DE2118440A1

DE2118440A1 - FormgewickeUe, dynamoelektrische Maschine

Info

Publication number: DE2118440A1
Application number: DE19712118440
Authority: DE
Inventors: Howard Donald Schenectady NY Snively (V St A )
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1970-04-20
Filing date: 1971-04-16
Publication date: 1971-11-04
Also published as: FR2089892A1; GB1302307A; ES390283A1; BR7102330D0; ES390284A1; JPS465313A; US3631278A; US3760493A

Description

Formgewickelte, dynamoelektrische Maschine

Bei der Herstellung dynamoelektrischer Maschinen werden zwei grundsätzlich unterschiedliche Wicklungstechniken angewandt. Bei der ersten Wicklungstechnik wird ein, gelegentlich auch mehr als ein relativ flexibler Leiter gewöhnlich mittels einer Maschine mehrmals in einer axialen Richtung in einer Kernnut hin- und in der anderen axialen Richtung in einer anderen Kernnut zurückgeführt, so daß sich eine Spulenwicklung mit einer bestimmten Zahl von Leiterwindungen ergibt. Die einzelne Spulenwicklung; wird dabei gewickelt und unmittel-

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bar in den dazugehörigen Magnetkern eingeformt. Zweitens können der oder die flexiblen Leiter auch zuerst auf einen Wickelkörper zur Herstellung einer gewünschten Spulenwicklung aufgewickelt und diese Wicklung kann danach in die Kernnuten eingeformt werden. Die vesentliche Eigenschaft der ersten Wicklungstechnik besteht darin, daß die einzelnen Leiter flexibel sind, ähnlich wie ein Bindedraht, und die so gebildete Spulenwicklung, auch wenn sie als kompaktes Leiterbündel ausgebildet ist, leicht verformbar ist, da die einzelnen Leiterstränge im wesentlichen unabhängig voneinander sind und somit Relativbewegungen zwischen den Leitern hauptsächlich nur durch die Oberflächenreibung zwischen den benachbarten Leitern gebremst werden. Als Leiter für derartige Spulenwicklungen werden runde Kupfer- oder Aluminiumdrähte mit einem dünnen Lackfilm oder einem Überzug aus Isoliermaterial, sogenannte Magnetdrähte, verwendet. Maschinen mit derartigen Spulenwicklungen werden häufig als "regellos" oder "breiig" gewickelte Maschinen bezeichnet. Bei den meisten Maschinenwicklungen wird diese erste Wicklungstechnik benutzt, da sie ein relativ einfaches und billiges Verfahren darstellt. Bei vielen anderen Maschinen, insbesondere solchen mit einer oberhalb des unteren, ganzzahligen PS-Bereiches liegender Leistung muß wegen der Anforderungen an die Osolation zur zweiten Wicklungstechnik übergegangen werden, von der auch die vorliegende Erfindung ausgeht. Bei der zweiten Wicklungstechnik werden die Spulenwicklungen vor dem Einsetzen in die Kernnuten vorgeformt und die so hergestellten Maschinen werden als "formgewikkelte" Maschinen bezeichnet. Die Leiter dieser Formwicklungen bestehen aus Kupfer- oder Aluminiumstäben oder -streifen, die als Leiterisolation gewöhnlich mehrere Lagen aus Gespinst, glimmerartigem Material und/oder einer harzhaltigen Masse besitzen. Eine aus solchen Leitern aufgebaute Spulenwicklung wird nach dem Wickeln mit einer Spulenwicklungsisolation umhüllt, die die Leiter zusammenhält und jede Relativbewegung zwischen ihnen stark einschränkt.

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Daher ist eine solche Formwicklung gegenüber einer regellosen Spulenwicklung, die keine Spulenwicklungsisolation besitzt, ein starres Gebilde. Darüber hinaus wird manchmal aufgrund der Anforderungen an die Spulenwicklungsisolation die Soulenwicklung in ihrer endgültigen, zum Einsetzen in die Kernnuten fertigen Form mit einem harzhaltigen Material imprägniert, das nach dem Aufbringen aushärtet. In diesen Fällen werden die Leiter zusammengekittet und bilden mit der äußeren Spulenwicklungsisolation ein einstückiges Gebilde, das sehr steif ist und dessen Isolation sehr leicht Schaden davonträgt, wenn es stärker verformt wird. Andererseits erfordert aber das Einsetzen der Formwicklungen in die Nuten gewöhnlich am Ende des Einsetzvorganges einen Schritt, der als "tibergangsausheben" (raising the jump) bekannt ist. Bei diesem Schritt wird jeweils eine Seite der vorher in die Nuten eingelegten Spulenwicklungen unter Durchbiegung derselben kurzzeitig aus der Nut, in der sie eingelegt war, herausgehoben, um die Seite einer später eingesetzten Spulenwicklung darunterlegen zu können. Die jeweils andere Seite der so angehobenen Spulenwicklung bleibt fest und im wesentlichen unbeweg-T*

