DE721076C - Polumschaltbarer Asynchronmotor - Google Patents

Description

• Polumschaltbarer Asynchronmotor stellt und beim Anschluß des Netzes an die andere Wicklung :den Sekundärteil bildet. Eine besondere Sekundärwicklung ist demnach .nicht erforderlich. Ebenso wie bei einem Motor mit nur einer, aber umschaltbaren Ständerwicklung ,hassen sich bei einem erfindungsgemäßen Motor insbesondere bei benachbarten Polzahlen kleine Maschinenabmessungen bei hohem Wirkungsgrad erzielen, während die Klemmunzahl klein und die Schaltung genau so einfach ist wie bei einer Maschine mit zwei Ständerwicklungen. Die Möglichlkeit :der Umschaltung im Betrieb. ohne Drehmomentunterbrechung sowie der kurzzeitigen Einschaltung beider Wicklungen im Stillstand zur Erreichung hoher Anzugsmomente stellt außerdem einen zusätzlichen Vorteil dar.
• Ein erfindungsgemäß .aufgebauter Motor vereinigt demnach die Vorzüge der bekannten gebräuchlichen Ausführungsformen. Werden die ,beiden im Ständer und Läufer ängeordneten Wicklungen außerdem umschaltbar ausgeführt, .so .lassen sich mehr als zwei Drehzahlen :erreichen. Im folgenden soll nun gezeigt werden; daß ein Motor nach der Erfindung- grundsätzlich für alle Drehzahlverhältnisse hergestellt werden kann, außer wenn das Drehzahlverhältnis durch die Netzphasenzahl teilbar ist.
• Wir legen die 2P1polige, z. B. 8polige Drehstromwicklung ans Netz :und betrachten die Lage der Spulen der 2p2poligen, beispielsweise nur 6poligen Drehstromwicklung im 2P1poligen, d. h. im 8poligen Feld, wobei die 6polige Wicklung als Zweischichtwicklung mit -dem Wickelschritt i So # ß ei. Grade ausgeführt sein und p2Spulen je Phase besitzen soll, d. h. also eine Spule je Polpaar und Phase. Die räumlichen Winkelmaße der 2P2poligen Wicklung-ausgedrückt in elektrischen Graden = räumliche Grade X Polpaarzahl - müssen zur Umrechnung auf das 2P1polige Feld mit dem Bruch multipliziert werden. Man erhält demnach für den Die Wickelschrittveränderung ß kann bei zwei Polzahlen immer so gehalten werden, daß jede Wicklung bei beiden Polzahlen wirksam ist. Ist ß = i vertretbar, so kann an Stelle der Zwischenschichtwicklung auch eine Einschichtwicklung gewählt werden. Für :die Beurteilung der Wirkungsweise der Wicklung spielen Spulen- und Phasenabstand die Hauptrolle und sollen :demzufolge näher betrachtet werden.
• Der Bruch im folgenden kurz Polzahlverhältnis genannt, sei bereits gekürzt, um Wiederholungen. auszuschließen, so -daß P2 ganzzahlige Werte von p2= i an aufwärts annehmen kann. Allgemein .stellt die betrachtete Wicklung mit ihren P2 parallel geschalteten Spulen j e Wicklung und Phase ein kurzgeschlossenes P2 Phasensystem dar mit folgender Spulenlage: Ist p2 = i, so .ist .nur eine Spule je Phase vorhanden, deren Spannung keinen kurzgeschlossenen Kreis vorfindet. Ist dabei P1 durch 3 teilbar, so wird der Phasenabstand o el. Grade, so daß die in den drei Wicklungsphasen induzierten gleichphasigen Spannungen auch durch einen äußeren Kurzschluß an :den Klemmen nicht zur Wirkung -gebracht werden ,können. Alle durch 3 teilbaren Polzahlverhältn-isse .sind bei Drehstrom mit .dieser Schaltung nicht ausführbar bzw. allgemein alle ,durch die Netzphasenzahl teilbaren Polzahlverhältnisse. Daran ändert sich auch nichts. wenn die 2 p2polige Wicklung mit 2p2Spulen je Wicklungsphase ausgeführt wird, also mit einer Spule je Pol und Phase. Der wirksame Spulenabstand beträgt .dann el. Grade. Die Vergrößerung des tatsächlichen Spulenabstandes um I8o el. Grade ist erforderlich, weil jede zweite Spule entgegengesetzten Wickelsinn .besitzt (Nord und Südpol). Für den Fall, daß p2 = i und P1 durch 3 teilbar und ungeradzahlig ist, werden Spulenabstand und Phasenabstand wieder o, während im Falle p2 = i, P1 durch 3 teilbar und geradzahlig der Spulenabstand I8o el. Grade und der Phasenabstand o el. Grade ;beträgt. Es ergibt sich so eine einachsige Schaltung, die nicht verwendbar ist.
• Ist p2 = i, P1 nicht durch 3 teilbar und j e ; Phase p2Spulen vorgesehen, so beträgt der Phasenabstand i2o e1. Grade und der Spulenabstand o e1. Grade. Wenn das Polzahlverhältnis ganzzahlig und nicht durch die Netzp'hasenzahl teilbar ist, kaann.die Schaltung nur i mit äußerem Kurzschluß an den Klemmen verwendet werden, wobei auch ein Anlassen und die . Drehzahlregelung mit äußerem Widerstand möglich ist. Werden bei P2 = r und P1 -nicht durch die Netzphasenzahl teilbar, 2p2Spulen je Wicklungsphase angeordnet, so ändert. sich .bei P1=ungeradzahlig nichts gegenüber ,dem eben besprochenen Fall, während bei P1=,geradzahlig jede Wicklungsphase einen einachsigen Kurzschluß darstellt. Das heißt beigeradzahligen Polzahlverhältnissen sind; ist bei Anordnung einer Spule je Pol die nicht durch die Netzphasenzahl teilbar und Phase die Schaltung ohne äußeren Kurzschluß verwendbar.
• Ist P2 = 2, dann kann P1 nur ungeradzahlig sein. Bei p2Spulen je Wicklungsphase wird der Spulenabstand I8o ei. Grade, so daß jede Wicklungsphase einen einachsigen Kurzschluß darstellt. Ist dabei P1 durch 3 teilbar, so beträgt der Phasenabstand I8o ei. Grade. Der Sekundärteil ist eine einachsige Schaltung; also nicht brauchbar. Bei Verwendung von 2p2 Spulen j e Wicklungsphase wird. jedoch der Spulenabstand 9o ei. Grade; so daß jede Wicklungsphase ein kurzgeschlossenes Vierphasensystem .darstellt und :die Schaltung somit in dieser Form brauchbar ist. Ist p2 = 2, P1 nicht durch 3 teilbar., so beträgt der Phasenabstand I2o ei. Grade-; die Wicklung stellt demnach ein kurzgeschlossenes Dreiphasensystem .dar, ist also -ebenfalls 'verwendbar, Wird p2 größer als 2, so stellt. jette Wicklungsphase ein kurzgeschlossenes Mehrphasen-System dar mit p2 = Phasenzahl und ist stets als Sekundärteil brauchbar.
• An zwei Ausführungsbeispielen sei die Erfindung näher erläutert. Beispiel -i 8/6poliger Motor_ mit 8/6 parallel geschalteten -Spulen je Wiklungsphase (bei ¢/3 Spülen fällt jede zweite aus). _ a) Die 8polige Wicklung liegt am Netz.-Die Läge der 6poligen Spulen nm 8poligen Feld ergibt sich. wie folgt: -

