Induktionsmotor Die vorliegende Erfindung betrifft einen Induk tionsmotor.
Für in grosser Anzahl hergestellte Einrichtungen wie Feuerraumgebläse, Ventilatoren für Luftkondi tionierung, Waschmaschinen und dergleichen werden jährlich eine grosse Anzahl Elektromotoren benötigt. Wegen ihrer wirtschaftlichen Herstellung werden hierfür zum grossen Teil einphasige Induktionsmoto ren mit Widerstandshilfsphase für den Anlauf ver wendet. Solche Motoren weisen eine Anlauf- oder Hilfswicklung auf, deren Widerstand höher ist als jener der Hauptfeldwicklung, wobei die Anlaufwick lung gegenüber der Hauptwicklung physikalisch ver setzt ist. Ferner ist üblicherweise ein Widerstand mit dem Anlaufwicklungskreis in Serie geschaltet.
Der unterschiedliche Widerstand der entsprechenden Wicklungskreise verursacht eine elektrische Verschie bung oder einen Unterschied zwischen den Phasen winkeln, was ein bestimmtes Anlaufdrehmoment her vorruft. Ferner ist üblicherweise in Serie mit der Anlaufwicklung eine Vorrichtung vorgesehen, mittels welcher der Anlaufwicklungskreis geöffnet wird, wenn der Motor eine vorbestimmte Geschwindigkeit erreicht hat, worauf der Motor nur noch mit der allein gespeisten Hauptwicklung arbeitet.
Obgleich diese Widerstand-Motoren bei Normal lauf befriedigend arbeiten, weisen sie jedoch eine relativ schlechte Anlaufcharakteristik im Vergleich zu den um etliches teureren Kondensator-Motoren auf und erfordern bei einem gegebenen Drehmoment eine grosse Speisung (beispielsweise höheren Strom). Bisher wurden diese Nachteile infolge der geringen Kosten solcher Widerstands-Motoren in Kauf ge nommen, jedoch fordert die Weiterentwicklung Mo toren, welche gegenüber den bisher verwendbaren ein grösseres Anlaufmoment aufweisen. Gemäss den Forderungen wurden verschiedene Vorschläge zur Vergrösserung des Anlaufmomentes der Widerstand-Motoren gemacht, welche aber nur begrenzt Erfolg brachten.
So wurde beispielsweise vorgeschlagen, den Anlaufwicklungskreis mit einem höheren Widerstand zu versehen (beispielsweise mehr Drahtwindungen und/oder einen grösseren Serie widerstand), um die Phasendifferenz zwischen An laufstrom und Hauptstrom zu vergrössern, was in Verbindung mit einem grösseren Stromeingang eine gewisse Verbesserung bringt. Bei diesem Vorgehen stösst man aber auf Schwierigkeiten, da beispiels weise die Abnahmebehörden strenge Schutzvorschrif ten bezüglich der Strombegrenzung erlassen haben und die Widerstand-Motoren an sich schon hohe Ströme aufweisen.
Aus diesem Grunde und ins besondere auch wegen den heutigen Anforderungen an den Motoranlauf gehen viele Hersteller der ein gangs genannten Maschinen dazu über, trotz der höheren Kosten Kondensator-Motoren zu verwenden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Schaf fung eines Induktionsmotores mit Hilfsphase, welcher eine verbesserte Anlaufleistung ohne Beeinträchti gung der Betriebsleistung oder Vergrösserung der Kosten erlaubt und eine Verbesserung eines Ein phasen-Widerstand-Motores, bei dem die Anlauf- momentcharakteristik ohne unerwünscht hohen An laufstrom bei gegenüber den bisher verwendeten Wi- derstand-Motoren konkurrenzfähigen Kosten gestat- Der erfindungsgemässe Induktionsmotor, dessen Stator mit einer Mehrzahl Nuten versehen ist,
in welchem eine eine vorbestimmte Anzahl Primär hauptpole bildende Hauptwicklung und eine eine vorbestimmte Anzahl gegen die Hauptrolle räumlich versetzte Primärhilfspole bildende Hilfswicklung an- geordnet sind, wobei jeder Pol eine Mehrzahl Spu len mit einer Anzahl Windungen umfasst, zeichnet sich dadurch aus, dass die ungeradzahligen Harmoni schen der Luftspalt-MMK jedes Primärhauptpoles zur Erzeugung eines höheren Anlaufmomentes des Motors mit den korrespondierenden Harmonischen der Luftspalt-MMK jedes Primärhilfspoles in einem additiven Verhältnis stehen.
Beispielsweise Ausführungsformen des erfin dungsgemässen Induktionsmotors werden nachfol gend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zei gen: Fig. 1 eine Seitenansicht des Motors in schemati scher Darstellung zur Veranschaulichung der Wick lungsanordnung, Fig. 2 eine graphische Darstellung des Flussver- laufes in der Anlaufphase des Motors gemäss Fig. 1, Fig. 3 eine graphische Darstellung des Anlauf momentes des Motors gemäss Fig. 2, Fig. 4 eine Ausführungsvariante des Motors ge mäss Fig. 1,
Fig. 5 eine Abwicklung eines Hauptpoles des Motors gemäss Fig. 4 zur Veranschaulichung der Spulenanordnung der Hauptwicklung und Fig. 6 eine Abwicklung des Hauptpoles gemäss Fig. 5 zur Veranschaulichung der Spulenanordnung der Hilfswicklung.
Gemäss Fig. 1 weist der in diesem Beispiel vier- polige Einphaseninduktionsmotor mit Widerstands hiifsphase, kurz Widerstandsmotor genannt, einen Statorkern 10 auf, der aus einer Mehrzahl Lamellen besteht, die aus relativ dünnem Magnetblech her ausgestanzt sind.
Der Statorkern 10 weist einen Joch teil 11 auf, von welchem sich eine Mehrzahl gleich mässig voneinander distanzierte Zähne 12 nach innen erstrecken, deren Zwischenräume die Wicklungs nuten 13 bilden und welche die Rotorbohrung 14 begrenzen. Der dargestellte Kern weist 36 durch die Zähne 12 voneinander getrennte Wicklungsnuten auf.
Die Anordnung der Halterung des Statorkerns 10 ist nicht veranschaulicht. Nur so viel sei gesagt, dass die Lamellen auf geeignete Weise in einem Gehäuse untergebracht sind, dessen stirnseitige Wände die Lager für den auf der Achse 16 angeordneten Ro tor 15 tragen. Wie Fig. 1 zeigt, ist der Rotor 15 als Käfiganker ausgebildet, dessen sekundäre Käfig ankerwicklung aus Leitungen 17 besteht, welche auf jeder Seite des Rotors durch Kurzschlussringe ver bunden sind (nicht gezeigt).
In den Statorwicklungsnuten 13 ist eine Haupt wicklung 18 angeordnet, welche eine Mehrzahl Pri märpole (in diesem Beispiel vier) umfasst, wobei jeder Pol durch drei konzentrisch angeordnete Spu len 20, 21 und 22 gebildet ist, welche eine Anzahl Drahtwindungen aufweisen. Ferner ist in den Wick lungsnuten 13 eine Anlauf- oder Hilfswicklung 23 untergebracht, welche bezüglich der Hauptwicklung 18 um 90 elektrische Grade versetzt ist und eine Mehrzahl Primärpole der Anlaufwicklung umfasst, welche in der Anzahl mit den Polen der Haupt- wicklung übereinstimmen.
Jeder der dargestellten Pole der Anlaufwicklung ist durch drei konzentrisch angeordnete Spulen 24, 25 und 26, welche eine Anzahl Drahtwicklungen aufweisen, gebildet. Die Hauptwicklung 18 ist mit einer geeigneten Einpha- senquelle 27 über Leitungen 28 und 29 verbunden, während die Anlaufwicklung 23 der Hauptwicklung 18 durch Schaltermittel 30 und Leitungen 31 und 32 parallel geschaltet ist. Ein Fliehkraftregler 33 unterbricht den Stromkreis der Anlaufwicklung, wenn der Motor eine vorbestimmte Drehzahl erreicht hat. Ferner ist in dem Stromkreis der Anlaufwicklung ausserhalb des Motors ein die Phase beeinflussender Widerstand 34 vorgesehen, durch welchen die ge wünschte Phasendifferenz der Ströme der Haupt wicklung 18 und der Anlaufwicklung 23 erhalten wird.