lieh in iher entsprechenden Nut eingeklemmt. Dieser Aushebevorgang deformiert die Spulenwicklungen beträchtlich und ist im Hinblick auf die Qualität der Isolation aller Formwicklungen und insbesondere der Formwicklungen, die mit aushärtenden - gewöhnlich thermohärtenden - harzhaltigen Massen·, wie Gießharz, imprägniert sind, recht gefährlich.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine formgewickelte, dynamoelektrische Maschine, bei der die einzelnen Spulenwicklungen so in die Kernnuten eingesetzt werden, daß eine Gesamtwicklung ohne An- oder Hochheben der Seiten irgendeiner zuvor eingelegten Spulenwicklung erhalten wird. Im üblichen Fall, in dem zwei Spulenwicklungsseiten in jeder Nut liegen und die Spulenwicklungen gleiche Spannweite besitzen, unterscheidet sich die Maschine nach der Erfindung von den bisher bekannten durch einen Kern, der mindestens eine kontinuierliche Reihe von Nuten besitzt, die in radialer Richtung tief

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genug sind, um drei Spulenwicklungsseiten (erste, zweite und dritte Wicklungsseitenplätze) unter Preihaltung der obersten oder ersten Plätze dieser Nuten aufzunehmen. Die kleinste Anzahl der Nuten in einer derartigen Reihe ist gleich einer Wicklungsspannweite. Die Erfindung bezieht sich des weiteren auf ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen dynamoelektrischen Maschine. Das Verfahren unterscheidet sich von den bisher bekannten dadurch, daß eine Gruppe von Spulenwicklungen mit ihren entsprechenden Seiten in einer Umfangsrichtung umlaufend hintereinander in die dritten und zweiten Nutplätze und danach die Spulenwicklungen einer anderen Gruppe mit ihren entsprechenden Seiten in der entgegengesetzten Umlaufrichtung umlaufend in die zweiten und ersten Nutplätze eingesetzt werden, bis die gewünschte 2ihl von Spulenwicklungsseiten pro Nut- in vorliegendem Falle 2 - sich an ihrem Platz befindet. Darüber hinaus werden er findungs gemäß mindestens zwei Gruppen von Pormrwicklung_en,"die entgegengesetzt geformt sind, und Nuten vorgesehen, die anderswo als am obersten Nutplatz Wicklungsseitenkeile besitzen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor. Im einzelnen zeigen

Fig. 1 eine Spulenwicklung vor ihrer Vorverformung,

Fig. 2 eine durch Ziehen in eine gegebene Richtung vorverformte Spulenwicklung,

Fig. 3 eine Endansicht der Spulenwicklung nach Fig. 2, so wie sie sich allein in einer dynamoelektrischen Maschine darstellt,

Fig. 4 eine Endansicht einer durch Ziehen in eine zu der Zugrichtung von der Spulenwicklung nach Fig. 2 entgegengesetzten Richtung vorverformten Spulenwicklung,

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so wie sie sich allein in einer dynamoelektrischen Maschine darstellt,

Fig. 5 die schematische Darstellung der Abwicklung eines teilweise bewickelten, zylindrischen Maschinenkerns, wie sie bei einer bekannten Maschine vorliegt,

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße, tiefe Kernnut,

Fig. 7 die schematische Darstellung der Abwicklung eines erfindungsgemäß bewickelten, zylindrischen Maschinenkerns und

Fig. 8 die schematische Darstellung der Abwicklung eines anderen, erfindungsgemäß bewickelten, zylindrischen Maschinenkerns.

Die Fig. 1 zeigt eine Spulenwicklung 10 einer dynamoelektrischen Maschine, die einen Teil der Gesamtwicklung einer solchen Maschine darstellt. Die Spulenwicklung 10 ist durch Aufwickeln mehrerer Windungen eines isolierten, leitenden Stranges auf einen Wickelkörper oder einen anderen Gegenstand, wie einen Dorn, hergestellt. Die Wicklungsenden 12 und 14 sind der Anfang bzw. das Ende der Wicklung 10 und zwecks späterer Verbindung zu einer entsprechenden Gesamtwicklung nach Formung und Einsetzen der Wicklung in die dazugehörigen Nuten der dynamoelektrischen Maschine nach außen geführt. Die Spulenwicklung 10 besitzt eine erste Hauptseite 16, eine aweite Hauptseite 18 und zwei einander gegenüberliegende, halbkreisförmige Endabschnitte 20 und 22.

Zur Schaffung einer für die Verwendung in einer dynamoelektrischen Maschine geeigneten Wicklung wird die Spulenwicklung 10 gewöhnlich mittels einer Vorrichtung vorgeformt und kann die in Fig. 2 dargestellte, allgemeine Form annehmen. Die vorgeformte Spulenwicklung wird in einem als "Ziehen ' be-

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kannten Prozess hergestellt. Beim Ziehen der Spulenwicklungen werden die Spulenwicklungsseiten 16 und 18 in eine für diese Zwecke vorgesehene Vorrichtung eingespannt und in zu der Ansicht der Pig, I senkrechten Ebenen in entgegengesetzter Richtung zur Bildung entsprechend vorgeformter Spulenwicklungsseiten 26 und 28 auseinandergezogen. Die Spulenwick-.lungsseite 16 wird also beispielsweise nach außen, zum Beobachter hin in einer senkrecht zu der Ebene der Pig. I verlaufenden Ebene gezogen und die Spulenwieklungsseite 18 nach innen, vom Beobachter weggezogen, wenn eine Spulenwicklung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, betrachtet wird. Gleichzeitig wird den Spulenwicklungsseiten ein geringer, jedoch entgegengesetzter Drall um ihre entsprechenden Achsen gegeben. Der Betrag dieses Dralles wächst mit der Wicklungsspannweite oder dem senkrechten Abstand der einander gegenüberliegenden Spulenwieklungsseiten, die bzw. der sich nach der äquivalenten Zahl der Wicklungsnuten bemißt und relativ zu der Gesamtzahl der im zu bewickelnden Kern der dynamoelektrischen Maschine verfügbaren Nuten. Die zur Darstellung in der Fig. 2 ausgewählte, einzelne Spulenwicklung kann für eine zweipolige Gesamtwicklung verwendet werden, die den Vorteil bietet, daß die Verdrallung besonders deutlich zu sehen ist. Die Spulenwicklung wird danach gewöhnlich mit einer Spulenwicklungsisolation versehen, beispielsweise durch festes Umwickeln mit einem Gespinst mit überlappendem Schlag oder durch Einkapseln in ein Gießharzmaterial, durch das ein äußerer, die Leiter umgebender Mantel erhalten wird.

Die Fig. 3 zeigt eine Endansieht einer Spulenwicklung 24 von den Wicklungsenden oder der rechten Seite der Fig. 2 her gesehen. Die Spulenwicklung 24 befindet sich in den ihr zugeordneten Nuten einer dynamoelektrischen Maschine, von denen lediglich die Nuten 30 und 32 dargestellt sind. Aus zeichnerischen Gründen ist der dynamoelektrische Maschinenteil als Stator 33 dargestellt, obwohl auch die Darstellung als Rotor ebenso vorteilhaft gewesen wäre. Wie aus der Fig. 3 hervorgeht, befindet sich die Spulenwieklungsseite 26 in der Nut 30 in

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deren dritjten Wicklungsseitenplatz und die Spulenwicklungsseite 28 im zweiten Wicklungsseitenplatz der Nut 32. Der erste Wicklungsseitenplatz, der manchmal auch als oberster Wicklungsseitenplatz bezeichnet wird, ist bei vorliegender Erfindung per definitionem der Platz von den drei Wicklungsseitenplätzen, der dem Luftspalt der Maschine am nächsten liegt. In Fig. 3 ist <iie Fläche 3¹I die Statoroberfläche, die dem Luftspalt benachbart ist. Der zweite Wicklungsseitenplatz ist als der Platz definiert, der dem ersten Wicklungsseitenplatz in radialer Richtung in einer Nut am nächsten liegt, und der dritte Wicklungsseitenplatz als Platz, der dem zweiten Wicklungsseitenplatz in radialer Richtung in einer Nut am nächsten liegt.

Die Fig. 4 zeigt die Endansicht einer anderen vorgeformten Spulenwicklung, die sich von der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Spulenwicklung dadurch unterscheidet, daß die Spulenwicklung nach Fig. 4 während des Vorformens in die entgegengesetzte Umfangsrichtung gezogen wurde. Die Auswirkung dieser Abweichung erkennt man, wenn man die beiden Fig. 3 und 4 miteinander vergleicht. In Fig. 3 verläuft die Spulenwicklungsseite 26 in einer rechtsläufigen Umfangsrichtung und befindet sich im radial äußersten, dritten Wicklungsseitenplatz, während die andere Spulenwicklungsseite 28 in einer linksläufigen Umfangsrichtung verläuft und sich im radial nächst inneren, zweiten Wicklungsseitenplatz befindet. Im Gegensatz dazu verläuft in Fig. 4 die Spulenwicklungsseite 36 in der Nut 38 in einer rechtsläufigen Umfangsrichtung und die Spulenwicklungsseite 40 in der Nut 42 in der entgegengesetzten oder linksläufigen Umfangsrichtung, und die Spulenwicklungsseite 36 befindet sich im radial innersten Nutplatz, während die Spulenwicklungsseite 40 im radial nächst inneren, zweiten Wicklungsseitenplatz ist. Wenn daher die Spulenwicklungsseite 28 der Spulenwicklung 24 im zweiten Nutplatz ist, ist die Spulenwicklungsseite 26 so angepaßt, daß sie sich im dritten Nutplatz befindet. Umgekehrt ist, wenn die Spulenwicklungsseite 40 der Spulenwicklung 44, die in ihrer Umfangsrichtung der Spulenwicklungs-

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seite 28 entspricht, im zweiten Nutplatζ ist, die Spulenwicklungsseite 36 so angepaßt, daß sie sich im ersten Wicklungsseitenplatz befindet.

Zur Verdeutlichung der Eigenschaften einer entgegengesetzt gezogene Spulenwicklungsgruppen enthaltenden Gesamtwicklung nach der Erfindung, sei kurz das Problem beschrieben, das bei einer aus nur in einer einzigen Richtung gezogenen Formwicklungen bestehenden Gesamtwicklung auftritt. Fig. 5 zeigt an dynamoelektrisches Maschinenteil mit 24 Nuten mit jeweils zwei Wicklungsseitenplätzen. Es sei erwähnt, daß in Wirklichkeit die einzelnen Nuten durch Zähne getrennt und zum Luftspalt hin offen sind. So wären beispielsweise bei einem Stator die Nuten radial nach innen offen und um eine zylindrische, zur Aufnahme des Rotors vorgesehene Bohrung angeordnet, wobei die Nut 24 und die Nut 1 einander benachbart sind.

Der in vorliegender Beschreibung verwendete Begriff Wicklungsspannweite wird für den Abstand zwischen den Spulenwicklungs-Seiten ausgedrückt in der Zahl der überbrückten Nuten gebraucht. Daher besitzen die gemäß Fig. 4 vorgeformten Spulenwicklungen der Fig. 5, die eine schematische Ansicht von dem anschlußseitigen Ende der Gesamtwicklung zeigt, eine Spannweite von 9 Nuten. Die dargestellte, teilweise fertiggestellte Wicklung ist beispielsweise als Teil einer dreiphasigen, zweipoligen Wicklung mit 24 Nuten und einer Steigung von 0,75 geeignet.

Die Spulenwicklungsseiten in Fig. 5 sind entsprechend ihrer aufeinanderfolgenden Plazierung in den Nuten nummeriert. Daher gehören die Spulenwicklungsseiten 46 und 48 zu der ersten in die Nuten eingelegten Spulenwicklung. Diese Spulenwicklung ist in den Fig. 5, 7 und 8 als Spulenwicklung "1" bezeichnet. Entsprechende Bezeichnungen tragen die anderen Spulenwicklungen entsprechend ihrer Plazierungsfolge. Außerdem sei zur Klarheit der Beschreibung der Fig. 5, 7 und 8 davon ausgegangen, daß es sich um eine Statorwicklung handelt,

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obwohl die Erfindung ebenso gut für Rotorwicklungen anwendbar ist. Demgemäß ist die Spulenwicklungsseite 48 die radial innerste und die Spulenwicklungsseite 46 die radial äußerste Spulenwicklungsseite der Wicklung "1", entsprechend der Spulenwicklungsseite 36 bzw. 40 in Fig. 4.

Die Gesamtwicklung der Pig. 5 schreitet entgegen dem Uhrzeigersinn mit der Plazierung der Spulenwicklungen "2" bis "15" fort. Das Problem taucht bei der Ausführungsform nach Pig. 5 dann auf, wenn die Plazierung der Spulenwicklungen an dem Punkt angelangt ist, an dem die Spulenwicklung "16" eingesetzt werden soll. Es sei bemerkt, daß die Spulenwicklungsseite 48 im ersten Wicklungsseitenplatz der Nut 11 eingesetzt worden ist und es nunmehr erforderlich ist, die radial äußerste Spulenwicklungsseite der Spulenwicklung "16" in den zweiten Wicklungsseitenplatz der Nut 11 einzulegen. Polglich muß die Spulenwicklungsseite 48 aus ihrer vorherigen Lage herausgehoben oder herausgezogen werden, um eine Seite der Spulenwicklung "16" unter ihr unterbringen zu können. Ähnlich muß die Spulenwicklung "17" in den zweiten Wicklungsseitenplatz in der Nut 12 eingesetzt werden, die bereits durch eine Seite der Spulenwicklung "2", die sich im ersten Wicklungsseitenplatz befindet, besetzt ist. Dies macht ein Einschieben einer Spulenwicklungsseite der Spulenwicklung "17" unter die angehobenen Seiten der Spulenwicklungen "1" und "2" erforderlich. Wie man erkennt, treten ähnliche Schwierigkeiten bei den SpüfenwicklungsSeiten der Spulenwicklungen "18" bis "24" in den zweiten Plätzen auf, die ein Anheben der Spulenwicklungsseiten der Spulenwicklungen "1" bis "9" in den ersten Plätzen erforderlich machen, was durch die Pfeile 50 angedeutet wird. Dieses An- oder Hochheben zuvor eingelegter Spulenwicklungsseiten aus ihren Plätzen in den Nuten wird manchmal als "Übergangsausheben" bezeichnet. Da die zuvor eingelegten Spulenwicklungsseiten der angehobenen Spulenwicklungen, die sich im zweiten Wicklungsseitenplatz befinden, relativ fest durch die Nutseiten gehalten werden, hat das Anheben der Spulenwicklungsseiten aus den entspre-

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chenden ersten Wicklungsseitenplätzen eine beträchtliche Verbiegung und Verdrehung der Spulenwicklungen zur Folge. Eine solche Verbiegung und Verdrehung ist hinsichtlich der Qualität der Isolation der Spulenwicklungen nachteilig und tatsächlich ergeben sich manchmal irreparable Schäden, so daß Spulenwicklungen ausgetauscht werden müssen. Die schädlichen Wirkungen der Verbiegungen und Verdrehungen treten insbesondere bei den Spulenwicklungen auf, bei denen die einzelnen Wicklungen eine Spannweite besitzen, die einen wesentlichen Bruchteil der Zahl der Kernnuten beträgt dies ist gewöhnlich insbesondere bei zweipoligen Wick- w lungen der Fall -, und die Elastizität der die Windungsisolation und die Spulenwicklungsisolation umfassenden Gesamtisolation der Spulenwicklung verringert ist. Daher sind die Schwierigkeiten bei den bekannten formgewickelten, zweipoligen Maschinen mit einer Spulenwicklungsisolation aus einem ausgehärteten Gießharz oder einem anderen starr ausgehärteten harzhaltigen Masse besonders groß.

In Fig. 6 ist eine erfindungsgemäße Nut in einem dynamoelektrischen Maschinenteil dargestellt. Die Nut ist mit einander gegenüberliegenden Kerben 52, 54 und 56 versehen, in die Spitzkeile zur Unterteilung der Nuten in einen ersten Wickfc lungsseitenplatz 60, einen zweiten Wicklungsseitenplatz und einen dritten Wicklungsseitenplatz 64 eingeschoben werden können. Bei der dargestellten Nut befindet sich ein Spitzkeil 58 in den Kerben 54. An sich haben viele große, zweipolige Wechselstrominduktionsmaschinen einen Stator mit Nuten, die weitgehend aus Gründen der Ventilation und der Kühlung ungefähr drei Wicklungsseiten tief sind. Diese bekannten Maschinen besitzen ebenfalls Kerben wie die gezeichneten Kerben 54 zur Aufnahme eines Spitzkeils entsprechend dem Spitzkeil 58. Bei diesen Maschinen sind jedoch keine drei, mit radialem Abstand zueinander angeordnete Paare von einander gegenüberliegenden, Spitzkeile aufnehmenden Kerben vorhanden, wie sie in Fig. 6 dargestellt und für

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die im Zusammenhang mit der Fig. 7 erläuterten Zwecke vorgesehen sind.

Die Fig. 7 zeigt in schematischer Darstellung eine dreiphasige, zweipolige Maschinenwicklung mit 24 Nuten und einer Steigung von 0,75 gemäß der vorliegenden Erfindung. Zur Vorbereitung des Einlegens der Maschinenwicklung wird eine erste Gruppe von Spitzkeilen in das dritte oder radial innerste Kerbenpaar, das dem Kerbenpaar 56 in der Fig. 6 entspricht, eingeschoben. In den Nuten 1 bis 9 und in den Nuten 22, 23 und 2¹I sind solche Spitzkeile eingesetzt, von denen die in den Nuten 1 und 2 angeordneten mit 66 bezeichnet sind. Danach werden die Spulenwicklungen "1" bis "12" mit ihren radial äußersten Spulenwicklungsseiten in die dritten Wicklungsseitenplätze der entsprechenden Nuten 10 bis 21 und mit ihren radial innersten Spulenwicklungsseiten in die zweiten Wicklungsseitenplätze der entsprechenden Nuten 1 bis 12 nacheinander eingesetzt. In dem besonderen Beispiel wird der Anfangsteil der Maschinenwicklung in der dem Uhrzeiger entgegengesetzten Umfangestellung wandernd und unter Verwendung von Spulenwicklungen plaziert, die, wenn die Fig. 7 eine Ansicht auf die anschlußseitigen Enden der Wicklung zeigt, in die in Fig. 4 gezeigte Richtung gezogen sind. Danach werden die mit "13" bis "24" bezeichneten Spulenwicklungen nacheinander in die entgegengesetzte oder dem Uhrzeiger folgende Umfangsstellung wandernd eingelegt. Abweichend von der ersten Wieklungsgruppe sind die Spulenwicklungen der zweiten, letztgenannten Wicklungsgruppe in der entgegengesetzten Richtung gezogen, also beispielsweise so, wie in Fig. 3 dargestellt. Die Spulenwicklung "13" spannt sich von der Nut 24 über die Nuten 1 bis 8 zur Nut 9· Die Spulenwicklungen beider Gruppen haben somit die gleiche Spannweite, nämlich 9 Nuten, und der Unterschied in den Zugrichtungen ist vielleicht am besten in Fig. 7 dargestellt, wenn die Spulenwicklungen "22", "23" und "24" in der zweiten Gruppe den Spulenwicklungen "1" bis "12" in der ersten Gruppe

