DES0039098MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 11. Mai 1954 Bekanntgemacht am 2. August 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Für Maschinenumformer, die dazu dienen, ein i6²/3periodiges Einphasen-Bahnstromnetz aus einem Soperiodigen Dreiphasen-Drehstromnetz zu speisen, ist es bereits bekannt, den Soperiodigen Drehstrommotor und den ioVsperiodigen Einphasengenerator in einer Maschine elektrisch zu vereinigen, derart, daß erstens das Polrad der Maschine in Überlagerung sowohl ein 2w-poliges Erregerfeld für i6²/s Hertz als auch ein 6^-poliges ίο Erregerfeld für 50 Hertz erzeugt, und daß andererseits die Wechselstromwicklung im Ständer der Maschine ohne gegenseitige Störung i6²/3perio^ digen Einphasenstrom und Soperiodigen Drehstrom führen kann. Um letzteres zu erreichen, besteht bei einer bekannten Anordnung die Wechsel-Stromwicklung im Ständer der Maschine für das 5operiodige System je Phase aus zwei parallel geschalteten Wicklungszweigen, wobei die Zweigmitten dieser Parallelschaltung für die Abnahme des i6²/speriodigen Einphaseinstroimes. dienen. Es handelt sich also um eine Brückenschaltung, wobei die Parallelschaltpunkte der beiden Zweige zwei gegenüberliegende, für den Soperiodigen Stromanschluß dienende Eckpunkte der Brücke bilden,

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während die beiden Anzapfungen der Zweige die beiden anderen Eckpunkte der Brücke bilden und für den Anschluß des iöVeperiodigen Einphasenstromes dienen. Bei dieser bekannten Anordnung müssen einerseits die einzelnen Spulen der Brückenzweige eine Spulenweite von zwei Drittel der Polteilung des ioVsperiodigen Systems aufweisen, andererseits müssen zur Ausnutzung des Wickelraumes noch zusätzliche Spulenseiten bzw. zusätzliehe; Wicklungsstäbe angeordnet werden, die in das Stromsystem der übrigen Spulen durch Schalt-· verbindungen einzufügen sind. Die große Spulenweite wirkt sich aber insbesondere für die Ausbildung des Wickelkopfes sehr nachteilig aus, und die zusätzlich eingefügten Spulenseiten ergeben eine anomale, schwer herzustellende Wicklung. .

Die Erfindung betrifft eine Wechselstromwicklung für ioVeperiodigen Einphasenstrom und für 5operiodigen Dreiphasenstrom, an der die geschilderten Nachteile vermieden sind,, trotzdem , auch. hier für den Anschluß der beiden Stromsysteme von der Brückenschaltung Gebrauch gemacht ist. Erfindungsgemäß bestehen die für das 5pperiodige System parallel geschalteten Wicklungszweige je aus der Hintereinanderschaltung von 2>n Spulen, von denen 2« Spulen die Spulenweite für das 5operiodige Polsystem und η Spulen die Spulenweite für das i6²/3periodig© Polsystem aufweisen (» eine beliebige ganze Zahl).

30, Fig. ι der Zeichnung zeigt zunächst die bekannte Prinzipschaltung. Jede der drei Phasen 1, 2 und 3 des Soperiodigen Systems besteht aus zwei parallel geschalteten Wicklungszweigen, die für die Phase 1 an den Punkten U und X miteinander verbunden und an die Zuleitungen 4 (bzw. 5 oder 6 für die beiden andern Phasen) der 50-Hertz-Spannung angeschlossen sind. Die Mitten der beiden Wicklungszweige sind für die Phase 1 an die Ableitungen U₁ und X₁ bzw. für die Phase 2 an dieAbleitungen V₁ und Y₁ und für die Phase 3 an die Ablei-' tungen W₁ und Z₁ angeschlossen. Diese Ableitungen sind in Reihe geschaltet und speisen über die Ableitungen 7 das i6²/3periodige Bahnnetz.

Fig. 2 der Zeichnung zeigt nun als Ausführungsbeispiel der Erfindung an einem Wicklungsschema die neue Ausbildung der für die Schaltung der Fig. ι dienenden Wechselstromwicklung. Die Wicklung ist in insgesamt 90 Nuten untergebracht. Die Polzahl 2p ist für i6~lz Hertz = 2, für 50 Hertz = 6. Von den drei Phasen des 50-Hertz-Systems sind die Wicklungen der Phase 1 vollausgezogen, die der Phase 2 sind strichliert und die der Phase 3 sind strichpunktiert dargestellt. Im unteren Teil des Wicklungsschemas sind die An-Schlüsse UVW und XYZ bzw. U₁V₁W₁ und X₁Y₁Z₁ eingezeichnet. Diese Anschlüsse stimmen mit den Anschlußbezeichnungen der Fig. 1 überein.

