DE612485C - Verfahren zur Auslegung einer Wicklung mit Leerstaeben - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 26. APRIL 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Vi 612485 KLASSE 21 d ² GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. Mai 1929 ab

Bei der Herstellung elektrischer Maschinen, insbesondere bei Sonderausführungen, kann es notwendig sein, vorhandene Blechschnitte mit bestimmten Nutzahlen zu verwenden, obwohl die Wicklung mit einer geringeren als der der Nutzahl entsprechenden Leiterzahl ausgeführt werden soll. Man hat in diesem Falle einfach eine bestimmte Zahl von Nuten nicht bewickelt, sondern etwa mit einem Holzkeil ausgefüllt. Derartige sogenannte Leerstäbe haben aber einen störenden Einfluß auf die Form der Ankerfelderregerkurve und bringen in den meisten Fällen eine unerwünschte Spannungskurvenform mit sich.

Nach der vorliegenden Erfindung soll in die-¹ sem Falle in die Anordnung der Leerstäbe ein System gebracht werden, wodurch der schädliche Einfluß auf die Erregerkurve vermieden werden kann. Nach der vorliegenden Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß für die Auslegung der Wicklungsanordnung die Zahl der zu verwendenden Stäbe auf gedachte Teilwicklungen verteilt wird, von denen jede in bezug auf die Zonenmitten symmetrisch liegt. Mit besonderem Vorteil wird hierbei der ersten Teilwicklung der größtmögliche Teil der gesamten Stäbe zugeordnet; der sich in der zur Verfügung stehenden Nutzahl in gleichmäßigen Abständen unterbringen läßt, ebenso der nächsten Teilwicklung die größtmögliche Zahl der restlichen Stäbe usw. für jede folgende Wicklung, bis kein Rest mehr übrigbleibt. Man braucht aber hierbei nicht unbedingt so weit zu gehen, daß kein Rest mehr übrigbleibt, da ja die schädliche Einwirkung einer nicht vollständig symmetrischen Teilwicklung auf die Kurvenform um so geringer wird, je kleiner die dieser Wick-: lung zugeordnete Wicklungsstabzahl ist. In vielen Fällen, in denen nicht zu große An-Sprüche an eine ideale Kurvenform gestellt werden, kann es daher genügen, nur die erste gedachte Teilwicklung voll symmetrisch zu ' verteilen.

Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens sei der Entwurf der Wicklung für-eine zweipolige Drehstrommaschine mit Zweistabwicklung besprochen. Die erforderliche Leiterzahl betrage 96, die Zahl der Nuten in dem zu verwendenden Blechschnitt hingegen 60. In den 60 Nuten ließen sich 120 Stäbe unterbringen, von denen aber nur 96 tatsächlich vorgesehen werden, so daß sich 24 Fehlstäbe ergeben. Da die 96 Stäbe gleichmäßig auf die beiden Schichten verteilt werden sollen, kommen für jede Schicht 48 Stäbe in Betracht. Die größte Zahl der 48 Stäbe, die sich in der gegebenen Nutzahl von 60 Nuten gleichmäßig unterbringen läßt, ist im vorliegenden Falle 30, wobei also in jede zweite Nut ein Stab kommt. Demnach erhält also die erste Teilwicklung 30 Stäbe pro Schicht, im ganzen also 60 Stäbe. Die Restzahl der Stäbe pro Schicht beträgt 48 weniger 30, also 18 Stäbe. Die nächstgrößte Zahl, die sich in gleichmäßigen Abständen in der vorhandenen

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder' angegeben worden:

Josef TiUeI in Berlin-Lübars.

Nutzahl unterbringen läßt, ist im vorliegenden Falle 12. Die zweite Teil wicklung erhält also T2 Leiter pro Schicht; so daß auf jade fünfte Nut ein Stab entfällt. Die Restzahl der Stäbe, nämlich 18 minus 12 ist gleich 6, läßt sich ohne Rest gleichmäßig in der Nut verteilen, und zwar entfällt in jede zehnte Nut ein Leiter. -- ' *

Da die Maschine in dein angenommenen Beispiel zwei Pole bei- drei Phasen erhält, ef-* geben sich sechs Zonen. Für die Auslegung der Wicklung wird die Stabzahl jeder Wicklung gleichmäßig auf die einzelnen Zonen verteilt. Von den 60 Nuten des Blech-" schnittes entfallen also, auf jede;-äet. sechs Zonen zehn Nuten. Deshalb werden zjunäphst: jeder einzelnen Zone zehn nebeneinanderliegende Nutendes Blechschnittes'zugeordnet. Von den 30 Stäben der ersten^TeilwickTung entfallen auf jede Zone 3.0 t6_l: also 5 Stäbe (in jeder Schicht)". Auf idle zeMlSTüten didsef Zone verteilt kommt.aiso.im. jede.zweite Nut. ein Stab. Mit Rücksicht auf die Kurvenform, empfiehlt es sich, die Wicklung" zu sehnen, was sich im vorliegenden Falle dadurch er-' reichen läßt," däß die.; Stäbe > der beiden-Schichten jeder: Zone gegeneinander, um den Betrag·: der' Sebntmg versetzt. werden..., Br diesem Falle umgreifen <dieS.täbd dieser Zone mehr als die:dieser ursprünglich zugewiesenen; zehn nebeneinanderKegenden Nutenvkt demsich die einzelnen Zonen, wie dies.ja bei jöder gesehnten Wicklung- der Fall, ist, l an ihren. Grenzen zttm Teil übergreifen.- Unter der Annahme, daß durch die Sehnang'die fünfte und siebente Oberwelle unterdrückt" werden soll, ergibt sich bekanntlich als. günstigste

Seimiung eine Sehnung von etwa -^ x. Im

vorliegenden Falle wird die Setnung mit ~'i

gewählt, was jdenx'. angegebenen Verhältnis völlig entspricht. - .

In der Abb. r der Zeichnung ist. in einer Tabelle eine^; Übersicht über die Wicklung .ge-: geben. In der obersten Zeile sind die zehn einer Zone vorläufig zugeordneten Nuten angegeben? ^r'Ja den * beiden': "üaninterliegenden: Zeilen sind diietStäbe für die beiden Schichten eingezeichnet, und zwar je fünf Stäbe, .die jede zweite "NBt'atisfülleÄ.: Die Oberschicht

ist hierbei gegen die Unterschicht' um -— τ,

d.i. also fünf Muten, versetzt "Die Verteüumg der einzelnen: Stäbe kuf ;dieJKFuten ist hierbei so getroffen,, daß die/iaymmetoielinie • jiSder einzelnen Teilwicklunig-mitider des urr sprünglich angenommenen: Zone; "übereinstimmt.

Die zweite Teilwicklung erhält im ganzen zwölf Stäbe, also pro Zone dShi zwei Stäbe. Die Stäbe jeder Schicht müssen um fünf Nutteilungen voneinander entfernt, die beiden Schichten weiter der Sehnung entsprechend gegeneinander versetzt sein. Die .Sehnung ist hier zwecks einfacherer Verteilung der Leiter und mit Rücksicht darauf, daß in jede Nut nur zwei Leiter kommen

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dürfen, mit —τ angenommen, was dem oben

■ angegebenen Verhältnis in großer Annäherung entspricht. Die Verteilung dieser Stäbe auf die der Zone zugeordneten Nuten erfolgt wieder, wie dies in den nächsten Zeilen der Tabelle" eingetragen ist, so, daß die Sym-

"äetrielinie der .beiden Zonen zusammenfällt.

; Die-dritte Teilwicklung erhält nur sechs Stäbe pro Schicht,, also, nur einen Stab in jeder „Zone' und⁴ |äder'"Schicht. ' Die Stäbe

beider "Schichten weiden wieder" um" die

am vorliegenden

.in

gegeneinander Tgrsgtzt j.ßie.ibeiden Stäbe werden gleichfalls.so angeordnet,, daß die Syjnmetrieliriie dir Zone in die !gemeinsame Symmetrielinie fällt. Die Lage dieser Stäbe ist aus den nächsten beiden .Zeilen derTafceBi ersicKtlieh. AEs-chließend daran sinddann die: Wicklungs-^; stäbe- dei^dEei ;Teilwi&lungen:. zusammengezogen, so; daßi-alsa säm.tliche:.,einer Zone zägiBondneteffi ;Stäbe^ wie sie^efoeinam den Sute» angeordnet werdeh^ eingezeichnßt sind., .Eines analoge',AAaxdnnhg^-gilt:= niesbefe seibstverstänidlich £üc.„jede.-.lieniaGiibarte;· iZoney^in-der; die entsprechenιden.L·erter.-.de!rander;en. Phasen 6^a

i..„Hiermit sisi... also.:- Bagg; und. Phasenzuger h&ri,gkeit sämtlißheE .Stäbe· derWieklaing ϊ esfe. gelegt,: .Die einzelnen Siäheyder Wicklung massen, dann, .dtrreh rStirn-Vierbinidiiiiigen. mit-* i°o einander .verbunden werden, derart,- daß' die ,: gewünschte. Strpmriehtung und Phasßnzugehöiigkeit"aufreohterhalten.blBiben^ :-c.; ..

