DE3035136C2

DE3035136C2 - Mindestens zweisträngige Zweischicht-Runddrahtwicklung mit zusammenhängend gewickelten Spulengruppen

Info

Publication number: DE3035136C2
Application number: DE19803035136
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. Dr.techn. 8500 Nürnberg Auinger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-09-17
Filing date: 1980-09-17
Publication date: 1984-05-30
Also published as: DE3035136A1

Description

9 =

2p-m

Wie aus der DE-OS 23 60 652 bekannt ist, kommen solche Zweischiehtwicklur.gen mit zusammenhängend gewickelten Spulengruppen ohne gesonderte äußere Verbindungen zwischen den einzelnen Spulengruppen aus und ermöglichen mit ihren Spulen gleicher Weite kurze, kompakte und insbesondere für eine Flüssigkeits-Sprühkühlung ausreichend durchlässige Wickelköpfe, wenn man die Spulenweiten W so wählt, da&sich je Pol und Strang nur eine einzige Nut ergibt, die ober- und unterschichtseitig vom selben Strang belegt ist Mit innerhalb dieser Nuten jeweils von der Oberschicht zur Unterschicht geführten Obergangsstellen lassen sich solche Wicklungen ausführen, die entsprechend den Beziehungen

mit N als Nutenzahl, ρ als Polpaarzahl und m als Strangzahl jede Spulengruppe (I bis IV) in wenigstens zwei Teilspulengruppen (Ia bis IVa und \B bis Wb) mit <£,- und q^-Mehrfachspulen entsprechend q = q_a -f jft aufgeteilt ist, wobei nur jeweils die Teilspulengruppen mit q₃- bzw. qt-Spulen je Pol und Strang zusammenhängend gewickelt und durch in Nuten liegende Übergangsstellen (Oi, L/2, O3, Ü4 bzw. Ü\a bis ÜHla und Ülb bis O IUb) verbunden sind und die außenliegenden Anfänge (A la, A Ib, A IHa, Λ UIb) und Enden (Elia, EUb, £lVa, EIVb; dieser Teilspulengruppen (Ia bis IVa bzw. Ii? bis Wb) durch äußere Schaltverbindungen in Reihen- und/ oder Parallelschaltung zu einer vollständigen m-strängigrn Zweischichtwicklung geschaltet sind.

2. Zweischichtwicklung nuoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die halbe Anzahl der ersten Teilspulengruppen (Ia jis IVaJ mit φ,-fachen Mehrfachspulen und der zweiten Teilspulengruppen (Ii> bis Wb) mit ^-fachen Mehrfachspulen durch innerhalb der Nuten verlegte Obergänge (Oi, Ü4 bzw. Ü2, Ü3) zusammenhängende Wicklungsabschnitte bilden und die Anfänge (A la, A linder beiden ersten Wicklungsabschnitte sowie die Enden (EWa, EWb) der beiden übrigen Wicklungsabschnitte jeweils miteinander verbunden sind und daß die Enden (E 11 a, E\ 1 b) der beiden ersten Wicklungsabschnitte mit den Anfängen (A IHa, A Widder beiden anderen Wicklungsabschnitte durch äußere Verbindungen kreuzweise zusammengeschaltet sind (F ig. 2,3).

3. Zweischicht wicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilspulengruppen (la bis IVa und \b bis Wb) mit gefachen Mehrfachspulen bzw. ^-fachen Mehrfachspulen jeweils durch innerhalb der Nuten verlegte Übergänge (£7 la bis O IHa; Ü\b bis 0\\\b) zusammenhängende Wicklungsabschnitte bilden und alle Wicklungsabschnitte durch äußere Verbindungen hintereinander geschaltet sind (F ig. 4,5).

4. Zweischichtentwicklung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teilspulengruppen hälftig unterteilt aus gleichen Mehrfachspulen gebildet sind (q., = φ, =-- 1/2 q) (Fig. 2 und 4).

W= (m-l)q +

und

₌ (»1-1)9

m ■ q

(D

(2)

(3)

sind, wobei q... dip Nuten- bzw. Spulenzahl je Pol und Strang, N... die Nutenzahl,ρ... die Polpaarzahl, m die Strangzahl, VV9ie in Nutteilungen gemessene Spulenweite und r die Polteilung bedeuten.
Die auf diese Weise ausführbaren Spulenweiten W sind z. B. bei Zweiphasenwicklungen nur um eine Nutteilung größer als - und bei Dreiphasenwicklungen nur

um eine Nutteilung größer als —-. Damit wird aber die 3

Bemessung von Maschinen mit. solchen Wicklungen erheblich beeinträchtigt, da sich mit zunehmender Nutenzahl N und/oder abnehmender Strangzahl m stark gesehnte Spulen mit einem entsprechend niedrigen Wicklungsfaktor c," ergeben, so daß die Ausnutzung der Maschinen zunehmend schlechter wird.

