Polumschaltbare Mehrphasenwechselstromstabwicklung Der Erfindung liegt
die Aufgabe zugrunde, eine polumschaltbare Mehrphasenwechselstromstabwicklung zu
schaffen, bei der das Verhältnis der kleineren Polzahl zur größeren Polzahl nicht
kleiner als etwa 0,7 ist. Bisher hat man polumschaltbare Wicklungen mit einem etwa
in der Nähe von Eins liegenden Verhältnis der beiden Polzahlen stets als Schleifenwicklungen
ausgeführt. So ist beispielsweise eine polumschaltbare Schleifenwicklung bekannt,
die von 9n auf 11n Pole umschaltbar ist; bei dieser bekannten polumschaltbaren Schleifenwicklung
enthält jeder Wicklungsteil n durch Zwischenräume von mehr als einer Polteilung
getrennte Wicklungsabschnitte zu je zwölf teils im Uhrzeigersinn, teils entgegengesetzt
angeschlossenen Spulen. Die bekannten polumschaltbaren Schleifenwicklungen haben
den Nachteil, daß eine Vielzahl von Schaltverbindungen erforderlich ist, die außerdem
in der Mehrzahl eine erhebliche Länge aufweisen. Ferner ist es bei den bekannten
Wicklungen nachteilig, daß sie lediglich bei der einen Polzahl eine Bruchlochteilung,
bei der anderen Polzahl aber eine Ganzlochteilung haben.Pole-changing polyphase alternating current bar winding The invention lies
the task is based on a pole-changing multi-phase alternating current bar winding
create where the ratio of the smaller number of poles to the larger number of poles is not
is less than about 0.7. So far you have pole-changing windings with an approximately
The ratio of the two numbers of poles, which is close to one, is always as loop windings
executed. For example, a pole-changing loop winding is known,
which can be switched from 9n to 11n poles; in this known pole-changing loop winding
each winding part contains n by gaps of more than one pole pitch
separate winding sections of twelve each, partly clockwise, partly opposite
connected coils. The known pole-changing loop windings have
the disadvantage that a large number of circuit connections is required, which also
in the majority have a considerable length. It is also the case with the known
Windings disadvantageous that they only have a fractional hole pitch with one number of poles,
with the other number of poles, however, have a full-hole pitch.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich diese Nachteile
einer polumschaltbaren Stabwicklung für ein beliebiges, nicht allzu weit von Eins
abweichendes Polzahlverhältnis dann vermeiden lassen, wenn die Wicklung als Wellenwicklung
ausgeführt wird, und zwar bestehen gemäß der Erfindung die den einzelnen Phasen
zugeordneten Wicklungsstränge der als Wellenwicklung ausgeführten Stabwicklung aus
zwei in Reihe geschalteten, annähernd gleich großen Wicklungsteilen, von denen der
eine Wicklungsteil zur Polumschaltung in seinem Wicklungssinn umgekehrt wird.The invention is based on the knowledge that these disadvantages
a pole-changing rod winding for any, not too far from one
Avoid a different number of poles ratio if the winding is a wave winding
is carried out, namely consist of the individual phases according to the invention
associated winding strands of the bar winding designed as a wave winding
two winding parts of approximately the same size connected in series, of which the
a winding part for pole switching is reversed in its winding direction.
An sich sind zwar auch polumschaltbare Wellenwicklungen bekannt, bei
diesen Wicklungen handelt es sich aber um die bekannte Dahlander-Polumschaltung,
die stets mit dem Polzahlverhältnis 1 : 2 durchgeführt wird. Demgegenüber wird durch
die Erfindung eine polumschaltbare Wellenwicklung geschaffen, bei der die beiden
Polzahlen nicht sehr weit auseinander liegen, bei denen also das Verhältnis der
kleineren Polzahl zur größeren Polzahl nicht kleiner als etwa 0,7 ist.Pole-changing wave windings are also known per se
but these windings are the well-known Dahlander pole switching,
which is always carried out with the number of poles ratio 1: 2. In contrast, is through
the invention created a pole-changing wave winding in which the two
Pole numbers are not very far apart, so where the ratio of the
the smaller number of poles to the larger number of poles is not less than about 0.7.
Bei einer polumschaltbaren Wicklung gemäß der Erfindung wird man im
allgemeinen den Wicklungsschritt derart wählen, daß er zwischen den jeweils durch
die Polumschaltung erzielten Polteilungen liegt. Bei einer dreiphasigen Drehstromwicklung
werden besonders günstige Verhältnisse, vor allem hinsichtlich der Zahl und der
Kürze der Schaltverbindungen, dann erzielt, wenn in Weiterbildung des Erfindungsgedankens
die Gesamtzahl der Nuten der Wicklung und die mittlere Schrittweite w der Wicklung
in Abhängigkeit von den beiden Polpaarzahlen derart gewählt sind, daß die Absolutbeträge
der beiden Größen wn1-3z1 und wn2-3z2 mindestens annähernd einander gleich sind.
