Elektrische Maschine Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Dreipha- sen-Wechselstrom-Polumschaltmaschinen.
Es ist bekannt, elektrische Wechselstrom-Polum- schaltmotoren vorzusehen, welche entweder getrennte Sätze von Phasenwicklungen haben, die alternative Polzahlen ergeben, oder einen einzigen Satz von Phasenwicklungen haben, mit passenden Verbindungen mit den Spulen, welche Verbindungen zu einem Mehr fachschalter geführt sind, so dass der einzelne Satz von Phasenwicklungen umgeschaltet werden kann, um alternative Polzahlen vorzusehen. Die gebräuchlichsten Anordnungen sehen alternative Polzahlen in dem Ver hältnis 2:1 und somit alternative Betriebsdrehzahlen im umgekehrten Verhältnis vor.
Unlängst ist ein neues Prinzip für die Erzeugung von alternativen Polzahlen bei einer elektrischen Maschine mit einem einzelnen Satz von Phasenwick lungen entwickelt worden. Dieses Prinzip ist als sog. Pol-Ampli'üuden-Modulation bekannt und ist in zwei Abhandlungen durch Professor G. H.
Raweliffe und anderen beschrieben worden, von welchen die erste mit dem Titel Induction Motor Speed-Changing by Pole- Amplitude Modulation in den Proceedings of the In stitution of Electrical Engineers, vol. 105, Part A No.22,
August 1958 und die letztere mit dem Titel Speed-Changing Induction. Motors-Further Develop- ments in Pole-Amplitude Modulation in den Procee- dings of the Institution of Electrical Engineers, Vol. 107, Part A, No. 36 December 1960 erschienen ist.
Da die vorstehend erwähnten Veröffentlichungen eine vollständige Erläuterung der allgemeinen Theorie der Polamplituden-Modulation geben, kann hier kurz gesagt werden, dass eine Dreiphasen-Wechselstromma- schine mit einem einzigen Satz von Dreiphasenwick- lungen, die so gewickelt sind, dass sie eine erste Pol zahl ergeben, so geschaltet werden kann, dass sie auf einer alternativen Polzahl in einem Verhältnis weniger als 2:
1 arbeiten kann, wenn eine Polamplituden-Modu- lationswelle an jede Phasenwicklung angelegt wird, wobei die drei Modulationswellen um die Maschinen achse einen Abstand von 120 relativ zueinander haben.
Die sog. Polamplituden-Modulation jeder Phasen wicklung wird dadurch bewirkt, dass aufeinanderfol gende Teile der Phasenwicklung um den Umfang der Maschine so geschaltet werden, dass in der modulier ten Schaltung die Polarität eines Teiles umgekehrt ist, und ein Teil seine ursprüngliche Polarität für jede ganze Periode der Modulationswelle behält. Zusätzlich werden weitere Mittel verwendet, um zu gewährleisten, dass die Amplituden der Pole in der modulierten Schaltung nicht gleichförmig sind, sondern in jeder Modulationswelle eher einer sinusförmigen Amplitu- denverteilung folgen.
Hierzu kann an einem Ende jeder Modulations-Halbperiode ein Pol weggelassen werden, oder die Amplitude beider Endpole kann herabgesetzt werden, oder die Maschine kann ursprünglich als eine Teillochmaschine gewickelt sein, um eine sinusförmige Verteilung der Polamplitude sowohl für die modulier ten als die unmodulierten Schaltungen vorzusehen.
Die Form der in den erwähnten Veröffentlichungen beschriebenen sog. Polamplituden-Modulation ist als symmetrische sog. Polamplituden-Modulation bekannt, weil für die modulierte Polzahl eine identische Modu- lationswelle, d. h. der periodische Verlauf der Spulen- Verbindungen auf jede der drei Phasenwiclungen ange legt wird, wobei jede Modulationswelle symmetrisch zum Mittelpunkt der betreffenden Phasenwicklung ist.
Dieses symmetrische Polamplituden-Modulations- Verfahren wird nur benützt, wenn keine der benutzten Polzahlen eine Mehrfaches von drei ist.