Brav riecht ■ einfache Verbinder: zn. ermöglichen, sind die Stäbe,, wievsie iii den letzten ZeilenBet; Tabelle^zasammengeizngen;; siad>. im .->.: vörliegeHden'FaHe;:s&Jang:eoiEdnetj:daß! in allen Nuten^-\iä^deK^-':iatiEl-eiia.-;Siab-.lißgt,^;dieser Hhks ..von .der -SymmetrieHnie der; Zone der Oberschicht. zugeiHrdnefcjst,:-rechts von ^:dec no Symriietrieiinie.,aber ideriilnterscbicht.,; In _:. komplizifirferen ;. Fällen;. mii&,": "man, durcb Exobieeeni leichb,eine r.Vßr.teiltoig der Stabe; die allein in .eineE!^:Nmt;:liegen,L finden,: die die einfachstem VerbinderLeimögiichfc >^::.-:· :, ; -Wie aus der Tabelle ersichtlichist/ ergebeil ;. sieh . bei dieser ^NutehanoEdnung bei einem.

Wickelschritt votf ~^'τ, "der sich, Wenn man:

das gezeichnete Schema als Ersatzpolteiking auffaßt, &r der auch* die gleichartige ■Stabdrittnächsten Zone, in der die

Leiter in umgekehrter Richtung durchflossen werden, eingetragen ist, als eine Verschiebung um zwei Nutteilungen ausdrückt, lauter untereinander gleiche Gabelverbinder, durch die jeder Stab der Oberschicht mit dem nächsten entsprechenden Stab der Unterschicht verbunden ist.

Diese Verbinder ermöglichen vor allem die Verwendung gleichartiger Spulen und ergeben außer dem Vorteil des geringsten Streufeldes auch wegen der Gleichmäßigkeit besonders günstige Kühlungsverhältnisse. Selbstverständlich kann aber die Verbindung zwischen den einzelnen Stäben, sofern die bestimmte Phasenzugehörigkeit und Stromrichtung aufrechterhalten bleiben; in beliebiger anderer Weise erfolgen, wie dies aus besonderen Gründen, etwa zwecks Teilbarkeit eines zweiteilig bewickelten Ankers, erwünscht sein kann.

In Abb. 2 ist das Schema der gesamten Wicklung dargestellt, in dem die erwähnten Gabelverbinder gut zu sehen sind.

In Abb. 3 ist endlich die Ankerfelderregerkurve der Wicklung dargestellt. Aus dieser ist ohne weiteres die völlige Gleichmäßigkeit der Feldform und besonders auch deren vorzügliche Annäherung an die Sinusform zu ersehen. Hierbei ergibt sich trotz der starken Sehnung, der die gute Kurvenform zu verdanken ist, noch der weitere Vorteil, daß in jeder Nut nur Leiter gleicher Phase liegen, was in bezug auf die Isolation der Leiter von großem Vorteil ist.

Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht an das dargestellte Ausführungsbeispiel gebunden, insbesondere können die Zahl der Teilwicklungen sowie die Sehnung' der Leiter' der einzelnen Schichten beliebig variiert werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Auslegung einer Wicklung mit unveränderlicher ..Polzahl und einzelnen voneinander getrennt angeordneten Leerstäben, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung aus mehreren gedachten Teilwicklungen zusammengesetzt wird, deren einzelne Leiterzahlen, abgesehen von einer Restwicklung, ein ganzzahliger Bruchteil des Produktes von Nutenzahl und Schichtzahl sind, und daß diese Teilwicklungen derart zu einem einheitlichen Wicklungsbild zusammengefügt werden, daß die Zonenmitten sämtlicher Teilwickhingen, zusammenfallen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterzahl jeder Teilwicklung so gewählt wird, daß sie durch die Zonenzahl teilbar ist. 6a

3· Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen Teilwickliungen der Reihe nach die größtmögliche Zahl der gesamten Leiter bzw. der übrigbleibenden Restleiter zugeordnet ist, die in der Nutenzahl jeweils ohne Rest enthalten ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 für zweischichtige Wicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter der Ober- und Unterschicht gegeneinander versetzt sind.

5. Wicklung mit Leerstäben für annähernde symmetrische Spannungskurvenform, dadurch gekennzeichnet, daß sie gesehnt ist.

6. Wicklung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der den Wicklungsanschlüssen abgewandten Seite lauter untereinander gleiche Gabelverbinder angewendet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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