Hierbei sind z1 und z2 die Zähler und n1 und n2 die Nenner der teilerfremden unechten
Brüche q für die Nutzahlen je Pol und Phase. Bei den Polpaarzahlen p1 und p2 und
der Nutzahl N ist also
Der Faktor w ist die gewählte mittlere Schrittweite der Wicklung, ausgedrückt durch
die Nutzahl des Schrittes. Bei fortlaufender Numerierung der Nuten ist der Faktor
also gegeben durch die Differenz der Nutnumerierungen. Die Zahl der Schaltverbindungen
ist um so kleiner, je kleiner die Werte bzw. wn2-3z2 sind.In the case of a pole-changing winding according to the invention, the winding step will generally be selected in such a way that it lies between the pole pitches achieved in each case by the pole-changing. With a three-phase three-phase winding, particularly favorable conditions, especially with regard to the number and shortness of the switching connections, are achieved if, in a further development of the inventive concept, the total number of slots in the winding and the mean step width w of the winding are selected as a function of the two numbers of pole pairs that the absolute values of the two quantities wn1-3z1 and wn2-3z2 are at least approximately equal to each other. Here z1 and z2 are the numerators and n1 and n2 are the denominators of the relatively prime improper fractions q for the useful numbers per pole and phase. With the number of pole pairs p1 and p2 and the number of slots N is The factor w is the selected mean step size of the winding, expressed by the number of slots in the step. With consecutive numbering of the grooves, the factor is given by the difference in the numbering of the grooves. The number of switching connections is smaller, the smaller the values or wn2-3z2 are.
Zur Durchführung der Umschaltung sind je Phase nur drei bzw. einschließlich
des Phasenanfangs vier Klemmen erforderlich. Die polumschaltbare Stab-Wellenwicklung
benötigt also für drei Phasen nur zwölf Klemmen, sofern man von der Zu- und Gegenschaltung
von Wicklungsteilen innerhalb der Phasen Gebrauch macht. Bei einem zyklischen Vertauschen
von Wicklungsteilen durch Wechseln der sind jedoch mehr Klemmen erforderlich. aus
den Ausführungsbeispielen hervorgeht, lassen sich die polumschaltbaren Wellenwicklungen
so entfernen, daB sie beide Polzahlen Bruchlochteilung besitzen.To carry out the switchover, only three or inclusive are required for each phase
four terminals are required for the start of the phase. The pole-changing bar wave winding
therefore only needs twelve terminals for three phases, provided that one of the connection and counter connection
makes use of winding parts within the phases. With a cyclical swap
of winding parts by changing the, however, more terminals are required. the end
As can be seen from the exemplary embodiments, the pole-changing wave windings
remove them so that both numbers of poles have fracture hole spacing.
Die Zeichnung zeigt drei Aus£ü'hrungsbei@spiele der Erfindung. Die
Fig. 1 bis 5 beziehen sich dabei auf eine polumschaltbare Zweistab-Wellenwicklung
für
vierzehn und sechzehn Pole, an der gemäß den Fig. 2 und 3 jeder
Phasenstrang aus zwei gleich großen Wicklungsteilen besteht, die für sechzehn Pole
gleichsinnig in Reihe, für vierzehn Pole gegensinnig in Reihe geschaltet sind. Die
Bezeichnungen der Anfänge und der Enden der Wicklungsteile in den Fig. 2 und 3 stimmen
mit den Bezeichnungen der herausgezogenen Anfänge und Enden in Fig. 1 überein. Die
beiden Wicklungsteile jeder Phase haben gleich hohe Spannung. Die insgesamte Nutzahl
ist 90, und der Wicklungsschritt w ist 6. Es ergibt sich also für beide Polzahlen
eine Bruchlochwicklung. Wendet man die obige Regel auf das Ausführungsbeispiel der
Fig. 1 bis 5 an, so zeigt sich, daß die Größe wn1-3z1 den Betrag +3 ergibt, während
die Größe wn2-3z2 den Betrag -3 ergibt. Die beiden Größen stimmen also im Absolutwert
miteinander überein. Dementsprechend ist die Zahl der Schaltverbindungen verhältnismäßig
gering, bzw. die Schaltung ist außerordentlich einfach. Die Fig. 4 und 5 zeigen
die Ankerfelderregerkurven für die Polzahlen 16 und 14, wobei angenommen ist, daß
in einem bestimmten Zeitpunkt die einzelnen Phasen die dann vorhandenen Momentanwerte
(1,-0'5,-0'5) des Dreiphasenstromes führen. Man sieht, daß die Ankerfelderregerkurve
eine günstige Gestaltung für die Grundwelle aufweist. Dementsprechend sind auch
die Wicklungsfaktoren für beide Polzahlen günstig.The drawing shows three examples of the invention. the
1 to 5 relate to a pole-changing two-bar wave winding
for
fourteen and sixteen poles, at the one shown in FIGS. 2 and 3 each
Phase strand consists of two winding parts of the same size for sixteen poles
in the same direction in series, for fourteen poles are connected in series in opposite directions. the
Designations of the beginnings and the ends of the winding parts in FIGS. 2 and 3 are correct
with the designations of the extracted beginnings and ends in FIG. 1. the
both winding parts of each phase have the same voltage. The total number of uses
is 90, and the winding pitch w is 6. This results in both numbers of poles
a broken hole winding. If the above rule is applied to the embodiment of
1 to 5, it can be seen that the quantity wn1-3z1 results in the amount +3, while
the size wn2-3z2 results in the amount -3. The two sizes are therefore correct in absolute terms
coincide with each other. The number of switching connections is correspondingly proportionate
low, or the circuit is extremely simple. Figs. 4 and 5 show
the armature field exciter curves for the numbers of poles 16 and 14, it being assumed that
at a certain point in time the individual phases the instantaneous values then available
(1, -0'5, -0'5) of the three-phase current. You can see that the anchor field exciter curve
has a favorable design for the fundamental wave. Accordingly are also
the winding factors are favorable for both numbers of poles.
