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AUSGLEICHSVERBINDUNGEN EINER EINGÄNGIGEN SCHLEIFENWICKLUNG


Da sämtliche Ankerzweige vor ihren Polen geometrisch vollkommen gleich angeordnet sind, müssten die in jedem Ankerzweig erzeugten Spannungen gleich groß sein. Aufgrund selbst geringster Ungenauigkeiten in der Fertigung ist das kaum der Fall, so dass kleinste Differenzen zwischen den pro Ankerzweig erzeugten Spannungen hohe Ausgleichsströme zur Folge haben, die wiederum zu starkem Bürstenfeuer führen. Daher werden Ausgleichsverbinder (= Ausgleichsleiter) entsprechend dem Ausgleichsschritt angeordnet:

ya = k / p = Stromwenderlamellenzahl / Polpaarzahl = ganze Zahl

 

AUSGLEICHSVERBINDUNGEN ERSTER ART  (AV 1)

Bekanntlich verhindern Ausgleichsverbinder bei mehrpoligen eingängigen Schleifenwicklungen Ausgleichsströme über die Kohlebürsten gleicher Polarität. Im Elektromaschinenbau bezeichnet man diese Art der Ausgleichsverbinder mit AV1. Liegt eine zweigängige Schleifenwicklung vor, so müssen sowohl dem ersten als auch dem zweiten Wicklungsgang AV 1 zugeordnet werden.


AUSGLEICHSVERBINDUNGEN ZWEITER ART  (AV 2)

Bei mehrgängigen Schleifenwicklungen sind außer den AV 1 für jeden einzelnen Wicklungsgang auch noch AV 2 notwendig. Die unter einer Bürste liegenden Lamellen gehören zu verschiedenen Wicklungsgängen. Damit können bei einer zweigängigen Schleifenwicklung kleine Spannungsdifferenzen zwischen den nebeneinander angeordneten Ankerzweigen des ersten und zweiten Umlaufs Ausgleichsströme hervorrufen, die von den Lamellen des Ganges 1 durch die Bürsten zu den Nachbarlamellen des zweiten Ganges fließen und somit die Bürsten überlasten. Zwischen die beiden Wicklungsgänge muss daher eine zweite Art von Ausgleichsleitern geschaltet werden. Sie verhindern Ausgleichsströme über die Bürsten gleicher Polarität zwischen benachbarten Lamellen verschiedener Wicklungsgänge.


I.    Ausgleichsverbinder der zweigängigen, zweifach geschlossenen Schleifenwicklung


k = u * N = geradzahlig (u = ungerade; p und N jeweils gerade)

a.)

ya    =    k / p   =    ungerade Zahl


Benötigt werden nur Ausgleichsverbindungen der ersten Art, die zugleich AV 2 sind.


b.)        u = gerade, p und N jeweils ungerade; u, p und N jeweils gerade


ya    =    k / p   =    gerade Zahl     

Hier sind AV 1 und AV 2 notwendig.


II.    Ausgleichsverbinder der zweigängigen, einfach geschlossenen Schleifenwicklung


k = u * N = ungeradzahlig (u, p und N jeweils gerade)

Benötigt werden nur Ausgleichsverbindungen der ersten Art, die zugleich AV 2 sind.


Bei der zweigängigen, zweifach geschlossenen Schleifenwicklung nach I.a.) werden die AV 1 des ersten Ganges auf der Kollektorseite, die AV 1 des zweiten Ganges auf der gegenüberliegenden Ankerseite angeordnet. Bei der zweigängigen, zweifach geschlossenen Schleifenwicklung nach I.b.) ordnet man die AV 1 auf der Kollektorseite und die AV 2 auf der gegenüberliegenden Ankerseite an. Dazu werden die AV 2 nach I.b.) durch den inneren, magnetisch feldfreien Raum zwischen Ankereisen und Welle durchgeführt. Um die Aufgabe der AV 2 noch besser zu umreißen ist folgendes nachzutragen: AV 2 sollen Punkte gleichen Potentials der Wicklungsgänge untereinander verbinden. Die beiden Gänge liegen in den Nuten nebeneinander. Obwohl jeder Ankerzweig die gleich Spulenzahl besitzt, kann doch die Lage der Spulen unter den Polschuhen des Ganges 1 gegenüber denen des Ganges 2 wiederum Spannungsdifferenzen zwischen den Ankerzweigen beider Gänge auslösen. Um für den Fall, dass ya eine gerade Zahl ist, volle Spannungssymmetrie zu erzielen, wählt man in der Praxis den Schritt der Spulenweite y1 um ebenso viel größer wie den Schaltschritt y2 kleiner als die Polteilung. Ist die Spulenweite größer als die Polteilung (gesehnte Wicklung), wird zwar etwas mehr Wicklungskupfer verbraucht, jedoch ist die störungsfreie Erzeugung glich hoher Spannungen in beiden Wicklungsgängen durchaus wichtiger. Für diesen speziellen Fall der zweigängigen, zweifach geschlossenen Schleifenwicklung mit geradzahligem Ausgleichsschrittberechnet sich der Schritt der Spulenweite nach:

y1 =    k / (2p+1)   (ungekreuzte Ausführung)  

Wird ferner zu den ungeraden Ordnungszahlender Spulenanfänge des ersten Ganges 1, 3, 5 u.s.w. wiederum eine ungerade Zahl gezählt, d.h. ya = ungerade, so erhält man gerade Zahlen und gelangt somit in den zweiten Wicklungsgang der zweifach geschlossenen, zweigängigen Schleifenwicklung. Verbinden aber AV 1 verschiedene Wicklungsgänge miteinander, gleichen sie die Spannungsdifferenz zwischen benachbarten Stromwenderlamellen aus. Die AV 1 wirken in diesem Falle auch als AV 2. Daher seinen für diese Wicklungsanordnung nochmals 3 bekannte Formeln wiederholt, um neue Bedingungen zu finden:


k = u * N = gerade Zahl



N / p    =    ganze Zahl

ya    =    k / p    =    ungerade Zahl   

ya    =    (u * N) / p    =    ungerade Zahl      

Soll ya eine ungerade Zahl sein, so dürfen nur N = gerade, u = ungerade und p = gerade gewählt werden. Die beiden anderen möglichen Fälle N = ungerade, u = gerade sowie N und u jeweils gerade fordern sowohl AV1 als auch AV 2.

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