DE2117048B2

DE2117048B2 - Verfahren zum Herstellen einer scheibenförmigen Wellenwicklung aus isoliertem Draht für eine elektrische Axialluftspaltmaschine

Info

Publication number: DE2117048B2
Application number: DE2117048A
Authority: DE
Inventors: Jaques Antony Henry-Baudot (Frankreich)
Original assignee: Kollmorgen Corp
Current assignee: Kollmorgen Corp
Priority date: 1970-04-08
Filing date: 1971-04-07
Publication date: 1980-05-08
Also published as: GB1294798A; DE2117048A1; DE2117048C3; FR2086758A5; US3699371A

Description

/V= 30 Spulenseiienleitern für ρ=4 Polpaare. Die »Hinleiter« sind mit ungeraden Zahlen und die »Rückleiten« mit geraden Zahlen bezeichnet. Die Wicklung hat den Gesamtwicklungsschritt y=8 mit dem Vorwärtsschritt yi = 5 und dem Rückwärtsschritt y? = 3. Diese Wicklung erfüllt also die üoiiche Beziehung

ρ ■ y = N±2.

Stellt man sich die Wicklung unter aen Erregerpolen stillstehend vor, wobei der Leiter ί sich unter dem Pol N1 befindet, so ist dieser Leiter 1 über den Rückleiter 6 mit dem unter dem Pol Λ/2 befindlichen Hinleiter 9 verbunden, welcher seinerseits über den Rückleiter 14 mit dem unter dem Pol Λ/3 befindlichen Hinleiter 17 verbunden ist, usw. gemäß der nachstehenden Wicklungstabeüe:

1 _6-9- 14- 17 -22-25-30-3-8-11-16-19-24-27-2-5-10-13-18-21-26-29-4-7-12-15-20-23-28-1.

Bei dem nachstehend beschriebenen Verfahren wird ein Wicklungsschema angewendet, wie es zum direkten Vergleich bei B in Fig. 1 mit derselben Leiterzahl Λ/=30 und mit derselben Polpaarzahl p=4 dargestellt ist. Dieses Wicklungsschema verläuft nach der Beziehung

py=2(N±2).

Der Wicklungsschritt beträgt y—\b anstell" von 8, wobei der Vorwärtsschritt ebenfalls y\ = 5, der Rückwärtsschritt jedoch y_>= 11 beträgt. In diesem Fall ist der Hinleiter 1 über den Rückleiter 6 mit dem Leiter 17 verbunden, d. h. die Welle geht vom Pol N 1 zum Pol Λ/3, indem der Pol Λ/2 übersprungen wird. Die Wicklung verläuft hierbei nach folgender Tabelle:

1—6—17 — 22 — 3 — 8-19 — 24 —

5-10-21-26-7-12-23-28-9—14 — 25 — 30—11-16-27-2-

13-18-29-4-15-20-1.

F i g. 2 zeigt eine dem Prinzip des Wicklungsschcmas B von Fig. 1 entsprechende scheibenförmige Wellenwicklung, die aus mehreren Windungsschichten aus dünnem isolierten, beispielsweise emailliertem elektrischen Draht besteht und insbesondere als Anker für eine elektrische Kollektormaschine mit Axialluftspalt benutzt wird. Zu ihrer Herstellung wird eine Wickelmaschine benutzt, deren Drahtführung programmgesteuert den Weg einer Wellenwicklung durchläuft, indem sie den Draht um Führungszapfen legt, die an einer starren Lehre angebracht sind. Die fertige Wicklung kann entweder von der mit den Zapfen versehenen Lehre abgenommen werden und anschließend auf jede beliebige geeignete Weise, beispielsweise mit einem hitzehärtenden Kunstharz vergossen werden, so daß man eine selbsttragende Flachspule erhält, oder sie kann ί auf der Lehre belassen werden, die dann als Träger der Wicklung in der Maschine dient, wobei die Wicklung ebenfalls mit Harz vergossen wird, damit die Drähte genau in ihrer Stellung gehalten werden. Die Wickelköpfe können erforderlichenfalls zur Verringerung der

i" Dicke insbesondere während des Vergießen gepreßt werden.

Die Anwendung des Prinzips des Wickelschemas B von F i g. 1 auf eine derartige Wicklung ist besonders zweckmäßig, da hierdurch nicht nur das Programm der

r. Bewegung der Drahtführung vereinfacht wird, sondern da. wie auch das in F i g. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt, nur ein Zapfenkranz zur äußeren Führung des Drahtes und der Zapfenkranz erforderlich ist, mit welchem die Schleifen zum Anschluß an die Lamellen

.'ο des Kollektors gebildet werden. Infolge des Überspringens von Polen wird nämlich der Draht nur noch um die Zapfen des äußeren Kranzes gelegt, wobei er sich, soweit erforderlich, während jedes großen Rückwärtsschritts an einem oder mehreren Zapfen des inneren

j") Kranzes abstützt, die zur Bildung der Anschlüsse an die Kollektorlamellen dienen. Fig. 2 zeigt als Beispiel eine Wicklung mit acht Polteilungen, 27 Wicklungsabschnitten und neun Kollektorlamellen. Dementsprechend hat der äußere Kranz 27 Zapfen 1 bis 27. und der innere

in Kranz hat neun Zapfen 1, IV. VIi, X, XIII, XVI, XIX, XXII, XXV, und es bestehen neun Verbindungsschleifen, die von den Zapfen des inneren Kranzes gebildet werden. Der Wicklungsverlauf sieht, wenn man von dem äußeren Zapfen 1 ausgeht, folgendermaßen aus:

1-26-14-12-2-27-15-13-3-1-16-14-IV,

4-2-17-15-5-3-18-16-6-4-19-17-VII,

7-5-20-18-8-6-21-19-9-7-22-20-X,
„, 10-8-23-21-11-9-24-22-12-10-25-23-XII,

13-11-26-24-14-12-27-25-15-13-1-26-XVI.

16-14-2-27-17-15-3-1-18-16-4-2-XIX.

19- 17-S-3-20-18-6-4-21 — 19-7-5-XX11,
.,-, 22-20-8-6-23-21-9-7-24-22- 10-8-XXV,

25-23- 11 -9-26-24-12-10-27-25-13-11-1,

Eine tatsächliche Wicklung dieser Art besitzt natür-■- > <> lieh eine wesentlich größere Anzahl von Wicklungsabschnitten und Kollektorlamellen als in Fig. 2 dargestellt ist, wo die Anzahl der Wicklungsabschnitte und der Kollektorlamellen der Anschaulichkeit halber gering ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen einer scheibenförmigen Wellenwicklung aus isoliertem Draht für eine elektrische Axialluftspaltmaschine mit wenigstens drei Polpaaren und einem Kollektor, bei welchem der isolierte Draht entsprechend dem Wicklungsverlauf um in mehreren konzentrischen Kränzen angeordnete Zapfen einer Lehre gelegt und die fertige Wicklung entweder zusammen mit der Lehre oder getrennt von dieser mechanisch verfestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lehre verwendet wird, die einen äußeren Kranz von Zapfen (1 bis 27) und einen inneren Kranz von Zapfen (I, IV, VH, X, XlIl, XVI, XIX, XXII, XXV) aufweist, wobei die Anzahl der Zapfen des inneren Kranzes gleich der Anzahl der Kollektorlamellen und die Anzahl der Zapfen des äußeren Kranzes ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl der Zapfen des inneren Kranzes ist, daß der Draht jeweils abwechselnd zwischen zwei etwa um eine Polteilung voneinander entfernten Zapfen des äußeren Kranzes und an den Außenseiten der Zapfen des inneren Kranzes entlang zwischen zwei etwa um drei Polteilungen voneinander entfernten Zapfen des äußeren Kranzes geführt wird, und daß der Draht zur Bildung jedes Kollektoranschlusses um die Innenseite eines Zapfens des inneren Kranzes geführt wird.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs angegebenen Art.

