DE675138C - Asynchronmotor mit innerer Kaskadenschaltung - Google Patents

Description

Durch Kaskadenschaltung zweier mechanisch gekuppelter Asynchronmotoren wird bekanntlich erreicht, daß der Motorensatz mit einer Drehzahl umläuft/ die der Summe der Polzahlen beider Motoren entspricht. Die Schaltung erfolgt dabei so, daß deF Ständer des ersten Motors am Netz liegt, während der Läufer nun entweder an den Ständer des zweiten Motors so angeschlossen wird, daß ein gleichsinniges Drehfeld entsteht, oder aber an den Läufer des zweiten Motors, so daß ein gegensinniges Drehfeld entsteht. Bringt man die Wicklungen beider Motoren in ein und demselben Eisenpaket unter, so entsteht eine innere Kaskadenschaltung, die bis auf die doppelte Magnetisierung desselben Blechpaketes und die veränderten magnetischen Streuungen die gleichen Eigenschaften und Schaltmöglichkeiten besitzt wie eine äußere Kaskadenschaltung.

Erfindungsgemäß wird nun zur Erzielung einer zweiten Drehzahl, nämlich ²/₃ bzw. ¹Z₃ der Nenndrehzahl, im feststehenden und umlaufenden Teil nur je eine Wicklung aufgebracht, auf die gleichzeitig die Ströme und Felder der zwei Polzahlen einwirken. Dabei wird die Läuferwicklung in Dreieck geschaltet und die Eckpunkte mit den Mittelpunkten der einzelnen Phasen so verbunden, daß ein gegenläufiges Drehfeld von halber bzw. doppelter Polzahl erzeugt wird, das einen dreiphasig kurzgeschlossenen Sekundärteil in dem mit zwei parallelen Stromkreisen versehenen Ständer vorfindet.

Es sind zwar seit langem innere Kaskadenschaltungen mit einem Verhältnis der Einzelpolzahlen von 1 : 2 bekannt, bei denen nur je eine Ständer- und Läuferwicklung vorgesehen ist. Bei diesen Schaltungen sind jedoch stets

Äquipotentialverbindungen erforderlich, und die aus zwei am Umfang ineinandergeschachtelten, je einer Polzahl zugeordneten Abteilungen be stehende Läuferwicklung entspricht in ihrer Alis·;' nutzung und Wirkungsweise zwei getrennter^ selbständigen Läuferwicklungen. Bei großenf; Raumbedarf stellen diese Schaltungen wicklungstechnisch hohe Anforderungen.

Die von diesen Nachteilen freie Schaltung ίο gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung· in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Abb. ι bis 4 zeigen die Schaltung zur Erzielung von ²/₃ Nenndrehzahl für einen vierpoligen Drehstromasynchronmotor.

Der Ständer trägt eine vierpolige Zweischichtwicklung mit j e einer Spule j e Polpaar und Phase, die nach Schaltbild (Abb. i) und Wicklungsverteilung (Abb. 2) einander parallel geschaltet sind, so daß bei eventueller Induzierung durch ein zweipoliges Feld jede Phase in sich kurzgeschlossen ist. Der Läufer erhält ebenfalls eine vierpolige Zweischichtwicklung mit einer Spule je Polpaar und Phase, die gemäß Abb. 3 und 4 in Reihe und Dreieck geschaltet sind. Die Dreieckeckpunkte sind einmal an Schleifringe 1, 2, 3 geführt und gleichzeitig mit den Mittelpunkten der gegenüberliegenden Dreieckseiten verbunden, wobei die Anschlußpunkte auch zyklisch vertauscht werden können. Bei offenen Schleifringen werden demnach die an den Punkten U₂, F₂, W₂ durch das vierpolige rechtsläufige Ständerfeld erzeugten Spannungen den Punkten U_a, V_a, W_a zugeführt, und es wird damit die Ausbildung eines zweipoligen Drehfeldes mit entgegengesetztem Drehsinn bewirkt, wie die Aufzeichnung der Stromverteilung (Abb. 5) für Speisung an TJ_a, Va, W _a und des ^.W'-Diagrammes der in Dreieck geschalteten Wicklung zeigt. Dieses zweipolige Feld findet in den parallel geschalteten Ständerspulen einen kurzgeschlossenen dreiphasigen Sekundärteil vor, da in den beiden parallel geschalteten Spulen jeder Phase vom zweipoligen Feld gleich große, aber entgegengesetzte Spannungen induziert werden. Somit ist eine ⁴/₂polige innere Kaskadenschaltung gegeben, die den Motor entsprechend 4 + 2 = 6 Polen mit 1000 U/min umlaufen läßt. Werden die Schleifringe über die Schalter 4 und 5 kurzgeschlossen, so wird die Kaskadenschaltung hinfällig, und der Motor läuft entsprechend dem vierpoligen Ständerfeld auf 1500 U/min hoch, um dort wie ein normaler Motor zu arbeiten. Dadurch, daß die Polpaarzahl der Grunddrehzahl durch 2 teilbar sein muß, ist diese Schaltung nur bei durch 2 teilbaren Polpaarzahlen bzw. durch 4 teilbaren Polzahlen anwendbar, also 2 j> = 4, 8,12,16 usw. %y_t Die Umkehrung der Schaltung führt zur inne-Kaskadenschaltung für ¹Z₃ Nenndrehzahl

Schaltbild Abb. 6 und 7. Die Wicklungs- ^verteilung bleibt hier die gleiche wie Abb. 2, nur daß im Ständer die Anschlüsse der zweiten Spule jeder Phase vertauscht werden, so daß ein zweipoliges Feld entsteht. Das zweipolige Ständerdrehfeld induziert jetzt die unverändert gelassene Läuferwicklung und erzeugt an den Punkten U_a, F₀, W_a Spannungen, die durch den Anschluß an die Punkte U₂, F₂, W₂ ein vierpoliges Feld mit entgegengesetztem Drehsinn erzeugen. Dieses findet in den parallel geschalteten Ständerspulen einen kurzgeschlossenen dreiphasigen Sekundärteil vor, so daß wiederum eine innere Kaskadenschaltung für 2 + 4 = 6 Pole mit 1000 U/min zustande kommt. Bei Kurzschluß der Schleifringe läuft der Motor auf 3000 U/min, hoch. Die Schaltung für ¹Z₃ Nenndrehzahl ist für jede Polzahl anwendbar.

Der Vorteil der beiden Schaltungen besteht darin, daß der Netzanschluß bei der Nenndrehzahl und bei der zweiten Drehzahl unverändert bleibt und nur die Stellung des zweipoligen Kurzschließers verschieden ist. Der Kurzschließer kann auch als mitumlaufender ausgebildet werden, so daß die Schleifringe wegfallen können. Beide Schaltungen, insbesondere die für ²/₃ Drehzahl, können auch als Anlaufschaltung zur Verminderung der Einschaltströme angewandt werden. Die Verbindung beider Schaltungen durch Umschalten des Ständers mittels Polumschalter (im Beispiel auf 2PoIe) ergibt einen polumschaltbaren Motor , mit drei Drehzahlen im Verhältnis 1 '.¹J₂ : ¹J₃,

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Asynchronmotor mit innerer Kaskadenschaltung für ²Z₃ bzw. ¹Z₃ Nenndrehzahl, dadurch gekennzeichnet, daß die Eckpunkte der Läuferdreieckwicklung einmal an Schleifringe geführt und mit den Mittelpunkten der gegenüberliegenden Phasenwicklung so verbunden sind, daß ein gegenläufiges Drehfeld halber bzw. doppelter Polzahl erzeugt wird, das in dem mit zwei parallelen Stromkreisen versehenen Ständer einen dreiphasigen kurzgeschlossenen Sekundärteil findet.

2. Asynchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Schleifringe ein mitumlaufender Kurzschließer vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen