DE2941871C2

DE2941871C2 -

Info

Publication number: DE2941871C2
Application number: DE19792941871
Authority: DE
Inventors: Volkhard Dipl.-Ing. Gleisdorf At Teufelsberger
Original assignee: Andritz Hydro GmbH Austria
Current assignee: Andritz Hydro GmbH Austria
Priority date: 1978-10-18
Filing date: 1979-10-16
Publication date: 1991-03-28
Also published as: DE2941871A1; CH651973A5

Description

Die Erfindung geht aus von einer Wicklung für eine polumschaltbare elektrische Maschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention is based on a winding for one pole-changing electrical machine according to the preamble of Claim 1.

Bei Wasserkraftanlagen und Pumpspeicherwerken ist es oft erforderlich, um eine optimale Ausnützung zu erreichen, die Maschine für zwei verschiedene, nahe beieinanderliegende Drehzahlen auszulegen. Bisher wurden die Maschinen dann so ausgeführt, daß zwei getrennte Wicklungen im Ständer angeordnet wurden.It is often the case with hydropower plants and pumped storage plants required to achieve optimal utilization, the Machine for two different, close to each other To design speeds. So far, the machines were like this executed that two separate windings arranged in the stator were.

An sich ist es aber auch bekannt, für zwei verschiedene Drehzahlen eine polumschaltbare Ständerwicklung vorzusehen. Die Drehzahlverhältnisse für polumschaltbare Ständerwicklungen sind vorwiegend 1 : 1,5, 1 : 2. Bei einem Drehzahlverhältnis von 1 : 3 oder mehr, werden gewöhnlich zwei getrennte Wicklungen mit den entsprechenden Polzahlen vorgesehen (H Sequenz 3. Band, "Die Wicklungen elektrischer Maschinen" Seite 102 bis 140). Die Ausführung mit zwei getrennten Wicklungen ermöglicht zwar gute Symmetriebedingungen für die Wicklungen selbst, doch ist ein hoher Platzbedarf und ein großer Aufwand erforderlich. Der erhöhte Platzbedarf bringt eine Vergrößerung des Maschinendurchmessers mit sich, wodurch natürlich eine erhöhte Fliehkraftbeanspruchung gegeben ist.In itself, however, it is also known for two different ones Speeds to provide a pole-changing stator winding. The Speed ratios for pole-changing stator windings are predominantly 1: 1.5, 1: 2. At a speed ratio of 1: 3 or more, are usually two separate windings with the corresponding number of poles provided (H sequence 3rd volume, "Die Windings of electrical machines "pages 102 to 140) Version with two separate windings allows good ones Symmetry conditions for the windings themselves, but is a high space requirement and a great effort required. The increased space requirement brings an enlargement of the Machine diameter with it, which of course increases Centrifugal force is given.

Aus dem oben zitierten Buch von H. Sequenz ist auch eine polumschaltbare Wicklung mit dem Polzahlverhältnis 6 : 7 bekannt. Die Ausführungen über diese Wicklung auf Maschinen mit großer Leistung übertragen, würde aber eine Wicklung geben, deren Aufwand wirtschaftlich nicht vertretbar ist.There is also one from the book by H. Sequence cited above pole-changing winding with the 6: 7 pole ratio known. The statements about this winding on machines with large Transferred power, but would give a winding whose Effort is not economically justifiable.

Ferner ist aus der DE-PS 26 29 642 eine polumschaltbare Dreiphasenwicklung bekannt, bei der die Anspeiseklemmen so gelegt werden, daß Teile der Wicklung nur bei einer Polzahl stromführend bzw. spannungserzeugend wirksam sind. Furthermore, from DE-PS 26 29 642 is a pole-changing Three-phase winding is known, in which the feed terminals are laid so be that parts of the winding are live only with one number of poles or are tension-generating.

Die Wicklung wird somit in sogenannte Grundwicklungsteile und Nullwicklungsteile (Hilfsphase, Nullwicklungszweig) aufgespalten. Auch diese Wicklung ist in einer Maschine mit großer Leistung nicht wirtschaftlich realisierbar.The winding is thus in so-called basic winding parts and Zero winding parts (auxiliary phase, zero winding branch) split up. This winding is also in one machine great performance not economically feasible.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Wicklung der eingangs zitierten Art zu schaffen, die mit einer möglichst geringen Klemmenanzahl wirtschaftlich ausgeführt werden kann.The object of the invention is therefore to wind the input to create the kind cited with as little as possible Number of terminals can be carried out economically.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Wicklung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved with a winding with the in Features specified claim 1 solved.

Der Vorteil dieser Erfindung tritt vor allem bei großen Synchronmaschinen auf, bei denen es erforderlich ist, die Stromdurchflutung der einzelnen Nuten zu reduzieren. Dies erfolgt durch die Parallelschaltung von Wicklungszweigen. Dieses Parallelschalten von Wicklungszweigen ist auch die Grundvoraussetzung dafür, daß eine wirtschaftliche Umschaltung erreicht wird. Diese Ausbildung der Wicklung bringt aber auch Probleme mit sich. So muß im Großmaschinenbau bereits bei der Berechnung der Maschine die Anzahl der Etagen, in denen die Schaltverbindungen geführt werden, Berücksichtigung finden. Bei einer großen Etagenzahl muß nämlich die Maschinenlänge entsprechend ausgelegt werden. Eine größere Maschinenlänge wirkt sich aber auf den Verkaufspreis enorm aus.The advantage of this invention occurs especially with large ones Synchronous machines where it is necessary to To reduce current flow of the individual grooves. this happens through the parallel connection of winding branches. This The parallel connection of winding branches is also the Basic requirement for an economic switchover is achieved. This formation of the winding also brings Problems with themselves. In large machine construction, for example, Calculating the machine the number of floors on which the Switching connections are made, take into account. At The machine length must be large on a number of floors be interpreted accordingly. A longer machine length works but enormously on the sales price.

Wenn die Wicklung gemäß der Erfindung ausgebildet wird, entstehen paarweise austauschbare Spulengruppen. Die gerade Polpaar zahl hat zwei Urschemas am Umfang, die ungerade Polpaarzahl ein Urschema, deren Hälften gleich aufgebaut sind und sich nur durch die Vorzeichen, bzw. der Durchflußrichtung unterscheiden. Durch den Austausch von Spulengruppen werden die bei der Umschaltung von einer Polzahl auf die andere unterschiedlich zu schaltenden Spulengruppen reduziert. Daraus folgt aber, daß auch die Klemmen anzahl verringert wird. Durch diese Maßnahme erhält man z.B. für Wicklungen mit zwei Parallelzweigen insgesamt 18 unterschiedlich zu schaltende Spulengruppen und damit nur 36 Klemmen. If the Winding is formed according to the invention, arise in pairs interchangeable coil groups. The straight pole pair number has two original schemes on the circumference, the odd number of pole pairs Original scheme, the halves of which are constructed the same way and only through distinguish the signs or the flow direction. By the exchange of coil groups will be the one when switching to be switched differently from one number of poles to the other Coil groups reduced. However, it follows that the terminals number is reduced. This measure gives e.g. For Windings with two parallel branches a total of 18 different coil groups to be switched and thus only 36 terminals.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 2 gekennzeichnet. Durch diese Ausgestaltung ist es erstmals möglich, die Wicklung so im Ständer unterzubringen, daß beide Maschinenseiten für die Ausladung der Wicklung bzw. für die noch später beschriebenen Schaltverbindungen genützt werden. Das Platzproblem wird daher gelöst. Außerdem erhält man eine günstigere Leistungsführung bei Schaltverbindern. Die Ausleitung zu den einzelnen Klemmen können daher auch optimal durchgeführt werden. Zum Ausgleich der Spulen- bzw. Schaltschritte können bei Schleifen-Stab-Wicklungen schräge Lötverbindungen mit Z-Verbindern vorgesehen werden. Es kann nämlich vorkommen, daß der Spulenschritt vom Schaltschritt verschieden ist, sodaß bei einem Wechsel der Schaltsteite, bei Verwendung von elektrisch gleichwertigen ineinandergeschalteten Spulengruppen, die Schrittweiten ausgeglichen werden.A special embodiment of the invention is in claim 2 featured. This configuration makes it the first time possible to accommodate the winding in the stand so that both Machine sides for unloading the winding or for the still Switching connections described later can be used. The Space problem is therefore solved. You also get one cheaper power management for switch connectors. The diversion to the individual terminals can therefore also be carried out optimally will. To compensate for the coil or switching steps, Loop rod windings with oblique solder connections Z connectors are provided. It can happen that the coil step is different from the switching step, so that at a change of the switching side when using electrical equivalent interconnected coil groups that Increments can be compensated.

