DE1488518C - Verfahren zum Einbringen einer aus Spulen mit mehreren Windungen bestehenden Wicklung in genutete Magnetkerne elektrischer Maschinen - Google Patents

Description

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An Hand der Fig. 1 bis 8 wird ein erstes Ausfüh- schickt, indem bei eingeschaltetem Hauptschalter 76

rungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zum am Generator 60 ein Druckknopf 77 gedrückt und

Einbringen einer aus mehreren Windungen 30 be- eine Kondensatorbank entladen wird, wird die Spule

stehenden Spule 40 in Nuten 33 und 34 eines Stator- 40 in die Nuten des Kerns 35 überfuhrt,

kerns 35 erläutert Die Spule 40 weist Spulenseiten 5 Bei einem Versuch bestand die Spule aus vierzehn

31 und 3? auf. Windungen aus Aluminiumlackdraht mit einem

Die Fi g. 1 und 2 zeigen eine Hilfseinrichtung 36, Drahtnenndürchmesser von 1,2 mm und einem Nenn-

in die die Spule 40 zunächst bewegbar eingesetzt wird durchmesser einschließlich Isolierung von 1,3 mm;

und die in der Bohrung 37 des Statorkerns 35 ange- die Isolierung war eine Schicht Polyvinylfonnalharz.

ordnet ist. Die Einrichtung hat zwei Nuten 38 und 39, io Der vorgewählte Stromstoß entsprach einer Energie

die in axialer Richtung in einen Körper 41 einge- von 307,5 J. Um diese Energie zu erhalten, hatte

schnitten sind, der aus einem durch Wärme härtba- die verwendete Kondensatorbank mit drei Konden-

ren Epoxyharz besteht Die Nuten dienen dazu, die satoren eine Kapazität von je 210 Mikrofarad und

Spulenseiten 31 und 32 gegenüber den Nuten 33 und wurde auf eine bestimmte Spannung entsprechend

34 anzuordnen. Die äußeren Enden 42 und 43 der 15 der Gleichung E=¹Ii CV* aufgeladen, wobei

Nuten 38 und 39 am Umfang 44 des Körpers 41 sind ρ ,. ρ . ■ ,

offen, der cH-Form der Bohrung 37 angepaßt ist Die _; Kapazität der K -ndensatorbank in F, und

Enden 42 und 43 fluchten mit den öffnungen45 der ,. ;, T^ . «.

Nntpn Λ1 nnH lA ^ deren spannung in ν

Wie di» F i g. 3 zeigt, trägt der Körper 41 unmittel- ao bedeuten. Dementsprechend betrug die gewählte

bar unterhalb und nahe den inneren Enden 46 und Spannung etwa 1000 V.

47 der Nuten 38 und 39 eine Kurzschlußwicklung 55, Der Stromstoß in den Windungen 30 bewirkt die

die aus elektrisch leitenden Stäben 48,49, 52 und 53 Induktion eines entgegengerichteten, kurzzeitigen

besteht. Wirbelstroms in der Kurzschlußwicklung 55, die fest

Die Fig. 1 und 2 zeigen ferner schematisch einen as vom Körper41 getragen wird; dieser Wirbelstrom ist Stromstoßgenerator 60. Die Enden 63 und 64 der durch Pfeile und durch die üblichen Symbole C- und Spule 40 sind mit Anschlüssen 65 und 66 des Gene- <g) angedeutet. Der Strom in den Spulenseiten 31 und rators 60 verbunden, die auf einem Isolierträger 67 32 und in den Stäben 48 und 49 erzeugt entgegenliegen. Jeder Anschluß 65 bzw. 66 besteht aus einem gesetzte elektromagnetische Felder, die ihrerseits Klemmelement mit zwei gezahnten Backen 68 und 30 Kräfte hervorrufen, die auf die Spulenseiten wirken 69, aie federnd aufeinander liegen. Die Backen und diese aus den Nuten 38 und 39 stoßen und in schneiden durch die Drahtisolierung, um eine gute die Nuten 33 und 34 schieben.