  - Spule , l

  i. z. 3. -. 4. 5. 6_

  EI. Winkellage der Wicklungsphase U . . ' 0 240 ` . 120 0 240 120

  V . :. - 16ö, 40 280- 16o 40 280

  W . . 320: ' 200' 8'o 320 200 - $O

  `Da der Unterschied zweier aufeinanderfolgender ei. Winkellagen jeweils 4o° beträgt, so ergeben die--drei dreiphasigen, um I6o ei. Grade verschobenen. Systeme zusammen ein Neunphasensystem. Die Spulen 2, 4 und 6 können fortfallen; ohne daß sich an der- Wirkungsweise der Schaltung etwas ändert.
• b) Die 6polige-Wicklung liegt am Netz. Die Lage der 8poligen Spulen im. 6poligen Feld ist dann folgende: - -

  Spule -

  i.- I 2. 3., 4- 1 5' 6. I 7-' 8:

  El. Winkellage der Wicklungsphase Ü ... 0 315 270 - 225 180 135 90 45

  ... 90 45 0 3'15 270 225 180 .135

  W .... z80 135 90 45 0 315 2.70 225

  Es ergeben sich also drei Achtphasensysteme. entstehen- drei Vierphasensysteme. Wenn, die Spulen?" 4, 6 und 8 wegfallen, Beispiel 2 I2/8/6poliger Motor, I2/6polige Ständerwicklung in Dahlanderschaltung mit sechs Spulen j e Phase und 3[G parallelen Kreisen sowie mit 8poliger Läuferwicklung mit acht parallel geschalteten Spulen j e Phase.
• a) Die I2polige Wicklung liegt am Netz. 'Die 8polige Wicklung bildet den Sekundärteil mit drei Vierphasensystemen.

  Spule

  3. 1 4. 5. 6. I 7. 8.

  El. Winkellage der Wicklungsphase U .... o 90 180 270 ö 90 180 270

  - - - - V .... I8o 27o 0 9o I8o 27o 0 9o

  W .... 0 90 180 27o 0 9o 18o 27o

  b) Die 8polige Wicklung liegt am Netz. gen Sekundärteil. Die z2 polige Wicklung bildet den neunphasi- Jeder Strang besteht aus drei parallelen Spulen, wobei beide Stränge in Reihe geschaltet sind.
• c) Die 6polige Wicklung liegt am Netz. Die 8polige Wicklung bildet den Sekundärteil mit drei Achtphasensystemen entsprechend Beispiel i b.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Polumschaltbarer Asynchronmotor für zwei Drehzahlen mit durch die Netzphasenzahl nicht teilbarem Drehzahlverhältnis und j e einer Primärwicklung unterschiedlicher Polzahl im Ständer und Läufer, dadurch gekennzeichnet, daß durch Parallelschalten der Spulen jeder Wicklungsphase jede Wicklung den in sich kurzgeschlossenen Sekundärteil für die andere Polzahl bildet.
2. 2. Motor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für ganzzahlige Drehzahlverhältnisse für die untere Drehzahl die sekundäre Wicklung an den Klemmen entweder direkt oder über Widerstände kurzgeschlos8en ist. 3.. Motor nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Wicklungen in an sich bekannter Weise polumschaltbar ist.