Die Anzahl Spulen und Windungen jedes Pols der Haupt- und Hilfswicklung sind derart vorgesehen, dass die höheren Harmonischen des Luftspaltflusses, beispielsweise die dritte Harmonische, der entspre chenden Wicklungen die gleiche Beziehung zueinan der aufweisen, wie das für die Grundwelle des Luft spaltflusses der gleichen Wicklung bei Dauerlauf zu trifft. Zusätzlich bewirken die den resultierenden Luftspaltfluss erzeugenden Haupt- und Hilfswicklun gen eine halbwegs sinusförmige Verteilung im Luft spalt.
Bei Geschwindigkeiten unter dem Synchron lauf für die einzelnen Harmonischen verstärken die Harmonischen des Flusses in der einen Wicklung die Harmonischen des Flusses der anderen Wicklung und verursachen ein resultierendes Anlaufmoment in der gleichen Drehrichtung wie das Drehmoment der Grundwelle. Auf diese Weise bewirken die additiven drehmomenterzeugenden Kräfte eine höhere resul tierende Anlaufkraft, als das bisher bei den bekann ten Motoren gleicher Grössen der Fall war.
Mehr im einzelnen ist die Hauptwicklung 18 so angeordnet, dass die innerste Spule 20 jedes Pri märpolen der Hauptwicklung weniger Windungen als die äusserste Spule 22 des gleichen Polen aufweist, wobei vorzugsweise die Windungen in ihrer Anzahl von der innersten zur äussersten Spule progressiv zu nehmen. Jeder dieser Hauptpole ist hierbei gleich den anderen gewickelt. Die resultierende Wellenform für die Flussverteilung der Hauptwicklung ist in Fig. 2 gezeigt. Zur besseren Veranschaulichung und Erläuterung sind neben der resultierenden Flusswelle nur noch die Grundwelle und die 3. Harmonische dargestellt, da die höheren Harmonischen die Wel lenform der Resultierenden nicht merklich beein flussen.
Der Darstellung ist entnehmbar, dass Grund welle 36 und 3. Harmonische von Natur aus sinus- förmig sind und, neben den höheren Harmonischen, eine resultierende Flusswelle 38 erzeugen, welche im wesentlichen sinusförmig mit schwach verformten oder abgeflachten Scheiteln 39 ist.
Bezüglich der Anlaufwicklung 23 ist jeder Pol vorzugsweise so, dass die innerste Spule 24 eine grössere Windungszahl als die äusserste Spule 26 aufweist, wobei die Windungszahl jeder Spule von der innersten zur äussersten allmählich abnimmt. Wie Fig. 2 zeigt, weist bei dieser Anordnung die Anlaufwicklung sinusförmige Harmonische des Flus ses auf, wobei hier nur die 3. Harmonische 40 gezeigt ist. Zusammen mit der Grundwelle 41 er zeugen die Harmonischen eine resultierende Fluss welle 42 (gestrichelte Kurve), welche im wesentli chen sinusförmig mit überspitztem Scheitel 43 ist.
In Fig. 3 ist eine typische Drehzahl-Drehmoment- Kurve dargestellt, wie sie durch Grundwelle und Harmonische der Anlauf- und Hauptwicklung vor stehend beschriebener Art verursacht wird. Da die Anteile des durch die höheren Harmonischen (etwa oberhalb der 7. Harmonischen) erzeugten Dreh momentes immer mehr abnehmen und bezüglich des resultierenden Drehmomentes des Motors ver- nachlässigbar sind, müssen nur die 3., 5. und 7. Har monische in Betracht gezogen werden. In der Fig. 3 bedeuten die strichpunktierten Kurven 45, 46 und 47 die resultierenden Drehmomente der 3., 5. und 7.
Harmonischen, welche durch die entsprechenden Har monischen des Flusses der beim Anlauf zusammen wirkenden Haupt- und Hilfswicklung erzeugt wer den. Diese Drehmomente variieren zwischen posi tiven und negativen Werten bei verschiedenen Ge schwindigkeiten, wobei die in der Fig. 3 rechte Seite die positive ist. Das resultierende Drehmoment der Grundwelle der Wicklungen 18 und 23 zeigt die gestrichelte Kurve 48, welches Drehmoment zusam men mit dem resultierenden Drehmoment der Har monischen ein durch die Kurve 49 dargestelltes totales Drehmoment des Motors ergibt.
Wie aus der Fig. 3 entnommen werden kann, bewirken bei geschlossenem Fliehkraftschalter 30 ge mäss Fig. 1 die Drehmomente 45, 46 und 47 der Harmonischen und das Drehmoment 48 der Grund welle vom Stillstand des Motors bis etwas unter halb dessen halber Drehzahl zusammen einen Ge winn des resultierenden Anlaufmomentes. Dieser Ge winn wird also in dem Bereich zustande gebracht, in welchem zur Überwindung des durch die Last bestimmten Verharrungsvermögens und der Reibung der Motor ein grosses Anlaufmoment erfordert. Ob gleich nähe der halben Drehzahl die Harmonischen eine Abschwächung des Drehmomentes erzeugen, ist die Abschwächung nicht ausgeprägt genug, um einen bedenklichen Tiefpunkt des Drehmomentes hervor zurufen.
Bei der Enddrehzahl, welche durch den Kurvenabschnitt 50 der Kurve 49 dargestellt ist, nach Abschalten der Anlaufwicklung an Punkt 51 der Kurve 49 durch den Schalter 30 (Fig. 1), ist der von den Harmonischen der Hauptwicklung her rührende Effekt weder merklich noch schädlich be züglich der gesamten Leistungsfähigkeit des Motors.
Dieses durch die Haupt- und Hilfswicklungen 18 und 23 erzeugte Anlauf- und Beschleunigungs moment wird also verbessert trotz Verwendung eines herkömmlichen Statorkerns mit gleichmässig vonein ander distanzierten Wicklungsnuten und trotz nicht vollständiger Ausnutzung des zur Verfügung stehen den totalen Wicklungsraumes. Hierzu sei erläutert, dass gemäss Fig. 1 die Nut 13a, in der Mitte jedes Pols der Hauptwicklung, keine der Spulen und die Nuten 13b nur die äussersten Spulen 26 der Anlauf wicklung tragen.
Das nachfolgende Beispiel soll das Vorstehende anhand eines in der Praxis verwendbaren Motors näher erläutern. Der verwendete Statorkern weist 36 Wicklungsnuten auf und hat folgende Abmes sungen:
EMI0003.0024
Bohrungsdurchmesser <SEP> 88,5 <SEP> mm
<tb> Aussendurchmesser <SEP> 159,7 <SEP> mm
<tb> Stapellänge <SEP> 30,5 <SEP> mm Die Spulen der Hauptwicklung für jeden Be triebspol und die Spulen der Anlaufwicklung für jeden Startpol sind gemäss dem Vorstehenden ge wickelt.
Mehr im einzelnen ist hier eine für jede Wicklung bei Kleinmotoren. gebräuchliche Drahtgrösse verwendet, und zwar für die Hauptwicklung ein Alu- miniumlackdraht von 1,22 mm Durchmesser und für die Hilfswicklung ein Kupferlackdraht mit 0,565 mm Durchmesser mit folgender Verteilung:
EMI0003.0034
Hauptwicklung <SEP> Anzahl
<tb> Windungen <SEP> Anzahl <SEP> Startwicklung <SEP> Windungen
<tb> Innerste <SEP> Spule <SEP> 20 <SEP> 23 <SEP> Innerste <SEP> Spule <SEP> 24 <SEP> 21
<tb> Spule <SEP> 21 <SEP> 31 <SEP> Spule <SEP> 25 <SEP> 20
<tb> Äusserste <SEP> Spule <SEP> 22 <SEP> 35 <SEP> Äusserste <SEP> Spule <SEP> 26 <SEP> 19 Der Versuch mit einem solchen Motor hat er geben, dass dieser im Stillstand ein Drehmoment von 0,337 mkg bei einem Strom von 45,6 A erzeugt. Dies ist insbesondere bedeutsam, weil die Haupt wicklung aus Aluminiumdraht gewickelt ist, dessen Leitfähigkeit gegenüber Kupferdraht nur etwa 60 beträgt.
Die Anlaufcharakteristik des Versuchsmotors kann noch besser verdeutlicht werden durch Ver- gleich der Leistungen mit einem herkömmlich ge wickelten Vierpol-Einphasen-Widerstandsmotor mit dem gleichen, wie vorher beschriebenen Stator. Die ser Motor weist eine Haupt- und Hilfswicklung mit der gleichen Drahtgrösse auf, wie das vorstehend für den beispielsweisen Versuchsmotor angegeben ist, wobei sich hier aber mehr Kupfermaterial in den Nuten befindet. Zum Beispiel enthält mindestens einer der Pole der Anlaufwicklung vier konzentrische Spulen mit 11, 14, 19 und 20 Windungen von der innersten zur äussersten Spule hin.
Dieser herkömm lich gewickelte Motor erzeugt nur ein Stillstands moment von 0,294 mkg bei einem Strom von 46 A. Somit erfordert der herkömmliche Motor gegenüber dem Versuchsmotor gleicher Grösse für ein bedeutend geringeres Anlaufmoment des ersteren mehr Kupfer und Strom.
Somit kann festgestellt werden, dass ein Wider standsmotor eine verbesserte Anlaufcharakteristik aufweisen kann, ohne dass hierfür eine Neukonstruk tion des Stators erforderlich wäre, wobei die Ver besserung zudem mit einer Reduktion des Anlauf stromes verbunden ist, dem bei den von Natur aus hochstromigen Motoren grosse Bedeutung zukommt. Ferner wird die bessere Anlaufleistung trotz Ver wendung des billigeren Aluminiums erzielt und wei ter können nach der bisher bekannten Weise ge wickelte Motoren leicht auf die vorbeschriebene Weise neu gewickelt werden.
Gemäss Fig. 4, welche eine weitere Ausführungs form des Kernes 11 zeigt, wobei gleiche Teile in bezug auf Fig. 1 gleiche Bezugszeichen aufweisen, weist der Kern 11 ebenfalls 36 Zähne 12 und Wick lungsnuten 13 auf, was einen Winkel von 10 Grad zwischen zwei benachbarten Zähnen bzw. Wick lungsnuten 13 entspricht.
Wie auch bei der Aus führungsform gemäss Fig. 1 ist die Hauptwicklung 18 in den Nuten so angeordnet, dass vier 180 elektri- 9 sche Grade umfassende Primärpole entstehen, welche je durch drei konzentrische, bezüglich Nut 13a sym metrische Spulen 20, 21 und 22 gebildet sind, wobei die Spulen vier bzw. sechs bzw. acht Zähne umfas sen. Gemäss Fig. 4, in welcher nur einer der Haupt s pole näher bezeichnet ist, ist die radiale Mitte des Poles mit M und die symmetrisch um M angeordne ten Nuten mit a bis e bezeichnet.
Vorzugsweise wei sen die Spulen Windungen mit progressiv anstei gender Windungszahl auf, wobei die innerste Spule 20 die wenigsten und die äusserste Spule 22 die meisten Windungen aufweist. Die resultierende Wel lenform der Flussverteilung der Hauptwicklung zeigt Fig. 2 und wurde anhand des Ausführungsbeispiels gemäss Fig. 1 schon beschrieben.
Die Hilfswicklung 50 in Fig. 4 ist gegenüber der Hauptwicklung 18 um 90 elektrische Grade ver setzt angeordnet und schliesst ebenfalls vier Pole ein. Im Gegensatz zur Wicklung 23 gemäss Fig. 1 sind hier aber zwei der sich diametral gegenüberliegenden Pole 51 durch vier konzentrische Spulen 53 bis 56 (von innen nach aussen) gebildet, welche um die radiale Polmitte 51 gewickelt sind und 3 bzw. 5 bzw. 7 bzw. 9 Zähne umfassen. Die beiden anderen Pole 52 weisen hingegen drei Spulen 57, 58 und 59 auf, welche konzentrisch um die radiale Polmitte S2 angeordnet sind.
An dieser Stelle sollte verständlich sein, dass bei der in Nut 13a angeordneten äussersten Spule 56 des Vierspulen -Hilfspols 51, welche Nut von den angrenzenden Hilfspolmitten St und S2 mit verschiedener Polarität abstandsgleich ist, eine Win- dungshälfte in jedem der beiden Hilfspole um S1 und S2 wirksam ist. Dem Rechnung tragend, zeigt die Fig. 4 eine dreieinhalbkonzentrische Spule pro Hilfspol, bei welcher eine Windungshälfte der Spule 56 jeden der Hilfspole berücksichtigt.
Die physikali sche Verteilung der Windungszahl der Spule 56 zwi schen den Polen 51 und 52 bewirkt eine sehr kleine Aussenspule für jeden Pol.
Eine merkliche Verbesserung der Anlaufleistung ist für die Ausführungsform gemäss Fig. 4 feststell bar, wenn ein gemäss dem vorgehend beschriebenen Versuchsmotor identischer Kern 11 mit dem glei chen Draht wie folgt gewickelt wird: Die Hauptwick lung 18 mit 23, 31 und 35 Windungen der kon zentrischen Spulen 20, 21 und 22 und die Hilfs wicklung 50 gemäss nachfolgender Tabelle.
EMI0004.0043
Pol <SEP> <B>Si</B> <SEP> tatsächliche <SEP> Pol <SEP> S2 <SEP> tatsächliche
<tb> Spulen <SEP> Windungszahl <SEP> <I>N</I> <SEP> Spulen <SEP> Windungszahl <SEP> <I>N</I>
<tb> 51 <SEP> 15 <SEP> 55 <SEP> 15
<tb> 52 <SEP> 17 <SEP> 56 <SEP> 17
<tb> 53 <SEP> 17 <SEP> 57 <SEP> 17
<tb> 54 <SEP> 14 <SEP> (7) <SEP> - <SEP> - <SEP> (7) Mit dieser Anordnung wurde ein Drehmoment von 0,32 mkg bei einem Strom etwas über 46 A fest gestellt.
Es wurde gefunden, dass bei der vorstehenden Verteilung der Windungen für die Wicklungen 18 und 50 die unteren Harmonischen der Luftspalt flusskomponenten (mit den grösseren Beträgen) der einen Wicklung bezüglich den korrespondierenden Harmonischen der Luftspaltflusskomponenten der an deren Wicklung ein zur Erzeugung eines Momentes in der gleichen Richtung wie das Moment der Grund- welle bei Drehzahlen unterhalb der Synchrondreh zahl der einzelnen Momente der Harmonischen ge eignetes Phasenverhältnis aufweisen. Gleich der Aus führungsform gemäss Fig. 1 wirken die drehmoment- erzeugenden Kräfte zur Erzeugung einer grossen re sultierenden Anlaufkraft additiv.
Bezüglich der Grundwelle und den Harmonischen des Flusses und der Grösse der magnetorischen Kraft MMK der konzentrisch verteilten Wicklungen gemäss Fig. 4 enthalten die betrachteten Wicklungen sowohl Halbwellensymmetrie wie auch Viertelwellensymme- trie, wobei nur die ungradzahligen Oberwellen bzw. Harmonischen vorhanden sind.
Der numerische Wert des Scheitels der Amplitude jeder gegebenen Welle bezüglich der radialen Mitte jedes Pols lässt sich wie folgt ausdrücken:
EMI0005.0003
wobei P der Scheitelwert jeder Grundwelle oder Oberwelle ist, n die Ordnungszahl der Welle angibt <I>(n =</I> 1 für die Grundwelle und<I>n</I> = 3,5<B>...</B> für die Oberwellen), 0 allgemein die elektrische.
Verschie bung für eine gegebene Spule angibt und 0A,$... den elektrischen Winkel zwischen der gegebenen Spule und der Polmitte bedeutet, O stets für die Mitte der die Spule tragenden Nut, N bedeutet die tatsächliche Windungszahl in der gegebenen Nut bei einem elektrischen Winkel O und Z bedeutet die äusserste Spule der einzelnen Wicklungspole.
Da keine Spule der Wicklungen 18 und 50 gemäss den Fig. 5 und 6 vom elektrischen Winkel 0A ein geschlossen ist (Nut b für Wicklung 18 und Nut e für Wicklung 50) ergibt sich bei Integration des vor stehenden Ausdruckes:
EMI0005.0027
Da die Polteilung jedes Wicklungspols 180 elek trischen Grad beträgt (Fig.4, 5 und 6), ist bei der Hauptwicklung OB = 40 , 0c = 60 und 0D = 80 und in der Hilfswicklung OB = 30 , OB = 50 , 0D = 70 und OB = 90 .
Werden diese Winkel sowie die Wicklungszahlen N gemäss der Aufstellung bezüglich Fig. 4 (Nr. 7 für Ni,-, in der Hauptwicklung) in dem vorstehend integrierten Ausdruck eingesetzt, so ergeben :sich für die Grundwelle und die Harmo nischen der unteren Ordnung für die Wicklungen folgende Werte:
EMI0005.0053
Aus dieser Aufstellung ist das Verhältnis zwi- schen Harmonischen und Grundwelle sowie das Vor zeichen (positiv oder negativ) jedes P" in der Mitte des Pols entnehmbar.
Zur Erzeugung einer grossen resultierenden Kraft für eine verbesserte Anlaufleistung ist es bezüglich der Wicklungen notwendig, dass das durch die Har monischen des Flusses erzeugte Drehmoment in der gleichen Drehrichtung wirkt, wie das durch die Grundwelle erzeugte Drehmoment. Somit müssen die Vorzeichen für die Harmonischen der Haupt- und Hilfswicklungen entgegengesetzt sein für die 3. und gleich sein für die 5. Harmonische. Bei diesem Ver hältnis sind die Harmonischen niederer Ordnung der Luftspaltflusskomponenten (3. und 5. Oberwelle) der einen Wicklung phasenrichtig jener der anderen Wicklung, d. h. die Komponenten der 3. und 5.
Har monischen des Flusses der Hauptwicklung bzw. der Hilfswicklung weisen untereinander das gleiche Ver- hältnis auf wie das unter den Grundwellenkompo- nenten des Flusses der gleichen Wicklungen der Fall ist. Aus diesem Grunde wirken die drehmoment- erzeugenden Kräfte der Flusskomponenten in gleicher Richtung und addieren sich zu einer grossen-resultie- renden Kraft.
Mathematisch lässt sich das durch folgende Glei chung ausdrücken:
EMI0005.0076
wobei das Vorzeichen von G", wenn es das gleiche der Grundwelle ist, ein positives Drehmoment der Harmonischen angibt, dass die Grundwelle verstärkt und sin (0n) die räumliche Verschiebung in elektri schen Graden zwischen der Mitte von benachbarten Startpolen<I>S</I> und Hauptpolen<I>M</I> (Fig. 4) bedeutet. Für die Grundwelle gemäss der vorstehenden Ta- belle wird<B>GI</B> positiv. Bezüglich der 3. Harmoni schen ist
EMI0006.0002
Auf gleiche Weise ergibt sich für die 5.
Ober welle der Wicklungsanordnung gemäss Fig. 4 eben falls ein zur Grundwelle additives Verhältnis. Schluss folgernd ist somit feststellbar, dass das Drehmoment der 3. und 5. Harmonischen der beiden Wicklungen die Grundwelle zur Erzeugung einer grossen resul tierenden Kraft unterstützen.
Selbstverständlich ist es möglich, die vorgeschrie bene Wicklungsanordnung nicht nur bei den so genannten Widerstandsmotoren anzuwenden, sondern auch beispielsweise bei den sogenannten Kondensa- tormotoren, um deren Anlaufeharakteristik zu ver bessern.