elektrische Verbindung mit den Enden 63 und 64 Die Spulenseiten treffen schließlich auf den Grund

herzustellen. der Nuten 33 und 34. Dadurch wird eine weitere

Leitungen 71 und 72 wiederum verbinden die An- 35 Radialbewegung der Windungen verhindert. Diese

Schlüsse 65 und 66 über Klemmen 73 und 74 mit plötzliche Verzögerung der Windungen trägt dazu

dem Generator 60 bei, sie zu einem kleinen Volumen (F i g. 8) zusam-

Wie die Fig. 2 zeigt, wird der Statorkern 35 fest menzudrücken. Die Wickelköpfe, die axial aus den

in einem senkrechten Gestell 81. das auf einer Grund- Nuten hervorstehen, setzen jedoch ihre Bewegung

platte 82 steht, mit einem Klemmelement 83 gehal- 40 fort und schwenken axial zur zugehörigen Stirnfläche

ten, das mit Bulzen 84 lösbar am Gestell 81 befestigt 96 des Statorkerns 35, wie in den F i g. 6 und 7 durch

ist. Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, ist die Hilfseinrich- die strichpunktierten Linien B angedeutet ist. In der

tung 36 mit einem Keil 85 ausgestattet, der an der Praxis wird der Übergang der Windungen von der

Außenseite 44 des Körpers 41 be estigt ist und in eine Lage A in die Lage B in etwas mehr als 100 Mikro-

Nut des StatorLrns 35 paßt, so daß die Nuten 38 45 Sekunden bewerkstelligt. Es wird angenommen, daß

und 39 mit den Nuten 33 und 34 fluchten. zur Formgebung auch der Magnetkern beiträgt, in-

V/ie aus den r i g. 6, 7 und 8 ersichtlich ist, be- dem sich der Fluß über die Zähne und die Nuten steht der Statorkern 35 aus aufeinandergestapelten schließt, ehe dtr Kern gesättigt wird. Dieser Flußweg Blechen, die durch Keile 87 zusammengehalten w^r- ist an der Nutenöffnung 45 dichter als am Nutenden, die in Nuten 88 sitzen, die sich quer über den 5° grund.

Außenumfang des Kerns erstrecken. Der Statorkern Auf diese Weise werden die Windungen 30 sowohl

weist einen Jochteil 91 und Zähne 92 auf. Die radial innerhalb als auch außerhalb der Nuten 33 und 34

inneren Enden der Zähne sind verbreitert so daß zu einem kompakten Bündel zusammengefaßt. Wie

sich die NutenöfTnungen 45 verengen. Bei der darge- die F i g 8 zeigt, die einen Schnitt durch die Nut 33

stellten Ausfiihrungsform bind 36 Nuten vorhanden, 55 darstellt, sind die einzelnen Windungen kompakt an-

die vier Spulengruppen mit je drei Spulen aufneh- geordnet. In vielen Fällen sind die Wiekelköpfc der

men, die etwa konzentrisch zu radialen Polen a, b, c Spule jedoch zu dicht an der Stirnseite 96 des Sta-

bzw. d liegen. U-förmige Auskleidungen 93 liegen in torkerns 35 angeordnet. Es kann dann ein zweiter

jeder Nut, um die Spulen gegen die Nutenwände zu Stromstoß in die Spule geschickt werden, um die

isolieren. 60 Wickelköp'e in die Lage C zu bringen, die in durch-

In den F i g. 6 und 7 ist die Lage der Windungen gehenden Linien dargestellt ist. Für den erwähnten

30 in der Hilfseinrichtung 36 mit A bezeichnet. Aluminiumlackdraht betrug hierfür die erforderliche

