DE1276802B

DE1276802B - Stand winding for rotating electrical machines

Info

Publication number: DE1276802B
Application number: DE1964M0060192
Authority: DE
Inventors: Arthur James Parsons
Original assignee: Mawdsleys Ltd
Current assignee: Mawdsleys Ltd
Priority date: 1964-03-07
Filing date: 1964-03-07
Publication date: 1968-09-05

Description

Ständerwicklung für rotierende elektrische Maschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Ständerwicklung für rotierende elektrische Maschinen, die aus zwei getrennten, in die Ständernuten übereinander eingelegten Wicklungen aus identischen Spulengruppen besteht.Stator winding for rotating electrical machines The invention refers to a stator winding for rotating electrical machines that consists of two separate windings inserted one above the other in the stator slots identical coil groups.

Bei einem bekannten Elektromotor dient eine Wicklungsausbildung dieser Art dazu, eine Polumschaltung im Verhältnis 1: 2 zu ermöglichen.In a known electric motor, a winding is used for this Kind of enabling pole switching in a ratio of 1: 2.

Aufgabe der Erfindung ist es, demgegenüber eine rotierende elektrische Maschine zu schaffen, bei der zu Lehrzwecken die effektive Spulenweite der Ständerwicklung als Ganzes abgeändert werden kann, ohne Änderung in den festen Spulenweiten der getrennten Wicklungen. Wenn man die Auswirkungen von Spulenweitenänderungen studieren will, so muß diese Änderung natürlich an allen Stellen gleich sein. Die bekannte Maschine ist für diese Aufgabe nicht zu verwenden, weil sich dort die Spulenweite beim Umschalten ungleichmäßig ändert.The object of the invention is, in contrast, a rotating electrical To create a machine in which for teaching purposes the effective coil width of the stator winding can be changed as a whole without changing the fixed spool widths of the separate windings. When one studies the effects of coil width changes If you want, this change must of course be the same in all places. The well-known The machine cannot be used for this task because this is where the spool width is changes unevenly when switching.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Ständerwicklung der eingangs genannten Art in der Weise gelöst, daß alle Spulenenden der einen Wicklung an eine Klemmleiste herausgeführt und untereinander und mit den Enden der Phasenspulengruppen der anderen, nicht umgruppierbaren Wicklung derart zusammenschaltbar sind, daß die effektive Spulenweite der gesamten Wicklung veränderbar ist.According to the invention, this object is the initially given in a stator winding mentioned type solved in such a way that all coil ends of a winding to one Terminal strip led out and under each other and with the ends of the phase coil groups the other, non-regroupable winding are interconnected in such a way that the effective coil width of the entire winding can be changed.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß durch Umschalten der Verbindungen die effektive Spulenweite der Ständerwicklung, als Ganzes betrachtet, variiert werden kann, ohne daß hierzu die feste Spulenweite der einzelnen Wicklungen geändert zu werden braucht. Dies ist insbesondere für Demonstrations- und Lehrzwecke wichtig.The solution according to the invention has the advantage that by switching of the connections the effective coil width of the stator winding, considered as a whole, can be varied without the fixed coil width of the individual windings needs to be changed. This is especially for demonstration and teaching purposes important.

Die Ständerwicklungen können entweder als einschichtige oder zweischichtige Wicklungen ausgeführt werden, wobei diese beiden Arten auch gemischt vorkommen können. Wenn z. B. gewünscht wird, die effektive Spulenweite des Stators um zwei Nuten zu erhöhen, so werden zwei einschichtige Wicklungen fester Spulenweite vorgesehen und alle Spulenenden einer der beiden Wicklungen an die Klemmleiste herangeführt. Wird gewünscht, die effektive Spulenweite um eine Nut zu verändern, so wird als umgruppierbare Wicklung eine zweischichtige Wicklung vorgesehen. In diesem Fall kann die Spulenweite dann von 0 bis 100% verändert werden.The stator windings can be either single-layer or double-layer Windings are carried out, whereby these two types can also occur mixed. If z. B. it is desired to increase the effective coil width of the stator by two slots increase, two single-layer windings with a fixed coil width are provided and all coil ends of one of the two windings are brought up to the terminal strip. Will if you want to change the effective coil width around a slot, it is considered regroupable Winding a two-layer winding is provided. In this case the coil width can be can then be changed from 0 to 100%.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 die Stromrichtung in den Spulen der Städerwicklung bei einem ersten Ausführungsbeispiel, F i g. 2 die Schaltung der Spulen zur Erzielung der Stromrichtung gemäß der F i g. 1, F i g. 3 die Stromrichtung in den Spulen der Ständerwicklung bei einer anderen Schaltung, F i g. 4 die Stromrichtung in den Spulen der Ständerwicklung bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, F i g. 5 und 6 die Stromrichtung in den Spulen der Ständerwicklung bei einem dritten Ausführungsbeispiel bei unterschiedlicher Schaltung.The invention is explained in more detail with reference to the drawing. It shows F i g. 1 shows the direction of current in the coils of the Stader winding in a first exemplary embodiment, F i g. 2 shows the circuit of the coils to achieve the current direction according to FIG G. 1, Fig. 3 the direction of current in the coils of the stator winding in another Circuit, F i g. 4 the direction of current in the coils of the stator winding in a second embodiment, FIG. 5 and 6 show the direction of current in the coils of the Stator winding in a third embodiment with a different circuit.

