DE2331543A1

DE2331543A1 - Stator fuer wechselstrom-induktionsmotor mit kurzem stator

Info

Publication number: DE2331543A1
Application number: DE2331543A
Authority: DE
Inventors: Geoffrey Edward Brown; John Frederick Eastham; Christopher Durrant English
Original assignee: Tracked Hovercraft Ltd
Current assignee: Tracked Hovercraft Ltd
Priority date: 1972-06-20
Filing date: 1973-06-20
Publication date: 1974-01-31
Also published as: GB1379676A; US3851231A; JPS4957305A; FR2189920A1; CA970820A; FR2189920B1

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLiCH D -8 MÖNCHEN

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN Ste.nedorfetraHe 10

Dr. r.r. n«t. W. KÖRBER WW-* Dipl.-hg. J. SCHMfDT-EVERS ^

PATENTANWÄLTE

TIiAGKEO HOVERCRAFT LIMITED,
66 - 74-» Victoria Street,
London, S.V. 1 / England

Patentanmeldung Stator für Wechselstrom-Induktionsmotor mit kurzem Stator

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Wechselstrom-Induktionsmotor mit einem kurzen bewickelten "Stator", der mit einem wesentlich längeren nicht bewickelten "Rotor" zusammenarbeitet.

Die bekannteste Art eines Motors mit kurzem Stator ist der lineare Induktionsmotor. Dieser Motor kann auch von der umlaufenden Art sein, bei der der Stator sich nicht um den ganzen Umfang der Maschine erstreckt. Die Erfindung gilt für alle Arten von Maschinen mit kurzem Stator, wird aber nur mit Bezug auf Linearmotoren beschrieben.

Lineare Induktionsmotoren werden häufig für Fahrzeuge verwendet, wobei der Stator gewöhnlich vom Fahrzeug getragen und mit von neben der Fahrzeugschiene verlaufenden Stromschienen abgenommenem Strom oder mit auf dem Fahrzeug erzeugtem Strom gespeist wird. Der Rotor ist eine längliche Platte aus leitendem Material, die neben der Schiene verläuft und am Boden verankert ist, weil sie auf die Zugkraft reagiert.

30988570940

Ein Linearmotor kann auch einen feststehenden "stator" und ' einen beweglichen "Rotor" haben, und in dem iahrzeugsystern kann eine Anzahl bewickelter Statorabschnitte längs der ochiene verteilt sein, wobei ein leitendes "Rot or "-Element auf dem i'ahrzeug angeordnet ist, das nacheinander mit den Statorabschnitten auf seinem Weg längs der schiene zusammenarbeitet. -Uiese Anordnung ist wegen der hohen Kosten für die Vielzahl der bewickelten Statorelemente unwirtschaftlich, aber sie gehört in den Geltungsbereich der Erfindung.

linear-Induktionsmotoren haben mit den rotierenden Induktionsmotoren, bei denen der Stator sich nicht um den ganzen Umfang des Motors erstreckt, den sogenannten "Kurz-Stator "-Effekt gemeinsam, dessen Haupterscheinung ein wesentlicher Unterschied zwischen den in dem auflaufenden Ende des Stators induzierten Spannungen und den in dem ablaufenden Ende des Stators induzierten Spannungen ist, wobei die letzteren die grösseren sind.

Um die gewünschten Strom- und Spannungsbedingungen zu sichern, wird oft gefordert, die beiden Abschnitte einer Wicklung parallel zu schalten, aber bei Maschinen mit Kurz-Stator-Effekt führt dies zu unannehmbaren umlaufenden Ström-en um das Parallel- !

Netzwerk herum, weil einer der Wicklungsabschnitte notwendiger- j weise längs des Stators gegenüber dem anderen Wicklungsab- , schnitt versetzt ist, so dass die induzierten Spannungen in dem einen Zweig des Parallel-Netzwerkes grosser sind als die' in \ dem anderen Zweig induzierten Spannungen.

Auch in einem anderen Fall wird eine Parallelschaltung der beiden Wicklungsabschnitte oft gefordert, nämlich bei dem Pol- j wechselmotor, bei dem für die eine Polzahl die Wicklungsab- ; schnitte in Reihe und für die andere Polzahl parallel geschal- I tet werden, so dass die Richtung des Stromflusses in bestimmten Wicklungsgruppen in der Parallelkonfiguration, verglichen mit der fieihenkonfiguration umgekehrt ist.

Bei der vorliegenden Erfindung können Wicklungsabschnitte oder

-gruppen, die gegenseitig versetzt sind, parallel geschaltet werden, ohne ein Zirkulieren der induzierten Ströme von erheblicher Grosse zu bewirken.

Gemäss der Erfindung wird ein Stator für eine elektrische Wechselstrom-Induktionsmaschine mit kurzem Stator und mehreren längs des Stators gegenseitig versetzten Wicklungsgruppen geschaffen, .bei dem jede Gruppe wenigstens ein Phasenband für jede Phase einer Mehrphasen-Stromquelle hat, von der der Strom den entsprechenden Phasenbändern zugeführt werden soll. Die Wicklungsgruppen können in mehrere parallele Stromkreise geschaltet werden, eine für jede Phase, und jedes Phasenband besteht aus wenigstens einem Satz Spulen; alle Sätze enthalten die gleiche Anzahl Spulen, und die Spulen jedes Satzes sind dicht nebeneinander angeordnet, jedes Phasenband ist in so viele Phasenbandteile unterteilt, wie Spulen in jedem Satz vorhanden sind, wobei jedes eine Spule von jedem Spulensatz des Phasenbandes enthält; der parallel geschaltete Stromkreis für jede Phase hat so viele miteinander parallel geschaltete Zweige, wie Spulen in jedem Satz sind; jeder Zweig enthält einen Phasenbandteil von jeder der Wicklungsgruppen, und jede bpule eines Satzes ist so verbunden, dass sie einen Pol der gleichen Polarität erzeugt.

Bei einem Polwechselmotor, d. h. bei dem durch Schaltmittel die Stromrichtung in bestimmten Spulen der Wicklung umgekehrt wird, um die Polzahl und damit die Drehzahl des Motors zu ändern, kann jede Wicklungsgruppe in mehrere Untergruppen unterteilt werden, wobei die Untergruppen jeder Wicklungsgruppe mit den Untergruppen oder -blöcken der anderen Wicklungsgruppen längs des Stators verschachtelt sind, so dass die Spulen, in denen der Strom umgekehrt werden soll, auf dem Stator verteilt sind.

Sind zwei Parallelzweige und zwei Wicklungsgruppen vorhanden, j besteht ein Schaltverfahren zum iindern der Polzahl darin, die j Stromzuführungsanschlüsse für jede Phase auf den Zwischen- j punkt in jedem der Parallelzweige umzuschalten, der die Ver- '

30988 5/OiUO

bindung zwischen den Phasenbandteilen der beiden Wicklungsgruppen in dem Zweig herstellt. Hierdurch wird die Sichtung des Stromflusses in den Phasenbandteilen einer der Wicklungsgruppen umgekehrt.

Wenn bei diesem Schaltungsverfahren zirkulierende Ströme vermieden werden sollen, muss für den einen Zweig des Parallelnetzwerkes der Phasenbandteil einer Wicklungsgruppe und der der anderen Wicklungsgruppe in einer Reihenfolge verbunden werden, während der andere Zweig die Phasenbandteile der beiden Wicklungsgruppen in einer umgekehrten Reihenfolge bezüglich des Stromdurchflusses zu einem gegebenen Zeitpunkt enthält.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungεformen. Es zeigt:

Fig. 1 ein Schaltungsschema nach der Erfindung in ihrer einfachsten Form;

! Fig. 2 einen schematischen Querschnitt einer Wicklungsanordnung ! nach der Erfindung;

Fig. '3 einen Schnitt durch eine Nut, der zeigt, wie erste und zweite Spulen in einer Zweilagenwicklung in einer einzigen Nut untergebracht werden können;

j Fig. 4 einen schemetisehen Querschnitt einer Wicklung, in der erste und zweite Spulen in nebeneinanderliegenden Nuten untergebracht sind;

j Fig. 5 ein Schaltungsschema einer anderen Ausführungsform der j Erfindung;

; Fig. 6 ein Schaltungsschema nach der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform, aber mit veränderten Netzanschlusspunkten,

! so dass die Stromflussrichtung im Vergleich zu der in j Fig· 5 gezeigten Anordnung in bestimmten Spulen umgekehrt

ι ist;

.Fig. 7 ein der Fig. 4 ähnliches Schaltungsschema, bei dem die

; Spulen, in denen der Stromfluss - wie zuvor gesagt -

umgekehrt ist, aber angeschlossen sind, so dass die

309885/09A0

. Richtung des Stromflusses die gleiche ist wie in Fig.. 5 ;

Fig. 8 ein der Fig. 5 entsprechendes Schaltungsschema, bei dem aber jede Wicklungsgruppe der Fig. 5 in Untergruppen

! oder Blöcke geteilt ist;

; Fig. 9 ein der Fig. 6·entsprechendes Schaltungsschema, bei dem aber jede Wicklungsgruppe der Fig. 6 in Untergruppen

'■ oder Blöcke geteilt ist;

Fig.10 und 11 vereinfachte Schaltungsschemata der in den Fig. und 7 gezeigten Schaltungen, die jeweils die Wirkung des Wechsels der Zuführungsanschlusspunkte veranschaulichen; Fig.12 ein Schaltungεschema einer Anordnung nach den Fig. 3

ι und 4, das Schaltmittel zur Wahl zwischen der Anordnung j nach Fig. 3 und der Anordnung nach Fig. 4 veranschaulicht j Fig.13 ein Schaltungsschema einer anderen Anordnung nach den

Fig. 3 und 4, das Anordnungen zur Wahl zwischen der Anordnung nach Fig. 3 und der Anordnung nach Fig. 4 veranschaulicht und gleichzeitig eine Dreieckskonfiguration für die erste und eine Sternanordnung für die letztere auswählt, und
Fig.14 ein ähnliches Schaltungsschema einer die Erfindung nicht anwendenden Anordnung, um zu zeigen, wie die Anzahl der Schaltkontakte dank der Erfindung verringert werden kann.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Statorkern, dargestellt durch das gestrichelt gezeichnete Rechteck 1. Auf dem Kern sind Spülen CR1A, R1B usw.) gewickelt, die auf jeder Seite einer gestrichelten Linie 2 in zwei Gruppen unterteilt sind.

Das Ende des Statorsatzes auf der linken Seite der Linie 2 kann als das auflaufende Ende und das Ende auf der rechten Seite der Linie 2 als das ablaufende Ende betrachtet werden.

Wenn die Spulen RiA, BiA, HA mit den Spulen R2A, B2A, Y2A parallel verbunden würden und die übrigen Spulen (in der unteren Reihe) weggelassen sind, wurden die in den Spulen rechts der Linie 2 induzierten Spannungen wesentlich höher sein als

3 0 9WS I 0 94Ö

die in den Spulen links der Linie 2 induzierten Spannungen und es würden rund um das parallele Netzwerk unannehmbare zirkulierende Ströme fIiessen.

Wenn Jedoch jede Spule eine zweite Spule hat, die in derselben oder einer benachbarten Nut liegt und ein verschachteltes

; Spulenpaar bildet, dann kann ein paralleler Stromkreis aufgebaut werden, in dem ein Teil jeder Spule in einem der Zweige j des parallelen Stromkreises und der andere Teil in dem anderen Zweig enthalten ist. Dies liefert die gleiche Gesamtspannung ! und Stromcharakteristiken wie eine einfache parallele Anordnung j mit allen auflaufenden Endspulen in dem einen Zweig und allen ablaufenden Endspulen in dem anderen Zweig, ausgenommen, dass die induzierten Spannungen in den beiden Zweigen gleich sind, da jede Spule in dem einen Zweig einer Spule in dem anderen Zweig entspricht, die an der gleichen oder gast gleichen Stelle entlang der Statorkernlänge liegt, wenn die Spulen eines Paares in benachbarten Nuten untergebracht sind.