Die axiale Länge der Windungen 30 in der Lage A Energie ebenfalls 307,5 J. Die starke Zusammenmuß so sein, da^ die richtige Bildung der Köpfe der pressung der Spule durch den ersten Stromstoß wurde Spule 40 ermöglicht wird. Die Enden 63 und 64 der 65 beibehalten. Die Ergebnisse waren völlig zufriVden-Spule 40 sind über die Anschlüsse 65 und 66 mit dem stellend, und die Drahtisolation wurde nicht be-Stromstoßgenerator 60 verbunden. Wird nun ein schädigt. .. Stromstoß vorbestimmter Größe in die Spule 40 ge- Es wurde festgestellt, daß zur Erzielung der gun-

S J 6

stigsten Verhältnisse die Stäbe 48 und 49 parallel zu und 121 auf, die aus einer kontinuierlichen Länge

den Nuten 38 und 39 und so dicht wie möglich an eines isolierten Drahtes mit Wicklungsenden 146 und

deren Boden liegen sowie gegen die Windungen 30 147 gebildet sind, die an die Anschlüsse 65 und 66

isoliert sein sollten. Außerdem sollten die Stäbe 52 des Stromstoßgenerators 60 geführt sind. Die Nuten und 53 nicht wesentlich außerhalb der axialen Enden S haben den gleichen Aufbau wie die Nuten 38 und

der Nuten 38 und 39 liegen, um nicht Kräfte auf die 39. Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 13 und

Windungsteile auszuüben, die sich über die Nuten 14 liegt eine Kurzschlußwicklung 148 fest unterhalb

38 und 39 hinaus erstrecken, wodurch die Windungs- der Nuten im Körper 145. Diese Wicklung setzt sich teile zuerst in axialer Richtung gegen die Stirn- aus Stäben 151 bis 158 zusammen.

flächen entweder des Körpers41 der Hilfseinrichtung io In den Fig. 15 und 16 ist eine weitere Ausfiih-

36 oder des Statorkerns 35 gepreßt würden. Es wurde rungsform einer Hilfseinrichtung 161 gezeigt. Bei

ferner in der Praxis festgestellt, daß die Nuten 38 und dieser Einrichtung besteht der zylindrische Körper

39 die Windungen in einer einzigen Reihe enthalten 162 aus einem unmagnetischen, elektrisch leitenden sollten, wobei die Breite der Nuten etwas größer als Werkstoff, in dem kurzzeitig Wirbelströme fließen, der Drahtdurchmesser sein sollte. Weiterhin sollten 15 wenn ein Stromstoß durch die Windungen 30 gedie Nuten 38 und 39 an ihren äußeren Enden 42 und schickt wird. Eine besondere "Kurzschlußwicklung ist 43 etwas enger sein als die Nutöffnungen 45. Zum hierbei nicht erforderlich.

Beispiel kann für den bereits erwähnten Aluminium- Zwei Nuten 163 und 164 nehmen die Windungen draht von 1,3 mm Nenndurchmesscr bei einer Breite 30 auf. Die äußeren Enden 165 und 166 der Nuten von 2,38 mm der Nutöffnung 45 die Breite der Nuten ao sind so ausgebildet, daß die Spulenseiten 31 und 32 38 und 39 1,6 mm betragen. Ein Abschrägen der ra- in die Nuten 33 und 34 eingeführt werden. Die Nuten dinlcn Kante der Nuten 38 und 39 an der Stirnfläche 163 und 164 weisen wiederum eine geeignete elek-51 des Körpers 41, wie bei 97 in den Fig. 3,6 und 7 Irische Isolierung auf, z.B. eine Polyäthylentereangedeutet ist, und eine parallele Anordnung dieser phthalatfolie 167. In der Praxis wurde festgestellt, daß Nuten erleichtert ebenfalls einen glatten Übergang as die Windungen bei diesem Ausfühningsbeispiei die der Windungen. Neigung zeigen, zu vibrieren, wenn eine Kraft in Rich-Die Anzahl der anzuwendenden Stromstöße und tung aus den Nuten des Körpers 162 ausgeübt wird, deren Größe hängt jeweils von mehreren Faktoren Die Fig. 17 zeigt die Anwendunp des erfindungsab, z. B. von der Windungsgrößc, der Windungszahl gemäßer. Verfahrens bei einem gewickelten Ankcidem Widerstand und der Art der Isolierung, der end- 30 kern 172. hin Ring 173 mit einer Bohrung 174 zur gültigen Spulenform und dem Magnetkern. Aufnahme des Kerns 172 ist mit einer Anzahl von Die fertige Spule 40 des ersten Ausführungsbei- Nutenpaaren 176,177 versehen, die mit öffnungen spiels gemäß den F i g. 1 bis 8 ist die äußerste Spule ¹⁷⁸ vorgewählter Nuten des Kerns 172 fluchten. Jevon drei konzentrischen Spulen einer Spulengruppe des Nutenpaar 176,177 enthält Windungen 180, die einer Hauptcrrcgcrwicklung. Die Fig. 9 bis 12 zci- 35 parallel geschaltet an die Anschlüsse 65 und 66 des gen, wie die Haupterregerwicklungen für den Sta- Stromstoßgencrators 60 geführt sind. Da die Wintorkern 35, die schematisch in der F i g. 11 darge- düngen 180 parallel geschaltet sind, kann die bestellt ist. vervollständigt werden kann. Die Fig. 9 nötigte Spannung herabgesetzt werden. Eine Kurzzeigt die Bildung einer mittleren Spule 120 aus einer Schlußwicklung 55 ist unterhalb der Nuten 176 und bestimmten Anzahl gestrichelt dargestellter Windun- 4° ¹⁷⁷ angeordnet. In den Fig. 18, 19 und 20 ist ein gen 30η, die in einer Hilfseinrichtung 36ο aufge- weiteres Ausfühningsbeispiei des erfindungsgemäßen nommen sind. Die Fig. 10 zeigt die Bildung der Verfahrens dargestellt. Die konzentrischen Spulen innersten Spule 121 aus Windungen 30 6. Die struk- 40,120 und 121 einer Spulengruppe mit dem raturellcn Teile der Hilfseinrichtungen 36o und 36b dialen Polzentrum bei α werden wieder aus in Reihe gemäß den Fig. 9 und 10 sind gleich denen der 45 geschalteten Windungen 30,3Oo und 306 gebildet. Hilfseinrichtung 36. nur daß gemäß der F i g 9 die die gestrichelt in ihrer Lage A dargestellt sind. Nuten 38 und 39 mit Nuten 123 und 124 fluchten, Es wird eine Hilfseinrichtunp 186 verwendet, die die den Nuten 33 und 34 benachbart sind, während aus einem zylindrischen Körper 145 mit drei Nutengemäß der F i g. 10 die Nuten 38 und 39 mit benach- paaren 137,138; 141,142 und 143,144 besteht, harten Nuten 125 und 126 in Verbindung stehen. 50 Die Hilfseinrichtung 186 weist eine Wicklung 187 Wie in der F i g. 11 angedeutet ist, können die Spulen auf, die mit ihren Enden 188 und 189 mit den Aneiner Spulengruppe mittels Verbindungen 127 und Schlüssen 65,66 des Stromstoßgenerators 60 verbundie Spulengruppen mittels Leitungen 128 in Reihe den ist. Die Wicklung 187 kann aus einer Anzahl geschaltet werden. unterhalb der Nuten konzentrisch angeordneter Spu-Auf Grund der starken Zusammenpressung und SS len bestehen. Die Spulenseiten der Wicklung 187 sind kräftigen Rückbiegung der Wickelköpfe ist es leicht, in den Fig. 18 bis 20 mit 191 bis 196 bezeichnet Zwischenphascnisolationen anzubringen und die Spu- Die einzelnen Windungen der Wicklung 187 sind in len einer Hilfswicklung 130 in den Nuten des Stator- Epoxyharz oder ein anderes geeignetes dielektrisches kerns35 unterzubringen, wie in der Fig. 12 darge- Material 197 eingebettet, das die Windungen fest mit stellt ist. 60 dem Körper 186 verbindet, wie am besten aus der

Die Fig. 13 und 14 zeigen, wie gleichzeitig alle Fig. 19 ersichtlich ist.

