DE618804C - Ein- oder Mehrfachwicklung fuer elektrische Maschinen mit Zwischenverbindungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
16. SEPTEMBER 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSElId¹ GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. September 1932 ab

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ein- oder Mehrfachwicklung für elektrische Maschinen mit Zwischenverbindungen, die von zusätzlichen Stromwendersegmenten zu. den S dem Stromwender abgewandten Wicklungsteilen geführt sind. Diese Zwischenverbindungen bezwecken, bei Kommutatormaschinen durch Unterteilung des Windungsflusses- die Kommutierung zu verbessern. Wicklungen

»o mit zusätzlichen Kommutatorlamellen sowie Zwischenverbindungen, die von den zusätzlichen Lamellen zu dem mittleren Teil der Ankerspulen geführt sind, sind an sich bereits bekannt. Diese bekannten Anordnungen weisen jedoch noch erhebliche Nachteile auf, die ihrer praktischen Verwendung im Wege stehen. Dies beruht darauf, daß die Anwendung von zusätzlichen Lamellen und von Zwischenverbindungen ohne weiteres noch

ao keine günstigen Kommutierungsergebnisse zur Folge hat, weil auch in den Zwischenverbindungen eine erhebliche Reaktanzspannung auftreten kann, die unter Umständen die Kommutierung verschlechtert.

Um das Entstehen einer die Kommutierung störend beeinflussenden Reaktanzspannung in den Zwischenverbindungen zu vermeiden, ist es bereits bekanntgeworden, in dem Hauptpol eine größere Aussparung vorzusehen, wodurch an dieser Stelle der Luftspalt bedeutend vergrößert und das magnetische Feld herabgesetzt wird. Die Anordnung derartiger Aussparungen ist aber verhältnismäßig umständlich und unwirtschaftlich. Vor allem fällt ins Gewicht, daß durch die Anordnung einer feldfreien Zone in den Hauptpolen die Maschinenabmessungen bedeutend erhöht werden müssen.

Bei einer anderen bekannten Anordnung mit zusätzlichen Kommutatorlamellen und Zwischenverbindungen wird das Entstehen von schädlichen Reaktanzspannungen in den Zwischenverbindungen dadurch verhindert, daß Zwischenverbindungen entgegengesetzter Polarität in Bündeln oder Gruppen so zusammengefaßt werden, daß sich ihre Selbstinduktion fast vollkommen aufhebt. Aber auch diese bekannte Anordnung ist nicht besonders vorteilhaft und unvollkommen, weil eine Sonderkonstruktion für den Anker der Maschine mit Rücksicht auf die Anordnung der Gruppen der Verbindungsleiter erforderlich ist. Außerdem ergeben sich bei dieser bekannten Anordnung wegen der Bündelung der Zwischenverbindungen ungleiche Selbst-Induktionen. Die Folge davon ist eine beim Kommutierungsvorgang sich ungünstig bemerkbar machende elektrische Unsymmetrie.

Gemäß der Erfindung wird eine wesentlich vorteilhaftere Ausbildung von Ein- oder

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

Dr. Robert Stix in Wien.

Mehrfachwicklungen dieser Art mit Zwischenverbindungen, die von zusätzlichen Stromwendersegmenten zn den dem Stromwender abgewandten Wicklungsteilen geführt sind, dadurch erzielt, daß die Zwischenverbindun? gen zur Verringerung der in ihnen induzierten Spannung aus wenigstens drei verschiedenphasig induzierten Nutenleitern zusammengesetzt sind. Die induzierten Teile der ίο Zwischenverbindungen sind dabei so angeordnet, daß sich die Vektoren ihrer Spannungen geometrisch zu Null oder zu.einem verhältnismäßig kleinen Betrag addieren. Sie können untereinander an den Stirnseiten des wirksamen Eisens verbunden werden, was bei den bisher bekannten Zwischenverbindungen nicht möglich ist. Wesentlich ist, daß die Zwisdienverbindungen mindestens drei verschiedenphasige Nutenleiter enthalten, neben denen weitere mit diesen gleichphasige Teile vorhanden sein können. Die Zwischenverbindungen werden hierdurch langer als bei bekannten Wicklungen. ■ Sie sind aber nur während der Kommutierung kurzzeitig belastet und können schwächer bemessen werden als die dem fortlaufenden Wicklungszuge angehörenden Leiter. Daher tritt ihr höherer Kupferaufwand und Raumbedarf gegenüber der durch den Wegfall oder durch die Einschränkung eisenfreier Zonen erreichten Raumersparnis zurück.

Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele der Erfindung. In Fig. 1 ist eine Windung einer Schleifenwicklung mit vermehrter Lamellenzahl dargestellt. Zwischen je zwei dem fortlaufenden WicHungszuge 1 zugeordneten Kommutatorlamellen 2 liegt eine weitere Lamelle 3. Die an sie angeschlossene Zwischenverbindung 4 besteht aus drei an den Stirnseiten in Reihe geschalteten Nutenleitern 5, 6 und 7. Diese können inr denselben oder in gleichartigen Nuten wie der fortlaufende Wicklungszug 1 untergebracht werden. Sie haben einen Abstand von 60 elektrischen Graden voneinander, bilden also einen gesehnten Wicklungszug nach, Art einer Wellenwicklung, der die Windungsfläche des fortlaufenden Wicklungszuges halbiert. Sie sind so geschaltet, daß sich bei sinusförmiger Feldverteilung ihre Spannungsvektoren zu einem praktisch oder vollkommen geschlossenen Spannungspolygon, hier zu einem gleichseitigen Dreieck, zusammensetzen,: wodurch die Zwischenverbindung praktisch oder vollkommen spannungslos wird. Zwischen den Kommutatorlamellen 2 und 3 herrscht also nur die in einer Hälfte der Windung 1 induzierte Spannung. In manchen Fällen, z. B. bei Kommutatormaschinen mit ausgeprägten Polen und Wendefeldern, ist eine rein sinusförmige' Feldverteilung nicht zu erreichen. Hier kann nach der weiteren Erfindung die Feldkurve wenigstens so gestaltet werden, daß sie an bestimmten Stellen mit der Sinuskurve übereinstimmt, nämlich dort, wo die Teilleiter der Zwischenverbindungen zur Zeit der Kommutierung liegen. Die Zwischenverbindungen sind außerhalb des Kommutierungsorgans bei solchen Maschinen ohnedies unwirksam und müssen daher nicht dauernd spannungslos sein.

In Fig. 2 ist beispielsweise eine abgestufte Feldkurve F dargestellt, die an den Stellen 5, 6, 7 mit der Sinuskurve S übereinstimmt. An diesen Stellen liegen die gleichbezeichneten Teilleiter der jeweils kommutierenden Zwipchenverbindung, wenn diese nach Fig. 1 ausgeführt ist. Die Induktion ist an den Stellen 5 und 7 halb so groß wie an der Stelle 6. Die Augenblickswerte der Spannungen addieren sich also in der Kommutierungsstellung der Spule zu Null. Die Teile 5 und 7 der Zwischenverbindung können im Bereich der seitlichen Stufen der Feldkurve. verschoben werden, ohne <laß sich an ihrer Wirkungsweise etwas ändert. Die Feldkurve kann auch anders, z. B. mehrfach, abgestuft sein, wobei die Teile der Zwischenverbindung zur Zeit der Kommutierung derart unter verschiedenen Stufen der Feldkurve liegen, daß sich die Augen- 9" blickswerte der Teilspannungen zu Null ergänzen.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, worin die Erfindung auf die Ausgleichsverbindungen einer Zweifachschleifenwick- lung α, & angewendet ist; deren beide Wicklungszüge i^a und i^b hängen durch Zwischenverbindungen s^a> 6^a> 7^{a un}d 5^b, 6⁶, 7^b von der in Fig. ι dargestellten Form zusammen.

Die Teile der Zwischenverbindungen brauchen nicht in derselben Polteilung zu liegen, sondern können auch einen sich über mehrere Polteilungen erstreckenden Wicklungszug bilden. Sie bestehen vorzugsweise aus einer ungeraden Anzahl ungeteilter Nutenleiter, können daneben aber auch kürzere Teile von solchen enthalten. Es können auch in einer Wicklung nach Bedarf mehrere Formen von Zwischenverbindungen nebeneinander angeordnet werden, also z. B. teils bekannte, durch feldfreie Zonen der Maschine geführte Zwischenverbindungen, teils solche nach der Erfindung.

Claims (5)

1. Patentansprüche :

   i. Ein- oder Mehrfachwicklung für elektrische Maschinen mit Zwischenverbindungen, die von zusätzlichen Stromwendersegmenten zu den dem Stromwen-• der abgewandten Wicklungsteilen geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Zwischenverbindungen zur Verringerung der in ihnen induzierten Spannung aus wenigstens drei verschiedenphasig induzierten Nutenleitern zusammengesetzt sind.
2. 2. Wicklung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenverbindung aus einer ungeraden Anzahl von Nutenleitern zusammengesetzt ist.
3. 3. Wicklung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenverbindung einen Wicklungszug nach Art einer gesehnten Wicklung bildet.
4. 4. Wicklung nach Anspruch 1 oder folgenden, bei der die Zwischenverbindung aus drei verschiedenphasig induzierten Nutenleitern zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wicklungszug (S, 6, 7) der Zwischenverbindung die Windungsfläche des fortlaufenden Wicklungszuges (1) halbiert, indem die Leiter der Zwischenverbindung in gleichen Abständen, vorzugsweise von 60 elektrischen Graden, aufeinanderfolgend angeordnet und in Wellenanordnung reihengeschaltet sind.
5. 5. Wicklung nach Anspruch 1 oder folgenden für Maschinen mit abgestufter Feldkurve, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilleiter der Zwischenverbindung zur Zeit der Kommutierung unter verschiedenen Stufen der Feldkurve liegen, vorzugsweise unter solchen, die an der Stelle des Teilleiters mit der Kurve sinusförmiger Feldverteilung zusammentreffen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen