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Mehrfachparallelwicklung für Läufer von Wechselstrom-Kommutatormaschinen
Bei Wechselstrom-Kommutatormaschinen muß für die sogenannte transformatorische Lamellenspannung,
d. h. die Spannung, die zwischen zwei Nachbarlamellen durch den Wechsel des Hauptflusses
erzeugt wird, ein oberster Grenzwert beachtet werden. Der Grund für diese Grenze
liegt in dem Kurzschluß der Lamellen durch die Kohlenbürsten, der übermäßige Funkenbildung,
Anbrennen von Lamellen oder unzulässige Erwärmung des Kommutators zur Folge haben
kann. Bei dreiphasigen Kommutatormotoren liegt z. B. der Grenzwert für die dauernd
zulässige Lamellenspannung bei 2 Volt, schmale Bürsten vorausgesetzt. Bei einer
einfachen Parallelwicklung liegt zwischen zwei Nachbarlamellen eine Windung. Der
mit dieser verkettete Hauptfluß errechnet sich aus der Lamellenspannung unter Berücksichtigung
der Frequenz und des Dehnungsfaktors. Der Hauptfluß kann also nicht über einen gewissen
Wert gesteigert werden. Diese Beschränkung begrenzt auch die Leistung pro Pol, die
maximal erreicht werden kann.
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In vielen Fällen ist es aber wünschenswert, diesen Grenzwert hinaufzusetzen,
z. B. für den Bau von Motoren mit großer Leistung bzw. mit hoher Drehzahl. Oder
man ist gezwungen, den Fluß pro Pol zu vergrößern, weil sonst das Kippmoment ungenügend
wäre, eine --Schwierigkeit, die besonders bei hoher Netzfrequenz (60 Hz) vorliegt.
Eine Möglichkeit, den Fluß zu steigern, besteht in der Anwendung der Mehrfachparallelwicklung.
Bei einer n-fachen Parallelwicklung worin 2a = Zahl der parallelen Zweige und
2p = Zahl der Pole bedeutet) liegen zwischen den beiden Lamellen, an die eine Windung
angeschlossen ist, n-1 andere Lamellen, so daß also die Windungsspannung das n-fache
der Lamellenspannung beträgt. Durch Übergang auf eine solche Wicklung kann der Fluß
pro Pol und damit die Leistung pro Pol auf etwa das n-fache gesteigert werden. Der
Vorteil liegt auf der Hand. Bei Mehrfachparallelwicklungen besteht aber die Notwendigkeit,
die parallelen Zweige so starr wie möglich miteinander zu kuppeln, weil sonst die
Stromwendung jeweils in vielen Spulen erfolgt und dadurch eine unzulässig hohe Reaktanzspannung
entsteht. Abhilfe schaffen hier Ausgleichverbinder oder eine Hilfswicklung, um die
Nachbarlamellen auf kürzestem Wege miteinander zu verbinden. Wenn die Maschine keine
ausgeprägten Pole besitzt, kann als Hilfswicklung eine Einfachparallelwicklung mit
entsprechend verkürztem Schnitt verwendet werden. Je eine Windung derselben schaltet
dann zwei Zweige der Hauptwicklung zusammen. Prinzipiell ist es bei solchen Anordnungen
von untergeordneter Bedeutung, ob eine Schleifen- oder Wellen-oder Froschbeinwicklung
usw. verwendet wird, ob die Hilfswicklung auf der Kommutatorseite oder auf der gegenüberliegenden
Seite angeschlossen ist, wie breit die Bürsten sind, ob Streustege in den Nuten
zwischen Haupt- und Hilfswicklung eingelegt werden oder ob das Eisenpaket unterteilt
ist und ein Schrittwechsel der Windungen von Paket zu Paket stattfindet.
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In einem Aufsatz im »Bulletin des Schweizerischen Elektrotechnischen
Vereins« vom 24.3. 1943 über »Mehrfachparallelwicklungen für Drehfeld-Kommutatormaschinen«
werden bereits die Gesetze behandelt, denen solche Wicklungen folgen müssen. Speziell
mit Rücksicht auf den Schrage-Motor, bei dem in den gleichen Nuten nicht nur die
für die Drehzahländerung benutzte Kommutatorwicklung, sondern auch die dreiphasige
Primärwicklung untergebracht ist, werden dort in Tabellen für mehrere Nutenzablen
diejenigen Nutenschritte für sie Haupt- und Hilfswicklung angegeben, die miteinander
verträglich sind. Daraus ist ersichtlich, daß die Auswahl beschränkt ist. Außerdem
besteht die Einschränkung, daß nur bei einigen Wicklungen mit vollem Schritt der
Hauptwicklung die Hilfswicklung mit stetiger Progression ausgeführt werden kann.
In den meisten Fällen, besonders dann, wenn der Schritt der Hauptwicklung verkürzt
wird, was für eine Steigerung des Flusses erwünscht ist, muß
für
die Hilfswicklung eine Progression nach Art eines Pilgerschritts vorgesehen werden.
Dadurch entstehen aber unangenehme Kreuzungen in den Wickelköpfen. Ein Beispiel
soll dies näher erläutern.
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Es handelt sich um eine Dreifachparallelwicklung, die in Fig. 1 schematisch
dargestellt ist. Es bezeichnet B das Eisenblechpaket, K den Kommutator,
H die Hauptwielkung, h die Hilfswicklung.
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Es sei N = Zahl der Nuten pro Pol = 131/Z, n = a-=3, P k = Zahl der
Lamellen pro Nut = 4, yH = Nutenschritt der Hauptwicklung = 13, yA = Nutenschritt
der Hilfswicklung = 3, i = Polteilung,
Die Wicklung erfüllt folgende Gesetze, die Sehrage in obigem Aufsatz aufgestellt
hat: 1. n und k haben keinen gemeinsamen Teiler.
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2. Die Hauptwicklung ist als Nichttreppenwicklung ausgeführt, d. h.,
alle Windungen haben gleichen Nutenschritt.
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3. n ist eine ungerade Zahl; yH-yh ist eine gerade Anzahl von Nuten.
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4. Das Verhältnis der Schrittfaktoren von Haupt-und Hilfswicklung
ist ziemlich genau gleich 1 -i- 2 cos 0, wie die folgende Nachrechnung zeigt.
Daraus folgt, daß die Bedingung 4 bis auf einen geringen Fehler erfüllt ist.
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Die dargestellte Wicklung ist aber insofern unvorteilhaft, da die
Hilfswicklung zwischen dem Blechpaket B und den Anschlüssen am Kommutator K mehrere
Kreuzungsstellen und, was besonders unangenehm ist, mehrere Übergänge von der Oberlage
in die Unterlage, bzw. umgekehrt (durch Punkte ü angedeutet), besitzt. Die Wickelköpfe
sind »geflochten«. Eine solche Wicklung ist schwierig, kompliziert und teuer in
der Herstellung. Die vielen Kreuzungsstellen müssen sorgfältig isoliert werden,
damit keine Kurzschlüsse entstehen. Der zusätzliche Isolationsauftrag ist sperrig,
so daß man in Platznot gerät. Und schließlich ist eine Reparatur nicht leicht durchzuführen.
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Alle in obiger Literaturstelle beschriebenen Wicklungen basieren auf
der Bedingung, daß die Spannung einer Windung der Hauptwicklung in Phase mit der
Summe der Spannungen der zu ihr parallel geschalteten Windungen der Hilfswicklung
liegen. Aus dem Beispiel der Fig. 1 ist dies leicht zu erkennen. Wenn E den Betrag
der Spannung bedeutet, die durch den Hauptfluß in einer Windung von vollem Wicklungsschritt
(d. h. von 180' e1.) induziert wird, so ist (z. B. zwischen den Lamellen
1 bis 4) die Spannung einer Windung der Hauptwicklung =
EH = sin (13/131/Z - 90a) - E = 0,99 831 - E und die Summe der Spannungen
der parallel geschalteten Windungen der Hilfswicklung = Eh = (a-Je -E- 1
+ s+3°) # sin (3/131/z - 90a) - E (1 -f- 2 cos 0) . sin 20' - E = 2,94608
- 0,34202 - E = 1,00762 - E.