Bei der in der DE-OS 23 60 652 beschriebenen zweischichtigen Dreiphasenwicklung der eingangs genannten Art mit einer Nutzahl N = 48 Nuten, einer Polzahl 2p = 4, einer Strangzahl m = 3 und damit q = 4 Nuten je Pol und Strang ist gemäß den Gleichungen (2) und (3) eine Spulenweite VV= (3— 1)-4+1=9 Nutteilungen und eine Selniung von

W_

12

gegeben.

Wenn gemäß F i g. 1 statt dieser bekannten Dreiphasenwicklung bei gleicher Nutzahl N= 48 und Polzahl 2p=4 eine Zweiphasenwicklung nach den vorgenannten Beziehungen erstellt werden sollte, dann ergäben sich mit m = 2hierfür Werte «7=6, W=7 und

W_

7 12

Die Erfindung betrifft eine mindestens /.wcisträngige Zwcisehicht-Runddrahtwicklung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer solchen stark gesehnten Wicklung ergäbe sich z. B. ein Sehnungsfaktor von /, = 0.7934 und damit ein ω unerwünscht niedriger Wicklungsfaktor „'

Bei Verminderung der Strangzahl m und einer davon abhängigen Vergrößerung von q müssen also für eine derartige Wicklungsausführung allgemein geringere

ipulenweiten Wund somit unerwünschte stärkere Sehlungen — in Kauf genommen werden, wodurch sich

lie Maschinenausnutzung verschlechtert.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei :iner Wicklung der eingangs genannten Art für insbejondere höhere Nutenzahlen und kleinere Slrangzahlen lusreichcnd gre'te Sehnungsfaktoren, d. h. größere Spuenweiten W zu ermöglichen, ohne auf zusammenhängend gewickelte Spulengrupperi mit in Nuten angeordneten Obergängen verzichten zu müssen.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch die Maßnahmen nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1.

Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Einige in der Zeichnung vereinfacht dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend näher erläutert Es zeigen jeweils für einen Strang einer 2p = 4po!igen Zweiphaser. wicklung r>3r /V = 48 Nuten und q = 6 Nuten bzw. Spulen je Pol und Strang

F i g. 1 die Spulenanordnung mit Vijgesehnten einteiligen Sechsfachspulengruppen der üblichen Art,

Fig.2 die Spulenanordnung für eine '%2gesehnte Zweiphasenwicklung nach der Erfindung mit hälftiger Unterteilung jeder Spulengruppe in zwei Dreifach-Teilspulengruppen,

F i g. 3 das Schaltbild für eine Parallel/Reihenschaltung der aus den einzelnen Teilspulengruppen gebildeten Wicklungsabschnitte der Wicklung nach F i g. 2,

F i g. 4 die Spulenanordnung einer anders geschalteten, ebenfalls 10/12gesehnten erfindungsgemäßen Zweiphasenwicklung mit jeweils zwei gleichen Dreifach-Teilspulengruppen,

Fig.5 das Schaltbild für eine Reihenschaltung der aus den Teilspulengruppen gebildeten Wicklungsabschnitte der Wicklung nach F i g. 4,

F i g. 6 und 7 ausschnittweise Spulenanordnungen von Zweiphasenwicklungen mit aus unterschiedlichen Mehrfachspulen gemäß q_n Φ qt und q, + qt = 6 gebildeten Teilspulengruppen.

Bei der Zweiphasenwicklung üblicher Art gemäß F i g. 1 sind für jeden Strang in den Nuten /Vl bis N48 vier gleiche Spulengruppen 1, il. 111, IV angeordnet, die jeweils aus zwei zusammenhängend gewickelten Sechsfachspulen mit einer Spulenweite W = 7 bestehen, deren Übergänge Ü\,Ü2 Innerhalb der Nuten N13 bzw. Λ/37 verlegt sind. Die Spulengruppen 1 und 11 sowie Ul und IV bilden jeweils eilten zusammenhängenden Wicklungsabschnitt. Der Anfang des ersten Wicklungszweiges ist mit A 1, das Ende desselben mit £11 bezeichnet; entsprechendes gilt für den zweiten Wicklungszweig bezüglich Λ III und £ IV.

