CH448252A - Electric machine - Google Patents

Electric machine

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CH448252A
CH448252A CH461262A CH461262A CH448252A CH 448252 A CH448252 A CH 448252A CH 461262 A CH461262 A CH 461262A CH 461262 A CH461262 A CH 461262A CH 448252 A CH448252 A CH 448252A
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CH
Switzerland
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phase
poles
pole
coils
phase winding
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Application number
CH461262A
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German (de)
Inventor
Hindle Rawcliffe Gordon
Original Assignee
Nat Res Dev
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02Asynchronous induction motors
    • H02K17/12Asynchronous induction motors for multi-phase current
    • H02K17/14Asynchronous induction motors for multi-phase current having windings arranged for permitting pole-changing
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
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  • Windings For Motors And Generators (AREA)
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Description

  

      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.



      Electrical machine The invention relates to electrical three-phase AC pole-changing machines.



  It is known to provide electric AC pole-changing motors which either have separate sets of phase windings that give alternative numbers of poles, or have a single set of phase windings, with matching connections to the coils, which connections are led to a multiple switch, so that the single set of phase windings can be switched to provide alternative numbers of poles. The most common arrangements provide for alternative pole numbers in the ratio 2: 1 and thus alternative operating speeds in the opposite ratio.



  Recently, a new principle has been developed for the generation of alternative numbers of poles in an electrical machine with a single set of phase windings. This principle is known as so-called Pol-Amplitude Modulation and is described in two papers by Professor G. H.

       Raweliffe and others, the first of which is entitled Induction Motor Speed-Changing by Pole-Amplitude Modulation in the Proceedings of the Institution of Electrical Engineers, vol. 105, Part A No.22,

      August 1958 and the latter entitled Speed-Changing Induction. Motors-Further Developments in Pole-Amplitude Modulation in the Processes of the Institution of Electrical Engineers, Vol. 107, Part A, No. 36 December 1960 was published.



  Since the aforementioned publications give a complete explanation of the general theory of pole amplitude modulation, it can be briefly stated here that a three-phase AC machine has a single set of three-phase windings wound to have a first pole number result, can be switched so that they can be connected to an alternative number of poles in a ratio of less than 2

  1 can work if a pole amplitude modulation wave is applied to each phase winding, the three modulation waves being 120 apart from one another around the machine axis.



  The so-called pole amplitude modulation of each phase winding is achieved by switching successive parts of the phase winding around the circumference of the machine so that the polarity of one part is reversed in the modulated circuit, and one part is its original polarity for each whole Period of the modulation wave. In addition, further means are used to ensure that the amplitudes of the poles in the modulated circuit are not uniform, but rather follow a sinusoidal amplitude distribution in each modulation wave.

   For this purpose, one pole can be omitted at one end of each modulation half-period, or the amplitude of both end poles can be reduced, or the machine can originally be wound as a partially punching machine in order to provide a sinusoidal distribution of the pole amplitude for both the modulated and the unmodulated circuits .



  The form of the so-called pole amplitude modulation described in the publications mentioned is known as symmetrical so-called pole amplitude modulation, because an identical modulation wave, ie. H. the periodic course of the coil connections is applied to each of the three phase windings, each modulation wave being symmetrical to the center of the phase winding concerned.



  This symmetrical pole amplitude modulation method is only used if none of the pole numbers used is a multiple of three.



  Switzerland. Patent 433504 describes an even more complicated coil switching arrangement, which is called asymmetrical pole amplitude modulation, which is suitable for machines which have a number of poles that is a multiple of three.



  In brief, the method of asymmetrical pole amplitude modulation is to apply a modulation wave to any of the three phase windings as for symmetrical pole amplitude modulation. However, two modulation waves are applied to each of the two other phase windings, which are spaced from one another on the circumference of the phase winding so that in the modulated circuit essentially the waveform of the same resulting magnetomotive force with the same spacing relationship as in the first phase winding is generated.



  In all of the embodiments described in the patent mentioned, the method of asymmetric pole amplitude modulation is carried out by reversing selected coils of the phase winding and by omitting or reducing, d. H. the omission of some of the conductors, of selected other coils of the phase winding.



  The present invention relates to electrical cal three-phase machines which have two numbers of poles, one of which is a single or a multiple of three.



  The purpose of the invention is to create electrical three-phase alternating current pole-changing machines in which the pole switching is effected by the method of asymmetrical pole amplitude modulation and in which all coils of all phase windings in the circuit for one number of poles as well also included in those for the other number of poles.



  The known type of machines with pole switching by the so-called pole amplitude modulation method has a three-phase winding which provides a first number of poles of P poles and an alternative number of poles of either (P + M) or (PM) pole pairs , and which has three phase windings which are arranged consecutively around an axis, the electrical phase sequence A, B, C and phase band sequence + A, -C, + B, -A, + C, -B a reference sense of rotation about this axis define which phase bands have coils connected to each other in each phase winding in order to obtain 2 P poles, means being present

   to connect selected coils in an alternative manner to modulate the relative amplitudes of the 2 P poles according to three pole amplitude modulation waves applied to each phase winding spaced apart, each pole amplitude modulation wave having M periods of alternating positive and negative parts which follow one another, which positive and negative parts are determined by reversing the polarity of the poles of the negative part relative to the poles of the positive part, the spatial distance of the mentioned pole amplitude modulation waves being so that their beginnings lie at three points,

    which are essentially a third of a revolution about this axis apart, the sequence of the pole amplitude modulation waves at the three distant points in the phase sequence A, B, C or in the phase sequence A, C, B in the aforementioned direction of rotation , since the alternative number of poles is (P + M) pole pairs or (PM) pole pairs.



  The present invention relates to a rotating electrical machine with a three-phase winding for a first number of poles and a second number of poles, in which either the first or the second number of poles corresponds to three pairs of poles or a multiple of three pairs of poles and the winding consists of three round phase windings arranged one after the other around an axis and each phase winding consists of the same total number of coils, which are connected to one another in a first circuit within each phase winding so that they provide the first number of poles and in a second circuit within the same phase winding supply the second number of poles.



  According to the invention, such an electrical machine is characterized in that all phase windings A, B and C have unequal numbers of coils per pole and a phase winding A has a symmetrical distribution of the number of coils per pole, with the end poles of the relevant phase winding halves having fewer coils per pole than the others have, while the other two phase windings B and C have an asymmetrical distribution of the number of coils per pole and the number of coils distribution of phase winding B is the reverse of that of phase winding C and the number of coils N of the coil groups of associated poles of the three phases A,

   B and C correspond to the formula NB + NC = 2NA or 2NA + 1, the second number of poles being obtained by reversing the polarity of one half of each of the phase windings A, B and C with respect to the other halves.



  For example, embodiments of the subject matter of the invention are described below with reference to the accompanying drawing, in which Tables A. 1 to A.4 numbers for the construction and we effect of seven 8-pole / 6-pole machines indicated, wound on stators with different Number of slots, Tables B. 1 to B. 3 give numbers for the construction and operation of nine 12-pole / 10-pole machines, wound on stators with different numbers of slots, for each of the machines described in Tables A and B above two variants are shown, each of which uses a different coil step.



       Fig.l is a disk diagram for the 8-pole / 6-pole machine, wound on a stator with 72 slots, according to Example 1 of Table A. 2, Fig.2 is a slot winding diagram for the 8-pole / 6-pole machine of FIG. 1.



       3 (a) and 3 (b) are circuit diagrams showing the series-triangle-8-pole and the parallel-star-6-pole connection of the machine of FIG and 1 show.



       FIG. 4 is a disk diagram for the 12-pole / 10-pole machine, wound on a stator with 72 slots, according to example 1 of table B. 1.



       FIG. 5 is a slot winding diagram for the 12-pole / 10-po machine of FIG. 4.



  At this point it is important to consider the fact that any machine that provides pole switching through so-called pole amplitude modulation has an unmodulated number of poles of 2n poles and modulated pole numbers of (2n + 2m) and (2n-2m) poles , where n is the number of pole pairs for which the winding is originally wound, and m is the number of periods of modulation waves that are applied to each phase winding.



  Since the number of poles 2n is provided without modulation and both numbers of poles (2n + 2m) and (2n-2m) are generated by modulation, it follows that each such machine contains one and only one number of poles, which is a multiple of three.



  If this number of poles is the eliminated modulated number of poles, leaving two alternative numbers of poles, none of which is a multiple of three, the method of symmetrical pole amplitude modulation is applicable and the present invention does not apply to such cases.



  If the number of poles, which is a multiple of three, is one of the alternative number of poles, either as a result of the fact that it is the unmodulated number of poles or that it is the modulated, non-eliminated number of poles, then the resulting number of poles combination is that which in a Machine according to the invention can be obtained.



  Further, any combination of the number of poles will result in many different machines depending on the number of slots chosen for the body on which the 3-phase winding is wound. Still other variants emerge from the description below.



  Obviously, it is inexpedient and unnecessary to write all possible embodiments of the invention. Accordingly, two tables with information for machines with two pole number combinations have been drawn up. Each table contains information for windings on stators with different numbers of slots for the number of poles concerned.



  One example has then been selected from each table for a complete description, indicating the appropriate slice diagram, slot winding diagram and circuit diagram.



  Accordingly, tables A. 1 to A.4 are four parts of a single table A, which specifies the construction of seven machines which have 8 poles in an unmodulated circuit. With a modulated circuit of the windings, 6 poles and 10 poles are provided with each other. The 10 pole field is eliminated as a result of the selection of the phase winding sequence and the effective modulated number of poles is therefore 6 poles.



  Table A. 1 (gives the data for 8-pole / 6-pole machines that are wound on stators with 48 slots and 60 slots. Table A. 2 for machines that are wound on stators with 72 slots and 84 slots. Table A. 3 for machines wound on stators with 96 slots and 108 slots and Table A.4 for a machine wound on a stator with 120 slots The number of slots is given at the top of the table.



  In the example of Table A. 3 with 108 slots, the number of coils NB and Ne in the corre sponding coil groups of phases B and C is approximately twice the number of coils N of the corresponding coil groups of phase A, i. H.



  4 + 1 is equal to 2 X 2 + 1 6 + 7 is equal to 2 X 7 - 1. Therefore, NB + NC = 2NA 1.



  All the machines described are Teillochma machines with coil groups of different coils pay for poles of the same phase and different coil grouping for each of the three phases.



  The grouping of coils is indicated one after the other for each pole on the machine circumference for each of the three phases A, B and C under the common heading Phase group rug. The specified order is read clockwise from the neutral line.



  The next line of the table gives under the designation total modulation period the entire course of reversed coils, which are obtained by the modulated circuit independently of the phase windings in question. The given sequences are taken from the neutral A-phase line and extend clockwise over half of the circumference of the machine. This sequence can be seen in schematic form for the example of the stator with 72 slots in FIG.



  Next, five values are recorded which relate to the unmodulated 8-pole series delta connection of the phase windings.



  Next, the corresponding five values are recorded which relate to the modulated 6-pole parallel-star connection of the phase windings.



  The remaining digits of the table are divided according to the two alternative embodiments defined by the coil used. The coil pitch is in each case defined as a number of grooves.



  Chord and winding factors are given for both variants and for both numbers of poles. The 22-pole harmonic number is given for both variants.



  The final values are given as the ratio of the 8-pole flux to the 6-pole flux, whereby alternative series-triangle-8-pole and parallel-star-6-pole connections are assumed.



       Fig. 1 is a disk diagram that defines the phase windings of the 8-pole / 6-pole Mas, chine, which are wound on a body with 72 slots and the example 1 of Table A. 2 forms.



  The clockwise phase sequence is A, B, C, which defines a phase band sequence + A, -C, + B, -A, + C, -B in the same sense as shown in the diagram.



  The neutral lines for phases A, B and C are indicated, they show the phase start sequence as A, C, B clockwise.



  From the aforementioned known theory of so-called pole amplitude modulation, and from the fact that each phase is modulated by a single-period modulation wave, it is known that the modulated pole numbers that are generated simultaneously by the modulated circuit, in the example according to Fig. 1 is 6-pole and 10-pole. The selected initial phase sequence shows that the higher number of poles is eliminated in order to leave the lower number of poles.



  The number of coils in each phase band is shown by the innermost circle of numbers. The phase band notice is shown in the next outer circle.



  Thus the coil grouping is clockwise from the neutral line of phase A: B.3, + A.2, -C.5, + B.1, -A.4, + C.3, etc. These characters correspond the coil grouping symbols in Table A.



  A thick circumferential line encloses the phase bands which are reversed in the modulated circuit and excludes those phase bands which remain connected as in the unmodulated circuit.



  The thick circumference itself defines a cyclical course of the coil reversal, the 7 half waves on half the circumference, i.e. H. 14 half-waves over the entire circumference. The outer circle of characters shows the number of coils for each half-wave of this entire modulation course. It should be noted that the half waves are not quite regular, but are symmetrical over the entire circumference.



  The disk diagram of Fig. 1 relates to both coil pitch variants of either 12-slot coil pitch or 13-slot coil pitch from Table A.



       FIG. 2 shows the slot winding diagram of the 8-pole / 6-pole machine variant which uses the 12-slot coil pitch.



  The groove numbers are shown in the figure above. The phase band coil groupings are shown below and correspond to the digits given in Fig. 1 beginning at the top or bottom of the diagram with phases band + A and clockwise movement. The phase bands in brackets are those which are reversed in the modulated circuit, as is also shown in FIG.



  The phase winding A is shown in full lines, the phase winding B in dashed lines and the phase winding C in X lines.



  The windings are numbered near the end terminals and the terminals are numbered and show the end terminals and center tap for all three phase windings.



  The windings and terminals are numbered according to Fig. 3 (a) and 3 (b), in which the series-triangle-unmodulated 8-pole and the parallel-star-modulated 6-pole circuits are shown.



  In Figures 3 (a) and 3 (b), the feed conductors 41, 42 and 43 to the three phase lines L1, L2 and L3 are shown.



  In Fig. 1 and 2 it should be noted in particular that all coils of all phase windings are connected for both the unmodulated 8-pole and the modulated 6-pole circuits. The omission of coils in both modulated circuits, as is required in the known designs, with the corresponding arrangement of the omitted coils in a phase winding branch is avoided by the present invention.

   Thus, the simple series / parallel connection of each phase winding can be used for the unmodulated and modulated circuits as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). This feature identifies all of the examples of the present invention given in Table A.



  Tables B. 1 to B. 3 are three parts of a single table B which describes the construction of nine machines with 12 poles in unmodulated circuit. In the modulated circuit of the windings, 10-pole and 14-pole are generated. The 14-pole field is eliminated as a result of the choice of the phase winding sequence and the effective modulated number of poles is therefore 10 poles.



  Table B. 1 lists the data for 12-pole / 10-pole machines which have stators wound with 72 slots, 84 slots and 96 slots. Table B. 2 for machines wound in bodies with 108 slots, 120 slots and 132 slots and Table B. 3 for machines wound in bodies with 144 slots, 156 slots and 168 slots. The number of slots is shown at the top of the table for each machine.



  All machines described have coil groups with different numbers of coils for poles of the same phase and different coil groupings for each of the three phases.



  Under the heading coil group arrangement, the coil grouping is indicated one after the other for each pole around the machine perimeter for each of the three phases A, B and C. The specified sequences are read clockwise from the corresponding neutral phase line. The sequence extends over half the perimeter of the machine and is repeated identically for the second half perimeter.



  The next line in the table gives under the heading Total modulation wave for half the circumference the entire periodic course of the number of reversed coils per coil group of the modulated circuit, regardless of the phase windings concerned.



  The given sequence starts from the neutral line of phase A and extends clockwise around half the machine perimeter. The sequence is repeated identically for the second half perimeter.



  Next, five values are recorded for the unmodulated 12-pole circuit and then the corresponding five values for the modulated 10-pole circuit.



  The remaining digits in Table B are divided into two columns for all machines with the exception of the body with 72 grooves. These columns define two variants for each number of slots depending on the coil pitch used. The coil pitch is defined in each case by the number of slots. In most of the examples there are three possible variants, the coil pitches of which differ from one another by one notch. Two versions are possible for the machines with 84 slots and 98 slots and four versions for the machine with <B> 168 </B> slots.

   In all examples with three or more coil step variants, the numbers for the borderline cases are given in the table.