Die Fig. 6 bis 10 zeigen eine polumschaltbare Zweibstab-Wellenwicklung
für acht und zehn Pole, wobei die Nutzahl wiederum 90 ist, während der Wicklungsschritt
w den Betrag 10 ergibt. Auch bei dieser Polumschaltung werden innerhalb jeder Phase
gleich große Wicklungsteile einmal in Reihe und einmal gegensinnig in Reihe geschaltet,
so daß beide Wicklungsteile der einzelnen Phasen gleich hohe Spannung aufweisen.
In dem zweiten Ausführungsbeispiel ergibt sich für zehn Pole eine Ganzlochwicklung
und für acht Pole eine Bruchlochwicklung. Wendet man wiederum die obige Regel auf
das Ausführungsbeispiel an, so zeigt sich, daß die Beträge wn1-3z1 und wn2-3z2 nicht
mehr so gut wie im ersten Ausführungsbeispiel übereinstimmen. Dementsprechend ist
die Schaltung auch komplizierter.FIGS. 6 to 10 show a pole-changing two-bar wave winding
for eight and ten poles, where the number of slots is again 90, during the winding step
w results in the amount 10. Also with this pole change, within each phase
winding parts of the same size connected once in series and once in series in opposite directions,
so that both winding parts of the individual phases have the same voltage.
In the second exemplary embodiment, there is a full-hole winding for ten poles
and one broken hole winding for eight poles. If one applies the above rule again
the exemplary embodiment shows that the amounts wn1-3z1 and wn2-3z2 are not
match more as well as in the first embodiment. Accordingly is
the circuit also more complicated.
Schließlich zeigen die Fig. ll bis 15 ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung, bei dem eine Zweistab-Wellenwicklung von vierzehn auf zehn Pole umschaltbar
ist, wobei wiederum gemäß den Fig. 12 und 13 innerhalb der einzelnen Phasen zwei
Wicklungsteile einmal in Reihe und einmal gegensinnig in Reihe geschaltet werden.
Die beiden Wicklungsteile jeder Phase sind jedoch nicht gleich, so daß sich Spannungsunterschiede
ergeben. Die Nutzahl beträgt 60, der Wicklungsschritt ist durch die Ziffer 5 gegeben.
Für die eine Polzahl ergibt sich eine Bruchlochwicklung, für die zweite eine Ganzlochwicklung.
Die Anwendung der obigen Regel auf das ritte Ausführungsbeispiel zeigt, daß auch
hier die Werte wn1-3z1 und wn2-3z2 nicht ganz miteinander übereinstimmen. Trotzdem
ergibt sich eine außerordentlich klare Führung der Schaltverbindungen. Entsprechend
der geringeren Nutzahl je Pol sind die Ankerfelderregerkurven gemäß den Fig. 14
und 15 gröber getreppt, als dies in den Fig. 9 und 10 des zweiten Ausführungsbeispiels
der Fall ist.Finally, FIGS. 11 to 15 show an embodiment of the
Invention in which a two-bar wave winding can be switched from fourteen to ten poles
is, again according to FIGS. 12 and 13 within the individual phases two
Winding parts are connected once in series and once in series in opposite directions.
However, the two winding parts of each phase are not the same, so that there are voltage differences
result. The number of slots is 60, the winding pitch is given by the number 5.
For one number of poles there is a broken-hole winding, for the second there is a full-hole winding.
The application of the above rule to the third embodiment shows that too
here the values wn1-3z1 and wn2-3z2 do not quite agree with each other. Nevertheless
the result is an extremely clear routing of the switching connections. Corresponding
the armature field exciter curves according to FIG. 14 are the lower number of slots per pole
and 15 stepped more coarsely than in FIGS. 9 and 10 of the second embodiment
the case is.