In Fig. 1 ist die eine Spule eines Paares mit "A" und der andere Teil des Paares mit "B" bezeichnet; R1A ist z. B. die Α-Spule des roten Phasenwicklungspaares der Wicklungsgruppe 1 ! und R1B die B-Spule desselben Paares, ebenso ist R2A die A-Spule des roten Phasenwicklungspaares der Wicklungsgruppe 2.

Sind die A- und B-Spulen des Spulenpaares in derselben Nut untergebracht, ist es unwesentlich, welche Spule als die A-Spule und welche als die B-Spule betrachtet wird, da sie im ' Grunde identisch sind. Wenn die A- und B-Spulen in benachbarten " Nuten untergebracht sind, sind die beiden Spulen durch einen Nutenschritt längs der Statorlänge voneinander getrennt. Dadurch j sind die in den beiden Teilen des Paares induzierten Spannungen nicht ganz gleich, und dies führt zu einer leichten Ungleich- \ heit der induzierten Spannungen in den zwei Zweigen des parallelen Stromkreises. Die Differenz wird im allgemeinen klein j genug und ohne Folgen sein.

309885/0940

Bei vielen Spulen in einem Phasenband kann diese Ungleichheit \ durch Verwenden der auflaufenden und der ablaufenden Spule j

des Paares abwechselnd als Α-Spule bzw. B-Spule und als B-Spule ^; .bzq. Α-Spule in aufeinanderfolgenden Spulenpaaren eines Pha- \ senbandes gemildert werden. I

Fig. 2 zeigt, wie die wirklichen Spulen einer vierpoligen Wick- , lung miteinander verbunden sind, wobei die zwei Spulen eines
Paares in derselben Nut untergebracht sind. :

Dies ist ein grundsätzliches Wicklungsmuster. Die für lineare
Fahrzeugmotoren benötigten Wicklungen erfordern eine grosse i

Anzahl von Nuten. Eine typische Wicklung für diese Anwendung ^v j

würde acht Spulen je Phasenband haben und 96 Nuten sowie zu- j sätzliche Nuten zur Unterbringung der rücklaufenden Spulen- j seiten des letzten Phasenbandes erfordern. In einer kurzen
Statormaschine mit einer Zweilagenwicklung müssen stest "überhängende" Nuten an jedem Ende des Stators, der eine Spulen- ^! seite enthält, vorhanden sein, wobei die Anzahl der "überhängenden" Nuten eine Funktion des Nutenschritts ist.

Bei einer Doppel-Spulenanordnung gemäss Fig. 2, bei der der
Nutenschritt gleich der Polteilung ist, liegen vier Spulenseiten in jeder Nut des mittleren Teils des Stators und zwei
Spulenseiten in den "überhängenden" Nuten an den Enden, d. h.
drei an jedem Ende. Demnach sind insgesamt 15 Nuten erforderlich (von denen dreizahn gezeigt sind).

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Nut 3 in dem Mittelabschnitt eines Motorkernes, bei dem sowohl die A als auch
die B-Spule in derselben Nut untergebracht sind und die obere
Lage der Spulenseiten 4A und 4B des einen Spulenpaares in derselben Nut wie die untere Lage der Spulenseiten ^k und 5B eines j

anderen Spulenpaares untergebracht werden müssen. i

Die A- und B-Spulenseiten in beiden Lagen sind unter Zwischen- ' fügung einer Isolation 6, 6' nebeneinander angeordnet.

30988 5/094 Π

Dei beiden Lagen sind durch eine Isolation 7,7' voneinander getrennt.Ein Keil 8 hält die Spulen in der Nut J.

Fig. 4- zeigt die Anordnung der Spulenpaare, "bei der die A- und B-Spulen des Paares in benachbarten Nuten untergebracht sind. Dies ist ein gerades Wicklungsschema mit zwei Nuten Je Phasenband und vier Polen. Die Nr. 1-Gruppen- und Nr. 2-Gruppen-Vicklungen sind jeweils in zwei Untergruppen oder Blöcke unterteilt, die gemäss J¹Ig. 1 zusammengeschaltet sein könnten. Die Anordnung der !"ig. 1 ergibt keine parallele Anordnung mit gleichen induzierten Spannungen in den beiden Zweigen, wenn das Stromnetz mit den Anschlusspunkten von R1A und R2A und R1B und R2B (und natürlich mit den blauen und roten Phasenbändern) verbunden ist, weil dann der eine Zweig ganz aus den Spulen der Gruppe 1 und der andere Zweig ganz aus den Spulen der Gruppe 2 besteht.

Fig. 5 und 6 zeigen eine Aus führung s form der Erfindung für einen Polwechselmotor, bei dem zwei Polzahlen durch Verbinden der Phasenzuleitungen vom Stromnetz mit wahlweisen Punkten an dem Netzwerk erhalten werden, wobei die eine Hälfte der Spulen parallel mit der anderen Hälfte bei jeder Konfiguration verbunden wird.

Es sind nur die Verbindungen der "Roten" Phase gezeigt. Die Verbindungen zu jeder anderen Phase sind ähnlich. Es gibt zwei Wicklungsgruppen, Gruppe 1 auf der linken und Gruppe 2 auf der rechten Seite, wie bei Fig. 1.

Die Wicklungen sind in Fig. 5 und 6 (und ebenso in den Fig. 7, 8 und 9) in den Lagen zueinander gezeigt, die sie auf dem Statorkern 1 einnehmen.

In Fig. 5 sind die Netzverbindungen der Rotphase an die Punkte R(i) und R(ii) angeschlossen und der eine Zweig des ! Parallelnetzwerkes hat die Rot-Phasenbänder R1A und R2A der .in Reihe liegenden Wicklungsgruppe 1 und Wicklungsgruppe 2 und zwar von R(i) bis R(ii), während der andere Zweig die in Reihe

309885/0940

; liegenden Rot-PhasenbändeT R2B und R1A hat, d. h. sozusagen in \ der umgekehrten Reihenfolge, beginnend von R(i) bis R(ii). Die J wahlweisen Verbindungspunkte R(iii) und R(iv) sind jeweils j bei den Anschlussteilen zwischen den Phasenbändern R1B und R2B und die Anschlussteilen zwischen den Phasenbändern R1A ! und R2A gezeigt.

\ Fig. 6 zeigt die Anordnung der Fig. 5 mit den an den Punkten R(iii) und R(iv) hergestellten Verbindungen der Rot-Netzphase Jetzt hat der eine paralelle Zweig die in Reihe geschalteten '■ Phasenbänder R1B und R2A (umgekehrt), während der andere parallele Zweig die in Reihe geschalteten Phasenbänder R2B (umgekehrt) und R1B hat. Da die. A- und B PhaBenbänder R2A und R2B beide umgekehrt sind, mit einem von ihnen in jedem Zweig, stösst die Umkehrung der Richtung des Stromflusses in diesen zwei Phasenbändern das Gleichgewicht zwischen den inden beiden parallelen Zweigen induzierten Spannungen nicht um.

Fig. 7 zeigt die Wirkung des Anderns der Anordnung der Fig. durch Verbinden der Phasenbänder R2A und R2B der Gruppe 2, so dass sie nicht umgekehrt sind wie in Fig. 6. Die Rot-Netzphasenverbindungen liegen an den Punkten R(iii) und R(iv).

Ein Vergleich der Fig. 7 mit Fig. 5 zeigt, dass der einzige Unterschied in der Transposition zwischen den zwei Zweigen des Netzwerkes der Phasenbänder R1A und R1B der Wicklungsgruppe liegt. Dies arklärt die Tatsache, dass, wenn beide Spulen eines Paares in derselben Nut untergebracht sind, das Bezeichnen der einen als Spule A und der anderen als Spule B rein willkürlich ist. Bei Unterbringung der Spulen eines Paares in benachbarten Nuten gibt es einen kleinen Unterschied zwischen den in ihnen induzierten Spannungen und daher eine leichte Ö>er annehmbare) Ungleichheit zwischen den zwei Zweigen des parallelen Netzwerkes; welcher Zweig die höhere und welcher die niedrigere induzierte Spannung hat, ist unbeachtlich.

Die Maschine der Fig. 4 kann,_swenn die Anordnung der Fig. 5 oder 7 gebraucht wird, durch Ändern der Netzanschlusspunkte

309885/094(3

für Jede Phase gemäss Fig. 6 oder 8 auf Achtpolbetrieb geschaltet werden.

Das Umkehren der Spulen der Gruppe 2 ergibt in jedem Block einen Pol von einer Polarität, d. h. vier gleiche Pole, und dies ergibt folgende Pole zwischen ihnen, die von entgegengesetzter Polarität sind.

Durch Transponieren der A- und B-Spulen in einem der Blöcke einer Wicklungsgruppe in einer Anordnung gleich der in Pig. gezeigten, oder durch ähnliches Transponieren der A- und B-Spulen in einer Anordnung mit mehr als zwei Blöcken je Wicklungsgruppe kann die leichte Ungleichheit der in den zwei Zweigen des parallelen Netzwerkes induzierten Spannungen entsprechend dem Abstand längs der Statorlänge zwischen benachbarten Nuten gemildert, aber nicht ganz beseitigt werden, weil die absolute Differenz zwischen der in A- und B-Spulen j in benachbarten Nuten induzierten Spannung sich entlang der j Statorlänge ändert. Trotzdem gibt es Fälle mit Mehrblock-Wicklungsgruppen, in denen, abhängig von der Kurvenform der über die Statorlänge induzierten Spannung, eine völlige Beseitigung der Ungleichheiten der induzierten Spannung zwischen in benac-hbarten Nuten untergebrachten A- und B-Spulen über einen w&sentlichen Teil des geforderten Drehzahlbereichs zu erreichen ist, und zwar durch Transponieren der A- und B-Spulen ausgewählter Blöcke jeder Wicklungsgruppe.

Wenn mehr Pole und eine grössere Anzahl von Wicklungsgruppen benötigt werden, ist es üblich, am Entwurf einer Nr.1- und 2-Wicklungsgruppe festzuhalten, aber jede Gruppe so zu betrachten, als sei sie in mehrere Untergruppen oder Blöcke unter-!

teilt, wobei die Untergruppen oder Blöcke einer Gruppe mit *

denen einer anderen Gruppe verschachtelt sind.

Dies ist in Fig. 8 und 9 dargestellt, wo jede Gruppe vier in Reihe miteinander verbundene Blöcke hat.'In diesen Figuren ι

sind wieder nur die Rot-Phasenverbindungen mit den A-Spulen ;

309885/09A0

auf der linken und den B-Spulen auf der rechten Seite gezeigt. Fig. 8 stimmt mit der Fig. 5 und Fig. 9 mit der Fig. 6 überein. Die unterschliedlichen Blöcke der Wicklungsgruppen sind durch eingeklammerte Zahlen bezeichnet, die den benutzten Identifizierungssymbolen (wie in den Fig. 5 bis 7) für die verschiedenen Phasenbändern folgen, z.B. R1A(1) - R1A(2) - R1A(4) usw.

Hinsichtlich der Verbindungen und des Wechselns der Netzanschlüsse zwischen R(i)/R(ii) und R(iü)/R(iv) sind die Fig. 8 und 9 aus sich heraus verständlich. Fig. 10 und 11 zeigen schematisch die Wirkungen des Wechselns der Netzanschlusspunkte j und zwar ohne Rücksicht auf die Lagen der Phasenbänder auf den | Statorkern. Die Pfeile zeigen die relativen Richtungen des Stromflusses zu einem bestimmten Zeitpunkt an. So ist in Fig. der Stromfluss in den Wicklungen der Gruppe 2 der gleiche wie der in den Wicklungen der G-ruppe 1, in Fig. 9 hat er die entgegengesetzte Richtung.

Fig. 12 zeigt ein Schal.tungsschema für eine parallel/parallele Dreiphasen-Polwechsel anordnung. Dies ist eine Stern-Kon figuration für beide Polzahlen. Ein Schliessen der S1-Schaltkontakte ergibt die eine Polzahl, ein Schliessen der S2-Schaltkontakte die andere Polzahl.

Ein- weiterer Vorteil der Erfindung bei einem Polwechselmotor mit kurzem Stator ist der, dass das notwendige Schalten mit weniger Schaltkontakten zu erreichen ist. Dies wird noch an Hand der Fig. 13 und 14 erläutert werden.

Setzt man voraus, dass eine Parallelverbindung der Wicklungen in einem Motor mit kurzem Stator unannehmbar ist, wenn die Erfindung nicht angewendet wird, ist eine Strom/Dreieck-Polwechselschaltanordnung für den Vergleich gewählt worden.

Fig. 13 zeigt eine Strom/Dreieck-Konfiguration gemäss der Erfindung mit Spulen der Gruppen 1 und 2 in Parallelschaltung entsprechend den Fig. 3 und 4 für die Stern- wie auch für die

3"09885/09AO

Dreieckkonfiguration.

Die Anordnung der Fig. 3 erhält man durch Schliessen der sechs Kontakte des Schalters 1S, wobei dann die Wicklungen die Dreieckkonfiguration einnehmen.

Die Anordnung der Fig. 4 derhält man durch öffnen der Kontakte des IS-Schalters und durch Schliessen der fünf Kontakte des Schalters 2S.

Wenn alle sechs Kontakte des Schalters 1S geöffnet sind, ist der Motor vom Netz getrennt, was fast immer eine wesentliche Forderung ist.

Die Gesamtanzahl der erforderlichen Kontakte beträgt elf.

Fig. 14 zeigt die am nahesten liegende gleichwertige Schaltung für einen Polwechselmotor, bei dem die Erfindung nicht angewendet ist. Wenn die fünf Kontakte des Schalters 2S geschlossen sind, erhält man die Sternkonfiguration mit in Reihe liegenden Gruppen für Jede Phase.

Mit sechs geschlossenen Kontakten des Schalters 2S erhält man die Dreieckkonfiguration, wiederum mit den in Reihe liegenden Spulengruppen für jede Phase.

Die elf Kontakte der Schalter 1S und 2S sind wichtig für die j zwischen, der Stern- und der Dreieckkonfiguration entstehenden Polwechseltransformation, aber sie können den Motor nicht vom Netz trennen. Die drei zusätzlichen Kontakte des Schalters 1 sind deshalb erforderlich; das ergibt eine Gesamtzahl von 14 Schaltkontakten verglichen mit den für die Anordnung der Fig. erforderlichen elf Kontakten.

j Dank der Erfindung werden mithin drei Kontakte eingespart, das ist eine Ersparnis von 21,4 %.

309885/0940

Die Stern/Dreickanordnung der Fig. 14 ist nicht völlig ausge- \ glichen, soweit es die in der Dreieckkonfiguration induzierten

Spannungen betrifft. Die Alternative eines besonderen Umschal- j

ters für die fi2, B2 und Y2-Spulengruppen in einer Reihen-Stern- ',

konfiguration für beide Polzahlen erfordert mindestens zwölf I

Schaltkontakte, die den Motor vom Netz mit allen offenen j

Schaltkontakten ebenfalls trennen können. Diese Anordnung ist j mit derjenigen der fig. 10 vergleichbar, wo die Polumschaltung

und die Trennung vom Netz mit insgesamt zehn Schaltkontakten i

zu erreichen ist, das ist eine Ersparnis von 16,6 %. j

Bei Anwendung der Erfindung bei einem Querfluss-Linear-Induk- : tionsmotor können die zwei Spulen jedes Paares auf die Aussenschenkel des Kernes gewickelt werden.

