DE1488516C3 - Method for changing the shape of a winding applied to the magnetic core of an electrical machine - Google Patents
Method for changing the shape of a winding applied to the magnetic core of an electrical machineInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfuhren zur Änderung der Form einer auf den Magnetkern einer elektrischen Maschine aufgebrachten, aus Spulen mit mehreren Windungen bestehenden Wicklung,The invention relates to a method of changing the shape of a magnetic core applied to the electric machine, consisting of coils with several turns,
Hs ist bekannt, daß es bei der Herstellung von elektrischen Maschinen erforderlich ist, unter Zuhilfenahme mechanischer Vorrichtungen die Spulenseiten der Wicklungsspulen, die nach dem Einsetzen in die Nuten des Magnetkernes lose angeordnet sind, auf den Grund der Nuten zu drücken. Auch ist es erforderlich, die Spulenköpfe zu kröpfen, so daß sie an den Stirnseiten des Magnetkernes radial nach außen liegen, um die axiale Länge der elektrischen Maschine zu verkürzen und die Bohrung des Magnetkernes zugänglich zu machen. Dieses Formen der Spulenköpfe erfolgt ebenfalls auf mechanischem Wege. Diese Art der Formgebung der Wicklung hat mehrere Nachteile. Es ist auf mechanischem Wege nicht möglich, einen optimalen Nutenfüllfaktor zu erreichen. Außerdem besteht sowohl beim Zusam-Biendrängen der Spuleiv..oiten in den Nuten als auch bei der Formgebung der Spulenköpfe die Gefahr einer mechanischen Beschädigung der Isolierung der Leiterdrähte.It is known that it is necessary in the manufacture of electrical machines with the aid mechanical devices, the coil sides of the winding coils, which after insertion are loosely arranged in the grooves of the magnetic core to press on the bottom of the grooves. It is too required to crimp the coil heads so that they radially to the end faces of the magnetic core lie outside in order to shorten the axial length of the electrical machine and the bore of the magnetic core to make accessible. This shaping of the coil heads is also done mechanically Ways. This way of shaping the winding has several disadvantages. It's mechanical not possible to achieve an optimal slot fill factor. There is also both the crowding together the coiliv..oiten in the grooves as well as in the shape of the coil heads the danger mechanical damage to the insulation of the conductor wires.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mittels dessen sowohl die Formgebung der Wicklung, d. h. die Anordnung der Spulensciten in den Nuten des Magnetkernes, als auch die Ausbildung der Spulenköpfe ohne Zuhilfenahme mechanischer Einrichtungen durchgeführt werden kann.The invention is therefore based on the object of creating a method by means of which both the Shaping the winding, d. H. the arrangement of the Spulensciten in the grooves of the magnetic core, as the formation of the coil heads is also carried out without the aid of mechanical devices can be.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß transformatorisch gekoppelt mit dieser Wicklung eine weitere Wicklung fest angeordnet wird und daß durch diese weitere Wicklung mindestens ein Stromstoß vorbestimmter Größe geschickt wird, während tue Wicklung der elektrischen Maschine kurzgetchlossen wird. Bei Anwendung dieses Verfahrens entstehen im Bereich der Spulen der Wicklung des Magnetkernes einander entgegenwirkende Magnetfclder, so daß auf die Spulen radial gerichtete Kräfte einwirken. Dadurch werden die Spulenseiten in den Nuten zusammengedrängt und gleichzeitig die Spulenköpfe gekröpft. Um die Spanriungsbeanspruchung tier einzelnen Spulen der Wicklung des Magnetkernes möglichst niedrig zu halten oder um maximale Kräfte auf sie einwirken zu lassen, können die Spulen in Reihe bzw. parallel geschaltet werden. Zweckmäßigerweise besitzt die weitere Wicklung die gleiche Anzahl von Spulengruppen wie die Wicklung des Magnetkernes.This object is achieved in that a transformer coupled to this winding further winding is firmly arranged and that at least one current surge through this further winding predetermined size is sent while doing winding of the electrical machine short-circuited will. When this process is used, the winding of the coil occurs in the area of the coils Magnetic core opposing magnetic fields, so that radially directed forces on the coils act. As a result, the coil sides are pressed together in the grooves and at the same time the coil heads cranked. In order to reduce the stress on the individual coils of the winding of the magnetic core to keep them as low as possible or to allow maximum forces to act on them, the Coils can be connected in series or in parallel. The further winding expediently has the same number of coil groups as the winding of the magnetic core.
Besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung sind nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtParticularly preferred exemplary embodiments of the subject matter of the invention are set out below Hand of the drawing explained in more detail. It shows
Fig. I einen Stator mit einer Wicklung und eine fipulenaufnahme, die eine weitere Wicklung trägt, die traiisformatorisch gekoppelt mit der Statorwicklung angeordnet ist und an einen Stromimpulsgencrator angeschlossen ist, während die Spulen der Statorwicklung kurzgeschlossen sind,Fig. I a stator with a winding and a fipulenaufnahme, which carries a further winding, which is traiisformatorisch coupled with the stator winding is arranged and is connected to a Stromimpulsgencrator, while the coils of the Stator winding are short-circuited,
Fig. 2 eine Abwicklung der Statorwicklung und Jcr Wicklung der Spulenaufnahme,2 shows a development of the stator winding and winding of the coil holder,
Fig. 3 die Form der Statorwicklungsspulen nach dem Einlegen der Spulen in die Nuten,3 shows the shape of the stator winding coils after the coils have been inserted into the slots,
F i g. 4 die Form der Spulen, nachdem ein oder mehrere Stromstöße durch die Wicklung der Spulenaufnahme geschickt worden sind,F i g. 4 the shape of the coils after one or more current surges through the winding of the coil receptacle have been sent
F i g. 5 eine perspektivische Ansicht der bei der Durchführung des erfindungsgemiißen Verfahrens verwendeten Vorrichtung, .F i g. Figure 5 is a perspective view of the process of the present invention in practice device used,.
Fig. (1 eine Seitenansicht der Vorrichtung mit dem Stator nach Fig. 5,Fig. (1 is a side view of the device with the stator according to Fig. 5,
Fig. 7 eine Stirnansicht der Vorrichtung mit dem Stator, wobei die Spulenaufnahme teilweise geschnitten ist und die Statorwicklung in der Lage dargestellt ist, die diese nach dem Einlegen einnimmt, ". F i g. 8 eine schematische Darstellung des Stators und der Spulenaufnahme mit den zugehörigen Wicklungen, wobei die Stromrichtungen eingetragen sind,Fig. 7 is an end view of the device with the Stator, the coil holder being partially cut and the stator winding shown in position which this assumes after insertion, ". FIG. 8 is a schematic representation of the stator and the coil holder with the associated windings, with the current directions entered,
F i g. 9 eine schematische perspektivische Ansicht des Wickiungsträgers der Spillenaufnahme mit der zugehörigen Wicklung,F i g. 9 is a schematic perspective view of the winding carrier of the capstan receptacle with the associated winding;
Fig. 10 eine der Fig. 8 entsprechende Darstellung mit einem Schnitt durch die Spulenaufnahme, FIG. 10 shows a representation corresponding to FIG. 8 with a cut through the bobbin holder,
Fig. U einen Teil-chnilt durch drei Statornuten mit den zugenöngen Spulenseiten nach Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens,Fig. U shows a section through three stator slots with the appropriate coil sides according to application of the method according to the invention,
Fig. 12 eine Abwicklung einer Ankerwicklung und der Wicklung einer ^pulenaufnahme,Fig. 12 a development of an armature winding and the winding of a ^ pulenaufnahme,
Fig. 13 eine Seitenansicht einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Vorrichtung mit einem Anker und einer Spulenaufnahme im Schnitt.13 is a side view of a implementation of the method according to the invention used with an armature and a coil holder on average.
Fig. 14 einen Schnitt längs der Linse 14-14 in Fig. Ϊ3 durch Anker und Spulenaufnahme.14 shows a section along lens 14-14 in FIG. 3 through armature and coil holder.
Fig. 15 einen Schnitt durch eine Ankernut nach dem Einlegen der Spulenseiten,15 shows a section through an anchor groove after the coil sides have been inserted,
Fig. 16 einen Schnitt entsprechend Fig. 15 nach Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.FIG. 16 shows a section corresponding to FIG. 15 Application of the method according to the invention.