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gegenübergestellt werden . Wenn die 24 Spulenwicklungen an Ort und Stelle sind, wird die zweite Spitzkeillage - zwei Spitzkeile dieser Lage sind mit 68 bezeichnet - in die Nuten IO bis 21,und die erste Spitzkeillage, deren Spitzkeile mit 70 und 72 bezeichnet sind, in die Nuten eingesetzt, in die am Anfang die dritte Lage Spitzkeile eingeschoben wurde, also in die Nuten 1 bis 9 und die Nuten 22, 23 und 24. Auf diese Weise kann der Ausbau einer formgewickelten Maschine ohne eine auf dem "Übergangsausheben" beruhende Deformierung der Spulenwicklungen bewerkstelligt werden. Es sei bemerkt, daß die erfindungsgemäßen Spulenwicklungen zur Anpassung an eine beliebige Polzahl, für die das dynamoelektrische Maschinenteil ausgebildet ist, verbunden werden können. So kann beispielsweise eine dynamoelektrische Maschine mit einer Wicklung gemäß Fig. 7 dadurch an eine dreiphasige Spannungsquelle angepaßt werden, daß die Spulenwicklungen "1", "2", "3", "4", "21", "22", "23" und "24" mit der Phase A, die Spulenwicklungen "9", ¹¹IO", "11", "12", "13", "14", "15" und "16" mit der Phase B und die Spulenwicklungen ''5"_} "6", "7", "8", "17", "18", "19" und "20" mit der Phase C verbunden werden. Die vorgenannten Verbindungen bilden eine zweipolige Wicklung.

Eine andere Ausführungsform ist in Fig. 8 dargestellt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 sind dritte Wicklunpsseitenplätze frei oder leer. Diese werden hauptsächlich für eine verbesserte Ventilation benutzt. Außerdem ist diese Maschinenwicklung in dem Sinne abgeglichen, als die Zahl der Spulenwicklungen pro Gruppe gleich und der Blindwiderstand der einzelnen Phasen bei der beschriebenen Zusammenschaltung der Spulenwicklungen im wesentlichen gleich ist. Im allgemeinen ist nun ein Kern mit tiefen Nuten für eine gegebene Flußübeitragungsfähigkeit im Durchmesser größer und teurer als ein Kern mit weniger tiefen Nuten. Daher kann es Fälle geben, bei denen die Größe und/oder die Kosten wichtiger sind als verbesserte Ventilation oder ein Gleichgewicht der Blindwiderstände. In diesen Fällen kann eine Ersparnis an

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Kernmaterial dadurch erhalten, werden, daß nur eine minimale Anzahl von dreilagigen Nuten, die in der Fig. 8 mit 7²J bezeichnet sind, vorgesehen werden und die restlichen Nuten nur mit den erforderlichen ersten und zweiten Wicklungsseitenplätzen versehen sind. Diese Nuten sind in Fig. 8 mit 76 bezeichnet. Die minimale Anzahl von Nuten mit drei Plätzen ist gleich einer Wicklungssoannweite. In der in Fig. 8 abgebildeten Maschinenwicklung ist, wie ersichtlich, die WicklungsSpannweite gleich 5 Nuten und daher genügen 5 aufeinanderfolgende Nuten mit jeweils drei Wicklungsseitenplätzen. Die restlichen Nuten besitzen jeweils zwei Wicklungsseitenplätze. Um das Eisen im Kern voll auszunutzen ist am zweckmäßigsten in im wesentlichen radialer Ausrichtung mit den drei Plätzen aufweisenden Nuten eine radial äußere Stufe vorgesehen. Diese Stufe 78 im Kern 80 ist deswegen vorhanden, um an allen Stellen einen im wesentlichen gleichen Kernkörperquerschnitt zu erhalten. Die Bogenlänge der Stufe 78 kann im übrigen auch größer oder kleiner als die der entsprechenden Wicklungsnuten sein. Wie bereits erwähnt, beginnt die Maschinenwicklung mit der Spulenwicklung "1", und die erste Wicklungsgruppe in Fig. 8 besteht aus 5 Spulenwicklungen, die in einer Richtung gemäß Fig. 3 gezogen sind, während die restlichen Spulenwicklungen in der entgegengesetzten Richtung gemäß Fig. ¹I gezogen sind. In der Ausführungsform der Fig. 8 befinden sich in den tiefen, drei Plätze aufweisenden Nuten, jeweils in der zweiten Spitzkeillage Spitzkeile, von denen einer mit 82 bezeichnet ist, und in den übngen Nuten in den ersten Spitzkeillagen Spitzkeile, von denen einer mit 84 bezeichnet ist.

