DE916325C - Mehrfache Parallelwicklung fuer ein- und mehrphasige Wechselstrom- Kommutatormaschinen - Google Patents

Mehrfache Parallelwicklung fuer ein- und mehrphasige Wechselstrom- Kommutatormaschinen

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Publication number
DE916325C
DE916325C DEA1332D DEA0001332D DE916325C DE 916325 C DE916325 C DE 916325C DE A1332 D DEA1332 D DE A1332D DE A0001332 D DEA0001332 D DE A0001332D DE 916325 C DE916325 C DE 916325C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
winding
auxiliary
parallel
windings
phase
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Expired
Application number
DEA1332D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Hidde Klaas Schrage
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BBC Brown Boveri France SA
Original Assignee
BBC Brown Boveri France SA
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Publication date
Application filed by BBC Brown Boveri France SA filed Critical BBC Brown Boveri France SA
Priority to DEA1332D priority Critical patent/DE916325C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE916325C publication Critical patent/DE916325C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K27/00AC commutator motors or generators having mechanical commutator
    • H02K27/02AC commutator motors or generators having mechanical commutator characterised by the armature winding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Description

  • Mehrfache Parallelwicklung für ein- und mehrphasige Wechselstrom-Kommutatormaschinen Es ist bekannt, bei Wechselstrom-Kommutatormaschinen als Kommutatorwicklung eine zweifache Parallelwicklung mit dazu parallel geschalteter Hilfswicklung, die als Einfachparallelwicklung mit stark verkürztem Schritt ausgeführt ist, zu verwenden. Wird die Zweifachparallelwicklung mit praktisch vollem Wickelschritt und die Hilfswicklung mit einem Wickelschritt gleich 1/3 Polteilung ausgeführt, dann verhalten sich die Windungsspannungen der beiden Wicklungen, sinusförmiges Feld vorausgesetzt, wie 2 : I, so daß zu einer Windung der Zweifachparallelwicklung zwei Windungen der Hilfswicklung parallel geschaltet werden können. Die Hilfswicklung koppelt dann die beiden Teilwicklungen der Zweifachparallelwicklung, so daß sie sozusagen eine gemeinsame Wicklung bilden. In dieser Weise wird eine regelmäßige Abstufung der Lamellenspannung gewährleistet. Fig. I zeigt eine solche Zweifachparallelwicklung mit zwei Lamellen je Nut (k = 2). Die mit dicken Linien dargestellte Hauptwicklung zerfällt in zwei Teilwicklungen, von denen die eine durch ausgezogene Linien und die andere durch gestrichelte Linien gekennzeichnet ist. Der Wickelschritt der ausgezogenen Teilwicklung (Stäbe A1', A1'', A2'', ...) ist genau eine Polteilung ; denn für jede Windung dieser Teilwicklung liegen die beiden Leiter in Nuten, die genau eine Polteilung, in diesem Beispiel r = neun Nutteilungen, gegeneinander verschoben sind. Für die gestrichelte Teilwicklung (Stäbe B1' B1'', B2', B2'' ....) ist der Wicklungsschritt um eine Nutteilung r verschieden. Für die Wicklung nach Fig. I stellt Fig. I a das Vektordiagramm der Stabspannungen dar, wobei das ausgezogene Vieleck für die eine Teilwicklung, das gestrichelt gezeichnete Vieleck für die andere Teilwicklung gilt. Beide Vielecke überlagern sich. Die durch kleine schwarze Vierecke bezeichneten Punkte der Vielecke stellen die Spannungen der Lamellen dar. Zu der Zweifachparallelwicklung nach Fig. I läßt sich eine Hilfswicklung parallel schalten. Voraussetzung ist dabei, daß die Windungsspannungen von Hauptwicklung und Hilfswicklung sich verhalten wie 2 : I. Dies ist möglich, wenn die Nutenzahl je Pol durch drei teilbar ist. Die Nutenzahl je Pol ist in diesem Beispiel 9. Mithin muß sich der Nutenschritt der Hilfswicklung gleich drei (1/3 Polteilung) sein. Die Hilfswicklung ist in Fig. I mit dünnen Linien eingezeichnet.
  • Die Wicklung nach Fig. I ist nur ausführbar, wenn der Wickelschritt der Hauptwicklung praktisch unverkürzt ist, denn nur in diesem Falle sind die Windungsspannungen der beiden Teilwicklungen praktisch gleich groß. Wählt man dagegen die Lamellenzahl je Nut ungerade (k = ungerade), dann läßt sich eine Zweifachparallelwicklung auch mit beliebiger Sehnung ausführen, wobei die Sehnung durch eine Abweichung des Schrittes gegenüber dem Durchmesserschritt von I8o elektrischen Graden entsteht. Bei passender Wahl der Nutenzahl würde weiterhin die Möglichkeit bestehen, auch bei Ausführung der Hauptkommutatorwicklung als Zweifachparallelwicklung mit gesehntem Schritt eine Hilfswicklung vorzusehen, so daß die Windungsspannungen von Haupt- und Hilfskommutatorwicklung sich wieder verhalten wie 2: I. Eine genauere Untersuchung wird jedoch zeigen, daß obenstehendes Verhältnis der Windungsspannung von Haupt- und Hilfskommutatorwicklung im allgemeinen nicht genügt, sondern daß eine ganz besondere Ausführung der Hilfswicklung erforderlich ist, damit bei der Parallelschaltung beider Wicklungen unerwünschte Ausgleichsströme vermieden werden.