In F i g. 1 bis 4 ist die Anwendung der Erfindung bei einem vierpoligen Stator 20 einer dynamoelektrischen Maschine dargestellt. In der Mittelbohrung 22 des Stators 20 ist eine Spulenaufnahme 21 angeordnet mit einer Wicklung 23, die fest gegenüber dem Stator 20 liegt. Die Spulenaufnahme 21 ist mit zwölf Nuten 24 versehen, die die Wicklung 23 aufnehmen. Die Wicklung 23 weist zwölf isolierte Spulenseitenleiter 25 nuf, die so angeordnet und geschaltet sind, daß durch die Spulengruppen 57, 58. 59 und 60 Magnetpole gebildet werden, deren Polachsen radial mit den Achsen 26, 27, 28 und 29 der Magnetpole N1. S.„ N., und S1 fluchten, die durch die Spuleiigruppen 30, 31, 32 und 33 der Statorwicklung 34 gebildet werden. Die Statorwicklung 34 ist kurzgeschlossen, indem die Leitungen 35 und 36 verbunden werden. Die Wicklung 23 ist mit Leitungen 37 und 38 an Ausgangsklemmen 39 und 40 eines Stromimpulsgenerators 41 angeschlossen, dessen Eingangsklemmen 46 und 47 mit einer Wechselstromquellc verbunden sind.In Fig. 1 to 4 show the application of the invention to a four-pole stator 20 of a dynamo-electric machine. In the central bore 22 of the stator 20, a coil holder 21 is arranged with a winding 23 which is fixed opposite the stator 20. The bobbin holder 21 is provided with twelve grooves 24 which accommodate the winding 23. The winding 23 has twelve insulated coil side conductors 25 nuf, which are arranged and connected in such a way that magnetic poles are formed by the coil groups 57, 58, 59 and 60, the pole axes of which are radially aligned with the axes 26, 27, 28 and 29 of the magnetic poles N 1 . S., N., and S 1 are aligned, which are formed by the coil groups 30, 31, 32 and 33 of the stator winding 34. The stator winding 34 is short-circuited by connecting the lines 35 and 36. The winding 23 is connected by lines 37 and 38 to output terminals 39 and 40 of a current pulse generator 41, the input terminals 46 and 47 of which are connected to an alternating current source.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist, sind die Leiter 43 einer Spulenseite nach dem Einbringen der Spulen in eine Nut 42 locker und beweglich angeordnet. Wenn ein Stromstoß durch die Wicklung 23 geschickt wird (die Stromrichtung in den Leitern 25 ist in F i g. 1 durch die Symbole (g) und 0 dargestellt), indem der Druckknopf 44 an dem Stromimpulsgenerator 41 gedrückt wird, so wird auch ein Stromstoß in den Spulengmppcn 30, 31, 32 und 33 der Statorwicklung 34 induziert, wodurch sich ein dem Magnetfeld der Wicklung 23 entgegengerichtetes Magnetfeld ausbildet. Dadurch wirken elektromagnetische Kräfte auf die Leiter 43 der Spulenseiten der Statorwicklung 34, so daß die Leiter 43 auf den Grund der Nut 42 gegen die isolierende Nut-As shown in Fig. 3, the conductors 43 are a coil side after the introduction of the coils loosely and movably arranged in a groove 42. When a rush current is sent through the winding 23 (the current direction in the conductors 25 is shown in Fig. 1 by the symbols (g) and 0), by pressing the push button 44 on the power pulse generator 41, a power surge is also generated Induced in the Spulengmppcn 30, 31, 32 and 33 of the stator winding 34, whereby a dem Magnetic field of the winding 23 forms the opposite magnetic field. As a result, electromagnetic ones work Forces on the conductors 43 of the coil sides of the stator winding 34, so that the conductors 43 to the bottom of the groove 42 against the insulating groove
auskleidung 45 gedrückt werden, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Außerdem werden auch die Wickelköpfe der Stiltorwicklung 34 in radialer Richtung nach außen gedrückt.liner 45 as shown in FIG is. In addition, the winding heads of the Stiltor winding 34 move in the radial direction pressed outside.
Bei der ■ Durchführung des crfindungsgemäßen Verfahrens kann es in gewissen Fällen erwünscht sein, mehrere Stromstöße hintereinander zu verwenden. Im Stator 20 eines Kleinmotors ist es beispielsweise möglich, daß die Leiter 43 in der Nähe der Nutöffnung 48 nicht ausreichend gegen Masse isoliert sind. Vorzugsweise wird dann ein erster Stromstoß relativ geringer Größe in die Wicklung 23 geschickt, um zu gewährleisten, daß die Leiter nahe an der NutöfTnung 48 zurückgestoßen werden. Anschließend wird dann ein zweiter Stromstoß in die Primärwicklung 23 geschickt, der genügend groß ist. um das gewünschte Zusammendrücken der Leiter 43 zu erreichen.During the ■ implementation of the In certain cases, it may be desirable to use several power pulses in a row. In the stator 20 of a small motor, for example, it is possible that the conductors 43 in the vicinity the groove opening 48 are not sufficiently isolated from ground. A first is then preferably A relatively small surge of current is sent into winding 23 to ensure that the conductors are close be pushed back at the slot opening 48. Then a second current surge is then applied to the Primary winding 23 sent, which is large enough. the desired compression of the conductors 43 to reach.
