DE2921115A1 - WINDING PROCESS FOR AN ELECTRIC GENERATOR AND THREE-PHASE GENERATOR PRODUCED AFTER THIS - Google Patents

WINDING PROCESS FOR AN ELECTRIC GENERATOR AND THREE-PHASE GENERATOR PRODUCED AFTER THIS

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DE2921115A1
DE2921115A1 DE19792921115 DE2921115A DE2921115A1 DE 2921115 A1 DE2921115 A1 DE 2921115A1 DE 19792921115 DE19792921115 DE 19792921115 DE 2921115 A DE2921115 A DE 2921115A DE 2921115 A1 DE2921115 A1 DE 2921115A1
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Description

Dipl. Ing. Peter Otte - 7033 Herrenberg (Kuppingen)Dipl. Ing.Peter Otte - 7033 Herrenberg (Kuppingen) Patentanwalt ^ Eifelstraße 7Patent attorney ^ Eifelstrasse 7

Telefon (O 70 32) 319 99Telephone (O 70 32) 319 99

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Wickelverfahren für einen elektrischen Generator und danach hergestellter DrehstromgeneratorWinding process for an electric generator and a three-phase generator manufactured according to this

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Wickelverfahren für einen elektrischen Generator und von einem nach diesem Wickelverfahren hergestellten Drehstromgenerator nach der Gattung des sich auf das Verfahren beziehenden Hauptanspruchs bzw. des ersten sich auf den Generator beziehenden Vorrichtungsanspruchs. The invention is based on a winding method for an electrical generator and a three-phase generator produced according to this winding method according to the preamble of the main claim relating to the method or the first device claim relating to the generator.

Elektrische Generatoren und Verfahren zur Anordnung der Wicklungen bei diesen, mit Bezug auf die vorliegende Erfindung der Anordnungen der Ständerwicklungen, sind in vielfacher FormElectrical generators and methods of arranging the windings in these, with reference to the present invention the arrangements of the stator windings are in multiple forms

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bekannt.known.

So ist es beispielsweise bei Drehstromgeneratoren, die als Lichtmaschinen bei Kraftfahrzeugen oder sonstigen bewegIi-. chen Einheiten eingesetzt werden, üblich, einen stationären Ständer mit den, das jeweilige Mehrphasensystem bildenden Wicklungen zu bewickeln und einen rotierenden Anker vorzusehen, der über eine Erregerwicklung und eine entsprechende Anzahl von magnetische Pole bildenden Anordnungen verfügt, so daß in der Ständerwicklung eine entsprechende Mehrphasenspannung induziert werden kann. Die Erregerwicklung kann dabei stationär oder mit dem Anker rotierend ausgebildet sein, wobei sie in diesem letzteren Fall den Erregerstrom Über Schleifringe zugeführt erhält.So it is, for example, with three-phase generators, which are used as alternators in motor vehicles or other mobile. Chen units are used, usually, a stationary stand with the, the respective multi-phase system forming To wind windings and to provide a rotating armature, which has an excitation winding and a corresponding Number of magnetic pole-forming arrangements has, so that a corresponding polyphase voltage in the stator winding can be induced. The excitation winding can be stationary or rotating with the armature, in this latter case it receives the excitation current via slip rings.

Bezogen auf die üblichen Baugrößen von Drehstromgeneratoren bei Kraftfahrzeugen etwa verfügen diese aus praktischen Erwägungen über üblicherweise 36 Nuten, in die drei, jeweils zueinander um 120 elektrische Grad versetzte Wicklungen eingesetzt sind, so daß sich, je nach der Verschaltung der Wicklungen ein Dreiphasensystem in Dreieck- oder Sternschaltung ergibt.In relation to the usual sizes of three-phase generators in motor vehicles, for example, these have practical considerations Usually via 36 slots, in which three windings, each offset by 120 electrical degrees, are inserted are, so that, depending on the connection of the windings, a three-phase system in delta or star connection results.

Da bei Kraftfahrzeugen zur Stabilisierung des Bordnetzes und zur Energiespeicherung üblicherweise ein Akkumulator vorgesehen ist, sind Bordnetze durchgehend Gleichstromnetze, so daß die von dem Drehstromgenerator gelieferte, dreiphasige Wechselspannung gleichgerichtet werden muß, was üblicherweise mit Hilfe einer Brückengleichrichterschaltung geschieht, die über mindestens drei Plushauptdioden und- über drei Minushauptdioden verfügt. Hinzu kommen dann noch drei Erregerdloden, die der Feld- oder Erregerwicklung- des so gebildetenSince an accumulator is usually provided in motor vehicles to stabilize the electrical system and to store energy is, on-board networks are continuous direct current networks, so that the three-phase supplied by the alternator AC voltage must be rectified, which is usually done with the help of a bridge rectifier circuit, the via at least three plus main diodes and - via three minus main diodes disposes. In addition, there are three exciter electrodes, the field or exciter winding of the so formed

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Drehstromgenerators den üblicherweise von einem Regler belastungsabhängig geregelten Erregerstrom zuführen.Three-phase generator supply the excitation current, which is usually regulated by a controller as a function of the load.

Dabei ist es auch bekannt, bei größeren Lichtmaschinen mit* hoher Stromleistung jeweils zwei Dioden parallel zu schalten, so daß dann jede Phasenspannung über zwei Plusdioden und zwei Minusdioden verfügt und insgesamt zwölf Dioden vorgesehen sind. Unabhängig davon, ob nun sechs oder bei höherer Strombelastung zwölf Dioden verwendet werden, stets ergibt sich als gleichgerichtete Ausgangsgesamtspannung an den zusammengefaßten Kathoden sämtlicher Plusdioden (Kfz.-Klemme B+) - die Anoden und Minusdioden sind ebenfalls zusammengeschaltet und bilden den Minusanschluß (Kfz.-Klemme B-) bzw. Masse - eine Spannung und ein entsprechender Strom mit einer erheblichen Welligkeit, da man, bezogen auf eine Schwingung beispielsweise einer Phasenspannung (2T), wie ohne weiteres einzusehen ist, insgesamt sechs Spannungsimpulse erhält, also insgesamt eine sechspulsige Ausgangsspannung erreicht wird. Dabei kann sich die Spannungswelligkeit bei üblichen 12 V Gleichstrombordnetzen auf U__ = 4 V belaufen.It is also known to connect two diodes in parallel for larger alternators with * high power output, so that each phase voltage then has two plus diodes and two minus diodes and a total of twelve diodes are provided. Regardless of whether six or more Current load twelve diodes are used, always results as the rectified total output voltage at the combined cathodes of all plus diodes (vehicle terminal B +) - the anodes and minus diodes are also connected together and form the minus connection (vehicle terminal B-) or Ground - a voltage and a corresponding current with a significant ripple, because one, based on an oscillation For example, a phase voltage (2T), as can be readily seen, receives a total of six voltage pulses, so a total of a six-pulse output voltage is achieved. The voltage ripple can be at usual 12 V direct current on-board networks amount to U__ = 4 V.

Diese starke Helligkeit in üblichen Bordnetzen ist für eine gute Batterieladung und spannungsempfindliche Verbraucher abträglich; außerdem ist der Wirkungsgrad des Generators wegen der auftretenden Eisenverluste nicht optimal.This strong brightness in standard electrical systems is for one good battery charge and voltage-sensitive consumers detrimental; in addition, the efficiency of the generator is due the occurring iron losses are not optimal.

Andererseits ist aber die Anzahl der im ringförmigen Ständer angeordneten Nuten aus praktischen Erwägungen heraus, beispielsweise aus Festigkeitsgründen, vorgegebenen Abmessungen u. dgl. nicht zu vergrößern, wobei bei Beibehaltung des Dreiphasen-Drehstromsystems die 6-pulsige Ausgangsspannung pro Periode im Prinzip vorgegeben ist.On the other hand, however, the number of grooves arranged in the annular stator is predetermined dimensions for practical reasons, for example for reasons of strength and the like not to be increased, with the 6-pulse output voltage per Period is given in principle.

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Es besteht Bedarf nach einem Wickelverfahren und einemdanach hergestellten elektrischen Drehstromgenerator, insbesondere für den Kraftfahrzeugbereich, dessen gleichgerichtete Ausgangsspannung bei wesentlich geringerer Spannungswelligkeit einen höheren arithmetischen Mittelwert besitzt.There is a need for a winding method and one thereafter Manufactured electrical three-phase generator, in particular for the automotive sector, its rectified Output voltage with significantly lower voltage ripple has a higher arithmetic mean.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Wickelverfahren sowie der erfindungsgemäße Drehstromgenerator, jeweils mit den kennzeichnenden Merkmalen des ersten Verfahrensanspruchs bzw. des ersten Vorrichtungsanspruchs haben demgegenüber den Vorteil, daß sowohl die Spannungs- als auch die Stromwelligkeit mit nur vergleichsweise sehr geringem Mehraufwand drastisch reduziert werden kann, so daß/eine erheblich ruhigere und im arithmetischen Mittelwert größere Gleichspannung ergibt, wobei der bei Einsatz vorliegender Erfindung größere Aufwand an gleichrichtenden Dioden unproblematisch ist, da durch die ohnehin vorhandenen, sonst parallel geschalteten Dioden, abgesehen von drei zusätzlichen Erregerdioden, kein echter Diodenmehrbedarf vorhanden ist.The winding method according to the invention and the three-phase generator according to the invention, each with the characterizing Features of the first method claim or the first device claim have the advantage that both the voltage and the current ripple with only comparatively very little additional effort can be drastically reduced, so that / a considerably quieter and im arithmetic mean value results in greater DC voltage, with the use of the present invention greater effort at rectifying diodes is not a problem, as apart from the diodes which are already present, which are otherwise connected in parallel of three additional exciter diodes, there is no real need for more diodes.

Von besonderem Vorteil ist, daß sich bei einem nur ganz ge-It is of particular advantage that with one only very

A *~ « , λ * ^ * Verwicklung A * ~ «, λ * ^ * entanglement

ringen, unter 10 % liegenden Mehraufwand/für einen erfindungsgemäßen Drehstromgenerator die Welligkeit von Strom und Spannung um ca. 80 % verringern lassen, wodurch sich infolge dieser sehr geringen, verbleibenden Welligkeit eine erheblich bessere Batterieladung ergibt, da während sehr viel größerer Zeiträume pro Periode der arithmetische Mittelwert der vom Drehstromgenerator nach Gleichrichtung geliefertenGleichspannung über der Batterienennspannung liegt, so daß einewrestle, less than 10% additional effort / for an inventive Three-phase generator can reduce the ripple of current and voltage by approx. 80%, which results in This very small, remaining ripple results in a considerably better battery charge, since it is much larger Periods per period the arithmetic mean value of the DC voltage supplied by the three-phase generator after rectification is above the nominal battery voltage, so that a

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Ladung möglich ist, wenn dies erforderlich ist.Charge is possible if necessary.

Außerdem sind spannungsempfindliche Verbraucher wesentlich geringer gefährdet.In addition, voltage-sensitive consumers are much less at risk.

Bei dem erfindungsgemäßen Drehstromgenerator sind keine parallel geschalteten Dioden erforderlich, so daß sich eine * geringere Stromstatik des Reglers ergibt; außerdem ist die kleinere Geräuschabstrahlung wegen der sinusförmigeren Strombelagskurve von Vorteil.In the three-phase generator according to the invention, no diodes connected in parallel are required, so that a * results in lower static static of the controller; in addition, the lower noise emission is due to the more sinusoidal current load curve advantageous.

Schließlich ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Drehstromgenerator ein besserer Wirkungsgrad wegen geringerer Eisenverluste. Finally, this results in the three-phase generator according to the invention better efficiency due to lower iron losses.

Durch die in den unteransprächen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß bei Beibehaltung der 36 Nuten im Ständerpaket und eines lediglichen Kupferaufwands von 111 %, bezogen auf den Kupferaufwand von 100 % bei einem üblichen Drehstromgenerator, jetzt eine 12-pulsige Ausgangsgleichspannung erzeugt wird, wobei 2 Dreiphasenspannungssysteme in die Ständernuten eingewickelt werden.Through the measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of the invention are possible. It is particularly advantageous that if the 36 grooves in the stator package and a mere copper expenditure of 111%, based on the copper consumption of 100% for one usual three-phase generator, now a 12-pulse output DC voltage is generated by wrapping 2 three-phase voltage systems in the stator slots.

Zeichnungdrawing

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen die Figuren 1a und 1b den Verlauf der gleichgerichteten Ausgangsspannung eines Drehstromgenerators in der heute üblichen Ausbildung (Fig. 1a) sowie bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Drehstromgenerator (Fig. 1b), Fig. 2 das Wickelschema für eine resultierende Phasenspannung eines von bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung vorhandenen. 2 Dreiphasensystemen, dieExemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are explained in more detail in the following description. Figures 1a and 1b show the course of the rectified output voltage of a three-phase generator in the current design (Fig. 1a) and in the three-phase generator designed according to the invention (Fig. 1b) , Embodiment of the present invention existing. 2 three phase systems that

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Figuren 3a und 3b jeweils Vektordiagramme von Dreiphasen-Spannungssystemen bei einem Ausführungsbeispiel, wenn auf eine 12-pulslge gleichgerichtete Ausgangsspannung abgestellt wird, und die Fig. 4 den Schaltplan eines erfindungsgemäßen Drehstromgenerators, ebenfalls bei einer 12-pulsigen Ausgangsspannung. FIGS. 3a and 3b each have vector diagrams of three-phase voltage systems in one embodiment, when switched to a 12-pulse rectified output voltage and FIG. 4 shows the circuit diagram of a three-phase generator according to the invention, also with a 12-pulse output voltage.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments

Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, bei einem Drehstromgenerator, der insbesondere zur Anwendung bei Kraftfahrzeugen u. dgl. für die BordnetzVersorgung geeignet ist, die Pulsanzahl pro Periode der Ausgangsspannung, wie sie sich beispielsweise nach Gleichrichtung ergibt, dadurch zu erhöhen, daß mindestens zwei, gegebenenfalls mehr im Grundprinzip zueinander unabhängige Wicklungssysteme als Ständerwicklung ausgebildet sind, wobei die einzelnen Phasenspannungen dieser Wicklungs- oder Spannungssysterne zueinander so versetzt sind, daß sich eine symmetrische Kurvenform der Restspannungswelligkeit pro Periode ergibt. Angewendet auf einen Dreiphasen-Drehstromgenerator mit 6-pulsiger Ausgangsspannung und entsprechend hoher Spannungs- und Stromwelligkeit führt die Erfindung zu einer Erhöhung der Pulsigkeit um mindestens das Doppelte, also zu einer 12-pulsigen Ausgangsspannung im gleichgerichteten System und damit zu einer Verringerung der Welligkeit von Strom und Spannung um ca. 80 %.The basic idea of the present invention consists in a three-phase generator, which is used in particular in Motor vehicles and the like suitable for on-board power supply is the number of pulses per period of the output voltage, as it results for example after rectification, thereby to increase that at least two, possibly more fundamentally independent winding systems than Stator winding are formed, the individual phase voltages of these winding or voltage systems to one another are offset in such a way that the residual voltage ripple per period is symmetrical. Applied on a three-phase alternator with 6-pulse output voltage and correspondingly high voltage and Current ripple, the invention leads to an increase in the pulsation by at least twice, that is to say to a 12-pulse Output voltage in the rectified system and thus a reduction in the ripple of current and Tension by approx. 80%.