Eine Weiterbildung des Erfindungsgedenken ist gemäß Anspruch 3 gekennzeichnet. Durch diese Weiterbildung wird die Zahl der aus der Maschine herauszuführenden Klemmen noch weiter reduziert. So wird in Fortsetzung des obigen Beispieles, die Zahl der herauszuführenden Klemmen auf 12 vermindert, wobei die Zweige getrennt herausgeführt sind. Die Schalter können entweder Umschalter oder Trennschalter sein. Durch die Auswahl der Schalter kann schaltungstechnisch varriert werden. Es kann somit der günstigste Weg gewählt werden.A further development of the invention is characterized in accordance with claim 3. This development further reduces the number of terminals to be removed from the machine. Continuing the example above, the number of terminals to be removed is reduced to 12 , the branches being brought out separately. The switches can be either switches or disconnectors. The selection of the switches can vary in terms of circuitry. The cheapest route can thus be chosen.

"Anhand eines Bespiels soll die Erfindung näher erläutert werden". "The invention is to be explained in more detail using an example will".

Bei der Umschaltung einer Wicklung von 12 auf 14 Pole mit zwei parallelen Zweigen je Strang wäre eine bestimmte Spulengruppe des Zweiges I des Stranges U im 12-poligen Betrieb in eine Spulengruppe des Zweiges I des Stranges V für 14-poligen Betrieb umzuwandeln. In einer abgekürzten Schreibweise könnte dies wie folgt ausgedrückt werden:When switching a winding from 12 to 14 poles with two parallel branches per strand would be a certain group of coils of branch I of line U in 12-pin operation into one Coil group of branch I of strand V for 14-pole operation convert. In an abbreviated form, this could be like can be expressed as follows:

Sind nun elektrisch gleichwertige Spulengruppen in den Zweigen vorhanden, die sich nur durch den Durchlaufsinn unterscheiden, wie z.B.:Are now electrically equivalent coil groups in the branches available, which differ only in the sense of passage, such as.:

so wird die Zugehörigkeit zu den Zweigen vertauschtso the affiliation to the branches is exchanged

und man kann diese Spulengruppe nun mit der eingangs angeführten Spulengruppe in Serie schalten. Dabei werden zwei bzw. vier Klemmen bereits eingespart.and you can now use this coil group with the one mentioned at the beginning Connect the coil group in series. Two or four Terminals already saved.

Dasselbe gilt auch wenn die Strangzugehörigkeit umgeändert bleibt, z.B.:The same applies even if the strand membership remains changed, e.g .:

In diesem Fall wird auch die Zugehörigkeit zu den Zweigen ver tauscht und man erhältIn this case, the affiliation to the branches is also ver swaps and you get

Unter dem Aspekt, daß durch Vertauschen der Wicklungsteile der eine parallele Zweig alle Spulengruppen bzw. Wicklungsteile be inhalten soll, bei denen bei der Umschaltung von der einen Pol paarzahl auf die andere Polpaarzahl die Durchflußrichtung er halten bleibt und der andere parallele Zweig alle Spulengruppen bzw. Wicklungsteile aufweist, bei denen bei der Umschaltung sich die Durchflußrichtung ändert, können die oben genannten SpulengruppenUnder the aspect that by swapping the winding parts of the a parallel branch be all coil groups or winding parts should contain, when switching from one pole number of pairs on the other number of pole pairs the flow direction holds and the other parallel branch all coil groups or has winding parts in which when switching If the direction of flow changes, the above-mentioned can Coil groups

mit den in den Zweigen bereits vorhandenen Spulengruppenwith the coil groups already present in the branches

verbunden werden. Es werden also auch in diesem Fall vier Klemmen eingespart.get connected. In this case, too, there will be four terminals saved.

Claims

1. winding for pole-changing electrical machine, in particular synchronous machine, with closely spaced pole numbers, the number of pole pairs divided by a common divisor including one in one case giving an even, in the other case an odd integer, and only one Six-zone winding is easily seen, which can be switched to both numbers of pole pairs, characterized in that all coil groups belonging to one phase of the first number of pole pairs, on the other hand, a phase group of the same name or another name of the second number of pole pairs are connected together, first of all those coil groups, with respect to which match or Contrary to the sign of the two phases under consideration, taking into account the direction of the current with the formation of symmetrical parallel branches are directly connected (e.g. U / V with -U / -V; and U / -V with -U / V), of which parallel branches the one all at the Polumwechsel the current direction maintaining (eg U / V and -U / -V) and the other all in the Polum switching the current direction changing coil groups (eg U / -V and -U / V), and also those coil groups, with respect to which There is agreement regarding the sign of only one of the two considered phases, taking into account the direction of the current with the insertion of switches connected to each other (e.g. U / V and -U / -V with U / -V and -U / V).

2. Winding according to claim 1, characterized in that Rejections to the terminal or busbars or the switching connections of individual winding parts of the Winding is provided on both sides of the machine.

3. winding according to at least one of claims 1 and 2, characterized in that the for the change of Current switch provided in the machine are ordered.