Bei einem aus der GB-PS 1169 935 bekannten Verfahren dieser Art wird eine Lehre mit in fünf konzentrischen Kränzen angeordneten Zapfen verwendet, wobei die Anzahl der Zapfen in den vier äußeren Kränzen gleich der Anzahl der Spulenseiten der Wicklung ist, während die Anzahl der Zapfen des innersten Kranzes gleich der Anzahl der Kollektorlamellen ist. Der Draht wird von einem Zapfen des (von außen gezählt) zweiten Kranzes über einen als Wickelkopfabstützung dienenden Zapfen des ersten Kranzes zu einem um eine Polteilung entfernten Zapfen des zweiten Kranzes, von da etwa radial nach innen zu einem Zapfen des dritten Kranzes, von diesem über einen als Wickelkopfabstützung dienenden Zapfen des vierten Kranzes zu einem wiederum etwa um eine Polteilung entfernten Zapfen des dritten Kranzes und schließlich wieder etwa radial nach außen zu einem Zapfen des zweiten Kranzes geführt, worauf sich der Zyklus wiederholt. Für jede Bildung eines Kollektoranschlusses wird der Draht nach innen zu einem Zapfen des fünften Kranzes geführt. Als Ergebnis wird eine Wellenwicklung erhalten, deren aktive Spulenseitenleiter zwischen den Zapfen des zweiten und dritten Kranzes etwa radial verlaufen und etwa um eine Polteilung voneinander getrennt sind, wie es dem gebräuchlichsten Aufbau einer Wellenwicklung entspricht. Bei diesem bekannten Verfahren ist der Wickelvorgang sehr kompliziert. Ferner ist die Anwendbarkeit dieses Verfahrens dadurch beschränkt, daß zwischen den Zapfen der inneren Kränze, die in gleicher Anzahl wie die Spulenseitenleiter und die Zapfen der äußeren Kränze vorhanden sind, ausreichende Zwischenräume für den Durchgang der Drahtführung vorhanden sein müssen, was aus Raumgründen eine Begrenzung der Anzahl dieser Zapfen und damit der Anzahl der Spulenseitenleiter bedingL ϊ Andererseits ist aus dem Buch »Die Wicklungen elektrischer Maschinen« von Heinrich Sequenz, Sprin ger-Verlag, Wien, 1952, Abb. 14 auf Seite 14, eine Wellenwicklung für eine vierpolige Maschine bekannt, bei welcher sich der Gesamtwicklungsschritt aus einem κι Vorwärtsschritt von einer Polteilung und einem Rückwärtsschritt von drei Polteilungen zusammensetzt. Bei einer vierpoligen Maschine hat dies zur Folge, daß der nächste Hinleiter wieder unter dem gleichen Pol wie der vorhergehende Hinleiter liegt, so daß die Wicklung den Charakter einer Schleifenwicklung hat, lediglich mit dem Unterschied, daß die Wickelkopfverbindungen nicht abwechselnd gegenläufig sind, sondern wie bei einer Wellenwicklung stets im gleichen Sinn um den Anker laufen. Die Anwendung dieses für die Nuten wick- -'(i lung einer Radialluftspaltmaschine bestimmten Wickeischemas auf eine scheibenförmige Drahtwicklung für eine Axialluftspaltmaschine würde jedoch keine Vereinfachung des zuvor geschilderten Herstellungsverfahrens ergeben und die damit verbundenen Einschränkun-.·". gen nicht beseitigen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, das eine besonders einfache Herstellung von scheibenförmigen Wellenwicklungen aus isoliertem Draht für eine elektrische Axialluftspaltmaschine mit hi wenigstens drei Polpaaren und einem Kollektor ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs gelöst.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird zur π Drahtführung, außer bei der Bildung der Kollektoranschlüsse, nur der äußere Kranz von Zapfen verwendet, um die der Draht gelegt wird. Dies wird durch das Überspringen von Polen ermöglicht. Außer diesem äußeren Kranz ist lediglich ein innerer Kranz von •κι Zapfen erforderlich, der zur Herstellung der Kollektoranschlüsse dient, so daß die Anzahl der Zapfen in diesem inneren Kranz wesentlich geringer als die Anzahl der Zapfen im äußeren Kranz ist, wodurch die durch die Abstände der Zapfen bedingten Einschränkungen •π entfallen. Zusätzlich wirken die Zapfen des inneren Kranzes, soweit erforderlich, zur Abstützung der zwischen den Zapfen des äußeren Kranzes gespannten Drahtabschnitte, ohne daß hierfür beim Wickeln besondere Maßnahmen getroffen werden müssen. Der V) ganze Wickelvorgang läuft daher nach einem sehr einfachen Programm ab.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 zum Vergleich die Abwicklung einer bekann-T) ten Wellenwicklung und die Abwicklung einer nach der Erfindung hergestellten Wellenwicklung in der konventionellen Darstellungsweise und

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer nach der Erfindung hergestellten scheibenförmigen Wellenwickw) lung aus isoliertem Draht.

Das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel ist eine Wellenwicklung für eine achtpolige elektrische Axialluftspaltmaschine, jedoch ist das Verfahren ganz allgemein auf Wellenwicklungen für Axialluftspaltma-M schinen mit beliebiger Polpaarzahl anwendbar, soweit die Polpaarzahl ρ wenigstens gleich 3 ist.

Das Wicklungsschema A von Fig. 1 zeigt eine Abwicklung einer herkömmlichen Wellenwicklung mit