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Einphaseninduktionsmotor mit Einrichtung zur Erzeugung von Bremsmomenten,
Es ist bekannt, die Drehstromasynchronmaschine sowohl als Motor als auch als Generator zu verwenden, jedoch muss die Maschine bei generatorischem Betrieb übersynchron angetrieben werden. In vielen Fällen erfordert nun der Betrieb die Erzeugung von motorischen und generatorischen Momenten, wobei die letzteren der Drehrichtung der Maschine entgegengesetzt sind. Eine Maschine mit solchen Eigenschaften findet z. B. bei Hebezeugen Verwendung, u. zw. werden die generatorischen Momente für Bremsung beim Senken ausgenutzt. Die Anwendbarkeit des Drehstromasynchronmotors wird nun in diesen Fällen dadurch beschränkt, dass er die geforderten generatorischen Momente nur bei übers) nchroner Drehzahl liefern kann.
Es ist zwar bekannt, den Drehstromasynchronmotor auch bei untersynchronen Drehzahlen für Bremszwecke geeignet zu machen, indem man ihn entgegen seinem Drehfeld antreibt (Gegenstrombremsung). Die hiebei erzielbaren Motorcharakteristiken entsprechen jedoch nicht den Anforderungen des Betriebes, da sie viel zu steil abfallen. Dies lässt sich auch mit Hilfe von Regelwiderständen nur unwesentlich ändern. Um bessere Regelkurve zu erhalten, muss man daher verwickelte Schaltungen und Kombinationen von zwei Maschinen, z. B. Zweimotorenschaltung, verwenden.
Solche Ausfülirungen sind sehr teuer und auch nicht einfach zu bedienen.
Auch der Gedanke, den einphasigen Induktionsmotor für Bremszwecke zu verwenden, führte bisher nicht zum Ziel. Es zeigt sich sogar, dass er, wie für andere Zwecke, so auch für diesen noch weniger geeignet ist als der Drehstrommotor. Wie bekannt ist, kann der Motor im untersynchronen Betrieb aus sich heraus kein Bremsmoment entwickeln. Da ferner der Betrieb von dem Motor nicht nur generatorische Momente, sondern auch motorische fordert
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Verwendung eines Einphasenmotors völlig aussichtslos. Man hat zwar versucht, die Mängel des Anlaufvorganges durch Kunstschaltungen zu beheben. So ist es bekannt, auf dem induzierenden Teil der Maschine eine Wicklung anzuordnen, die nur während des Anlaufes mehrachsig und mehrphasig wirkt und nach erfolgtem Anlauf durch eine Umschaltevorrichtung wieder in eine einachsige verwandelt wird.
Die hiefür notwendigen Einrichtungen lassen jedoch die Bedeutung des EinphasC'l1lnotors gegenüber der einfacheren Ausführung des Drehstrommotor zurücktreten.
Die Erfindung ermöglicht nun eine sehr einfache Schaltung bei Induktionsmaschinen, von denen gefordert wird, dass sie Bremsmomente auch bei kleinen Drehzahlen aufbringen und eine den Betriebserfordernissen genügend angepasste Charakteristik haben.
Erfindungsgem1iss wird die induzierende Wicklung der Induktionsmaschine einphasig an das Netz angeschlossen und erhält der Primärteil noch eine weitere (induzierte) Wicklung, deren magnetische Achse von derjenigen der induzierenden Wicklung abweicht, wobei die Ströme beider Wicklungen vermöge besonderer Massnahmen gegeneinander in der Phase verschoben sind.
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über einen regelbaren Widerstand 5 geschlossen wird. Der induzierte Teil besteht in dein Ausführungsbeispiel aus einem Kurzschlussanker, jedoch kann ebensogut ein Schleifringanker verwendet - werden.
Eine solche Schaltung ergibt eine schwach geneigte, den Erfordernissen des Betriebes
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(bremsendem) Moment und beruht auf der Anwendung eines physikalischen Vorganges, der in diesem Zusammenhang bisher noch nicht erkannt wurde.
Ein normaler Einphaseninduktionsmotor hat, wenn sein Läufer durch irgendwelche Mittel in Umdrehung versetzt ist, die bekannte Eigenschaft, das pulsierende Wechselfeld des induzierenden Teiles in zwei Drehfelder zu zerlegen, nämlich in ein gleichsinniges und in ein inverses. Das inverse Drehfeld wird durch induzierte Ströme hoher Periodenzahl im Läuferkupfer bzw. durch Wirbelströme im Läufereisen soweit gedämpft, dass es praktisch keine Bedeutung hat. Das gleichsinnige dagegen erzeugt ein motorisches Moment und hat zur Folge, dass der Einphasenmotor ähnliche Eigenschaften wie der Drehstrommotor zeigt. Wir setzen bei dieser Betrachtung voraus, dass bei dem Einphasenmotor der Fig. 1 die Wicklung 4 fortfällt.
Das motorische Moment wurde den Motor, wenn er z. B. von einer Last angetrieben wird, beschleunigen, so dass der Motor unter Umständen durchgeht. Der pulsierende Fluss in der Wicklung : 2 hat die in der Figur dargestellte Richtung ?. Diese ist gleichbedeutend mit der Achse der Magnetisierung. Wir denken uns nun in Fig. 1 die Wicklung 4 hinzugefügt. Das gleichsinnige Drehfeld erzeugt dann in der Wicklung 4 einen Strom, der einen Fluss in dieser Achse hervorruft (Pfeil b). Die beiden rechtwinklig gegeneinander verschobenen Pfeile a und b ergeben ein zweites Drehfeld, gewissermassen ein induziertes Drehfeld. Dieses hat die Neigung, dem induzierenden Drehfeld entgegenzuwirken.
Da es seinem Absolutbetrage nach grösser als das induzierende ist, so ergibt sich als resultierendes Moment ein der Drehrichtung entgegengesetztes, d. h. ein bremsendes Moment.
In Fig. 1 ist in den Stromkreis der Spule 4 noch ein Widerstand 5 geschaltet. Dieser hat den Zweck, den in der'Wicklung 4 induzierten Strom seiner Phasenlage nach zu berichtigen ; der Widerstand dient also zur Regelung der Phasenlage. Ist die Phasenverschiebung gegen den in Wicklung 2 fliessenden Strom 90 , so ergibt sich bei der zweiachsigen Schaltung nach Fig. 1 das kräftigste Bremsmoment. Man kann die an sich vorhandene Phasenverschiebung aber auch dadurch vergrössern, dass in den Stromkreis der Wicklung 4 eine Hilfsspannung von der Frequenz der Spannung in Wicklung 2 und von passender Grösse und Phase eingeführt wird.
Unter Umständen sind jedoch zusätzliche Mittel zur Berichtigung der Phasenlage der Ströme längs der beiden magnetischen Achsen nicht erforderlich.
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Maschine nicht gezeichnet ist. Hier bedeutet 6 die induzierende Wicklung, die an das Netz 1 einphasig angeschlossen ist. Mit einem Endpunkt von 6 ist ein zweiter Wicklungsteil 7 mit räumlich gegen 6 verschobener magnetischer Achse verbunden. Der Wicklungsteil ist über einen regelbaren Widerstand 8 in sich geschlossen. Diese Schaltung hat den Vorteil, dass jeder Motor mit normaler Dreiphasenschaltung und herausgeführtem Nullpunkt verwendet werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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gekennzeichnet, dass der primäre Teil des Motors ausser einer einphasig an das Netz angeschlossenen induzierenden Wicklung (2) noch eine weitere (induzierte) Wicklung (4/trägt, deren magnetische Achse von derjenigen der induzierenden Wicklung ('2) abweicht, wohei die Ströme in beiden Wicklungen vermöge besonderer Massnahmen gegeneinander in der Phase verschoben sind.