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Wechselstrom-Erregerwicklung für eine elektrische Axialluftspaltmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Wechselstrom-Erregerwicklung für eine elektrische
Axialluftspaltmaschine mit zwei Sätzen von Spulenseitenleitern, die auf den isolierenden
Seitenflächen eines dünnen Trägerringes nach Art von gedruckten Schaltungen gebildet
sind und die Form von etwa radial verlaufenden aktiven Leiterabschnitten und sich
daran anschließenden, auf beiden Seiten entgegengesetzt geneigten oder gekrümmten
Wickelkopfabschnitten haben, welche in einander gegenüberliegenden Kontaktstücken
enden, die zur Vervollständigung des Wicklungsverlaufs durch den Trägerring hindurch
miteinander elektrisch leitend verbunden sind, und mit Stromzuführungsabgriffen,
die in Abständen an einem Sektor der Wicklung angebracht sind. Wenn bei solchen
bekannten Maschinen sämtliche Kontaktstücke miteinander verbunden werden, erhält
man eine in sich geschlossene Wicklung, die je nach der Richtung der Wickelkopfabschnitte
eine Wellenwicklung oder eine Schleifenwicklung sein kann. Für eine Wechselstromerregerwicklung
muß die Wicklung aber an den Stellen, an denen die Stromzuführungsabgriffe liegen,
geöffnet werden. Insbesondere bei Mehrphasenwicklungen der angegebenen Art bestehen
dann Schwierigkeiten hinsichtlich der Vervollständigung des Wicklungsverlaufs zwischen
den Abgriffen.
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Um das öffnen der Wicklung zu erleichtern und eine leichtere Unterteilung
des ringförmigen Trägers zu ermöglichen, ist es bereits bekannt, die von dem Öffnen
der Wicklung betroffenen Verbindungen an einem Umfang auf wenigstens einem Teilring
zu bilden, der außerhalb des Ringes liegt, in dem die üb-
rigen Verbindungen
gebildet sind. Dies ermöglicht auch das Überspringen von Leitern in den Verbindungen,
damit die Zahl der Leiter pro Seite, die bei Wellenwicklungen normalerweise ungerade
sein müßte, auf eine gerade Zahl zurückgeführt wird. Andererseits weist diese Lösung
natürlich den Nachteil auf, daß der Durchmesser der Wicklung vergrößert wird.
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Das Ziel der Erfindung ist die Beseitigung dieses Nachteils bei derartigen
Anordnungen, ohne daß deren Vorteile verlorengehen.
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Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Stromzuführungsabgriffe
durch Kontaktstücke gebildet sind, die durch den isolierenden Trägerring von den
gegenüberliegenden Kontaktstücken isoliert sind, und daß die zwischen den Stromzuführungsabgriffen
liegenden Verbindungen der Leiter in radialer Richtung nach innen in den Bereich
der Wickelkopfabschnitte und seitlich derart versetzt sind, daß der Wicklungsverlauf
an diesen Stellen im Vergleich zu dem Wicklungsablauf, der durch die Verbindungen
in den Kontaktstücken erhalten würde, um einen Leiter versetzt ist.
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Die Erfindung wird an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
erläutert. Darin zeigt F i g. 1 eine schematische Darstellung der beiden
Wicklungshälften, die auf den beiden Seiten des Trägerrings angebracht sind, F i
g. 2 die vordere Wicklungshälfte und F i g. 3 die hintere Wicklungshälfte,
durch den Trägerring hindurch gesehen.
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Das dargestellte Beispiel ist für eine zehnpolige Zweiphasenmaschine
bestimmt, und die Wicklung hat 60 Leiter pro Seite, also 30 Leiter
pro Phase und pro Seite. Es gibt somit drei Leiter pro Pol und Phase auf jeder Seite
der Wicklungsscheibe. Jede Phase muß eine unabhängige und offene Wicklung bilden,
und bei dem angegebenen Beispiel ist jede Phase aus zwei Halbphasen zusammengesetzt,
von denen jede eine unabhängige und offene Wicklung bildet, wobei die Verbindungen
zwischen den Halbphasen bei der elektrischen Verdrahtung außerhalb der Maschine
hergestellt werden müssen.
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In F i g. 1 sind die Leiter der Vorderseite in vollen Linien
und die Leiter der Rückseite in gestrichelten Linien dargestellt. F i
g. 2 zeigt nur die Leiter der Vorderseite und F i g. 3 nur die Leiter
der Rückseite. Jeder Leiter bildet eine Spulenseite einer Windung und enthält auf
der Vorderseite einen mittleren, etwa
radial liegenden aktiven Abschnitt
200, der an seinen Enden durch geneigte (oder gekrümmte) Abschnitte 201 bzw. 202
verlängert ist, welche die Wickelkopfabschnitte darstellen. Die Abschnitte 201 führen
zur Inpenseite des Wicklungsträgerringes und die Ab-
schnitte 202 zu dessen
Außenseite. Der -1,Vicklung3-trägerring ist vollständig von den Leitern bedeckt,
deren Begrenzungslinien in der Zeichnung das Isolierinaterial des Trägers zeigen,
das im übrigen nicht sichtbar ist. Die Leiterverläufe enden in zwei Kränzen von
Kontaktstücken 203 am inneren Umfang und 204 am äußeren Umfang des Ringes.
Die Leiter auf der Rückseite (F i g. 3) sind denjenigen der Vorderseite völlig
gleich und bestehen aus etwa radialen Abschnitten 200', Wickelkopfabschnitten 201'
und 202' sowie Kontaktstücken 203' und 204'. Von der gleichen Seite her gesehen
haben sie aber den spiegelbildlichen Verlauf zu den Leitern der Vorderseite.
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Die ganze Anordnung wird durch eine unterteilte Metallisierung des
Trägers nach einem Verfahren der sogenannten gedruckten Schaltungen erhalten, beispielsweise
durch Lichtdruck nach einer Metallisierung der Flächen des isolierenden Trägerringes.
Die Verbindungen von der einen zur anderen Seite werden nach einem anderen bekannten
Verfahren durch die Metallisierung von Löchern gebildet, die durch das aufgetragene
Metall und das Isoliermaterial hindurchgeführt sind. Von den inneren Kontaktstücken
203 enthält jedes ein solches metallisiertes Loch 205, das die Verbindung
zu dem auf der anderen Seite gegenüberliegenden Kontaktstück 203' herstellt.
Am äußeren Umfang des Ringes sind nur ein Teil der Kontaktstücke 204 und 204' durch
metallisierte Löcher 206 miteinander verbunden; zwölf einander gegenüberliegende
Kontaktstücke sind frei von Verbindungslöchern 206. Vier dieser Kontaktstücke
sind mit dem Bezugszeichen 207 bzw. 207' und die acht übrigen mit
dem Bezugszeichen 208 bzw. 208' versehen. Die Kontaktstücke
207 und 207' sind die Eingänge und die Ausgänge für den elektrischen
Strom; die damit verbundenen Leiter sind gleichfalls frei von Verbindungslöchern.
Dagegen sind in den mit den Kontaktstücken 208 und 208' verbundenen
Wickelkopfabschnitten 202 bzw. 202' nach innen versetzte Verbindungslöcher
209
angebracht. Wie aus F i g. 1 erkennbar ist, stellen diese Löcher
209 eine Verbindung zu dem Leiter der anderen Seite her, der neben dem Leiter
liegt, zu dem ein Verbindungsloch in dem entsprechenden Kontaktstück führen würde.
Es entsteht dadurch eine verkürzte Verbindung.
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Zwei Kontaktstücke 207 auf der Vorderseite bilden die Eingänge
Ei und E, von zwei Halbphasen, die jeweils zu einer der beiden Phasen
der Wicklung gehören und deren Ausgänge Si bzw S 2 durch zwei Kontaktstücke207'
auf der Rückseite gebildet werden. Die beiden anderen Kontaktstücke 207'
auf der Rückseite bilden die Eingänge Ei" und E.' der beiden anderen Halbphasen,
deren Ausgänge Sl` und S2' von den beiden verbleibenden Kontaktstücken
207 auf der Vorderseite gebildet werden.
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Beim elektrischen Anschluß des Motors Wird S,
mit
Ei' und S, bis E2.' elektrisch verbunden, jedoch liegen diese Verbindungen
außerhalb des Trägerringes und sind daher hier nicht gezeigt.
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Damit der Verlauf der vier Halbphasen der Wicklung bequem verfolgt
werden kann, sind die Leiter auf der Vorderseite mit ungeraden Zahlen von
1 bis 119 bezeichnet, wobei von dem Leiter ausgegangen wird, der an
den Eingang Ei angeschlossen ist, und entgegen dem Uhrzeigersinn fortgeschritten
wird, Während die Leiter auf der Rückseite in gleichem Sinne mit geraden Zahlen
von 2 bis 120 bezeichnet sind. Der Leiter 2 liegt unter dem Leiter 1 usw.,
so daß der Beginn der mittleren aktiven Abschnitte 200 und 200', die in entgegengesetzten
Richtungen etwas gegen den Radius geneigt sind, auf den beiden Seiten sich deckt.
Die Neigung der aktiven Leiterabschnitte ist natürlich bei der praktischen Ausführung
keineswegs zwin - gend; wenn diese Abschnitte genau radial verlaufen, decken
sie sich über ihre ganze Länge.
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Die von Ei bis S, gehende Halbphase läßt sich dann wie
folgt verfolgen: Vom Eingang Ei über den Leiter 1 fortschreitend ün
Uhrzeigersinn, wobei im ersten Umlauf über die Leiter 110, 97,..., 14 gegangen
wird, von dem eine verkürzte Verbindung über ein Loch 209 zum Leiter
3 führt, dann ün zweiten Umlauf über die Leiter 112, 99,..., 16 und
eine verkürzte Verbindung zum Leiter 5, von dem aus der dritte Umlauf über
die Leiter 114, 101, ..., 18 zum Ausgang S, führt. Die andere Hälfte der
ersten Phase, die von Ei nach S, geht, beginnt bei Ei' mit dem auf
der Rückseite liegenden Leiter 6 und geht dann entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn
über die Leiter 17, 30, ..., 113, wo eine verkürzte Verbindung zu dem Leiter
4 führt, von dem aus der zweite Umlauf über die Leiter 15,
28, . .
., 111 beginnt; dort führt eine verkürzte Verbindung zum Leiter 2 und zum
dritten Umlauf über die Leiter 13, 26, ..., 109 bis zu dem Ausgang Sl'.
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Die zweite Phase läßt sich wie folgt verfolgen: Für die erste Halbphase
von E, bis S2 über die Leiter 7,
116, 103, ..., 20,
9, 118, 105, ..., 22, 11, 120, 107, ..., 24 nach
S - für die zweite Halbphase von V
E2' nach
S2' über die Leiter 12, 23, 36, ..., 10, 21, 34,..., 8, 19, 32,...,
115 zum Ausgang S2'.
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Das gleiche gilt für jede andere gewünschte Bedingung von Polen und
Phasen für jede andere Leiterzahl. Jede Phase würde zwei Halbphasen enthalten, die
in entgegengesetzten Richtungen auf dem Wicklungsring verlaufen, wobei »Sprünge«
in der Verbindung vorhanden sind, deren Zahl gleich der Zahl der Leiter pro Phase
minus 1 ist.