Opublikowano dnia 20 grudnia 1955 r» L a %0%A4Bjc9 POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 38304 VEB Elektromaschinenbau Sachsenwerk Drezno — Niedersedlitz, Niemiecka Republika Demokratyczna KI. 21 d\ 51 Uklad uzwojeniowy do maszyn prqdu zmiennego Patent trwa od dnia 7 czerwca 1954 r.Przy doborze uzwojen silnika pradu zmien¬ nego oprócz ksztaltu pola magnetycznego, który winien byc mozliwie zblizony do sinusoidy, graja takze duza role zalozenia produkcyjne oraz zuzycie miedzi. Jest rzecza znana, ze uzwo¬ jenia, w których zaoszczedza sie zuzycie miedzi przez zmniejszenie liczby miejsc lutowania, przy tzw. uzwojeniu trójzlobkowym oprócz umieszczenia w kilku zlobkach przy niejedna¬ kowej szerokosci cewek, np. 1:8, 1:10 i 1:12, mo¬ ga byc nawijane bez przerw w miejscach przej¬ scia od jednego zezwoju do drugiego. Powstaja przy tym grupy cewek z trzech zezwojów, które sa wkladane do oddzielnych, lecz bezposrednio sasiadujacych ze soba zlobków pakietu blach stojana. Sa one z poczatku nawijane niezaleznie od pakietu blach jako samoistne czesci, przy czym przy wspomnianej potrójnej podzialce skladaja sie one z trzech zezwojów, umieszczo¬ nych wspólsrodkowo. Drut cewkowy przebiega bez przerw od jednego zezwoju do drugiego.Ten rodzaj ukladu stosuje sie do silników, po¬ siadajacych jednakowe grupy cewek, np. wspomniane uzwojenie trójzlobkowe, a takze do silników, które maja zespoly cewkowe róznej wielkosci. Niezaleznie od swej wielkosci uzwo¬ jenia takie moga byc zawsze wytwarzane przy wspólsrodkowym ukladzie zezwojów, przy któ¬ rym jeden zezwój otacza drugi. Jest rzecza zro¬ zumiala, ze przewód miedziany, wychodzac z wewnetrznego zezwoju moze byc zawsze do¬ godnie prowadzony od jednej cewki do drugiej i nie wymaga lutowania. Wymiary zezwojów zwiekszaja sie jednak w kierunku od wewnatrz do zewnatrz wskutek wzajemnego ich obejmo¬ wania sie. Pomimo to ten rodzaj uzwojenia jest szeroko stosowany. Znane sa nastepnie uzwoje¬ nia o jednakowych zezwojach, które równiez sa nawijane bez przerw i nastepuja po sobie wspólosiowo. Wskutek stalej szerokosci cewek, która np. w przypadku uzwojenia trójzlobko- wego wynosi 1:10, przy uzwojeniu zas cztero- zlobkowym 1:13, ten rodzaj cewek posiada w zwiazku z zachodzeniem . jednego zezwoju na drugi po ich umieszczeniu w zlobkach wieksza srednia dlugosc zwojów, niz w przypadku po¬ przednio wymienionego wykonania uzwojenia ze wspólsrodkowymi zezwojami i niejftdNej^ako*wym jego poskokiem. Ponadto uzwojenie to po¬ siada wiecej skrzyzowan wskutek czego ko¬ nieczna jest zuzycie wiekszej ilosci materialu izolacyjnego w postaci przekladek. Znane sa takze uzwojenia, skladajace sie ze scisle jedna¬ kowych zezwojów, które sa nawijane pojedyn¬ czo, a nastepnie laczone w duzej liczbie punk¬ tów przez lutowanie. W tym przypadku nie ma wprawdzie tak duzo skrzyzowan, zuzycie jed¬ nak cyny i miedzi przy lutowaniu jest znaczne.Uzwojenie stanowiace przedmiot wynalazku rózni siQ od wszystkich wymienionych rodza¬ jów uzwojen tym, ze pozwala osiagnac znacznie wieksza oszczednosc drutu uzwojeniowego, eli¬ minujac jednoczesnie koniecznosc zuzycia do¬ datkowego materialu lutowniczego. W mysl wy¬ nalazku uklad uzwojeniowy do maszyn pradu zmiennego (silniki, pradnice), którego zwoje na biegun i faze sa rozdzielone na wiecej niz jeden zlobek i przebiegaja w sposób ciagly, tworzac kilka zespolów cewkowych, wykazuje w kaz¬ dym zespole kilka wspólosiowo i w sposób ciag¬ ly nawinietych zezwojów, z których jeden lub kilka jest umieszczonych wspólsrodkowo, nato¬ miast jeden lub kilka sposród przyleglych od¬ powiednich zezwojów jest obróconych o 180° przy zachowaniu okreslonej ich szerokosci i osadzeniu w zlobkach przyleglego zespolu cewkowego. Do nich przylegaja wspólsrodkowe cewki zespolów sasiednich. W najprostszym przypadku przy dwubiegunowej maszynie moz¬ na zastosowac dwa jednakowe zezwoje o szero¬ kosci 1:6, które moga byc wstepnie nawiniete obok siebie wspólosiowo na wzorniku, przy czym jeden z nich zostaje nastepnie w zwykly sposób umieszczony na swoim miejscu, np. przy ciaglej numeracji zlobków w drugim i siódmym zlobku, drugi zas zezwój po jego obróceniu o 180° zostaje umieszczony w sasiednim zlobku, tj. w zlobku ósmym, a drugi bok tego zezwoju — w zlobku trzynastym, lezacym w nastepnym obszarze zlobkowym przyleglej pary biegunów.Dzieki temu ukladowi odpada wszelkie zacho¬ dzenie na siebie lub krzyzowanie zezwojów, a jednoczesnie unika sie ich lutowania. To obró¬ cenie zezwoju o 180° daje znaczna korzysc. W takich uzwojeniach szerokosci zezwojów wyno¬ sily dotychczas 1:6 i 1:8, natomiast w mysl.wy¬ nalazku stosuje sie dwa jednakowe zezwoje o szerokosci 1:6, co pozwala na zaoszczedzenie drutu uzwojeniowego, np. miedzi lub alumi¬ nium. Ponadto wynalazek umozliwia usuniecie licznych miejsc lutowania, co posiada szczegól¬ ne znacznie w maszynach z zezwojeniami, zlo¬ zonymi z kilku równoleglych przewodów, gdzie konieczne jest zuzycie duzej ilosci cyny do lu¬ towania. Szczególna zalete wykazuje uklad uzwojeniowy wedlug wynalazku np. w przy¬ padku uzwojenia trójzlobkowego, którego zespo¬ ly cewkowe sa rozdzielone niesymetrycznie na zezwoje o szerokosci 1:8, 1:10 i 1:8, podczas gdy dotychczas konieczne byly szerokosci 1:8, 1:10 i 1:12. Zaleta wynalazku zostaje wypuklona zwlaszcza wówczas, gdy dlugosc zezwojów two¬ rzacych wspólna cewke nie zwieksza sie od we¬ wnatrz do zewnatrz, lecz poczynajac od naj¬ mniejszego ostatni posiada taka sama wielkosc jak pierwszy, wskutek czego uzyskuje sie oszczednosc na miedzi. Wynalazek daje sie za¬ stosowac do tzw. uzwojen wsypywanych lub uzwojen, które sa wkladane, nawlekane lub w inny sposób umieszczane w zlobkach stojana.Istota wynalazku jest blizej wyjasniona na kilku przykladach jego wykonania, uwidocznio¬ nych na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia dotychczasowy uklad uzwojenia trójzlobkowego, fig. 2 — uklad uzwojeniowy wedlug wynalazku, a fig. 3 — uklad wedlug wynalazku w zastoso¬ waniu do uzwojenia czterozlobkowego.Przy rozpatrywaniu uwidocznionego na fig. 1 dotychczasowego ukladu uzwojenia trójzlobko- wego mozna stwierdzic, ze cewki (oznaczone ciaglymi liniami) skladaja sie z zezwojów, któ¬ re umieszczone sa w oddzielnych zlobkach, oznaczonych ciagla numeracja i posiadaja rózne odleglosci bokóWj a mianowicie o stosunku 1:8, 1:10 i 1:12. Wskutek tego posiadaja rózne wy¬ miary, które sa najwieksze przy najwiekszych odleglosciach boków zezwojów.Uklad przedstawiony na fig. 2 rózni sie w sposób zasadniczy od wszystkich dotychczaso¬ wych ukladów, przy czym w ukladzie tym nie wystepuja trudnosci podzialu uzwojen jak rów¬ niez wykonanie zezwojów, równych co do wiel¬ kosci. Zezwoje 101, 102 sa wykonane w sposób dotychczasowy i nie sa objete wiekszym zezWo- jem, a potrzebny przy uzwojeniu trójzlobko- wym trzeci zezwój 103 posiada taka sama wiel¬ kosc, jak zezwój 101. Wskutek tego nie moze on obejmowac obu zezwojów 101 i 102, lecz jest obrócony o 180° i wypelnia jednym bokiem zlo¬ bek 12, sasiadujacy z obu pierwszymi zezwoja- mi, natomiast drugi bok zezwoju lezy juz w nastepnym obszarze zlobkowym i jest umiesz¬ czony w zlobku 19. Obydwa wspólsrodkowo wzgledem siebie umieszczone zezwoje 104 i 205 przylegaja do nastepnej grupy cewkowej, wsku¬ tek czego zachowany jest dotychczasowy kieru¬ nek pradu w poszczególnych zlobkach', jak to oznaczono strzalkami. Odleglosci zezwojów w — 2 —uzwojeniu wykonanym w mysl wynalazku wy¬ nosza jednak tylko 1:8, 1:10, 1:8.Na fig. 3 przedstawiony jest uklad uzwojenio- wy wedlug wynalazku w zastosowaniu do uzwojenia czterozlobkowego. W tym przypadku zezwoje 108, 109 sa wykonane w zwykly sposób, jako zezwoje wspólsrodkowe, natomiast dalsze zezwoje 110, 111 nie obejmuja tych zezwojów wspólsrodkowo przy nawijaniu, lecz przylegaja do nich S3'metrycznie, przy czym zezwoje 110, 111 posiadaja taka sama wielkosc, jak zezwoje 108, 109. Podzial jest zatem symetryczny. Odleg¬ losci boków zezwojów wynosza w tym przypad¬ ku 1:10 i 1:12. Wskutek tego wszystkie zezwoje nie sa juz umieszczone wspólsrodkowo wzgle¬ dem siebie, lecz po wlozeniu jednej pary zezwo¬ jów pozostale zostaja obrócone o 180° i wypel¬ niaja jednym swym bokiem sasiednie zlobki 15, 16 obok zlobków 13, 14 podczas, gdy drugie ich boki sa wstawione do zlobków 24, 25 nastepnego obszaru zlobkowego. W ten sposób otrzymuje sie uklad zezwojowy o tym samym kierunku pradu w zlobkach, czego nie mozna bylo osiag¬ nac dotychczas. Maszyny zaopatrzone w cewki, wykonane w mysl wynalazku, pracuja w ten sam sposób jak maszyny wykonane wedlug zna¬ nych ukladów uzwojeniowych, odznaczaja sie jednak znacznie mniejszym zuzyciem miedzi przewodowej, przy czym uzyskuje sie dodatko¬ wo korzysc, ze dzieki ciaglemu nawinieciu uni¬ ka sie w znacznym stopniu miejsc laczenia oraz lutowania zezwojów.Wskutek podzialu cewek zwieksza sie liczba czól zezwojowych, wskutek czego czola te mu¬ sza byc umieszczone w trzech pietrach, przez co czesc czól musi byc dosc znacznie wygieta w porównaniu z ksztaltem zwyklych zezwojów, jednak bez koniecznosci nadmiernego ich zbli¬ zania do zelaznych czesci maszyny. Uzywane obecnie maszyny sa w wiekszosci tak wykona¬ ne, ze mozliwe jest umieszczenie wiekszej licz^ by czól zezwojów na czolowych powierzchniach pakietu blach. Oszczednosc na miedzi przewo¬ dowej jest tak duza, ze w celu utrzymania sta¬ lych wlasciwosci elektrycznych silników uzwo¬ jonych w mysl wynalazku mozna zmniejszyc w porównaniu z dotychczasowymi rozwiazania¬ mi takze i przekrój przewodów tak, by powsta¬ jace straty utrzymac na tym samym poziomie jak w dotychczasowych ukladach uzwojenio¬ wych. Jezeli natomiast przekrój przewodów zo¬ stanie zachowany bez zmiany, uzwojenie moze byc wykonane przewodem aluminiowym bez znaczniejszego zmniejszenia przez to mocy ma¬ szyny. Opór tego rodzaju uzwojenia lacznie z zyskiem, wynikajacym z zastosowania cienszej izolacji przewodu aluminiowego odpowiada wówczas oporowi uzwojenia miedzianego o zmniejszonym przekroju. PL