Jedes der gezeigten Ausführungsbeispiele bezieht sich auf einen dreiphasigen, zweipoligen Ständer mit zwölf Nuten. Die Nuten in den Figuren sind mit den Bezugszeichen 1 bis 12 versehen. Ein in die Papierebene hineinfließender Strom gilt als positiv und ein in entgegengesetzter Richtung fließender Strom als negativ. Die in den Figuren benutzten Symbole für die augenblickliche Stromrichtung in den Wicklungen sind in F i g. 1 gezeigt.Each of the exemplary embodiments shown relates to a three-phase, two-pole stand with twelve slots. The grooves in the figures are identified by the reference symbols 1 to 12 provided. A current flowing into the plane of the paper is considered positive and a current flowing in the opposite direction as negative. The one in the figures Symbols used for the instantaneous current direction in the windings are in F i g. 1 shown.

In dem in den F i g. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt der Stator 13 zwei einschichtige Wicklungen M und N mit einer festen Spulenweite von 1 bis 7 Nuten, d. h., jede Spule reicht über sechs Nuten. In den Figuren sind die Spulen der beiden Wicklungen mit M 1 bis M 6 bzw. N 1 bis N 6 be- zeichnet. Die Spulenanschlüsse der einen Wicklung M sind fest miteinander verbunden und an die drei Phasen A, B und C der Netzspannung angeschlossen, so daß bei einem positiven Strom der Phase A durch die Spulenteile in den Nuten 1 und 2 und entsprechendem negativen Strom durch die Spulenteile in den Nuten 7 und 8 die Spulenteile der Nuten 3 und 4 positiven Strom der Phase B und die Nuten 5 und 6 positiven Strom der Phase C führen.In the FIG. 1 to 3, the stator 13 has two single-layer windings M and N with a fixed coil width of 1 to 7 slots, that is, each coil extends over six slots. In the figures, the coils of the two windings are denoted by M 1 to M 6 and N 1 to N 6, respectively. The coil connections of one winding M are firmly connected to each other and connected to the three phases A, B and C of the mains voltage, so that with a positive current of phase A through the coil parts in slots 1 and 2 and a corresponding negative current through the coil parts in slots 7 and 8, the coil parts of slots 3 and 4 carry positive current of phase B and slots 5 and 6 carry positive current of phase C.

Die Wicklung N besitzt Anschlüsse, die an eine Klemmleiste herangeführt sind, so daß die Spulen N1 bis N6 in jeder gewünschten Weise gruppiert werden können, um die effektive Spulenweite der Statorwicklung 13 als Ganzes zu variieren. Wie in den F i g. 1 und 2 gezeigt ist, können die Spulen der Wicklungen N so miteinander verbunden sein, daß die Wicklung N gegenüber der Wicklung M elektrisch um zwei Nuten verschoben wird. Bei einem positiven Strom der Phase A in den Spulenteilen der Spulen M1 und M2 in den Nuten 1 und 2 fließt in den Spulenteilen der anderen Wicklung N in diesen Nuten ein positiver Strom der Phase B. Dies hat zur Folge, daß eine zweischichtige Wicklung mit 662/3% Spulenweite nachgebildet wird, wobei die Spulen über vier Nuten reichen, z. B. über die Nuten 1 bis 5.The winding N has connections which are brought up to a terminal strip, so that the coils N1 to N6 can be grouped in any desired manner in order to vary the effective coil width of the stator winding 13 as a whole. As shown in Figs. 1 and 2, the coils of the windings N can be connected to one another in such a way that the winding N is electrically displaced by two slots with respect to the winding M. With a positive phase A current in the coil parts of coils M1 and M2 in slots 1 and 2, a positive phase B current flows in the coil parts of the other winding N in these slots / 3% coil width is reproduced, the coils extending over four slots, e.g. B. over the grooves 1 to 5.

In einer abgeänderten Schaltung der Anschlüsse der Wicklung N gemäß F i g. 3 fließt der Strom in den Spulenteilen jeder Nut in gleicher Phase und Richtung wie der Strom in der anderen Wicklung derselben Nut. Dies hat zur Folge, daß bei der Serienschaltung der Wicklungen M und N eine zweischichtige Wicklung mit 100 % Spulenweite nachgebildet wird.In a modified circuit of the connections of the winding N according to FIG F i g. 3, the current flows in the coil parts of each slot in the same phase and direction like the current in the other winding of the same slot. This has the consequence that at the series connection of the windings M and N is a two-layer winding with 100 % Bobbin width is simulated.

