DE1060475B

DE1060475B - Elektrische Maschine, die zur Erzeugung mehrerer Wechselspannungen mit mehreren, vorzugsweise zwei Schleifenwicklungen ausgeruestet ist

Info

Publication number: DE1060475B
Application number: DES57436A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Kunoth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1958-03-19
Filing date: 1958-03-19
Publication date: 1959-07-02

Description

Elektrische Maschine, die zur Erzeugung mehrerer Wechselspannungen mit mehreren, vorzugsweise zwei Schleifenwicklungen ausgerüstet ist Die Erfindung befaßt sich mit der Ausbildung von elektrischen Maschinen, die zur Erzeugung mehrerer Wechselspannungen mit mehreren voneinander getrennten Schleifenwicklungen ausgerüstet sind. Solche Maschinen sind beispielsweise Pendelgeneratoren, die auf die Welle von großen Wasserkraftmaschinensätzen aufgesetzt werden. Ein solcher Pendelgenerator dient hauptsächlich zum Antrieb des Reglerpendelmotors; gleichzeitig sollen mit Hilfe dieses Pendelgenerators verschiedene Meßeinrichtungen, beispielsweise zur Drehzahlmessung, gespeist werden. Der Pendelgenerator wird daher mit zwei voneinander getrennten Wicklungen versehen, deren Spannungen verschieden sein können.
In der Fig. 1 ist das Wicklungsbild eines solchen Pendelgenerators mit 22 Polen und 99 Nuten, also 4,5 Nuten pro Pol, dargestellt. Der Pendelgenerator ist mit den beiden Wicklungen A und B ausgerüstet, wobei die Wicklung B wesentlich kleiner bemessen ist als die Wicklung A, da ihre Leistung nur etwa 10 0/o der Leistung der Wicklung A beträgt. Beide Wicklungen sind als Zweischicht-Schleifenwicklungen ausgeführt. Die Wicklung A besteht aus den in Stern geschalteten Wicklungssträngen UA-OA (stark ausgezogen), VA-OA (dünn ausgezogen) und WA-OA (strichliert). Die in der Oberschicht liegenden Spulenseiten der drei Wicklungsstränge sind jeweils voll gezeichnet, während die in der Unterschicht liegenden Spulenseiten der drei Wicklungsstränge strichpunktiert dargestellt sind. Die Wicklung B besteht ebenfalls aus drei in Stern geschalteten Wicklungssträngen, die in gleicher Weise dargestellt und mit dem Index B bezeichnet sind. -Wie die Fig. 1 erkennen läßt, ist bei den bisher bekannten Pendelgeneratoren die kleinere Wicklung B, deren Leistung nur etwa 10 0/o der Leistung der Wicklung A beträgt, lediglich an einer Stelle des Ständerumfanges untergebracht, und zwar in dem gezeigten Beispiel in den Nuten 78 bis 99, während der weitaus größte Teil der übrigen Nuten 1 bis 76 zur Aufnahme der größeren Wicklung A dient. Diese Anordnung der beiden Wicklungen hat eine Reihe von Nachteilen zur Folge. Durch das Aufsetzen eines solchen Pendelgenerators auf die Welle von Wasserkraftmaschinensätzen ist es bedingt, daß ihr Durchmesser verhältnismäßig groß ist. Dies hat zur Folge, daß sich während des Betriebes eines solchen Pendelgenerators Ungleichmäßigkeiten im Luftspalt einstellen. Diese Unsymmetrien machen sich vor allem in der Wicklung B, die einen kleineren Teil des Ständerumfanges besetzt als die Wicklung A, als zusätzliche Schwebungen in dez Spannungskurve bemerkbar. Diese Schwebungen treten noch stärker hervor, wenn ein solcher Pendelgenerator, wie es häufig üblich ist, mit Permanentmagnetpolen ausgerüstet wird. Da es nämlich praktisch nicht möglich ist, die Permanentmagnetpole genau gleich zu magnetisieren, treten zusätzliche Unsymmetrien auf. Außerdem ist es bei der in der Fig. 1 gezeigten bekannten Anordnung nicht möglich, die gegenseitige magnetische Kopplung der beiden Wicklungen zu symmetrieren, so daß die Strangspannungen der einzelnen Wicklungen voneinander abweichen können. Durch diese Einflüsse wird die Meßgenauigkeit ungünstig beeinflußt, so daß schließlich die Zweckbestimmung der Wicklung B in Frage gestellt wird.
Durch die Erfindung werden die erwähnten Nachteile für eine elektrische Maschine, die zur Erzeugung mehrerer Wechselspannungen mit mehreren, vorzugsweise zwei Schleifenwicklungen ausgerüstet ist, vermieden. Gemäß der Erfindung werden die Schleifenwicklungen längs des Maschinenumfanges in mehrere Wicklungsteile unterteilt, die so angeordnet werden., daß längs des Maschinenumfanges zu verschiedenen Schleifenwicklungen gehörende Wicklungsteile einander abwechseln. Vorteilhafterweise werden hierbei die längs des Maschinenumfanges einander abwechselnden Wicklungsteile symmetrisch angeordnet und die Zahl der Wicklungsteile jeder Schleifenwicklung so gewählt, daß sie gleich der Phasenzahl oder gleich ihrem ganzzahligen Vielfachen ist.
Damit durch die gegenseitige Kopplung der Wicklungen keine die Symmetrie störende Beeinflussung ihrer Strangspannungen stattfindet, empfiehlt es sich, die benachbarten Spulenseiten zweier nebeneinander befindlicher Wicklungsteile verschiedener Schleifenwicklungen hinsichtlich der Phasenlage ihrer Strangspannungen voneinander abweichenden Wicklungssträngen der beiden Schleifenwicklungen zuzuordnen. Diese Zuordnung der benachbarten Spulenseiten zu den Wicklungssträngen der Schleifenwicklungen wird dann längs des Maschinenumfanges zyklisch vertauscht.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in Fig. 2 ein mit den beiden als Zweischicht-Schleifenwicklungen ausgeführten Wicklungen A und B ausgerüsteter Pendelgenerator mit 40 Polen und 90 Nuten, also 2,25 Nuten pro Pol, dargestellt. Die zeichnerische Darstellung der Wicklungsstränge der beiden Wicklungen A und B entspricht derjenigen der Fig. 1. Die Wicklungen A und B sind jeweils in drei Wicklungsteile unterteilt, die längs des Maschinenumfanges einander abwechseln. Die Zahl der Wicklungsteile der einzelnen Wicklungen ist also gleich der Phasenzahl dieser Wicklungen. Durch die einander abwechselnde symmetrische Anordnung der Wicklungsteile gemäß der Erfindung, wie sie in der Fig.2 gezeigt ist, werden die eingangs erwähnten Unsymmetrien und die hierdurch hervorgerufenen Schwebungen in der Spannungskurve vermieden.
Weiterhin sind die Wicklungsteile der benachbarten Wicklungen A und B derart angeordnet, daß die benachbarten Spulenseiten zweier nebeneinander befindlicher Wicklungsteile, also beispielsweise die Spulenseiten in den Nuten 18 und 19, von denen die eine zur Wicklung A (Spulenseite der Nut 18) und die andere zur Wicklung B (Spulenseite der Nut 19) gehört, Wicklungssträngen der beiden Wicklungen A und B zugeordnet sind, die hinsichtlich der Phasenlage ihrer Strangspannung voneinander abweichen; so gehört die Spulenseite der Nut 18 zum Wicklungsstrang VA-0A der Wicklung A und die Spulenseite der Nut 19 zum Wicklungsstrang UB-OB der Wicklung B. Damit nun eine möglichst gute Symmetrie auch hinsichtlich der Strangspannungen der beiden Wicklungen A und B erzielt wird, ist die Zuordnung der benachbarten Spulenseiten zweier nebeneinander befindlicher Wicklungsteile der Wicklungen .4 und B zu den Wicklungssträngen längs des Maschinenumfanges zyklisch vertauscht. So gehören beispielsweise die beiden benachbarten Spulenseiten der Nuten 48 und 49 zum Wicklungsstrang UA-OA bzw. WB-OB, während die Spulenseiten der Nuten 78 und 79 zu den Wicklungssträngen WA-OA bzw. VB-OB gehören.
Um die magnetische Kopplung zwischen den beiden Wicklungen A und B möglichst gering zu halten, ist außerdem in den Nuten, die benachbarte Spulenseiten nebeneinander befindlicher Wicklungsteile verschiedener Wicklungen aufnehmen, lediglich eine Spulenseite angeordnet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrische Maschine, die zur Erzeugung mehrerer Wechselspannungen mit mehreren, vorzugsweise zwei Schleifenwicklungen ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifenwicklungen längs des Maschinenumfanges in mehrere Wicklungsteile unterteilt sind und daß längs des Maschinenumfanges zu verschiedenen Schleifenwicklungen gehörende Wicklungsteile einander abwechseln.
2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die längs des Maschinenumfanges einander abwechselnden Wicklungsteile der Schleifenwicklungen symmetrisch angeordnet sind.
3. Mehrphasige elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Wicklungsteile jeder Schleifenwicklung gleich der Phasenzahl oder gleich ihrem ganzzahligen Vielfachen ist.
4. Mehrphasige elektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Spulenseiten zweier nebeneinander befindlicher Wicklungsteile verschiedener Schleifenwicklungen hinsichtlich der Phasenlage ihrer Strangspannung voneinander abweichenden Wicklungssträngen der beiden Schleifenwicklungen zugeordnet sind.
5. Elektrische Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung der benachbarten Spulenseiten zweier nebeneinander befindlicher Wicklungsteile verschiedener Schleifenwicklungen zu den Wicklungssträngen der Schleifenwicklungen längs des Maschinenumfanges zyklisch vertauscht ist.
6. Elektrische Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, deren Schleifenwicklungen als Zweischichtwicklungen ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den Nuten, die benachbarte Spulenseiten nebeneinander befindlicher Wicklungsteile verschiedener Schleifenwicklungen aufnehmen, lediglich eine Spulenseite angeordnet ist.
7. Elektrische Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung von Permanentmagnetpolen. B. Verwendung einer elektrischen Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 als Pendelgenerator für Wasserkraftmaschinensätze, dadurch gekennzeichnet, daß die mit zwei Schleifenwicklungen ausgerüstete Maschine auf die Welle des Wasserkraftmaschinensatzes aufgesetzt ist.