DE584640C

DE584640C - AC break hole winding with symmetrical phase and conductor distribution and multiple parallel connection

Info

Publication number: DE584640C
Application number: DES93718D
Authority: DE
Inventors: Josef Tittel
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1929-09-03
Filing date: 1929-09-03
Publication date: 1933-09-22

Description

Bei Maschinen, bei denen mehrere Wicklungszweige, beispielsweise zur Bewältigung großer Stromstärken, zueinander parallel geschaltet sind, erscheint ves in vielen Fällen erwünscht, die Wicklung mit Rücksicht auf die Kurvenform des Stromes als Bruchlochwicklung auszuführen. Bei Stabwicklungen, um die es sich bei derartigen Maschinen in den meisten Fällen handelt, ist es aber sbisher nur möglich gewesen, derartige Bruchlochwicklungen als Schleifenwicklungen auszuführen, die aber eine große Zahl von Schaltverbindungen und damit besonders bei vielpoligen Maschinen einen sehr großen zusätzlichenIn machines with several winding branches, for example to cope with large currents are connected in parallel to each other, it appears desirable in many cases, to design the winding as a broken hole winding, taking into account the curve shape of the current. With bar windings, around which is the case with such machines in most cases, but so far it is only it was possible to carry out such broken-hole windings as loop windings, but which have a large number of interconnections and therefore especially with multi-pole connections Machines a very large additional

Aufwand an Wickelraum und Wickelkupfer erfordern.'Require effort in winding space and winding copper. '

Nach der Erfindung läßt sich dieser Nachteil dadurch vermeiden, daß die Wicklung als Wellenwicklung ausgeführt wird. Dies läßt sich auf Grund der neuen Erkenntnis ausführen, daß es hierzu lediglich erforderlich ist, den Wellenschritt, also das Weiterschreiten des Wicklungszuges in die Nachbarnut des zugehörigen Phasenstranges nicht, wie bisher, nach dem Durchlaufen des vollen Wicklungsumfanges, sondern schon nach dem Durchlaufen je eines der Zahl der parallel geschalteten Zweige entsprechenden Teiles dieses Umfanges vorzunehmen.According to the invention, this disadvantage can be avoided in that the winding as Wave winding is running. This can be done on the basis of the new knowledge, that it is only necessary for this, the wave step, that is, the advancement of the winding train into the neighboring slot of the associated phase strand not, as before, after running through the full winding circumference, but already after running through it one part of each corresponding to the number of branches connected in parallel Scope.

Die Erfindung ist in folgendem an Hand des Entwurfes einer Wicklung unter Hinweis auf die Abbildungen erläutert. Hierbei ist als Ausführungsbeispiel der Entwurf einer achtpoligen zweischichtigen Dreiphasenbruchlochwicklung mit 2,5 Nuten pro Pol und Phase aus zwei parallel geschalteten Zweigen angenommen. Für den Entwurf der Wicklung ist zunächst ein Ersatzpolschema ausgeführt, wieidies beispielsweise in dem Aufsatz von J. T i 11 e 1 in der E. T. Z. 1928 S. 1103ff. ausführlich beschrieben ist. Es sind also hierzu in Abb. 1 in den ersten acht Zeilen die einzelnen Polteilungen angenommen. Es entfallen hierbei auf jede Pol teilung 3 X 2¹^ = 7^x/₂ Nuten, auf die ganze Maschine also 60 Nuten. Da hierbei auf die einzelnen Polteilungen keine ganze Zahl von Nuten entfällt, erscheinen die Nuten in den einzelnen Polteilungen,· die in bezug auf die Grenzen der Polteilungen ausgerichtet untereinander gezeichnet sind, gegeneinander versetzt. Diese Nuten sind hierauf fortlaufend von 1 bis 60 mit Nummern versehen.. Hierauf werden die Leiter der einzelnen Nuten gleichmäßig auf die drei Phasen verteilt, wobei auf die einzelnen Phasen in jeder Polteilung abwechselnd zwei bzw. drei Leiter pro Schicht entfallen, in beiden Schichten zusammen alsoThe invention is explained in the following on the basis of the draft of a winding with reference to the figures. Here, the design of an eight-pole, two-layer, three-phase broken hole winding with 2.5 slots per pole and phase from two branches connected in parallel is assumed as an exemplary embodiment. For the design of the winding, a substitute pole scheme is first carried out, as for example in the article by J. T i 11 e 1 in ETZ 1928 p. 1103ff. is described in detail. For this purpose, the individual pole pitches are assumed in Fig. 1 in the first eight lines. ^{There are 3 X 2 1} ^ = 7 ^x / ₂ slots for each pole pitch, i.e. 60 slots for the entire machine. Since there is no whole number of slots for the individual pole pitches, the slots in the individual pole pitches, which are drawn aligned with one another with respect to the boundaries of the pole pitches, appear offset from one another. These grooves are then numbered consecutively from 1 to 60. The conductors of the individual grooves are then distributed evenly over the three phases, with two or three conductors per layer alternating between the individual phases in each pole pitch, in both layers together so