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Die Spannung der Hauptwicklungswindung und die Spannungssumme der
Hilfswicklungswindungen sind somit phasengleich; die Abweichung in der Größe beträgt
0;93 °/o. Das Vektordiagramm der Fig. 2 soll diese Verhältnisse veranschaulichen.
Die Zahlen entsprechen den Lamellenbezeichnungen. 1-4' bedeutet die Spannung der
Windung der Hauptwicklung, die zwischen den Lamellen 1 und 4 liegt.
Analog bedeuten 1-2 bzw. 2-3 bzw. 3-4 die Spannungen der parallelliegenden Windungen
der Hilfswicklung. Die Fehlerspannung 4'-4 (im Diagramm zur Deutlichkeit
übertrieben groß dargestellt) liegt in Phase mit der Spannung 1-4' der Hauptwicklung.
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Eine solche Wicklung weist zwar große Vorteile auf Steigerung des
Flusses, dadurch Leistungserhöhung pro Pol, weitgehende Unterdrückung der höheren
Harmonischen, da sich für diese das der Fig. 2 entsprechende Vektordiagramm nicht
schließt; Herabsetzung der Reaktanzspannung durch die dämpfende Wirkung der Hilfswicklung
und induktive Verkopplung der von den Bürsten kurzgeschlossenen Wicklungselemente
mit nicht kurzgeschlossenen Wicklungselementen über die Hilfs- und Hauptwicklung.
Das Flechten der Hilfswicklung ist aber ein schwerwiegender Nachteil. Zweck der
Erfindung ist es, eine Mehrfachparallelwicklung zu schaffen, die diesen Nachteil
nicht aufweist, aber doch die vorgenannten Vorteile beibehält. Dies wird dadurch
ermöglicht, daß die einschränkenden Bedingungen fallengelassen werden, die im vorerwähnten
Aufsatz als Voraussetzung für die Ausführbarkeit angegeben sind. Es muß dann aber
allgemein von dem Prinzip abgewichen werden, nur eine solche Fehlerspannung zuzulassen,
die mit der Windungsspannung der Hauptwicklung gleichphasig ist. Wird auch eine
Phasenabweichung für die Fehlerspannung zugelassen, so entstehen ganz neuartige
Wicklungen. Von dieser Erkenntnis macht die Erfindung Gebrauch. Ihr Gegenstand ist
eine Mehrfachparallelwicklung für Läufer von Wechselstrom-Kommutatormaschinen, die
einen von 180' e1. abweichenden Nutenschritt hat und zu der eine Einfachparallelwicklung
als Hilfswicklung parallel geschaltet ist. Erfindungsgemäß sind bei durchweg gleichsinniger
Progression der Hilfswicklung deren Windungen mit solchem Nutenschritt und solcher
Phasenlage der von der Grundharmonischen, erzeugten Spannung eingelegt, daß mindestens
für einen Teil der Wicklung jeweils eine Windungsspannung der Hauptwicklung gegenüber
der Summe der Spannungen der parallel geschalteten Windungen der Hilfswicklung teils
voreilend, teils nacheilend phasenverschoben ist.
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Bei der ersten Gruppe ist der Nutenschritt der Hauptwicklung als Treppenwicklung
mit teils kleinerem, teils größerem Nutenschritt als 180' e1. ausgeführt,
und die Hilfswicklung ist gegenüber der Hauptwicklung derart angeordnet, daß die
Summe der Spannungen derjenigen Windungen der Hilfswicklung, die zu einer Windung
der Hauptwicklung parallel geschaltet sind, gegenüber der letzteren für einen Teil
der Wicklung phasengleich, für einen anderen Teil voreilend und für den Rest nacheilend
ist. Bei der zweiten Gruppe ist nicht nur die Hilfswicklung, sondern
auch
die Hauptwicklung, jede Wicklung für sich, mit einerlei Nutenschritt ausgeführt,
und die Hilfswicklung ist gegenüber der Hauptwicklung derart angeordnet, daß die
Summe der Spannungen derjenigen Windungen der Hilfswicklung, die zu einer Windung
der Hauptwicklung parallel geschaltet sind, gegenüber der letzteren für einen Teil
der Wicklung voreilend, für den Rest nacheilend ist. Erfindungsgemäß können bei
solchen Mehrfachparallelwicklungen Windungen der Hauptwicklung mit einem Nutenschritt
kleiner als 180° el. und mit diesen in Phase liegende Windungen der Hilfswicklung
in Fortfall kommen.
