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Einphasen-Wechselstrominduktionsmotor mit umschaltbarer Polzahl.
Die Erfindung betrifft Einphasen-Wechselstrominduktionsmotoren mit umschaltbaren Polzahl, bei denen als Anlasshilfswicklung ein Teil der Hauptwicklung benutzt wird.
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besonders konstruierten Motor zu ändern.
Bei den bekannten Einphasen-Wechselstrominduktionsmotoren ist zur Ermöglielung dieser Umschaltung für jede Polzahl eine besondere Wicklung angeordnet.
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derselben Polzahl anzubringen.
Bei diesen Konstruktionen ist viel untätiges Material vorhanden, wodurch solche Motoren aussergewöhnlich grosse Abmessungen erhalten, aber nur wenig leisten. Deshalb wird öfter nur eine einzige
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3. Wenn der Motor bei einer anderen als der höchsten Tourenzahl infolge einer Überbelastung ausser Tritt fällt, wird er zum Stillstehen kommen und verbrennen können.
Bei Einphasen-Wechselstrominduktionsmotoren mit nur einer bestimmten Tourenzahl wird darum oft die Hilfsphase selbsttätig mittels eines Zentrifugp. lkontaktes bedient, wodurch diese Phase bei einer zn niedrigen Tourenzahl beigesehaltet wird und den Motor wieder auf die bezügliche Tourenzahl bringt.
4. Bei Einphasen-Wechselstrominduktionsmotoren mit umschaltbaren Polzah und nur einer Hilfsphase ist es also nicht möglich, auf jede Tourenzahl anlaufen zu lassen, und darum ist es notwendig, jedesmal wieder auf die höchste Tourenzahl anlaufen zu lassen, wenn der Motor bei einer anderen als der höchsten Tourenzahl ausser Tritt fällt.
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Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungi-gegentandes dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 das Wickelschema eines Stators mit 24 Nuten, in dem die Stromrichtung in einem beliebigen Augenblick des Betriebszustandes durch Pfeile angegeben ist, Fig. 2 denselben Stator im Anlasszustand, wobei die als Hilfsphase benutzte Wicklung durch punktierte Linien angedeutet ist, Fig. 3 die Stromrichtungen für eine vierpolige Schaltung, Fig. 4 das Schema des Stators wie in Fig. 1 und 2, aber auf acht Pole umgeschaltet.
In Fig. 5 ist die als Hilfsphase benutzte Spulenserie in punktierten Linien angegeben, Fig. 6 zeigt die Stromrichtungen für die Schaltung nach Fig. 4 und 5, Fig. 7 und 8 zeigen sehematisch die Anordnung nach Fig. 1 und 2, unter Anwendung eines Zentrifugalkontaktes, während in den Fig. 9 und 10 eine Anordnung der Vorrichtung nach Fig. 3 und 4 gegeben wird. Fig. 11 zeigt das Schema eines Stators, der auf mehrere Geschwindigkeiten umgeschaltet werden kann, während in Fig. 12 schematisch die Wickelrichtung angegeben ist. Fig. 13 zeigt denselben Stator wie Fig. 11, jedoch umgeschaltet auf sechs Pole, während Fig. 14 die Wickelrichtung angibt. Fig. 15 zeigt wieder denselben Stator wie die Fig. 11 und 13, aber umgeschaltet auf acht Pole, und Fig. 16 gibt die Wickelrichtung an.
Fig. 17 zeigt eine Schaltung, bei der damit beim Umschalten von einer Polzahl auf eine andere nicht zu viel Schaltdrähte nötig werden, die Spulenserien in Reihen-oder Parallelschaltung kombiniert sind.
In der Zeichnung stellt A den Stator mit 24 Nuten dar, die mit 1 bis 24 bezeichnet sind und in denen Spulen Bi bis Bl2 eingebettet sind.
In den Fig. 7-10 ist ein Zentrifugalschalter angegeben, der bei genügender Tourenzahl einen
Kondensator oder eine Drosselspule H, in welcher die Phasenverschiebung beim Anlassen verursacht wird, kurzschliesst. D stellt darin die Motorachse vor, auf welcher der Zentrifugalkontakt B befestigt ist.
Dieser Kontakt verbindet bei genügender Tourenzahl die halben Ringe Fund uns, wodurch der Kondensator oder die Drosselspule H kurzgeschlossen wird.
