DE2048063C2

DE2048063C2 - Ständerwicklung für in axialer Richtung hintereinander angeordnete Motoren

Info

Publication number: DE2048063C2
Application number: DE2048063A
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr.Rer.Techn. 6710 Frankenthal Picmaus
Original assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Priority date: 1970-09-30
Filing date: 1970-09-30
Publication date: 1974-03-14
Also published as: IT939019B; AT309594B; US3728567A; DE2048063B1; GB1354713A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ständerwicklung für in axialer Richtung hintereinander angeordnete, mechanisch gekuppelte Motoren mit beschränkten Durchmesserverhältnissen, insbesondere für in Tandem-Anordnung ausgeführte Unterwassermotoren.

Der Außendurchmesser von Unterwassermotoren ist im allgemeinen durch den Durchmesser des Brunnenrohres begrenzt. Besonders bei großen Einbautiefen kann es vorkommen, daß der Leistungsbedarf der anzutreibenden Pumpe durch -inen einzigen Motor nicht mehr gedeckt werden kann, da die Paketlänge des Motors nicht beliebig zu steigern ist. Es ist bereits bekannt, zwei oder mehrere Motoren in axialer Richtung hintereinander anzuordnen, deren Wellen mechanisch gekuppelt sind und die gemeinsam die Pumpe antreiben (deutsche Patentschrift 1 049 969). Bei bekannten Ausführungen wird jede Motorwicklung getrennt vom Netz gespeist. Bei Unterwassermotoren muß man bei Anwendung dieser Methode jedoch das Zuleitungskabel außen an dem oberen Motor oder den oberen Motoren vorbeiführen, oder man muß es zwischen dem Statorpaket und dem Gehäuserohr hindurchführen. Beides ist jedoch bei beengten Durchmesserverhältnissen unmöglich oder nur mit großen Schwierigkeiten ausführbar.

Es v/äre zwar möglich, nur die Anfänge der Wicklung des ersten Motors an das Zuleitungskabcl anzuschließen und die Enden dieser Wicklung mit den Wicklungsanfängen des nächsten Motors zu verbinden. Dabei entsteht jedoch der erhebliche Nachteil, daß pro Phase eine Nut einen Leiter weniger enthält als die übrigen Nuten. Besonders bei Maschinen mit wenigen Leitern pro Nut ergibt sich dabei eine um den Wert einer halben Windung verringerte Spannungserzeugung in der Wicklung und eine unerwünschte Unsymmetrie der Amperewindungs-Verteilimg. Außerdem ist hei Drehstrommotoren nur eine Sternschaltung der gesamten Wicklungsanordnung ausführbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ehv Ständerwicklung für in axialer Richtung hintereinander angeordnete, mechanisch gekuppelte Moloren mit beschränkten Durchmesserverhältnissen zu schaffen, die eine gleichmäßige Besetzung der Nuten mi: aktiven Leitern und dadurch eine gleichmäßige Amperewindungs-Verteilung über den gesamten Um fang der Ständcrbohrrng ergibt. Zudem soll die b'änderwicklung bei Drehstrommotoren nicht nur in Sternschaltung, sondern auch in Dreieckschaltung ausführbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß von den mit einer Wicklungsphase belegten Nuten eines Motors mindestens eine Nut einen Leiter weniger aufweist als die übrigen Nuten und daß in diese Nut ein den Leitern der Wicklung gleichartiger, eine Schaltverbindung zwischen den Wicklungen der hintereinander angeordneten Motoren herstellender Verbindungsleiter eingebracht ist, der vom gleichen Phasenstrom durchflossen wird.

Durch diese Ausbildung der Ständerwicklung vermeidet man nicht nur das Vorbeiführen des Zuleitungskabels an der stoßgefährdeten Außenseite mindestens eines Motors -- was zudem noch einen störenden Raumbedarf verursachen würde — oder das schwierige Hindurchführen des Kabels zwischen dem Statorpaket und dem Gehäuserohr, sondern man erreicht die gewünschte gleichmäßige und symmetrische Amperewindungs-Verteilung über den gesamten Umfang der Ständerbohrung aller Motoren unter Ausnutzung der größtmöglichen Spannungserzeugung; denn alle Nuten sind gleichmäßig mit aktiven Leitern besetzt.

Weiterhin wird durch die Erfindung erreicht, daß bei Drehstrommotoren das Ende der Phase U-X <■ ermitteis des Verbindungsleiters im ersten Motor auf der Schaltungsseite des ersten Motors liegt. Das gleiche gilt für die Phasen V- Kund W-Z. Dadurch ist nicht nur eine Sternschaltung der gesamten Wicklungsanordnung ausführbar, sondern es läßt sich die erstrebte und sehr vorteilhafte Stern-Dreieck-Schaltung für den Anfahrvorgang verwirklichen, da sowohl die drei Anfänge als auch die drei Enden der Gesamtwicklung auf der Schaltungsseite des ersten Motors zur Verfügung stehen.

Bei mehr als zwei hintereinander angeordneten Motoren ergeben sich die gleichen Vorteile durch entsprechende Anordnung derartiger Verbindungsleiter.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß mittels der Verbindungsleiter alle zu einer Phase gehörenden Wicklungsgruppen der einzelnen Motoren in Reihe geschaltet sind.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind mittels der Verbindungsleitcr einander entsprechende Wicklungsgruppen der einzelnen Motoren in Keine geschaltet und die sich daraus ergebenden einzelnen Wicklungszweige jeder Phase auf der Schaltungsseite eines Motors parallel geschaltet. Denn aus wicklungstechnischen Gründen ist es besonders bei Unterwassermotoren größerer Leistung unter Umständen notwendig, eine Aufteilung in mehrere parallele Zweige vorzunehmen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Ls zeigt

[-' i g. I eine suiiemaiische Darstellung einer zweipoligen Ständerwickhmg für zwei Motoren, deren VVicklungsgruppen je Phase in Reihe geschähet sind, und

I i g. 2 ebenfalls eine zweipolige Sianderwicklung für zwei Motoren, bei der einander entsprechende Wicklutigsgriippen der einzelnen Motoren in Reihe geschaltet und die sich daraus ergebenden W>eklungszweige parallel geschaltet sind.

In der F i g. 1 ist eine Ständersvickiung auf dem abgerollten Umfang der Statorbohrmigen der Motoren einer Tandem-Anordnung dargestellt. Die Statornutenzahl beträgt N₁ = 24 und die Polzahl 2p --- 2. Es sind die Spulen der Phase U₁-X eingezeichnet, wobei es sich um eine gesehnte Zweischichtwicklung mit Spulen ungleicher Weite handelt. Die Phase U_x- X₁ Je> ersten Motors beginnt mit U₁ in der Nut 1 und aiirde normalerweise in der Nut 13 enden, wobei die beiden Gruppen a_x und b_x in Reihe geschaltet sind. \. m das Ende Λ', jedoch am unterer- Wickelkopf des ersten Motors zur Verfugung zu haben, wird es bereits aus der Nut 2 kommend herausgezogen, so daß in der Nut 13 ein Leiter fehlt.

Die Phase CZ₂-- X₂ des zweiten Motors beginnt mit L',< in der Nut 1 und endet mit A', aus der Nut 13 korr>-

