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Anordnung zum Formen der Wickelkölpfe der i Ständerblechpakete eingebrachten
Ständerwicklungen von Elektromotoren Die erfindung bezieht sich auf eine Anordnung
zu Forrren der Wikkelköpfe der in Ständerblechpakete eingebrachten Ständerwicklungen
von Elektromotoren.
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Bekanntlich werden die Ständerwicklungen von Elektromotoren von Hand
oder maschinell in entsprechende Nuten der Eisenpakete eingebracht. Die Wickelköfpe
ragen verhältnismäßig weit über die Stirnflächen des Ständerblechpaketes hinaus,
so daß aus konstruktiven Gründen, insbesondere um die Motorlänge möglichst klein
zu halten, ein Umbiegen der Wickelköpfe erforderlicht ist. Beim Einbringen der Wicklungen
in mehrere Schritten müssen die Wickelköpfe der bereit eingelegten Wicklungen so
geformt werden, daß die benachbarten Nuten für die weiteren Einziehschritte frei
zugängig sind.
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Ein einfaches Umbiegen der Wickelköpfe und Anlegen an das Eisenpaket
genügt dabei nicht, da die frei zu haitenden Nuten trotzdem ganz oder teilweise
überdeckt werden. Nach dem Umbiegen mu3 jeder Wickelkopf zusätzlich noch azimutal
aufgeweitet werden. Sowohl das Umbiegen als auch das Aufweiten der Wickelköpfe erfolgt
bishe um Teil von Hand mit Hammer und ElopfhoLz oder mit Hilfe einer Dresse. Diese
Arbeitsgänge sind sehr zeitaafwendig. Auderdem weist diese Art des Formens der Wickelköfpe
den Nachteil auf, daß die Drahtisolation gefährdet ist, da der Druck auf die äußere
lrahtiage einwirkt und große Reibungskräfte zwischen den einzelnen -trähten entstehen.
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Es ist bereits ein Verfahren vorgeschlagen worden (deutsche Patentanmeldung
P 16 13 428.4 - PLA 67/1565), mit dem die Wickelköpfe der in Ständerblechpaketen
eingebrachter. Ständerwicklungen von Elektromotoren Unter weitgehender Schonung
der Drahtisolation, unter Einsparung von Arbeitszeit auf elektrodynamischem Wege
geformt werden können, une bei dem die Wickelköpfe nach dem
Formen
außerdem stets die gleiche Form aufweisen. Bei diesem- Verfahren werden beidseitig
des Ständerblechpakets zwischen die Wickelköpfe in axialer Richtung kontinuierlich
nachstellbare Formkörper aus elektrisch gut leitendem Material, Reflektoren genannt,
an die Wickelköpfe anliegend gegen diese isoliert eingeführt, und durch die Ständerwicklungen
Stromimpulse durch Entladen einer Kondensatorbatterie geleitet. Durch die Entladung
der Kondensatorbatterie fließt in den Ständerwicklungen ein Stromimpuls. Der Stromimpuls
hat in den Wickelköpfen der Ständerwicklungen ein annähernd radial gerichtetes der
Entladeenergie proportionales impulsförmiges Magnetfeld zur Folge. Das mit dem Entladestrom
verkettete magnetische Wechselfeld induziert in den Reflektoren eine dem Feldgradienten
proportionale Spannung, die starte Wirbelströme zur Folge hat und der Feldänderung
entgegen wirken. In dem Raum zwischen den Wickelköpfen und der isolierten Reflektorenoberfläche
findet eine starke Verdichtung der magnetischen Feldstärke statt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine knordnung zu -schaffen,mit
der es möglich ist, Wickelköpfe zu formen, onre da;t dabei Wirbelströme mitwirken.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Ständerwicklungen
über ein Schaltelement mit einer Kondensatorbatterie in Reine geschaltet sind, daß
ferner zu der Ständerwicklungen mindestens eine Zusatzsnule parallel oder antiparallel
geschaltet ist und daß die Zusatzspule räumlich derart angeordnet ist, daß zwischen
ihr und den Wickelköpfen oder- zwischen ihr, den Wickelköpfen und einzelnen Teilen
der Ständerwicklungen abstoßende oder anziehende Kräfte wirken.
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Durcn die Parallel- bzw. Antiparallelschaltung von Ständerwicklung
und Zusatzspule sind beide an die Kondensatorbatterie angeschlossen, so daß durch
beide Spulen ein Entladestrom fließt. Je nach Schaltung der Zusatzspule zur Ständerwicklung
erhält man zwischen beiden Wicklungen, dh. zwischen dem azimutal fließenden Strom
in der Zusatzspule und dem in allen Wickelköpfen azimutal
gleichsinnig
fließenden Strom eine abstoßende oder anziehende Kraft. Die Zusatzspule muß dabei
formstabil aufgebaut sein.
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Die Zusatzspulen könne z.B. als zylindrische oder konische Spulen
zwischen den Wickelköpfen ungeordnet sein. Die Zusatzspulen können aber auch z.B.
so angeordnet werden, daß die Wickelköpfe auf beiden eiten des Ständers von ,e einer
Zusatzspule umfaßt werden.
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Weiterhin kann auf beiden Seiten des Ständers jeweils eine Zusatzspule
innerhalb der Wickelköpfe angeordnet sein una diese Wickelköpfe können außerdem
von einer weiteren Zusatzspule umfaßt werden.
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Auf3erdem ist es mfiglich, die Zusatzspuien derart anzuordnen, da3
sie in axialer Richtung kontinuierlich nachstellbar sind.
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Um bei der elektrodynamiscijen Wickelkopf-Formung einen optimalen
Wirkungsgrad zu erzielen, müssen zwei Forderungen erfällt werden: 1. Auslagung der
Zusatzspule mit möglichst kleinem ohmschen Widerstand.
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2. Auslegung der Zusatzspule bezüglich ohmschen und induktiven Widerstand
so, da.S die Strommaxima in der Zusatzspule und in dr Ständerwicklung zur gleichen
Zeit auftreten.
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Bei einer schwingenden Entladung werden diese Forderungen dadurch
erfüllt, daß die Zusatzspule die gleiche Induktivität besitzt wie die Ständerwicklung
und der ohmsche Widerstand der Zusatz spule möglichst klein ist.
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Unter einem möglichst kleinen ohmschen Widerstand der Zusatzspule
wird verstanden, daß in der Zusatzspule ein Strom fließt, dessen Magnetfeld in Zusammenwirken
mit dem Magnetfeld der Ständerwicklung zum Formen des Wickelkopfes ausreicht.
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Bei einer aperiodischen Entladung werden die genannten Forderangen
dadurch erfüllt, daß in erster Näherung die Dämpfung (Verhältnis von ohmschem Widerstand
zu Induktivität) der Zusatzspule gleich groß bemessen ist, wie die der Ständerwicklung.
Die Induktivität wird dabei im allgemeinen wegen der hohen Stromimpulse nicht von
der Permeabilität des Ständereisens beeinflußt. Bei der aperiodischen
Entladung
ergibt sich also ein optimaler Wirkungsgrad dadurch, daß der ohmsche Widerstand
der Zusatzspule möglichst klein gewählt wird, und daß das Verhältnis ohmscher Widerstand
zu Induktivität bei der Zusatzspule gleich groß ist wie bei der Ständerwicklung.
Bei Kenntnis der Daten der Ständerwicklung läßt sich die optimale Zusatzspule leicht
berechnen.
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Es ist auch möglich, bei verschiedenen Ständerwicklungen mit einer
Zusatzspule einen optimalen Wirkungsgrad dadurch zu erzielen, daß beide Wicklungen
an getrennte Entladekreise angeschlossen werden.
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Außer zwei Kondensatorbatterien ist dafür auch eine Triggereinrichtung
erforderlich, mit der der Beginn der Entladung einer Batterie relativ zur anderen
verschoben werden kann, so daß die Maxima beider Entladungen zeitlich zusammenfallen,
Anhand der in der Zeicrnung dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung
näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 in einer schematischen Darstellung die Anordnung
gemäß der Erfindung, Figur 2 in einer schematischen Darstellung die Anordnung zweier
zylindrischer Zusatzspulen zwischen den Wickelköpfen, Figur 3 in einer schematischen
Darstellung die Anordnung zweier konischer Zusatzapulen zwischen den Wickelköpfen
auf beiden Seiten des Ständers, Figur 4 in einer schematischen Darstellung die Anordnung
je einer Zusatzspule auf beiden Seiten des 8tAnders außerhalb der Wickelköpfe, Figur
5 in einer schematischen Darstellung wie auf beiden Seiten des Ständers jeweils
eine Zusatzspule innerhalb der Wickelköpfe angeordnet istund wie diese Wickelköpfe
von einer weiteren Susatzspule umfaßt sind, Figur 6 in schematischer Darstellung
die Anordnung der Zusatzspule zum Formen von Teilen des Wickelkopfes der Ständerwicklung,
Figur
7 in schematischer Darstellung eine spezielle Ausführungsform der Zusatzspule, mit
der bei axialer Nachführung drei Wickelköpfe azimutal aufgeweitet werden können.
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In Figur 1 ist die Anordnung gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.
Mit 11 ist die Ständerwicklung, mit 12 ein Ignitron als Schaltelement, mit 13 eine
Kondensatorbatterie und mit 14 eine Zusatzspule bezeichnet. Die Zusatzspule 14 ist
parallel bzw. antiparallel zur Ständerwicklung 11 geschaltet. Das Ignitron 12 wird,
durch eine nicht dargestellte Steuereinrichtung gezündet. Ist das Ignitron gezündet,
so entlädt sich die Kondensatorbatterie 17 über das Ignitron, die Ständerwicklung
und die Zusatzspule, die zur Erzielung ankziehender oder abstoßender Kräfte parallel
oder antiparallel geschaltet sind.
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In Figur 2 ist die Anordnung zweier zylindrischer Zusatzspulen 24
zwischen den Wickelköpfen 25 und 26 dargestellt. Mit 27 ist das Ständerblechpaket
bezeichnet. Durch den Stromverlauf in den Wikkelköpfen 25 und 26 sowie in den Zusatzspulen
24 bilden sich zwischen den Zusatz spulen und den Wickelköpfen abstoßende Kräfte
aus, so daß die Wickelköpfe von den Zusatzspulen weg in Richtung des Ständerbleohpaketes
27 umgebogen werden.
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In Figur 3 ist die Anordnung zweier konisch ausgebildeter Zusatzspulen
34 zwischen den Wickelköpfen 35 und 36 schematisch dargestellt. Mit 57 ist das Ständerblecbpaket
bezeichnet.
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In Figur 4 ist eine Anordnung der Zusatzspulen 44 dargestellt, die
als Außenspulen wirken und die Wickelköpfe 45 und 46 umfassen. Mit 47 ist das tänderblechpaket
bezeichnet.
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In Figur 5 ist eine Kombination von zylindrischen Zusatzspulend, wie
sie in Figur 2 gezeigt sind, mit einer Anordnung der Zusatzspulen gemäß Figur 4
schematisch dargestellt. Die zylindrischen Zusatzspulen 54 befinden sich zwischen
den Wickelköpfen 55 und 56 und die Zusatzspulen 54' umfassen jeweils zwei 'íckelk;upfe
55
und 56. Bei einer solchen Anordnung von Zusatzspulen werden sowohl
abstoßende als auch anziehende Kräfte zur Formung der Wickelköpfe 55 und 56 ausgenutzt.
Werden diese Zusatzspulen gleichsinnig vom Kondensatorentladestrom durchflossen,
die Ständerwicklung jedoch im entgegengesetzten zinn, dann werden die Wickel-Könfe
komprimiert in der Weise, daß die Außendrähte nach innen, die Innendrähte nach außen
gedrticrt werden.
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In Figur 6 ist dargestellt, wie z.B. eine zylindrische Zusatzspule
64 angeordnet werden kann, wenn nur zeile der Wickelköpfe 65 umgeformt werden sollen.
Mit 67 ist das Ständerblechpaket bezeicrlnet. Mit dieser Anordnung können Teile
der Wickelköpfe nicht nur radial sondern auch azimutal geformt werden.
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In Figur 7 ist eine besondere Ausführungsform einer Zusatzspule dargestellt,
die aus drei einzelnen Spulen 74 besteht. Die einzelnen Spulen 74 sind auf einem
Körper angeordnet, der aus einem zylinderförmigen Bereich 72 und aus einem kegelstumpfförmigen
Bereich 73 besteht. Die einzelnen Spulenbereiche 74 erstrecken sich über den zylinderförmigen
und den kegelstumpfförmigen Bereictl.
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Mit einer solchen Zusatzspule können ebenfalls Teile der Ständerwicklungen
nicht nur radial sondern auch, bei axialer Nachführung der Spule, azimutal geformt
werden.
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Von besonderem Vorteil ist es, wenn für die Ständerwicklungen eine
Thermoplastdrahtisolation Verwendung findet. In diesem Falle kann mit der erfindungsgemäßen
Anordnung gleicnzeitig mit dem Formen auch die Fixierung der Wickelköpfe erfolgen.
Bei Verwendung einer derartigen Drahtisolation tann das Umbiegen und Fixieren der
Wickelköpfe gleichzeitig oder mit mehreren Kondensatorentladungen durchgeführt werden.
Für die gleichzeitige DurcnfüP-rung beider Arbeitsgänge ist die Kondensatorenergie
so zu wählen, daß die angestrebte Verformung der Wickelköpfe erreicht wird, und
daß die zum Erwärmen der thermoplastischen Auflage des Wicklungsdrahtes benötigte
Wärmemenge zugeführt wird. Im allbemeinen mu3 dabei eine größere Kondensatorenergie
aufgewendet werden als nur zum Umformen der Wickelköpfe erforderlich wäre.
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Die benötigt Wärmemenge kann auch durch Einstellung des Stromes in
der Ständerwicklung durch eine entsprechende Dimensionierung der Zusatzspule erreicht
werden, da die Ströme in beiden Wicklungen sich umgekehrt verhalten wie ihre Scheinwiderstände.
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9 Patentansprücne 7 Figuren