CH252216A

CH252216A - Wicklung, insbesondere für Erregerspulen.

Info

Publication number: CH252216A
Authority: CH
Inventors: Belz August
Original assignee: Belz August
Priority date: 1946-10-08
Filing date: 1946-10-08
Publication date: 1947-12-15

Description

Wicklung, insbesondere für Erregerspulen. Es besteht. das Bedürfnis, kleine Elektro motoren mit Mitteln zu versehen, ,die deren Anschluss un verschiedene Spannungen er lauben-.

Dies ist so lange ohne Schwierigkei ten und Nachteile möglich, als sich die in Frage kommenden Spannungen verhalten wie 1:

2, indem in solchen Fällen durch ge- eignete Umschaltmittel gewisse Wicklungs- teile parallel oder in. Serie :geschaltet werden.

Schwieriger wird das, Problem, wenn das Verhältnis der Spannungen ein anderes ist und es die Platzverhältnisse nicht erlauben, zwei besondere Spulen vorzusehen.. Man hat sich in solchen Fällen durch Abzapfurigen der Erregerspule geholfen:

und sü die Am- perewindungszahl, unbekümmert um den Spannungsunterschied, konstant gehalten. Diese letzte Lösung, die wohl den Vorteil der Raumersparnis hatte, kam aber darum mei stens nicht in Betracht,

weil ein Teil des Kupfervolumens unausgenützt blieb und die entsprechenden Verluste in Kauf genommen werden mussten. Es fehlte demnach 'his jetzt die Möglichkeit, bei Motoren, in welchen dem Wicklung nur ein sehr beschränkter Raum zur Verfüg ug steht,

wie das. beispielsweise bei elektrischen Troickenrasierapparaten der Fall ist, bei verschiedenen Spannungen, .die nicht im Verhä'Itnis von 1:2 stehen, unter Ausnützung des gesamten Cu-Volumens die Amperewindungensowie die Stromwärme konstant zu halten.

Die erfindungsgemässe Wicklung, insbe sondere für Erregerspulen kleiner elekbr scher Motoren, welche mit verschiedenen, nicht im Verhältnis von 1:2:

zueinauderste- henden Spannungen betrieben werden, isst da durch gekennzeichnet, dass sie aus mehreren Wicklungsteilen besteht,

deren Windungs- zahlen und Drahtquerschnitte ein ganzes Vielfaches einer Grundwindungs@zahl bezw. eines Grundquerschnittes bilden und welche Wicklungsteile durch Schaltmittel auf ver schiedene Arten miteinander in Verbindung gebracht werden können.

In der Zeichnung sind zwei Ausfüllrungs- beiepiele :des Erfindungsgegenstandes dar- gestellt, in Fig. 1J6 ein erstes und. in Fig. 7-12 ein zweites.

Das erste Ausführungbbeiapiel betrifft eine Wicklung, die für zwei Spannungen eingerichtet ist, welche im Verhältnis 2:3 stehen, was angenähert den oft vorkommen den Spannungen 145 und 2'20 Volt ent spricht.

Wählt man nun sechs gleiche Grund- wicklungsteile W, deren Windungszahl N, Querschnitt Q und Widerstand R überein stimmen, und ordnet diese an, wie es in Fig.1 dargestellt ist, d. h.

schaltet man zwei aus je drei parallel geschalteten Wicklungsteilen bestehende Gruppen in Serie, so isst leiebt ersichtlich, dass der Gesamtwiderstand '8 R beträgt.

Schaltet man hingegen die einzelnen Wicklungsteile gemäss Fig. 2, d. h. sieht man eine Serieschaltung von drei aus je zwei par- allel geschalteten Wicklungsteilen bestehende Gruppen vor, so ree ltiert ein Gesamtwider- stand von W R. Mit andern. Worten:

die Wi- Jertände verhalten sich wie 4:9. Zieht man weiter in Betracht, dass die Ströme in den Grun.d\wicklungsteilen im ersten;

Fall (Fig. 1) ein Drittel, im zweiten Fall (Fig.2) die Hälfte des betreifenden Gesamtstromes aus- machen, so ergibt sich weiter, @dass -die Am- perewindungszahl und die erzeugte Strom wärme in beiden Schaltungen die gleichen sind.

Es sind somit die Verhältnisse gesehaf- fen, wie sie durehdiese Anordnungen haben erreicht werden sollen. Weiter ist darauf hin zuweisen, dass ein Element, wie es in Fig. 3a dargestellt ist, d.. h.

eine Serieschaltung von zwei Gruppen zu je zwei parallel gescUalte- ten Grundwicklungen. durch eine einzige Wicklung von doppeltem Querschnitt und doppelter Windungs.zahl W. (Mg. 3b). er setzt werden kann.

Nimmt man diese Sub- stitution vor, so ergeben sich für die .Schal- tungen nach Fig. 1 und Fig. 2 die in. Fig. 4 und 5 dargestellten Schemata. Es gelingt so, -durch geeignete Verbindung zweier 'Grund- wicklungsteile und eines weiteren Wicklungs teils von doppelter Windungszah!1 und:

dop- peltem Querschnitt, zwei Schsltungen aufzu bauen, die beim Anlegen von Spannungen, welche im Verhältnis von 2:3 zueinander stehen, die gleiche Amperewindungszahl und ,die gleiche Stromwärme ergeben.

Fig.6 zeigt eine beispielsweise Anord- nung der betreffenden Wicklungsteile. Jeder dieser Wicklungsteile ist beidseitig an eine der Klemmen 1-8 hinausgeführt, welche Klemmen durch Ko#n#akhstüeke entsprechend verbunden werden, je nachdem, für welche Spannung .die Schaltung bestimmt ist.

So sind die Verbindungen der Klemmen, die der kleineren :Spannung entsprechen, mit vollem Strich ausgezogen, während diejenigen der höheren Spannung strichpunktiert angegeben sind.

Ein zweites Ausführungsheispiel, wie es in Fig. 7-1'2 gezeichnet ist, geht -davon aus, dass die Wicklung wechselweise an drei ver schiedene Spannungen angeschlossen sein soll, deren Werte im Verhältnis von 3:4:6 stehen, was angenähert den Spannungen 110, 14a5 und 220, Volt entspricht.

Die gleiche Ableitung wie im ersten Falle, auf Jemen Darstellung im einzelnen verzichtet wird, er gibt, dass durch den entsprechenden Aufbau einer Schaltung auf einem, Wicklungsteil mit einfacher Windungszahl, aber doppeltem Querschnitt (W'12), zwei Wicklungsteilen, mit ,doppelter Wicklungszahl, aber einfachem Querschnitt (W21)

und' einem Wicklungsteil von -doppeltem Querschnitt und .dreifacher Wicklungszahl (W32) die Amperewindungs- zahl: sowie .die Stromwärme für die erwähn ten drei Spannungen konstant gehalten wer den kann und jeweils das ganze Cu-Volumen ausgenützt wird.

In Fig. 7-9 ist dargestellt, wie,die verschiedenen Wicklungsteile gesGhai- tet werden müssen, um den. erwähnten An- forderungen zu genügen.

Für die kleinste Spannung (Y==3), beispielsweise 110 Volt, eignet sich .die .Schaltung nasch Fig. 7, wo die folgenden Zweige parallel zueinander liegen: T32 einerseits und, W12 in Serie mit den bei den parallelen Wicklungeteilen W21 ander- seits. Die mittlere Spannung (Y = 4), z. B.

145 Volt, kann bei konstant bleibender Am- perewindlunb zahl gemäss Fig. 8 geschaltet werden. Dort liegen die beiden Seriezweige W32 W12 einerseits und W2,=21 an2er- seits parallel zueinander. Schliesslich ist in Fig. 9 das Schema für die höchste Spannung (Y= 6), beispielsweise 220 Volt,

d#argest eilt. Hier sind in Serie gesthaltet W32 W1.2 und .die parallel zueinander stechenden beiden Wicklungsteile W21.

Fig. 10 zeigt die Möglichkeit, diese drei Schaltungen (Fig.7=9) durch geeignete Verbindung der acht Klemmen 1-8, an welche die Enden der Wicklungsteile heran- geführt sind, beliebig zu wählen.

Die betref fenden Verbindungen -der Klemmen sind wie folgt bezeichnet: Mit vollem Strich. :die der Spannung von 1'10 Volt entsprechende Schal- tung, gestrichelt die Schaltung für 145 Volt und strichpunktiert diejenige für 220 Volt.

Die praktische Art .der Umschaltung der Wicklung von einer Spannung -auf die andere kann beispielsweise durch ein Kontaktstück bewerkstelligt werden, das die den versehie- denen .Spannungen entsprechenden Verbin dungen der Klemmen 1-8 .durch eingelegte, voneinander isolierte Kontaktteile herstellt.

Beispielsweise können die Klemmen 1-8 in zwei verschiedenen Ebenen liegen und gegen- einandergeriehtet sein, wobei der Abstand! der Ebenen,demjenigen zwischen zwei gegenüber liegenden Flächeneines sechskantigen Kon- taktstückes 1 entspricht,

wie es in Fig. 11 in Ansieht von oben und in Fig. 12 gemäss Linie XII-XII in Fig. lil dargestellt ist.

