DE2012468A1 - Ein- oder Mehrphasen-Induktionsmotor - Google Patents
Ein- oder Mehrphasen-InduktionsmotorInfo
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Description
Frankfurt/main Dlpl.-Wirtsch. «wing·B. Jochem freiherr-vom-stein-strasse ie
National Research Developments onto/ co
Corporation > Z U I ^ ff D
Kingsgate House
66-74 Victoria Street
London S.W. 1 /England
66-74 Victoria Street
London S.W. 1 /England
Ein- oder Kehrphasen-Induktionsmotor
Priorität der britischen Patentanmeldung
Nr. 15 296/69 vom 24. März 1969
Die Erfindung betrifft einen Ein- oder Mehrphasen-Induktionsmotor
mit einem Ständerblechpaket» dessen gestanzte Bleche am Außenumfang Abflachungen aufweisen.
Wen» Die zur Vermeidung von Wirbelströmen ausgestanzten
Blechen bestehenden Ständer besitzen in den meisten Fällen
eine kreisförmige Außenform, wodurch sich beim Stanzen der Bleche verhältnismäßig viel Abfall ergibt. Es ist auch$
bereits vorgeschlagen worden (brit. Patentanmeldung Nr.
30 957/68), einen Kurzschlußläufermotor mit einem Ständer i
zu versehen, dessen Bleche am Boden des Motors gerade
abgeschnitten sind. Dies hat den Zweck, einen Motor mit geringer Wellenhöhe zu erhalten. Auch beim Stanzen dieser
Bleche fällt noch verhältnismäßig viel Abfall an.
Aufgabe der Erfindung 1st es, diesen Nachteil zu vermeiden und den beim Ausstanzen der Ständerbleche erhaltenen
Abfall kleinstmöglich zu halten· Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Außenrand
der Ständerbleche die Form eines Vieleckes erhält und die
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009848/1100
am kreisförmigen Innenrand der Ständerbleche gelegenen Nuten In den Scheitelbereichen des den Außenrand bildenden
Vielecks eine größere Tiefe als im Bereich der Vieleckseiten aufweisen, wobei die Stränge der von am Umfang
verteilten Spulen gebildeten Ständerwicklung entsprechend stärker auf die in den Scheitelbereichen gelegenen Nuten
und entsprechend weniger auf die im Bereich der Vieleckseiten gelegenen Nuten verteilt ist.
Die durch die Vieleckform des äußeren Blechrandes erhaltenen Abflachungen ermöglichen bei entsprechender
Wahl der Vieleckform insbesondere als Vierecke oder Sechsecke eine weitestgehende Ausnutzung des Blechmaterials
beim Stanzen. Trotzdem wird vermieden, daß die magnetische Induktions dort, wo im Bereich der Vieleckseiten die
radiale BrStreckung der Ständerbleche am geringsten ist, übermäßig hohe Werte der magnetischen Induktion auftreten,
da dort auch die Tiefe der Ständernuten entsprechend geringer
ist. Trotzdem läßt sich durch entsprechende Zuordnung der in den Ständernuten eingebetteten Wicklungsstränge zu den Phasen auch bei Dreiphasen-Induktionsmotoren
ein ausreichend gleichförmiges Drehfeld sowie eine gleichmäßige Stromentnahme für die Dreiphasen aus dem Netz
erzielen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der schon früher vorgeschlagenen abgeflachten Blechform sowie Motoren
nach der Erfindung mit vieleckigem Außenrand der Ständerbleche in der Verbindung mit der Zeichnung näher erläuterb.
Es zeigen:
Fig. 1 im Querschnitt ein Ständerblechpaket für
.»49/6.3.19» 009848/1100
einen Motor rait niedriger Wellenhohe nach
dem früheren Vorschlag,;
Fig. 2 den Zuschnitt eines Ständerblechs mit im Verhältnis zur bekannten Kreisform des
Außenrandes abgeflachten Umfangsabschnitten,
Fig. 3 ein Ständerblech mit sechseckigem Außenumfang,
Fig. 4 das Wickelschema für eine 4-polige Dreiphasen-Wicklung in 36 Nuten für einen sechseckigen
Ständer,
Figi 5 die vergrößerte Darstellung einen Teil des
Ständerblechs nach Fig. 5 mit über einen Umfang s winkel von 60° verteilten Nuten zur
Auf nähme der Wicklung nach Fig. 4,„
Fig. 6 in schematischer Darstellung die Belegung der
Nuten über 61
nach Fig. 4,
nach Fig. 4,
Nuten über 60° Umgangswinkel für die Wicklung
bezeichnet Fig. 7 das Wickelschema für zwei mit (i) und (ii?v
verschiedene 4-polige Dreiphäsen-Wicklungen in 36 Nuten eines sechseckigen Ständerblechpakets
für einen Induktionsmotor,
Fig. 8 das Wickelschema einer 6-poligen Dreiphasen-Wicklung
in 36 Nuten eines Ständers aus außen quadratischen Blechen,
Fig. 9 einen Quadranten eines quadratischen Ständer-
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_ Λ —
blechs mit der Nutanordnung über 90° zur Aufnahme der Wicklung nach Fig. 8,
Fig. 10 das Wickelschema einer 4-poligen Dreiphasen-Wicklung in 36 Nuten zur Verwendung in Verbindung mit dreieckigen Ständerblechen,
Fig. 11 das Wickelschema einer 8-poligen Bruchlochwicklung in 36 Nuten zur Verwendung in Verbindung mit sechseckigen Ständerblechen,
Fig. 12 das Wickelschema einer 8-poligen dreiphasigen
Ganzlochwicklung in 48 Nuten zur Verwendung in Verbindung mit sechseckigen Ständerblechen,
Fig. 13 ein Schema zur Veranschaulichung der Umwandlung einer in 36 Nuten eingebetteten Zweischichtwicklung in konzentrische Form der
Wicklungsspulen,
Fig. 14 das Wicklungsschema einer 4-poligen Dreiphasen-P wicklung mit konzentrischen Spulen in 36 Nuten
für einen Induktionsmotor mit sechseckigen Ständerblechen,
Fig. 15 einen Teil eines quadratischen Ständerblechs mit der sich über 180° erstredenden Nutanordnung zur Aufnahme einer 4-poligen Einphasen-Wicklung eines Induktionsmotors in
24 Nuten,
Fig. 16 einen Teil eines sechseckigen Ständerblechs N 3249/6.3.1970
0098 4 8/1100
-τ 5 - - ■ .
mit der sich über 120° erstreckenden Nutanordnung
zur Aufnahme einer 6-poligen Einphasenwicklung
eines Induktionsmotors in 36 Nuten,
Fig. 17 das Schaltschema einer 4-poligen Einphasenwicklung
für 24 Nuten mit konzentrischen Spulen zur,Verwendung bei quadratischen
Ständerblechen und
Fig. 18 das Schaltbild einer 8-poligen Dreiphasen-Einschichtwicklung
mit konzentrischen Spulen für sechseckige Ständerbleche.
Fig. 1 zeigt ein am Umfang unter Ausbildung einer Abflachung abgeschnittenes Ständerblech für einen Motor mit geringer
Höhe seiner Welle. Das Ständerblech hat 36 Nutstellen mit 10° Umfangsabstand, jedoch nur 21 volle Nuten und weitere
12 halbe Nuten. Die verbleibenden drei Nutsteilen am Boden
sind vollständig ohne Nuten ausgeführt, wodurch eine Abflachung
entsteht, die den Radialabstand vom Luftspalt im
Inneren zur abgeflachten Basis des Blechs auf das Maß b
vermindert.
Die unregelmäßige Form des magnetischen Kreises ist ausgeglichen, und eine magnetische Sättigung ist hierbei vermieden
durch Weglassen von einigen Strängen der Motorwicklung und durch Weglassung der entsprechenden Nuten am
Innenrand des Blechs gegenüber der äußeren Abflachung. Der Ständer ist somit zwar geometisch asymmetrisch, magnetisch
hingegen ausbalanciert. In ein aus solchen Blechen bestehendes Paket 1st eine diskontinuierliche Mehrphasen-
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wicklung eingebettet, die eine Lücke an demjenigen Umfangsteil
aufweist, der genau oder wenigstens angenähert entgegengesetzt zum abgeflachten Teil der Außenkante liegt.
Durch entsprechende Auslegung kann eine solche Wicklung so ausgeführt werden, daß sie ein ausgeglichenes Drehfeld
ergibt und eine symmetrische Stromaufnahme erfolgt.
Die Möglichkeit der Weglassung einzelner Spulen bei einer normalen Mehrphasenwicklung ohne Beeinträchtigung eines
ausgeglichenen Drehfeldes bei guter Feldwellenform ist nun generell geprüft worden.
Es ist festgestellt worden, daß bei Benutzung einer diskontinuierlichen
Mehrphasen-Wicklung die Möglichkeit besteht, diese in ein Ständerblechpaket einzulegen, das
an der Außenseite vieleckig ist, insbesondere sechseckig, ohne daß ein unausgeglichener oder gesättigter Magnetischer
Kreis vorhanden ist.
Derartige Blechzuschnitte können aus Blech ohne Abfall gestanzt werden.
Im Prinzip läßt sich für die Ständerbleche dieser Motoren eine Vielzahl regelmäßiger Vielecke verwenden; die Sechseck-
und die Quadratform werden jedoch als für die Praxis am wichtigsten erachtet.
Gewöhnlich werden die Zuschnitte für die Ständerbleche von Induktionsmotoren in Kreisform entworfen. Bei dieser
Form ergibt sich von selbst viel Materialabfall. Die
Gesamtfläche der aus einem großen Blech ausgeschnittenen Kreise beträgt im günstigsten Falle das 0,907-fache
(- T /2vT) der Fläche des Bleches,aus dem die Kreise
.3249/6.3.1970 "09848/1100
ausgeschnitten werden. Grundsätzlich fallen somit nahezu
10% des Blechs, aus dem die Stator- und Rotorzuschnitte
ausgestanzt werden, als Abfall an. In Wirklichkeit ist der Verlust wegen des Materials, das zusätzlich an den Kanten
abfällt, beträchtlich größer. Der gesamte Materialverlust
kann somit bei etwa 20% liegen.
Wenn die Wicklungsstränge am Umfang gleichmäßig verteilt
werden, wie dies bei den meisten Maschinen üblich ist, sind kreisförmige Bleche erforderlich, um eine magnetische
Sättigung zu vermeiden und ein gutes Leistungsvermögen
zu erhalten.
Bisweilen sind bereits Ständerbleche für Einphasenmotoren mit vier um 90° zueinander versetzten flachen Kantenabschnitten
gemäß der Darstellung in Fig. 2 hergestellt worden. Dies erbringt eine Einsparung an Blechmaterial <
mit dem Nachteil einer gewissen Sättigung im Bereich der
Abflachungen und folglich ein Anwachsen des Magnetisierungsstromes. Die Ständernuten sind dabei alle von gleicher Tiefe,
wie in Fig. 2 bei X angedeutet.
Nach der vorliegender Erfindung werden nun Maschinen entworfen, die eine in bezug auf die Leistung befriedigende'
Benutzung von dreieckigen, rechteckigen, quadratischen, sechseckigen oder anderen vieleckigen Ständerbtezhen gestatten.
All diese Formen können aus Blechmaterial mit geringem oder sogar gar keinem Abfall ausgestanzt werden.
Die Läuferbleche, die aus dem Zentrum der Ständerbleche
anfallen, müssen natürlich kreisförmig sein. Wenn ein
kreisförmiges Läuferblech aus denn Zentrum eines sechseckigen
Ständerblechs (beispielsweise) durch Ausstanzen
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entfernt wird, ergeben sich, am Umfang betrachtet, Unterschiede
in der radialen Erstreckung des Ständerblechs. So werden sechs Stellen mit maximaler Erstreckung und
sechs Stellen mit minimaler Erstreckung, wie in Fig. mit X bzw. Y angedeutet, vorhanden sein. Djaser Fall soll
nachstehend im einzelnen betrachtet werden.
Wenn rund um den inneren Kantenurafang eines solchen sechseckigen
Ständerblechs radial gerichtete Nuten gleicher Tiefe ausgestanzt werden, entstehen sechs Bereiche an
den Stellen X, wo die magnetische Induktion einen Höchstwert erreicht, und sechs Bereiche bei den Stellen Y,
wo sie einen Kleinstwert hat. Wenn nun aber die Wicklung so ausgelegt wird, daß an den sechs einer geringen magnetischen
Induktion unterworfenen Umfangsbereichen Wicklungsstränge ausgelassen werden können, ist es nicht erforderlich,
in diesen Bereichen Nuten voller Tiefe zu stanzen, und die magnetische Induktion fällt nahezu
gleichförmig aus. Einige Nuten können in manchen Fällen sogar vollständig weggelassen werden.
Dieses Verfahren läßt sich beispielsweise auf die in Fig. 4 dargestellte Wicklung einer 4-poligen Maschine
anwenden. Dieser 4-polige Dreiphasenmotor mit 36 Ständernuten ist ein sehr wichtiger Anwendungsfall und bildet
somit ein besonders wichtiges Beispiel, wenngleich diese Nutzahl keineswegs von Bedeutung ist und stattdessen
auch jede andere Nutzahl verwendet werden kann.
Für eine vollständige Wicklung nach Fig. 4 wird die dargestellte obere Schicht mit einer der darunter
eingetragenen Alternativen (a), (b) und (c) kombiniert.
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Wenn sechs gleiche und im gleichen Abstand zueinander
liegende Gruppen von Wickelsträngen, die gemäß der Darstellung
in Fig. 4 in sechs rechteckige Kästchen eingeschlossen sind, von dem ursprünglichen Auslegungsschema
dieser 4-Pol-Wicklung weggelassen werden, bleibt die resultierende Wicklung trotzdem ausgeglichen; es ergeben sich
jedoch sechs Bereiche, in denen weniger Metall zur Bildung der Nuten ausgestanzt werden muß· Die Verringerung der
Nuten hängt von dem Anteil der Wicklung ab, der weggelassen
werden soll (beim Ausführungsbeispiel ein Drittel) und vom
Wickelschritt, nicht hingegen von der Gruppierung der
Wickelstränge zu Spulen.
Wenn beispielsweise bei der Alternative Ca) in Fig. 4 je
zwei leere Nuten an sechs in gleichem Abstand zueinander befindlichen Stellen rund um den Umfang vorhanden sind,
beträgt der Wickelschriftt 2/3. des Wickel Schritts einer
Durchmesserwicklung. Bei der Alternative Cb) in Fig. 4,
sind jeweils nur eine leere Nut und zwei halbgefüllte
Nuten an sechs im gleichen Umfangsabstand befindlichen
Stellen vorhanden, und der Wickelschritt beträgt 7/9 des Wickelschritts bei Durchmesserwicklung. Bei der
Alternative (c) in Fig. 4 sind nur vier halbvolle Nuten an sechs gleichmäßig am-Umfang verteilten Stellen vorhanden,
und der Wickelschritt ist 8/9 gegenüber dem Wickelschritt bei Durchmesserwicklung.
Die Alternative (c) in Fig. 4 bildet die günstigste Nutanordnung
für sechseckige Bleche. Da alles Andere gleich · bleibt, ist es am besten, den größten Wickelschritt zu
benutzen, nämlich die Alternative Cc), da der Wickelfaktor hierbei nahe dem größtmöglichen Wert liegt«
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Die Kombination von vieleckigen Blechzuschnitten mit der
Auslassung von Wickelsträngen ermöglicht somit eine Herstellung der Bleche ohne Abfall und ohne das Auftreten
von Sättigungserscheinungen im Betrieb, während das zur Verfügung stehende Material voll ausgenutzt wird.
Die überwiegende Mehrzahl bisher gefertigter Mehrphasen-Wicklungen
für elektrische Maschinen zeichnete sich durch gleichförmige Ausbildung in gleichförmigen Nuten gleicher
Größe aus. (Dies trifft auch für Wicklungen mit Pol- Amplituden-Modulation zu). Der Ausdruck "gleichförmig"
betrifft hier jedoch nur die mechanische Übereinstimmung und steht in keinem Zusammenhang mit den Spulengruppierungen
der Wicklungen. Eine Wicklung der hier vorgeschlagenen neuen Art soll als "diskontinuierliche Wicklung" bezeichnet
werden. Bei der Auslegung jeder diskontinuierlichen Wicklung wird am besten von einer entsprechenden gleichförmigen
Wicklung ausgegangen, bei der dann die notwendigen Auslassungen und Umstellungen vorgenommen werden.
Das erforderliche Nutungsbild im einem vieleckigen Blech hängt allein von den auszulassenden Wickelsträngen in
der diskontinuierlichen Wicklung und vom Wickelschritt ab, nicht hingegen von der Spulengruppierung der entsprechenden
gleiςhförmigen Wicklung. Andererseits richtet sich die
resultierende Feldwellenform für eine bestimmte Nutung und einen bestimmten Wickelschritt nach der Spulengruppierung
der entsprechenden gleichförmigen Wicklung und der relativen Lage der ausgelassenen Wickelstränge im Verhältnis zur
gleichförmigen Wicklung.
Beim Entwurf einer normalen Wicklung wird der Wickel-
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schritt entsprechend dem Wickelfaktor und der Feldwellenform
gewählt; der Entwurf einer diskontinuierlichen Wicklung
muß jedoch ebenso die Auswirkung des Wickelschrittes1,
auf die Nutung berücksichtigen. Man ist folglich bei solchen Maschinen in der Wahl des WickelSchrittes weniger
frei als bei Standardwicklungen; dies wird jedoch bei
kleinen Maschinen, die das hauptsächliche Anwendungsgebiet für sechseckige und sonstige vieleckige Blechzuschnitte
bilden, selten der Fall sein.
Die nächstliegende Spulengruppierung pro Phase für eine
gleichförmige 4-polige Dreiphasenwicklung in 36 Nuten ist 3-3-3; es, ist jedoch ebenso möglich, die Spulen in
der Folge 2-4-2-4 oder 2-4-4-2 zu gruppieren. Für jede dieser Spulengruppierungen sind grundsätzlich fünf weitere
Lagemöglichkeiten für die Auslassungs-HKästchen" gegenüber
der in Fig. 4 gezeigten Lage vorhanden. Die Kästchen
können alle miteinander um 1,2,3,4 oder 5 Nuten versetzt werden, bis - nach Versatz um sechs Nuten -i die Lage nach
Fig. 4 wieder erreicht wird. Die resultierende "diskontinuierliche":
Wicklung wird sich stets als die gleiche für die verschiedenen Lagen der "Kästchen" herausstellen.
.
Die 54 möglichen resultierenden Feldwellenformen für diese
drei "gleichförmigen" Basiswicklungen, die eine jede der sechs möglichen "Auslassungskästchen"-Lagen in jedem
Falle benutzen, und für die drei ^n Fig. 4 dargestellten
Wickelschritte ließen sich leicht mit einem Computer
berechnen. (Einige der Feldwellenfprmen waren Dublikate
von anderen,und die notwendige Anzahl von Rechenvorgängen
war viel geringer als 54).
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Glücklicherweise wurde gefunden, daß in jedem Falle ein
Wickelschritt von 8/9 des WickelSchrittes bei Durchmesserwicklung
die beste Feldwellenform ergab, weil damit auch der größte Wickelfaktor und eine Ständernutung verbunden
waren, die der Sechseckform des Ständers, wie aus Fig. 5 ersichtlich, entsprach.
Fig. 5 zeigt den für einen 4-Pol-Motor mit 36 Nuten in
einem sechseckigen Ständer und mit auf 8/9 gegenüber einer ψ Durchmesserwicklung verkürzten Wickelschritt erforderlichen
Standerzuschnitt, bei welchem alle übrigen 60°-Abschnitte
mit dem dargestellten Abschnitt übereinstimmen.
Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß die 36 Nutstellen um 10° auseinanderliegen, wobei sich jeweils vier halbtiefe
Nuten in der Nähe des Punktes X nach Fig. 3 und zwei Nuten mit ganzer Tiefe in der Nähe des Punktes 1 nach
Fig. 3 befinden. Alles in allem sind somit 12 Nuten voller
Tiefe und 24 halbtiefe Nuten gleichförmig am Umfang verteilt. Insgesamt sind 24 Spulen mit einem Wickelschritt
von acht Nuten vorhanden, d.h. von Nut 1 nach Nut 9 usw.
Ein kurzer Blick auf die Zeichnung macht deutlich, daß durch diese Anordnung eine nahezu gleichförmige radiale
Breite des Blechpaketes erhalten wird. Ebenso wie die Größe hängt die Lage der Nuten in jedem 60°-Sektor ebenfalls
von dem benutzten Wickelschritt ab, wie aus Fig. 6 hervorgeht.
