DE500319C - Anordnung zur Beeinflussung der Betriebs- und Anlassverhaeltnisse von elektrischen Maschinen mit Wechselstromerregerfeld und mit mehreren zueinander parallel geschalteten Polpaaren - Google Patents

Description

• Anordnung zur Beeinflussung der Betriebs- und Anlaßverhältnisse von elektrischen Maschinen mit Wechselstromerregerfeld und mit mehreren zueinander parallel geschalteten Polpaaren Bei Induktionsmotoren mit Kurzschlußwicklung im Sekundärteil und mit mehreren Polpaaren ist bereits ein Anlaßverfahren bekannt; bei dem von den zueinander parallel geschalteten Erregerpolpaaren im Ständer des Motors im Anlaßmoment nur ein Teil eingeschaltet ist. Dadurch wird die Anlaßstromstärke herabgesetzt. Um die Anlaßstromstärke noch weiter zu vermindern, ist außerdem die kurzgeschlossene Wicklung des Sekundärteiles als Wellenwicklung ausgeführt, und die Wicklungen der nicht an das Netz angeschlossenen Erregerpolpaare im Ständer sind offen. Es ergibt sich dabei etwa die Anordnung nach Fig. I der Zeichnung. Von den drei Polpaaren des Kurzschlußankermotors ist im Anlaßmoment nur das Polpaar 2 an das Netz angeschlossen, die Polpaare 3 und 4 sind hingegen durch Öffnen der Sternpunkte 5 und 6 ihrer Wicklungen offen und daher vom Netz nicht erregt. Der vom Polpaar 2 in der Wellenwicklung des Kurzschlußankers I induzierte Strom verteilt sich nun über den ganzen Läuferumfang.
• Bei dieser bekannten Anordnung wird zwar im Anlaufmoment der dem Netz entnommene Strom stark vermindert, andererseits ist aber das Anlaufmoment nur ein sehr geringes. Dieses wird namentlich dadurch sehr geschwächt, daß im Anlauf die kurzgeschlossene Wellenwicklung einen sehr hohen induktiven Streuwiderstand besitzt; der Strom der Wellenwicklung verteilt sich über den ganzen Ankerumfang und erzeugt innerhalb der Polpaare 3 und 4 magnetische Flüsse, die für das Polpaar 2 als Streuflüsse wirksam sind.
• Die Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung dieser bekannten Anordnung und auf ihre Anwendung bei Wechselstromkollektormaschinen. Erfindungsgemäß sind bei elektrischen Maschinen mit Wechselstromerregerfeld und mit mehreren zueinander parallel geschalteten Polpaaren, bei denen die von den Erregerpolpaaren induzierte Ankerwicklung als Wellenwicklung ausgeführt ist und einzelne Polpaare der Erregerwicklung abgeschaltet werden, die Wicklungen der abgeschalteten Erregerpolpaare kurzgeschlossen. Durch den Kurzschluß der abgeschalteten Erregerpolpaare wird die Streuinduktivität der Sekundärwicklung auf ein erträgliches Maß vermindert und damit das Anlaufmoment gegenüber der bekannten Anordnung ganz erheblich verbessert. Bei der Anwendung der Erfindung auf die Schaltung nach Fig. r muß man also die Erregerpolpaare 3 und q. bei geschlossenem Sternpunkt vom Netz abschalten und kurzschließen. Besonders zweckmäßig erweist sich das neue Verfahren für Wechselstromkollektormaschinen. Diese Maschinen haben bekanntlich den Nachteil, daß sie beim Anlaufen bzw. auch bei Drehzahlen, die vom Synchronismus stark abweichen, zur Funkenbildung am Kollektor neigen, weil dann in den kurzgeschlossenen Spulen außer der Stromwendespannung auch noch eine vom Hauptkraftfluß herrührende Transformatorspannung erzeugt wird. Wendet man nun das neue Verfahren bei Kommutatormaschinen an, deren Läufer eine Wellenwicklung besitzt, indem man im Ständer einzelne Polpaare abschaltet, dann vermindert sich die in den kurzgeschlossenen Spulen erzeugte Transformatorspannung entsprechend der Verringerung der Erregerpolpaare. Man kann daher mit dem neuen Verfahren gerade Wechselstromkommutatormaschinen, sei es mit Nebenschluß-, sei es mit Seriencharakteristik, in besonders zweckmäßiger Weise anlassen. Zum Beispiel eignet sich das Verfahren zum Anlassen und Regeln von ständergespeisten Drehstromnebenschlußmotoren (Winter-Eichberg-Schaltung).
