DE545479C

DE545479C - Winding for multi-phase two-pole AC machines with star connection

Info

Publication number: DE545479C
Application number: DES85435D
Authority: DE
Inventors: Josef Tittel
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1928-05-04
Filing date: 1928-05-04
Publication date: 1932-03-01

Description

Bei elektrischen Maschinen, insbesondere Turbogeneratoren, haben sich vielfach an verschiedenen Stellen, insbesondere mit Rücksicht auf die Energieverluste, unzulässige Erwärmungen an den das Maschinengehäuse bildenden Eisenschildern gezeigt. Vorliegende Erfindung betrifft nun die Aufdeckung der Ursache dieser Erscheinungen und ihre nahezu vollständige Behebung für Maschinen mitIn electrical machines, in particular turbo generators, different ones have often been found Places, especially with regard to the energy losses, inadmissible warming shown on the iron shields forming the machine housing. The present invention now relates to the disclosure of the The cause of these phenomena and their almost complete elimination for machines with

ίο Sternschaltung. Bei den zweipoligen Maschinen, wie sie vorzugsweise bei den Turbogeneratoren vorliegen, umgreifen die Verbindungsleitungen der einzelnen Spulenanschlüsse die Maschine in einem sehr großen Umfang und bilden hierbei sogenannte Ringleitungen. Diese Ringleitungen hat man bisher unter dem Gesichtspunkt eines möglichst geringen Kupferverbrauches, eines möglichst für alle Phasen gleichen Widerstandes je Phasen-ίο Star connection. With the two-pole machines, as they are preferably present in the turbo generators, encompass the connecting lines the individual coil connections the machine to a very large extent and form what are known as ring lines. These ring lines have hitherto been used from the point of view of being as small as possible Copper consumption, a resistance which is the same for all phases if possible for each phase

ao strang und einer guten räumlichen Verteilung der Leitungen angeordnet.ao strand and a good spatial distribution of the lines.

Die Erfindung macht sich die neue Erkenntnis zunutze, daß diese unzulässigen Erwärmungen auf Wirbelströme zurückzuführen sind, die von dem Streufeld der in den Ringleitungen verlauf enden Strömeherrühren. Nach der Erfindung sollen diese Erwärmungen dadurch vermieden werden, daß die Ringleitungen so angeordnet werden, daß sich die Summenwirkung der in ihnen verlaufenden Ströme nach Möglichkeit aufhebt. Eine vollkommene Aufhebung läßt sich z. B. an den Stellen, an denen drei Ringleitungen nebeneinander verlaufen, dadurch erreichen, daß diese in bezug auf den Verlauf der Phasenströme so angeordnet werden, daß die Summe der Augenblickswerte der in ihnen verlaufenden Ströme (wie in jeder normalen Drehstromleitung) gleich Null wird. Bei der Herstellung dieser Leitungsanordnung ist der Vergleich der Stromrichtungen infolge der jedem Augenblick zugehörigen wechselnden Phasenstromrichtung schwierig; man müßte den Stromverlauf während einer halben Periode verfolgen. Dies läßt sich wesentlich vereinfachen, wenn die Verbindungsleitungen mit Rücksicht auf die — etwa vom Verkettungspunkt ausgehende — Spannungsrichtung der einzelnen Phasenleiter so angeordnet werden, daß die Spannungsrichtung nach Möglichkeit an allen Stellen des Umfangs in den nebeneinander verlaufenden Phasenleitungen gleich ist. In der Nähe der Klemmenanschlüsse ist dies allerdings nicht durchführbar, doch ist es bei den meisten Maschinen üblich oder jedenfalls leicht zu erreichen, daß die Eisenteile an den dem Klemmbrett benachbarten Stellen, wo sich z. B. bei gekapselten Maschinen die weiter abstehende Lufthose befindet, weiter von der Wicklung abstehen,The invention makes use of the new knowledge that this inadmissible heating due to eddy currents, which are caused by the stray field in the ring lines running currents stir. According to the invention, this heating should thereby be avoided that the ring lines are arranged so that the cumulative effect of the currents running in them, if possible. A complete abolition can be z. B. to the Places where three ring lines run side by side, achieve that these are arranged with respect to the course of the phase currents so that the sum the instantaneous values of the currents running in them (as in any normal three-phase line) becomes zero. In the production of this line arrangement, the comparison of the current directions is due to the alternating phase current direction associated with each instant difficult; one would have to follow the course of the current during half a period. This can be essentially simplify if the connecting lines with regard to the - for example from the interlinking point outgoing - voltage direction of the individual phase conductors are arranged in such a way that the voltage direction, if possible, at all points of the circumference in the phase lines running next to one another is equal to. However, this is not feasible in the vicinity of the terminal connections. but it is common, or at least easy to achieve, on most machines that the iron parts at the points adjacent to the terminal board, where z. B. with encapsulated Machines with air trousers protruding further protrude further from the winding,

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

Josef Tütel in Berlin-Lübars,Josef Tütel in Berlin-Lübars,

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so daß an dieser Stelle die Streufelder durch den großen magnetischen Widerstand des Luftweges stark gedämpft werden.so that at this point the stray fields due to the large magnetic resistance of the Airway are strongly attenuated.