Bei der Herstellung dynamoelektrischer Maschinen gemäß der Erfindung können die Endwindungen durch radial innere oder äußere, an verschiedenen Umfangsstellen auftretende Stufen gekennzeichnet werden. Ein Verfahren zum Abstützen dieser Endwindungen besteht darin, daß ein Abstützring oder -ringe mit entsprechenden radialen Stufen vorgesehen wird. Eine an-

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dere Möglichkeit ist in der US-Patentschrift 3 320 452 angegeben.

Es sei darauf hingewiesen, daß eine Vielzahl von Änderungen und Variationen der Erfindung möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu sprengen. So kann beispielsweise die Zahl der tiefen Nuten größer als die minimale Zahl gewählt werden, wenn ein ausgeglichener Blindwiderstand bei einer Maschinenwicklung nach Art der Fig. 8 gewünscht wird. Zum Beispiel können 6 tiefe Nuten bei der Wicklung nach Fig. 8 für eine dreiphasige Maschinenwicklung vorgesehen werden. Des weiteren kann es zwecks Unterbringung besonderer Wicklungskonfigurationen oder aus anderen Gründen zweckmäßig sein, mehr als eine Gruppe von tiefen Nuten in einem Kern anzuordnen. So kann es beispielsweise, wenn das in Fig. 8 dargestellte dynamoelektrische Maschinenteil entgegen der früheren Annahme kein Stator sondern ein Rotor ist, wünschenswert sein, das dynamische Gleichgewicht des Rotors dadurch zu verbessern, daß eine Stufe ähnlich der Stufe 78 radial innen an den Nuten 14, 15, 16, 17 und 18, die den Nuten 32, 33, 34, 35 und 36 diagonal gegenüberliegen, vorgesehen wird. Schließlich kann es auch wünschenswert sein, Mehrfachwicklungen in Übereinstimmung mit der Erfindung oder dazwischenliegende, leere Wicklungsseitenplätze für Ventilations- oder andere Zwecke vorzusehen.

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Claims

Patentansprüche

(l·)Dynamoelektrische Maschine, gekennzeichnet ^""'^ d u r c h ein magnetisierbar es Teil (33, 80) mit mehreren sich axial erstreckenden, im wesentlichen gleichmäßig auf dem Umfang verteilten Spulenwicklungen (24, 44) aufnehmenden Nuten (30, 32, 38, 42), von denen ,jede mindestens einen ersten und zweiten Wicklungsseitenplatz (60, 62) besitzt, die sich in ihrer radialen Lage ungefähr durch die radiale Tiefe einer Wicklungsseite (26, 28, 36, 40) unterscheiden, und mindestens einige einander benachbarte oder alle Nuten/zusätzlich einen dritten Wicklungsseitenplatz (64) besitzen, der sich in seiner radialen Lage von dem ersten Wicklungsseitenplatz (60) ungefähr um die doppelte radiale Tiefe einer Wicklungsseite (26, 28, 36, 40) und von dem zweiten Wicklungsseitenplatz (62) ungefähr um die einfache radiale Tiefe einer Wicklungsseite (26, 28, 36, 40) unterscheidet, und durch eine in diesen Nuten angeordnete Wicklung, die zwei Gruppen von vorgeformten Spulenwicklungen (24, 44) umfaßt, von denen die der ersten Gruppe mit den Wicklungsseiten (26) der einen Umfangsrichtung in den dritten Wicklungsseitenplätzen (64) und den Wicklungsseiten (28) der anderen Umfangsrichtung in den zweiten Wicklungsseitenplätzen (62) angeordnet sind und die der zweiten Gruppe mit den Wicklungsseiten (40) der einen Umfangsrichtung in den zweiten Wicklungsseitenplätzen (62) und mit den Wicklungsseiten (36) der anderen Umfangsrichtung in den ersten Wicklungsseitenplätzen (60) angeordnet sind.
2. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Gesamtzahl der Spulenwicklungen (24, 44) der ersten und zweiten Gruppe gleich der Zahl der Nuten (30, 32, 38, 42) ist,

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3. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Spulenwicklungen (24, 44) die gleiche Spannweite besitzen.
4. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Spulenwicklungen (22) in der ersten Gruppe mindestens gleich der Zahl der von diesen Spulenwicklungen überbrückten Nuten ist.
5. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dad u r ch gekennzeichnet, daß mehrere erste und zweite Spulenwicklungsgruppen vorgesehen sind.
6. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Nuten in dem magnetisierbaren Teil (33j 80) erste, zweite und dritte Wicklungsseitenplätze (60, 62, 64) besitzen.
7. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis6, gekennzeichnet durch eine Wicklung mit zwei Spulenwicklungsseiten (26, 28, 36, 40) je Nut, bei der in den zweiten Wicklungsseitenplätzen (62) aller Nuten, in den ersten Wicklungsseitenplätzen (60) mindestens einer Gruppe von einander benachbarten Nuten und in den dritten Wicklungsseitenplätzen (64) der dieser Gruppe oder Gruppen nicht angehörenden Nuten jeweils eine Spulenwicklungsseite angeordnet ist.
8. Dynamoelektrische Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Zahl der Nuten, bei denen sich im ersten Wicklungsseitennlatz (60) Spulenwicklunpsseiten (26, 28, 36, 40) befinden, gleich der Anzahl der Nuten ist, bei denen sich in dem dritten Wick-

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lungsseitenplatz (6*1) Spulenwicklungsseiten (26, 28, 36, 40) befinden.
9. Dynamoelektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen magnetisierbaren Kernteil (80) mit mehreren, gleichmäßig auf dem Umfang verteilten Nuten, von denen eine Gruppe von einander benachbarter Nuten ,jeweils die gleiche, die radiale Tiefe der anderen Nuten um mindestens die radiale Tiefe einer Spulenwicklungsseite (26, 28, 36, 40) übersteigende radiale Tiefe besitzt, und durch eine sich radial erstreckende Stufe (78) im Kernteil (80), die zwecks Erhalt eines im wesentlichen gleichen Flußübertragungsquerschnitts an allen Stellen des Kernteils (80) im wesentlichen radial zu der Gruppe der tiefen Nuten ausgerichtet ist.
10. Verfahren zum Herstellen einer dynamoelektrischen Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß ein magnetischer Kern (33, 80) mit mehreren, gleichmäßig auf dem Umfang verteilten, sich axial erstreckenden und im wesentlichen rechteckigen Nuten (30, 32, 38, 42) hergestellt wird, von denen mindestens eine Folge von einander benachbarten Nuten drei in radialem Abstand zueinander angeordnete, jeweils einen ersten, zweiten und dritten Nutplatz bildende Abschnitte (60, 62, 64) aufweist, und die anderen Nuten jeweils mindestens einen ersten und zweiten Nutplatz (6θ, 62) besitzen, eine erste Gruppe von Spulenwicklungen (24, 44) mit Spulenwicklungsseiten (26, 40) in einer Umfangsrichtung als radial innere Spulenwicklungsseiten und Spulenwicklungsseiten (28, 36) in der anderen Umfangsrichtung als radial äußere Spulenwicklungsseiten und eine zweite Gruppe von Spulenwicklungen (44, 24) mit Spulenwicklungsseiten (28, 36) in der einen Umfangsrichtung als radial äußere Spulenwicklunpaaeiten und Spulenwicklungsseiten (26, >\0) in der anderen UmfangsrIchtunp: aLa radial innere

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Spulenwicklungsseiten vorgeformt werden, die Spulenwicklungen (24, 44) der ersten Gruppe nacheinander in einer vorbestimmten Umfangsria-htung fortschreitend und Nuten übergreifend mit ihren entsprechenden Spulenwicklungsseiten (26, 28, 36, 40) in die dritten und zweiten Nutplätze eingesetzt werden, wobei die Zahl der Spulenwicklungen (24, 44) der ersten Gruppe mindestens gleich der Zahl der von einer Spulenwicklung überbrückten -Juteη und kleiner oder gleich der Differenz zwischen der Gesamtzahl der Nuten und der Zahl der von einer Spulenwicklung, überbrückten Nuten ist, und schließlich die Spulenwicklungen (44, 24) der zweiten Gruppe nacheinander in einer der vorbestimmten Umfangsrichtung entgegengesetzten Richtung fortschreitend und Nuten übergreifend mit ihren entsprechenden Spulenwicklungsseiten (36, 40, 26, 28) in die zweiten und ersten Nutplätze eingesetzt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß jede der rechteckigen Nuten durch Keile (58) unterteilbar ist, die in mindestens drei in radialem Abstand zueinander angeordnete Paare voneinander gegenüberliegenden Kerben (52, 54, 56) in jeder Nut eine erste, zweite oder dritte Keillage bildend einschiebbar sind, wobei die Keile für die dritten Keillagen einiger Nuten vor dem Einsetzen der Spulenwicklungen (24, 44) aus der ersten Gruppe in diese Nuten eingeschoben v/erden.

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