Spulen einer Spulengruppe in die Statornuten ein- Das in den Fig. 18 bis 20 gezeigte Verfahren gehrac'.it werden können. Hierzu wird eine abge- unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeiwandcitc Hilfseinrichtung 136 verwendet. Sie ent- spiel hauptsächlich dadurch, daß in den Windungen nält drei Nutenpaarc 137,138; 141,142 und 143, 65 30,3Oe und 306 in ihrer Lage A dadurch ein Strom-144. die in einem zylindrischen Körper 145 gebildet stoß erzeugt wird, daß ein Stromstoß in die Wicksind. Jedes Nutenpaar nimmt die Windungen 30,30a lung 187 geschickt wird, und 30ft der in Reihe geschalteten Spulen40,120 Aus der Fig. 18 ist zu entnehmen, daß die Enden

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146 und 147 der Windungen 30,30 a und 30 b miteinander verbunden sind, wie bei 198 angedeutet, so daß die Windungen kurzgeschlossen sind. Dementsprechend wird ein entgegengesetzter kurzzeitiger Stromfiiß in den Windungen induziert, wenn in die Wicklung 187 ein Stromstoß geschickt wird, und die Windungen werden von der Wicklung 187 in Rich-

lung der Pfeile 199 weggestoßen und schließlich in ihre Lage B gebracht.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 18, 19 und 20 ergibt sich der Vorteil, daß die Spannung zwischen den einzelnen Windungen der einzubringenden Wicklung gegenüber der beim ersten Ausführungsbeispiel herabgesetzt werden kann.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Hilfseinrichtung bewegbar eingeseizte Wicklung ohne Patentansprüche· Zuhilfenahme mechanischer an der Wicklu-g an- vgreifender Elemente in die Kernnuten einführen zu:

1. Verfahren zum Einbringen einer aus Spulen können. . .

mit mehreren Windungen bestehenden Wicklung S Gelöst wird diece Aufgabe bei einem Verfahren in genutete Magnetkerne elektrischer Maschinen, der eingangs genannten Art erfmdungi gemäß dabei dem die Wicklung zunächst in die Nuten einer durch, daß in der un wesentlichen aus unmagneti-Hilfseinrichtung bewegbar eingesetzt und an- schein Material bestehenden Hilfseinrichtung unterschließend von dort in die Nuten des Magnet- halb der bewegbar eingesetzten Wicklung eine weitere kerns übergeführt wird, dadurch gekenn- io Wicklung fest angeordnet wird und daß durch eine zeichnet, daß in der im wesentlichen aus un- der beiden Wicklungen mindestens eis Stromstoß magnetischem Material bestehenden Hilfseinrich- vorbestimmter Größe geschickt wird, während die tung unterhalb der bewegbar eingesetzten Wick- andere Wicklung jeweils kurzgeschlossen wird, lung eine weitere Wicklung fest angeordnet wird Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrunde

und daß durch eine der beiden Wicklungen min- 15 liegenden Aufgabe besteht darin, daß bei Verwendestens ein Stromstoß vorbestimmter Größe ge- dung einer Hilfseinrichtung aus wenigstens teilweise schickt v/i d, während die andere Wicklung je- elektrisch leitendem, unmagnetischem Material in die weils kurzgeschlossen wird. bewegbar eingesetzte Wicklung mindestens ein Sironi-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- stoß vorbestimmter Größe geschickt wird, kennzeichnet, daß eine Hilfseinrichtung aus Jek- ao Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachtrisch nichtleitendem Material verwendet wird, stehend an Hand der Fig. 1 bis 20 erläute/t. Es