  If the example of Table B. 3 with 168 slots is considered, the distribution of the number of coils of the first 6 coil groups of one half of each of the three phase windings for the unmodulated 12-pole connection is as follows: Phase A <B> 2 -5-7-7-5-2 </B> (symmetrical) phase B 3-6-7-7-4-1 (asymmetrical) phase C 1-4-7-7-6-3 (asymmetrical) From this it can be seen that 1) phase A is symmetrical 2) phase B is the reverse of phase C 3) the sum of the number of coils NF NC in the corresponding coil groups of phases B and C is twice the number of coils N #, the Corresponding coil groups of phase A, d. H.

    



       3 + 1 = 2X2 6 + 4 = 2X5 7 + 7 = 2X7 etc. Therefore NB + NC = 2N1 here.



  It should be noted that the shortest or shorter coil step results in the maximum winding factor and thus the maximum breakdown torque, but the shortest coil step results in the largest percentage of 17th harmonics and thus the lowest starting torque. The largest or larger coil step results in the minimum content of the seventh harmonic. The 12-pole and 10-pole winding factors and the content of the 17th harmonic when working with 10 poles are specified for each coil step variant.



  The final number expresses the ratio of the 12-pole flux to the 10-pole flux, if series-triangle connections are assumed for 12-poles and parallel-star connections for 10-poles.



       Fig. 4 is a disk diagram defining the phase windings of the 12-pole / 10-pole machine which is wound on a body of 72 slots, which forms Example 1 of Table B.



  The clockwise phase sequence is A, B, C, which defines a phase band sequence + A, C, + B, A, + C, B in the same sense as shown in the diagram.



  The neutral lines for phases A, B and C are indicated and show the phase start sequence as A, C, B clockwise.



  The modulation wave applied to each phase winding, i. H. the periodic course of the coil reversal has two half periods. From the known pole amplitude theory, and since the unmodulated number of poles is 12 poles, the modulated number of poles are 14 poles and 10 poles. The initial phase sequence A, C, B is the reverse of the phase sequence A, B, C and it is known that the higher modulated number of poles of. 14 poles are eliminated from the 3-phase field in order to leave the modulated number of poles of 10 poles.



  The coil grouping in each phase band is defined by the inner circle of numbers. The relevant phase band is shown by the note in the next circle.



  The coil grouping is when moving clockwise from the neutral A-phase line, as can be seen, B.1, + A.1, -C.4, + B.1, -A.2, + C.3, -B.0 etc. according to the coil grouping numbers given in Table B.



  A thick perimeter line encloses the phase bands, which are reversed for the modulated 10-pole circuit. The thick circumferential line excludes the phase bands, which remain excited in the same sense for working with 12 poles as well as with 10 poles.



  The thick circumferential line itself defines a periodic course of the coil reversal required for the modulation, which course, disregarding the phase bands grouped in various half-waves, has 11 half-waves on half the circumference, 22 half-waves over the entire circumference.



  The outer circle of numbers shows the coil grouping in each half-wave of the entire modulation wave, which is defined by the thick circumferential line. The sequence defined by these numbers from the neutral A-phase line in a clockwise direction corresponds, as can be seen, to the sequence given in Table B, total modulation wave for half the circle.



       FIG. 5 shows the slot winding scheme, which corresponds to the disk diagram of FIG. 4 for the 12 pole / 10 pole machine which uses a stator with 72 slots, according to example 1 of table B.1.



  The number of slots, from an arbitrary beginning selected as phase band + A, are shown in the figure above. Immediately below the phase bands and the coil groupings of the same are shown which correspond to Fig. 4 and the numbers in Table B. The phase bands in brackets are those which are reversed in the circuit for 10-pole work and which are shown in the disk diagram in FIG. The windings show a continuously used winding pitch of 8 slots, i. H. from slot 1 to slot 9, etc. The phase winding A is shown in solid lines, the phase winding B in broken lines and the phase winding C in X lines.



  The phase winding halves are numbered near the end terminals and the terminals are numbered to indicate the beginning, center tap and end of each phase winding.



  The windings and terminals are numbered according to Fig. 3 (a) and 3 (b), in which the alternative unmodulated series-delta, or modulated parallel-star circuits in this case for 12-pole, or 10 - Poles are shown.



  It should again be noted that all coils are the same across the entire machine and all coils are energized in one current direction or the other for 12-pole and 10-pole work. No coils of the circuit for modulated number of poles work are omitted, as is necessary for the previously known machines.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Umlaufende elektrische Maschine mit einer Drei phasenwicklung für eine erste Polzahl und eine zweite Polzahl, 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 (A, B und C) zusammensetzt und jede Phasenwicklung aus der gleichen Gesamtzahl von Spulen besteht, die in einer ersten Schaltung so inner halb jeder Phasenwicklung miteinander verbunden sind, dass sie die erste Polzahl liefern und bei einer zweiten Schaltung innerhalb der gleichen Phasenwick lung die zweite Polzahl liefern, dadurch gekennzeich net, dass alle Phasenwicklungen A, PATENT CLAIM Rotating electrical machine with a three-phase winding for a first number of poles and a second number of poles, in which either the first or the second number of poles corresponds to three pole pairs or a multiple of three pole pairs, and the winding consists of three phase windings arranged one after the other around an axis ( A, B and C) and each phase winding consists of the same total number of coils, which are connected to each other in a first circuit within each phase winding so that they provide the first number of poles and in a second circuit within the same phase winding the second Supply number of poles, characterized in that all phase windings 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 Pha- senwicklungshälften weniger Spulen je Pol als die übri gen haben, während die beiden anderen Phasenwick lungen B und C unsymmetrische Verteilung der Anzahl Spulen je Pol haben und die Spulenzahlverteilung der Phasenwicklung B umgekehrt zu derjenigen der Pha senwicklung C ist und die Anzahl der Spulen N der Spulengruppen von zugehörigen Polen der drei Phasen A, B and C have unequal numbers of coils per pole and a phase winding A has a symmetrical distribution of the number of coils per pole, with the end poles of the respective phase winding halves having fewer coils per pole than the rest, while the other two phase windings B and C are asymmetrical Have distribution of the number of coils per pole and the coil number distribution of phase winding B is the reverse of that of phase winding C and the number of coils N of the coil groups of associated poles of the three phases A, B und C der Formel Na + Nr = 2NA oder 2NA + 1 entsprechen, wobei die zweite Polzahl durch Umkehrung der Polarität einer Hälfte jeder der Pha senwicklungen A, B und C gegenüber den anderen Hälften erhalten wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Elektrische Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass alle Spulen aller Phasen wicklungen eine gleiche Windungszahl haben. 2. B and C correspond to the formula Na + Nr = 2NA or 2NA + 1, the second number of poles being obtained by reversing the polarity of one half of each of the phase windings A, B and C with respect to the other halves. SUBClaims 1. Electrical machine according to claim, characterized in that all coils of all phases windings have the same number of turns. 2. Elektrische Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Polwechsel in ihrer Polarität umzukehrenden Phasenbänder und die nicht umzukehrenden Phasenbänder einander längs dem ganzen Umfang der Dreiphasenwicklung entspre chend einem zyklischen Verlauf ablösen, wobei einige der Halbwellen dieses zyklischen Verlaufs Spulen von zwei aufeinanderfolgenden Phasenbändern enthalten, und die Gesamtzahl von Spulen in jeder Halbwelle im wesentlichen gleich ist (Fig. 1). 3. Elektrische Maschine nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtzahlen von Spulen in den Halbwellen sich höchstens um eine Spule voneinander unterscheiden. Electrical machine according to claim, characterized in that the phase bands to be reversed in polarity when changing poles and the phase bands not to be reversed replace each other along the entire circumference of the three-phase winding according to a cyclic course, some of the half-waves of this cyclic course containing coils of two successive phase bands, and the total number of coils in each half cycle is substantially the same (FIG. 1). 3. Electrical machine according to dependent claim 2, characterized in that the total number of coils in the half-waves differ from one another by at most one coil.
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FR2443759A1 (en) * 1978-12-08 1980-07-04 Od Polt Institut Pole changing three=phase two layer winding for electromotor - has two sets of terminals and unsymmetrical winding group distribution to improve utilisation factors at low and high speeds

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