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Die Fig. 3 zeigt das Schema für ein Ausführungsbeispiel einer Dreifachparallelwicklung
der ersten Gruppe. Die Anzahl der Pole, Nuten und Lamellen stimmt mit dem Beispiel
der »geflochtenen« Wicklung überein. Wie bei Fig. 1 sind also n=3; N=131/2;
k=4; yh=3;O=13°20'. Die Hauptwicklung ist jedoch im Gegensatz zu Fig. 1 als
Treppenwicklung ausgeführt, also im Widerspruch zu den Bedingungen 2 und 3. Damit
kann auch die Bedingung 4 nicht eingehalten werden. Der Nutenschritt der Hauptwicklung
ist teils um eine halbe Nutteilung gegenüber der Polteilung verkürzt, teils um den
gleichen Betrag verlängert. Es ist also yH = 13 bzw. 14. Bei der Hilfswicklung
ist die Progression im Gegensatz zur »geflochtenen Wicklung« durchwegs gleichsinnig
und in Übereinstimmung mit der Hauptwicklung ausschließlich vorwärts schreitend.
Man hätte auch beide Wicklungen rückwärts schreitend wählen können.
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Zwischen den Lamellen 1 und 4 wird folgende Spannung
aufgebaut: durch die Windung A1 der Hauptwicklung EH 14 = sin (13/131/2 -
90°) - E = 0,99 831. E, durch die Windungen Hl, Hz und H3 der Hilfswicklung
Eh 14 = 3 . sin (3/131/,. 90°) - E = 3 . 0,34 202 - E = 1,02606 - E.
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Die Summenspannung E1114 liegt in Phase mit EH14. Die Fehlerspannung
E1114 - EH14 ist gleichphasig mit EH14 und beträgt 2,7811/0. Zur Veranschaulichung
dieser Beziehungen soll das Vektordiagramm nach Fig. 4 a dienen. Dort entsprechen
die Zahlen den Lamellenbezeichnungen, und es bedeuten 1-4' die Spannung EH14
der Windung A1 der Hauptwicklung, 1-2; 2-3, 3-4 die Spannungen der Windungen Hl,
Hz, H3 der Hilfswicklung, so daß also 1-4 die Summenspannung E1114
wiedergibt. EH14 = 1-4' und E1114 = 1-4 sind gleichphasig.
Die Fehlerspannung 4'-4
ist ebenfalls phasengleich.
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Zwischen den Lamellen 2 und 5 liegen die Spannungen
genau so zueinander wie zwischen den Lamellen 1 und 4.
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Zwischen den Lamellen 3 und 6 wird folgende Spannung aufgebaut:
durch die Windung Cl der Hauptwicklung EH36 = sin (13/131/z - 90°)
- E - E+Je12 = 0,99 831 . E - E+1 0/2, durch die Windungen
H3, H4 und H5 der Hilfswicklung E7236 = (1 -I- 1 -I- e+f °) - sin
(3/131/,. 90°) - E = (2e-J9/2 + e+y E1/2) . sln 20- - E. E+j 0/2 = (3 cos 6°40'
- j sin 6°40') .0,34202 - E -s+J O'/2 = (1,01812 - j 0,03 971) . E . s+ä
@/2. Die Summenspannung E1136 ist nacheilend zur Spannung EH". Die
Fehlerspannung schließlich ist E1136 - EH36 - (0,01981 - j
0,03 971) - E # E+,7 P@2. Sie ist nacheilend zur Windungsspannung EH36 der
Hauptwicklung und beträgt 4,45 °/o von ihr. Zur Veranschaulichung dieser Beziehungen
dient das Vektordiagramm der Fig. 4b. Die Zahlen beziehen sich wieder auf die entsprechenden
Lamellen. Es bedeuten 3-6' die Spannung EH" der Windung Cl der Hauptwicklung,
3-4, 4-5, 5-6 die Spannungen der Windungen H3, H4, H5 der Hilfswicklung
mit der Summenspannung 3-6 entsprechend E1136. Letztere eilt 3-6'
nach. Die Fehlerspannung 6'-6 eilt ebenfalls nach.
