DE470442C - Wicklung fuer Wechselstrom-Hochspannungsmaschinen - Google Patents

Wicklung fuer Wechselstrom-Hochspannungsmaschinen

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DE470442C
DE470442C DEP47283D DEP0047283D DE470442C DE 470442 C DE470442 C DE 470442C DE P47283 D DEP47283 D DE P47283D DE P0047283 D DEP0047283 D DE P0047283D DE 470442 C DE470442 C DE 470442C
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Germany
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grooves
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/32Windings characterised by the shape, form or construction of the insulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Description

  • Wicklung für Wechselstrom-Hochspannungsmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Maschinen und will eine Maschine schaffen, mit der man in der Lage ist, höhere Spannungen zu erzeugen, als dies bisher in der Praxis üblich war, und zwar ohne die Abmessungen der Maschine entsprechend der Zunahme der Spannung zu vergrößern.
  • Beim Isolieren der Wicklungen beispielsweise einer Wechselstrommaschine hat man bisher einen gleichförmigen Leiterquerschnitt mit einer gleichbleibenden Isolationsmenge in allen Nuten zugrunde gelegt, und zwar wurde die Dicke der Nutisolation so groß gewählt, daß sie für den größten zwischen dem Leiter und Erde erzeugten Spannungsunterschied genügte. Bei der Herstellung derartiger Maschinen für sehr hohe Spannungen mußte man daher die Abmessungen der Maschine beträchtlich vergrößern, weil der verfügbare Raum zur Aufnahme der durch die Spannungszunahme bedingten zusätzlichen Isolation nicht ausreichte.
  • Diesen Übelstand zu beseitigen, ist das Ziel der Erfindung, der die bei anderen ähnlichen Transformatoren und elektrischen Apparaten gemachte Erfahrung zugrunde liegt, daß die in der Wicklung erzeugte Spannung gegen das Eisengestell gleichförmig längs des Leiters bis zu dem Höchstwert am Ende der Wicklung zunimmt, wenn man das andere Wicklungsende dadurch konstant hält, daß man es mit einem Erdpotential führenden Punkt oder unmittelbar mit Erde verbindet. Die Erfindung besteht nun darin, daß man die Dicke der Nutisolation nach Maßgabe des gegenüber Erde ansteigenden Spannungsunterschiedes durch Vergrößerung des Verhältnisses Nutenquerschnitt zu Gesamtquerschnitt der darin liegenden Leiter stufenweise wachsen läßt.
  • In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäß ausgebildete Wicklung für eine Wechselstrom-Hochspannungsmaschine in einigen Ausführungsbeispielen dargestellt.
  • Abb. I, 2 und 3 veranschaulichen drei verschiedene zur Ausführung der Erfindung geeignete Möglichkeiten der Änderung des Verhältnisses Nutenquerschnitt zu Gesamtquerschnitt.
  • Abb. 4 ist ein Schnitt nach X-X der Abb. 5, einen Teil der Stirnverbindungen und die Ständernuten der Wechselstrommaschine zeigend.
  • Abb.5 zeigt einen Längsschnitt durch die Maschine der Abb. 4.
  • Gemäß Abb. I ist der Ständer der Maschine mit Nuten A versehen, in denen die Leiter C liegen. Die nebeneinanderliegenden Nuten Al bis As nehmen in dem Maße an Tiefe zu, wie die Spannung der Leiter anwächst. Die Breite der Nuten bleibt könstant. In jeder Nut liegen vier Leiter,. und der Leiterquerschnitt ist in allen Nuten gleich; der Nutenquerschnitt ist also zu dem Gesamtquerschnitt der darin liegenden Leiter abgestuft.
  • Die vier Leiter C in der Nut A1 haben unter sich gleiche Abmessungen, aber andere Abmessungen als die Leiter in den Nuten A2, A3 usw. Der Flächeninhalt des Querschnitts der einzelnen Leiter ist konstant gehalten, aber die Abmessungen der Leiter sind von Nut zu Nut derart geändert, daß sie sich der Form der Nut bestmöglich anpassen. Das Anwachsen des Flächeninhalts des Querschnitts der Nuten gestattet die Unterbringung zusätzlicher Isolation.
  • Bei dieser Bauweise ist durch gleichmäßige Nutenteilung und Nietenbreite für möglichst geringe Kraftflußschwankungen Sorge getragen.
  • Gemäß Abb. 2 haben die Nuten durchgehend gleiche Abmessungen, dagegen ist die Anzahl der Leiter C in den Nuten höherer Spannung vermindert und der auf diese Weise verfügbar gewordene Raum für eine zusätzliche Isolation B verwendet. In den Nuten A1 liegen je vier Leiter, in den Nuten A2 je drei Leiter und in den Nuten A3 je zwei Leiter.
  • Die Ausführung nach Abb. 2 bietet dieselben Vorteile wie die Ausführung nach Abb. I, da die Verluste in den Nuten mit dem Anwachsen des Isolationsquerschnitts infolge der geringeren Leiterzahl sinken und damit die durch die dickere Isolation zu übertragende Wärme vermindert wird. Die Temperaturen bleiben deshalb für alle Nuten gleichförmig.
  • In den beiden Nuten A1 nimmt jeder Leiter I4 % des Flächeninhalts des Nutenquerschnitts ein, alle vier Leiter zusammen somit 56 %. In den Nuten A2 nimmt ein Leiter I7 % des Flächeninhalts des Nutenquerschnitts ein, alle drei Leiter zusammen also 5I %. In den Nuten A3 nimmt jeder Leiter 2o % des Flächeninhalts des Nutenquerschnitts ein. Die Leiter beanspruchen also von 4o % bis zu 56 % des Inhalts des Nutenquerschnitts.
  • Bei der in Abb. 3 dargestellten Ausführungsform sind Tiefe und Breite der Nuten und der Nutabstand derart geändert, daß die stärkere Isolation für die die höheren Spannungen führenden Leiter in den entsprechenden Nuten untergebracht werden kann. Die Nuten A1 haben gleiche Abmessungen und enthalten je vier Leiter. Die Nuten A2 sind breiter und tiefer und enthalten ebenfalls vier Leiter, die jedoch einen größeren Querschnitt aufweisen als die Leiter der Nuten A1. Isolation und Leiterquerschnitt sind also für das höchste Potential vergrößert. Die beiden Nuten A2 haben wegen ihrer besonderen Breite einen größeren Abstand voneinander als die Nuten A1. Die Teilung kann z. B. für die Nuten A2 8½° und für die Nuten A1 7½° sein. Die Ausführungsformen der Abb. I, 2 und 3 können gewünschtenfalls miteinander kombiniert werden.
  • Die Stirnansicht der Abb. 4 entspricht der Ausführungsform nach Abb. 2 und zeigt die obere Hälfte der Ständernuten der Maschine mit den Endverbindungen nur einer Phase. Die mit Y bezeichneten Nuten liegen in einer Phase. Der Leiter C1 liegt an der Phasenklemme, während der Leiter C2 an der Erdungsklemme liegt. Die Leiter verlaufen, wie üblich, z. B. nach diametral gegenüberliegenden Nuten.
  • Abb. 5 zeigt die Vereinigung der Endverbindungen der drei Phasen mit den in den Nuten liegenden Leitern, wobei in jedem der Stränge D, E und F eine Phase zusammengefaßt ist. Die Leiter K der Stränge B und F der Abb. 5 sind zahlreicher als diejenigen des Stranges E, da D und F nach dem Schnitt H-H der Abb. 4, die Verbindungen E dagegen nach dem Schnitt G-G der Abb. 4 dargestellt sind. Der größere Abstand läßt die Unterbringung einer größeren Menge Isolation für die höheren Spannungen zu.
  • An dem Läufer können Dämpferstäbe (nicht dargestellt) vorgesehen werden, um die Wärmeverluste zu verringern, die bei Kraftflußschwankungen infolge unsymmetrischer Ständerwicklung oder wechselnder Breite, Tiefe oder wechselnden Abstandes der Nuten entstehen.
  • Man sieht, daß nicht nur die Dicke der Isolation geändert wird, es wird vielmehr auch die Streuungsoberfläche von den Leitern zur Erde, zwischen den Leitern und zwischen den Phasen in derselben Weise geändert.
  • Gemäß der Erfindung soll die Isolation in irgendeiner Nut nicht dicker sein, als es nötig ist, um der Spannung zwischen Leiter und Erde in dem betreffenden Punkt Widerstand zu leisten, so daß man ein Kupfermaximum verweden kann und der Temperaturverlust über die Isolation auf ein Geringstmaß herabgemindert wird. Die Isolation wird fortschreitend längs der ganzen Wicklung im Verhältnis zu der in ihr erzeugten Spannung geändert. Wo dickes Isoliermaterial Verwendung findet, wie dies z.11 in Abb.3 gezeigt ist, kann der Leiterquerschnitt in einigen Fällen vergrößert werden, damit man dieselben Temperaturverluste erhält, wie sie mit einem kleineren Leiterquerschnitt mit der dünneren Isolation :ei:hältcr werden..-

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Wicklung für Wechselstrom-Hochspannungsmaschinen mit einem betriebsmäßig Erdpotential führenden Wicklungsende, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Nutisolierung nach Maßgabe des gegenüber Erde ansteigenden Spannungsunterschiedes durch Vergrößerung das Verhältnisses Nutenquerschnitt zu Gesamtquerschnitt der darin liegenden Leiter stufenweise wächst.
  2. 2. Wicklung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichbleibendem Gesamtquerschnitt der in jeder Nut liegenden Leiter der Nutenquerschnitt wächst (Abb. I).
  3. 3. Wicklung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichbleibendem Nutenquerschnitt der Querschnitt oder die Zahl der in jeder Nut liegenden Leiter oder beide sich verringern (Abb. 2).
  4. 4. Wicklung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutteilung entsprechend der Zunahme des Gesamtquerschnitts der eingebetteten Leiter wächst (Abb. 3).
DEP47283D 1922-12-30 1923-12-30 Wicklung fuer Wechselstrom-Hochspannungsmaschinen Expired DE470442C (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
GB470442X 1922-12-30

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DE470442C true DE470442C (de) 1929-01-14

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ID=10443500

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DEP47283D Expired DE470442C (de) 1922-12-30 1923-12-30 Wicklung fuer Wechselstrom-Hochspannungsmaschinen

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DE (1) DE470442C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018218963A1 (de) * 2018-11-07 2020-05-07 Audi Ag Elektrische Maschine, Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Wicklung für eine elektrische Maschine

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018218963A1 (de) * 2018-11-07 2020-05-07 Audi Ag Elektrische Maschine, Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer Wicklung für eine elektrische Maschine

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