Patentansprüche;

9885/09AO

Claims

Patentansprüche

Stator für einen Wechselstrom-Induktionsmotor mit kurzem Stator und mehreren längs des Stators gegeneinander versetzten Wicklungsgruppen, wobei jede Gruppe aus wenigstens einem Phasenband für jede Phase einer Mehrphasen-Stromquelle besteht, von der Strom an die jeweiligen Phasenbänder zugeführt wird und bei dem die Wicklungsgruppen zum Anschluss an mehrere Parallelstromkreise, je einer für jede Phase, eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Phasenband von wenigstens einem Satz Spulen gebildet ist und alle Sätze die gleiche Anzahl Spulen enthalten, und die Spulen jedes dieser Sätze dicht nebeneinander angeordnet sind, dass jedes Phasenband in so viele Phasenbandteile unterteilt ist, wie es Spulen in jedem Satz gibt, wobei jeder Phasenbandteil eine Spule aus jedem Spulensatz des Phasenbandes enthält, dass die Parallelstromkreise für jede Phase so viele parallel miteinander zu schaltende Zweige aufweist, wie es Spulen in jedem Satz gibt, und jeder Zweig einen Phasenbandteil aus jeder V/i cklungs gruppe enthält, und jede Spule eines Satzes so angeschlossen ist, | dass sie einen Pol der gleichen Polarität erzeugt.
2. Stator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder j Spulensatz aus zwei Spulen besteht. j
3. Stator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zweig jedes Parallelstromkreises zwischen den Phasenbandteilen der beiden Wicklungsgruppen einen Zwischenanschlusspunkt hat, wodurch die Richtung des Stromflusses in dem

Phasenband in Teilen einer der Wicklungsgruppen umkehrbar ist.
4-. Stator nach Anspruch 3» gekennzeichnet durch Schaltmittel, die in einem ersten Zustand die Enden der beiden Zweige jedes Parallelstromkreises zwischen aufeinanderfolgenden Phasen der Mehrphasenzuleitung und in einem zweiten Zustand

309885/0940

die Zwischenpunkte jedes Parallelstromkreises zwischen
einer jeweiligen Phase der Zuleitung und einem gemeinsamen : neutralen Punkt verbinden. \
5. stator nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet,·
dass jede der Wicklungsgruppen in mehrere Untergruppen j geteilt ist und die Untergruppen jeder Wicklungsgruppe mit ^! den Untergruppen der anderen Wicklungsgruppen längs des
Stators verschachtelt sind. :
6. Stator nach Anspruch 5» gekennzeichnet durch Schaltmittel,
die in einem ersten Zustand jeden Parallelstromkreis mit ;

der Quelle derart verbinden, dass der augenblickliche Strom j in den entsprechenden Spulen der beiden Gruppen in der- j selben Richtung fliesst und in einem zweiten Zustand jeden ! Parallelstromkreis mit der Stromquelle derart verbinden, j dass der augenblickliche Strom in den Spulen in einer
Wicklungsgruppe in der entgegengesetzten Richtung wie der
Strom in den entsprechenden Spulen in den anderen Wicklungsgruppen fliesst, wodurch die Polzahl des Motors veränderbar ist.
7. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator einen Kern mit Nuten für die

'Wicklungen aufweist und die Spulen jedes Spulensatzes in
derselben Nut untergebracht sind.
8. Stator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stator einen Kern mit Nuten für die
Wicklungen aufweist und die Spulen jedes Spulensatzes in
benachbarten Nuten untergebracht sind.

Der Patentanwalt

W9 8 857094

J*

Leerseite