, wobei auch hier die Gruppen C₁ und /;., in Reihe

geschaltet sind. Es wird nun das Ende ,V₁ mit dem Anfang U₁ verbunden. Um das Ende A₂ des zweiten Motors durch den ersten Motor hindurch auf dessen, oberen Wickelkopf, der die Schaltungsseite darstellt, zu bringen, wird in die Nut 13 des ersten Motors an die Stelle des fehlenden Leiters der Wicklung ein gleichartiger Verbindungsleiter 30 eingelegt oder eingezogen, der die Enden A" am unteren und Λ' am oberen Wickelkopf hat. Jetzt verbindet man das Ende A'., mit A", und es steht nun das Ende .V der Phase U_x - X auf der Sehaluingsseite des ersten Motors zur Verfügung. Der Verbindungsleiter .1Ii wird vom Phasenstrom durchflossen wie jeder andere Leiter der Wieklungsphane. Dadurch ir,i das Strom volumen der Nm 13 des ersten Motors gleich gi.i wie bei einer normalen Wicklungsanordnung. AuLk-: dem beteiligt sich der Leiter 30 auch an der Spannung.-

erzeugung.

Die Anordnung der nicht dargestellten Phasen V₁ - ) und W_x-T. isl völlig identisch, jedoch um 120 elektrisch phasenverschoben.

Die F i g. 2 zeigt eine Abwandlung der Ständerwicklung beider Motoren einer sonst mit der F 1 y. 1 identischen Tandem-Anordnung zum Erzielen von zwei parallelen Wicklungszweigen. Hierbei sind im Gegensatz zu dem in der F i g. 1 dargestellten Beispie! die Gruppe α, (Anfang U₁,,, Ende-V₁₁₁) des ersten Motors und die Gruppe O₂ (Anfang (A₁₁, Ende A_2a) de> zweiten Motors in Reihe geschalte:, und der mit 3O₁; bezeichnete VerbindungsL'iier mit den Enden .V_n und A',/ is! durch die Nut 11 ujs ersten Motors geführt. Analog dazu ist die Gruppe />, ν Anfang U_xi„ Ende A',<_;) mit der Gruppe />₂ (Anfang U-,i„ Em¹·: X-,b) in Reihe geschaltet und der mit 3()/> bezeichnete Verbindungs-'eiter mit den Enden AV, und Xi,' durch die Nut 13 de--, ersten Motors geführt. Dadurch wird e^ nun möglich, im oberen Wickelkopf des erste, Motors die beiden Wicklungszweige «,.> und H₁ ., durch Verbinden von ί/,α mit U₁I₁ und von X₁₁ mi? Xh parallel zu schalten. Dabei ist auch hier der Vorteil der freien Wahl von Stern- oder Dreieckschaltung gegeben, weil wieder alle Anfangs- und Endpunkte der Wicklungsphasen im oberer. Wickelkopf des ersten Motors zur Verfügung

stellen.

Die beiden Verbindungsleiter 30« und 306 bewirken ebenfalls eine symmetrische Amperewindungs-Verteilung und sind an der Spannungserzeugung beteiligt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ständerwicklung für in axialer Richtung hintereinander angeordnete, mechanisch gekuppelte Motoren mit beschränkten Durchmesser-Verhältnissen, insbesondere für in Tandem-Anordnung ausgeführte Unterwas.sermoioren. d adurch gekennzeichnet, daß von den mit einer VVicklungsphase belegten Nuten eines Motors mindestens eine Nut einen Leiter weniger in aufweist als die übrigen Nuten und daß in diese Nut ein den Leitern der Wicklung gleichartiger, eine Schallverbindung zwischen den Wicklungen der hintereinander angeordneten Motoren herstellender Verbindungsleiter (30, 30«, 30/>) eingebracht ist, der vom gleichen Phasenstrom durchflossen wird.

2. Ständerwicklung nach Anspruch 1, dadurrh gekennzeichnet daß mittels der Verbindungsleiter (30) alle 2U einer Phase gehörenden Wick- lungsgnippen der einzelnen Motoren in Reihe geschaltet sind.

3. Ständerwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Verbindungsleiter (30α, 30ό) einander entsprechende Wick- a₃ lungsgnippen der einzelnen Motoren in Reihe geschaltet und die sich daraus ergebenden einzelnen Wicklungszweige jeder Phase auf der Schaltungsseite eines Motors parallel geschaltet sind.