Das Schweiz. Patent 433504 beschreibt eine noch kompliziertere Spulenschaltanordnung, welche asymme trische Polamplituden-Modulation genannt wird, die für Maschinen geeignet ist, welche eine Polzahl haben, die ein Mehrfaches von drei ist.
In Kürze besteht das Verfahren der asymmetri schen Polamplituden-Modulation auf irgendeine der drei Phasenwicklungen eine Modulationswelle wie für symmetrische Polamplituden-Modulation, anzulegen. Auf jede der zwei anderen Phasenwicklungen werden jedoch zwei Modulationswellen angelegt, welche auf den Phasenwicklungsumfang so voneinander entfernt sind, dass in der modulierten Schaltung im wesentli chen die Wellenform von gleicher resultierender magnetomotorischer Kraft mit gleicher Abstandsbezie hung wie bei der ersten Phasenwicklung erzeugt wird.
Bei allen, im erwähnten Patent beschriebenen Aus führungsformen erfolgt das Verfahren der asymmetri schen Polamplituden-Modulation durch die Umkeh rung von ausgewählten Spulen der Phasenwicklung und durch die Weglassung oder Reduktion, d. h. die Weglassung einiger der Leiter, von ausgewählten ande ren Spulen der Phasenwicklung.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektri sche Dreiphasenmaschinen, welche zwei Polzahlen auf weisen, von welchen eine ein Einfaches oder ein Mehr faches von drei ist.
Der Zweck der Erfindung besteht darin, elektrische Dreiphasen-Wechselstrom-Polumschalt-Maschinen zu schaffen, bei welchen die Polumschaltung durch das Verfahren der asymmetrischen Polamplituden-Modula- tion bewirkt wird und bei welchen alle Spulen aller Phasenwicklungen sowohl in der Schaltung für die eine Polzahl als auch in derjenigen für die andere Polzahl enthalten sind.
Die bekannte Art von Maschinen mit Polumschal tung durch das Verfahren der soLyenannten Polamplitu- den-Modulation weist eine Dreiphasenwicklung auf, wel che eine erste Polzahl von P Polaren und eine alterna tive Polzahl von entweder (P+M) oder (P-M) Polpaa ren vorsieht, und welche drei Phasenwicklungen hat, die aufeinanderfolgend um eine Achse angeordnet sind, wobei die elektrische Phasenfolge A, B, C und Phasen bandfolge +A, -C, +B, -A, +C, -B einen Bezugsdreh sinn um diese Achse definieren, welche Phasenbänder Spulen aufweisen, die in jeder Phasenwicklung mitein ander verbunden sind, um 2 P Pole zu erhalten, wobei Mittel vorhanden sind,
um ausgewählte Spulen in einer alternativen Weise zu verbinden, um die relativen Amplituden der 2 P Pole entsprechend drei Pol-Ampli- tuden-Modulationswellen zu modulieren, welche an jede Phasenwicklung in räumlichem Abstand angelegt werden, wobei jede Polainplituden-Modulationswelle M Perioden von abwechselnd positiven und negativen Teilen aufweist, die aufeinanderfolgen, welche positi ven und negativen Teile durch Umkehr der Polarität der Pole des negativen Teils relativ zu den Polen des posi tiven Teils bestimmt sind, wobei der räumliche Ab stand der erwähnten Polamplituden-Modulations-Wel- len so ist, dass deren Anfänge an drei Punkten liegen,
die im wesentlichen ein Drittel einer Umdrehung um diese Achse voneinander entfernt sind, wobei die Auf einanderfolge der Polamplituden-Modulationswellen an den drei entfernten Punkten in der Phasenfolge A, B, C oder in der Phasenfolge A, C, B im erwähnten Rich- tungsdrehsinn ist, da die alternative Polzahl (P+M) Polpaare bzw. (P-M) Polpaare ist.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine umlaufende elektrische Maschine mit einer Dreipha- senwicklung für eine erste Polzahl und eine zweite Pol zahl, bei welcher entweder die erste oder die zweite Polzahl drei Polpaaren oder einem Vielfachen von drei Polpaaren entspricht und die Wicklung sich aus drei rund um eine Achse aufeinanderfolgend angeordneten Phasenwicklungen zusammensetzt und jede Phasen- wicklung aus der gleichen Gesamtzahl von Spulen be steht, die in einer ersten Schaltung so innerhalb jeder Phasenwicklung miteinander verbunden sind, dass sie die erste Polzahl liefern und bei einer zweiten Schal tung innerhalb der gleichen Phasenwicklung die zweite Polzahl liefern.
Gemäss der Erfindung ist eine solche elektrische Maschine dadurch gekennzeichnet, dass alle Phasen wicklungen A, B und C ungleiche Spulenzahlen je Pol besitzen und eine Phasenwicklung A eine symmetrische Verteilung der Anzahl Spulen je Pol aufweist, wobei die Endpole der betreffenden Phasenwicklungshälften weniger Spulen je Pol als die übrigen haben, während die beiden anderen Phasenwicklungen B und C unsym metrische Verteilung der Anzahl Spulen je Pol haben und die Spulenzahlverteilung der Phasenwicklung B umgekehrt zu derjenigen der Phasenwicklung C ist und die Anzahl Spulen N der Spulengruppen von zugehöri gen Polen der drei Phasen A,
B und C der Formel NB + NC = 2NA oder 2NA + 1 entsprechen, wobei die zweite Polzahl durch Umkehrung der Polarität einer Hälfte jeder der Phasenwicklungen A, B und C gegenüber den anderen Hälften erhalten wird.
Beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungs gegenstandes werden nachfolgend anhand der beilie genden Zeichnung beschrieben, in welcher die Tabellen A. 1 bis A.4 Zahlen für die Konstruktion und Wir kungsweise von sieben 8-Pol/6-Pol Maschinen ange ben, gewickelt auf Statoren mit verschiedenen Nuten zahlen, die Tabellen B. 1 bis B. 3 geben Zahlen für die Konstruktion und Wirkungsweise von neun 12-Pol/ 10-Pol Maschinen an, auf Statoren von verschiedenen Nutenzahlen gewickelt, Für jede in den vorstehenden Tabellen A und B beschriebenen Maschinen sind zwei Varianten gezeigt, bei denen je ein unterschiedlicher Spulenschritt benutzt wird.
Fig.l ist ein Scheibendiagramm für die 8-Pol/ 6-Pol-Maschine, auf einen Stator mit 72 Nuten gewik- kelt, gemäss dem Beispiel 1 der Tabelle A. 2, Fig.2 ist ein Nutenwicklungsdiagramm für die 8-Pol/6-Pol-Maschine der Fig. 1.
Fig. 3(a) und<B>3(b)</B> sind Schaltungsschemas, welche die Serie-Dreieck-8-Pol-, bzw. die Parallel-Stern-6-Pol- Schaltung der Maschine der Fig. 2 und 1 zeigen.
Fig.4 ist ein Scheibendiagramm für die 12-Pol/ 10-Pol-Maschine, auf einen Stator mit 72 Nuten gewik- kelt, gemäss dem Beispiel 1 der Tabelle B. 1.
Fig.5 ist ein Nutenwicklungsdiagramm für die 12-Pol/10-Po-Maschine der Fig. 4.
Es ist an dieser Stelle von Bedeutung, die Tatsache zu betrachten, dass irgendeine Maschine, die Polum schaltung durch sog. Polamplitudenmodulation vor sieht, eine unmodulierte Polzahl von 2n Polen und modulierte Polzahlen von (2n+2m) und (2n-2m) Polen hat, wo n die Anzahl der Polpaare ist, für welche die Wicklung ursprünglich gewickelt wird, und m die Peri odenzahl der Modulationswellen ist, die an jede Pha senwicklung angelegt werden.
Da die Polzahl 2n ohne Modulation vorgesehen ist und beide Polzahlen (2n+2m) und (2n-2m) durch Modulation erzeugt werden, folgt, dass jede solche Maschine eine und nur eine Polzahl enthält, welche ein Mehrfaches von drei ist.
Wenn diese Polzahl die eliminierte modulierte Pol zahl ist, wobei zwei alternative Polzahlen verbleiben, von denen keine ein Mehrfaches von drei ist, ist das Verfahren der symmetrischen Polamplitudenmodula- tion anwendbar und die vorliegende Erfindung bezieht sich nicht auf solche Fälle.
Wenn die Polzahl, welche ein Mehrfaches von drei ist, eine der alternativen Polzahlen ist, entweder infolge des Umstandes, dass sie die unmodulierte Polzahl ist oder dass sie die modulierte, nicht eliminierte Polzahl ist, dann ist die resultierende Polzahlkombination eine solche, welche bei einer Maschine gemäss der Erfin dung erhalten werden kann.
Ferner wird irgend eine Polzahlkombination viele verschiedene Maschinen ergeben, je nach der Anzahl von Nuten, welche für den Körper gewählt werden, auf den die 3-Phasenwicklung gewickelt wird. Noch andere Varianten gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.
Es ist offenbar unzweckmässig und unnötig, alle möglichen Ausführungsformen der Erfindung zu be schreiben. Demgemäss sind zwei Tabellen mit Angaben für Maschinen mit zwei Polzahlkombinationen aufge stellt worden. Jede Tabelle enthält Angaben für Wick lungen an Statoren mit verschiedenen Nutenzahlen für die betreffende Polzahlkombination.
Ein Beispiel ist dann von jeder Tabelle für eine vollständige Beschreibung ausgewählt worden, wobei das passende Scheibendiagramm, Nutenwicklungsdia- gramm und Schaltungsschema angegeben wird.
Demgemäss sind die Tabellen A. 1 bis A.4 vier Teile einer einzigen Tabelle A, welche die Konstruk tion von sieben Maschinen angibt, welche 8 Pole in unmodulierter Schaltung haben. Bei modulierter Schal tung der Wicklungen sind 6 Pole und 10 Pole mitein ander vorgesehen. Das 10 Pol-Feld ist zufolge der Wahl der Phasenwicklungs-Aufeinanderfolge eliminiert und die wirksame modulierte Polzahl ist daher 6 Pole.
Tabelle A. 1 (gibt die Daten für 8-Pol/6-Pol Maschinen an, die auf Statoren mit 48 Nuten und 60 Nuten gewickelt sind. Tabelle A. 2 für Maschinen, die auf Statoren mit 72 Nuten und 84 Nuten gewickelt sind. Tabelle A. 3 für Maschinen, die auf Statoren mit 96 Nuten und 108 Nuten gewickelt sind, und Tabelle A.4 für eine Maschine, welche auf einem Stator mit 120 Nuten gewickelt ist. Die Nutenzahl ist am Kopf der Tabelle angeführt.
Beim Beispiel der Tabelle A. 3 mit 108 Nuten ist die Anzahl von Spulen NB und Ne in den entspre chenden Spulengruppen der Phasen B und C annä hernd das Doppelte der Anzahl von Spulen N der entsprechenden Spulengruppen der Phase A, d. h.
4 + 1 ist gleich 2 X 2 + 1 6 + 7 ist gleich 2 X 7 - 1. Daher ist NB + NC = 2NA 1.
Alle beschriebenen Maschinen sind Teillochma schinen mit Spulengruppen von verschiedenen Spulen zahlen für Pole derselben Phase und verschiedener Spulengruppierung für jede der drei Phasen.
Unter der gemeinsamen Rubrik Phasengruppie- rug wird die Spulengruppierung nacheinander für jeden Pol auf dem Maschinenumfang für jede der drei Phasen A, B und C angegeben. Die angegebene Rei henfolge wird im Uhrzeigersinn von der neutralen Linie aus gelesen.
Die nächste Zeile der Tabelle gibt unter der Be zeichnung Totale Modulationsperiode den ganzen Verlauf von umgekehrten Spulen an, die durch die modulierte Schaltung unabhängig von den betreffenden Phasenwicklungen erhalten werden. Die gegebenen Reihenfolgen werden von der neutralen A-Phasenlei- tung abgenommen und erstrecken sich im Uhrzeiger sinn über eine Hälfte des Maschinenumkreises. Diese Folge ist in schematischer Form für das Beispiel des Stators mit 72 Nuten in Fig. 1 ersichtlich.
Als nächstes sind fünf Werte verzeichnet, die sich auf die unmodulierte 8-Pol-Serie-Dreieck-Schaltung der Phasenwicklungen beziehen.
Als nächstes sind die entsprechenden fünf Werte verzeichnet, die sich auf die modulierte 6-Pol-Parallel- Stern-Schaltung der Phasenwicklungen beziehen.
Die übrigen Ziffern der Tabelle sind entsprechend der zwei alternativen durch den benutzten Spulen schritt definierten Ausführungsformen unterteilt. Der Spulenschritt ist in jedem Fall als eine Anzahl von Nuten definiert.
Sehnen- und Wickelfaktoren sind für beide Varian ten und für beide Polzahlen angegeben. Die 22-Pol harmonische Ziffer ist für beide Varianten angegeben.
Die Schlusswerte sind als das Verhältnis des 8-Pol- Flusses zum 6-Pol-Fluss angegeben, wobei alternative Serie-Dreieck-8-Pol- und Parallel-Stern-6-Pol-Schal- tungen angenommen werden.
Fig. 1 ist ein Scheibendiagramm, das die Phasen wicklungen der 8-Pol/6-Pol-Mas,chine definiert, die auf einen Körper mit 72 Nuten aufgewickelt sind und das Beispiel 1 der Tabelle A. 2 bildet.
Die Phasenfolge im Uhrzeigersinn ist A, B, C, was eine Phasenbandfolge +A, -C, +B, -A, +C, -B in demselben Sinn definiert, wie es in dem Diagramm ge zeigt ist.
Die neutralen Linien für die Phasen A, B und C sind angegeben, sie zeigen die Phasenanfangsfolge als A, C, B im Uhrzeigersinn.
Aus der erwähnten bekannten Theorie der soge nannten Polamplitudenmodulation, und aus der Tatsa che, dass jede Phase durch eine einperiodische Modu- lationswelle moduliert wird, ist es bekannt, dass die modulierten Polzahlen, die durch die modulierte Schal tung gleichzeitig erzeugt werden, beim Beispiel nach Fig. 1 6-Pole und 10-Pole sind. Die gewählte Phasen anfangsfolge zeigt, dass die höhere Polzahl eliminiert wird, um die niedrigere Polzahl zu belassen.
Die Spulenanzahl in jedem Phasenband ist durch den innersten Kreis von Zahlen gezeigt. Der Phasen bandhinweis ist im nächstäusseren Kreis gezeigt.
Somit ist die Spulengruppierung im Uhrzeigersinn von der neutralen Linie der Phase A an: B.3, +A.2, -C.5, +B.1, -A.4, +C.3, usw. Diese Zeichen entspre chen den Spulengruppierzeichen in Tabelle A.
Eine dicke Umfangslinie umschliesst die Phasen bänder, welche in modulierter Schaltung umgekehrt sind und schliesst diejenigen Phasenbänder aus, welche so verbunden bleiben wie in der unmodulierten Schal tung.
Die dicke Umfangslinie selbst definiert einen zykli schen Verlauf der Spulenumkehr, der 7 Halbwellen auf dem halben Umfang, d. h. 14 Halbwellen auf dem gan zen Umfang hat. Der äussere Kreis von Zeichen zeigt die Anzahl Spulen für jede Halbwelle dieses ganzen Modulationsverlaufes. Es ist zu beachten, dass die Halbwellen nicht ganz regelmässig, jedoch über den ganzen Umkreis symmetrisch vorhanden sind.
Das Scheibendiagramm der Fig. 1 bezieht sich auf beide Spulenschrittvarianten von entweder 12-Nuten Spulenschritt oder 13-Nuten Spulenschritt der Tabelle A.
Fig.2 zeigt das Nutenwickeldiagramm der 8-Pol/ 6-Pol-Maschinenvariante, welche den 12-Nuten-Spu- lenschritt benutzt.
Die Nutenzahlen sind in der Figur oben gezeigt. Die Phasenband-Spulengruppierungen sind unten ge zeigt und entsprechen den in Fig. 1 gegebenen Ziffern mit Beginn oben oder unten im Diagramm mit Phasen band +A und Bewegung im Uhrzeigersinn. Die Pha senbänder in Klammern sind diejenigen, welche in modulierter Schaltung umgekehrt sind, wie es auch in Fig. 1 gezeigt ist.
Die Phasenwicklung A ist in vollen Linien, die Phasenwicklung B in gestrichelten Linien und die Pha senwicklung C in X -Linien gezeigt.
Die Wicklungen sind nahe der Endklemmen mit Bezugszeichen versehen und die Klemmen sind num- meriert und zeigen die Endklemmen und Mittelanzap- fung für alle drei Phasenwicklungen.
Die Wicklungen und Klemmen sind entsprechend der Fig.3(a) und 3(b) nummeriert, in welchen die Serie-Dreieck-unmodulierten 8-Pol- bzw. die Parallel- Stern-modulierten 6-Pol-Schaltungen gezeigt sind.
In Fig.3(a) und 3(b) sind die Speiseleiter 41, 42 und 43 zu den drei Phasenleitungen L1, L2 bzw. L3 gezeigt.
In Fig. 1 und 2 ist besonders zu beachten, dass alle Spulen aller Phasenwicklungen sowohl für die unmo- dulierte 8-Pol als die modulierte 6-Pol-Schaltungen geschaltet sind. Die Weglassung von Spulen beider modulierten Schaltungen, wie es bei den bekannten Aus führungen erforderlich ist, mit der entsprechenden Anordnung der weggelassenen Spulen in einem Pha- senwicklungszweig wird durch die vorliegende Erfin dung vermieden.
Folglich kann die einfache Serie/Pa- rallel-Schaltung jeder Phasenwicklung für die unmodu- lierten und modulierten Schaltungen benutzt werden, wie es in Fig. 3(a) und 3(b) gezeigt ist. Dieses Merk mal kennzeichnet alle in Tabelle A gegebenen Bei spiele der vorliegenden Erfindung.
Die Tabellen B. 1 bis B. 3 sind drei Teile einer ein zigen Tabelle B, welche die Konstruktion von neun Maschinen mit 12-Polen in unmodulierter Schaltung beschreibt. In der modulierten Schaltung der Wicklun gen werden 10-Pole und 14-Pole erzeugt. Das 14-Pol- Feld wird infolge Wahl der Phasenwicklungsfolge eli miniert und die wirksame modulierte Polzahl ist daher 10 Pole.
Die Tabelle B. 1 verzeichnet die Daten für 12-Pol/ 10-Pol-Maschinen, welche Statoren mit 72 Nuten, 84 Nuten und 96 Nuten gewickelt sind. Die Tabelle B. 2 für Maschinen, gewickelt in Körper mit 108 Nuten, 120 Nuten und 132 Nuten und die Tabelle B. 3 für Maschinen, gewickelt in Körper mit 144 Nuten, 156 Nuten und 168 Nuten. Die Nutenzahl ist am Kopfe der Tabelle für jede Maschine gezeigt.
Alle beschriebenen Maschinen haben Spulengrup- pen mit verschiedenen Spulenzahlen für Pole derselben Phase und verschiedenen Spulengruppierungen für jede der drei Phasen.
Unter der Rubrik Spulengruppenanordnung wird die Spulengruppierung nacheinander für jeden Pol um den Maschinenumkreis für jede der drei Phasen A, B und C angegeben. Die angegebenen Folgen werden im Uhrzeigersinn von der entsprechenden neutralen Pha senlinie abgelesen. Die Folge erstreckt sich über den halben Umkreis der Maschine und wird für den zwei ten halben Umkreis identisch wiederholt.
Die nächste Linie der Tabelle gibt unter der Rubrik Totale Modulationswelle für den halben Umkreis den gesamten periodischen Verlauf der An zahl der umgekehrten Spulen pro Spulengruppe der modulierten Schaltung unabhängig von den betreffen den Phasenwicklungen an.
