DE506860C - Wicklungen fuer Wechselstrommaschinen, bestehend aus Spulen mit zwei oder mehr Windungen eines Leiters - Google Patents

Description

Es ist bekannt, zur Verkleinerung der in hohen Leitern von Wechselstrommaschinen auftretenden Wirbelstromverluste diese Leiter in mehrere voneinander isolierte Einzelleiter zu unterteilen, wobei die Einzelleiter innerhalb oder außerhalb der Nut gegeneinander verschränkt werden, derart, daß sie in den einzelnen Nuten verschiedene Höhenlagen einnehmen.

to Die Abb. 1 zeigt die bekannte Ausführung einer Spule für Wechselstrommaschinen. Der sie bildende Leiter 3 besteht aus mehreren teils über-, teils nebeneinanderliegenden, voneinander isolierten Einzelleitern, die am Anfang 4 und Ende 5 der Spule parallel geschaltet sind, und bildet zwei Windungen. An den Stirnseiten 2, 2 sind die Wandungen derart verschränkt, daß die Einzelleiter in den aufeinanderfolgenden Spulenseiten verschiedene Lagen einnehmen, nämlich um i8o° verdreht, also Ober- und Unterseite vertauscht sind. Zum besseren Verständnis ist in Abb. 2 ein Querschnitt der Spule nach Linie A-A der Abb. ι gegeben, und die Wicklungsfolge der Leiter ist durch die alphabetisch aufeinanderfolgenden Buchstaben a, b, c, d . . . kenntlich gemacht. Um den Lagenwechsel der Einzelleiter zu erkennen, ist eine Hälfte jedes Windungsquerschnitts schraffiert. Die verschiedenen Höhenlagen innerhalb der Nut sind mit 1', 2', 3', 4' bezeichnet. Wie die Abb. 2 zeigt, nehmen die beiden Windungsseiten in der Nut 7 die Höhenlagen 1', 2', hingegen in der um etwa eine Polteilung entfernten Nut 8 die Höhenlagen 3', 4' ein, wobei die schraffierten Schichten in der Nut 7 oben, dagegen in der Nut 8 unten liegen. Die Berechnung der Kupferzusatz\-erluste einer so ausgeführten Spule ergibt unter Umständen noch beträchtliche Werte. Gegenstand der Erfindung bildet eine Verbesserung dieser Anordnung, die zu einer bedeutenden Verringerung der Kupferverluste führt. Zu diesem Zwecke erhält der zusammengesetzte Leiter außer den an sich bekannten Verschränkungen sämtlicher Leiter in den beiden Wickelköpfen um i8o° eine oder mehr zusätzliche Verdrehungen um i8o°.

Die Abb. 3 und 4 zeigen eine solche nach der Erfindung ausgeführte Spule. Die Abb. 3

*) Von dem Patentsucher ist als der Teilerfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Arthur Mandl in Berlin -Lankn>it\.

zeigt wieder eine Formspule mit zwei Windungen, die wie die Spule nach Abb. ι an den Wickelköpfen 2, 2 verschränkt sind. An der Stelle 6 der Spule ist der Leiter 3 in jeder Windung um i8o° verdrillt. Die einen Querschnitt der Spule der Abb. 3 nach den Linien B-B darstellende Abb. 4 zeigt die Wirkung dieser Verdrillungen auf die gegenseitige Lage der verschiedenen Windungsseiten. Wie aus ihr zu ersehen ist, liegen in der Nut 7 die einander entsprechenden schraffierten Schichten aufeinander, in der Nut 8 dagegen die nicht schraffierten Schichten. Betrachtet man dagegen die einzelnen Windungen für sich, so sieht man, daß innerhalb jeder die Schichtenfolge für beide Seiten dieselbe ist.

Die Abb. 5 und 6 zeigen eine Anordnung für eine Spule mit drei Windungen. Die Spule 10 besitzt wieder die normalen Verdrillungen 12 in den Spulenköpfen. Der Leiter 13, aus dem die Spule 10 gebildet ist, besteht aus vier voneinander isolierten Einzelleitern, die an den Enden 14 und 15 parallel geschaltet sind! In diesem Falle besitzt der Leiter 13 nur eine einzige Verdrillung um i8o°, und zwar an der Stelle 16, die ungefähr eine ganze Windung vom Ende 14 entfernt ist.