• Bei Wechselstromkollektormaschinen mit Seriencharakteristik, insbesondere Ein- oder Mehrphasenreihenschlußmotoren, kann das neue Verfahren auch für die Regelung der Drehzahl während des Betriebes herangezogen werden. Bekanntlich erfolgt die Regelung der Drehzahl vielfach durch Bürstenverstellung. Diese Regelung hat aber eine untere Grenze, weil der Motor bei einem bestimmten Drehmoment von einer bestimmten unteren Drehzahl an unstabil wird. Schaltet man hingegen einzelne Polpaare der Ständerwicklung ab, dann sinkt bei gleichem Drehmoment die Drehzahl ebenfalls, ohne daß ein Unstabilwerden zu befürchten ist. Außerdem wird dann, wie bereits geschildert, die Kommutierung günstiger. Gegenüber einer Beeinflussung der Drehzahl durch Änderung der zugeführten Spannung hat, wie bereits geschildert, das neue Verfahren den Vorteil, daß es in äußerst einfacher Weise durchzuführen ist. Das neue Verfahren eignet sich auch insofern besonders für das Anlassen von Kollektormaschinen mit Seriencharakteristik, weil diese Maschinen beim Anlassen in der bisher üblichen Weise bereits ein so hohes Anlaufmoment entwickeln (das Drei- bis Vierfache des normalen Drehmotors), daß eine Verminderung dieses Anlaufmomentes bei dem neuen Verfahren ohne weiteres zulässig ist und unter Umständen sogar erwünscht ist.
• Abb. 2₧der Zeichnung zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem das Abschalten von einzelnen Polpaaren der Ständerwicklung eines einphasig gespeisten Repulsionsmotors dazu benutzt wird, um den Motor entweder anzulassen oder mit einer niedrigen Drehzahl zu betreiben. Die mit dem Kommutator 7 verbundene Läuferwicklung ist wieder als Wellenwicklung ausgeführt; der Ständer besitzt bei sechspoliger Bauart des Motors drei Einphasenwicklungen 8, 9 und Io, die vom Netz in Parallelschaltung gespeist werden. Beim Anlassen bzw. auch bei unteren Drehzahlen sind nun z. B. die zwei Polpaare 9 und Io der Ständerwicklung vom Netz einpolig abgeschaltet und in sich kurzgeschlossen. Dementsprechend sinkt dann auch die in den kommutierenden Spulen der Ankerwicklung von den Ständerflüssen erzeugte Spannung, und eine Funkenbildung beim Anlaufen oder bei niedrigen Drehzahlen kann nicht auftreten.
• Das neue Verfahren kann in vorteilhafter Weise auch für die Drehzahlregelung bzw. auch für das Anlassen von Einphasenreihenschlußmotoren und von doppelt gespeisten Einphasenreihenschlußmotoren Anwendung finden. Derartige Motoren werden bekanntlich z. B. für den Antrieb von Einphasenwechselstromlokomotiven verwendet. Man wird dabei bei dem gewöhnlichen Einphasenreihenschlußmotor nur die Erregerpolpaare abschalten, während man bei dem doppelt gespeisten Reihenschlußmotor auch die zu den Erregerpolpaaren gehörenden Kompensationswicklungen in gleicher Weise regeln und damit die Drehzahl auf die Kommutierung beeinflussen kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Anordnung zur Beeinflussung der Betriebs- und Anlaßverhältnisse von elektrischen Maschinen mit Wechselstromerregerfeld und mit mehreren zueinander parallel geschalteten Polpaaren, insbesondere von Wechselstromkollektormaschinen, bei denen die. von den Erregerpolpaaren induzierte Läuferwicklung als Wellenwicklung ausgeführt ist und einzelne Polpaare der Erregerwicklung abgeschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen der abgeschalteten Erregerpolpaare kurzgeschlossen sind.