3. Verfahren zum Einbringen einer aus Spulen zeigt

mit mehreren Windungen bestehenden Wicklung F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer Vor-

in genutete Magnetkerne elektrischer Maschinen. richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen bei dem die Wicklung zunächst in die Nuten einer as Verfahrens mit einer in einen Statorkern eingesetzten Hilfseinrichtung bewegbar eingesetzt und an- Hilfseinrichtung und einem Stromstoßgenerator, schließend von dort in die Nuten des Magnet- Fig. 2 eino Seitenansicht der Vorrichtung yemäiJ

kerns übergeführt wird, dadurch gekennzeichnet, derFig. 1,

daß bei Verwendung einei Hilfseinrichtung aus Fig. 3 eine teilweise geschnittene, perspektivische

wenigstens teilweise elektrisch leitendem, unma- 30 Darstellung der Hilfseinrichtung, gnetischem Material in die bewegbar eingesetzte Fig. 4 und 5 eine Aufsicht und eine Seitenansicht

Wicklung mindestens ein Stromstoß vorbe- der Hilfseinrichtung,

stimmter Größe geschickt wird. F i g. 6 eine Frontansicht des Statorkerns, der ein

gesetzten Hilfseinrichtung und einer Spule vor ujd 35 nach dem Einbringen in d°n Staio^rkern,

F i g. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in der Fig. 6,

F i g. 8 einen Schnitt längs der Linie 8-8 in der

Fig. 7,

40 Fig. 9 und 10 Darstellungen, aus denen das Einbringen weiterer Spulen hervorgeht,

Fig. 11 ein Schaltbild einer vollständigen Wick-Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum lung,

Einbringen einer aus Spulen mit mehreren Windun- Fig. 12 eine Frontansicht einer Hälfte des Statorgen bestehenden Wicklung in genutete Magnetkerne 45 kerns mit einer eingebrachten Haupt- und Hilfswickelektnscher Maschinen, bei dem die Wicklung zu- lung,

nächst in die Nuten einer Hilfseinrichtung bewegbar Fig. 13 eine perspektivische Darstellung einer

eingesetzt und anschließend von dort in die Nuten Hilfseinrichtung, mit der gleichzeitig mehrere Spulen des Magnetkerns übergeführt wird. in den Statorkern eingebracht werden können,

Aus den USA.-Patentschriften 2873 514 und 50 Fig. 14 eine Frontansicht eines Teiles des Stator-87 515 sind Verfahren bekannt, bei denen mittels kerns mit mehreren mittels der Hilfseinrichtung der mechanischer Vorrichtungen Wicklungen in die Fig. 13 eingebrachten Spulen, Nuten ringförmiger Statorkerne eingebracht werden. Fig. 15 eine Frontansicht einer Hilfseinrichtung

Hierzu wird eine Hilfseinrichtung in Form eines Spu- die aus unmagnetischem, elektrisch leitendem Matelenkorpers, der radiale Nuten aufweist, in der Boh- 55 rial besteht

rung des Statorkerns angeordnet. Der Spulenkörper Fig. 16 eine Aufsicht auf die Hilfseinrichtung der

tragt in den Nuten vorgeformte, bewegbar einge- Fig 15

Ιρίίη^WiCi^1Un _f ^ßSSpUJ^eii' ^{die dur}'^h unterhalb der Spu- Fi g. 17 eine Hilfseinrichtung zum Einbringen von

ten angeordnete, radial nach außen bewegbare Schie- Spulen in einen gewickelten Ankerkern, den ΠίΛ*T" α ^M^^etkems eingebracht wer- _6o Fig. 18 eine perspektivische Darstellung einer kSfc.£!?^{al a}.^{us d}^" ^Nuten gehenden Wickel- Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgekonfe werHpn .*.„».,„. k„— tv™ ^rt des Ein- mäßen Verfahrens mit einer Hilfseinrichtung, die eine

anschließbare Wicklung