Gleichstrommotor (Ankerwicklung)

Grundlagen der Ankerwicklung

Die Ankerwicklung liegt in den Nuten des Ankerblechpakets und wird durch Nutenschlusskeile festgehalten. Die Wickelköpfe sind gegen auftretende Fliehkräfte durch Bandagen geschützt. Kleinste Verschiebungen der Wicklungen können zur Unwucht des Ankers führen.

zweipolige GS - Maschine

Gleichstromläuferwicklungen sind in sich ringförmig geschlossen. An jeder Stromwenderlamelle liegt der Anfang einer Spule zusammen mit dem Ende der Nachbarspule.

Durch die Reihenschaltung der Spule ist beim Generator die Ankerspannung die Summe der Spulenspannungen.

Im Motorbetrieb summiert sich hingegen das Drehmoment der einzelnen Spulen zum Motormoment, weil durch alle Ankerspulen der selbe Strom fließt.

Es gibt so viele Bürsten wie Pole; dadurch entstehen parallele Ankerzweige.
vierpolige GS - Maschine

Bei vier Bürsten fließt in einem Zweig noch ein Viertel des Ankerstromes. Durch die Anzahl der Bürsten lässt sich also der Spulenstrom reduzieren.

Dafür steht für die Erzeugung der Gegenspannung nur mehr ein Viertel der Windungen zur Verfügung (die Ankerzweige sind parallelgeschaltet) was die Anforderungen an die Isolation erhöht.

Arten von Wicklungen

Schleifenwicklung (für Kleinmotoren)

Schleifenwicklung

Wellenwicklung (für größere Maschinen)

Wellenwicklung

Begriffe

Nutenschritt (Wickelschritt):

Ist der Abstand der Spulenseiten in Nuten ausgedrückt; (1:4; 1:6; 1:8 ...)

für die Durchmesserwicklung gilt:Durchmesserwicklung
für die gesehnte Wicklung gilt:gesehnte Wicklung
Der Schritt ist um "n" Wicklungen verkürzt.
Lamellenschritt (Stegschritt): Ist der Abstand von Spulenanfang bis -ende in Lamellen ausgedrückt.

Ankerrückwirkung

Die stromdurchflossene Ankerwicklung erzeugt ihrerseits ein Magnetfeld, das sich dem Hauptfeld (Erregerfeld) überlagert. Das führt zu erhöhtem Bürstenfeuer und kann bei großen Maschinen durch die Wendepolwicklung kompensiert werden.

Die folgenden Abbildungen zeigen Schritt für Schritt die überlagerung der beiden Felder:

Ankerrückwirkung

Die Ankerrückwirkung schwächt das Erregerfeld und sie verschiebt die neutrale Zone, in der die Bürsten liegen müssen (sonst eben Bürstenfeuer). Ihre Ursache ist die Motorbelastung, weil dadurch der Ankerstrom steigt, der ja für die Rückwirkung verantwortlich ist.