Die folgende Erläuterung bezieht sich ausdrücklich auf die Anwendung der erfinderischen Konzeption auf einen Dreiphasen-Drehstromgenerator zur Erzielung einer 12-pulsigen Aus-The following explanation expressly relates to the application of the inventive concept to a three-phase alternator to achieve a 12-pulse output

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gangsspannung bei Beibehaltung der als gegeben anzusehenden Nutenzahl des Ständers, also beispielsweise bei gegebenen 36 Ständernuten. Es versteht sich aber, daß die Erfindung auch auf beliebige andere Drehstromsysteme und -generatoren angewendet werden kann und auch dort die entsprechenden Vorteile bei sinngemäßer Ausführung erzielt werden können. Daher sind die folgenden Erläuterungen, die anhand der Darstellung der Figuren 1 bis 4 gegeben werden, nicht als Einschränkung, sondern als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschreibend anzusehen.output voltage while maintaining the number of slots in the stator, which is to be regarded as given, for example when given 36 stand slots. It goes without saying, however, that the invention can also be applied to any other three-phase systems and generators can be applied and there, too, the corresponding advantages can be achieved with analogous execution. Therefore the following explanations, which are given on the basis of the illustration in FIGS. 1 to 4, are not intended as a limitation, but to be regarded as descriptive of an embodiment of the invention.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein 2-Wicklungssystem, also auf ein Wickelgesamtschema für die Ständerbewicklung, welches aus zwei, zunächst als voneinander unabhängig anzusehenden Dreiphasen-Spannungssystemen gebildet ist. In den Figuren 3a und 3b sind diese beiden Spannungssysteme mit 1 und mit 2 bezeichnet, wobei sofort darauf hingewiesen wird, daß Wicklungsteile, die mit dem Index 1 bzw. dem Index 2 bezeichnet sind, sich dann jeweils auf das Wicklungs- oder Spannungssystem 1 bzw. auf das Spannungssystem 2 beziehen. Die Spannungssysteme 1 und 2 sind in den Figuren 3a und 3b als in der üblichen Sternschaltung ausgebildet dargestellt; es versteht sich aber, daß die erfindungsgemäße Konzeption auch auf Dreieckschaltungen in entsprechender Weise angewendet werden kann. Es wird auch gleich darauf hingewiesen, daß das Vorhandensein von zwei Dreiphasen-Spannungssystemen 1 und 2 nicht etwa den doppelten Wicklungs- und/oder Kupferaufwand bedeutet, denn bei gleicher, von einer gegebenen Drehstromlichtmaschine abgegebenen Strommenge reduziert sich der Kupferquerschnitt jedes. Dreiphäsen-Wicklungssystems bei zwei vorhandenen Wicklungssystemen etwa auf die Hälfte. Insgesamt ergibt sich lediglich ein Kupferaufwand vonThe illustrated embodiment relates to a 2-winding system, that is to say to an overall winding scheme for the Stator winding, which is formed from two three-phase voltage systems, which are initially to be regarded as independent of one another is. In FIGS. 3a and 3b, these two voltage systems are denoted by 1 and 2, and immediately thereafter it should be noted that winding parts, which are designated with the index 1 or the index 2, then each refer to the Winding or voltage system 1 or refer to voltage system 2. The voltage systems 1 and 2 are in the Figures 3a and 3b designed as in the usual star connection shown; it goes without saying, however, that the inventive concept also applies to delta connections in a corresponding manner Way can be applied. It is also immediately pointed out that the presence of two three-phase voltage systems 1 and 2 do not have twice the winding and / or copper expenditure means, because with the same amount of electricity delivered by a given three-phase alternator, this is reduced the copper cross-section of each. Three-phase winding system with two existing winding systems approximately on the Half. Overall, there is only a copper expenditure of

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111 %, bezogen auf den Kupferaufwand von 100 %, der bei einer konventionellen Drehstromlichtmaschine mit 6-pulsiger Ausgangsspannung pro Periode getrieben werden muß.111%, based on the copper consumption of 100%, that of a conventional three-phase alternator with 6-pulse Output voltage must be driven per period.

Die Darstellung der Fig. 1a zeigt den Kurvenverlauf einer in einer Brückenschaltung gleichgerichteten Dreiphasenspannung, wie sie von üblichen Drehstromgeneratoren erzeugt wird, und damit auch die Welligkeit. Man erkennt, daß durch das Hochklappen auch der jeweils negativen Spannungshalbwelle bei Verwendung einer beide Halbwellen gleichrichtenden Brükkenschaltung insgesamt pro Periode sechs Impulse anfallen, die die Spannungswelligkeit der gleichgerichteten Drehstromgeneratorausgangsspannung ausmachen.The representation of Fig. 1a shows the curve of a three-phase voltage rectified in a bridge circuit, as it is generated by conventional three-phase generators, and thus also the ripple. You can see that through the folding up of the respective negative voltage half-wave when using a bridge circuit that rectifies both half-waves a total of six pulses occur per period, which reduce the voltage ripple of the rectified three-phase generator output voltage turn off.

Bezogen auf die Sternschaltung, von der bei vorliegendem Ausführungsbeispiel ausschließlich die Rede ist, ergibt sich bei der Ausgangsspannung eines konventionellen Drehstromgenerators ein arithmetischer Mittelwert der Gleichspannung zuIn relation to the star connection, from that in the present exemplary embodiment The only thing we are talking about is the output voltage of a conventional three-phase generator an arithmetic mean value of the DC voltage

ü* - 2'34*ü Phase ü * - 2 '34 * ü P hase

Dieser arithmetische Mittelwert sei zu Ug = 100 % angenommen. Es ergibt sich eine Spannungswelligkeit von etwaThis arithmetic mean is assumed to be Ug = 100%. There is a voltage ripple of about

üss * 4 v
Der Kupferaufwand wird zu 100 % gesetzt.
ü ss * 4 v
The copper expenditure is set at 100%.