Die Kraft, die auf die Leiter 43 ausgeübt werden muß, um das Zusammendrücken der Leiter 43 in der Nut und das Ziirückdrücken der Wickelköpfe zu bewirken, hängt von verschiedenen Faktoren ab, vor allem der Drahtstärke, der. Drahtart, der Form der Spulen und dem Kopplungsfaktor zwischen den Spulen. Die Energie, die dazu erforderlich ist, die erwünschte Kraft zu erzeugen, hängt von einigen Schaltungsparamctern ab. Die Wicklung 23 bildet mit den in dem Stromimpulsgencrator 41 vorhandenen Kondensatoren einen RLC-Kreis, so daß eine gedämpfte Schwingung in der Wicklung 23 entsteht, wenn die Kondensatoren entladen werden. Manchmal ist es erforderlich, den Zeilpunkt festzulegen, zu dem die erste Spitze der Schwingung erreicht wird, so daß eine Überhitzung der Wicklung nicht auftritt und die Spannungsbeanspruchungen nicht zu hoch werden. Die Zeit, die der Strom benötigt, um seine erste Spitze zu erreichen, hängt von der Induktivität des Kreises, der Kapazität der Kondensatoren und dem Kopplurigskoeffizienten zwischen der Wicklung 23 und der Statorwicklung 34 ab. Wenn die Windungszahl der Wicklung 23 erhöht wird, wird der Zeitpunkt, zu dem die erste Stromspitze auftritt, verzögert. Es wurde festgestellt, daß eine Verzögerung dieses Spitzenstroms eine stärkere Erwärmung ergibt und daß ein Vorschieben des Spitzenstroms durch Verringerung der Windungszahl der Wicklung 23 eine größere Spannrngsbeanspruchung ergibt. Es ist deshalb zweckmäßig, passende Kreisparameter auszuwählen, die sowohl die gewünschte Kraft liefern als auch die Wicklung 23 nicht unnötig hohen Spannungsbeanspruchungen aussetzen und auch keine Überhitzung der Wicklung 23 bewirken. In der Praxis wurde die Größe und Anzahl der Stromstöße dadurch festgelegt, daß Stromstöße verschiedener Größe versuchsweise in die Wicklung geschickt wurden und daß die minimale Größe ausgewählt wurde, die das gewünschte Einsetzen der Statorwicklung bewirkt.The force that must be exerted on the conductors 43 to compress the conductors 43 in the To effect the groove and the pushing back of the winding heads, depends on several factors, especially the wire size, the. Wire type, the shape of the Coils and the coupling factor between the coils. The energy it takes to do that Generating the desired force depends on a few circuit parameters. The winding 23 forms with the capacitors present in the Stromimpulsgencrator 41 an RLC circuit, so that a damped oscillation in the winding 23 occurs when the capacitors are discharged. Once in a while it is necessary to determine the target point at which the first peak of the oscillation is reached, so that overheating of the winding does not occur and the voltage stresses are not too high will. The time it takes for the current to reach its first peak depends on the inductance the circuit, the capacitance of the capacitors and the coupling coefficient between the winding 23 and the stator winding 34. When the number of turns of the winding 23 is increased, the The time at which the first current peak occurs is delayed. It was found to be a delay this peak current results in greater heating and an advancement of the peak current by reducing the number of turns of the winding 23 results in a greater tension stress. It it is therefore advisable to select suitable circular parameters that both achieve the desired force supply as well as not subject the winding 23 to unnecessarily high voltage loads and also do not cause the winding 23 to overheat. In practice, the size and number of power surges determined by sending current surges of various sizes experimentally into the winding and that the minimum size chosen was the desired insertion of the stator winding causes.