In Fig. 6 ist im oberen Teil des Schemas der Winkelabstand
für sechs Nuten gezeigt. Darunter sind die Anordnung und die Füllung der Nuten für 2/3, 7/9 und 8/9 eines
vollen WickelSchrittes angegeben. In der Praxis werden
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normalerweise 8/9 eines vollen WickelSchrittes auf jedem
Grund bevorzugt, wie dies Fig. 6 weiterhin klarmacht·
Von den vom Computer ermittelten verschiedenen Möglichkeiten
wurden zwei resultierende Wicklungen als beste ausgewählt, und die Leiteraufteilung dieser Wicklung auf
die Nuten ist in Fig. 7 gezeigt.
Fig. 7 gibt in der obersten Zeile des Schemas die Nutnummern
an und zeigt darunter zwei mit (i) und (ü) bezeichnete alternative Wicklungen für eine 4-polige
Dreiphasen-Maschine, und die Nuttiefe ist am Fuße des
Schemas angegeben. Der Buchstabe "H" deutet die Ecken
des sechseckigen Blechzuschnittes an.
Jede alternative Wicklung besteht aus 12 durch vertikale
Pfeile bezeichneten Wickelsträngen, die in den halbtiefen
Nuten liegen. Die erste Alternative hat einen etwas höheren Wicklungsfaktor, jedoch auch einen etwas höheren
Gehalt an Oberwellen, und sie besteht aus 12 Gruppen von
je zwei Spulen. Die zweite Alternative hat einen etwas geringeren Wicklungsfaktor, jedoch auch einen etwas geringeren
Gehalt an Oberwellen, und sie besteht aus sechs Gruppen von je vier Spulen und hat somit weniger Verbindungen
zwischen den Spulen. Beide Wicklungen genügen: den Anforderungen vollauf, die zweite Alternative ist
jedoch etwas leichter herzustellen. Beide Alternativen erfordern den gleichen Blechzuschnitt, wie er in Fig. 5
dargestellt ist^JWährend oben vorausgesetzt ist, daß
sich die sechseckigen Bleche als wichtigster Fall der vieleckigen Blechzuschnitte erweisen, erstreckt sich J1, '
die Erfindung auch auf andere Formen, insbesondere <
quadratische und dreieckige Zuschnitte.
■■00 984 87 1100
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Durch sorgfältige Auslegung ist es möglich, einen in seiner
Gesamtheit befriedigenden mehrphasigen Ständer unter Auslassung einzelner Spulen aus einem gewöhnlichen "gleichförmigen"
Wickelschema zu bewickeln; und die Auslassung dieser Spulen und der entsprechenden Nuten gestattet die
Verwendung vieleckiger Zuschnitte für die Herstellung von
Standardmotoren. Für die Abweichung von einer solchen Grundanordnung ist viel Raum.
Es ist beispielsweise möglich, auch eine etwas unregelmäßige
Zuschnittform zu verwenden oder eine regelmäßige Form, die nicht vollständig ohne Blechabfall gestanzt
werden kann. Beispielsweise hat ein regelmäßiger neuneckiger Zuschnitt bestimmte technische Vorzüge; erfkann
jedoch nicht ohne Abfall aus einem größeren Stück Blech gestanzt werden. Umgekehrt kann ein rechteckiger Zuschnitt
stets ohne Abfall gestanzt werden, und eine solche Form kann in manchen Fällen vorteilhaft sein.
Die Auslassung von Wickelsträngen und die Herstellung
einer bis zu einem gewissen Grade "diskontinuierlichen"
P Wicklung ist ein wesentliches Merkmal dieser Anordnungen. Es ist die Kombination einer "diskontinuierlichen" Wicklung
mit einem Blechzuschnitt von ungewöhnlicher geometrischer Form, die die Neuheit dieser Anordnungen bildet.
Es ist nicht möglich, sechseckige Bleche für alle Polzahlen zu verwenden, und es ist beispielsweise nicht möglich,
sechs im gleichen Abstand zueinander liegende "Kästchen" von Wickelsträngen von einer 6-poJigen Dreiphasenwicklung
zu entfernen, weil jede sechste Nut Leiter derselben Phase aufnimmt. Diese diskontinuierliche
6-Pol-Wicklung kann deshalb nicht an die Sechseckform
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angepaßt werden. Andererseits kann eine 6-polige Wicklung
in 36 Nuten gemäß der Darstellung in Fig. 8 vier "Kästchen"
von je drei Wickelsträngen, die von der Wicklung weggelassen werden, zur Anwendung in einem quadratischen Blechzuschnitt
aufweisen. Ein sich über 90° erstreckender Sektor eines
solchen Zuschnitts ist in Fig. 9 dargestellt.
In Fig. 8 sind oben die Nuten durchnumeriert und darunter
die obere und die untere Schicht angegeben. Die Wickelstränge
in den rechteckigen Kästchen, d.h. ein Drittel aller Wickelstränge werden weggelassen. Sämtliche Spulen haben Durch»
messer-Wickelschritt.
Aus Fig. 9 ist ersichtlich, daß der Blechzuschnitt quadro
ratisch ausgebildet ist mit drei Nuten voller Tiefe im
Bereich jeder Ecke (12 Nuten vollar Tiefe insgesamt) und
mit sechs halbtiefen Nuten dazwischen (24 halbtiefe Nuten insgesamt), bei einem Abstandswinkel von 10° von Nut zu
Nut. Der Wickelschritt beträgt 6 Nuten, d.h. von Nut 1
nach Nut 7 usw.
Unter dem Gesichtspunkt der Herstellung ist quadratischer
Blechzuschnitt besonders empfehlenswert, und eijkann ohne
jeglichen Materialabfall hergestellt werden. Ein quadratischer Zuschnitt hat grundsätzlich vier Stellen von
Feldkonzentration und erfordert somit die Auslassung von vier "Kästchen" von Wickelsträngen. Fig. 8 zeigt
das Wickelschema einer 6-poligen Dreiphasen-Wicklung
in 36 Nuten, wie sie zur Anwendung bei quadratischen Blechen geeignet 1st. Vier Gruppen von je drei Wickel- ■
strängen sind ausgelassen, so daß insgesamt ein Drittel
der Wicklung wie oben entfällt· In ähnlicher Weise wie
„ 3249Λ.3.1970
20Ϊ2468
— Io —
bei Fig. 8 sind bei der Anwendung von Durchmesserspulen
insgesamt 12 volle Nuten und 24 halbvolle Nuten vorhanden. Es 1st ziemlich sicher, daß in diesem Falle Durchmesserspulen
gewählt werden. Die Nutung für ein Viertel des StänderZuschnitts ist in Fig. 9 gezeigt. Diese Fig. sollte
mit Fig. 5 verglichen werden, die die Nutung für einen sechseckigen Zuschnitt zeigt.
Die einfache Darstellung eines Nutensterns für diese diskontinuierliche
Wicklung zeigt, daß der Lagen-(Streu-) faktor für die 24 Spulen,die er umfaßt, 0,966 beträgt,
was wirklich genügend hoch ist.