Gemäß der Erfindung wird zur Erhöhung des Sehnungsfaktors ζ₅ jede Spulengruppe 1 bis IV gemäß F i g. 2 in zwei gleiche Teilspulengruppen la bis IVa und 16 bis IVb mit jeweils Dreifachspulen q„ = qb = 3 unterteilt, wodurch sich fiktiv eine verdoppelte Strangzahl von m' = m₃ + /Πο = 4 ergibt. Entsprechend der genannten Bedingungen (2) läßt sich dann eine Spulenweite W = 10 ausführen, so daß mit derart zusammengesetzten Spulengruppen eine ^l0/i2gesehnte Zweiphasenwicklung erhalten wird.

Die einzelnen aus jeweils zwei zusammenhängend gewickelten Dreifachsoulengruppen gebildeten Wicklungsabschnitte haben Übergänge Ü\ bis Ü» in den Nuten N13, Nie, N37 und Λ/40, welche die Teilspulengruppen Ia mit Ha, \l· mit 116, IHa mit IVa und 1116 mit IV miteinander verbinden.

Die Anfänge A la und A \b der Teilspulengruppen la und Xb sowie die Enden £ IVa und £ IVo der Teilspulengruppen IVa und IVb sind jeweils miteinander verbunden. Außerdem sind die Enden £lla bzw. EWb mit den Anfängen A lila bzw. A \\\b verbunden. Diese Verbindungen liegen wie üblich außerhalb der Nuten und sind außerhalb dos Wickelkopfes über eine relativ kurze Umfangszone verlegt, so daß sich gemäß Fig.3 eine Reihen/Parallelschaltung der vier Wicklungsabschnittc ergibt, wobei dieTeilspuler.gruppen la, Ila, \\\b, IVb und \b, Wb, HIa, IVa jeweils »kreuzweise« in Reihe geschaltet einen Wicklungszweig bilden und beide Wicklungszweige parallel an U — X angeschlossen sind.

In F i g. 4 sind Teilspulengruppen la bis IVa und \b bis IVb mit gleichen Daten wie in F i g. 2 in Reihenschaltung entsprechend F i g. 5 gezeigt Es ergibt sich hier ebenfalls eine '%2gesehnte Zweiphasenwicklung, bei der jeder Strang jus insgesamt acht Dreifachspulen, von denen jeweils vier zusammenhängend ?.iwickelt sind, besteht Die sechs inneren Übergangsstellen O Ia bis £7 HIa bzw. 0 Ib bis O WIb zwischen den einzelnen Teilspulengruppen liegen in den Nuten N13, N 25 und N 37 bzw. in den Nuten Λ/16, /V28 und N 40. Die einzelnen Überginge O\a bis Üllla verbinden jeweils das Ende einer der Teilspulengruppen Ia bis IVa mit dem Anfang der folgenden zugehörigen Teilspulengruppe des ersten zusammenhängend gewickelten Wicklungsabschnittes, die Übergänge Ü \b bis 0\\\b entsprechend die anderen zusammenhängend gewickelten Teilspulengruppen Ib bis IVb des zweiten Wicklungsabschnittes.

Gemäß F i g. 6 und 7 lassen sich bei unterschiedlicher Aufteilung jeder Spulengruppe mit q = 6 noch andere Spulenweiten bzw. Sehnur.gen erzielen. So ist z. B. bei einer Aufteilung mit q_a = 4 und qb = 2 eine Spulenweite von W = 9 erreichbar (F i g. 6), bei q, = 2 und q_b = 4 wird dagegen eine Spulenweite von W=Il möglich (F ig-7).

In analoger Weise werden bei einer Aufteilung von q — 6 in q_a = 5, qj, 1 eine Spulenweite von W=B und bei «7₃ = 1, qb — 5 eine Spulenweite von W= 12 ausführbar.

Allgemein gilt, daß sich entsprechend weniger stark gesehnte Wicklungen mit höheren Wicklungsfaktoren durch die erfindungsgemäße Unterteilung der Spulengruppen in Teilspulengruppen und bei beliebigen Werten für q, N, 2p und m erreichen lassen. Dabei können — wie nicht näher erläutert werden muß — auch Unterteilungen mit mehr als vier Spulengruppen je Pol und

so Strang vorgesehen werden und innerhalb einer jeden Teilspulengruppe die zusammenhängend gewickelten Spulen neben der bzw. den gezeigten Beispielen vorhandenen Ausführungsform mit durchwegs gleicher Spulenweite auch in an sich bekannter Weise al.« konzentrisch oder teilkonzentrisch gewickelte») Mehrfachspulen ausgeführt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mindestens zweisträngige Zweischicht-Runddrahtwicklung mit zusammenhängend gewickelten Spulengruppen und innerhalb von Nuten angeordneten Obergangsstellen von der letzten Spule der einen Spulengruppe zur ersten Spule der nächsten Spulengruppe, dadurch gekennzeichnet, daß für eine vorgesehene Nuten- bzw. Spulenzahl je Pol und Strang