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In Kontrollerform gestaltet, sind angegeben Stand 1 für vier Pole, Stand 2 für sechs Pole und Stand 3 für acht Pole, alles insofern es die sogenannte Hauptphase betrifft.
Wird eine besondere Hilfsphase verlangt, so kann diese ganz in Übereinstimmung mit der Hauptphase ausgeführt und geschaltet werden ; es werden aber dann die Spulen mit Hinsicht auf die Hauptphase um zwei oder mehr Nuten verschoben eingebettet.
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Stator mit z. B. 24 Nuten wird die Wicklung folgenderweise ausgeführt :
Die ganze Wicklung besteht aus zwölf oder mehr Spulen, von denen acht oder mehr einen Schritt haben von und vier von 1/, des Statorumfanges.
Um die Sache deutlicher zu veranschaulichen, werden die Statornuten von 1-24 numeriert gedacht.
Die Wieklung wird nun folgenderweise angeordnet : Vier Spulen von # des Umfanges werden regel-
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Konzentrisch in diesen Spulen liegen vier Stück Spulen von # des Statorumtanges, also von 2 auf J, S auf H. 14 auf 17, 20 auf 23.
Ferner werden vier Spulen derartig mit der Mitte der Länge über die obengenannten Spulen
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76 auf 27.''
Die Schaltung dieser Spulen wird für das Anlassen auf vier Pole wie folgt gemacht : die letztgenannten vier Spulen werden derartig in Reihe oder auch wohl parallel geschaltet, dass die Wickel-
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einer Drosselspule od. dgl. eine Phase Verschiebung hervorgerufen.
Die beiden erstgenannten Serien von vier oder mehr Spulen werden in Parallel-oder Reihenschaltung auf das Netz angeschlossen und derartig miteinander verbunden, dass jedesmal eine Spule von # mit einer darin liegenden Spule von # des Umfanges dieselbe Wickelrichtung und die aufeinander- folgenden Spulenpaare wechselseitig eine entgegengesetzte Wiekelriehtung haben.
Nachdem das Anlassen vollbracht worden ist, wird die als Hilfsphase benutzte Serie von vier Spulen ebenfalls direkt auf das Netz angeschlissen, derartig, dass immer in # des Umfanges nur Spulenseiten einer und derselben Wickelrichtung in den Nuten liegen und diese abwechselnd ein verschiedenes Vorzeichen haben und somit vier Pole darstellen.
Bei achtpoliger Schaltung wird die Spulenserie von viel'StÜck von 1/6 des Umfanges als Hilfsphase benutzt, welche zu diesem Zwecke derartig geschaltet werden, dass in den vier Stück Spulen die Wickel-
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Nachdem das Anlassen vollbracht worden ist, wird die als Hilfsphase benutzte Serie von vier Spulen ebenfalls auf das Netz angeschlossen, derartig, dass jedesmal die in Vg des Statorumfanges liegenden Spulenseiten dieselbe Wickelriehtung haben und aufeinanderfolgend ein anderes Polzeichen besitzen.
Aus dieser Auseinandersetzung geht deutlich hervor, dass die Reihenfolge der Pole an der Statoroberfläehe bei jeder der eingeschalteten Polzahlen vollkommen regelmässig ist.
Es ist ferner noch möglich, die als Hilfsphase benutzten Spulen unter Vorschaltung eines geeigneten Kondensators oder einer Drosselspule od. dgl. während des Betriebes bleibend an das Netz geschaltet zu lassen, wodurch der Motor dann zweiphasig bleibt.
Der grosse Vorteil der beschriebenen Wieklungs- und Schaltungsweise fällt sofort ins Auge, nämlich dass das Anlassen bei jeder der eingeschalteten Tourenzahlen geschehen kann, während kein untätiges Wickelmaterial vorhanden ist, und der entsprechend konstruierte Motor also kleiner hergestellt werden kann als die anderen Motoren.
Die Umschaltung vom Anlauf-auf den Betriebsstand kann ausser von einem Handschalter auch von einem Zentrifugalschalter od. dgl. veranlasst werden.
Wenn mehrere Tourenzahlen nötig sind, kann die Wicklung und Schaltung folgenderweihe eingerichtet werden : Die Spulenzahl ist wiederum gleich der Hälfte der Statornutenzahl, z. B. 12 Spule und 24 Nuten.
Wenn man deutlichkeitshalber annimmt, dass die Spulen numeriert sind, wird die Wicklung wie folgt angeordnet :
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<tb>
<tb> Spule <SEP> 1 <SEP> von <SEP> Nute <SEP> 1 <SEP> auf <SEP> 22 <SEP> = <SEP> # <SEP> des <SEP> Umfanges
<tb> ., <SEP> 2 <SEP> # <SEP> # <SEP> 2 <SEP> # <SEP> 23 <SEP> = <SEP> # <SEP> #
<tb> # <SEP> 3 <SEP> # <SEP> # <SEP> 3 <SEP> # <SEP> 24 <SEP> = <SEP> # <SEP> #
<tb> # <SEP> 4 <SEP> # <SEP> # <SEP> 4 <SEP> # <SEP> 7 <SEP> = <SEP> # <SEP> #
<tb> # <SEP> 5 <SEP> # <SEP> # <SEP> 5 <SEP> # <SEP> 9 <SEP> = <SEP> # <SEP> #
<tb> .,
<SEP> 6 <SEP> " <SEP> " <SEP> 6 <SEP> " <SEP> 19=7/12" <SEP> "
<tb> # <SEP> 7 <SEP> # <SEP> # <SEP> 8 <SEP> # <SEP> 17 <SEP> = <SEP> # <SEP> #
<tb> # <SEP> 8 <SEP> # <SEP> # <SEP> 10 <SEP> # <SEP> 13 <SEP> = <SEP> # <SEP> #
<tb> # <SEP> 9 <SEP> # <SEP> # <SEP> 11 <SEP> # <SEP> 14 <SEP> = <SEP> # <SEP> #
<tb> # <SEP> 10 <SEP> # <SEP> # <SEP> 12 <SEP> # <SEP> 15 <SEP> = <SEP> # <SEP> #
<tb> # <SEP> 11 <SEP> # <SEP> # <SEP> 18 <SEP> # <SEP> 21 <SEP> = <SEP> # <SEP> #
<tb> # <SEP> 12 <SEP> # <SEP> # <SEP> 16 <SEP> # <SEP> 20 <SEP> = <SEP> # <SEP> #
<tb>
Die Spule, welche eine Länge von # hat, kann auch auf # des Umfanges liegen.
Im ganzen kommen also vor :
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<tb>
<tb> 8 <SEP> Spulen <SEP> mit <SEP> einer <SEP> Länge <SEP> von <SEP> # <SEP> des <SEP> Umfanges
<tb> 2 <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> #
<tb> 1 <SEP> Spule <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> #
<tb> 1 <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> #
<tb>
oder ein Vielfaches davon.
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Eine Serie mit den Spulen 1, 2 und 3, wovon ein Ende fortwährend mit dem Netz verbunden bleiben kann.
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<tb>
<tb>
Eine <SEP> Serie <SEP> mit <SEP> den <SEP> Spulen <SEP> 5, <SEP> 6 <SEP> und <SEP> 12
<tb> # <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> 8, <SEP> 9 <SEP> # <SEP> 10
<tb> # <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> # <SEP> 4, <SEP> 7 <SEP> # <SEP> 11.
<tb>
Wenn diese Serien derartig geschaltet werden, dass vier Pole entstehen, dann müssen für die Umschaltung auf sechs Pole die Stromrichtungen in den Spulenserien, in denen sich die Spulen 5, 6, 12, S. 9 und 10 befinden, umgekehrt werden.
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10, 4, 7, 11 befinden, die Stromrichtung wechseln.
Die Verteilung der Nuten über die Statoroberfläche, in der die Stromrichtung dieselbe ist, bleibt für jede Tourenzahl regelmässig.
Das Anlassen gemäss dieser Konstruktion kann dadurch geschehen, dass eine Hilfsphase von genan
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Hauptwicklung um eine oder mehrere Nuten verschoben liegt.
Hiedurch wird der Vorteil erzielt, dass sowohl die Haupt-als die Hilfsphase für verschiedene Tourenzahlen benutzt werden können und dass man mit der geringsten Materialquantität das Auslangen finden kann.