DE964075C

DE964075C - Wicklungsanordnung bei Laeufern von Gleichstromgeneratoren niedriger Spannung mit wechselnder Drehrichtung, insbesondere Zuglichtmaschinen

Info

Publication number: DE964075C
Application number: DEP4759A
Authority: DE
Inventors: Paul Grass; Dipl-Volksw Mueller-Uhlenhoff
Original assignee: Pintsch Bamag AG
Current assignee: Pintsch Bamag AG
Priority date: 1950-12-12
Filing date: 1950-12-12
Publication date: 1957-05-16

Description

Wicklungsanordnung bei Läufern von Gleichstromgeneratoren niedriger Spannung mit wechselnder Drehrichtung, insbesondere Zuglichtmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf Wicklungsanordnungen bei Läufern von Gleichstromgeneratoren niedriger Spannung (z. B. 30 Volt) mit wechselnder Drehrichtung, insbesondere Zuglichtmaschinen, bei denen zur Erzielung der einwandfreien Kommutation ohne Wendepole die Läuferwicklung in zwei oder mehrere lagenweise übereinander angeordnete Wicklungsabteilungen aufgeteilt ist und die im Nutengrunde befindlichen Wicklungsabschnitte eine kleinere Windungszahl pro Spulenelement als die darüber befindlichen Wicklungsabschnitte aufweisen.
Es ist bekannt, bei Gleichstrommaschinen für Sonderzwecke wie Zugbeleuchtungsgeneratoren, die in wechselnder Drehrichtung betrieben werden und ohne Wendepole gebaut sind, Wicklungsarten zu verwenden, bei denen die im Grunde der Nut liegenden Wicklungsteile aus Spulenelementen mit je einer Windung bestehen, während die darüber angeordneten Wicklungsabschnitte (zwei oder mehr Windungen) Spulenelemente mit zwei oder mehr Windungen aufweisen. Die Schaltung der in den beiden Abschnitten liegenden Spulen erfolgt bei diesen Generatoren z. B. bei vierpoliger Bauart derart, daß nach Durchlaufen von zwei Spulen mit je einer Windung zwei Spulenelemente mit mehreren Windungen durchlaufen werden, worauf wiederum Spulen mit je einer Windung folgen usf.
Bisher wurden für diese in ihrer Windungszahl verschiedenen Spulenelemente Leiter gleicher Querschnittsgröße und gleicher Querschnittsform verwendet, z. B. Rundquerschnitt oder Vierkantquerschnitt. Es ergibt sich hierbei im Betrieb die Erscheinung, daß sich die in Kommutation befindlichen Kollektorlamellen an der im Kurzschluß befindlichen Spule mit je einer Windung anders verhalten als die der Spulen mit mehreren Windungen. Bei Anwendung von Vierkantdrath muß weiterhin der Nutengrund entsprechend dem Kupferprofil ziemlich scharfkantig ausgeführt werden.
Es ist bei Gleichstromgeneratoren an sich bekannt, abgestufte oder trapezförmige Nuten zu verwenden, deren Breite also nach außen hin stufenweise oder stetig zunimmt, und den so gewonnenen Wickelraum durch Einbringen von rechteckigen Leitern von verschiedenen Querschnittsgrößen oder Querschnittsformen auszunutzen. Es ist weiterhin bekannt, in derartige stufenförmig oder stetig sich erweiternde Nuten, die am Notgrund abgerundet sind, Rundleiter von einheitlichem Durchmesser einzubringen, derart, daß der Abstand der Notenwände vom Ankerkupfer nach außen hin zunimmt.
Gemäß der Erfindung wird die Einrichtung so getroffen, daß die in dem abgerundeten Notengrunde befindlichen Wicklungselemente von Leitern mit rundem Querschnitt gebildet sind, während die Wicklungselemente in den darüber befindlichen Lagen aus Leitern mit vierkantigem bzw. rechteckigem oder quadratischem Querschnitt bestehen, wobei der Querschnitt der Leiter 7 der in der unteren Lage befindlichen Wicklungselemente mit je einer Windung derart kleiner gewählt ist als der Querschnitt der Leiter 8 der in den oberen Wicklungsabschnitten verwendeten Wicklungselemente mit mehreren Windungen, daß der Widerstand der verschiedenen Wicklungselemente annähernd gleich ist.
Durch diese Angleichung der Widerstände der Wicklungselemente mit ungleicher Windungszahl wird gegenüber der sonst vorhandenen Verschiedenheit dieser Widerstände die Kommutation verbessert. Ferner wird die Möglichkeit geschaffen, durch Ausrundung des Notengrundes den Zahnquerschnitt an dieser Stelle zweckmäßig groß halten zu können, während bei eckigem Nutengrunde demgegenüber eine Schwächung des Zahnquerschnittes an der engsten Stelle auftritt. Durch die möglichst geringe Einschnürung des Zahnes im Nutengrunde kann die Einschaltdrehzahl des Generators tiefer gelegt werden. Die erwähnten Vorteile erzielt man beispielsweise, indem man für den unteren Wicklungsabschnitt im Notengrunde Runddraht eines gegebenen Durchmessers und für die darüberliegenden Wicklungsabschnitte Vierkantdraht mit einem größeren Querschnitt als dem Nennquerschnitt des Runddrahtes, beispielsweise mit dem Runddrahtdurchmesser gleichen Kantenlängen oder größeren Kantenlängen, verwendet.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung möge an Hand der Abb. I bis 3 ein Ausführungsbeispiel betrachtet werden. In der Abb. I ist ein Teil eines Maschinenankers dargestellt mit einer Nutenform des Läuferbleches, bei der die Läuferstäbe durchweg von Vierkantdraht gebildet werden. Infolge der rechteckigen Form des Nutengrundes ist die Breite 4 der Zahnflanke kleiner als die Breite 5 (Abb. 2) der Zahnflanke in dem Falle, daß, wie beim Erfindungsgegenstand, eine Nut 6 mit abgerundetem Nutengrund Anwendung findet. Der Gewinn an Zahnflankenbreite kommt bei gleicher Sättigung des Eisens im Nutengrund der Maschine in der Weise zugute, daß entweder die Nutbreite größer gewählt werden kann oder der Läuferdurchmesser kleiner gehalten werden kann. Auch besteht, wie schon erwähnt, die Möglichkeit, durch die Verbreiterung des Zahnquerschnittes im Nutengrund bei gerundeter Nutengrundform die Einschaltdrehzahl der Zuglichtmaschine niedriger zu legen.
Von der Nutenform mit gerundetem Notengrund wird beim Erfindungsgegenstand Gebrauch gemacht, für den im besonderen ein Ausführungsbeispiel in der Abb. 3 dargestellt ist. In abgerundetem Grund der Nut 6 werden die Wicklungselemente von Leitern 7 mit rundem (kreisförmigem) Querschnitt gebildet. Darüber befinden sich Leiter 8 von quadratischem oder rechteckigem Querschnitt, die im gezeichneten Beispiel einen Wicklungsabschnitt bilden, der die doppelte Windungszahl wie der von den runden Leitern 7 gebildete Wicklungsabschnitt besitzt. Um die Stromwendung bei der Maschine mit veränderlicher Drehzahl oder Belastung zu verbessern, ist die Anordnung so getroffen, daß der Abstand der Notenwände vom Ankerkupfer mit fortschreitendem Abstand vom Ankerzentrum zunimmt, soweit es die Zahnsättigung gestattet. Im gezeichneten Beispiel erfolgt die nach außen zu fortschreitende Vergrößerung des Abstandes Nutenwand-Ankerkupfer stufenweise, indem Isolationsfüllkörper von rechteckförmigem Querschnitt vorgesehen sind, wie es die Abb. 3 zeigt.
Der Erfindungsgegenstand ist besonders bei Gleichstromgeneratoren, vor allem Lichtmaschinen, bei Fahrzeugen, insbesondere Zuglichtmaschinen, vorteilhaft verwendbar, deren Antrieb von der Wagenachse her erfolgt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Wicklungsanordnung bei Läufern von Gleichstromgeneratoren niedriger Spannung (z. B. 30 Volt) mit wechselnder Drehrichtung, insbesondere Zuglichtmaschinen, bei denen zur Erzielung der einwandfreien Kommutation ohne Wendepole die Läuferwicklung in zwei oder mehrere lagenweise übereinander angeordnete Wicklungsabteilungen aufgeteilt ist und die im Notengrunde befindlichen Wicklungsabschnitte eine kleinere Windungszahl pro Wicklungselement als die darüber befindlichen Wicklungsabschnitte aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem abgerundeten Notengrund (6) befindlichen Wicklungselemente von Leitern (7) mit rundem Querschnitt gebildet sind, während die Wicklungselemente in den darüber befindlichen Lagen aus Leitern (8) mit vierkantigem bzw. rechteckigem oder quadratischem Querschnitt bestehen, wobei der Querschnitt der Leiter (7) der in der unteren Lage befindlichen Wicklungselemente mit je einer Windung derart kleiner gewählt ist als der Querschnitt der Leiter (8) der in den oberen Wicklungsabschnitten verwendeten Wicklungselemente mit mehreren Windungen, daß der Widerstand der verschiedenen Wicklungselemente annähernd gleich ist.
2. Wicklungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Nutenwände von Ankerkupfer mit fortschreitendem Abstand vom Ankerzentrum, vorzugsweise stufenweise (Abb. 3) zunimmt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 448 637, 567 557, 599 753, 652 948.