  • Diese besondere Ausführung der Hilfswicklung nach der Erfindung besteht darin, daß die Windungen derselben nicht wie bei gewöhnlichen Einfachparallelwicklungen in ihrer natürlichen örtlichen Reihenfolge zusammengeschaltet sind, sondern daß diese Windungen der Hilfswicklung derart miteinander und mit den Lamellen verbunden sind, daß für jede Lamelle die ankommende und die abgehende Windung um eine oder mehrere Nutteilungen gegeneinander verschoben sind, und zwar in solcher Weise, daß die Ecken des Spannungsvielecks der Hilfswicklung mit den Ecken des Spannungsvielecks der Hauptwicklung zusammenfallen. Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf Zweifachparallelwicklungen, sondern ganz allgemein auf n-fache Parallelwicklungen (wobei n eine ganze Zahl größer als I ist) für ein- und mehrphasige Wechselstrom-Kommutatormaschinen, bei denen die Hauptwicklung gesehnten oder ungesehnten Wickelschritt besitzt und dieser eine Hilfswicklung mit Sehnung parallel geschaltet ist, wobei unter Sehnung sowohl eine Schrittverkürzung als auch eine Schrittverlängerung verstanden werden kann. Für die Wicklung sind vorteilhaft die Verhältnisse so zu wählen, daß n und k keinen gemeinsamen Teiler besitzen.
  • In Fig. 2 bis 7 sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
  • Fig. 2 zeigt eine Zweifachparallelwicklung (n = 2) mit drei Lamellen je Nut (k = 3). Die Hauptwicklung ist wieder mit dicken Linien dargestellt, und zwar ist die eine Teilwicklung wieder ausgezogen, die andere gestrichelt. Die Hilfswicklung ist dünn gezeichnet. In diesem Beispiel ist die Nutenzahl je Pol zu I6½ angenommen. Der Wickelschritt der Hauptwicklung beträgt zwölf Nuten (entsprechend I3I°e1) und der Wickelschritt der Hilfswicklung fünf Nuten (entsprechend 54,5°e1). Die zugehörigen Sehnungsfaktoren sind o,gI bzw. o,457; somit ist die erste Bedingung erfüllt, die vorschreibt, daß die Windungsspannung der Hilfswicklung halb so groß wie die Windungsspannung der Hauptwicklung sein soll.
  • Das Vektordiagramm der Spannungen der beiden Teilwicklungen A1, A2, A3 ... und B1, B2, B3 ... zeigt Fig. 2a, wobei die kleinen schwarzen Vierecke wieder die Spannungen der Lamellen darstellen. Die Hilfswicklung wird so ausgeführt, daß die Windungsspannungen der miteinander in Reihe geschalteten Windungen H1, H2, H3 ... derselben durch die schwach ausgezogenen Verbindungslinien der genannten kleinen schwarzen Vierecke dargestellt werden. Die Windungsspannungen der beiden Hilfswindungen H1 und H2, die parallel zu der Windung B1 der Hauptwicklung liegen, sind weder miteinander noch mit der Windungsspannung von B1 in Phase. Die Windungen H1 und H2 sind gegeneinander um eine ganze Nutteilung und B1 um eine halbe Nutteilung verschoben. Damit die Hilfswicklung das schwach ausgezogene Spannungsvieleck H1, H2, H3 ... der Fig. 2a aufweist, wird diese Hilfswicklung so ausgeführt, daß die Windungen der Hilfswicklung nicht in ihrer natürlichen örtlichen Reihenfolge zusammengeschaltet werden, wie es bei Einfachparallelwicklungen normalerweise der Fall ist, sondern es sind jeweils drei Windungen zusammengeschaltet, die um eine Nut gegeneinander verschoben sind.
  • Wie aus der Fig. 2 hervorgeht, liegen parallel zur Windung B1 der Hauptwicklung die beiden in Reihe geschalteten Windungen H1 und H2 der Hilfswicklung. Gegenüber der Achse der Windung A1 ist die Achse der Windung H1 um eine halbe Nutteilung nach links verschoben und die Achse der Windung H2 um eine. halbe Nutteilung nach rechts. Diese Achsverschiebungen ergeben die Phasenverschiebungen der Windungsspannungen, wie sie aus Fig. 2a hervorgehen. Die Windungen der Hilfswicklung sind in der Reihenfolge H1, H2, H3 zusammengeschaltet. Jedoch stimmt diese Schaltfolge nicht mit der örtlichen Reihenfolge überein; vielmehr liegt H2 um eine Nut gegen H1 verschoben und H3 wiederum in der gleichen Nut wie H1. Diese Schaltreihenfolge kehrt periodisch wieder.
  • Bei einer Wicklung, die dem Vektordiagramm der Fig. 2a entspricht, kann die Hauptwicklung entweder gesehnt oder ungesehnt sein, nur muß die Wahl der Nutenzahl es erlauben, Hilfswindungen anzuordnen, deren Windungsspannung in der Größe praktisch die Hälfte der Windungsspannung der Hauptwicklung beträgt und in der Phasenrichtung gegenüber dieser um eine halbe Nut verschoben ist.
  • Fig. 3 und 3 a zeigen eine Zweifachparallelwicklung (yt = 2) mit fünf Lamellen je Nut (k = 5). Betrachtet man das Spannungsvektordiagramm (Fig. 3a), dann findet man, daß z. B. die Hilfswindungen H1, H, H3, H4, H5 abwechselnd eine Nutteilung vor- und zurückverschoben sind und daß die Windungsspannung der Hilfswicklung gegenüber derjenigen der Hauptwicklung um eine halbe Nut verschoben sein muß. Die Nutenzahl ist selbstverständlich wieder so zu wählen, daß die Windungsspannungen der Wicklungen die richtige relative Größe und Phasenlage erhalten.
  • Fig.4 und 4a zeigen eine dreifache Parallelwicklung (n = 3) mit zwei Lamellen je Nut (k = 2) und den Teilwicklungen A1, A2, A3 ..., B1, B2, B3 ... und C1, C2, C3. Hier muß die Windungsspannung der Hilfswicklung etwa 1/3/ der Windungsspannung der Hauptwicklung betragen. Betrachtet man in Fig. 4a die Phasenrichtung der Windungsspannungen der Hilfswindungen H1, H2, H3, H4, dann sieht man, daß H1 und H4 in denselben Nuten liegen, daß H2 demgegenüber eine Nutteilung zurück- und H3 eine Nutteilung vorverschoben sein muß, so daß die zusammengeschalteten Windungen H2 und H3 um zwei Nutteilungen gegeneinander verschoben sind.
  • Bei den Beispielen der Fig. 5 und 5a für eine dreifache Parallelwicklung (n = 3) mit vier Lamellen je Nut (k = 4) sowie nach Fig. 6 und 6a für eine dreifache Parallelwicklung (n = 3) mit fünf Lamellen je Nut (k = 5) und schließlich nach Fig. 7 und 7a für eine vierfache Parallelwicklung (n = 4) mit drei Lamellen je Nut (k = 3) ergeben sich ähnliche Verhältnisse wie bei den übrigen Beispielen.
  • Eine Einfach- oder eine Mehrfachparallelwicklung braucht nicht unbedingt als Schleifenwicklung ausgeführt zu werden, sondern es besteht auch die Möglichkeit, solche Wicklungen als Wellenwicklung auszuführen. Bei der Wicklungsanordnung nach der Erfindung kann somit die Hauptwicklung oder die Hilfswicklung oder es können auch beide als Wellenwicklung ausgeführt werden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Mehrfache Parallelwicklung für ein- und mehrphasige Wechselstrom-Kommutatormaschinen, bei welcher die Hauptwicklung gesehnten oder ungesehnten Wickelschritt besitzt und dieser eine Hilfswicklung mit Sehnung parallel geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der Hilfswicklung miteinander und mit den Lamellen derart verbunden sind, daß für jede Lamelle die ankommende und die abgehende Windung um mindestens eine Nutteilung gegeneinander verschoben sind, und zwar in solcher Weise, daB die Ecken des Spannungsvielecks der Hilfswicklung mit den Ecken des Spannungsvielecks der Hauptwicklung zusammenfallen.
DEA1332D 1941-06-10 1941-06-10 Mehrfache Parallelwicklung fuer ein- und mehrphasige Wechselstrom- Kommutatormaschinen Expired DE916325C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEA1332D DE916325C (de) 1941-06-10 1941-06-10 Mehrfache Parallelwicklung fuer ein- und mehrphasige Wechselstrom- Kommutatormaschinen

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DEA1332D DE916325C (de) 1941-06-10 1941-06-10 Mehrfache Parallelwicklung fuer ein- und mehrphasige Wechselstrom- Kommutatormaschinen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE916325C true DE916325C (de) 1954-08-09

Family

ID=6919539

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DEA1332D Expired DE916325C (de) 1941-06-10 1941-06-10 Mehrfache Parallelwicklung fuer ein- und mehrphasige Wechselstrom- Kommutatormaschinen

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DE (1) DE916325C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1115827B (de) * 1959-03-05 1961-10-26 Bbc Brown Boveri & Cie Mehrfachparallelwicklung fuer Laeufer von Wechselstrom-Kommutatormaschinen
EP3542446B1 (de) * 2016-11-18 2021-11-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Wellenwicklungsspule für ein statorblechpaket einer elektrischen maschine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1115827B (de) * 1959-03-05 1961-10-26 Bbc Brown Boveri & Cie Mehrfachparallelwicklung fuer Laeufer von Wechselstrom-Kommutatormaschinen
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