DEP0019231DA - Ein- oder mehraggregatiger Wechselstromerzeuger gleichpoliger Anordnung - Google Patents

Description

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit der gleichen Maschine, die einen oder eine beliebige Anzahl Ständer besitzt, Spannungen zu erzeugen die unterschiedlichen Anforderungen entsprechen, sodass eine sehr vollkommene und vielseitig verwendbare Maschinentype geschaffen wird.

Das Neue wird darin gesehen, dass über den Ständerumfang die Wicklung in eine beliebige Anzahl (X) gleich grosser Sektionen aufgeteilt wird, die je nach den Anforderungen geschaltet werden. Die Schaltmöglichkeiten sind, wie dies weiter unten dargetan wird, so vielgestaltig, dass die Maschinen für einen sehr weiten Spannungsbereich verwendbar werden. Der Einsatz solcher Maschinen ist unter den verschiedensten Betriebsbedingungen möglich, zumal die Erfindung nicht an eine bestimmte Anzahl von Sektionswicklungen gebunden ist.

Bei Verwendung einer geraden Anzahl von Leiter über- oder nebeneinander wird man aus wickeltechnischen Gründen mit zwei über- bezw. nebeneinanderliegenden Leitern gleichzeitig wickeln.

Hier zeigt sich bereit der Vorteil der Erfindung, wenn die geforderte Spannung die Hintereinanderschaltung sämtlicher Leiter notwendig macht. Werden nämlich die beiden gleichzeitig gewickelten Leiter nach einem Umlauf um den ganzen Umfang des Ständers in Serie geschaltet, so tritt zwischen den beiden Drähten

Drähten die halbe Maschinenspannung auf, die in der Regel eine Isolationszwischenlage erforderlich mach und wobei diese wiederum eine Vergrösserung der Maschinenabmessungen notwendig macht. Dabei sei noch auf die durch die Isolationszwischenlage erschwerte Wärmeabfuhr hingewiesen.

Wählt man hingegen die erfindungsgemäss vorgeschlagenen Sektionswicklungen und schaltet diese Wicklungen sektionsweise hintereinander, d. h. so, dass jede der Eindrahtwicklungen als ein Element mit einem + und einem - Ende betrachtet wird, so entsteht eine Serienschaltung, die den genannten Schwierigkeiten in einfachster Weise aus dem Wege geht. In diesem Falle geht die maximale Spannung zwischen zwei Leitern entsprechend der Anzahl (X) der Sektionswicklungen zurück, diese beträgt <Formel>

Die Parallelschaltung der Sektionswicklungen ist ohne weiteres verständlich; sie wird erfindungsgemäss so durchgeführt, dass nach jeder Sektion die durchgehend miteinander verbundenen Einzelwicklungen in Bezug auf ihre Lage in der Nut einen Wechsel erfahren. Weiterhin werden Punkte, die die gleiche Spannung haben müssten, miteinander verbunden, damit der fliessende Ausgleichstrom eine gleichmässige Beanspruchung der Sektionen bewirkt, auf die es bei den an sich sehr hohen spezifischen Beanspruchungen besonders ankommt.

Es werden bei der Parallelschaltung die Sektionen eines jeden Ständers gleichmässig über den Umfang verteilt und nach Möglichkeit Sektionen aller Ständer in jeder parallelen Gruppe verwendet, um einen guten Ausgleich von Ungenauigkeiten im Maschinenaufbau von vorne herein zu erreichen.

Wie die Ausführung der Erfindung gedacht ist, und welcher Art die Schaltmöglichkeiten sind, wird im Nachstehenden

Nachstehend anhand der Abb. 1 bis 8 erläutert.

Die Abb. 1 zeigt zunächst eine Wicklungssektion, die, wie schon vorstehend als zweckmässig angesprochen, aus zwei übereinanderliegenden Drähten a und b gebildet wird, wobei in dem mit I bezeichneten Ständernuten je vier Leiter 1, 2, 3 und 4 zur Einlagerung kommen. Die in diese Sektionswicklung übergehenden, bezw. aus dieser auslaufenden und zur Durchführung der Schaltung dienenden Drahtenden sind mit 1, b 1, bezw. a 2, b 2, bezeichnet.

Betrachtet man hierzu die Abb. 2, die zwei benachbarte Wicklungssektionen darstellt, so wird die Art der Hintereinanderschaltung der Wicklungssektionen ohne weiteres verständlich; ebenfalls der bereits erwähnte Lagenwechsel der Eindrahtwicklung je Sektion in den Nuten, indem a 2 und b 1 verbunden wird.