Verfolgt man nun für die Phase 1 den Wicklungsverlauf zwischen den Anschlußpunkten U und X, so sieht man, daß dieser aus zwei parallel geschalteten Zweigen besteht, wobei der von U nach links abgehende Wicklungszweig zunächst die Nut 5 durchsetzt, hierauf über die obere Stirnverbindung in der Nut 50 verläuft. Aus der Verbindungslinie 8 ist zu ersehen, daß es sich dabei um eine Spule handeln kann, die aus mehreren hintereinandergeschalteten Windungen besteht. Hierauf gelangt dieser Wicklungszweig zu:dem Punkt U₁, an den gemäß Fig. 1 das Einphasensystem angeschlossen ist. Die Spulenweite zwischen den Nuten, 5 und 50 ist dabei gleich der Polteilung des i6²/3periodigen Systems. Es handelt sich also um eine weite Spule. Vom Punkt U₁ durchschreitet der Wicklungszweig die Nut 35 und über den oberen Wickelkopf die Nut 20, wobei durch die Verbindung 9 wieder veranschaulicht ist, daß es sich dabei um eine Spule mit mehreren hintereinandergeschalteten Windungen handelt. Diese in den. Nuten 20 und 35 liegende Spule besitzt 'nur die enge Spulenweite, für die Polteilung des Soperiodigen Systems. Hierauf gelangt der Wicklungszweig über die untere Verbindung 10 zu einer in den. Nuten 65 und 80 liegenden Spule, ,nach deren Durchschreitung der 'Endpunkt des einen Wicklungszweiges der Phase 1 bei X erreicht ist. Man sieht, daß der eben behandelte Wicklungszweig aus der Hintereinanderschaltung einer weiten und zwei engen Spulen, besteht, wobei der Anschluß U₁ für das Einphasensystem an der Übergangsstelle; von der weiten zu den beiden engen Spulen liegt. Außerdem sieht man, daß die eine enge Spule mit der zugehörigen, weiten Spule des Zweiges bezüglich der Spulenaclise konzentrisch angeordnet ist, da die weite Spule in den Nuten 5 und 50, die enge Spule in den Nuten 20 und 35 liegt. Die zweite enge Spule ist jedoch außerhalb des Wickelraumes der zugehörigen, weiten Spule angeordnet, und zwar ist sie mit der benachbarten weiten Spule des zweiten Zweiges der Phase 1 konzentrisch angeordnet. Sie liegt dabei in den Nuten 65 und 80. Diese zweite weite Spule liegt ebenfalls in, den ,Nuten 5 und 50; Sie umfaßt jedoch den Wickelraum von der Nut 50 über die Nut 90 bis zur Nut 5, während die erste weite Spule den Wickelraum zwischen den· Nuten- 5 und 50 umfaßt.

In derselben Weise verläuft der zweite Parallelzweig der Phase 1 der Fig. 1, wobei von U aus nach rechts zunächst eine in den Nuten 35 und 20 untergebrachte enge Spule durchlaufen, wird, hierauf eine zweite enge Spule in den Nuten, 65 und 80, die also- im Räume des zweiten Pols des i6²/3periodigen Systems liegt. Hierauf wird der Anschlußpunkt X₁ (links unten gezeichnet) erreicht, an dem der Einphasenstrom abgenommen wird. Hierauf wird dann die in den Nuten, 5 und 50 liegende weite Spule des zweiten Zweiges durchlaufen und schließlich der untere Parallelschaltpunkt X für die beiden Zweige der Phase 1 erreicht.

In dem von der Phase 1 der Fig. 2 frei gelassenen Nutraum sind dann in derselben Weise die Phasen 2 und 3 des soperiodigen Dreiphasensystems untergebracht.

Aus der Darstellung der Fig. 2 ist zu ersehen, daß erstens von den insgesamt erforderlichen Spulen der Wicklung zwei Drittel die enge Spu-

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lenweite des opoligen 50-Hertz-Systems aufweisen, während nur ein Drittel der Spulen die große Spulen weite der i6²/speriodigen Polteilung aufweisen muß. Ferner ist zu ersehen, daß der Aufbau der Wicklung vollständig gleichartig verläuft, so daß keine besonderen Schaltverbindungen für eingefügte Zwischenleiter wie bei der bekannten Anordnung erforderlich sind.

Bei der Darstellung der Fig. 2 sind die den einzelnen Wicklungsphasen des Drehstromsystems zugeordneten · Wickelköpfe an der Stirnseite der Maschine in drei Ebenen angeordnet, derart, daß die vollausgezogene Phase 1 mit den oberen Wickelköpfen am weitesten von dem aktiven Eisen der Maschine entfernt ist, mit dem unteren Wickelkopf diesem hingegen am nächsten kommt. Die strichlierten Leiter der Phase 2 sind sowohl oben als auch unten in einer mittleren Wickelkopfebene angeordnet, und die strichpunktiertein. Leiter der Phase 3 sind oben mit ihren Wickelköpfen in unmittelbarer Nachbarschaft des Maschineneisens angeordnet, mit den unteren Wickelköpfen hingegen besitzen sie den größten Abstand von dem Eisen. Durch diese Verteilung der Wickelköpfe werden die ohmschen und induktiven Streuabfälle bei Belastung für die drei Phasen vergleichmäßigt.

In Fig. 2 sind noch an den Nutleitern der Phase 1

in der oberen Reihe die Strompfeile für die Soperiodige Stromverteilung eingezeichnet, in der unteren .Reihe für die i6²/speriodige Stromverteilung. Man sieht, daß diese Stromverteilungen einerseits ein öpoliges, andererseits ein 2poliges Feld ergeben.

Bei der Darstellung der Fig. 2 weist die Numerierung der Nuten eine höhere Ziffer auf, als für die Unterbringung der eingezeichneten Spulen erforderlich ist. Dies wurde zur Vereinfachung des Wicklungsschemas vorgenommen. In Wirklichkeit kann die Wicklung statt aus den eingezeichneten zweifachen Spulen aus drei-, vier- oder fünffachen Spulen bestehen, die in nebeneinanderliegenden Nuten untergebracht sind, beispielsweise aus fünffachen Spulen, die aus fünf auf benachbarte Nuten aufgeteilten Teilspulenseiten bestehen.

Die Wicklung kann außerdem auch als Zweischichtwicklung ausgeführt werden,. Bei dieser Ausbildung der Wicklung als Zweischichtwicklung kann man auch die Unterschicht der Wicklung im Sinne einer Verkürzung des Wicklungsschrittes in der Umfangsrichtung gegenüber der Oberschicht verschoben ausführen. Diese Sehnung der Wicklung ergibt den Vorteil einer besseren. Angleichung der Amperewindungskurven für das i6²/3periodige und für das Soperiodige System an Sinuskurven,.

Die Versetzung der Oberschicht gegenüber der Unterschicht der Wicklung wird zweckmäßig derart durchgeführt, daß vorwiegend die fünfte und die siebente Oberwelle in, der Ankerfelderregerkurve unterdrückt wird.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Wechselstromwicklung für einphasigen i6²/speriodigen und für dreiphasigen Soperiodigen Strom, an der die einzelnen. Phasen des Soperiodigen, Systems aus zwei, parallel geschalteten. Wicklungszweigeh, bestehen,, deren Zweigmitten für die Abnahme des ioVeperiodigen Einphasenstromes dienen (Brückeinschaltung), dadurch gekennzeichnet, daß die für das Soperiodige System parallel geschalteten Wicklungszweige aus der Hintereinanderschaltung von 3« Spulen bestehen,, von denen, 2« Spulen die Spulenweite für das soperiodige Polsystem und η Spulen die Spulenweite' für das i6²/3perio<dige Polsystem aufweisen.

2. Wechselstromwicklung nach Anspruch, 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der durch den i6²/3periodigen Anschluß herbeigeführten Unterteilung des Wicklungszweiges der eine Teil aus 2,n Spulen, mit der engen Spulenweite und der andere Teil aus η Spulen, mit der großen Spulenweite besteht.

3. Wechseilstromwicklung nach den Ansprüchen, ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an, den Parallelschaltpunkten der Wicklungszweige für das soperiodige System der eine Zweig mit einer weiten Spule;, der andere Zweig mit zwei, hintereinandergeschalteten engen Spulen beginnt.

4. Wechselstromwicklung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von den drei (bzw. 3%) Spulen, eines Zweiges eine weite und eine enge Spule dieselbe Spulenachse aufweisen, während die zweite enge Spule im Wicklungsraum eines andern Wicklungszweiges, und zwar gleichachsig mit der weiten Spule dieses Zweiges, angeordnet ist.

5. Wechselstromwicklung nach den Ansprüchen ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die den drei Phasen des Soperiodigen, Systems angehörigen Wicklungszweige mit ihren Spulenköpfen in drei Ebenen angeordnet sind.

6. Wechselstromwicklung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung als Zweischichtwicklung ausgeführt ist.

7. Wechselstromwicklung nach Anspruch 1 oder -6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberschicht der Wicklung gegenüber der Unterschicht versetzt, ist.

8. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtversetzung so erfolgt, daß vorwiegend die fünfte und die siebente Oberwelle in, der Ankerfelderregerkurve unterdrückt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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