Theoretisch lassen sich Wicklungen, die bei sechseckigen Zuschnitten anwendbar sind, auch bei Zuschnitten in der
Form gleichseitiger Dreiecke anwenden. Dreieckige Bleche werden wahrscheinlich aus konstruktiven Gründen kaum
zur Anwendung gelagen, da ein sie aufnehmendes Gehäuse unpassend und im Material kostspielig sein dürfte.
Nichtsdestoweniger soll bemerkt werden, daß eine 4-polige Dreiphasen-Wicklung in 36 Nuten in einem dreieckigen Stän-
' derblechpaket angeordnet werden kann, was lediglich die Weglassung von drei "Kästchen" mit je vier Spulen an den
drei Ecken der Feldlinienkonzentration erfordert.
In Fig. 10 ist das Wickelschema einer solchen Wicklung
dargestellt)und daraus geht hervor, daß die Verwendung
von Spulen mit 8/9 eines vollen WickelSchrittes wiederum
12 volle Nuten (drei Gruppen a vier Nuten) und 24 halbvolle Nuten (drei Gruppen a acht Nuten) ergibt. Eine
solche Wicklung paßt vollständig in ein dreieckiges Blechpaket, ΰ,ηύ wann es auch unwahrscheinlich ist, daß
ein solch*3 pr&xtische Verwendung findet, so gibt dies
doch ein Beispiel für die Allgemeingültigkeit der
Anwendbarkeit der Erfindung· ■ . .
009843/11QO
N 3249/6,:,. 1.?70
Bemerkung verdient ferner, daß die "Weglassungskästchenfl ,
welche die vier Wickelstränge in der Wicklung naeh Fig.
umschließen, - alle im gleichen Ausmaß - erweitert oder
verkürzt werden können, ohne die Ausgeglichenheit der Wicklung dadurch zu beeinflussen. Nach Wunsch kann, jeder
Anteil der Wicklung ausgelassen werden«
Kleine Motoren besitzen selten weniger als sechs Pole,
und sie haben üblicherweise nicht mehr als 36 Nuten. Es veranschaulicht jedoch die Allgemeingültigkeit der Erfindung,
auch 8-polige Wicklungen sowohl in 36 Nuten wie in 48 Nuten zu betrachten.
Eine 8-polige Wicklung in 36 Nuten ist notwendigerweise
eine Bruchlochwicklung und wird normalerweise in der Folge 1-2-1-2-1-2-1-2 pro Phase gruppiert. Das Wickel-'
schema einer solchen Wicklung ist in Fig. ,11 dargestellt.
Die sechs "Kästchen" geben die sechs Spulenstrangpaare
an, die weggelassen werden können» um eine für einen
sechseckigen Blechzuschnitt geeignete Wicklung zu bilden.
Wenn die Spulenweite vier Nuten, d.h. 8/9 eines vollen
Wickelschritts beträgt, werden zwei Nuten voller Tiefe
und vier halbtiefe Nuten in jedem ,60°-Sektor der Wicklung
erforderlich sein. Der gleiche Blechzuschnitt wie nach
Fig. 5, wo er für. eine 4-Pol-Wicfclung verwendet ist,
kann somit auch für eine 8-Pol-Wicklung verwendet werden.
Es ist möglich, die sechs »Kästchen" von je zwei Wickelsträngen auf zweierlei Weise herauszutrennen, je nachdem
ob jedes "Kästchen" einen Wickelstrang von j "zwel~Phaseh.
oder zwei Wiekelstränge,von nur, einer Phase beinhaltet.
Im letzteren Fall werden alle "Kästchen" in Fig. 11 um
eine Nut nach rechts versetzt. Die, Auswahl zwischen diesen
beiden Möglichkeiten wird nach Auswertung -einär Analyse
der Feldwellenform dieser,, beiden wicklungen, g©treffen·
M 3249/6.3.1970 009848/1 1
Es verdient Beachtung, daß das Prinzip der We/glassung
von Spulen ebenso - wie hier gezeigt - auf einige Bruchlochwicklungen
wie auch auf Ganzlochwindungen angewandt werden kann. Die früher in dieser Beschreibung betrachteten
Wicklungen sind Ganzlochwindungen gewesen.
Es ist nicht möglich, den Anteil der auszulassenden Spulen
unabhängig von der Anzahl der Nuten zu bestimmen. Die Anzahl der Spulen, die bei einer für sechseckige Bleche ge-"
eigneten Wicklung weggelassen werden können, muß ein Vielfaches der Zahl„6 sein. Es 1st deshalb möglich, ein
Sechstel oder ein Drittel der gesamten Anzahl von Spulen in der Wicklung für sechseckige \ Bleche mit 36 Nuten weg1"
zulassen, jedoch nur ein Achtel oder ein Viertel der Spulen, wenn die Nutanzahl 48 beiprägt. Der Entwurf für
eine 8-polige Wicklung in 48 Nuten mit Auslassung von
einem Viertel der Spulen ist in Fig. 12 daxgestellt.
Die in dieser Beschreibung aufgeführten Grundsätze sind mit den nötigen Änderungen auf Motoren jeder Polzahl
anwendbar; das breiteste industrielle Anwendungsgebiet dürfte jedoch in kleineren Motoren mit 4, 6 oder 8 Polen
bestehen. Beispiele für all diese Polzahlen sind einfach als besondere Ausgestaltungsformen der Erfindung gegeben. Es
gibt eine fast unbegrenzte Anzahl von möglichen Ausgestaltungsformen
innerhalb des vorbeschriebenen Grundgedankens der Erfindung für jede Polzahl und für jede
Maschinengröße. Nach Erhalt einer für ein sechseckiges Blechpaket geeigneten Wicklung kann es - in einigen
Fällen ~ möglich sein, diese durch Abänderung aus dem einen oder anderen der ri&chfolgmden Gründe ,weiter zu
verbessern, nämlicht
N 3249/6.3.1^70 ,
009848/110 0
(a) vta die Spulen noch genauer an die Sechseckfprm
des Blechpakets anzupassen und
Cb) die Spulen so zu gestalten, daß sie sich zur
Herstellung auf automatischen Wickelmaschinen eignen· t
Die im Einzelfall erforderlichen Änderungen müssen hauptsächlich aus der Situation heraus getroffen werden, und
es ist nicht möglich, hierzu allgemein gültige Grund-, regeln zu geben. Der hierfür zu beschreitende Weg
wird jedoch durch den nachfolgend behandelten besonderen Fall veranschaulicht werden.
Alle bisher in dieser Beschreibung behandelten Wicklung«
sind von herkömmlichen Zweischicht-Wicklungen mit Spulengleicher
Weite einfach dadurch abgeleitet-worden,
einige Spulen.,weggelassen wurden-<>
Als Folge ■ hiervon entfällt bei einigen der Nuten nur
normalerweise ,auf dem Boden der N^t li<ssg©n triärdte Hs tf
dann möglich, .durch Verlagerung der entsprechende»
sei te.-.in die obere "Hälfte-der Nut ,die Nuttiefe
ren. Die Endwicklungen der betroffenen Spulen wurden
hierbei körperlich leicht verzerrt. Dies war jedoch'** bei der Gestaltung von Wicklungen for vieleckfütemige Blechzuschnitte
der einzige Weg, mit welchem die Form der
Spulen bisher abgeändert wurde» ,.
Es ist nun die Möglichkeit aufgefunden worden9 die tar»
sprüngliche Form einiger Wicklungen neu zu
daß, während genau dasselbe magnetische Feld wird., die Form der Spulen .konzentrisch' ansflllfeo Diese
Spulenform ist für gewöhnlich einfacher
und. ermöglicht eine maschinelle
*' 32M/C.3.19» O0S848/
für diese Anordnung sind in den Fig. 13 und 14 dargestellt.
In Fig. 7 sind zwei befriedigende Dreiphasen-Wicklungen für
einen 4-poligen Motor mit 36 Nuten in einem sechseckigen Ständerblechpaket veranschaulicht. Die zweite dieser Wicklungen
besteht aus sechs Gruppen von je vier Spulen, dessen Wickelschema vorgegeben ist. Dieses Schema wiederholt sich
bei (a) am Kopf der Fig. 13 und ist bei (b) der Einfachheit halber auf eine Wicklung für 18 Nuten mit sechs Gruppen
von je zwei Spulen abgeändert, wobei die Spulengruppierung die gleiche ist wie bei (a). Für drei der achtzehn Nuten
sind dann zwei Spulenseiten in derselben Nut, wie bei (c) dargestellt, miteinander vertauscht. Bei Betrachtung
des Ergebnisses bei (c) wird klar, daß alle Spulenseiten so miteinander verbunden werden können, daß eine konzentrische
Wicklung für 18 Nuten entsteht, wie in Fig. bei (d) gezeigt ist. Schließlich kann das Resultat in
eine Form für 36 Nuten durch Verdoppelung aller Spulen nach Fig. 13 (d) umgewandelt werden, in dem das Verfahren
umgekehrt wird, wobei alle jene bei (a) in Fig. im Wechsel zu (b) ursprünglich in der Zahl geteilt werden.
P Es ist mit einem Mal ersichtlich, daß die Wicklung nach Fig. 13 sechs äußere Spulen von sechs konzentrischen
Spulenpaaren besitzt, die vollständig in die 12 weniger tiefen Nuten eingebettet sind, die jeweils eine Spulenseite
aufnehmen, während die sechs inneren Spulen der sechs konzentrischen Spulenpaare in den sechs tieferen
Nuten eingebettet sind, die jeweils zwei Spulenseiten aufnehmen.
Es ist deshalb möglich, die Anzahl der tieferen Nuten dadurch zu verringern und die Anzahl der weniger tiefen
N 3249/6.3.1970 0098*8/1100
SOIlISI
Nuten dadurch zu vergrööietn , daß die Anzahl der
pro Spule in den sechs äußeren Spülen erhöht wird und
die Anzahl der Windungen pro Spüle in den sechs inneren
Spulen vermindert wird. Es besteht vollständige Freiheit
in der Wahl hierzuf für den gesamten zur Verfügung
stehenden Wickelraum darf die Zunahme in der Größe der kleineren Nuten jedoch nur die Hälfte der Abnahme in
der Größe der größeren Nuten betragen*
Wenn das Verhältnis der Nüttiefe bei der ursprünglichen a
"diskontinuierlichen" Wicklung,- wie sie in Fig. 7und
Fig. 13 bei (a) gezeigt ist, mit 0,5 - 1 annimmt, ist
es möglich, dieses Verhältnis beispielsweise in 0,625 zu0,75
oder in 0,6 zu 0,8 abzuwandeln» Es besteht daher vollständige Freiheit in der Auswahl der Spulen Und der Nutgroßen
in Minblick auf eine, optimale Anordnung». , ■"-.-.
■ ■ ■(■■'"■
Bei Anwendung der Grundwicklung in 18 Nuten (Flg. 13) als
Ausgangsbasis kann das gesamte Schaltbild für eine 4-polige
Dreiphasenwicklung in einem sechseckigen Ständer mit 36
Nuten gemäß Fig. 14 gezeichnet werden»
Jede Phase besteht aus zwei Gruppen von je vier Spulen, "
wobei jede Gruppe konzentrisch gewickelt ist. In dieser
Grundform haben alle Spulen die gleiche Windungszahl. Der einzige; Unterschied zwischen dieser Wicklung und
einer Einphasen-Standardwicklung mit 24 Spulen in 48 Nuten
besteht,5darin, daß:12 der 48 Spulenseiten paarweise In
einzelnen großen Nuten aufgenominen sind. Die tatsächiiche
Nutanzahl ist somit von 48 auf 36 ,vermindert. !
Eine 4-pplige Dreiphasen-Einschichtwicklung mit konzentrischen sSpAilen, in 48 Nuten kann auf automatischen ' . .- ·■'
'JSPf Λ-, r\^;
*' 324^S*3» tt^Ö . Öi9Ü4i/ I
Wickelmaschinen hergestellt werden» Es dürfte nahezu sicher
nein, daß die gleiche Wickelmaschine diesen neuen Wicklungstyp in 56 Nuten einwickeln kann. Eg kann höchstens als Benonderheit
erforderlich sein, die eine Phase auf dem Boden der zugehörigen Nuten einzubringen, bevor die zweite (oder
dritte) Phase gewickelt wird.
Wie oben erläutert, ist es möglich, die relative Nuttiefe der 12 kleineren Nuten und die 24- tieferen Nuten durch Variation
der relativen Windungszahl in den 4- konzentrischen
Spulen zu verändern. Jede Kombination von Nuttiefen läßt sich darstellen.
Die Mittel zur Abänderung der Windungszahlen pro Spule bei
einer automatischen Wickelmaschine sind sehr einfach, indem dies durch Drehen einer kleinen Rändelschraube vorgenommen
wird. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Rändelschraube in regelmäßigen Abständen automatisch zu drehen
und hiermit die letzte Form einer modifizierten Wicklung für einen sechseckigen Ständer zu wickeln. Mit der einen Ausnahme,
daß die Anzahl der Windungen in den beiden äußeren konzentrischen Spulen verschieden von der Anzahl in den zwei
inneren konzentrischen Spulen ist, ist die Wicklung grund-F legend eine normale konzentrische Einschichtwicklung.
Der Wechsel in der relativen Anzahl von Windungen wirkt sich in zweiter Linie auch auf die Feldwellenform aus, und es ist
deshalb vor Beginn der Fertigung erforderlich, dieses zu analysieren. Es besteht jedoch wenig Gefahr, daß Schwierigkeiten
bei einer Wicklung auftreten, die von der Standardform nur in geringem Ausmaß abweicht. Das Verhältnis der Nutgrößen
und der Windungszahlen wird am besten, aus konstruktiven
Erwägungen bestimmt, bei denen von dem Erfordernis ausgegangen wird,.die Endwindungen geschickt innerhalb der End-
R 5*9/6.3.1990 009848/1100
abstützung unterzubringen. -
Es ist gleichfalls möglich und deshalb gleichfalls vorteilhaft,
quadratische oder sechseckige Ständerzuschnitte für Einphasen-Motoren zu verwenden, obgleich die Auslegung und das
Herstellungsverfahren hierfür ziemlich verschieden von der Auslegung und dem Verfahren bei einer Dreiphasen-Wicklung sind.