In Abb. 3 deuten die Kreissegmentlinien 1 bis 6 b bezw. 1' bis 6' die Sektionswicklungen in den beiden Ständern der Maschine mit gleichpoliger Anordnung an. Die hier gewählte Schaltung wird aus dem Bild ohne weiteres verständlich. Die Leitungspunkte A 1, A 2, A 3 und A 4, A 5, A 6, sowie A'1, A'2, A'3 werden, wie dies bereits ebenfalls erwähnt, durch Ausgleichsleitungen miteinander verbunden, sodass sich die aus Abb. 4 erkenntliche Schaltung ergibt; es handelt sich hier um eine Parallelschaltung dreier Gruppen bei sechs Wicklungssektionen.

Eine andere Schaltmöglichkeit paralleler Art bei sechs Sektionen ist in Abb. 5 veranschaulicht; ihre Art ist mit Bezug auf Abb. 3 ebenfalls anwendbar. Das gleiche gilt mit Bezug auf Abb. 6, bei welcher wechselnd eine Sektion des einen Ständers mit einer solchen des anderen Ständers im Anschluss liegt.

Die Bilder lassen die Vielzahl der verschiedenen Schaltmöglichkeiten erkennen. Bei Wahl einer anderen Gruppenzahl können dieselben Mittel verwendet werden. Die Möglichkeiten, sich verschiedenen Spannungsverhältnissen anzupassen, sind daher gross und nehmen mit steigender Ständerzahl noch zu.

Eine weitere Vereinfachung im Ausgleich zwischen den parallelen Gruppen kann man erreichen, wenn die Sektionen aufgeteilt werden nach Drahtunter- und Drahtobenlagen, z.B. durch Auflösung der parallel gewickelten Drähte in der Sektion. (vergl. in Abb. 7 die Bezugszahlen 1 o, 2 o, und 1 u, 2 u, 1'o, 2'o, 1'u, 2'u, usw.) Wählt man z.B. vier Wicklungssektionen, so steigt die Zahl der möglichen Ausgleichsverbindungen von drei auf sieben bei einer Zweigruppenschaltung, wie sie in Abb. 7 dargestellt ist. Die mit 10, 11, 12, 13, 14, 15 und 16 bezeichneten Punkte werden paarweise mit den vorgenannten Ausgleichsleitungen verbunden. Die aus Abb. 7 sich ergebende Stromrichtung in den Ober- und Unterlagen ist für die Praxis unverbindlich. Auch andere Gruppenschaltungen in vorstehendem Sinne sind durchführbar, z.B. können folgende Reihen in Parallelschluss gebracht werden. Die Reihe 1 o - 1 u - 3'o - 3'u - 3 o - 3 u, 1'o - 1'u zu der Reihe 2 o - 2 u - 4'o - 4'u - 4 o - 4 u - 2'o-2'u.

In der Abb. 8 sind die einzelnen Wicklungen der beiden Ständer der Maschine gesondert nach dem Schema der Abb. 3 zur Darstellung gebracht, wobei die vorzusehenden Ausgleichsverbindungen zwischen den hier mit B 1, B 2, B 3, B 4, B 5, B 6, B 7 bezeichneten Punkten durch gestrichelte Linien veranschaulicht sind. Die erstgenannten vier Ausgleichsverbindungen liegen paarweise in dem einen und dem anderen Maschinenständer, während die drei übrigen von den Wicklungssektionen aus dem einen Maschinenständer zu dem anderen hinüberwechseln. Auch die vorgenannten Anschlussreihen und ihre Parallelverbindung sind aus der genannten Abb. zu ersehen.

Die an zwei Beispielen dargestellte Zweigruppenschaltung lässt sich mit den gewählten Wicklungselementen noch in einer Reihe anderer Kombination ausführen. Die Elemente gestatten aber auch, die Maschinen mit höherer Gruppenzahl zu schalten und damit für andere Spannungen verwendbar zu machen.

Der Stromausgleich zwischen den parallelen Zweigen kann durch Wahl einer höheren Sektionszahl und Verwendung der Leitober- sowie -unterlage beliebig weit getrieben werden.

Claims (3)

1) Ein- oder mehraggregatiger Wechselstromerzeuger gleichpoliger Anordnung erhöhter Frequenz, dadurch gekennzeichnet, dass über den Ständerumfang die Wicklung in eine dem zu beherrschenden Spannungsbereich angepasste Anzahl gleichgrosser Sektionen aufgeteilt ist, die je nach den Spannungsanforderungen geschaltet werden.

2) Wechselstromerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung aus mehreren, insbesondere aus zwei Drähten in Über- oder Nebeneinanderlage hergestellt ist und dass die Drähte von Sektion zu Sektion einen Lagenwechsel erfahren.

3) Wechselstromerzeuger nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch Ausgleichsleitungen bei parallelen Gruppen, due durch Verbindungen zwischen Wicklungspunkten die spannungsmässig gleichwertig sind, gebildet werden.