*) Von dein Patentsucher ist als der Erfmder angegeben worden:*) Your patent seeker has indicated as the inventor:

Josef Tittel in Berlin-Lübars.Josef Tittel in Berlin-Lübars.

fünf Leiter pro Polteilung und Phase. Die entsprechende Wicklung, die sich hieraus ergibt, ist in der üblichen Ausführung als Schleifenwicklung (bei der wenigstens auf einer Seite die Wicklungsköpfe aus lauter untereinander gleichen Gabelverbindern bestehen) in Abb. 2 dargestellt. Aus dieser Abbildung ist die große Zahl der Schaltverbindungen (eine davon ist in der Zeichnung ίο mit j bezeichnet) zwischen den einzelnen Spulen ersichtlich, die den Nachteil dieser Wicklung darstellt, der durch die vorliegende Erfindung vermieden werden soll. Um dies zu erreichen, wird im folgenden die Wicklung unter Aufrechterhaltung der gegebenen Phasenzugehörigkeit und Stromrichtung in den einzelnen Leitern als Wellenwicklung ausgebildet, wobei jedoch, da es sich um eine Wicklung mit zwei parallel geschalteten Zweigen handelt, bereits nach der Hälfte eines Umfanges in die Nachbarnut des zugehörigen Phasenstranges weitergeschritten ist. Dies ist (der Übersichtlichkeit halber bloß für eine Phase) in Abb. 3 dargestellt. In dieser sind zunächst sämtliche Leiter einer Phase, durch die Strichstärke als Leiter der Ober- und Unterschicht kenntlich gemacht, eingetragen. Sodann ist bei einem beliebigen Leiter angefangen, dieser mit dem entsprechenden Leiter der nächsten Unterschicht, dieser wieder mit dem entsprechenden Leiter der nächsten Oberschicht usw. in Wellenwicklung verbunden. Hierbei ist jeder Leiter mit dem Leiter der nächsten Gruppe (Unterschicht) zu verbinden, der in dieser dieselbe Lage, z. B. ganz rechts, hat wie der Leiter in seiner eigenen Gruppe. Es ist also im Ausführungsbeispiel, indem bei dem Leiter der Nut 58 angefangen ist, dieser mit dem Leiter, der in der Unterschicht der Nut 5 liegt, zu verbinden, nicht aber etwa mit dem Leiter in der Nut 3 oder 4. Sobald jedoch ein der Zahl der parallel geschalteten Zweige entsprechender Teil des Wicklungsumfanges durchlaufen ist, im vorliegenden Falle also nach der Hälfte des Umfanges, erfolgt die Verbindung nicht mit dem entsprechenden Leiter der nächsten Gruppe, sondern mit einem Leiter in der zu diesem benachbarten Nut des entsprechenden Phasenstranges. Es wird also im vorliegenden Falle der Unterschichtleiter der Nut 20 mit dem Oberschichtleiter der Nut der nächsten Gruppe, nicht aber mit dem ihm eigentlich entsprechenden Oberschichtleiter der Nut 28' verbunden.five conductors per pole pitch and phase. The corresponding winding that results from this, is in the usual design as a loop winding (at least on on one side the winding heads consist of fork connectors that are identical to one another) shown in Fig. 2. From this figure is the large number of circuit connections (one of them is denoted by j in the drawing ίο) between the individual coils can be seen, which represents the disadvantage of this winding caused by the present invention should be avoided. To achieve this, the following is the winding while maintaining the given phase affiliation and current direction in the individual conductors designed as a wave winding, but because it is a winding acts with two branches connected in parallel, already after half of a circumference has progressed further into the neighboring groove of the associated phase strand. This is (for the sake of clarity only for one Phase) shown in Fig. 3. In this phase, all the conductors are through the line width marked as the head of the upper and lower layers, entered. Then start with any leader, this one with the corresponding one Head of the next lower layer, this again with the corresponding head of the next upper layer etc. connected in wave winding. Every leader is involved in this to join the leader of the next group (lower class), who is in this same group Location, e.g. B. on the far right, like the leader in his own group. It is therefore in the exemplary embodiment, by starting with the conductor of the groove 58, this with the conductor, which lies in the lower layer of the groove 5, to connect, but not with the conductor in slot 3 or 4. However, as soon as one of the number of the branches connected in parallel run through the corresponding part of the winding circumference is, in the present case half the size, the connection is made not with the appropriate leader of the next group, but with a leader in the groove of the corresponding phase strand adjacent to this. So in the present case it becomes the lower-class leader of the groove 20 with the upper layer conductor of the groove of the next group, but not with the it actually corresponding upper layer conductor of the groove 28 'connected.

In dieser Weise wird also der Zug der Wellenwicklung entworfen, und zwar gilt dies auch nach der Umkehr der Wellenwicklung beim Durchlaufen des entgegengesetzten Wicklungszuges. Ebenso werden dann auch die Leiter der übrigen Phasen miteinander verbunden. Man erhält also derart eine Wellenwicklung, die in ihrer Leiteranordnung völlig der in Abb. 2 dargestellten Schleifenwicklung entspricht, während man doch eine solche Wicklung bisher als Wellenwicklung nicht ausführen konnte.In this way, the train of the wave winding is designed, and this is true even after reversing the wave winding when passing through the opposite winding train. Likewise, then too the conductors of the remaining phases are connected to one another. So you get such a wave winding, which in its conductor arrangement completely corresponds to the loop winding shown in Fig. 2 corresponds, while such a winding could not previously be carried out as a wave winding.

In "Abb. 4 ist weiter ein der Abb. 1 entsprechendes Ersatzpolschema — gleichfalls bloß für die Leiter einer Phase — für die Wicklung gezeichnet, in dem aber die Leiter je nach ihrer Zugehörigkeit zu dem einen bzw» dem anderen der beiden parallel geschalteten Wicklungszweige mit · bzw. X bezeichnet sind. In den letzten beiden Doppelzeilen dieses Schemas sind die Leiter sämtlicher Polteilungen, getrennt nach den beiden Zweigen, zu einem Gesamtpolbild zusammengezogen, aus dem man die volle Symmetrie der Wicklungsanordnung in bezug auf die in Wirkung tretende Ankerfelderregerkurve erkennt. In "Fig. 4 is another one of Fig. 1 corresponding Substitute pole scheme - likewise only for the conductors of a phase - for the Winding drawn, but in which the ladder depending on their affiliation to the one or the other of the two winding branches connected in parallel are denoted by · and X, respectively are. In the last two double lines of this scheme, the ladder is more complete Pole pitches, separated according to the two branches, drawn together to form an overall pole pattern, from which one recognizes the full symmetry of the winding arrangement in relation to the armature field exciter curve that comes into effect.

Diese Wicklung läßt sich aber, wenn dies aus bestimmten Gründen wünschenswert erscheint, ohne weiteres auch sehnen. Hierzu ist es lediglich erforderlich, in der Leiterverteilung, wie sie in der in Abb. 2 dargestellten Wicklung gegeben " ist, Strom- und Phasenzugehörigkeit der Leiter, beispielsweise der Oberschicht, aufrechtzuerhalten, Strom- und Phasenzugehörigkeit der Leiter der Unterschicht aber so zu verändern, als ob sämtliche Leiter dieser Schicht aus ihrer ursprünglichen Lage (unter Aufrechterhaltung ihrer Stromrichtung und Phasenzugehörigkeit) um eine der gewünschten Sehnung entsprechende Zahl von Nuten versetzt wären. Auch die auf diese Weise in bezug auf Strom- und Phasenzugehörigkeit der Leiter neu bestimmte Wicklung läßt sich, genau wie in dem geschilderten Beispiel, die ungesehnte Wicklung als Wellenwicklung ausbilden, soweit nur die Bedingung erfüllt wird, daß das Weiterschreiten in die benachbarte Nut des zugehörigen Phasenstranges immer bereits nach einem der Zahl der parallel geschalteten Zweige entsprechenden Teil, des Umfanges, bei n-iacher Parallelschaltung also bereits nach dem Durchschreiten eines κ-tels des Umfanges erfolgt.However, this winding can easily be longed if this appears desirable for certain reasons. For this it is only necessary to maintain the current and phase affiliation of the conductors, for example the upper layer, in the conductor distribution, as it is given in the winding shown in Fig. 2, but to change the current and phase affiliation of the conductors of the lower layer so that as if all the conductors of this layer were offset from their original position (while maintaining their current direction and phase affiliation) by a number of slots corresponding to the desired length. just like in the example shown, train the unstretched winding as a wave winding, as long as the condition is met that the progression into the adjacent groove of the associated phase strand is always after a part corresponding to the number of branches connected in parallel, the circumference, if ni acher Parallel connection already after the D A κ-part of the circumference is passed through.

Die Anwendung der neuen Wicklung no kommt in erster Linie für Synchronmaschinen in Frage, bleibt jedoch keineswegs auf Maschinen dieser Art beschränkt, sondern kann in sehr vielen Fällen auch für Asynchronmaschinen, Wechselstromkollektormaschinen "5 und auch für Gleichstrommaschinen von großem Vorteil sein.The new no winding is primarily used for synchronous machines in question, is by no means restricted to machines of this type, but can in very many cases also for asynchronous machines, alternating current collector machines "5 and also be of great advantage for DC machines.

Claims

Patent claims:

i. Break hole bar winding with symmetrical Phase and conductor distribution and

Multiple parallel connection, characterized by the design as a wave winding, in which the points at which the winding train continues into the adjacent slot of the associated phase strand - i.e. with a step changed by one slot pitch - takes place at η parallel-connected winding branches at every w-tel of the scope.

2. Winding according to claim i, characterized by one over each broken hole winding additional tendon going beyond such a peculiar tendon.

For this purpose ι sheet of drawings