Hierbei treten folgende besondere Gesichtspunkte auf:
a) Ein quadratischer Blechzuschnitt ist ideal für eine
^-Pol-Wicklung und ein sechseckiger Zuschnitt für t eine 6-Pol-Wicklung, was somit genau umgekehrt gegenüber
den Erfordernissen bei einem Dreiphasen-Motor .ist. Für letzteren sollte eine 4—Pol-Wicklung in·
sechseckige Zuschnitte eingesetzt werden, wie oben in Verbindung mit J1Ig. 4- und Fig. 7 erläutert wurde,
und eine 6-polige Wicklung sollte in quadratische Zuschnitte eingebracht werden, wie oben in Verbindung
mit Fig. 8 und 9 erläutert wurde.
Durch einen einfachen Blick auf. Fig. 15 und 16 wird
klar, daß die ideale Form eines Vielecks für einen Einphasen-Motor eine solche ist, die letztlich für
jeden Pol eine Ecke aufweist.
b) Die meisten sogenannten Einphasen-Motoren - nämlich
in dem Sinne, daß sie von einer einphasigen Stromquelle
betrieben \ferden - sind im Grundprinzip Zweiphasen-Motoren,
von denen die eine Phase nur beim Anlassen verwendet wird.;Die beiden Phasen sollten um
90 verschoben angeordnet sein und genau oder wenigstens
angenähert die gleiche Windungszahl besitzen.
κ 3249/6.3.1970
Die zum Anlassen dienende Hilfswicklung kann jedoch mit dünnerem Drahtdurchmesser gewickelt werden, da sie
nur für eine sehr kurze Zeit eingeschaltet ist, und der
für die Hilfswicklung erforderliche Nutenraum kann somit viel kleiner sein als derjenige für die Hauptwicklung.
c) Die Verwendung abgestufter Einschichtwicklungen mit konzentrischer Form - mit' ungleicher Windungszahl in
den einzelnen Spulen - ist bei den bekannten Einphasen-Motoren wohl bekannt. Im Grundprinzip sollte dife Ab- .·
stufung einem Sinusverlauf folgen. Es ist deshalb wahrscheinlicher,
daß die Vorschläge für neue Formen konzentrischer Spulen für vieleckige Blechpakete in der
Industrie unmittelbar verwendbar sind.
In Fig. 15 ist ein quadratischer Blechzuschnitt für eine 4-polige
Einphasen-Wicklung mit 6 Nuten pro Pol abgebildet. Die Zahl
24 ist ein sehr üblicher Wert für die Gesamtnutenzahl; sie
dient hier jedoch nur als Beispiel, und andere Nutenzahlen können ebenso benutzt werden.
^ In Fig. 16 ist ein sechseckiger Blechzuschnitt für eine 6-"
polige Einphasen-Wicklung mit der gleichen Anzahl von 6 Nuten
pro Pol abgebildet, so daß die Gesamtnutenzahl 36 beträgt.
Dies ist eine andere bevorzugte Nutenzahl, die jedoch ebenfalls wiederum nur als Beispiel dient.
Wie ersichtlich, ist bei beiden Blechzuschnitten die Nuttiefe derart abgestuft, daß die radiale Eisenbreite am Ständerrücken
nahezu gleich bleibt. Die größten Nuten - ein Drittel der gesamten Nutung - liegen bei jedem der beiden Zuschnitte
im Bereich der Blechecken und nehmen lediglich die Spulen der
N 3249/6.3.1970 00 984 8/1100
-.25 -
Hauptphasen-Wicklung M auf. Die kleinsten Nuten - ebenfalls
ein Drittel der Gesamtnutung - in jedem Zuschnitt liegen in der Mitte der abgeflachten Blechseiten und nehmen nur die
Spulen der Hilfsphasen-Wicklung A auf. Das verbleibende Drittel '
an Nuten liegt in der Mitte, und zwar sowohl hinsichtlich der
Größe wie der Lage und nimmt sowohl Spulen der Haupt- wie. auch
der Hilfswicklung M bzw. A auf.
Aus der Betrachtung der Zeichnung wird klar, daß diese Anordnung eine nahezu sinusförmige Verteilung der Spulen für
beide Phasen-Wicklungen liefert und die magnetischen Achsen der beiden Phasen aufeinander senkrecht stehen.
Es ist bekannt, daß ein sterngeschalteter Dreiphasen-Motor
auch als von einer Einphasen-Stromquelle getriebener Einphasen-Motor
getrieben werden kann, wenn zwei Phasen in Serie als Hauptwicklung mit 120° Erstreckung und die dritte
Phase - mit Stromzuführung über eine Kapazität - als Anlaß-Wicklung
geschaltet werden. Die dritte Phase ist gewöhnlich mit einer größeren Windungszahl aus dünnerem Draht
hergestellt, wenn beabsichtigt ist, einen Dreiphasen-Motor
auf diese Weise zu betreiben.
V Wenn dieser Typ eines Einphasen-Motors verwendet wird, eignen
sich sechseckige Blechzuschnitte für Motoren mit einer nicht durch 3 teilbaren Polzahl und quadratische Zuschnitte für
Motoren mit einer durch 3 teilbaren Polzahl wie für Dreiphasen-Motoren
und nicht in umgekehrtem Sinne wie für die besonderen vorerwähnten Einphasen-Motoren.
Ein Wickelschema für einen 4-poligen Einphasen-Motor·mit
quadratischen Blechzuschnitten (wie in Fig. 15) ist in Fig.
17 angegeben. Die Wicklung ist konzentrisch ausgebildet. Die
N 3249/6.3.1970 009848/1100
Einzelheiten für die Auslegung der Wicklung können von denjenigen,
die mit dem Entwurf elektrischer Maschinen vertraut sind, leicht ermittelt werden. Ein ähnliches Schema, das aus
sechs - statt vier - Gruppen konzentrischer Spulen sowohl für die Haupt- wie für die Hilfswicklung besteht, kann leicht für
Motoren mit Blechzuschnitten nach Fig. 16 aufgezeichnet werden.
Die vorstehenden Ausführungen beziehen sich lediglich auf Motoren mit einem Drehzahlbereich sowohl für Dreiphasen-Be-'
trieb wie für Einphasen-Betrieb. Es besteht jedoch auch eine
Möglichkeit, die sechseckigen (oder quadratischen) Blechformen bei einer polumschaltbaren Dreiphasen-Wicklung anzu-r
wenden, die nach dem'Prinzip der Pol-Amplituden-Modulation
(P.A.M.) arbeitet.
