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Im Verhältnis 6:8 polumschaltbare Wicklung mit normaler Dreiphasenschaltung
für die Polzahl 8n, die für die Polzahl 6n auf ein nach der T-Schaltung verbundenes,
wiederum 3phasig gespeistes Zweiphasensystem umgeschaltet wird Für die Umschaltung
von Wicklungen im Polzahlv erhältnis 6 : 8 kann man eine Anordnung gemäß den Abb.
i bis 4 der Zeichnung verwenden. Die Wicklung ist für die Polzahl en als normalte
Dreiphasenwicklung, beispielsweise nach dem Schema der Abb. i und :2 der Zeichnung,
ausgebildet und für je acht Pole in zwölf einzelne Teile i bis i2 aufgelöst. Die
einzelnen Teile stimmen bei der vereinfachten Darstellung der Abb. z unmittelbar
mit den einzelnen Spulen überein. Die Wicklung wird von einem normalen Dreiphasennetz
gespeist. Für die Polzahlen 6n werden nun die ungeradzahligen Wicklungsteile nach
denn Schaltungsschema der Abb. 3 zu der einen Phase I, die geradzahligen Wicklungsteile
zu der zweiten Phase II eines Zweiphasensystems vereinigt. Die Wicklungsteile 3,
7 und i i in der Phase I und ebenso ¢, 8 und 12- in der Phase II sind dabei
innerhalb der einzelnen Phasen mit umgekehrtem Wicklungssinn eingeschaltet.
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Man kann nun die beiden Phasen I und II über einen nach der Scottschen
Schaltung durchgebildeten Transformator an das Dreiphasennetz anschließen und die
6n-polige Wicklung so zweiphasig speisen. Die Anordnung eines besonderen Transformators
verteuert aber selbstverständlich eine derartige polumschaltbare Wicklung außerordentlich.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat man bereits vorgeschlagen, die beiden Phasen
I und II in der .'(-Schaltung gemäß Abb. q. der Zeichnung miteinander zu verbinden
und sie dann unmittelbar an das Dreiphasennetz anzuschließen. Zwischen dem Netz
und den beiden Enden der waagerechten Phase II der T-Schaltung sind dann zwei Widerstände
,KIi, w., eingeschaltet, um die Stromaufnahme aus den einzelnen 'Netzanschlüssen
möglichst zu vergleichmäßigen. Eine derartige Anordnung hat nun den Nachteil; daß
bei Belastung der Maschine in den Widerständen eine verhältnismäßig große Energie
vernichtet wird, wobei die Ausgleichung der einzelnen Phasenströme außerdem nur
für einen bestimmten Belastungszustand zutrifft, da die von den Widerständen abgedrosselte
Spannung auch entsprechend dem Belastungsstrom sich ändert.
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Bei der Anordnung gemäß der Erfindung wird nun dieser Nachteil dadurch
beseitigt, daß bei derartigen polumschaltbaren Wicklungen für die Polzahl 6n durch
Parallelschaltung oder Serienparallelschaltung von Wicklungsteilen innerhalb der
einzelnen Phasen das
Verhältnis der wirksamen Windungen der senkrechten
Phase zu den Windungen dex horizontalen Phase kleiner als i gemacht wird. Bei der
bekannten Anordnung nach Abb.4 ist dieses Verhältnis hingegen gleich i.
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Abb.5 der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei
dem bei der 6n-poligen Schaltung die Wicklungsteile in der senkrechten Phase I zwei
parallele Gruppen (i, 5, g und -3, -7 und -ii) bilden und bei dem von je drei Wicklungsteilen
in den Hälften der waagerechten Phase II zwei parallel und der dritte in Reihe mit
den zwei parallelen geschaltet sind; z. B. sind im rechten Teil der Phase II die
Wicklungsteile -4 und -i:2 parallel zueinander und der Wicklungsteil -8 in Reihe
mit diesem Teil geschaltet. Wie ersichtlich, ist hier das Verhältnis der wirksamen
Windungen in der senkrechten Phase zu den Windungen der horizontalen Phase gleich
3 : 4, also kleiner als i. Wie die Versuche gezeigt haben, werden bei dieser Anordnung
die Nachteile der bereits bekannten Anordnung nach A'bb. 4 vermieden. Insbesondere
ist die Stromaufnahme aus den drei Netzanschlüssen eine praktisch gleichmäßige.
Bei dem Schaltbild der Abb. 5 kann man selbstverständlich die einzelnen Wicklungsteile
innerhalb der Phasen gegeneinander austauschen, indem man beispielsweise die Reihenfolge
der Hintereinanderschaltung ändert, ohne daß an der Wirkungsweise des Motors dadurch
etwas geändert wird. Es erweist sich aber immerhin als zweckmäßig, die beiden in.Reihe
geschalteten Wicklungsteile (2 und -8 in Abb. 5) -in den Hälften der waagerechten
Phase II derart auszuwählen, daß diese Wicklungsteile um die 3n-fache Polteilung
(Polzahl 6n) voneinander entfernt sind. Im Gegensatz zu der bekannten Schaltung
nach Abb. 4, bei der die Wicklung von der normalen Sternschaltung auf die T-Schaltung
umgeschaltet wird, wird man im vorliegenden Falle die Wicklung von der Dreieckschaltung
gemäß Abb. 6 der Zeichnung aus auf die neue Polzahl umschalten. Die Verwendung der
Dreieckschaltung ist besonders zweckmäßig, da die Induktion in der elektrischen
Maschine dann bei beiden Polzahlen ungefähr die gleiche ist. Würde man von der Sternschaltung
ausgehen, dann wären die Induktionen bei der Zweiphasenschaltung verhältnismäßig
hoch.
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Selbstverständlich sind auch noch andere Schaltungen der Wicklungsteile
in der T-Schaltung möglich, bei denen ebenfalls die Bedingung der Erfindung erfüllt
ist, daß das Verhältnis der hintereinandergeschalteten -Windungen der senkrechten
Phase zu denen der waagerechten Phase der T-Schaltung kleiner als i ist. Abb. iz
zeigt z. B. eine Schaltung der Wicklung nach Abb. i für die Polzahl 6, bei
der die sechs Wicklungsteile der senkrechten Phase der T-Schaltung alle parallel
.geschaltet sind, während von der waagerechten Phase je drei Wicklungsteile zueinander
parallel und diese zwei Gruppen hintereinandergeschaltet sind. Abb. 13 zeigt
eine Schaltung der Wicklung nach Abb. i für die Polzahl 6, bei der die Zahl der
hintereinandergeschalteten Teile der senkrechten Phase dadurch vermindert ist, daß
von den sechs Teilen zwei zu je einem anderen parallel geschaltet sind. Die sechs
Teile der waagerechten Phase sind alle hintereinandergeschaltet. Abb. i4 zeigt eine
Schaltung, bei .der die Wicklung doppelt soviel Pole als nach Abb. a aufweist, also
von einer normalen i6poligen Schaltung auf eine i2polige Schaltung nach der Erfindung
umgeschaltet wird. Entsprechend der doppelten Polzahl ist die Wicklung in 24 einzelne
Teile zerlegt. Von den zwölf ungeradzahligen Teilen der senkrechten Phase sind nun
j e vier zueinander parallel geschaltet und diese drei Gruppen hintereinandergeschaltet.
In der waagerechten Phase sind je .drei zueinander parallel und diese vier Gruppen
hintereinandergeschaltet.
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Die Zahl der möglichen Schaltungen nach der Erfindung wächst um so
mehr, ein je größeres Vielfache die Polzahl des Motors von der niedrigsten Polzah16
darstellt.
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Bei der neuen Schaltung nach Abb. 5 der Zeichnung sind die beiden
Wicklungsteile .2 und -8 in der waagerechten Phase II verhältnismäßig hoch belastet,
da sie in Reihe mit den beiden parallel geschalteten Wicklungsteilen 6 und io bzw.
-4 und -i2 liegen. Diese hohe Belastung kann man dadurch ausgleichen, daß man diese
Wicklungsteile mit einem größeren Querschnitt als die anderen ausführt. Ebenso könnte
man einen Ausgleich durch Änderung der Windungszahl dieser Wicklungsteile herbeiführen.
Man kann auch je einen Widerstand zu Teil e und -8 parallel schalten und so den
Strom durch diese Wicklungsteile abschwächen. Die Induktion in der Maschine wird
dadurch noch nicht zu gering, um die gleiche Belastung wie bei der Polzahl 8 zu
erhalten. Die Änderung des Drahtquerschnittes und gegebenenfalls der Windungszahl
würde ebenfalls nur geringfügige Änderungen im Verhalten des Motors hervorrufen.
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Mit der Schaltung der Wicklung gemäß der Erfindung erhält man bei
8- und 6poliger Ausführung eine synchrone Drehzahl von 750 und i ooo. Der Drehzahlbereich
läßt sich nun leicht erweitern, indem man die Wicklung auf die an sich bekannte
Doppelsternschaltung gemäß Abb. 7 der Zeichnung umschaltet. Die
synchrone
Drehzahl beträgt dann i 500. Die Umschaltung kann unmittelbar von der 6n-poligen
Schaltung aus erfolgen.
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In der Regel müssen für die Durchführung der zwei bzw. drei Umschaltungen
alle 2:1. Enden der zwölf Spulen herausgeführt werden. Dies ergibt mit den drei
Stromzuführungen einen Schalter mit 27 Kontakten. Doch kann man durch entsprechende
Schaltung der Spulen die Anzahl der herauszuführenden Enden auch verringern. Abb.8
der Zeichnung zeigt, an welchen Wicklungsteilen der Abb. i beide Enden aus der Wicklung
herauszuführen sind und an welchen Teilen eine Herausführung genügt. Wie aus der-
Zeichnung zu ersehen, kommt man dann anstatt der 24. Enden mit ?7 Enden i' bis 17'
aus, so daß eine wesentliche Verringerung der Schaltleitungen eintritt.
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Abb. 9, io und i i zeigen die Durchbildung cles dazugehörigen Umschalters
und die Stellung der Schaltkontakte bei den einzelnen Polzahlen. An die Kreise der
Abbildungen sind die einzelnen Enden der Wicklungsteile i' bis 17' gemäß
der Bezifferung bzw. auch die Phasen des Netzes R, S, T angeschlossen. Abb.9
entspricht der 8n-poligen Schaltung, Abb. io der 6n-poligen und Abb. ii der 4n-poligen
Schaltung.