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Analog kann die Spannung zwischen den Lamellen 4
und 7 untersucht
werden.
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Die Windung Az der Hauptwicklung liefert EH47 = EH36 = 0;99
831. E . E+sB/2, DieWindungen H4, Hund H6 derHilfswicklungliefern E1147 =
(1 -I- 2 - e+Is) - sin (3/131/z - 90°) - E = (1,01812 -I-- j 0,03 971) - E . E+@
0/2 .
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Die Summenspannung E1147 ist gleich groß wie EH",
aber im Gegensatz
zu dieser voreilend zur Spannung EH47. Die Fehlerspannung ist E1147 -
EH47 = (001981 +j0,03 971) - E. E+f 3/2 .
Sie ist voreilend
zur Windungsspannung EH47 der Hauptwicklung und beträgt wiederum 4,45 °/o von ihr.
Das Vektordiagramm Fig. 4c stellt diese Beziehungen dar. Es ist analog zu Fig. 4b.
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Bei der erfindungsgemäßen Mehrfachparallelwicklung muß die Hilfswicklung
nicht geflochten werden. Letztere ist eine normale Wicklung mit durchweg gleichsinniger
Progression. Eine solche Wicklung ist viel einfacher und billiger als eine geflochtene
Wicklung. Sie bedarf keiner besonderen Maßnahmen hinsichtlich der Isolation, ist
betriebssicher und kann im Schadensfall ohne Schwierigkeiten repariert werden. Sie
erfüllt alle Anforderungen, die an eine Ausgleichswicklung gestellt werden: Durch
den wechselnden Anschluß der verschiedenen Gänge der Hauptwicklung an die Lamellen
wäre die Potentialverteilung am Kommutator ungenügend festgelegt. Sie wird jedoch
durch die Hilfswicklung festgelegt, da letztere über den ganzen Kommutatorumfang
das Potential derjenigen Lamellen bestimmt, die sich zwischen den beiden Lamellen
befinden, an die eine beliebige Windung der Hauptwicklung angeschlossen ist. Ferner
setzt die Hilfswicklung die Stromwendespannung herab, da sie dafür sorgt, daß der
Betriebsstrom auf kürzestem Weg von einer Lamelle auf die folgende übernommen wird,
und da die kommutierenden Spulen durch die Hilfswicklung mit anderen Wicklungsteilen
gekoppelt
werden, wodurch eine zusätzliche Dämpfung bewirkt wird. Schließlich bewirkt die
Hilfswicklung eine starke Dämpfung der höheren Harmonischen, da je eine Windung
der Hauptwicklung zusammen mit den parallel geschalteten Windungen der Hilfswicklung
einen Kurzschlußkreis für die zur Grundharmonischen fremden Oberwellen darstellt.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Wicklung wiegen schwer. Hinsichtlich der Fehlerspannung
von 2,8 bzw. 4,5 % bestehen keine Bedenken. Der von ihr verursachte Ausgleichstrom
ist gering. Er hat keine Störungen zur Folge; es entstehen auch keine zusätzlichen
Verluste, die ins Gewicht fallen. Bei der im Beispiel gewählten Nutenzahl pro Pol
kann in den gleichen Nuten eine dreiphasige Wicklung eingelegt werden, so daß die
dargestellte Mehrfachparallelwicklung für einen rotorgespeisten Nebenschluß-Kommutatormotor
verwendet werden kann, bei dem die Primärwicklung im Rotor liegt. Selbstverständlich
kann die Wicklung auch für andere Motorarten, z. B. den statorgespeisten Kommutatormotor
mit Nebenschluß- oder Reihenschlußverhalten, benutzt werden. Man kann dann nach
Belieben Streustege in den Nuten zwischen die Hauptwicklung und Hilfswicklung einlegen.
Übrigens ist man beim statorgespeisten Motor in der Wahl der Nutenzahl wenig gebunden,
da in den Rotornuten keine weitere Wicklung untergebracht werden muß. Für solche
Motoren gibt es also mehr Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Anordnung anzuwenden.
In der Anwendung der erfindungsgemäßen Wicklung bestehen auch weitere andere Freiheiten,
bei deren Benutzung der Rahmen der Erfindung nicht überschritten wird. Man braucht
z. B. nicht alle Windungen der Hilfswicklung auszuführen und kann ; sich auch auf
einen Teil beschränken. Man kann ferner die Hilfswicklung auf der dem Kommutator
gegenüberliegenden Seite anschließen, oder man kann die Hauptwicklung oder die Hilfswicklung
oder beide als Wellenwicklung oder Froschbeinwicklung od: dgl. ausbilden und dadurch
Ausgleichverbinder der ersten Art (sogenannte Mordey-Verbinder) sparen. Auch kann
man die Kohlenbürsten sehr schmal machen, so daß ihre Überdeckung sogar praktisch
nur einer Lamellenteilung oder wenig mehr entspricht. In besonderen Fällen kann
man sie auch breiter machen, so daß der Betriebsstrom stets sämtlichen Stromzweigen
der Hauptwicklung unmittelbar zugeführt wird. Und schließlich kann man auch das
Blechpaket axial in einem geeigneten Verhältnis unterteilen, so daß ein ; passender
Schrittwechsel der Haupt- oder/und Hilfswicklung von Teilpaket zu Teilpaket gemacht
werden kann.
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Wenn Fig. 3 mit Fig. 1 verglichen wird, fällt auf, daß die erfindungsgemäße
Wicklung praktisch an ; Stelle der bekannten verwendbar ist. Man kann sich also
die Vorteile der Mehrfachparallelwicklung mit Hilfswicklung zunutze machen und zugleich
die Vorteile der ungeflochtenen Wicklungen wahrnehmen.
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Eine weitere Abart der erfindungsgemäßen Wick- e Jung entsteht dadurch,
daß Windungen der Haupt-und der Hilfswicklung weggelassen werden. Dadurch kann man
sich im Bedarfsfall, z. B. an einen Kommutator von anderer Lamellenzahl, anpassen.
Ein Ausführungsbeispiel ist in dem Schema der Fig. 5 s dargestellt. Diese Wicklung
ist aus der zuvor beschriebenen dadurch entstanden, daß folgende Windungen unterdrückt
wurden: eine Windung der Hauptwicklung mit verkürztem Schritt (in den Nuten 2 und
15) und eine Windung der Hilfswicklung, die mit ihr in Phase liegt (in den Nuten
7 und 10). Selbstverständlich hätte man auch auf andere und/oder andersartige Wicklungselemente
verzichten können. Wie viele und welche Wicklungsteile ausgeschieden werden, müßte
zweckmäßig von Fall zu Fall geprüft werden. Beispielsweise kann man für die Fig.
5 annehmen, daß gegenüber Fig. 3 auf je zwölf Windungen eine Windung weggelassen
wird. Dadurch bleibt im Schema Fig. 5 die Symmetrie in bezug auf das Drehfeld gewahrt,
und die Wicklung ist für einen Schrage-Motor bequem verwendbar. Man hätte auch beliebige
andere Weglassungen vornehmen können, z. B. eine Windung auf sechs Windungen. Jedenfalls
muß man für Haupt- und Hilfswicklung gleich viele Windungen weglassen. Zweckmäßig
wird man dafür die Windungen derart auswählen, daß die Fehlerspannung für die verbliebene
Wicklung möglichst klein bleibt. Der Platz, der in den Nuten dadurch, daß Windungen
unterdrückt werden, frei bleibt, kann auf beliebige Weise ausgefüllt werden, z.
B. durch isolierte oder unisolierte Füllkeile aus Kupfer oder anderem Metall, Füllkeile
aus Holz od. dgl., Vergrößerung des Querschnitts der in den Nuten verbleibenden
Stäbe.
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Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die gezeigten Wicklungen.