Die Abb. 6 zeigt einen Querschnitt nach der Linie C-C der Abb. 5. Die Nuten sind in diesem Falle wesentlich tiefer ausgeführt, da sie sechs Leiter aufzunehmen haben. Die sechs Höhenlagen der Einzelleiter sind mit 1' bis 6' bezeichnet. Zur Kenntlichmachung der durch die Verdrillung an den Stellen 12 und 16 hervorgerufenen gegenseitigen Lagenänderungen der einzelnen Stäbe ist wieder eine Schicht jeder Windungsseite schraffiert. Die Nachrechnung ergibt, daß durch die einzige Verdrillung an der Stelle 16 die Zusatzverluste dieses Leiters etwa 8omal kleiner ausfallen als bei einer ohne diese Verdrillung in der gewöhnlichen Weise entsprechend Abb. 1 ausgeführten Spule mit drei Windungen. Es sei noch darauf hingewiesen, daß bei Spulen mit nur zwei Windungen im allgemeinen zwei Verdrillungen einer Windungsseite vorteilhaft sind, während bei Spulen mit drei und mehr Windungen im allgemeinen eine einzige Verdrillung genügt, um die Wirbelstromverluste herabzusetzen. Dabei ist vorausgesetzt, daß die Stirnverbindungen an den Stellen 12 und 12 in der dargestellten üblichen Weise ausgeführt sind.

Wie aus- den Abb. 4 und 6 zu ersehen ist, wirkt sich die praktische Anwendung des Erfindungsgedankens dahin aus, daß die einander entsprechenden Schichten des Leiters teilweise in aufeinanderfolgenden Windungen derselben Nut aufeinanderzuliegen kommen. So liegen beispielsweise in der Nut 7 nach Abb. 4 die schraffierten Schichten der beiden unteren AVindungen aufeinander und in der Xut 18 nach Abb. 6 die nicht schraffierten Schichten der beiden oberen Windungen.

Es läßt sich nun zeigen, daß es nicht notwendig ist, daß einander entsprechende Schichten unmittelbar aufeinanderliegen, sondern daß es vielmehr auch genügt, wenn bei nebeneinanderliegenden Windungen im Zuge der Wicklung einander entsprechende Schichten einander zugekehrt sind. Die praktische Anwendung dieser Erkenntnis führt zu besonders einfachen Ausführungen, bei denen gewöhnliche Spulen dadurch verwendet werden können, daß die zusätzliche Verdrillung in der Schaltverbindung angeordnet wird. Es ergibt sich dann, daß zwischen je zwei Stellen, an welchen die Teilleiter leitend zusammengefaßt sind, zu jedem Leiter ein zweiter in der gleichen Höhenlage in derselben oder in einer anderen Nut zugeordnet ist, der gegen den ersten um iSo° verdreht ist.

Die Abb. 7, 8 und 9 zeigen ein Beispiel hierfür. In Abb. 7 ist eine der miteinander verbundenen Lochspulen dargestellt. Die beiden Lochspulen I und II, die in nebeneinanderliegenden Nuten untergebracht sind, besitzen jeweils drei Windungen. Die einzelnen hintereinander geschalteten Stäbe folgen einander in der Reihe der danebengesetzten Zahlen ι bis 12, wobei das Ende 6 der Spule I mit dem Anfang 7 der Spule II verbunden ist. Die Isolierung der Einzelleiter bleibt in dieser Verbindung erhalten. Am Anfang α der ersten Spule und am Ende b der zweiten Spule sind die Einzelleiter miteinander parallel geschaltet. Wie ohne weiteres zu ersehen ist, ist es in bezug auf die erreichte Wirkung unwesentlich, ob einander zugeordnete Spulenseiten in benachbarten Nuten oder in der gleichen Nut bzw. in weiter voneinander entfernten Nuten liegen. Auch können mehr als zwei Spulen so. einander zugeordnet sein, daß sich die Wirbelstromverluste in ihnen fast vollständig aufheben. Der Erfindungsgedanke bleibt in jedem Falle der gleiche. Die Zusatzverluste einer solchen Anordnung sind von der Anzahl der Leiter je Spule vollständig unabhängig und ihrer Größe nach gleich den Zusatzverlusten einer Wicklung, die nur einen Leiter je Nut von halber Höhe wie die wirklichen Leiter hat. Diese Zusatzverluste sind außerordentlich gering. Bei einer reduzierten Leiterhöhe von 1 cm betragen sie nur 0,555 °/o-

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Wicklungen für Wechselstrommaschinen, bestehend aus Spillen mit zwei oder mehr Windungen eines Leiters, der aus parallel geschalteten über- oder über-

   und nebeneinanderliegenden isolierten Teilleitern zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß außer der an sich bekannten Verschränkung sämtlicher Leiter in den beiden Wickelköpfen um i8o° in den Spulen eine oder mehr zusätzliche Verdrillungen des zusammengesetzten Leiters um i8o° vorgesehen sind.
2. 2. Wicklungen für Wechselstrommaschinen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Verdrillungen im Spulenkopfe vorgesehen sind.
3. 3. Wicklungen für Wechselstrommaschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Verdrillung in der Schaltverbindung liegt, so daß zwischen je zwei Stellen, an welchen die Teilleiter leitend zusammengefaßt sind, zu jedem Leiter ein zweiter in derselben Höhenlage in derselben oder in einer anderen Nut zugeordnet ist, der gegen den ersten um i8o° verdreht ist.
4. 4. Wicklungen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen paarweise verbunden sind unter Aufrechterhaltung der Isolation der Einzelleiter in der hierzu dienenden Stirnverbindung.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen