DE416662C - Multi-phase winding with several individual coils in separate slots in each phase - Google Patents

Description

mehrphasenwicklung mit mehreren in getrennten Nuten liegenden Einzelspulen in jeder Phase. Es ist bekannt, die Schaltung der Wicklungszweige einer Dreiphasenmaschine oder eines Dreiphasentransforrnators mit der Belastung zu ändern, so daß die Maschine oder der T ransformator bei kleiner Belastung geringer magnetisiert ist und mit besserem Wirkungsgrad und Leistungsfaktor arbeitet, als es bei der normalen Magnetisierung möglich wäre. brenn bei normaler Belastung die drei Wicklungstränge in Dreieck geschaltet sind, so wird man etwa bei Halblast die Wicklungstränge gemischt schalten und bei sehr kleiner Last oder Leerlauf in Stern.polyphase winding with several individual coils in separate slots in every phase. It is known the connection of the winding branches of a three-phase machine or a three-phase transformer to change with the load, so that the machine or the transformer is less magnetized when the load is low and with better efficiency and power factor than it does with normal magnetization it is possible. the three winding phases are connected in delta under normal load are, then you will switch the winding phases mixed at about half load and at very small load or no load in star.

`''endet man diese Schaltung bei Maschinen an, so müssen die einzelnen Zweige jedes Wizklungstranges, die in Stern und in Dreieck geschaltet sind, so angeordnet werden, daß das Drehfeld des Motors in allen Schaltungen möglichst gleichmäßig ist. Um diese Bedingung zu erreichen, ordnet man die umschaltbaren "I eile jedes Wicklungstranges in denselben Nuten an, so daß man bei n Wicklungsteilen jedes Stranges n Schichten in jeder Nut erhält. Gewöhnlich wird nur eine Stufe in der gemischten Schaltung verlangt, die beispielsweise bei Halblast die günstigste magnetische Beanspruchung der :Maschine ergibt. Die beiden Teile des Wicklungstranges, von denen bei der Halblastschaltung der eine in Dreieck, der andere in Stern geschaltet ist, müssen dann in zwei Schichten der Nuten angeordnet werden. Eine solche Wicklung ist aber schlecht ausgenutzt. Die beiden Wicklungsteile müssen in jeder Nut gegeneinander abisoliert werden, wodurch der Nutenraum schlecht ausgenutzt wird. Außerdem sind die Ströme in beiden Wicklungsteilen bei der gemischten Schaltung nicht gleichphasig, wodurch der @Vicklungsfaktor verkleinert wird.If you end this circuit with machines, then the individual Branches of each Wizklungstranges, which are connected in star and triangle, so arranged ensure that the rotating field of the motor is as uniform as possible in all circuits. In order to achieve this condition, the switchable parts of each winding phase are arranged in the same slots, so that with n winding parts of each strand n layers gets in every groove. Usually only one stage is used in the mixed circuit requires the most favorable magnetic stress at half load, for example the: machine yields. The two parts of the winding phase, of which the half-load circuit one in a triangle and the other in a star must then be in two shifts of the grooves are arranged. However, such a winding is poorly utilized. The two winding parts must be stripped from each other in each slot, which means the groove space is poorly used. In addition, the currents are in both parts of the winding not in phase with the mixed circuit, which reduces the winding factor will.

Um eine bessere Ausnutzung der Wicklung zu erhalten, wird in jeder Nut nur eine Spule angeordnet; die einzelnen Spulengruppen werden nach der Erfindung in einzelne Spulen aufgelöst und diese Einzelspulen so geschaltet, da!.) die Spulen jedes Wirrklungsteils möglichst gleichmä ßig am Ankerumfang verteilt sind. Die Wicklung kann dann in der gemischten Schaltung ebensogut, unter Umständen sogar noch besser ausgenutzt werden als in der Sternschaltung. An einigen Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden.In order to get better utilization of the winding, every Only one coil arranged in the groove; the individual coil groups are according to the invention dissolved into individual coils and these individual coils switched so that !.) the coils of each tangled part are distributed as evenly as possible on the circumference of the anchor. The winding can then just as well in the mixed circuit, possibly even better are used than in the star connection. In some exemplary embodiments, the invention will be explained in more detail.

In Abb. i sind die den drei Phasen angehörigen Spulen einer zweinutigen vierpoligen Dreiphasenwicklung mit Spulen gleicher Weite durch voll ausgezogene, gestrichelte und punktierte Linien unterschieden. Der Wicklungstrang jeder Phase besteht aus zwei Spulengruppen mit je zwei Einzelspulen. Während bei der bisher üblichen Schaltung die zu jeder Spulengruppe gehörigen Einzelspulen unmittelbar in Reihe geschaltet wurden, sind nach der Erfindung die Verbindungen zwischen den Einzelspulen jeder Gruppe gelöst und die Einzelspulen verschiedener Gruppen desselben Wicklungstranges zu je einem Wicklungsteil vereinigt. In Abb. i ist z. B. in dem Wicklungstrang, der durch voll ausgezeichnete Linien gekennzeichnet ist, die Einzelspule ai der Gruppe a1, a2 mit der Einzelspule bi der Gruppe bi, b2 in Reihe geschaltet; sie bilden den einen "Teil des Wicklungstranges. Die Spule b2 ist mit der Spule a2 in Reihe geschaltet; sie bilden den zweiten Teil des Wicklungstranges. Die übrigen -Stränge sind entsprechend geschaltet. Diese Stränge werden bei Vollast beispielsweise in Dreieck verbunden. Abb. i gibt die Verbindungen der Stränge für die gemischte Schaltung an, die in Abb. 2 dargestellt ist und bei Halblast verwendet werden kann. Die Phasen der Ströme in den einzelnen Wicklungsteilen werden durch das Vektordiagramm in Abb. 3 dargestellt. Die Ströme in beiden Wicklungsteilen sind in der Phase um denselben Winkel verschoben, um den die Wicklungsteile bei zweipoligen Maschinen örtlich auseinanderliegen, so daß die Drehfelder, die beide Wicklungsteile erregen, phasengleich sind. Die Wicklung verhält sich wie eine z2-Phasenwicklung.In Fig. I, the coils belonging to the three phases are two-digit four-pole three-phase winding with coils of the same width through fully extended, dashed and dotted lines are distinguished. The winding strand of each phase consists of two coil groups with two individual coils each. While at the so far usual circuit the individual coils belonging to each coil group directly were connected in series, according to the invention, the connections between the Individual coils of each group solved and the individual coils of different groups of the same Winding strand combined into one winding part each. In fig. B. in that Winding strand, which is characterized by fully drawn lines, the single coil ai of the group a1, a2 connected in series with the single coil bi of the group bi, b2; they form part of the winding strand. The coil b2 is with the coil a2 connected in series; they form the second part of the winding strand. The remaining - Lines are switched accordingly. These strands are at full load for example connected in triangle. Fig. I gives the connections of the strands for the mixed Circuit that is shown in Fig. 2 and can be used at half load. The phases of the currents in the individual winding parts are shown by the vector diagram shown in Fig. 3. The currents in both parts of the winding are in phase with shifted the same angle by which the winding parts in two-pole machines are spatially apart, so that the rotating fields that excite both winding parts, in phase are. The winding behaves like a z2 phase winding.

Das Schaltprinzip läßt sich auch bei Wicklungen mit Spulen verschiedener Form anwenden, doch müssen dabei kleine Unregelmäßigkeiten der Drehfelder in Kauf genommen werden. In den Abb. 4 und 5 sind die Schaltplärre für eine Zwei- und eine Dreietagenwicklung dargestellt.The switching principle can also be used for windings with different coils Use form, but have to accept small irregularities in the rotating fields be taken. In Figs. 4 and 5 are the circuit diagrams for a two and one Three-day winding shown.

Bei Wicklungen mit mehr als zwei Einzelspulen in jeder Spulengruppe können die q-Einzelspulen jeder Spule in zwei Untergruppen geteilt werden, von denen die eine q,-, die andere q2 Einzelspulen erhält (ql+q2=q). Die Spulen jeder Untergruppe können dann unmittelbar in Reihe geschaltet werden. Die Untergruppen werden dann ebenso geschaltet wie die Einzelspulen in den beschriebenen Beispielen.For windings with more than two individual coils in each coil group the q individual coils of each coil can be divided into two subgroups, of which the one q, -, the other q2 contains individual coils (ql + q2 = q). The coils of each subgroup can then be connected directly in series. The subgroups are then switched in the same way as the individual coils in the examples described.

Sollen bei ungerader Nutenzahl q für Pol und. Strang die beiden Teile der Wicklungstränge gleiche Windungszahl erhalten, so kann die mittlere der q nebeneinanderliegenden Einzelspulen in der Mitte aufgeschnitten werden: die beiden aus je -Einzelspulen bestehenden Spulenteile der Spulengruppen sind dann wie die Einzelspulen in den Ausführungsbeispielen zu verbinden.If with an odd number of slots q for pole and. Strand if the two parts of the winding strands have the same number of turns, the middle of the q adjacent individual coils can be cut open in the middle: the two from each -Individual coils existing coil parts of the coil groups are then to be connected like the individual coils in the exemplary embodiments.

Ohne Aufschneiden von Einzelspulen kann man Wicklungszweige mit gleichen Windungszahlen auch dadurch erhalten, daß man die Spulengruppen in Untergruppen von - und -Einzelspülen unterteilt und abweichend die Untergruppen von - und -Einzelspulen zu einem W icklungstrang vereinigt. Bei Strang n Untergruppen von q1, q2 ... -q"-Einzelspulen gerader Zahl der Hauptgruppen erhalten dann beide Wicklungsteile genau, bei ungerader Zahl der Hauptgruppen annähernd gleiche Windungszahl.Without cutting open individual coils, you can also obtain winding branches with the same number of turns by dividing the coil groups into subgroups of - and -Individual rinsing divided and deviating the subgroups of - and -Individual coils combined into one winding strand. In the case of strand n subgroups of q1, q2 ... -q "single coils with an even number of main groups, both winding parts then have exactly the same number of turns, with an odd number of main groups.

Die zu einer Untergruppe vereinigten Spulen müssen nicht immer in unmittelbar benachbarten Nuten liegen, besonders bei Wicklungen mit Spulen verschiedener `'reite kann es für die Form des Drehfeldes zweckmäßig sein, die den beiden Untergruppen einer Hauptgruppe angehörigen Spulen zu staffeln.The coils combined into a subgroup do not always have to be in are immediately adjacent slots, especially in the case of windings with different coils It can be useful for the form of the rotating field that corresponds to the two subgroups to stagger coils belonging to a main group.

Um mehr als eine Schaltstufe in gemischter Schaltung zu erhalten, sind die -Spulengruppen der Wicklung in mehr als zwei Untergruppen zu teilen und die entsprechenden Untergruppen der Hauptgruppen zu je einem Wicklungsteil wie die Einzelspulen in Abb. i zu verbinden. Wir erhalten dann bei q-Einzelspulen in jeder Hauptgruppe und rt. Wicklungsteilen in jedem (q1 - . . . d" = q) ; die Zahl q2 der die in gemischter Schaltung herstellbar ist, ist dann n -- i.In order to have more than one switching stage in a mixed circuit, the coil groups of the winding are to be divided into more than two subgroups and the corresponding subgroups of the main groups are to be connected to one winding part each like the individual coils in Fig. I. We then get q individual coils in each main group and rt. Winding parts in each (q1 -... D "= q); the number q2 that can be produced in a mixed circuit is then n - i.

Die Erfindung ist sinngemäß auf Mehrphasenwicklungen anzuwenden, bei denen statt der Dreieckschaltung die Vieleckschaltung hergestellt wird.The invention is to be applied mutatis mutandis to multi-phase windings which instead of the delta connection the polygon connection is made.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE: i. PATENT CLAIMS: i. Mehrphasenwicklung mit mehreren, in getrennten liegenden Einzelspulen dadurch gekennzeichnet, daß in für den Betrieb der Maschinen in gemischter Schaltung Einzelspulen verschiedener Gruppen derselben Phase in Hintereinanderschaltung zu Wicklungsteilen vereinigt sind, welche mit denen der anderen Phasen zum Teil in Vieleck zum Teil in Stern zusammengeschaltet werden. a. Multi-phase winding with several, in separate lying individual coils characterized in that in for the operation of the machines in mixed connection individual coils of different groups of the same phase connected in series are combined into winding parts, which are partly with those of the other phases are interconnected in polygon partly in star. a. Wicklung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß jede der q-Einzelspulen enthaltenden Spulengruppen in zwei Untergruppen mit qi geteilt ist und die q,-Spulen enthaltenden Untergruppen zu den im Vieleck (Dreieck), die q2 Spulen enthaltendenUntergruppen zu den in Stern geschalteten werden. nach Anspruch 2 mit und. gerader Spulenzahl für Pol und Strang, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spulengruppe durch Unterteilung der mittleren in zwei Untergruppen mit gleichen indungszahlen zerlegt ist. .f. Winding according to claim i, characterized in that each of the coil groups containing q individual coils is divided into two subgroups with qi and the subgroups containing q, coils to the subgroups in the polygon (triangle) containing the q2 coils to those in asterisk be switched. according to claim 2 with and. even number of coils for pole and strand, characterized in that each coil group by dividing the middle into is divided into two subgroups with the same indung numbers. .f. Wicklung nach Anspruch 2 mit ungerader Spulenzahl für Pol und Strang, dadurch gekennzeichnet, daß jede Spulengruppe in zwei Untergruppen unterteilt ist, von denen die eine -, die Einzelspulen enthält und jeder der beiden in Stern oder Vieleck geschalteten Wicklungsteile abwechselnd Untergruppen von -und -Einzelspulen in jeder Hauptgruppe enthält, um in beidenTeilen derWicklung möglichst gleiche V'indungszahlen zu erhalten. Winding according to claim 2 with an odd number of coils for pole and strand, characterized in that each coil group is divided into two subgroups, one of which -, the Contains individual coils and each of the two winding parts connected in a star or polygon alternating subgroups of -and Contains individual coils in each main group in order to obtain the same number of turns as possible in both parts of the winding. 5. Wicklung nach Anspruch i, dadurch dal3 der q-Einzelspulen enthaltenden Gruppen in mehr als zwei Unterq" unterteilt ist und die gruppen q1, qz entsprechenden aller Hauptu za Wicklungsteilen vereinigt wergruppen den, um die Zahl in Vieleck und die Zahl der in Stern geschalteten V'icklungstränge wahlweise ändern zu können.5. Winding according to claim i, characterized in that the Groups containing q single coils are subdivided into more than two sub q "and the groups q1, qz corresponding to all main u za winding parts are united the number in polygon and the number of winding strands connected in asterisk optionally to be able to change.