Mit einer Wicklung 23 mit vier Windungen pro Spule und Kondensatoren mit einer Kapazität von 630 Mikrofarad wurde festgestellt, daß der Spitzenstrom in der Wicklung der Spulenaufnahme etwa 100 Mikrosekunden nach Beginn der Kondensatorentladung auftrat, wenn diese auf 4300 V aufgeladen war. Die Spitzeneingangsleistung nach 45 Mikro-Sekunden lag bei 92 000 000 W. Trotz dieser extrem hohen Eingangsleistung war der Temperaturanstieg, der durch Anfühlen der Primärwicklung bestimmt wurde, kaum merkbar, und zwar wegen der kurzen Impulsdauer.With a winding 23 with four turns per coil and capacitors with a capacity of 630 microfarads was found to be around the peak current in the winding of the coil receptacle 100 microseconds after the capacitor begins to discharge occurred when this was charged to 4300 V. The peak input power after 45 microseconds was 92,000,000 W. Despite this extremely high input power, the temperature rise was which was determined by touching the primary winding, hardly noticeable, because of the short Pulse duration.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient tine Vorrichtung 61, die an Hand der F i g. 5, (1 und 7 erläutert wird. Fine Spulenaufnahme 62, die eine Wicklung 63 trägt (Fig. 7). liegt fest in einem sattelförmigen Halter 64 und wird dort mit einem Klemmelement 65 festgehalten, das mit Schrauben 66 und 67 am Halter 64 befestigt ist. Die Spulenaufnahme 62 ist in der Bohrung 68 eines Stators 69 zentriert. Der Stator 69 sitzt in einem Halter 70, der auf einer Grundplatte 71 montiert ist, und wird im Halter 70 mit einem Klemmelement 72 gehalten, das am Halter 70 mittels zweier Schrauben 73 und 74 befestigt ist.To carry out the method according to the invention tine device 61 is used, which is based on the F i g. 5, (1 and 7 will be explained. Fine bobbin holder 62, which carries a winding 63 (Fig. 7). Is fixed in a saddle-shaped holder 64 and is held there with a clamping element 65, which with Screws 66 and 67 is attached to the holder 64. The bobbin holder 62 is one in the bore 68 Stator 69 centered. The stator 69 sits in a holder 70 which is mounted on a base plate 71, and is held in the holder 70 with a clamping element 72, which is attached to the holder 70 by means of two screws 73 and 74 is attached.
Wie in F i g. 7 erkennbar ist, sind die Spulen 87. 88 und 90 der Wicklung 63 gegenüber dem Stator 69 fest angeordnet und induktiv mit den Spulengruppen 75, 76, 77 und 78 der Statorwicklung 79 gekoppelt. Wie in F i g. 5 gezeigt ist, ist die Spulenaufnahme 62 mit den Leitungen 80. 81 an die Ausgangsklemmen 39 und 40 des Stromimpulsgenerators 41 angeschlossen. Fin Voltmeter 82 und ein Druckknopf 44 sind auf der Vorderseite des Gehäuses 83 des Stromimpulsgeneri.iors 41 dargestellt. Das Voltmeter 82 gibt eine Anzeige der Spannung, auf die die Kondensatoren aufgeladen sind.As in Fig. 7, the coils 87, 88 and 90 of the winding 63 are opposite the stator 69 fixedly arranged and inductively coupled to the coil groups 75, 76, 77 and 78 of the stator winding 79. As in Fig. 5 is the spool holder 62 with leads 80, 81 to the output terminals 39 and 40 of the current pulse generator 41 connected. Fin voltmeter 82 and a push button 44 are on the front of the housing 83 of the Stromimpulsgeneri.iors 41 shown. The voltmeter 82 gives an indication of the voltage on the capacitors are charged.
In Fig. 6 ist die Lage der Wickelköpfe der Spulengruppen 75, 76 und 77 nach der Formgebung dargestellt. Die Lage der Wickelköpfe, die diese vor der Formgebung einnehmen, ist in Fig. 7 und gestrichelt in Fig. 6 dargestellt.In Fig. 6 the position of the winding heads is the Coil groups 75, 76 and 77 shown after shaping. The location of the winding heads that face this assume the shape, is shown in Fig. 7 and dashed in Fig. 6.
Wie in F i g. 8 gezeigt ist, besteht jede der vier Spulengruppen 75, 76, 77 und 78 der Statorwicklunc 79 aus drei Spulen, die vier, sechs bzw. acht Zähne des Stators 69 umspannen und in Reihe geschaltet sowie über Leitungen 85 und 86 kurzgeschlossen sind. Aus der Stromrichtung durch die Spulengruppen gemäß F i g. 8 ergibt sich, daß alle benachbarten Magnetpole, die durch die Statorwicklung gebildet werden, entgegengesetzte magnetische Polarität haben. Wie sich ferner aus der Stromrichtung durch die Spulen 87, 88. 89 und 90 der Wicklung 63 gemäß F i g. 9 ergibt, werden auch durch die Wicklung 63 benachbarte Pole entgegengesetzter magnetischer Polarität gebildet.As in Fig. 8, each of the four coil groups 75, 76, 77 and 78 consists of the stator winding 79 from three coils, which span four, six or eight teeth of the stator 69 and connected in series and are short-circuited via lines 85 and 86. From the direction of current through the coil groups according to FIG. 8 it follows that all adjacent magnetic poles, which are through the stator winding have opposite magnetic polarity. As can also be seen from the Direction of current through the coils 87, 88, 89 and 90 of the winding 63 according to FIG. 9 results are also formed by the winding 63 adjacent poles of opposite magnetic polarity.
In Fig. 10 sind die Richtungen des Stromflusses in den Spulenseitenleitern der Statorwicklung 79 und der Wicklung 63 mit den üblichen Symbolen angegeben. Ferner ist in Fig. 10 ein Schnitt durch die Spulenaufnahme 62 gezeigt, wie sie in der Praxis verwendet wird. Der bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 5 bis 11 verwendete, mit 91 bezeichnete Wicklungsträger besteht aus einem isolierenden Harz und weist vier Nuten 92, 93, 94 und 95 zur Aufnahme der Spulen der Wicklung 63 und eine zentral angeordnete Welle 96 auf. Nachdem die Spulen 87, 88, 89 und 90 in die Nuten 92, 93, 94 und 95 gebracht worden sind, wird die ganze Anordnung in gehärtetes wärmehärtendes Epoxyharz eingebettet, so daß die zylinderförmige Spulenaufnahme 62 gebildet wird (F i g. 5).In Fig. 10, the directions of current flow in the coil side conductors of the stator winding 79 and the winding 63 indicated with the usual symbols. Furthermore, in Fig. 10 is a section through the Spool holder 62 shown as it is used in practice. The one in the embodiment according to FIGS. 5 to 11 used, designated by 91 winding support consists of an insulating Resin and has four grooves 92, 93, 94 and 95 for receiving the coils of the winding 63 and a centrally located shaft 96. After the coils 87, 88, 89 and 90 are in the grooves 92, 93, 94 and 95, the entire assembly is embedded in hardened thermosetting epoxy resin, so that the cylindrical bobbin holder 62 is formed (FIG. 5).
In F i g. 11 ist ein Schnitt durch drei Statornuten mit den Spulenseiten 97, 98 und 99 der Spulengruppe 75 nach der Formgebung dargestellt. Die Leiter der Spulenseiten 97, 98 und 99 sind auf den Nutengrund zu gegen die isolierenden Nutenauskleidungen 100,101,102 gedrückt. Außerdem istIn Fig. 11 is a section through three stator slots shown with the coil sides 97, 98 and 99 of the coil group 75 after shaping. the Conductors of the coil sides 97, 98 and 99 are towards the groove base against the insulating groove linings 100,101,102 pressed. Also is
/u erkennen, da 13 die Spulensciten der Spulen 87 und 90 der Wicklung 63 Seite an Seite in der gleichen Nut 95 untergebracht sind und mit dem Harz 103 gehallen werden./ u recognize that 13 the coil strands of the coils 87 and 90 of the winding 63 are accommodated side by side in the same groove 95 and are wrapped with the resin 103.
Wenn ein Stromstoß durch die Wicklung 63 gcsclv.'jkt wird, wird durch den induzierten Stromstoß in der Statorwicklung 79 ein Magnetfeld aufgebaut, dessen Stärke im Bereich der Zahnenden des Stalors 69 größer ist als im Bereich des Joches. Die Leiter der Spulensciten 97, 98 und 99, die beweglich in den Nuten liegen, werden deshalb in Richtung des schwächeren Magnetfeldes am Nutengrund zusammengedrückt. When a current surge is gcsclv.'jkt through the winding 63 , a magnetic field is built up by the induced current surge in the stator winding 79, the strength of which is greater in the area of the tooth ends of the stator 69 than in the area of the yoke. The conductors of the coil strands 97, 98 and 99, which are moveable in the slots, are therefore compressed in the direction of the weaker magnetic field at the slot base.
Bei den in F i g. 8, 9 und IO dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung sind die Spulen 87, 88,89 und 90 der Wicklung 63 in Reihe geschaltet; selbstverständlich können die Spulen auch parallel zueinander geschaltet werden. Die Spulengruppen 75, 76, 77 und 78 der Statorwicklung 79 sind in Reihe geschaltet und dann kurzgeschlossen. Selbstverständlich können die Spulengruppen aber auch einzeln kurzgeschlossen werden.With the in F i g. In the exemplary embodiments of the invention shown in FIGS. 8, 9 and 10, the coils 87, 88, 89 and 90 of the winding 63 are connected in series; Of course, the coils can also be connected in parallel to one another. The coil groups 75, 76, 77 and 78 of the stator winding 79 are connected in series and then short-circuited. Of course, the coil groups can also be short-circuited individually.
Bei einer Anordnung gemäß den Fig. 8 und 10 in Verbindung mit einer Vorrichtung gemäß den Fig. 5,6 und 7 wurden folgende Versuche durchgeführt: Zunächst wurde ein Stromstoß in die Wicklung 63 geschickt, indem die Kondensatoren des S'romimpulsgenerators 41 entladen wurden, nachdem sie auf 500 V aufgeladen waren. Während dieses ersten Stromstoßes wurde eine geringfügige Bewegung der Spulen der Statorwicklung 79 beobachtet. Die Kondensatoren des Stromimpuls- «enerators 41 wurden dann auf 1100 V aufgeladen und über die Wicklung 63 entladen, so daß dort ein /weiter Stromstoß erzeugt wurde. Eine weitere Bewegung der Spulen der Statorwicklung 79 wurde beobachtet, aber die Wickelköpfe waren noch nicht .uisreichend zuriickgedrückt. Ein dritter Stromstoß wurde dann in die Wicklung 63 geschickt, indem die Kondensatoren nach Ladung auf 3000 V entladen wurden. Die Wickelköpfe wurden von der Spulenaufnahme 62 weggebogen, wie in F i g. 6 dargestellt ist. und die Spulenseiten wurden zusammengedrückt und zum Nutengrund geschoben. Anschließend wurden eine 2000-V-Hochspannungsprüfung und eine wiederholte Stoßwellenprüfung mit 3000 V durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Prüfungen waren vollständig befriedigend.In the case of an arrangement according to FIGS. 8 and 10 in connection with a device according to FIGS. 5, 6 and 7, the following tests were carried out: First, a current surge was sent into the winding 63 by discharging the capacitors of the current pulse generator 41, after being charged to 500V. Slight movement of the coils of stator winding 79 was observed during this first surge. The capacitors of the current pulse generator 41 were then charged to 1100 V and discharged via the winding 63 , so that another current surge was generated there. Further movement of the coils of the stator winding 79 was observed, but the end windings were not yet pushed back enough. A third rush of current was then sent into winding 63 by discharging the capacitors after charging to 3000 volts. The winding heads have been bent away from the spool holder 62 , as in FIG. 6 is shown. and the coil sides were pressed together and pushed to the bottom of the slot. A 2000 V high voltage test and a repeated shock wave test at 3000 V were then carried out. The results of these tests were entirely satisfactory.
Außerdem wurde ein Stator 20 mit Wicklung nach den F i g. 1 und 2 in die Vorrichtung 61 gemäß den F i g. 5, 6 und 7 eingesetzt. Vier Impulse wurden nacheinander in die Wicklung 63 der Spulenaufnahme 62 geschickt. Die Kondensatoren wurden nacheinander auf 500. 1000, 2000 und 3000 V aufgeladen, so daß Leistungsimpulse von 128, 512, 2020 bzw. 4600 J geliefert wurden. Nach Abgabe des vierten Leistungsimpulses waren die Wickelköpfe der Statorwicklung 34 ausreichend weit zurückgedrückt. Anschließend wurden eine 2000-V-Hochspannungsprüfung und eine wiederholte Stoßwellenprüfung bei 3000 V mit befriedigenden Ergebnissen an der Statorwicklung 34 durchgeführt.In addition, a stator 20 with a winding according to FIGS. 1 and 2 in the device 61 according to FIGS. 5, 6 and 7 are used. Four pulses were sent one after the other into the winding 63 of the bobbin holder 62 . The capacitors were successively charged to 500, 1000, 2000 and 3000 V, so that power pulses of 128, 512, 2020 and 4600 J were delivered. After the fourth power pulse had been emitted, the end turns of the stator winding 34 were pushed back sufficiently. A 2000 V high voltage test and a repeated shock wave test at 3000 V were then carried out on the stator winding 34 with satisfactory results.
