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Polumschaltbare Maschine mit ausgeprägten Polen Nach der Erfindung
werden polumschaltbare Maschinen mit ausgeprägten Polen dadurch wesentlich verbessert,
daB ihre induzierte Wicklung mindestens für eine Polzahl als gesehnte Bruchlochwicklung
ausgebildet ist, deren Sehnungsfaktoren und Nutzahl je Pol und Phase derart ausgewählt
sind, daB sie kleine Wicklungsfaktoren für die wichtigsten bei der Polumschaltung
durch die Pollücken auftretenden Oberwellen des Erregerfeldes hat. Unter kleinen
Wicklungsfaktoren sind solche zu verstehen, die kleiner als o,2 sind. Bruchlochwicklungen
wurden in elektrischen Maschinen schon vielfach verwendet, um deren Nutenoberwellen
unwirksam zu machen. Sie wurden dagegen bisher noch nicht dazu vorgeschlagen, um
bei polumschaltbaren Maschinen mit ausgeprägten Polen die bei der Polumschaltung
durch die Pollücken auftretenden Oberwellen der Spannungskurve zu beseitigen, obwohl
gerade bei solchen Maschinen durch ihre Anwendung bedeutende Verbesserungen erreichbar
sind. Die Feldkurven polumschaltbarer Maschinen mit ausgeprägten Polen haben bei
den Schaltungen, in denen mehrere Nachbarpole zu einer Polteilung zusammengefaBt
sind, besonders störende
zusätzliche Oberwellen an den Stellen
der Pollücken. Diese Oberwellen «-erden für die Spannungskurve der Maschine und
für deren Ankerfeldkurve durch die Erfindung unschädlich gLmacht. Eine Maschine
nach der Erfindung unterscheidet sich von den bekannten Maschinen mit Bruchlochv-icklungen
dadurch, daß die Wicklung die besonderen Oberwellenv erhältnisse berücksichtigt,
die durch die Polumschaltung entstehen, wofür die bekannten Wicklungsausführungen.
nicht bestimmt und geeignet sind.
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Die Wicklungsfaktoren einer gesehnten Bruchlochwicklung für die verschiedenen
Oberwellen hängen von den Sehnangsfaktoren und von der -Nutzahl je Pol und Phase
derart ab, daß man durch geeignete Wahl dieser Größen die Wicklungsfaktoren für
die wichtigsten Oberwellen weitgehend verkleinern kann. An sich bestehen hierfür
meist mehrere :Möglichkeiten, indem man die Wicklung entweder einfach oder mehrfach
in verschiedenem Maße sehnt und die gebrochene -Nutzahl je Pol und Phase verschieden
wählt. Unter dies:2n Möglichkeiten kann aber meist eine eindeutige Wahl getroffen
werden, die zu einem besonders günstigen Wicklungsentwurf führt, bei dem die Maschine
für alle Betriebspolzahlen eine praktisch oberwellenfreie Spannungskurve und eine
symmetrische Ankerfeldkurve aufweist. Der Entwurf der Wicklung wird vielfach erleichtert,
wenn man sie derart anordnet, daß sie für die eine Polzahl eine Ganzlochwicklung
bildet. Man macht sich "also die Vorteile der Bruchlochwicklung nur für die andere
Polzahl zunutze.
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Es ist aber auch möglich, die Wicklung für zwei oder mehr Polzahlen
als Bruchlochwicklung auszubilden. Man kann dann die Maschinen in allen Betriebsfällen
praktisch oberwellenfrei machen und günstig ausnutzen.
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Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele solcher Wicklungen
in Form von Zweischichttrommelwicklungen.
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Die Wicklung nach Fig. i ist von .4 Polen auf 8 Pole umschaltbar.
Sie ist in 36 -Nuten untergebracht und hat in der vierpoligen . Schaltung 3 Nuten
je Pol und Phase, bei der achtpoligen Schaltung il`., -Nuten je Pol und Phase. Sie
ist also bei der kleinen Polzahl eine Ganzlochwicklung, bei der großen Polzahl eine
BruchIochwichlung. Für dieses und die folgenden Zfiicklungsbeispiele ist auch kennzeichnend,
daß am Wicklungsumfang mindestens bei einer Polzahl verschieden große Gruppen gleichphasiger
Stäbe oder Spulenseiten aufeinanderfolgen. Die 'Wicklung ist eine einfach g esehnte
i Wellenwicklung mit den Wicklungsschritten 1'1 = 7 und v., = ig. Zum Polumschalter
geführt sind die Oberstäbe der Nuten io, 1 16, 21, 22 und 27, die Unterstäbe der
Nuteni, 6, 8, 12, 1.4 und 35 und die Verbindungsstellen der Stäbe ig oben
und 35 unten, 12 oben und c) unten, z3 oben und ii unten, 24. oben und 3 unten,
25 oben und j unten, iS oben und 15 unten. Da die Wicklungselemente verschiedene
Stabzahlen (Spulenseitenzahlen) haben, können sie bei der großen Polzahl nicht parallel
geschaltet werden.
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Abb. 2 gibt ein Beispiel für eine polumschalthare Wicklung wieder,
die bei beiden Polzahlen ' eine Bruchlochwicklung bildet. Die Wicklung ist wieder
von .4 Polen auf 8 Pole umschaltbar. Sie ist eine in 3o Nuten untergebrachte einfach
gesehnte Wellenxwicklung mit den Wicklungsschritten r1 = j, _yl, = io. Die Nutenzahl
je Pol und Phase ist in der vierpoligen Schaltung 1." in der achtpoligen Schaltung
il:', Die Enden der Unterstäbe 1, 5, 21, 23, 26- und 3o sind einzeln zum Polumschalter
geführt, außerdem sind mit diesem die Verbindungsstellen der Stäbe i oben und 28
unten, 2 oben und 8 oben, 3 oben und 12 oben, .4 oben und 2 unten, 6 oben und 3
unten, ; oben und 13 oben, g oben und 22 unten, ri oben und 23 unten, 1.4 oben und
27 unten verbunden.
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Abh. 3 gibt ein Ausführungsbeispiel für eine mehrfach g°sehnte Bruchlochwicklung
wieder, die im Polzahlverhältnis 1 : 2 umschaltbar ist. Die Abbildung gibt einen
Ausschnitt von 3o -Nuten aus der Wicklung wieder, der je nach der Polzahl beliebig
zu vervielfachen ist. Die Wicklung hat bei 2p-Polen 5Nuten je Pol und Phase (ist
hier also eine Ganzlochwicklung) und bei 4P-Polen 2',7# -Nuten je Pol und Phase.
Sie ist gleichfalls eine Wellenwicklung mit den Wicklungsschritten y1 = e, V, =
23. Zum Polumschalter führen einzeln die Enden der Unterstäbe 2, g, 12, 18, 22 und
28. An ihn sind ferner die Verbindungsstellen der Stäbe i oben und 27 unten, 5 oben
und 16 oben, 6 oben und "2j oben, io oben und 3 unten, ii oben und 7 unten, 1ä oben
und 26 oben, 20 oben und 13 unten, 21 oben und 17 unten, 3o oben und 23 unten angeschlossen.
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Für gewisse Betriebsbedingungen kann mit Vorteil die Oberschicht derart
gesehnt werden, daß bei in bekannter Weise auf zwei Ersatzpolteilungen zusammengezogenem
Wicklungsbild für die große Polzahl die Phasenanfänge um 120 versetzt und die Phasen
vollständig verschachtelt sind. Man erhält dann nur 6 Wicklungselemente, die bei
2/)-Polen eine gewöhnliche 6-Zonen-Wicklung und bei 4p-Polen eine sogenannte 3-Zonen-Wicklung
ergeben" Hat die Wicklung für 2p-Pole einfache Dreieckschaltung, für .1.,u"-Pole
Sternschaltung, so erhält man 12 Wicklungsausführungen und einen gpoligen Umschalter.
Hat sie für 2p-Pole Doppelsternschalturg, für 4P-Pole einfache Dreieckschaltung,
so erhält man g Wicklungsausführungen und einen 5poligen Umschalter. Diese Wicklung
ist allerdings für Maschinen
mit ausgeprägten Polen nicht günstig,
da sie bei der kleinen Polzahl den Einfiuß der Pollücke auf die Spannungskurve nicht
beseitigt.
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Man kann bei geeignetem Entwurf auch eine Wicklung erhalten, die bei
beiden Polzahlen eine mehrfach gesehnte Bruchlochwicklung darstellt und allen Anforderungen
genügt. Als Beispiel hierfür sei eine von 14 Polen auf 28 Pole umschaltbare Wicklung
erwähnt, die in 228 Nuten untergebracht ist und bei der einen Polzahl 53/, Nuten,
bei der anderen 25/, Nuten je Pol und Phase enthält. Die Wicklungsschritte sind
y1 = 11, y2 = 21. Die Sehnung ist
bei 14 Polen und
bei 28 Polen; außerdem ist die Wicklung in der =4poligen Schaltung in der Oberschicht
im Verhältnis
in der 28poligen Schaltung im Verhältnis
gesehen.