Sind weiter in der einen Ebene die Klemmen 1-4 und in .der andern .die Klemmen 5\8; heraus geführt, so ist leicht ersichtlich, Uass beim Einführen des Kontaktstückes zwischen die Klemmen die Kontaktteile 2' und 3' derjeni gen Seitenflächen, die mit den Klemmen in Berührung stehen, die entsprechende Schal- tung bewirken.

Mit 2' ,sind solohe Kontakt teile benannt, welche .die Klemmen gleicher Ebenen, mit 3' solche, die die Klemmen un gleicher Ebenen verbinden. Soll die Schal tung einer andern Spannung @angepasst wer den, so wird @dhs. Kontaktstück um 60,

ge- dreht und die jetzt mit den Klemmen in Be rührung stehenden Kontaktteile - bewirken die Anpassung der Schaltung an die verän derte Spannung.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind die praktisch wichtigsten, .aber es be steht grundsätzlich idie Möglichkeit, jedes beliebige Spannungsverhältnis auf -diese Weise. zu zerlegen und, durch Substitution gewisser Wicklungsteile und deren entspre chende Schaltung die Amperewindungen, un bekümmert um die wechselnde Spannung, konstant zu halten.

Claims

PATENTANSPRUCH: '9ricklung, insbesondere für Erregerspu- len kleiner elektrischer Motoren, welche mit verschiedenen, nicht im Verhältnis. 1:

'2- zu- einandeT stehenden .Spannungen betrieben werden, @d'adurch gekennzeichnet, dass s ie aus mehreren Wicklungsteilen besteht, deren Windungszahlen und Drahtquerschnitte ein Vielfaches ,einer Grundwindungszahl bezw. eines Grundquerschnittes bilden und welche Wicklungsteile ,

durch Schaltmittel auf ver- sehiedene Arten miteinander in Verbindung gebracht werden können. UNTERANSPRüCHE 1. Wicklung nach Patentanspruch, da .durch gekennzeichnet, dass sie aus drei Wick- lungsteilen besteht, von denen zwei gleich .dimensioniert sind,

während der .dritte von doppeltem Querschnitt und doppelter Win- dungszahl ist. 2.

Wiekluug nach Patentanepruch, da durch gekennzeichnet, dass sie vier Wick- lungsteile aufweist, von -denen zwei gleich dimensioniert (W21) sind und je die Win- dungszahl 2 N haben, wähmend ein dritter (W12) nur die Wicklungszahl N, dafür aber den doppelten Querschnitt, und der vierte W32)

 die Windungszahl 3N und auch den doppelten Querschnitt aufweist. 3. Wicklung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Wicklungs teile durch Schaltmittel s.o-wohl derart gestal tet werden können, dass die beiden in Serie geschalteten gleichartigen Wicklungsteile parallel zum, dritten liegen, als auch derart,

d'ass .dite beiden gleichartigen parallel geschal- tet sind und gemeinsam in Serie zum dritten liegen. 4. Wicklung nach Unteranspruch 22, da durch gekennzeichnet, dass durch Schaltmittel wahlweise die folgenden Schaltungen herge stellt werden können:

a) Parallelschaltung des Wicklungsteil W32 einerseits und der Serieschaltung von Wicklungsteil W12 und den parallel lie genden Wicklungsteilen W21 anderseits, und b) Wicklunb teile W32 und W,.2 in Serie ,einerseits,

und Wiüeklungsteile W21 in Serie anderseits, beide Zweige parallel geschaltet; c) Serieschaltung der parallel geschalteten Wicklungsteile W21 mit allen andern Wicklungsteilen.

5. Wicklung nach Patentansprweh, da- durch gekennzeichnet, dass die Enden der Wicklungsteile zu Klemmen herausgeführt sind. 6..

Wicklung nach 1Jnteranspruoh, 5, da durch gekennzeichnet, dass die Schaltmittel in Kontaktstücken bestehen, die mit entspre chenden Kontaktteilen ausgerüstet sind und die Klemmen gemäss der betreffenden Schal tung miteinander verbinden.

7. Wicklung nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass die Klemmen in zwei verschiedenen Ebenen liegen und:

gegen- einandergeriehtet sind, die Schaltmittel in einem sechseckigen Bolzen bestehen, .dessen gegenüberliegende Seiten in einen. Abstand voneinander liegen, der demjenigen der Ebe nen entspricht, wobei auf den Mant e1±läehen des Bolzens die Kontaktteile derart angeord net sind,

daB durch eine Drehung des Bolzens um 6'09 die Verbindungen .der Klemmen ge wechselt und eine andere Schaltung herbei- geführt werden kann.