DE631114C - Von 2n auf n Polpaare umschaltbare Wicklung fuer Mehrphasenstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung bezweckt, eine möglichst einfache und polumschaltbare Wicklung für Asynchronmotoren zu schaffen. Diese wird dadurch erreicht, daß die Wicklung,, bei der in einer Nut Stromleiter von zwei verschiedenen Phasen in zwei Schichten eingebettet sind, derart ausgebildet wird, daß die mittlere Spulenweite der Phasenspulen, kleiner ist als die kleinere Polteilung, wobei die gleichphasigen Spulen in verschiedenen Schichten liegen und gegeneinander um 360⁰ elektrisch verschoben sind. Ein Übergang von 2 η auf η Polpaare wird durch Vertauschen der Phasenanfänge und Phasenenden einer Schicht erreicht. Der Drehsinn des resultierenden Feldes und dementsprechend auch die Drehrichtung des Motors wird dadurch geändert. Die ursprüngliche Drehrichtung des Motors bei veränderter Polzahl kann in bekannter Weise durch Vertauschen von zwei Phasen erzielt werden.

Die bekannten Schaltanordnungen von üblichen Zweischichtwicklungen, bei denen die Spulenweite entweder zwischen den beiden Polteilungen liegt oder der kleinsten Polteilung gleich ist und bei denen die Polzahländerung durch Vertauschen der Stromrichtung in der Hälfte der Spulen jeder Phase erfolgt, weisen einen wesentlichen Mangel auf, da das aktive Material nur bei der großen Drehzahl voll ausgenutzt werden kann. Diese Wicklungen verlangen dabei eine- veränderliche Netzspannung, was nur in einzelnen Fällen durch eine Umschaltung von Stern auf Dreieck ausgeglichen werden kann.

Alle diese Mängel werden laut der Erfindung dadurch beseitigt, daß die Spulen der Wicklung derart geschaltet sind, daß die magnetomotorischen Kräfte des Strombelages einer Gruppe von Nuten miteinander entsprechender Füllung gegenüber den der folgenden, also verschieden gefüllten Nutengruppen um I2o° gegeneinander verschoben sind. Nach dem Umschalten der Wicklung auf eine doppelte Drehzahl entstehen in diesen Nutengruppen magnetomotorische Kräfte, welche ähnlich wie bei den üblichen Wicklungen um 6o° (elektrisch) gegeneinander verschoben sind. Die beiden Arten der Nutenfelder bzw. der magnetomotorischen Kräfte der Nutengruppen sind aus Fig. 2 und 3 ersichtlich. Bei der vierpoligen Schaltung laut Fig. 2 erzeugen beispielsweise zwei eine Nutengruppe bildende Nuten, von denen jede die Ampereleiter 1' und 2 — also einen Rückleiter der Phase 1 und einen Hinleiter der Phase 2 enthält — ein Nutenfeld, welches lautDiagramm der Fig. 2 gegen Phase 1' um 30⁰ zurückbleibt. Die zwei folgenden Nuten enthalten die Ampereleiter 3 und 2', welche ein Nutenfeld

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erzeugen, welches um 30⁰ gegen Phase 2' zurückbleibt. Diese" Nutenfelder sind, hier also um 120⁰ gegeneinander verschoben, während sie bei den sonst üblichen Ausführungen um 6o° verschoben sind. In Fig. 3 ist die zweipolige Schaltung dargestellt. Die erwähnten aufeinanderfolgenden Nutengruppen mit den verschiedenen Füllungen enthalten die Ampereleiter 2-1 und2'-3'. Die erste Nutengruppe erzeugt ein Feld, welches mit dem Vektor 3' gleichgerichtet ist. Die zwei weiteren Nutengruppen bzw. Ampereleiter erzeugen ein Nutenfeld, welches mit dem Vektor 1 zusammenfällt. Diese Nutenfelder sind, wie es aus Diagramm ersichtlich ist, um 6o° gegeneinander verschoben. Die Zahl der Nuten pro Pol und Phase kann bei beiden Schaltungen verschieden gewählt werden, weil alle Nuten der gleichen Füllung ein gleichgerichtetes Feld ergeben. Diese verschobenen Felder erzeugen schließlich ein resultierendes Dxehfeld.

Die Wicklung'besteht aus den Spulen bzw. Spulensätze, deren mittlere Spulenweite nur ^s/₃ von der kleinsten Polteilung erreicht, so daß die Wicklung bei den. beiden Drehzahlen als eine gesehnte Wicklung betrachtet werden kann. Die speisende Spannung verbleibt unverändert, weil der resultierende magnetische Fluß und daher die Leistung des Motors proportional der Drehzahl steigt.

Das Wesen der Erfindung ist .an Hand eines Ausführungsbeispieles für einen Drehstrommotor veranschaulicht,, wobei Fig. 1 einen Längsschnitt des Motors darstellt. Fig. 2 gibt die Schaltung der Spulen für einen vierpoligen Motor, wobei die positive Richtung der Phasenströme mit 1, 2 und 3 und die negative mit 1', 2'und 3' bezeichnet ist. Fig. 3 zeigt eine Umschaltung der Spulen nach Fig. 2 für eine doppelte Drehzahl.

Wie die Fig. 1 bis 3 zeigen, besteht die Ständerwicklung in jeder Schicht aus drei nebeneinanderliegenden und zu verschiedenen +5 Phasen gehörigen Spulensätzen für die kleinste Polpaarzahl. Die Fig. 2 und 3, die eine vierpolige und eine zweipolige Spulenschaltung veranschaulichen, zeigen, daß die mittlere Spulenweite b der Spulen 4 und 5 kleiner ist als· die kleinste Polteilung T₄. Die Fig. 2 zeigt dabei, daß die gleichphasigen Spulen 4 bzw. S und S bzw. 9 um zwei Polteilungen, also um 360⁰, elektrisch gegeneinander verschoben sind.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, besteht die Ständerwicklung 1 hier aus konzentrisch angeordneten Phasenspulen 4 und 5 bzw. 8 und 9 ,in jeder Schicht, welche ohne Überkreuzung Van-den Stirnseiten gewickelt sind. Die Spuren.· sind in der Fig. 1 und 2 in zwei Schien- ^:"ten6 und 7 angeordnet, wobei die Phasenspulen der verschiedenen Schichten je nach Bedarf gegeneinander räumlich verschoben sind. Diese Wicklung kann mit zwei oder mehreren Spulen pro Phase ausgebildet werden.

Eine Umschaltung der Wicklung von vier auf zwei Pole geschieht dadurch, daß die Stromrichtungen in den einzelnen Spulen einer Schicht umgekehrt werden. Die Fig. 3 zeigt die Umschaltung des Motors auf zwei Pole. Aus den Fig. 2 und 3 ist leicht zu ersehen, daß die Veränderung der Stromrichtung, z. B. 2 auf 2' u. dgl. in den Spulensätzen der inneren. Schicht, und zwar in den Spulen 8, 9 usw. eine Veränderung der Polzahl von vierpölig auf zweipolig ζώγ Folge hat.

In den beiden Fällen bleibt die mittlere Spulenweite & kleiner als eine Pol teilung T₂ bzw. T₄. ^8t>

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Von 2 η auf η Polpaare umschaltbare Wicklung für Mehrphasenstrom, bei der in einer Nut Stromleiter von zwei, verschiedenen Phasen in zwei Schichten eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Spulenweite der Phasetispulen kleiner ist als die kleinste Polteilung, wobei die gleichphasigen Spulen gegeneinander um 360⁰ elektrisch verschoben sind, und daß die Polzahl des Motors durch Vertauschen der Stromrichtung in den einzelnen Spulen einer Schicht geändert wird.

2. Wicklung nach Anspruch 1, -dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungsspulen in zwei konzentrischen Flächen oder Schichten ohne Uberkreuzung an den Stirnseiten angeordnet sind. »»

3. Wicklung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die tiebeneinanderliegenden und zu verschiedenen Phasen zugehörigen Spulen bzw. Spufengruppen

. . , c . . , . , 2·56θ°

in jeder Schicht gegeneinander um—■*-—-

elektrisch verschöben sind, wobei m die Atizahl der Phasen bedeutet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen