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Aus Einzelleitern aufgebaute Wechselstromstabwicklung Es ist bekannt,
zur Verkleinerung der in den Leitern von Wechselstrommaschinen auftretenden Wirbelstromverluste
diese Leiter in mehrere voneinander isolierte Einzelleiter zu unterteilen und im
Spulenkopf um 180° zu verschränken. Obwohl es weiterhin bekannt ist, .zusätzlich
zu dieser- Verschränkung der Leiter .m Spultenkopf noch weitere Vendrillungen des
zusammengesetzten Leiters im Spulenkopf vorzusehen, wird hiermit häufig keine ausreichende
Verminderung der Wirbelstromverluste erzielt. Bei Stabwicklungen geht man daher
meist den Weg, Gitterstäbe zu verwenden, wobei die gegeneinander isolierten Teilleiter
in der Nut gegeneinander verdrillt werden. Bei diesen in überaus weitem Umfang verwendeten
Gitterstäben werden jedoch die Verluste, die durch die Streufelder im Wickelkopf
hervorgerufen werden, nicht ausgeglichen.
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Zur Verminderung der in den Stäben einer Wechselstromabwicklung auftretenden
Wirbelstromverluste geht die Erfindung einen anderen Weg. Gemäß der Erfindung werden
die im Spulenkopf zwischen zwei eine Spule bildenden Stäben um 180° verschränkten
Einzelleiter des einen Stabes mit den Einzelleitern des anderen Stabes um einen
oder mehrere Einzelleiter versetzt verbunden; die überzähligen Einzelleiter auf
der Außenseite des Spülenkopfes werden dann durch den Spulenkopf isoliert umfassende
Zwingen mit-den überzähligen Einzelleitern auf der Innenseite des Spulenkopfes verbunden.
Die Verbindung der Einzelleiter im Spulenkopf erfolgt also gemäß der Erfindung beispielsweise
derart, daß der oberste Einzelleiter des ersten Stabes mit dem an zweiter Stelle
von unten liegenden Einzelleiter des zweiten Stabes, der an zweiter Stelle von oben
liegende Einzelleiter des ersten Stabes mit dem an dritter Stelle von unten liegenden
Einzelleiter des zweiten Stabes usw. verbunden sind; der im ersten Stab zuunterst
liegende Einzelleiter wird dann mit einer den Spulenkopf isoliert umgreifenden Zwinge
an den im anderen Stab ebenfalls zuunterst liegenden Einzelleiter angeschlossen.
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Bei einer Zweistabwicklung werden die Einzelleiter lediglich in den
Spulenköpfen der einen Maschinenseite um 180° verschränkt und versetzt miteinander
verbunden. In den Spulenköpfen der anderen Maschinenseite werden die Einzelleiter
hingegen ohne Versetzung um 180° miteinander verschränkt verbunden.
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Zur Erläuterung der Erfindung ist in den Fig. 1 bis 7 eine gemäß der
Erfindung ausgebildete Zwei stabschleifenwicklüng mit sechs Polen, drei Wicklungssträngen
und 108 -Nuten als Ausführungsbeispiel wiedergegeben: Fig. 1 zeigt einen Spulenkopf
zwischen Ober- und Unterstab der einen Maschinenseite, während Fiig. 2 einen Spulenkopf
der anderen Maschinenseite wiedergibt; Fig. 3 .und 4 zeigen Schaltverbindungen .
der als Ausführungsbeispiel gewählten Wicklung; in Fig. 5 ist das Wicklungsbild
der Wicklung wiedergegeben, während Fig. 6 an Hand des Wicklungsscheines eines Wicklungsstranges
den Lauf eines herausgegriffenen Einzelleiterzuges durch die Wicklung erkennen läßt;
in Fig. 7 ist schließlich eine Abänderung eines gemäß der Erfindung ausgebildeten
Spwlenkopfes wiedergegeben.
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Die als Ausführungsbeispiel .dargestellte Zweistabschleifenwicklung
besteht aus den Wicklungssträngen U-X, V-Y und W-Z. Im Wicklungsbild der Fig. 5
ist der Wicklungsstrang U-X stark ausgezogen dargestellt; die in der Unterschicht
liegenden Stäbe dieses Stranges sind durch Punktierungen gekennzeichnet. Der Wicklungsstrang
V-Y ,ist dünn ausgezogen dargestellt, während der Wicklungsstrang W-Z dünn gestrichelt
gezeichnet ist; auch bei diesen beiden Wicklungssträngen sind die in der Unterschicht
liegenden Stäbe durch Punktierungen gekennzeichnet.
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In Durchführung des Erfindungsgedankens sind auf der gleichen Maschinenseite,
auf der sich die Schaltverbindungen befinden, jeweils zwei eine Spule bildende Stäbe
durch den in der Fig. 1 dargestellten Spulenkopf verbunden. Jeder der beiden Stäbe,
von denen sich der eine in der Oberschicht o und der andere in der Unterschicht
u befindet, besteht aus achtzehn gegeneinander isolierten Einzelleitern. Die Einzelleiter
der bellen Stäbe sind im Spulenkopf der Fig. 1 um 180' verschrärnkt und um einen
Einzelleiter versetzt mnteinander verbunden. Der in der
Lage 1 der
Oberschicht o liegende Einzelleiter ist mit dem in der Lage 2 befindlichen Einzelleiter
der Unterschicht u verlötet, während der in der Lage 2 der Oberschicht o liegende
Einzelleiter mit dem in der Lage 3 der Unterschacht u befindlichen Einzelleiter
verlötet ist. In gleicher Weise sind die folgenden Einzelleiter miteinander verlötet.
So ist schließlich der in der Lage 17 der Oberschicht o angeordnete Einzelleiter
mit dem in oder Lage 18 der Unterschicht ie befindlichen Einzelleiter verlötet.
Der in der Lage 18, also in der untersten Lage der Oberschicht o befindliche Einzelleiter
ist mit Hilfe der den Spulenkopf isoliert umfassenden Zwinge Zw mit dem in der Lage
1, also in der untersten Lage der Unterschicht u befindlichen Einzelleiter verbunden.
Zwischen den die Breite der Nut bis auf die Stärke der Isolierhülse ausfüllenden
Einzelleitern sind die isolierenden Zwischenlagen Js eingelegt: Die Lötstellen,
d. h. die Stellen, an denen die miteinander verbundenen Einzelleiter überlappt sind,
sind gleichmäßig über den ganzen Spulenkopf verteilt, so daß eine Verdickung des
Spulenkopfes an einer einzelnen Stelle vermieden wird.
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Auf der den Schaltverbindungen abgekehrten Seite der Maschine sind
die Einzelleiter von zwei eine Spule bildenden Stäben mittels der in Fig. 2 dargestellten
Spulenköpfe miteinander verbunden; hierbei sind die Einzelleiter des einen Stabes
mit den Einzelleitern des anderen Stabes um 180° verschränkt miteinander verbunden.
Der in der Lage 1 der Oberschicht o befindliche Einzelleiter des einen Stabes ist
mit dem -in der Lage 1 der Unterschicht u befindlichen Einzelleiter des anderen
Stabes verbunden. Die übrigen Einzelleiter der Oberschicht o sind jeweils mit den
in der gleichen Lage angeordneten Einzelleitern der Unterschicht u zusammengeschaltet.
Auch bei dem die Einzelleiter des einen Stabes mit den Einzelleitern des anderen
Stabes ohne Versetzung verbindenden Spulenkopf der Fig. 2 sind die Lötstellen zwischen
zwei Einzelleitern, d. h. die Stellen, an denen die Einzelleiter überlappt sind,
gleichmäßig über - den Spulenkopf verteilt.
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Dadurch, daß die Spulenköpfe der als Ausführungsbeispiel gezeigten
Wicklung gemäß den Darstellungen der Fig. 1 und 2 ausgebildet sind, wird erreicht,
daß im Verlaufe der ganzen Wicklung jeder Einzelleiter eines Stabes jede in der
Nut mögliche Höhenlage in Oberschicht und Unterschicht einmal einnimmt. Hierdurch
allein wird jedoch noch keine völlige elektrische Äquivalenz der aus den einzelnen
Einzelleitern gebildeten Parallelzweige erreicht. Dies ist dadurch bedingt, daß
in einer Reihe von Nuten in Ober- und Unterschicht Stäbe angeordnet sind, .die zu
verschiedenen Wicklungssträngen gehören, während nur in einem Teil der Nuten zu
gleichen Wicklungssträngen gehörende Stäbe untergebracht sind. So sind beispielsweise
durch eine feine Schraffur im Schema der Fig. 6 diejenigen Nuten gekennzeichnet,
in denen sowohl in der Oberschicht als auch in der Unterschicht zum Wicklungsstrang
U-X, also zum gleichen Wicklungsstrang gehörende Stäbe angeordnet sind.
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Damit nun eine elektrische Äquivalenz der aus den Einzelleitern gebildeten
Parallelzweige erreicht wird, werden in Weiterbildung des Erfindungsgedankens die
zwei Spulengruppen miteinander verbindenden Schaltverbindungen zwischen zwei in
der gleichen Schicht liegenden Stäben derart ausgebildet, daß die Einzelleiter des
einen Starges in der Schaltverbindung mit den Einzelleitern des anderen Stabes um
einen oder mehrere Einzelleiter versetzt verbunden sind; die auf der Oberseite überzähligen
Einzelleiter des einen Stabes werden mit den auf der Unterseite überzähligen Einzelleitern
durch .die Schaltverbindung isoliert umfassende Zwingen verbunden. Die Zahl der
Einzelleiter, um die eine Versetzung in der Schaltverbindung erforderlich ist, hängt
dabei von der speziellen Art der Wicklung ab, also beispielsweise von ihrer Nutenzahl,
ihrer Polzahl usw. Wesentlich ist, daß durch die in der Schaltverbindung vorgenommene
Versetzung über die ganze Wicklung eine gleichmäßige Kopplung zwischen den zu verschiedenen
Wicklungssträngen gehörenden Einzelleitern erzielt wird.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Einzelleiter in den Schaltverbindungen
jeweils um drei Einzelleiter versetzt. In den Fig. 3 und 4 sind die in der Oberschicht
bzw. in d :er Unterschicht liegenden Schaltverbindungen dargestellt. So zeigt Fig.
3 die Schaltverbindung b-b', die die Oberstäbe der Nuten 89 und 107 miteinander
verbindet. Die äußeren Einzelleiter der Oberseite der Schaltverbindung sind mit
Hilfe der die Schaltverbindung isoliert umfassenden Zwingen Zw1 bis Zw3 mit den
drei äußeren Einzelleitern der Unterseite- verbunden. Die in der Fig. 4 dargestellten
Schaltverbindung ist symmetrisch zur Schaltverbindung der Fig. 3 ausgebildet.
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In der Fig. 6 ist das Nutenschema des Wicklungsstranges U-X wiedergegeben.
Durch Kreuze ist hierbei der Verlauf eines Einzelleiters über den ganzen Wicklungsstrang
gekennzeichnet. Der in der Unterschicht u der Nut 1 befindliche Einzelleiter ist
zusammen mit den übrigen Einzelleitern dieses Stabes an die Eingangsklemme U angeschlossen
(Verbindung a). Der gekennzeichnete Einzelleiter befindet sich in der Nut 1 in der
untersten Lage (Lage 1) der Unterschicht u. Über einen gemäß Fig. 2 ausgebildeten
Spulenkopf ist dieser Einzelleiter mit dem obersten Einzelleiter in der Lage 1 der
Oberschicht o der Nut 94 verbunden. Auf der anderen Seite der Nut erfolgt die Verbindung
über einen gemäß Fig. 1 ausgebilden Spulenkopf mit dem in der Lage 2 der Unterschicht
u befindlichen Einzelleiter der Nut 108. Nach dem Durchlaufen der in der Unterschicht
u der Nut 1 beginnenden Spulengruppe A liegt ,der gekennzeichnete Einzelleiter in
der Lage 6 der Oberschicht o der Nut 89. Von hier aus erfolgt die Verbindung dieses
Einzelleiters über die Schaltverbindung b-b' (Fig. 3) mit dem in der Lage 9 der
Oberschicht o der Nut 107 befindlichen Einzelleiter. Nach Durchlaufen der hier beginnenden
Spulengruppe B befindet sich der gekennzeichnete Einzelleiter in der Lage 4 der
Unterschicht u der Nut 19. Die in der Unterschicht u der Nut 37 beginnende Spulengruppe
C ist über die in der Fig. 4 dargestellte Schaltverbindung c-c' mit der in oder
Unterschicht der Nut 19 endenden Spulengruppe B verbunden.
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In den Schaltverbindungen b-b' und c-c' der Fig. 3 und 4 sind die
Einzelleiter durch mit einem »'« versehene Ziffern, bezeichnet; diese Ziffern geben
die Lage der Einzelleiter im ersten Stab der Unterschicht u der Nut 1 an. Der im
Schema der Fig. 5 durch ein Kreuz gekennzeichnete Ennzelleiterzug 1' ist besonders
hervorgehoben.
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Der Wicklungsstrang U-X verläuft von der Spulengruppe C weiter über
die Schaltverbindung d-d', die Spulengruppe D, die Schaltverbindung e-e', die Spulengruppe
E, die Schaltverbindung f-f' und die Spulengruppe F zur Unterschicht der Nut 91,
die mit der Ansgangsklernme X verbunden ist. Der verfolgte Einzelleiterzug 1' befindet
sich hier an der mit g gekennzenchneten Steilre der Lage 16 der Unterschicht
u der Nut 91. Die in der Oberschicht liegenden Schaltverbindungen
d-d'
und f-f' sind in gleicher Weise wie die Schaltverbindungen b-b' der Fig. 3 aufgebaut,
während die in oder Unterschicht liegende Schaltverbindung e-e' der Schaltverbindung
c-c' der Fig. 4 entspricht.
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In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist es mitunter zweckmäßig,
die Einzelleiter jedes Wickl:ungsstabes in zwei oder mehr Teilleiter zu unterteilen.
Ein Ausführungsbeisplel hierfür ist in verschiedenen Ansichten in der Fig. 7 wiedergegeben.
Die Einzelleiter sind hierbei in zwei nebeneinanderliegende Stapel von je drei Teilleitern
unterteilt. Jeder Einzelleiter ist vom darüberliegenden Einzelleiter durch die aus
Isolierstoff bestehende Zwischenlage Js getrennt. Der äußerste Einzelleiter des
eines Stabes ist mit dem innersten Einzelleiter des anderen Stabes über die Zwinge
Zw verbunden, die den Spulenkopf isoliert umfaßt.