Die Fig. 12 bis 16 zeigen die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Anker 105 eines -Gleichstrom-Reihenschlußmotors. Die Abwicklung der Wicklung 106 einer Spulenaufnahme12 to 16 show the application of the method according to the invention to an armature 105 of a DC series motor. The development of the winding 106 of a bobbin holder
107 und der Ankerwicklung 108 sind untereinander dargestellt, um die Zuordnung der Pole zwischen den Wicklungen 106 und 108 zu zeigen. Die ,Wicklung 106 ist so angeordnet, daß zwei Magnetpole gebildet werden, die den Polen /V3 und S3 der Ankerwicklung 107 and armature winding 108 are shown one below the other in order to show the assignment of the poles between windings 106 and 108. The winding 106 is arranged so that two magnetic poles are formed, the poles / V 3 and S 3 of the armature winding
108 zugeordnet sind. Die Wicklung 106 besteht aus Spulengt tippen 109 und 110, von denen jede sechs Spulen hat. Wie aus "Fig. 14 ersichtlich ist, ist die Wicklung 106 in ei iie Spulenaufnahme 107 eingebettet, die aus Hr.rz aufgebaut und mit einem wendeiförmigen Drantll2 verstärkt ist. 108 are assigned. The winding 106 consists of coil lengths 109 and 110, each of which has six coils. As can be seen from FIG. 14, the winding 106 is embedded in a coil holder 107 which is made of stainless steel and reinforced with a helical wire.
Die in Fig. 12 dargestellte Ankerwicklung 108 ist eine Zweischichtwicklung mit zwei Spulenseiten 113 in jeder Nut 114. Die achtzehn Spulen der Ankerwicklung 108 schreiten vollständig um den Anker 105 herum und sind an achtzehn Kommutatorsegmente 115 angeschlossen.. Die Kommutatorsegmente 115 sind kurzgeschlossen, indem ein Kurzschlußring 116 über die Segmente 115 gesetzt wird. The armature winding 108 shown in Fig. 12 is a two-layer winding with two coil sides 113 in each slot 114. The eighteen coils of the armature winding 108 go completely around the armature 105 and are connected to eighteen commutator segments 115 .. The commutator segments 115 are short-circuited by a Short-circuit ring 116 is placed over the segments 115 .
Wie in Fig. 13 dargestellt ist, wird der Anker 105 am rechten Ende in einem Sattelelement 118 und am linken Ende in einem Sattelelcmcnt 119 gehalten. Zwei Klemmelemcnte 120 und 121 halten die WelleAs shown in FIG. 13, the anchor 105 is held in a saddle element 118 at the right end and in a saddle element 119 at the left end. Two clamping elements 120 and 121 hold the shaft
122 gegen die Sattelelemente 118 und 119, um eine Drehung des Ankers 105 zu verhindern, wenn ein Stromstoß durch die Wicklung 106 geschickt wird. Das Sattelelemcnt 118 auf der rechten Seite ist lösbar an einer Grundplatte 123 mit einer Schraube 56 befestigt, damit es abgenommen werden kann, wenn der Anker 105 aus der Bohrung 124 der Spulenaufnahme 107 herausgezogen werden soll. Um eine Drehbewegung der Spulenaufnahme 107 gegen den Ankei 105 zu verhindern, ist diese ebenfalls mit Befestigungselementen 125 und 126 an der. Grundplatte 122 against the saddle members 118 and 119 to prevent rotation of the armature 105 when a current surge is sent through the winding 106 . The saddle element 118 on the right-hand side is releasably fastened to a base plate 123 with a screw 56 so that it can be removed when the armature 105 is to be pulled out of the bore 124 of the coil holder 107. In order to prevent the bobbin holder 107 from rotating against the anchor 105 , it is also attached to the anchor with fastening elements 125 and 126 . Base plate
123 befestigt. 123 attached.
Wenn die Spulen der Ankerwicklung 108 in die Ankernuten 1J4 eingelegt worden sind, sind die Leiter 127 der Spulen locker verteilt, wie in Fig. 15 dargestellt ist. Wenn ein Stromstoß durch die Wicklung 106 geschickt wird, werden die Leiter 127 gegen die Nutauskleidung 128 in Richtung auf den Nutengrund gedrückt, wie in Fig. 16 dargestellt ist.When the coils of the armature winding 108 have been inserted into the armature slots 1J4 , the conductors 127 of the coils are loosely distributed as shown in FIG. When a surge of current is sent through the winding 106 , the conductors 127 are pressed against the slot lining 128 towards the bottom of the slot, as shown in FIG.
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