Ein Merkmal der früheren P.A.M.-Wicklungen bestand darin, daß
einige Spulen bei der einen der beiden Drehzahlen ausgelassen vrarden, wobei eine Anordnung beispielsweise nach den Fig. 11a
und 11b der britischen Patentschrift 900 600 verwendet wurde. Diese Anordnung ist nun veraltet, es ist jedoch möglich, daß
der Wunsch nach ihrer Verwendung bei Wicklungen mit ungleichen fc Nuten erneut aufkommt. Beispielsweise konnte eine von 4 auf 6
Pole umschaltbare P.A.M.-Wicklung in 36 Nuten mit Blechzuschnitten
nach Fig. 5 der beigefügten Zeichnung aus einer Wicklung
bestehen, die in ihrer Gesamtheit für 4-poligen Betrieb
benutzt wird, bei der aber die Hälfte der Wicklung (nur) der tieferen Nuten von der Stromzufuhr ausgeschlossen wird, wenn
sie 6-polig betrieben wird.
Es besteht eine Vielzahl solcher Möglichkeiten. In dieser Anmeldung ist es nur erforderlich zu erwähnen, daß vieleckige
Blechzuschnitte und P.A.M.-Wicklungen für Dreiphasen- oder
Einphasen-Maschinen in einigen Fällen vorteilhaft miteinan-
N 3249/6.3.1970 0098A8/1100
der kombiniert werden können. Der Fachmann auf diesem Gebiet
wird leicht in der Lage sein, für jeden "besonderen Fall
einen Entwurf zu machen. '·
Die Grundsätze dieser Erfindung wurden bisher auf Wicklungen
mit rautenförmigen Spulen gleicher Breite angewandt, die ursprünglich
Zweischichtwicklungen waren und bei denen die beiden Spulenseiten in der Endwicklung - mindestens - in einige
der Nuten eingebettet waren. Ebenso gut ist es möglich, das gleiche Konzept auf konzentrische Einschichtwicklungen anzuwenden,
und eine geeignete Auswahl der Spulengruppierung kann zu einer sehr einfachen und trotzdem befriedigenden Wicklung
führen. Die ursprüngliche Spulengruppierung der Basiswicklung in 36 Nuten nach Fig. 18 war 1-2-2-1-1-2-2-1 Je
Phase, und durch Spulenauslassung ergibt sich eine 8-polige
Dreiphasen-Wicklung für 24 Nuten in einem sechseckigen Blechpaket,
in welchem die 24- Nuten in 6 Gruppen zu je 4 Nuten mit
einem Umfangsabstand von 10° an den sechs Ecken des Sechsecks
plaziert sind. Der Blechzuschnitt ist ähnlich dem in Fig. 5
mit der Ausnahme, daß zwei Nuten an den Seitenmitten des Sechsecks weggelassen sind.
Eine noch bessere Gleichförmigkeit mit sechseckigen Blechzuschnitten
läßt sich dadxirch erzielen, daß die 6 äußeren Spulen der 6 Gruppen mit mehr Windungen und in größere Nuten
gewickelt werden als die 6 inneren Spulen*
Auch hier ist es wiederum möglich, eine dritte konzentrische
Spule für die gleiche Phase in die Mitte eines Jeden vorhandenen
Spulenpaars einzufügen und die abgestufte Nutung zu Verwenden, wie sie bereits in Fig. 5 gezeigt ist, obgleich
dies eine 12O°-Streuung und einen kleinen Wicklungs- ·
faktor ergibt.
N 3349/6.5.1970 009848/1100 ;
Endlich würde es auch möglich sein, die leeren Nuten bei der Anordnung nach Fig.18 mit einzelnen konzentrischen Spulen
zu füllen, um eine normale 8-polige Dreiphasen-Einschichtwicklung herzustellen, jedoch mit zwei von drei Spulen mit
gegenüber dem Rest halber Größe. Eine solche Wicklung würde dann genau in den Zuschnitt nach Fig. 5 passen. Die zusätzlichen
6 Spulen für diesen letzten Vorschlag werden in dam
Wickelschema zur Veranschaulichung ihrer generellen Anordnung überlagert, wenngleich sie auch im Schaltbild nicht verbunden
sind.
N 3249/6.3.1970 Patentansprüche/
009848/1100
Claims (5)
- Patentan Spruche,/Ein- oder Mehrphasen-Induktionsmotor mit einemStänderblechpaket, dessen gestanzte Bleche am Außenumfang Abflachungen aufweisen, dadurch g e -ke η η zeichnet , daß der Außenrand der Ständerbleche die Form eines Vielecks besitzt und die am kreisförmigen Innenrand der Ständerbleche gelegenen Nuten, in den Scheitelbereichen des den Außenrand bildenden Vielecks eine größere Tiefe als im Bereich der Vieleckseiten aufweisen, wobei die Stange der von am Umfang: verteilten Spulen gebildeten Standerwicklung entsprechend stärker auf die in den Scheitelbereichen gelegenen tieferen Nuten und entsprechend weniger auf die im Bereich der Vieleckseiten gelegenen weniger tiefen Nuten verteilt sind.
- 2. Induktionsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Lage der Ständernuten von im gleichen Winkelabstand über den Ständerumfang verteilten gedachten Radien bestimmt ist, auf denen im Scheitelbereich des den Außenrand bildenden Sechsecks die Nuten größerer Tiefe, im Bereich der Seitenmitten des Sechsecks überhaupt keine Nuten und in den dazwischenliegenden Bereichen die Nuten geringerer Tiefe liegen, wobei die Ständerwicklung entsprechend der Nutanordnung und -tiefe auf den Ständerumfang ver^ teilt ist.
- 3. Induktionsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß vom Zentrum der Bleche zu den Scheitelpunkten des den Außenrand der Bleche begrenzenden Vielecks verlaufende gedachte Radien den00 98Λ 8 / 1 10 0 N 3249/6.3.197(1Winkel zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Ständernuten halbieren.
- 4. Induktionsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Außenrand der Ständerbleche die Form eines regelmäßigen Sechseckes besitzt und sich die Nuten unterschiedlicher Tiefe alle auf gedachten Radien befinden, die unter gleichem Winkelabstand von einem durch das Sechsfache einer ganzen Zahl gebildeten Teil des Vollkreises auf den Blechumfang ver-^ teilen, wobei did zu den Scheitelpunkten des Sechseckes verlaufenden Radien den Winkel zwischen zwei benachbarten Nutradien mittig teilen.
- 5. Induktionsmotor nach Anspruch 1 mit in Rechteckforro gestanzten Ständernuten unterschiedlicher Tiefe, dadurch gekennzeichnet, daß alle Nuten auf im gleichen Winkelabstand am Ständerumfang verteilten gedachten Radien liegen und weitere, auf den Rechteckseiten lotrecht stehende Radien den Winkel zwischen den Radien zweier aufeinanderfolgender Nullen geringerer Tiefe mittig teilen.^ 6. Induktionsmotor nach Anspruch 1 mit einer in eine dem 3-fachen einer ganzen Zahl entsprechenden Anzahl von am Ständerumfang unter gleichem Winkelabstand verteilten Nuten eingebetteten Oreiphasen-Ständerwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der in den Scheltelbereichen des den Außenrand des Ständers bildenden vielecks gelegenen tieferen Nuten zwischen 1 und 3 liegt und die tieferen Nuten die doppelte Anzahl von Wicklungssträngen aufnehmen als die weniger tiefen Nuten«N 3249/6.3.1970009848/1100L e e r seife
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