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Kommutatorlose Drehstromwicklung Dreiphasige Drehstromwicklungen werden
meistens in Sechszonenausführung gewickelt, da diese Ausführungsart eine sehr gute
Wicklungsausnutzung ergibt. Fig. i Ader Zeichnung veranschaulicht .diese Anordnung,
wobei die in den Wickelzonen _i und 4 untergebrachten Windungen die Phase 'i bilden
mögen. Es handelt sich um eine Zweischichtwicklung,wobei die Wicklung an dem linken
Ende von i anfängt, bi,s zu dem rechten Ende von i mit :den Oberstäben fortschreitet
und mit den Unterstäben am linken Ende der Wickelzone q. aufhört. Hierauf ist die
Wicklung mit dem Unterstab am rechten Ende von. i verbunden und schreitet dann zu
dem linken Ende von i wieder zurück und hört mit dem Oberstab -am rechten Ende von
q. für Phase I auf. In derselben Weise beginnt die Phase II am rechten, Ende der
Wickelzone 3 und endet am linken Ende der Wickelzone 6, während die Phase III bei
5 unten 'beginnt und bei z oben endet. Die Wicklung ist also eigentlich sechsphasig,
und die um i8o° elektrisch verschobenen Phasen werden miteinander kombiniert, so,daß
nach außen hin drei Phasen entstehen.
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Ein Nachteil dieser Sechszonenwicklung sind die an den Übergangsstellen
der einzelnen Wicklungszonen auftretenden Pha.senaprünge. Wenn beispielsweise die
Wicklung der Fig. i in Stern geschaltet ist, so erg-elben sich pro Polpaar zwölf
Stellen, wo fast die volle Klemmenspannung herrscht Es ist eine bekannte Tatsache,
daß gerade diese Phasensprünge Isolationsengpässe der Sechszonenwicklung sind und
dementsprechend besonders sorgfältige Isolierung erfordern. Namentlich bei staubhaltiger
Luft, wie z. B. in der Nähe von Schleifringen, sind diese Stellen gefährlich und
verlangen besonders reichliche Kriechwege.
Die Erfindung betrifft
eine nicht an Kommutatoren angeschlossene Drehstromwicklung, die insbesondere in
dieser Hinsicht wesentliche Vorteile mit sich bringt. Erfindungsgemäß ist die Drehstromwicklung
als geschlossene Ein- oder Mehrfächschleifenwicklung ausgeführt und mindestens sechsphasig
an den äußeren. Stromkreis angeschlossen. Es ist also das Schaltbild der Fig. z
maßgebend, wobei der Kreis 7 die in sich g:eschlossene zweipolige Gleichstromschleifenwicklung
bedeuten soll, die an sechs Stellen mit dem äußeren Stromkreis verbunden ist. Man
sieht ohne weiteres, ,daß hier die ;geschilderten Phasensprünge nicht auftreten
können, da die Spannung am ganzen Umfang von Windung zu Windung kontinuierlich fortschreitet,
so daß immer nur die Spannungsdifferenz zweier aufeinander-.folgender- Spulen vorhanden
ist. Es ist eine bekannte Tatsache, daß kleine Gleichstrommaschinen für rö Ibis
15 ooo Völt Klemmenspannung isoliertechnisch einwandfrei hergestellt werden können,
trotzdem hier die geschlossene Wicklung infolge der vielen (Windungen besonders
schwierig auszuführen ist. Bei der Anordnung der Erfindung, die sich vorwiegend
auf größere Maschinen mit Stabwicklung bezieht, liegen aber ,die- Verhältnisse bezüglich
der Isolierung noch günstiger.
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Auch für die Unterdrückung der Oberfelder ist die neue Anordnung sehr
günstig, da man, die Schleifenwicklung ohne weiteres mit einer Sehnung der Unterschicht
auf etwa 5/s' der Polteilung ausführen kann, oder derart, daß, wie :ebenfalls bekannt,
die diametralen Anschlüsse der Sechsphasenschaltun@g auf 5/s. ,der Polteilung zurückgesetzt
sind. Die geschlossene Wicklung steht also auch in dieser Hinsicht der Sechszonenwicklung
nicht nach.
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Als weitere Vorteile der neuen Wicklung sind zu nennen einfache und
übersichtliche Anordnung der Speiscanschlußverbindungen, -da die Verbindungsleitungen
zwischen den einzelnen Zonen der Sechszonenwicklung entfallen. Ferner ergibt sich
eine höhere Nutenzahl pro Pol und Phase. Sie ist grundsätzlich bei der Sechsphasenspeisung
dreimal höher als bei Sechszonenwicklung. Man kann daher die Nutenoberwellen leichter
beherrschen und erhält !besonders saubere Auch dies wurde bei. geschlossenen Kommutatorwicklungen
für Wechselstrom wiederholt festgestellt. Die neue Wicklung ist ferner gegen Wanderwellen,
besonders widerstandsfähig, da !bei jeder Anzapfstelle die Wellenenergie halbiert
wird. Schließlich ermöglicht der Wegfall der Phasensprünge :der 'bekannten Anordnung,
die Wärmeabfuhr aus der Drehstromwicklung durch Anbringgung von Kühlfahnen zu bessern,
ohne Gefahr zu laufen, isolationstechnisch besonders -gefährliche Wicklungsstellen
zu schaffen.
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Im folgenden sind zwei besonders vorteilhafte Verwendungsmöglichkeiten
der neuen Drehstromwicklung angegeben. Große Drehstromgeneratoren werden heutzutage
fast durchweg mit Vorschalttransformator gebaut und bilden Tnit dem letzteren eine
Einheit. Man kann. nunmehr die Ständerwicklung desGenerators - gemäß der Erfindung
.ausbilden und- sie sechsphasig an den Vorschalttransformator anschließen, der zu
diesem Zweck eine offene Schaltung seiner dem Generator zugekehrten drei Phasen
aufweist.
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Fig. 3 veranschaulicht diese Anordnung mit .der geschlossenen und
sechsphasig herausgeführten Wicklung 8 als Generatorwioklung. Die Anordnung hat
den Vorteil, .daß der Generator für die günstigste Spannung und die Einheit für
jede prakj tische Spannung betriebssicher gebaut werden kann. Alle für die neue
Wicklung !beschriebenen Vorteile kommen dem Generator zugute. Die erhöhte Klemmenzahl
ist .demgegenüber belanglos. Dies um so Tnehr, als die Klemmen nur für den halben
Strom gegenüber der bisher üblichen Anordnung zu bemessen sind. Dementsprechend
sind auch die Verbindungskabel zum Transformator nur für den halben Strom zu bemessen,
so daß namentlich bei Grenzleistungen die Zahl und Stärke der Verbindungskabel dieselbe
bleibt, da man hier bisher meistens, parallel geschaltete Kabel verwendet hat.
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Eine weitere zweckmäßige Verwendung der neuen Anordnung ergibt sich
für die an die Bürsten einer Komm,utatormaschine angeschlossene, insbesondere im
Läufer untergebrachte Sekundärwicklang von Asynchronmaschinen. Bei allen diesen
bekannten Schaltungen zur Leistungsfaktorverbesserung bzw. Drehzahlregelung großer
Induktionsmaschinen geht -das- Bestreben dahin, die Sekundärspannung der Induktionsmaschine
möglichst hoch zu halten, um kleine Stromringe bzw. Kommutatoren zu erhalten und
damit die Betriebssicherheit der Aggregate zu erhöhen. Die geschlossene Wicklung
im Läufer der Induktionsmaschine bietet nun eine einfache Handhabe dazu, denn gerade
hier ist, wie ischon. :erwähnt, die Beseitigung der Phasensprünge eine Notwendigkeit,
da der Bürstenstaub sonst zu große Schwierigkeit bereitet und die Betriebssicherheit
herabsetzt. Die Verwendung der geschlossenen Wicklung für dieses Gebiet wird ferner
noch dadurch erleichtert, daß die Kommutatormaschinen namentlich bei großen Leistungen
mit Rücksicht auf die Stromwendung und Ausnutzung in der Sechsphasenschaltung des
Kommutators bevorzugt werden.
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Fi.g. 4 veranschaulicht eine derartige Anordnung, wobei die Läuferwicklung-
der Asynchronmaschine g als geschlossene Wicklung ausgeführt ist, die an sechs Schleifringen
angeschlossen ist.
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Der eigenerregte Phasenschieber io besitzt ebenfalls sechs Bürstenschaltungen,
und zwei elektrisch diametral liegende Bürsten sind an das entsprechende Schleifringpaar
der Asynchronmaschine angeschlossen.
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Das Gesagte gilt auch für Induktionsmaschinen mit Schlupfwwiderstand,
wenn der letztere z. B. sechsphasig gespeist wird.