DE113991C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d.

Wechselstrom - Induktionsmotor.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 8. Februar 1900 ab.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Neuerung an Wechselstrommotoren mit Induktionswirkung, d. h. solchen, bei welchen dem einen Theil des Motors Wechselstrom zugeführt wird, während der andere Theil mit einer bezw. mehreren Windungen oder Wickelungen (im Folgenden soll nur immer von einer Wickelung gesprochen werden) versehen ist, in welcher Ströme inducirt werden.

In der vorliegenden Beschreibung ist vorausgesetzt, dafs diese beiden Theile in der gewöhnlichen Weise angeordnet sind, d. h. dafs der erste Theil fest angeordnet ist, während der letztere Theil eine Rotationsbewegung ausführen kann. Diese Theile werden demgemäfs im Folgenden wie üblich als Ständer und Läufer bezeichnet. Bei den bekannten derartigen Wechselstrommotoren bildet die Läuferwickelung meist einen oder mehrere geschlossene Stromkreise. Manchmal sind diese Wickelungen auch mit Schleifringen versehen, auf denen Bürsten schleifen, mittelst deren der Läufer an einen ä'ufseren Stromkreis angeschlossen wird.

Beim Anlassen eines derartigen mit Schleifringen versehenen Wechselstrommotors ist es üblich, in den Stromkreis des Läufers einen einfachen Widerstand einzuschalten, zum Zweck, die Stromstärke in der Läuferwickelung zu vermindern und die Entnahme übermäfsig starker Ströme aus den Hauptleitungen zu verhindern, zugleich aber das Drehmoment der Läufer welle zu vergröfsern. In manchen Fällen hat man auch an Stelle eines einfachen Widerstandes eine Drosselspule in diesen Stromkreis eingeschaltet oder eine andere Anordnung getroffen, durch welche eine elektromotorische Gegenkraft, welche auf der Selbstinduktion beruht, erzeugt wird. Bei derartigen Einrichtungen entsteht eine Phasenverzögerung der in der Läuferwickelung inducirten Wechselströme, welche die magnetisirende Wirkung der Ströme des Ständers und infolge dessen auch das Drehmoment des Läufers vermindert und zudem ungewöhnlich starken Strömen den Durchgang durch die Ständerwickelung gestattet.

Zweck vorliegender Erfindung, ist bei derartigen Wechselstrommotoren, und zwar sowohl bei einphasigen als auch bei Mehrphasenmotoren, ein gröfseres Anlafsdrehmoment als bisher zu erzielen und dabei zugleich die Ständerströme verhältnifsmäfsig schwach zu halten.

Um diesen Zweck zu erreichen, unterwirft man nach vorliegender Erfindung, statt einfache Widerstände oder durch Selbstinduktion erzeugte elektromotorische Gegenkräfte in der Läuferwickelung beim Anlassen des Motors zu verwenden, die Läuferwickelung einer unmittelbar oder mittelbar vom Hauptstrom gelieferten elektromotorischen Kraft, welche derart zur Wirkung gebracht wird, dafs sie der Nacheilung der Ströme in der Läuferwickelung entgegenwirkt und dieselbe vermindert oder ganz beseitigt. Es kann sogar unter Umständen eine Phasenverschiebung in der Läuferwickelung erzielt werden, die derjenigen entgegengesetzt ist, welche durch die Selbstinduktion

veranlafst wird. Die Einrichtung kann natürlich in verschiedener Weise ausgeführt werden.

Fig. i, 2, 3, 4 und 5 stellen im Schema einige Beispiele von Ausführungsformen der Erfindung dar.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung stellt α die Ständerwickelung, b den Läufer des Motors dar, während bei c die Hauptstromleitung angedeutet ist. Die Läuferwickelung ist mittelst der gewöhnlichen Schleifringe e und Bürsten f sowie Leiter g mit einer Schaltvorrichtung verbunden, durch welche sie mit geeigneten Theilen der Ständerwickelung in der Weise verbunden werden kann, dafs die elektromotorische Gegenkraft der Läuferwickelung beim Anlassen zugeführt werden und allmählich vermindert werden kann, wenn die Geschwindigkeit des Läufers wächst. Wenn die volle Geschwindigkeit erreicht ist, kann endlich die Läuferwickelung vollständig kurz geschlossen werden.

Bei der dargestellten Anordnung besteht die Schaltvorrichtung aus einem beweglichen Schleifcontact z, der mit einem der Leiter g leitend verbunden ist, und aus einer Reihe von isolirten, fest angeordneten Stromschlufsstücken k, welche mit verschiedenen Punkten / der Ständerwickelung α verbunden sind, und von denen der eine aufserdem mit dem anderen Leiter g verbunden ist. Wenn also der Schleifcontact i die in vollen Linien dargestellte Lage einnimmt, so kann das Maximum der elektromotorischen Gegenkraft, welche diese Anordnung zu erreichen gestattet, in der Läuferwickelung zur Wirkung, gebracht werden, was beim Anlassen des Motors zweckmäfsig ist. Verschiebt man den Schleifcontact i aus dieser Stellung im Sinne des Pfeiles, so wird die elektromotorische, auf die Ankerwickelung zur Wirkung gebrachte Gegenkraft schrittweise vermindert, und wenn der Schleifcontact in die durch punktirte Linien angedeutete Lage gelangt, so sind sämmtliche Theile der Ständerwickelung ausgeschaltet, und die Läuferwickelung ist in sich kurz geschlossen.

W^Tenn in Verbindung mit der Wickelung des Ständers ein Anlafswiderstand verwendet wird, so kann die erforderliche elektromotorische Gegenkraft von dem letzteren gewonnen werden, indem man die Potentialdifferenz zwischen verschiedenen Theilen dieses Widerstandes benutzt. Diese Anordnung ist in Fig. 2 angedeutet. Hierbei stehen die festen Stromschlufsstücke k der Schaltvorrichtung mit verschiedenen Punkten η des Ständeranlafswiderstandes 0 in Verbindung.

Wenn die Spannung des elektrischen Stromes, welcher den Motor speist, nicht geeignet ist, die erforderliche elektromotorische Gegenkraft beim Anlassen des Motors unmittelbar zu liefern, so kann man sich eines Umformers bedienen, der einen Wechselstrom von geeigneter Spannung liefert. Der Umformer kann nach Art der sogenannten Autotransformatorep eingerichtet sein, doch kann man auch gewöhnliche Transformatoren verwenden. 'Die erforderliche Veränderlichkeit der elektromotorischen Gegenkraft kann man erreichen, indem man passende Theile desselben benutzt oder indem man die Spannung des secundären Stromes in anderer geeigneter Weise verändert, beispielsweise indem man entweder in den primären oder in den secundären Stromkreis desselben einen Widerstand einschaltet.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung dieser Art, bei welcher die Schaltvorrichtung, mit der die Leiter g verbunden sind, in solcher Verbindung mit einem Autotransformator angewendet ist, dafs die festen Stromschlufsstücke k derselben mit verschiedenen Punkten ρ der Wickelung q dieses Transformators verbunden sind, der mit irgend einem geeigneten Theile des Ständer- oder Speisungsstromkreises parallel geschaltet ist. Durch Verstellung des Schleifcontactes i kann die in der Läuferwickelung zur Wirkung gebrachte elektromotorische Gegenkraft verändert werden.

Fig. 4 zeigt eine andere derartige Anordnung, bei welcher die festen Schaltcontacte k mit verschiedenen Punkten der Secundärwickelung r eines gewöhnlichen Transformators verbunden sind, dessen primäre Wickelung s mit einem geeigneten Theile des Motor- oder Speisungsstromkreises parallel geschaltet ist. Die Schaltvorrichtung ist hierbei, wie vorher beschrieben, mit der Läuferwickelung verbunden, so dafs in diese eine elektromotorische Gegenkraft von veränderlicher Gröfse nach Bedarf zur Wirkung gebracht werden kann.

Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 5 dargestellt. Bei dieser sind die Leiter g mit der secundären Wickelung eines gewöhnlichen Umformers für Wechselstrom verbunden, und die durch denselben gelieferte elektromotorische Kraft kann entweder durch allmäliges Einschalten eines Widerstandes t in den primären Stromkreis ί oder eines Widerstandes f¹ in den secundären Stromkreis r des Umformers in geeigneter Weise vermindert werden, um dadurch die in der Läuferwickelung beim Anlassen des Motors zur Wirkung gebrachte elektromotorische Gegenkraft bei Zunahme der Geschwindigkeit allmälig vermindern zu können.

In den auf den Zeichnungen schematisch zur Darstellung gebrachten Anordnungen ist der Einfachheit halber zunächst ein einphasiger Wechselstrom zur Speisung des Motors angenommen. Die neue Einrichtung ist indessen auch bei allen anderen Arten von Induktionsmotoren und insbesondere auch bei Mehrphasenmotoren in ganz ähnlicher Weise mit Vortheil anwendbar. .

Die zur Ausführung der Erfindung benutzte Schaltvorrichtung kann in beliebiger Weise ausgebildet sein, indessen ist die Anordnung vorzuziehen, bei welcher der Schleifcontact mit Widerstand versehen ist, durch welchen der Kurzschlufs benachbarter fester Contactstücke vermieden wird, während der Schleifcontact von einem festen Contact zum anderen übergeht. Derartige Schaltvorrichtungen sind bekannt.

Bei allen beschriebenen Anordnungen und bei allen anderen, welche auf dieser Grundlage beruhen, wird in der Läuferwickelung eine elektromotorische Gegenkraft zur Wirkung gebracht, und zwar in der Weise, dafs der Phasenverschiebung in der Läuferwickelung, welche ein Nacheilen der Wechselströme in dieser Wickelung gegenüber denen der Ständerwickelung in sich schliefst, entgegengearbeitet wird, so dafs sie vollständig vermieden oder wenigstens vermindert wird, wodurch die magnetisirende Wirkung der Ständerströme und das Drehmoment des Läufers bein Anlassen vergröfsert werden können.

Claims (7)

1. Patent-Ansprüche:
2. ι. Wechselstrom-Induktionsmotor, dadurch gekennzeichnet, dafs in der inducirten oder Läuferwickelung eine elektromotorische Gegenkraft zur Wirkung gebracht werden kann, welche unmittelbar oder mittelbar dem Speisungsstromkreis des Motors entnommen wird, zum Zwecke, beim Anlassen des Motors der hierbei auftretenden Phasenverschiebung des im Läufer infolge der Drehung des Feldes inducirten Stromes ; entgegenzuwirken und sie zu verhindern ; oder wenigstens zu vermindern, so dafs die magnetisirende Wirkung der Ständer-. ströme und dadurch das Anlafsdrehmoment des Motors vergröfsert wird.
   2. Wechselstrom-Induktionsmotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs die Läuferwickelung unmittelbar oder mittelbar mit Theilen des Hauptstromkreises in Verbindung gebracht werden kann, zwischen denen eine Potentialdifferenz vorhanden ist, unter Verwendung einer Schaltvorrichtung und solcher Verbindungen, dafs die in der Läuferwickelung beim Anlassen zur Wirkung gebrachte elektromotorische Gegenkraft nach Mafsgabe der Geschwindigkeitszunahme des Motors allmälig vermindert werden kann.
3. 3. Ausführungsform des Motors nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs die Läuferwickelung mit verschiedenen Punkten (I) der Ständerwickelung (a) mittelst einer verstellbaren Contactvorrichtung in Verbindung gebracht werden kann (Fig. 1).
4. 4. Ausführungsform des Motors nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs die Läuferwickelung mittelst der verstellbaren Contactvorrichtung (i k) mit verschiedenen Theilen des Anlafswiderstahdes (o) in Verbindung gebracht werden kann, welcher in Verbindung mit der Ständerwickelung (a) verwendet wird (Fig. 2).
5. 5. Ausführungsform des Motors nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs die Läuferwickelung mittelst der verstellbaren Contactvorrichtung (i k) mit verschiedenen Abschnitten der Wickelung eines Autotransformators (q) verbunden werden kann (Fig. 3).
6. 6. Ausführungsform des Motors nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs die Läuferwickelung mittelst der verstellbaren Contactvorrichtung (i k) mit verschiedenen Abschnitten der secundären Wickelung (r) eines Transformators in Verbindung gebracht werden kann (Fig. 4).
7. 7. Ausführungsform des Motors nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs die Läuferwickelung mit der secundären Wicke-' lung (r) eines Transformators verbunden werden kann, wobei die hierdurch im Läufer entwickelte elektromotorische Gegenkraft durch Einschalten von Widerständen in den primären oder den secundären Stromkreis des Transformators mittelst geeigneter Schaltvorrichtungen nach Bedarf vermindert werden kann (Fig. 5).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.