Man ist vielmehr frei in der Wahl anderer Daten für die Nutenzahl, die Anzahl der
Drähte pro Nut und Schicht, die Schritte usw., so daß statt vier auch drei oder
fünf Lamellen pro Nut möglich sind bzw. eine gemischte Zahl usw. Außerdem sind nicht
nur Wicklungen mit n = 3 ausführbar, sondern auch solche mit anderen Werten von
n.
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Ein Ausführungsbeispiel für die zweite erfindungsgemäße Gruppe ist
in Fig. 6 als Schema dargestellt. Die Daten hierfür sind
Die Hauptwicklung ist hier als Nichttreppenwicklung ausgeführt. Die Bedingungen
1 und 2 von Schrage sind zwar eingehalten, nicht aber die Bedingung 3. Denn yH-yh
= 10-3 = 7 ist eine ungerade Zahl. Die vierte Bedingung für die Fehlerspannung wäre
zwar noch gut erfüllt, trotzdem kann keine Wicklung gezeichnet werden, bei der die
Fehlerspannung phasengleich mit der Windungsspannung der Hauptwicklung ist. Man
müßte dann auch die Hilfswicklung flechten. Läßt man jedoch eine phasenverschobene
Fehlerspannung zu, so wird es möglich, die Hilfswicklung mit stetiger Progression,
also ungeflochten, auszuführen. Daß Haupt- und Hilfswicklung zueinander passen,
zeigt die folgende Nachrechnung.
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Zwischen den Lamellen wird folgende Spannung aufgebaut durch die Windung
A, der Hauptwicklung EH" = sin (10/l8 - 90°) . E = sin 50° - E = 0,76 604.
E, durch die Windungen Hl, H2 und H3 der Hilfswicklung Eh14 = (2 s-J e/2 -I- E+.@
012) . sin (3/18 - 90°) - E = (3 cos 5° - j sin 5°) - sin 15° . E y = (0,77
350 - j 0,02256) - E.
Die Summenspannung ist nacheilend zur Spannung
EH". Die Fehlerspannung schließlich ist Ehl4 - EH14 = (0,00 746 -
j 0,02 256) . E.
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Sie ist nacheilend zur Windungsspannung EH14 der Hauptwicklung
und beträgt 3,10/, von ihr. Zur Veranschaulichung dieser Verhältnisse dient das
Vektordiagramm Fig. 7 a. Die Zahlen beziehen sich auf die entsprechenden Lamellen.
Es bedeuten 1-4' die Spannung EH14 der Windung Al der Hauptwicklung, 1-2,
2-3, 3-4 die Spannungen der Windungen Hl, H2, H3 der Hilfswicklung mit der Summenspannung
1-4
entsprechend Ehl4. Letztere eilt 1-4' nach. Die Fehlerspannung
4'-4 eilt ebenfalls nach.
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Analog kann die Spannung zwischen den Lamellen 2 und 5 untersucht
werden.
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Die Windung B1 der Hauptwicklung liefert EH25 = EH14 = 0,76
604. E. Die Windungen H2, H3 und H4 der Hilfswicklung liefern Eh25 = (E-J°/2 --f-
28+Jefa) # sin (3/18 # 90') . E = (0,77 350 - j 0,02256.E.
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Die SummenspannungEh25 ist gleich groß wie EH25, aber im Gegensatz
zu vorher voreilend zur Spannung EH25. Die Fehlerspannung ist Eh25 - EH25
= (0,00 746 -[- j 0,02 256) . E. Sie ist voreilend zur Spannung EH" der Hauptwicklung
und beträgt wiederum 3,1°/o von ihr. Das Vektordiagramm Fig. 7b stellt diese Beziehungen
dar. Es ist analog zu Fig. 7a. Auffallend ist, daß zwei phasenverschobene Fehlerspannungen
vorhanden sind, die gleiche Größe haben und bei denen nur der gleiche elektrische
Winkel einmal vor- und einmal nacheilend gegenüber der zugehörigen Windungsspannung
der Hauptwicklung verschoben ist. Dieses Merkmal trifft auch auf die beiden zuvor
gezeigten Beispiele zu. Übrigens gelten für das Beispiel der Fig. 6 sinngemäß die
gleichen Bemerkungen, wie sie zu den anderen Beispielen gemacht worden sind.