DE443752C

DE443752C - Elektrische Maschine mit einer in denselben Nuten wie die Hauptwicklung liegenden Daempferwicklung

Info

Publication number: DE443752C
Application number: DES66171D
Authority: DE
Inventors: Carl Trettin
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Priority date: 1924-05-29
Filing date: 1924-05-29
Publication date: 1927-05-06

Description

Elektrische Maschine mit einer in denselben Nuten wie die Hauptwicklung liegenden Dämpferwicklung. Es ist bekannt, daß sowohl die Schwierigkeiten der Stromwendung wie auch die zusätzlichen Wirbelströme in den Nutenleitern kommutierender Maschinen um so größer werden, je größer die Induktivität der Ankerwicklung, d. i. der hauptsächlich von den Nutenleitern erzeugte, die Nut quer durchsetzende Fluß, der sogenannte Querfluß ist. Man ist daher, um die Induktivität der Ankerwicklung niedrigzuhalten, auf die Verwendung verhältnismäßig kleiner Nuttiefen angewiesen, die aber die Ausnutzungsfähigkeit " der '.Maschine beschränken. Ferner ist man bei Gleichstrommaschinen gezwungen, so breite Bürsten anzuwenden, daß stets mehrere Stromwenderstege bedeckt werden, damit durch die dämpfende Wirkung der gleichzeitig überbrückten Spulen die Induktivität der aus dem Kurzschluß austretenden Spulen vermindert wird. Diese Wirkung ist aber selbst bei enger Verkettung, z. B. nebeneinander in einer Nut liegender Windungen, gering, da sich infolge der Bürstenübergangswiderstände ein erheblicher Dämpferstrom nicht ausbilden kann.
Nach der Erfindung wird der wohltätige Einfluß der Dämpfung nun dadurch verstärkt, daß auf dem Anker zusätzliche, in sich geschlossene Wicklungen verwendet werden, die den'Nutenstreufluß nahezu vollständig und streuungsfrei umfassen. Als eine solche Wicklung dient mit besonderem Vorteil eine Wicklung, deren Leiter in den einzelnen Nuten oberhalb und unterhalb der Hauptleiter liegen und außerhalb der Nuten miteinander verbunden sind, so daß die so entstandenen Kurzschlußstromkreise mit ihrer Wicklungsebene ganz oder annähernd parallel zur Nutenseitenwand liegen. Der Widerstand der Wicklung wird dabei möglichst klein gewählt, damit sich die Dämpferströme möglichst stark ausbilden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abb. z, 2 und 3 der Zeichnung dargestellt, die einen Längsschnitt und einen Querschnitt durch die Nut sowie eine Ansicht der Nut mit inliegenden Wicklungen in achsialer Richtung der Maschine zeigt. In der Nut n des wirksamen Eisens e liegen zwei Leiter v und w mit der Isolation i. Nach der Erfindung sind in der Nut zwei in sich geschlossene Spulen c und k parallel zu den Nutenwandungen angeordnet, die den Nutenstreufluß umfassen. Sie sind unmittelbar am Eisenkörper seitlich abgebogen, um den Ohmschen Widerstand möglichst gering zu halten. Sie können an dieser Stelle auch einen größeren Querschnitt erhalten, wodurch die Zeitkonstante weiter vergrößert wird. Da, wie ersichtlich, durch die Wicklung nur die Nutentiefe, aber nicht die Nutenbreite in Anspruch genommen wird, wird die Ausnutzung des Ankers wenig beeinträchtigt. -Bei der Anwendung solcher Spulen c und k läßt es sich leicht erreichen, daß die sekundäre Zeitkonstante (Selbstinduktivität/Widerstand) um ein Mehrfaches größer wird als die primäre, was bekanntlich der Maßstab für die Güte der Dämpfung ist, die Nutenleiter also von ihrem Eigenfeld, dem Querflusse, zum größten Teil befreit werden. Dann ist bei Kommutatormaschinen der Kurzschlußström nicht mehr gehindert, den veränderlichen Bürstenübergangswiderständen beliebig schnell, d. h. nach Maßgabe des erwähnten Zeitkonstantenverhältnisses, zu folgen und bei massiven Leiterquerschnitten sich auch zeitlich ohne nennenswerte Stromverdrängung zu ändern. Die vom Hauptpolfelde herrührenden Nutenquerflüsse mitihrem Gefolge von Wirbelströmen werden außerdem durch die Dämpferwicklung ebenfalls vermindert, wenn auch nicht in demselben Maße wie die Kommutierungswirbelströme.
Bei der Anordnung nach der Erfindung können noch die die Nut radial durchsetzenden Hauptfeldstreulinien in der Dämpferwicklung selbst zusätzliche Wirbelströme erzeugen, insbesondere, wenn die Wicklung aus einem Rahmen mit massivem Querschnitt besteht. Nach der Erfindung soll nun die Wicklung auch gegen Wirbelströme innerhalb ihrer Leiter geschützt werden. Dies kann, wie in Abb. q. veranschaulicht ist, z. B. dadurch geschehen, daß die Dämpferwicklung in das Maschineneisen gebettet wird, so daß sie nur von verhältnismäßig wenigen radialen Streulinien durchsetzt wird. Man kann aber auch, wie Abb. 5 veranschaulicht, den Querschnitt des Wicklungsrahmens unterteilen, indem man ihn aus isolierten Blechen oder Drähten oder auch aus Litzen herstellt. Bei Wicklungen mit mehreren Windungen kann dasselbe Ziel dadurch erreicht werden, daß möglichst viele Windungen aus dünnem Draht vorgesehen werden oder daß die Wicklung aus einem Leiter von flachem Querschnitt hergestellt wird. Die Größe der Zeitkonstante wird durch Vermehrung der Windungszahl nicht schädlich beeinflußt, da Selbstinduktivität und Ohmscher Widerstand hierbei im gleichen Maße sich verändern.
Schließlich soll die Dämpferwicklung nicht das Belegen des Ankers mit der Arbeitswicklung behindern. Dies kann bei Maschinen mit offenen Nuten, wie sie bei Gleichstrommaschinen fast ausschließlich verwendet werden, dadurch erreicht werden, daß der an der Nutöffnung gelegene Teil der Dämpferwicklung aus der Nut herausziehbar und seitlich abbiegbar angeordnet wird, wie Abb. 6 veranschaulicht. Beim Einlegen der Wicklung wird der in der Nutöffnung liegende Teil der Dämpferwicklung dann hochgezogen und beiseite gebogen, hierauf wird die Arbeitswicklung eingelegt und danach der abgebogene Teil der Dämpferwicklung in die endgültige Lage zurückgebogen. Die dargestellten Beispiele zeigen nur einige der möglichen Ausführungsformen. Der Erfindungsgedanke läßt sich aber auch noch durch andere Bauweisen je nach den vorliegenden Bedürfnissen verwirklichen.
Die Erfindung ist nicht nur mit Vorteil für Kommutatormaschinen, sondern ganz allgemein für Gleichstrom- und Wechselstrommaschinen zu verwenden. Bei kommutatorlosen Maschinen werden durch die neue Einrichtung zwar keine Kommutierungsschwierigkeiten beseitigt, wohl aber werden die gefürchteten Wirbelströme in den Nutenleitern abgedämpft, so daß sich in vielen Fällen eine Unterteilung der Leiter erübrigt, die die Herstellung der Leiter erschwert.

Claims

PATENTANSPRÜCI-ZE: z. Elektrische Maschine mit einer in denselben Nuten wie die Hauptwicklung liegenden Dämpferwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter der Dämpferwicklung in den einzelnen Nuten oberhalb und unterhalb der Hauptleiter liegen und außerhalb der Nuten miteinander verbunden sind, so daß die so entstandenen, mit ihrer Windungsebene parallel oder nahezu parallel zur Nuten-Wandung liegenden Kurzschlußstromkreise die Nutenstreuflüsse nahezu vollständig und streuungsfrei umfassen. s. Ausführungsform nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpferwicklungen außerhalb der Nut unmittelbar am Eisenkörper seitlich abgebogen sind. 3. Ausführungsform nach Anspruch z und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der an der Nutöffnung gelegene Teil der Dämpferwicklungen aus der Nut herausnehmbar und seitlich abbiegbar ist. q.. Ausführungsform nach Anspruch z bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpferwicklungen selbst gegen Wirbelströme geschützt sind. 5. Ausführungsform nach Anspruch q, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpferwicklungen derart in das Maschineneisen eingebettet sind, daß sie nur von verhältnismäßig wenig radialen Streulinien getroffen werden. 6. Ausführungsform nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Dämpferwicklungen z. B. durch Aufbau aus isolierten Blechen, Drähten oder Litzen unterteilt ist. 7. Ausführungsform nach Anspruch x bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Dämpferwicklungen außerhalb der Nut vergrößert ist.