Die gegebene Folge geht von der neutralen Linie der Phase A aus und erstreckt sich im Uhrzeigersinn um den halben Maschinenumkreis Die Folge wird für den zweiten halben Umkreis identisch wiederholt.
Als nächstes sind fünf Werte für die unmodulierte 12-Pol-Schaltung und darnach die entsprechenden fünf Werte für die modulierte 10-Pol-Schaltung verzeichnet.
Die übrigen Ziffern der Tabelle B sind in zwei Kolonnen unterteilt, und zwar für alle Maschinen mit Ausnahme des Körpers mit 72 Nuten. Diese Kolonnen definieren zwei Varianten für jede Nutenzahl je nach dem benutzten Spulenschritt. Der Spulenschritt ist in jedem Fall durch die Anzahl von Nuten definiert. In den meisten Beispielen bestehen drei mögliche Varian ten, deren Spulenschritt sich um eine Nute voneinan der unterscheiden. Für die Maschinen mit 84 Nuten und 98 Nuten sind zwei Vatianten möglich und für die Maschine mit<B>168</B> Nuten vier Varianten.
Bei allen Bei spielen mit drei oder mehr Spulenschritt-Varianten sind die Ziffern für die Grenzfälle in der Tabelle ange geben.
Wenn das Beispiel der Tabelle B. 3 mit 168 Nuten betrachtet wird, so ist für die unmodulierte 12-Pol- Verbindung die Verteilung der Anzahl Spulen der er sten 6 Spulengruppen einer Hälfte jeder der drei Pha senwicklungen wie folgt: Phase A<B>2-5-7-7-5-2</B> (Symmetrisch) Phase B 3-6-7-7-4-1 (Unsymmetrisch) Phase C 1-4-7-7-6-3 (Unsymmetrisch) Daraus ist ersichtlich, dass 1) Phase A ist symmetrisch 2) Phase B ist die Umkehrung von Phase C 3) Die Summe der Anzahl von Spulen NF NC in den entsprechenden Spulengruppen der Phasen B und C ist das Doppelte der Anzahl von Spulen N#, der entspre chenden Spulengruppen der Phase A, d. h.
3+1=2X2 6+4=2X5 7+7=2X7usw. Daher ist hier NB + NC = 2N1.
Es ist zu beachten, dass der kürzeste, oder kürzere Spulenschritt den maximalen Wicklungsfaktor und somit das maximale Kippmoment ergibt, jedoch der kürzeste Spulenschritt den grössten Prozentsatz von 17ten Harmonischen und somit das niedrigste Anlass- moment ergibt. Der grösste oder grössere Spulenschritt ergibt den minimalen Gehalt an l.7ten Harmonischen. Die 12-Pol und 10-Pol Wicklungsfaktoren und der Gehalt an 17ten Harmonischen bei Arbeiten mit 10 Polen sind für jede Spulenschrittvariante angegeben.
Die Schlusszahl drückt das Verhältnis des 12-Pol- Flusses zum 10-Pol-Fluss aus, wenn Serie-Dreieck- Schaltungen für 12-Pole und Parallel-Stern-Schaltun- gen für 10-Pole angenommen werden.
Fig. 4 ist ein Scheibendiagramm, das die Phasen wicklungen der 12-Pol/10-Pol Maschine definiert, die auf einem Körper von 72 Nuten gewickelt wird, was das Beispiel 1 der Tabelle B. 1 bildet.
Die Phasenfolge im Uhrzeigersinn ist A, B, C, was eine Phasenbandfolge +A, C, +B, A, +C, B im glei chen Sinn definiert, wie in dem Diagramm gezeigt ist.
Die neutralen Linien für die Phasen A, B und C sind angegeben und zeigen die Phasenanfangsfolge als A, C, B im Uhrzeigersinn.