Als Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung Schemata der Ringleitungsanordnung für einen zweipoligen Turbogenerator mit Sternschaltung dargestellt. Abb. ι zeigt eine Anordnung, die etwa dem gegenwärtigen Stande der Technik entspricht. Die einzelnenSchemes of the ring line arrangement are shown as exemplary embodiments in the drawing for a two-pole turbo generator with star connection. Fig. Ι shows an arrangement that corresponds approximately to the current state of the art. The single ones

ίο Phasenleitungen x, u, y, ν und z, w sind durch verschiedene Stricharten dargestellt. Mit ι bis 4 sind die durch die Pfeilrichtungen unterschiedenen Ein- und Austrittsstellen der Phasenleitungen in die einzelnen Spulen bezeichnet, und zwar geben die Pfeile die Spannungsrichtung an. Der Umfang der Wicklung ist entsprechend dem Verlauf der Ringleitung in Sektoren geteilt, in denen überall die für eine Streufeldbildung wirksame geometrische Stromsumme der einzelnen effektiven Phasenströme unter Berücksichtigung der Stromrichtung in Vielfache des Phasenstromes darstellenden Zahlen eingetragen ist. In Abb. 2 ist das Schema der Ringleitungen für dieselbe Maschine in der Ausführungsform nach der Erfindung gezeigt. Die Bezeichnungen sind wieder dieselben; die den einzelnen Zonen des Wicklungsumfanges zugeordneten Zahlen stellen gleichfalls ein Maß der wirksamen Stromsumme in Vielfachen des Phasenstromes dar. Diese überschreitet hier an keiner Stelle den einfachen Phasenstrom, fällt aber infolge des gegenseitigen Aufhebens der Phasenströme an vielen Stellen vollständig weg, während in Abb. r die Stromsumme wesentlich höhere Werte bis zum 3,Ö4fachen Phasenstrom aufweist und nur an gewissen Stellen, hier als .Minimum, dem einfachen Phasenstrom entspricht. Aus der Gegenüberstellung dieser beiden Abbildungen ist die wesentliche Verbesserung, die durch die vorliegende Erfindung erreicht wird, deutlich zu ersehen.ίο phase lines x, u, y, ν and z, w are represented by different types of lines. The entry and exit points of the phase lines in the individual coils, which are distinguished by the directions of the arrows, are denoted by ι to 4, and the arrows indicate the direction of voltage. The circumference of the winding is divided into sectors according to the course of the ring line, in which the geometric current sum of the individual effective phase currents effective for a stray field formation is entered in multiples of the phase current taking into account the current direction. In Fig. 2 the scheme of the ring lines for the same machine in the embodiment according to the invention is shown. The names are again the same; the numbers assigned to the individual zones of the winding circumference also represent a measure of the effective sum of currents in multiples of the phase current. This does not exceed the single phase current at any point, but is completely eliminated in many places due to the mutual cancellation of the phase currents, while in Fig the current sum has significantly higher values up to 3. Ö4 times the phase current and only at certain points, here as a minimum, corresponds to the simple phase current. By comparing these two figures, the essential improvement that is achieved by the present invention can be clearly seen.

Bei Maschinen, die wechselweise in Dreieck- oder Sternschaltung verwendet werden können, werden die Ringleitungen mit besonderem Vorteil in der Weise angeordnet, daß im Falle der Verwendung in Sternschaltung den ausgeführten Bedingungen entsprochen ist.For machines that are used alternately in delta or star connection can, the ring lines are arranged with particular advantage in such a way that in the case of use in star connection, the specified conditions are met is.

Claims

Claim:

Winding for multi-phase two-pole AC machines with star connection, characterized in that the ring lines are arranged such that the voltage direction ,, from the star point starting at all points of the circumference with the exception of the area of the outlets the conductor to the terminal board in the parallel lines of the various phases is equal to.

For this purpose τ sheet drawings