DE516178C

DE516178C - Armature winding for AC-DC single armature converter

Info

Publication number: DE516178C
Application number: DES75297D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Ernst Kloss
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1926-07-14
Filing date: 1926-07-14
Publication date: 1931-01-20

Description

Bekanntlich ist bei Einankerumformern die resultierende Strombelastung der einzelnen Ankerstäbe längs des Ankerumfanges nicht gleich, sondern von der Lage der einzelnen Stäbe in bezug auf die Anschlußpunkte der Wechselstromzuleitungen abhängig. Unmittelbar an den Anschlußpunkten dieser Zuleitungen und in der nächsten Nähe derselben führen die Ankerstäbe einen höheren Strom als etwa die in der Mitte zwischen den Anschlußpunkten liegenden Stäbe. Es hängt dies mit der Phasenverschiebung des im Stabe fließenden Wechselstromes in bezug auf den als Wechselstrom mit rechteckiger Form aufzufassenden Gleichstrom zusammen; während der Wechselstrom aller Stäbe einer Wicklungsphase gleiche zeitliche Phase hat, hat der Gleichstrom der Stäbe je nach ihrer Lage verschiedene Phase. Der Effektivwert des resultierenden Stabstromes ist aber durch die Differenz der Einzelströme bestimmt.It is well known that the The resulting current load of the individual anchor rods along the anchor circumference is not the same, but rather on the position of the individual rods in relation to the connection points of the alternating current leads addicted. The anchor rods lead directly to the connection points of these supply lines and in the immediate vicinity of the same a higher current than about the bars lying in the middle between the connection points. This is related to the phase shift of the alternating current flowing in the rod to the direct current to be understood as alternating current with a rectangular shape; while the alternating current of all the bars in a winding phase has the same temporal phase, the direct current has different phases of the rods depending on their position. The effective value of the resulting rod current but is determined by the difference between the individual currents.

Es sind zur Berücksichtigung dieser Erscheinungen schon Ausführungen vorgeschlagen worden, bei denen die in der Nähe der Anschlußpunkte der Wechselstromzuleitungen"! liegenden Stäbe und in gleicher Weise auch die dazugehörigen Nuten größer bemessen sein sollten als die übrigen Stäbe und Nuten. Diese Anordnungen haben jedoch den Nachteil, daß zunächst die Herstellungskosten ganz unverhältnismäßig höher werden als die gebräuchlicher Maschinen mit gleichartigem Nutenschnitt, da ein Ausstanzen der Nuten nach der gewohnten Art nicht gut möglich, jede Einzelbearbeitung aber völlig unwirtschaftlich ist. Außerdem werden aber durch die Ungleichmäßigkeit der Nuten die Kommutierungsverhältnisse der Maschinen erheblich verschlechtert, so daß die Belastungsfähigkeit — insbesondere die kurzzeitige Überlastbarkeit — der Maschine wesentlich herabgesetzt wird. Endlich werden infolge des ungünstigen Einflusses auf die Zahnsättigung die Stromwärmeverluste durch Nutenstreuung und Hautwirkung und zudem durch Vergrößerung des quer zu den Streukraftlinien stehenden Leiterquerschnittes doch wieder gesteigert.Explanations have already been proposed to take these phenomena into account in which those in the vicinity of the connection points of the alternating current leads "! Rods and, in the same way, the associated grooves should be larger than the remaining bars and grooves. However, these arrangements have the disadvantage that initially the manufacturing costs become quite disproportionately higher than the conventional machines with the same type of groove cut, as a punching out of the grooves in the usual way is not possible, but each individual machining is completely uneconomical is. In addition, however, the commutation conditions are reduced due to the non-uniformity of the slots of the machines deteriorated considerably, so that the load capacity - especially the short-term overload capacity - the machine is significantly reduced. Finally become as a result of the adverse influence on the tooth saturation the current heat losses through groove scattering and skin effect and moreover by enlarging the cross-section of the conductor perpendicular to the lines of scattering force increased again.

Da man also aus den angegebenen Gründen den Querschnitt der Ankerstäbe und die Nuten rings um den Anker überall gleich groß wählt, so würde sich ein sehr großer Aufwand an Ankerkupfer ergeben, wenn man alle Stäbe so reichlich bemessen wollte, daß auch die an die Wechselstromzuleitungen angeschlossenen Stäbe nur mäßige Stromwärme aufweisen. Infolgedessen hat man bisher im allgemeinen die an diesen Stellen des Ankers und in der Nähe derselben auftretende Erwärmung in Kauf genommen, obwohl sie weder für die Erhaltung der Isolation der Ankerstäbe zuträglich noch mit Rücksicht auf einen guten Wirkungsgrad der Maschine erwünscht ist. Auch bestimmt bekanntlich dieSince you have the cross-section of the anchor rods and the grooves for the reasons given Choosing the same size all around the anchor would result in a very large amount of anchor copper result, if you wanted to dimension all the bars so generously that also those to the alternating current leads connected rods have only moderate current heat. As a result, one has hitherto generally had to deal with these Placing the armature and the warming that occurs in the vicinity of it accepted, although they are neither conducive to the maintenance of the insulation of the anchor rods nor with consideration a good efficiency of the machine is desired. Also, as is well known, determines that

*) Von dem Patentsitcher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patentsitcher has given as the inventor:

Dipl.-Ing. Ernst Kloss in Falkensee b. Berlin-Spandau.Dipl.-Ing. Ernst Kloss in Falkensee b. Berlin-Spandau.

höchste an irgendeiner Stelle des Ankerumfanges auftretende Stromwärme die gesamte Maschinenleistung. highest current heat occurring at any point on the armature circumference, the entire machine output.

Die Erfindung bezweckt nun, dem erwähnten Übelstand ohne Änderung des Nutquerschnitts dadurch abzuhelfen, daß von denjenigen Ankerleitern, die den Wechselstromzuleitungen zunächstliegen und daher an sich schon eine besonders hohe Strombelastung auszuhalten haben,The invention now aims to remedy the aforementioned drawback without changing the groove cross-section to remedy that by those armature conductors that lie next to the alternating current supply lines and therefore have to withstand a particularly high current load,

ίο wenigstens die durch Nutenstreuung und Hautwirkung hervorgerufene zusätzliche Stromwärme möglichst ferngehalten wird. Dieser Zweck wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß diejenigen Ankerleiter, an welche die Wechselstrom- Zuleitungen angeschlossen sind, sowie je nach Bedarf auch die beiderseits benachbarten Ankerleiter durch Unterteilung und Verdrillung oder Verschränkung oder gleichartig wirkende gegen Erwärmung durch zusätzliche Stromwärme ge-ίο at least the one caused by the distribution of the grooves and the effect on the skin generated additional electricity heat is kept away as far as possible. This purpose will achieved according to the invention in that those armature conductors to which the alternating current Leads are connected, as well as the armature conductors adjacent on both sides as required by subdivision and twisting or entanglement or counteracting similarly Heating through additional electricity

ao schützt sind, die übrigen Ankerleiter dagegen nicht.ao are protected, the other anchor conductors are not.

Indem man so die zusätzlichen Verluste nur von den höchstbelasteten Ankerleitern fernhält, während sie bei den geringer belasteten Ankerleitern zugelassen werden, erzielt man eine Ankerwicklung mit sehr viel gleichmäßigerer Strombelastung der einzelnen Stäbe, die zugleich auch wesentlich billiger ist als eine auf dem ganzen Umfang mit reichlichen und gleich großen Querschnitten versehene, durch die bekannten Mittel der Verdrillung usw. überaE gegen zusätzliche Verluste geschützte Wicklung.By keeping the additional losses away from the most heavily loaded anchor ladders, while they are permitted for the less loaded armature conductors, an armature winding is achieved with a much more even current load of the individual rods, which at the same time is much cheaper than one on the whole circumference with ample and equally large cross-sections provided, by the known means of twisting, etc. overaE against additional Loss protected winding.

Mit anderen Worten: Man erhält bei mäßigem Aufwand an Ankerkupfer einen erhöhten Wirkungsgräd und eine erhebliche Leistungssteigerung des Einankerumformers gegenüber den bekannten Ausführungen.In other words: with a moderate amount of anchor copper, an increased degree of efficiency is obtained and a considerable increase in the performance of the single armature converter compared to the known ones Executions.

Da die Ursache für die zusätzliche Stromwärme hauptsächlich in der Nutenstreuung zu suchen ist und diese am Nutenrande wesentlich größere Werte als am Nutengrunde annimmt, ist es bei solchen Ankerwicklungen, bei denen die Leiter in zwei Schichten angeordnet sind, in vielen Fällen ausreichend, wenn man die den Wechselstromzuleitungen zunächstliegenden Ankerleiter nur in der dem Nutenrande zugekehrten Schicht durch geeignete Maßnahmen gegen zusätzliche Stromwärme schützt. Die Ausführung der Ankerwicklung wird dadurch noch einfacher und billiger. "Since the cause of the additional electricity heat is mainly to be found in the distribution of the grooves and this takes on significantly higher values at the edge of the groove than at the bottom of the groove, it is at such armature windings, in which the conductors are arranged in two layers, in many In this case, it is sufficient if the armature conductors closest to the alternating current supply lines are used only in the layer facing the edge of the groove by suitable measures against additional Electric heat protects. The execution of the armature winding it becomes even easier and cheaper. "

Claims

Patent claims:

1. Armature winding for AC-DC single armature converter, characterized in that those armature conductors to which the alternating current leads are connected as well as the anchor conductors adjacent on both sides by subdivision and twisting or entanglement, if required or by similarly acting means against warming through additional electricity heat are protected, the other anchor conductors are not.

2. Armature winding according to claim 1 with an arrangement of the armature conductors in two layers, characterized in that only those armature conductors are protected against additional current heat, which is the edge of the groove belong to the facing layer.