Wicklungen von Gleichstrommaschinen Windings of d. c. machines

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1 Wicklungen von Gleichstrommaschinen Windings of d. c. machines Ständerwicklung Feld- und Wendepolwicklung als Zylinderspulen ausgeführt. Feldwicklung so anschließen, dass eine wechselnde Polfolge entsteht. Wendepolwicklung in Reihe mit der Ankerwicklung schalten, dabei auf die richtige Polfolge achten. Kompensationswicklung in Reihe mit der Ankerwicklung schalten. L L Läuferwicklungen Einschichtwicklung In jeder ut liegt nur eine Spulenseite. Formelzeichen u τ p p a k s z m Bedeutung Schleifenwicklung Anzahl der uten Anzahl der Spulenseiten je ut Polteilung Anzahl der Polpaare Anzahl der parallelen Zweige Anzahl der Stromwenderstege Anzahl der Spulen Leiterzahl Gangzahl y 1 y 2 y = y 1 y 2 y = y 1 u Zweischichtwicklung In jeder ut liegen zwei Spulenseiten verschiedener Spulen. Formelzeichen y y y 1 y 2 Bedeutung Hauptschritt (Gesamtschritt), Wicklungsschritt von der ersten Spulenseite zur ersten Spulenseite der nachfolgenden Spule. utenschritt, Wicklungsschritt gemessen in utenzahlen Wicklungsschritt, gemessen von Spulenseite zu Spulenseite Schaltschritt, Wicklungsschritt von der zweiten zur ersten Spulenseite der nachfolgenden Spule. Wellenwicklung y 1 y 2 y y = y 1 y 2 y = y 1 u y 1 = k 2p y 1 k 2p Wickelkopf y K Wirksame- Leiterlänge Wickelkopf Fahne Stromwendersteg 98

2 Wicklungen von Gleichstrommaschinen Windings of d. c. machines Schleifenwicklungen 2 a = 2 m p Größen Zeichnung der Wicklungen Trommelankerwicklung mit 6 Spulen für einen Generator =6 2p =2 y =1 y 1 = y 2 =2 y = k = s = 6 2a 2i a 1i 1a 1 i 6-2 ω 5 6i 4 4a 6a 5i 4i 5a Spulenstrom = I a 2 a ; s ; k müssen ganzzahlig sein p p p Stromwender Kohlebürste R g I A Generatorankerwicklung, ungekreuzt, y > 0; y ganze Zahl =20 y =2 y 1 =5 y 2 = y = k = s = 20 m = Motorankerwicklung, gekreuzt, y < 0; y ganze Zahl =20 2p = 4 y =1 y 1 = 5 y 2 = 6 y = u = 1 k = s = 20 2τ p 1a 1i 2a 2i a i 4a 4i 5a 5i 6a 6i 1a 1i ω Treppenwicklung, ungekreuzt, y > 0, y rationale Zahl =14 y =1 y 1 =7 y 2 =6 y = ; u =2 k = s =

3 Wicklungen von Gleichstrommaschinen Windings of d. c. machines Wellenwicklungen Spulenstrom I S = I a 2 a Ungekreuzte Wicklungen: k = p y m y = k m p Gekreuzte Wicklungen: k = p y m y = k m p Größen Zeichnung der Wicklung Eingängige Motorwicklung, ungekreuzt =19 y =10 y 1 =5 y 2 =5 y = S S k = s = Zweigängige Generatorwicklung, ungekreuzt =20 y =9 y 1 =5 y 2 =4 y = k = s = Eingängige Treppenwicklung, gekreuzt = ; 2p = 4; y = 22; y 1 = 11; y 2 = 11; y = ; 4; 4; u = ; k = s =

4 Ständerwicklungen von Drehstrommaschinen Stator windings of three phase current machines Lochzahl q = 2 p m Ganzlochwicklung: q ist ganze Zahl Bruchlochwicklung: q ist rationale Zahl Polteilung τ p = 2 p utteilung τ = π d Zweietagenwicklung, Spulen ungleicher Form : utenzahl m: Zahl der Wicklungsstränge v : Schrittverkürzung w : Spulenweite Wickelschritt: y = = τ p 2 p bei Sehnung: y = τ p ν = w Dreietagenwicklung, Spulen gleicher Form p = 2 q = 2 = p = 2 q = 2 = U1 W2 V1 W1 U2 V2 U1 W2 V1 W1 U2 V2 Wicklungsköpfe in 2 Etagen Schleifenwicklung mit Zweischichtspulen p = 2, q = 2, y = 1 : 7, ungesehnt, 24 uten Wicklungsköpfe in Etagen Wellenwicklung mit Zweischichtspulen p = 2, q = 2, y = 1 : 7, ungesehnt, 24 uten U1 W2 V1 W1 U2 V2 L1 L2 L Gesehnte Bruchlochwicklungen mit Zweischichtspulen, p = 2, q = 2 1 / 2, v = 1, Schleifenwicklung, 0 uten W2 W1 V2 L V1 L2 Zweietagen-Einschichtwicklung in Dahlanderschaltung, p = 2, q = 2, 24 uten U2 U1 L U1 1U2 2W1 1V2 2V1 1W2 U1 V1 U2 W1 V2 L1 L2 L W2 1U1 2V2 1V1 2U2 1W1 2W2 L1 L2 L 101

5 Läuferwicklungen von Drehstrommaschinen Rotor windings of three phase current machines Kurzschlusswicklung p = 2 = 0 Kurzschlussring Schleifringläuferwicklung p = 1 q = 2, Wickelschritt 1 : 18/16/14. Läuferstab Kurzschlussring K L M Läufer und Ständer haben unterschiedliche utenzahlen, um bessere Anlaufeigenschaften zu erhalten. Auswahlkriterien für Motoren Selection criteria for motors Vorgabe Ausführungsmöglichkeiten Vorgabe Ausführungsmöglichkeiten Energieversorgungsnetz Leistung Drehstromnetz z. B. 6 kv, / 50 Hz 500 V, 50 Hz 400 V, / 50 Hz Einphasen-Wechselstrom-etz z. B. kv, 16 2 Hz (Bahnnetz) 20 V, 50 Hz Kleinspannung, z. B. 42 V, 50 Hz 24 V, 50 Hz Gleichspannungsnetz z. B. 110 V, 125 V, 220 V, 250 V, 440 V, 600 V Bemessungsdrehzahl, mehrere Bemessungsdrehzahlen, Drehzahlbereich, Drehzahlsteuerungsart Drehzahl, Drehzahlbereich Bemessungsleistung- Bemessungsleistungen Bemessungsstrom-Absicherung, Absicherung, Zuleitungsquerschnitt Betriebsart Betriebsverhalten Einschaltbedingungen Betriebsbedingungen Zusatzgeräte Drehzahlverhalten bei Belastungsänderung z. B. Reihenschlussverhalten ebenschlussverhalten Synchronmotorverhalten Anlassverfahren, z. B. Widerstandsanlasser, Stern-Dreieck- Anlasser, Anlasstransformator, Anlaufen unter Last usw. S 1 S 10 Schutzart, z. B. IP 44, Schutzklasse, z. B. Explosionsschutz, Bauart, z. B. IM B elektronische Umrichter, umrichter, Motorschutzeinrichtungen, Anlassgeräte, Anschlussleitung, Kupplungsart, Getriebe, Fundament, usw. 102

6 Fehlerarten Failure modes Störung Motor läuft nicht an, kein Geräusch Mögliche Ursachen Käfigläufermotoren Schleifringläufermotoren Gleichstrommotoren Unterbrechung der Zuleitung, Keine Spannung, Leitungsschutzgeräte ausgefallen, Wicklungen defekt Anlasser ausgefallen oder beschädigt Motor läuft nicht an, starkes Brummen Motor läuft unter Last nicht an Motor läuft ruckartig an Motor zieht bei Belastung nicht durch Motor läuft zu schnell und pendelt bei Belastung Motor erwärmt sich bei Betrieb zu stark Motor erwärmt sich schon im Leerlauf Örtliche Erwärmungen Bürsten feuern (Luftfeuchtigkeit beachten) Lager beschädigt, Eine Zuleitung unterbrochen z. B. eine Sicherung ausgefallen Zu hohes Gegendrehmoment, etzspannung zu niedrig Zuleitungsdefekt, Überlastung Läuferstäbe gebrochen, Kurzschlussringe lose Unterbrechungen im Läuferkreis Motor ist überlastet, Spannung ist hoch oder zu niedrig, Motor läuft einphasig, Läufer schleift im Ständer, Kühlung ungenügend Falsche Schaltung der Ständerwicklung, zu hohe etzspannung, ungenügende Kühlung, falsche Drehrichtung, wenn nur für eine geeignet Windungsschlüsse, Unterbrechungen in der Wicklung Feldsteller ausgefallen Unterbrechung im Anlasser, Ankerwicklungsschluss, Lamellenschluss Bürstenstellung falsch, Spannung fällt ab Bürstenstellung falsch, Feldstromkreis unterbrochen oder Vorwiderstand zu groß, Schaltung falsch Überlastung, Wicklungsschlüsse, Kühlung beeinträchtigt Bürsten liegen schlecht auf, zu kleiner Bürstendruck, Verschmutzungen, falsche Bürstensorte Unrunde Schleifringe Unrunder, gerillter Kommutator, Bürsten beschädigt, Lamellenschluss, Überlastung, zu hohe Drehzahl Motor verursacht unnormale Geräusche Ursachen (Verschwinden beim Abschalten), Lagerschäden, Getriebeschäden, Schäden an der Kraftübertragung, Unwuchten, Fundamentveränderung, Mängel bei Zahnradantrieb 10