Die Darstellung der Fig. 1b zeigt den Kurvenverlauf der mittels einer Brückenschaltung gleichgerichteten Ausgangsspannung bei erfindungsgemäßer Ausbildung eines Drehstromgenerators, bestehend aus einem neuen Wickelschema, neuer Ausbildung derThe illustration in FIG. 1b shows the curve of the output voltage rectified by means of a bridge circuit in the inventive training of a three-phase generator, consisting of a new winding scheme, new training of the

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Wicklungssysteme und Verwendung von zwei Spannungssystemen zur Erzielung einer 12-pulsigen Anordnung. Man erkennt sofort, daß die Welligkeit sehr stark reduziert ist/ dabei ergibt sich ein arithmetischer Mittelwert der Ausgangsgleichspan-. nung zuWinding systems and use of two voltage systems to achieve a 12-pulse arrangement. You can see immediately that the ripple is greatly reduced / this results in an arithmetic mean value of the output DC voltage. tion to

ü* * 2'42*U Phase mit ü * * 2 '42 * U P hase with

üg = 103,5 %üg = 103.5%

Die Spannungswelligkeit beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel lediglich nochIn this exemplary embodiment, the voltage ripple is only still

üss - 1 vü ss - 1 v

Es ist schon darauf hingewiesen worden, daß sich hier ein Kupferaufwand zu 111 % bei einem resultierenden Mehraufwand von etwa 7,5 % ergibt.It has already been pointed out that here there is a copper expenditure of 111% with a resulting additional expenditure of about 7.5% results.

Man gewinnt eine solche, hier beispielsweise 12-pulsige Ausgangsgleichspannung dadurch, daß man bei jedem der beiden hier vorgesehenen Spannungssysterne, die jeweils drei Phasen umfassen, jede Phase zerlegt in eine Phasengrundwicklung und in eine Phasenhilfswicklung, die zusätzlich vorgesehen ist, und aus diesen beiden Wicklungen eine resultierende Phasenspannung gewinnt, die bei entsprechender Ausbildung von Phasengrundwicklung zu Phasenhilfswicklung nach Betrag und Phasenverschiebung zu den jeweils entsprechenden Phasenendspannungen des anderen Dreiphasen-Spannungssystems eine Phasenverschiebung aufweist, die hier 60° beträgt, so daß man zu einer symmetrischen 12-pulsigen Ausgangsgleichspannung gelangt. Such a DC output voltage, here for example 12-pulse, is obtained in that one has three phases in each of the two voltage systems provided here each phase divided into a basic phase winding and an auxiliary phase winding, which is also provided, and a resulting phase voltage is obtained from these two windings, which is achieved with the appropriate formation of the basic phase winding to phase auxiliary winding according to amount and phase shift to the respective corresponding phase end voltages of the other three-phase voltage system has a phase shift which is 60 ° here, so that one can a symmetrical 12-pulse output DC voltage.

Zum besseren Verständnis vorliegender Erfindung wird zunächstFor a better understanding of the present invention, first

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nur eines der Dreiphasen-Spannungssysteme genauer erläutert, nämlich das Spannungssystem 1 der Fig. 3a.only one of the three-phase voltage systems is explained in more detail, namely the voltage system 1 of FIG. 3a.

Bei der folgenden Erläuterung sind jeweils die Anfangs- und Endpunkte der in die Nuten eines gegebenen, 36-nutigen Ständers eingewickelten Wicklungen bezeichnet; die Wicklung selbst ist dann durch ihre Anfangs- und Endbezeichnungen angegeben.In the following explanation, the start and end points are, respectively, those in the grooves of a given 36-groove upright called wrapped windings; the winding itself is then identified by its starting and ending designations specified.

Jede resultierende Phasenendspannung, wie sie sich bei den beiden Spannungssystemen 1 und 2 der Figuren 3a und 3b ergibt, bildet sich durch das Zusammenwirken von zwei Wicklungsteilen aus, nämlich, wie schon erwähnt, einer jeweiligen Phasengrundwicklung, die bei drei Phasen zueinander um 120° versetzt sind, und einer zusätzlichen Phasenhilfswicklung, die ihrerseits zu der Phasengrundwicklung nach Betrag und Phase unterschiedlich sind. Es versteht sich, daß in den Vektordarstellungen der Figuren 3a und 3b diese noch mit co t umlaufen, was hier aber unberücksichtigt bleiben kann, denn die festen Phasenbeziehungen der Vektoren zueinander ändern sich hierdurch nicht. So wird die Phasenspannung U im Spannungssystem der Fig. 3a gebildet von dem Phasengrundwicklungsteil X1U1 sowie dem Phasenhilfswicklungsteil UI1XI1. Es ergibt sich je nach Betrag der in dem Phasenhilfswicklungsteil Ü1'X1' induzierten Spannung, d.h. je nach der Anzahl der Leiter pro Nut und je nach der Winkelbeziehung des Wicklungsteils UI1XI1 zum Phasengrundwicklungs teil X1U1 der Winkel ot, den die resultierende Phasenendspannung Uu zur Vertikalen, hier also zur Phasengrundwicklung X1U1 bzw. zu der in dieser Wicklung induzierten Spannung einschließt.Each resulting phase end voltage, as it results in the two voltage systems 1 and 2 of Figures 3a and 3b, is formed by the interaction of two winding parts, namely, as already mentioned, a respective phase basic winding, which is offset by 120 ° in three phases and an additional auxiliary phase winding, which in turn are different from the basic phase winding in terms of amount and phase. It goes without saying that in the vector representations of FIGS. 3a and 3b these still revolve with co t, which, however, can be disregarded here because the fixed phase relationships of the vectors to one another do not change as a result. The phase voltage U in the voltage system of FIG. 3a is thus formed by the basic phase winding part X1U1 and the auxiliary phase winding part UI 1 XI 1 . Depending on the amount of the voltage induced in the auxiliary phase winding part Ü1'X1 ', ie depending on the number of conductors per slot and depending on the angular relationship of the winding part UI 1 XI 1 to the basic phase winding part X1U1, the angle ot that the resulting phase end voltage U u to the vertical, in this case to the basic phase winding X1U1 or to the voltage induced in this winding.

Da bei vorliegendem Ausführungsbeispiel eine Versetzung derSince in the present embodiment an offset of the

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anfallenden Phasenendspannungen aus den beiden vorhandenen Dreiphasen-Spannungssystemen 1 und 2 bei alternativer Aufeinanderfolge von 60° angestrebt wird/ ist die Phasenhilfswicklung U1'X1' der Fig. 3a so anzuordnen, daß sich der Winkel of zu 30° ergibt. Damit ergibt sich dann eine Phasenges amtverschiebung beispielsweise der Phasenendspannung U des Spannungssystems 1 zur bezogenen Phasenendspannung U2 des Spannungssystems 2 von insgesamt 60°, wenn nämlich bei diesem Spannungssystem 2 der Fig. 3b die Phasenendspannung U- im Uhrzeigersinn als hier um o£=3o° zur Phasengrundwicklung bzw. der in dieser induzierten Spannung vorlaufend angesehen wird.Phase end voltages arising from the two existing three-phase voltage systems 1 and 2 with an alternative sequence of 60 ° is sought / the auxiliary phase winding U1'X1 'of FIG. 3a is to be arranged so that the angle of 30 ° results. This then results in a total phase shift, for example of the final phase voltage U of the voltage system 1 to the related final phase voltage U 2 of the voltage system 2 of a total of 60 °, namely if the final phase voltage U- in this voltage system 2 of FIG ° to the phase basic winding or the voltage induced in this is considered leading.

Man erkennt, daß sich diese Phasenverschiebung bei den jeweiligen anderen Phasenendspannungen U zu U 2 sowie U zu U » ebenfalls wiederholt, wenn nämlich die jeweiligen Phasenspannungen U1, U„, U-. zueinander um 120° versetzt sind. Die relative Verdrehung der resultierenden Phasenendspannungen des Spannungssystems 2 zu den Phasenendspannungen des Spannungssystems 1 ergibt sich, wie erkennbar, durch Phasenverschiebung und Betrag der jeweiligen Phasenhilfswicklungen in den beiden Spannungssystemen bzw. der in diesen induzierten Spannungen .It can be seen that this phase shift is also repeated for the respective other phase end voltages U to U 2 and U to U », namely when the respective phase voltages U 1 , U«, U-. are offset from one another by 120 °. The relative rotation of the resulting phase end voltages of the voltage system 2 to the phase end voltages of the voltage system 1 results, as can be seen, from the phase shift and amount of the respective phase auxiliary windings in the two voltage systems or the voltages induced in them.

Die Fig. 2 zeigt ein mögliches Wicklungsschema für die Erzeugung einer einzigen Phasenendspannung, hier der Phasenendspannung U des Spannungssystems der Fig. 3a bei einem Ständer mit 36 Nuten. Es versteht sich, daß bei dem dargestellten Wickelschema lediglich eine einzige Windung der die Wicklung bildenden Drahtstäbe zum besseren Verständnis dargestellt ist. Wird beispielsweise beim Aufbau der Phasengrundwicklung X1U1 damit begonnen, in die Nut V des Ständers den2 shows a possible winding scheme for generating a single phase end voltage, here the phase end voltage U of the voltage system of FIG. 3a for a stator with 36 slots. It is understood that in the illustrated The winding diagram shows only a single turn of the wire rods forming the winding for a better understanding is. Is used, for example, when building the basic phase winding X1U1 started to move into the slot V of the stand

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ersten Wicklungssteg einzulegen, dann setzt sich die Wicklung bei der dargestellten, bevorzugten Wellenwicklung in den Nuten 4, 7, 10 usw., wie angegeben fort, also jeweils in Nuten, in denen zur gleichen Zeit vom rotierenden Anker Spannungen der hier angenommenen Phase von 0° induziert werden. Dementsprechend werden, wie ja auch bekannt, in den Nuten 2, 5, 8, 9 Wechselspannungen mit einer Phasenverschiebung von 120° mit Bezug auf die erstgenannte Spannung induziert, während in den Nuten 3, 6, 9, 12 Spannungen mit einer Phasenverschiebung von 120° zur zweiten bzw. 240° zur dritten Spannung induziert werden, so daß sich das bekannte sternförmige Vektorbild eines Dreiphasen-Drehstromgenerators ergibt.insert the first winding web, then the winding sits in the illustrated, preferred wave winding in the Grooves 4, 7, 10, etc., continue as indicated, so each in grooves in which at the same time from the rotating armature Tensions of the phase assumed here of 0 ° are induced. Accordingly, as is also known, in the grooves 2, 5, 8, 9 AC voltages induced with a phase shift of 120 ° with respect to the first-mentioned voltage, while in the grooves 3, 6, 9, 12 voltages with a phase shift of 120 ° to the second or 240 ° to the third Voltage are induced, so that the well-known star-shaped vector image of a three-phase alternator results.

Angewendet auf das vorliegende Ausführungsbeispiel der Erfindung schließt sich jedoch an die erste Phasengrundwicklung X1U1, nachdem diese mit ihrem Ende U1 aus der Nut 34 austritt, sofort mit ihrem Anfang U1' die zusätzliche Phasenhilfswicklung U11XI' an, die beginnend mit der Nut 36 mit rückläufigem Wicklungssinn und wie bei Dreiphasensystemen immer der Fall, zwei darauffolgende Nuten überspringend in die Ständernuten eingewickelt wird, so daß sich das Wicklungsende X1' an der Nut 3 austretend ergibt. Eine solche Bewicklung der Ständernuten 1 bis 36 jeweils unter Freilassung der Nuten 2, 5, 8, 11 usw., wie aus der Darstellung der Fig. 2 erkennbar, ergibt zwischen den Anschlußpunkten X1X1' die resultierende Phasenendspannung von U , die mit der Phasengrundwicklung X1U1 bzw. der in dieser induzierten Spannung einen Winkel oC einschließt. Damit oC =30° wird, was bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel voraussetzungsgemäß gewünscht ist, wird die Phasenhilfswicklung U11XI' wie erwähnt rückläufig und um 240° versetzt in die Ständernuten eingewickelt und erhältApplied to the present exemplary embodiment of the invention, however, the first phase basic winding X1U1, after it exits the slot 34 with its end U1, is immediately followed by the start U1 'of the additional auxiliary phase winding U1 1 XI', which begins with the slot 36 with reverse winding direction and, as is always the case with three-phase systems, two subsequent slots are wrapped in the stator slots by jumping over them, so that the winding end X1 'emerges at slot 3. Such a winding of the stator slots 1 to 36 each leaving the slots 2, 5, 8, 11, etc., as can be seen from the illustration in FIG or which includes an angle oC in this induced voltage. So that oC = 30 °, which is required in the illustrated embodiment, the auxiliary phase winding U1 1 XI 'is, as mentioned, wrapped in reverse and offset by 240 ° in the stator slots and maintained

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zur Gewinnung der erforderlichen Betragsspannung ein Windungsverhältnis zur Phasengrundwicklung X1U1 von 1:3, was bedeutet, daß beispielsweise bei einem ausgeführten Ausführungsbeispiel die Phasengrundwicklung je 6 Leiter pro Nut aufweist, während die Phasenhilfswicklung nur über je 2 Leiter pro Nut verfügt. Dadurch ist jetzt nach Betrag und Phase der Endpunkt X1' festgelegt, der auch den Winkel von 30° der resultierenden Phasenendspannung U zur Phasengrundspannung bestimmt.a turns ratio to obtain the required absolute voltage for the basic phase winding X1U1 of 1: 3, which means that, for example, in an exemplary embodiment, the basic phase winding has 6 conductors per slot, while the phase auxiliary winding only has 2 conductors per slot. As a result, the amount and phase are now the End point X1 ', which is also the angle of 30 ° resulting phase end voltage U to phase base voltage certainly.

Zur Gewinnung der weiteren Phasenendspannungen U und U zunächst des Dreiphasenspannungssystems der Fig. 3a kann dann wie bei üblichen Wickelschemata für Drehstromgeneratoren vorgegangen werden, d.h. bei normalem Wellenwicklungsaufbau wird die Phasengrundwicklung Z1W1 durch Einwickeln in die Nut 3 in der hinlaufenden Richtung gebildet; die dritte Wellenspule für die Phasengrundwicklung der letzten Spannungsphase beginnt dann in Nut 5. Selbstverständlich sind aber hier beliebige Wicklungsschemata möglich, insbesondere wenn man berücksichtigt, daß beim Aufbau des zweiten Spannungssystems 2 nach Fig. 3b die jeweiligen Phasengrundwicklungen zueinander parallel liegen und daher insofern auch parallel und gleichzeitig gewickelt werden können. Hierauf wird weiter unten noch eingegangen.To obtain the further phase end voltages U and U first of the three-phase voltage system of FIG. 3a can then The same procedure is used for the usual winding schemes for three-phase generators, i.e. with a normal wave winding structure the phase base winding Z1W1 formed by winding in the groove 3 in the forward direction; the third wave coil for the basic phase winding of the last voltage phase then begins in slot 5. Of course, any number can be used here Winding schemes are possible, especially if one takes into account that the construction of the second voltage system 2 According to FIG. 3b, the respective phase basic windings are parallel to one another and therefore also parallel and simultaneously can be wrapped. This will be discussed further below.

Wesentlich ist lediglich, daß durch entsprechende Anordnung der Phasenhilfswicklung U2'X2' mit Bezug auf die Phasengrundwicklung X2U2 des zweiten Spannungssystems 2 und entsprechend auch der restlichen Phasenhilfswicklungen dieses zweiten Spannungssystems dafür gesorgt wird, daß die resultierenden Phasenendspannungen jedes Spannungssystems 1 und 2, die einander zugeordnet werden können, also die mit den gleichen Indizes, zueinander um 60 und zu ihren jeweili-It is only essential that the auxiliary phase winding U2'X2 'is arranged accordingly with reference to the basic phase winding X2U2 of the second voltage system 2 and accordingly also of the remaining phase auxiliary windings of this Second voltage system ensures that the resulting phase end voltages of each voltage system 1 and 2, which can be assigned to one another, i.e. those with the same indices, to one another by 60 and to their respective

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gen Phasengrundwicklungen im gegenläufigen Sinn jeweils um 30° versetzt sind; dann ergibt sich bei der üblichen Phasenversetzung von 120° der Phasenendspannungen zueinander notwendigerweise die 12-pulsige gewünschte Ausgangsspannung, wenn sämtliche Wicklungsendpunkte XI1YI1Zi1 für das Spannungssystem 1 bzw. X2'Z2IY2I für das Spannungssystem getrennt herausgeführt und jeweils mit eigenen zugeordneten Plus- und Minusdioden zur Gleichrichtung verbunden sind. Wie hierzu vorgegangen wird, zeigt der Schaltplan für eine 12-pulsige Ausgangsspannung, der in Fig. 4 dargestellt ist und dem auch entnommen werden kann, daß insgesamt als Wicklungsteile vorhanden sind zwei vollständige Sterne von Phasengrundwicklungen und zu jeder Phasengrundwicklung eine Phasenhilfswicklung, die aber in ihrer Phasenbeziehung zur Phasengrundwicklung, mit v/elcher sie unmittelbar verbunden ist, versetzt und daher in der räumlichen Beziehung, die die Phasenlage zueinander angibt, einer anderen Grundwicklung zugeordnet ist. Dies läßt sich besonders gut der Darstellung der Fig. 4 entnehmen. Durch das Vorhandensein der Phasenhilfswicklungen werden die von den Phasengrundwicklungen gebildeten Phasenspannungen, die im üblichen Dreiphasensystem mit U, V und W bezeichnet sind, transformiert in die resultierenden Phasenendspannungen X1', Y1', Z1', die nach Betrag und Phase zu den aus den Phasengrundwicklungen resultierenden Spannungen unterschiedlich sind, wobei die Beträge der neuen Phasenendspannungen in beiden Spannungssystemen gleich sind, die Phasenverschiebungen aber gegenläufig.The basic phase windings are offset by 30 ° in the opposite direction; then with the usual phase shift of 120 ° of the phase end voltages to each other, the 12-pulse desired output voltage necessarily results if all winding end points XI 1 YI 1 Zi 1 for the voltage system 1 and X2'Z2 I Y2 I for the voltage system are brought out separately and each with own assigned plus and minus diodes are connected for rectification. The procedure for this is shown in the circuit diagram for a 12-pulse output voltage, which is shown in FIG. 4 and from which it can also be seen that there are two complete stars of basic phase windings and an auxiliary phase winding for each basic phase winding, which are shown in their phase relationship to the basic phase winding, with which it is directly connected, is offset and is therefore assigned to another basic winding in the spatial relationship that indicates the phase relationship to one another. This can be seen particularly well from the illustration in FIG. Due to the presence of the auxiliary phase windings, the phase voltages formed by the phase basic windings, which are designated in the usual three-phase system with U, V and W, are transformed into the resulting phase end voltages X1 ', Y1', Z1 ', which correspond to those from the phase basic windings in terms of magnitude and phase The resulting voltages are different, the amounts of the new phase end voltages being the same in both voltage systems, but the phase shifts in opposite directions.

Entsprechend dem Schaltschema der Fig. 4· wird die erste Phasenendspannung U ausgehend vom Sternmittelpunkt M1 ς bildet durch die Phasengrundwicklung X1U1 ," die über dieIn accordance with the circuit diagram of FIG. 4, the first phase end voltage U, starting from the star center point M1, is forms through the phase basic winding X1U1, "the over the

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Verbindungsleitung L1 verbunden ist mit der Phasenhilfswicklung UI1XI1, die phasenmäßig zugeordnet ist den weiteren Wicklungsteilen Y1V1, Y2V2 als Phasengrundwicklungen sowie Z2'W2" als zweite Phasenhilfswicklung. Der Anschluß . X1' bildet, wie er auch dem Wicklungsschema der Fig. 2 entnommen werden kann, einen nach außen geführten Anschlußpunkt und ist mit den beiden Dioden D3, D3' als Plus- bzw. Minusdiode über die Leitung L2 verbunden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird darauf verzichtet, auch die anderen Verbindungen der Wicklungsteile untereinander und zu ihren zugeordneten Dioden zu erläutern und im einzelnen mit Bezugszeichen zu versehen; man erkennt aber, daß der Grundaufbau sich aus dem Vektordiagramm der Figuren 3a und 3b in Verbindung mit dem Schaltplan der Fig. 4 ergibt.Connection line L1 is connected to the phase auxiliary winding UI 1 XI 1 , which is phase-related to the further winding parts Y1V1, Y2V2 as phase basic windings and Z2'W2 "as the second phase auxiliary winding A connection point led to the outside and is connected to the two diodes D3, D3 'as a plus or minus diode via the line L2 to be explained and provided in detail with reference numerals, but it can be seen that the basic structure results from the vector diagram of FIGS. 3a and 3b in conjunction with the circuit diagram of FIG.

Insgesamt verfügt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäße Drehstromgenerator über die folgenden Hauptwicklungsteile:
^U1X1 )
(/V1Y1 )
Overall, in the illustrated embodiment, the three-phase generator according to the invention has the following main winding parts:
^ U1X1)
(/ V1Y1)

\^W1Z1 ) mit beispielsweise je sechs Leitungen/Nut ^U2X2 )
V2Y2 )
W2Z2 )
\ ^ W1Z1) with, for example, six lines / slot ^ U2X2)
V2Y2)
W2Z2)

Dazu ergeben sich die folgenden Hilfswicklungsteile:This results in the following auxiliary winding parts:

mit beispielsweise je zwei Leitungen/Nutwith, for example, two lines / groove each

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Außerdem liegen, wie weiter vorn schon gelegentlich erwähnt, die durch einenVerbindungsbogen gekennzeichneten Wicklungsteile parallel zueinander und können daher auch parallel gewickelt werden.In addition, as mentioned earlier, the winding parts identified by a connecting arc are located parallel to each other and can therefore also be wound in parallel.

Da die Verbindungsbogen lediglich die parallelen Wicklungsteile einmal der Phasengrundwicklungen und zum anderen der Phasenhilfswicklungen getrennt angeben, läßt sich dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 noch entnehmen, daß zu den parallelen Hauptwicklungsteilen X1U1 sowie X2U2 auch noch die Hilfswicklungsteile Y2'V2' sowie ZI1WI' parallel liegen, so daß sich auch hier noch Möglichkeiten von parallelen, gleichzeitigen Wicklungsausführungen ergeben.Since the connecting arcs only indicate the parallel winding parts on the one hand for the phase basic windings and on the other hand for the phase auxiliary windings separately, it can be seen from the exemplary embodiment in FIG. 4 that the auxiliary winding parts Y2'V2 'and ZI 1 WI' lie parallel, so that there are still possibilities of parallel, simultaneous winding designs.

Es ist weiter vorn schon erwähnt worden, daß bei größeren Lichtmaschinen ohnehin jede der beispielsweise sechs vorhandenen Hauptdioden (3 Plus- und 3 Minusdioden) aus zwei parallel geschalteten Dioden gebildet ist, so daß sich insgesamt 12 Dioden für die Gleichrichterbrücke ergeben. Daher vergrößert sich der Aufwand für die Dioden bei dem Einsatz vorliegender Erfindung nicht, bei der ebenfalls 12 Dioden für die Gleichrichtung, hier allerdings zur Bildung einer 12-pulsigen gleichrichtenden Ausgangsspannung pro Periode, vorgesehen sind.It has already been mentioned earlier that in the case of larger alternators, each of the, for example, six existing ones anyway Main diodes (3 plus and 3 minus diodes) is formed from two diodes connected in parallel, so that a total of 12 diodes for the rectifier bridge result. Therefore, the effort for the diodes increases in use Not in the present invention, in the case of the likewise 12 diodes for rectification, but here for formation a 12-pulse rectifying output voltage per period are provided.

Zur Gewinnung einer entsprechend 12-pulsigen Erregerstromkurve mit der gleichen vorteilhaften geringen Spannungswelligkeit sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sechs Erregerdioden DE vorgesehen, die den Klemmenanschluß D+ bilden, der zur Feldwicklung oder Erregerwicklung W„ und zum Regler PL führt. Der Reglerausgangsanschluß ist wie üblich mit D-, bezeichnet.To obtain a corresponding 12-pulse excitation current curve with the same advantageous low voltage ripple, six excitation diodes D E are provided in the illustrated embodiment, which form the terminal connection D +, which leads to the field winding or excitation winding W "and to the controller PL. As usual, the controller output connection is labeled D-.

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Bei einem nach der Konzeption vorliegender Erfindung aufgebauten Drehstromgenerator ergab sich eine Einschaltdrehzahl von ca. 1000 min" bei einem Nennstrom von etwa
80 Amp bei 6000 min~ ; die angestrebte 12-pulsige Welligkeit pro Periode ergab sich über den gesamten Drehzahlbereich.
In the case of a three-phase generator constructed according to the concept of the present invention, a cut-in speed of approx. 1000 min "resulted at a rated current of approx
80 amp at 6000 min ~; the desired 12-pulse ripple per period resulted over the entire speed range.

Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen
und der Zeichnung dargestellten neuen Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
All in the description, the following claims
and the new features shown in the drawing can be essential to the invention both individually and in any combination with one another.

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DIpI. Ing. Peter Otte 7O33 Herrenberg (Kupplngen)DIpI. Ing.Peter Otte 7O33 Herrenberg (couplings)

Patentanwalt - ils - EifeistraBe 7Patent attorney - ils - EifeistraBe 7

Telefon (O 70 32) 31999Telephone (O 70 32) 31999

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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1 ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Wickelverfahren für einen elektrischen Generator und danach hergestellter DrehstromgeneratorWinding process for an electric generator and a three-phase generator manufactured according to this

Zusammenfassungsummary

Es werden ein Wickelverfahren für einen elektrischen Generator sowie ein elektrischer Generator vorgeschlagen, die eine wesentlich geringere Welligkeit von Strom und Spannung aufweisen. Der Generator dient hauptsächlich als Lichtmaschine für Kraftfahrzeuge u. dgl. und verfügt über mindestens zwei getrennte, im feststehenden Ständer eingewickelte Wicklungssysterne, wobei jede Phasenwicklung jedes Systems aus zwei Wicklungsteilen gebildet ist und einer der Wicklungsteile so mit Bezug auf den anderen in der Phase versetzt und im Betrag der in ihm induzierten Spannung bemessen ist, daß die jeweils einander zugeordneten, resultierenden Phasenendspannungen jedes der Wicklungssysteme zueinander symmetrisch in der Phase versetzt sind. Hierdurch ergibt sich, bei insgesamt sechs Ausgangsanschlüssen, die mit gleichrichtenden Dioden für jede Polarität verbunden sind, eine 12-pulsige Ausgangsspannung pro Periode.A winding method for an electrical generator and an electrical generator are proposed which have a significantly lower ripple of current and voltage. The generator mainly serves as a Alternator for motor vehicles and the like and has at least two separate stands in the fixed stand wrapped winding systems, each phase winding each system is made up of two winding parts and one of the winding parts so with respect to the other is offset in phase and dimensioned in the amount of the voltage induced in it that each of the other associated, resulting phase end voltages of each of the winding systems symmetrically to one another in the Phase are shifted. With a total of six output connections, this results in those with rectifying diodes for each polarity connected, a 12-pulse output voltage per period.

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Claims (9)

Dipl. Ing. Peter Ott· 7033 Herrenberg (Kuppingen)Dipl. Ing.Peter Ott 7033 Herrenberg (Kuppingen) Patentanwalt Elfelstraße 7Patent attorney Elfelstrasse 7 Telefon (O 70 32) 319 99Telephone (O 70 32) 319 99 1421/ot/wi
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ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1 PatentansprücheClaims f1.1Wickelverfahren für einen elektrischen Generator, insbesondere für einen Drehstromgenerator als Lichtmaschine für fahrbare Einheiten, Kraftfahrzeuge, Bahnen u. dgl., zur Reduzierung der Strom- und Spannungswelligkeit bei gegebener Nutenzahl des feststehenden Ständerteils, in dem von einem rotierenden, drehangetriebenen Anker durch magnetische Induktion in ihrer Phase zueinander versetzte Spannungen induziert werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines i.npulsigen (i = 2, 3, 4...), in der Welligkeit pro Periode reduzierten, gegebenenfalls gleichgerichteten Mehrphasensystems die Anzahl der Phaseneinzelsysteme um den Faktor i erhöht und zu jeder Phasengrundwicklung jedes Phasensystems eine zusätzliche Phasenhilfswicklung geringerer Windungsanzahl in um eine vorgegebene Nutanzahl des Ständers versetzter Position eingewickelt wird, derart, daß sich resultierende Phasenendspannungen bei jedem Phasensystem ergeben, die zu den Phasenendspannungen des oder der anderen Phasensysteme symmetrisch in der Phase versetzt sind.f1.1 winding method for an electric generator, in particular for a three-phase generator as an alternator for mobile units, motor vehicles, trains and the like, to reduce the current and voltage ripple with a given number of slots in the stationary stator part, in that of a rotating, rotationally driven armature through magnetic induction in their phase voltages offset from one another are induced, characterized in that, in order to achieve an i.npulsigen (i = 2, 3, 4 ...), reduced in the ripple per period, possibly rectified Multi-phase system, the number of individual phase systems increased by a factor of i and for each basic phase winding Each phase system has an additional auxiliary phase winding with a smaller number of turns by a specified number of slots of the stator offset position is wrapped, so that the resulting phase end voltages in each phase system result in the phase end voltages of the other phase system or systems are symmetrically offset in phase. 030049/0230030049/0230 1421/ot/wi1421 / ot / wi 18. April 1979 - 2 -April 18, 1979 - 2 -
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einander zugeordnete Phasengrundwicklungen jedes Phasensystems dadurch die gleiche Phasenlage aufweisen, daß sie in die gleichen Nuten des Ständers gewickelt2. The method according to claim 1, characterized in that associated phase basic windings of each phase system thereby have the same phase position in that they are wound in the same grooves of the stator werden und daß die Phasenhilfswicklung zur zugeordneten Phasengrundwicklung rücklaufend eingewickelt wird.and that the auxiliary phase winding is wound backwards to the assigned basic phase winding. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer 12-pulsigen, gleichgerichteten Ausgangsspannung pro Periode bei einem Dreiphasen-Drehstromgenerator die Bewicklung des Ständers in der Form von zwei zueinander getrennten Wicklungssystemen ausgeführt wird, wobei die Phasenwicklungen jedes Systems aus einer Phasengrundwicklung und einer Phasenhilfswicklung bestehen, die zueinander in um 120° versetzte Nuten angebracht sind und ein Windungsverhältnis von 1:3 aufweisen derart, daß sich zugeordnete Phasenendspannungen der beiden unabhängigen Wicklungssysteme zueinander um je 60° in der Phase unterscheiden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that to achieve a 12-pulse, rectified Output voltage per cycle for a three-phase alternator the winding of the stator in the form of two separate winding systems is carried out, the phase windings of each system consisting of a phase basic winding and a phase auxiliary winding exist, which are attached to each other in grooves offset by 120 ° and a winding ratio of 1: 3 have such that associated phase end voltages of the two independent winding systems differ from each other by 60 ° in phase. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallele Wicklungsteile gleichzeitig gewickelt werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that parallel winding parts are wound at the same time. 5. Elektrischer Generator, vorzugsweise Drehstromgenerator als Lichtmaschine für fahrbare Einheiten, Kraftfahrzeuge, Bahnen u. dgl., mit einem stationären, die Phasenwicklungen aufweisenden Ständer und einem drehangetriebenen Anker, der in der Ständerwicklung die Phasenspannungen induziert, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung der Strom- und Spannungswelligkeit bei gegebener Nutenzahl des Ständers in diesem mindestens zwei getrennte Wicklungssysteme (1, 2) eingewickelt werden, wobei jede5. Electric generator, preferably a three-phase generator as an alternator for mobile units, motor vehicles, Tracks and the like, with a stationary stator having the phase windings and a rotationally driven one Armature which induces the phase voltages in the stator winding, characterized in that for reduction the current and voltage ripple for a given number of slots in the stator in this at least two separate Winding systems (1, 2) are wrapped, each 030049/0230030049/0230 ORIGINAL INSPECTED ~3~ORIGINAL INSPECTED ~ 3 ~ 1421/ot/wi1421 / ot / wi 18. April 1979 - 3 -April 18, 1979 - 3 - Phasenwicklung jedes Wicklungssystems aus einer Phasengrundwicklung (X1U1, Y1V1, Z1W1; X2U2, Y2V2, Z2W2) sowie einer zusätzlichen Phasenhilfswicklung (011XI', VI1YI1, WI1ZI1; U2'X2', V2'Y2', W2'Z2') besteht, die zur Erzielung einer relativen Phasenverschiebung der jeweiligen, einander zugeordneten Phasenendspannungen vorgesehen sind.Phase winding of each winding system consisting of a basic phase winding (X1U1, Y1V1, Z1W1; X2U2, Y2V2, Z2W2) and an additional auxiliary phase winding (01 1 XI ', VI 1 YI 1 , WI 1 ZI 1 ; U2'X2', V2'Y2 ', W2 'Z2'), which are provided to achieve a relative phase shift of the respective, mutually associated phase end voltages. 6. Generator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Enden der Phasenhilfswicklungen gebildeten Ausgangsanschlüsse jedes Wicklungssystems (1, 2) getrennt herausgeführt und mit je einer Plus- und einer Minusdiode (D3, D3') zur Gleichrichtung verbunden sind.6. Generator according to claim 5, characterized in that the formed by the ends of the phase auxiliary windings Output connections of each winding system (1, 2) led out separately and with one plus and one Minus diodes (D3, D3 ') are connected for rectification. 7. Generator nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungszahl sowie die Phasenverschiebung der jeweiligen Phasenhilfswicklung zur jeweiligen Phasengrundwicklung so bemessen ist, daß die von den Phasenendspannungen gebildeten, die Welligkeit der gleichgerichteten Ausgangsspannung ausmachenden Spannungsüberhöhungen pro Periode zueinander in einem symmetrischen Abstand verlaufen.7. Generator according to claim 5 or 6, characterized in that the number of turns and the phase shift the respective auxiliary phase winding to the respective basic phase winding is dimensioned so that the ripple formed by the phase end voltages, the ripple of the rectified Output voltage making up voltage peaks per period to each other in a symmetrical way Distance run. 8. Generator nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer 12-pulsigen gleichgerichteten Ausgangsspannung pro Periode zwei getrennte Wicklungssysteme (1, 2) vorgesehen sind mit je drei Phasengrundwicklungen (X1U1, Y1V1, Z1W1; X2U2, Y2V2, Z2W2) und drei zu diesen um je 30<\η der phase versetzten und ein Windungsverhältnis von 1:3 aufweisenden, mit den Enden der Phasengrundwicklungen unmittelbar verbundenen Phasenhilfswicklungen (U11Xi', V1Ύ1·, W11ZI■;8. Generator according to one of claims 5 to 7, characterized in that to achieve a 12-pulse rectified output voltage per period two separate winding systems (1, 2) are provided, each with three basic phase windings (X1U1, Y1V1, Z1W1; X2U2, Y2V2, Z2W2) and three of these to each 30 <\ η of the phase offset and a turns ratio of 1: 3 having, with the ends of the fundamental phase windings directly connected phase auxiliary windings (U1 1 Xi ', V1Ύ1 ·, W1 1 ZI ■; 030049/0230030049/0230 -4- ^ · ORIGINAL-4- ^ ORIGINAL 1421/ot/wi1421 / ot / wi 18. April 1979 - 4 -April 18, 1979 - 4 - U2'X2\ V2'Y2\ W2'Z2')·U2'X2 \ V2'Y2 \ W2'Z2 ') 9. Generator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenhilfswicklung rücklaufend und um einen Nutabstand versetzt zur jeweils zugeordneten Phasengrundwicklung in den Ständer eingewickelt ist.9. Generator according to claim 8, characterized in that the auxiliary phase winding running backwards and offset by one slot distance from the respectively assigned basic phase winding is wrapped in the stand. 030049/0230030049/0230 ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
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