sub-conductor comes to rest equally often in each sub-layer. Outcrossing and. The order of the sub-conductors are analogous to those in FIGS. 4, 5.
The execution applies in general. With a coil with m partial conductors respectively. Branches he keep m-1 the full number of turns, z. B. n turns, on the other hand receives a conductor respectively. Branch the number of turns n-1. The coils themselves are all equal to one another.
The advantage of the invention is that it conveniently creates a technically flawless current crossover option, which is also simple in terms of manufacture and flawless in terms of voltage and mechanical engineering and which continues to be used with any number of sub-conductors can be used equally well.