Die vorstehend angegebenen Schaltungen zeigen, wie Spulenweiten von 1 bis 7 oder von 1 bis 5 Nuten nachgebildet werden können. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, durch eine andere Schaltung eine effektive Spulenweite von 1 bis 3 Nuten herzustellen. Mit zwei einschichtigen Wicklungen M und N ist es somit möglich, die Spulenweite jeweils um zwei Nuten zu verändern.The circuits given above show how coil widths from 1 to 7 or from 1 to 5 slots can be simulated. Of course, there is also the possibility of using a different circuit to produce an effective coil width of 1 to 3 slots. With two single-layer windings M and N , it is thus possible to change the coil width by two slots.

Bei dem in der F i g. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist es möglich, die effektive Spulenweite um Beträge von nur einer Nut zu verändern. Eine einschichtige, fest gruppierte Wicklung M besitzt wiederum eine feste Weite von 1 bis 7 Nuten, während eine weitere zweischichtige umgruppierbare Wicklung P aus den Spulen P 1 bis P12 besteht, die in beiden Schichten über sechs Nuten reichen.In the case of the FIG. 4 it is possible to the effective coil width to change amounts from just one slot. A single layer, firmly grouped winding M in turn has a fixed width of 1 to 7 slots, while another two-layer regroupable winding P from the coils P 1 to P12, which extend over six grooves in both layers.

Die Schaltung kann nun derart erfolgen, daß alle Ströme in einer Statornut in derselben Richtung und Phase fließen, so daß eine zweischichtige Wicklung mit einer Spulenweite von 1001/o nachgebildet wird. Es ist jedoch durch Umschalten der Verbindungen der zwischichtigen Wicklung P möglich, die effektive Spulenweite der Statorwicklung als Ganzes um Beträge von einer Nut zu variieren.The circuit can now be carried out in such a way that all currents are in one stator slot flow in the same direction and phase, so that a two-layer winding with a coil width of 1001 / o is reproduced. However, it is by toggling the Connections of the intermediate winding P possible, the effective coil width of the Stator winding as a whole to vary amounts of one slot.

In dem dritten Ausführungsbeispiel (F i g. 5 und 6) ist die nicht umgruppierbare Wicklung M der vorhergehenden Ausführungen durch eine zweischichtige Wicklung Q ersetzt, die aus den Spulen Q 1 bis Q 12 mit einer Spulenweite von 1 bis 7 Nuten besteht. Die Spulen der umgruppierbaren Wicklung P können wie zuvor geschaltet werden, um eine Weite von 100% zu erreichen. Durch Umschaltung kann aber die effektive Spulenweite der Ständerwicklung als Ganzes wieder um Beträge von einer Nut verändert werden, um zweischichtige Wicklungen verschiedener Weite nachzubilden.In the third exemplary embodiment (FIGS. 5 and 6), the non-regroupable winding M of the previous embodiments is replaced by a two-layer winding Q consisting of coils Q 1 to Q 12 with a coil width of 1 to 7 slots. The coils of the regroupable winding P can be switched as before in order to achieve a width of 100%. By switching over, however, the effective coil width of the stator winding as a whole can be changed again by amounts of one slot in order to simulate two-layer windings of different widths.

In F i g. 5 ist gezeigt, daß ein elektrisches Verschieben der Spulen der Wicklung P in einer Richtung um eine Nut durch Umschalten eine effektive Spulenweite von 1 bis 6 Nuten, d. h. von 831/s % ergibt; eine Verschiebung in derselben Richtung um drei Nuten, wie in F i g. 6 gezeigt, ergibt eine effektive Spulenweite von 1 bis 4 Nuten, d. h. von 50 %.In Fig. 5 it is shown that an electrical displacement of the coils of the winding P in one direction around a slot by switching an effective coil width from 1 to 6 grooves, i.e. H. of 831 / s% gives; a shift in the same direction by three grooves, as in FIG. 6, results in an effective coil width of 1 up to 4 grooves, d. H. of 50%.

In den beschriebenen Beispielen von zweipoligen Wicklungen weist jede umgruppierbare Wicklung der Einfachheit halber die gleiche Spulenweite wie die nicht umgruppierbare Wicklung auf. Es ist jedoch auch möglich, der Spulenweite der umgruppierbaren Wicklungen einen anderen Wert zu geben, z. B. 50 % oder 66,6°/o gegenüber der nicht umgruppierbaren Wicklung. Ebenso kann die Erfindung auf Maschinen mit anderer Polzahl angewendet werden.In the examples of two-pole windings described, each Regroupable winding for the sake of simplicity does not have the same coil width as that regroupable winding. However, it is also possible to change the coil width of the regroupable To give windings a different value, e.g. B. 50% or 66.6% compared to not regroupable winding. The invention can also be applied to machines with a different number of poles be applied.

Claims

Claims: 1. stator winding for rotating electrical machines, Consists of two separate windings inserted one above the other in the stator slots from identical groups of coils, indicating that all Coil ends of one winding are led out to a terminal strip and one below the other and with the ends of the phase coil groups of the other, non-regroupable winding can be interconnected in such a way that the effective coil width of the entire winding is changeable.

2. stator winding according to claim 1, characterized in that the regroupable winding is designed in two layers. Considered publications: German Patent Nos. 681320, 703 349; Austrian patent no. 135 480.