Die an jede Phasenwicklung angelegte Modula- tionswelle, d. h. der periodische Verlauf der Spulenum- kehr besitzt zwei halbe Perioden. Aus der bekannten Polamplitudentheorie, und da die unmodulierte Polzahl 12 Pole ist, sind die modulierten Polzahlen 14 Pole und 10 Pole. Die Phasenanfangsfolge A, C, B ist die Umkehrung der Phasenfolge A, B, C und es ist be kannt, dass die höher modulierte Polzahl von. 14 Polen aus dem 3-Phasenfeld eliminiert wird, um die modulierte Polzahl von 10 Polen zu belassen.
Die Spulengruppierung in jedem Phasenband ist durch den inneren Kreis von Zahlen definiert. Das be treffende Phasenband wird durch den Hinweis im näcbstäus,seren Kreis gezeigt.
Die Spulengruppierung ist, wenn man sich von der neutralen A-Phasen-Linie aus im Uhrzeigersinn be wegt, wie ersichtlich ist, B.1, +A.1, -C.4, +B.1, -A.2, +C.3, -B.0 usw. entsprechend der in Tabelle B gegebe nen Spulengruppierziffern.
Eine dicke Umkreislinie umschliesst die Phasen bänder, welche für die modulierte 10-Pol-Schaltung umgekehrt geschaltet sind. Die dicke Umkreislinie schliesst die Phasenbänder aus, welche sowohl für das Arbeiten mit 12-Polen als mit 10-Polen im gleichen Sinn erregt bleiben.
Die dicke Umkreislinie selbst definiert einen peri odischen Verlauf der für die Modulation erforderlichen Spulenumkehrung, welcher Verlauf unter Nichtbeach tung der in verschiedenartigen Halbwellen gruppierten Phasenbänder 11 Halbwellen auf dem halben Umkreis, 22-Halbwellen auf dem ganzen Umkreis hat.
Der äussere Kreis von Ziffern zeigt die Spulen gruppierung in jeder Halbwelle der ganzen Modula- tionswelle, die durch die dicke Umkreislinie definiert ist. Die durch diese Ziffern definierte Folge von der neutralen A-Phasenlinie aus im Uhrzeigersinn ent spricht, wie ersichtlich, der in Tabelle B angegebenen Folge Totale Modulationswelle für den halben Um kreis .
Fig.5 zeigt das Nutenwicklungsschema, welches dem Scheibendiagramm der Fig.4 für die 12 Pol/10 Pol Maschine entspricht, die einen Stator mit 72 Nuten benutzt, gemäss dem Beispiel 1 der Tabelle B.1.
Die Nutenzahlen, von einem willkürlichen, als Pha senband +A gewählten Anfang an, sind in der Figur oben gezeigt. Unmittelbar darunter sind die Phasen bänder und die Spulengruppierungen derselben gezeigt, die der Fig. 4 und den Ziffern in Tabelle B entspre chen. Die eingeklammerten Phasenbänder sind diejeni gen, welche im Stromkreis für das 10-Pol Arbeiten umgekehrt sind und die im Scheibendiagramm der Fig.4 gezeigt sind. Die Wicklungen zeigen einen durchgehend benutzten Wicklungsschritt von 8 Nuten, d. h. von Nut 1 zu Nut 9 usw. Die Phasenwicklung A ist in voll ausgezogenen Linien, die Phasenwicklung B in gestrichelten Linien und die Phasenwicklung C in X Linien gezeigt.
Die Phasenwicklungshälften sind nahe der End- klemmen mit Bezugszeichen versehen und die Klem- men sind numeriert, um Anfang, Mittelanzapfung und Ende jeder Phasenwicklung anzugeben.
Die Wicklungen und Klemmen sind entsprechend den Fig.3(a) und 3(b) nummeriert, in welchen die alternativen unmodulierten Serie-Dreieck-, bzw. modu lierten Parallel-Stern-Schaltungen in diesem Fall für 12-Pole, bzw. 10-Pole gezeigt sind.
Es ist wieder zu beachten, dass alle Spulen über die ganze Maschine gleich sind und alle Spulen in einer Stromrichtung oder der anderen für 12-Pol und 10-Pol-Arbeiten erregt werden. Es werden keine Spu len des Stromkreises für das modulierte Polzahlarbei- ten weggelassen, wie es für die vorbekannten Maschi nen erforderlich ist.