<Desc/Clms Page number 1>
Induktionsmotor mit Selbstanlauf.
Die neueren Untersuchungen, wie sie in der Veröffentlichung von Rüdenberg "ETZ" 1918, "Asyn- chronmotoren mit Selbstanlauf durch tertiäre Wirbelströme", S. 483ft, 493ft und 501ff. wiedergegeben sind, haben ergeben, dass die Selbstinduktion von Nutenleitern bei Wahl geeigneter Verhältnisse von der Frequenz des durchfliessenden Wechselstromes abhängig ist. Diese Erscheinung soll gemäss der Erfindung angewandt werden, um das Anlaufdrehmoment von Induktionsmotoren zu erhöhen. Aus Formel 32, S. 502 der genannten Veröffentlichung ergibt sich nämlich, dass das Anlaufdrehmoment umgekehrt proportional wächst, wenn die Nutenstreuung abnimmt.
Da anderseits beim Lauf mit normaler Drehzahl in den Ankerleitern nur eine geringe Frequenz herrscht, so kann man die Nutenstreuung derart wählen, dass unbeschadet der Verhältnisse beim normalen Lauf sowohl das Anfahrmoment sowie das Drehmoment bei geringen und bei Gegenlaufgeschwindigkeitel1 einen Wert erhält, der wesentlich grösser ist, als bei den üblichen Ausführungen.
Zur Erläuterung der Verhältnisse ist in der Zeichnung die Abhängigkeit der Nutenstreuung der
EMI1.1
nannten Veröffentlichung ergibt, dargestellt. Diese Formel lautet
EMI1.2
worin ausser der Stabzerteilung m noch Funktionen X (e) und (J. () der numerischen Stab tiefe vorkommen.
Aus der numerischen Stabtiefe e ergibt sich die numerische Nutentiefe als Produkt aus numerischer Stabtiefe und Stabzerteilmg S = m. Unter numerischer Nutentiefe (die für Kupferleiter mit geringer Isolation bsi 50periodischen Wechselströmen ziemlich gleich der Kupfertiefe der Nut wird) ist folgender Ausdruck zu verstehen :
EMI1.3
In diesem Ausdruck bedeutet t die gesamte Leitertiefe in Zentimetern, d die L3iterstabdicke in Zenti- metern, b die Nutenbreite, ebenfalls in Zentimetern, f die Frequenz in per/sec. und p den spezifischen Widerstand des Leiters im absoluten Mass, also in c/sec., so dass sich also 8 als numerische Zahl ergibt.
Einige Ausführungsbeispiele sollen die Verhältnisse an Hand der Zeichnung erläutern. Wählt man beispielsweise einen Wechselstromanker mit einer Stabzerteilung 2, also mit zwei Leitern übereinander
EMI1.4
so würde sich aus der Formel bei einer Frequenz von 50 die numerische Stabtiefe e = 0 975 bzw. die numerische Nutentiefe 0 = 1'95 berechnen. Aus dem Kurvenblatt ergibt sich dann für diesen Wert von 0 für die Kurve 2 (Stabzahl 2) eine Verringerung der Nutenstreuung bei Wechselstrom gegenüber der Streuung bei Gleichstrom auf 0-972.
Aus der Formel Nr. 32 auf S. 502 der genannten Veröffentlichung
EMI1.5
lässt sich das Anlaufmoment ermitteln, wenn man in diese Beziehung für cos (p den Leistungsfaktor bei Normallast und für p den Läuferwiderstand einsetzt. Man ersieht aus dieser Formel ohne weiteres, dass, da das Anfahrdrehmoment mit dem reziproken Werte der quadratischen Nutenstreuung wächst, für diesen Fall die erhaltene Verringerung der Nutenstreuung nur einen sehr geringen Einfluss auf die Grösse des Anfahrdrehmomentes ausübt.
Wählt man dagegen gemäss dem Ausführungsbeispiel, wie es in der genannten Veröffentlichung S. 503 dargestellt ist, einen Rotor mit einer Nutentiefe von 7 cm und einer Nutenbreite von 0'4 cm und einer numerischen Nutentiefe von 4'8, so erzielt man bei einem Leiter in der Nut eine Verminderung der Weehselstromnutenstreuung gegenüber der Gleichstromnutenstreuung auf etwa 0'3 und wenn man diesen Wert in die obenstehend Formel einsetzt, eine beträchtliche Vergrösserung des Anfahrdrehmomentes. Bei zwei Leitern wird bei dem gewählten Beispiel die Nutenstreuung, verglichen mit der Gleichstrom-
<Desc/Clms Page number 2>
nutenstreuung etwa auf das 0'55fache vermindert, bei drei Leitern auf das 0'8fache, also Werte,
die erheblich günstiger sind als das zuerst erläuterte Beispiel.
Wie hieraus ersichtlich, hat man es völlig in der Hand, durch geeignete Wahl der numerischen Nutentiefe und Stabzerteilung jeden erwünschten Wert der Nutenstreuung einzustellen. Zweckmässig wird man für die Nutenstreuung Werte von 0'5 und darunter wählen, weil man dann zu den günstigsten Verhältnissen gelangt. Dies bedeutet, dass man bei mehreren Leitern in der Nut eine numerische Stabtiefe von 2'5 und darüber wählt.
Damit die Zerteilung der Stäbe in vollkommenster Weise wirksam wird, ist es zweckmässig, die Teilleiter derart anzuordnen, dass in ihnen von den magnetischen Feldern gleiche Spannungen induziert werden, damit keine Ausgleichsströme zwischen ihnen auftreten. Hiezu können die an sich bekannten Mittel der Kreuzung, Verschränkung, Verdrillung der Teilleiter innerhalb oder ausserhalb der Nut verwendet werden.
Eine besonders einfache Ausführungsform ergibt sich, wenn man die Nutenleiter in an sich bekannter Weise durch Kurzschlussringe zu einem Käfig verbindet, wobei dann die Nutenstreuung den Hauptteil, dagegen die Streuung der Kurzschlussringe nur einen geringen Teil der gesamten Streuung
EMI2.1
eine geringe Wirkung auf den Motor ausübt.
Die beschriebenen Mittel können bei sämtlichen Sekundärankern von Asynchronmotoren verwendet werden. Besonders zweckmässig ist es, sie bei Ankern anzuwenden, die an sich einen erheblichen inneren Widerstand besitzen, um besser anzulaufen. Dieser Widerstand kann entweder konstant sein oder sich durch geeignete Ausbildung der Leiter mit der Sekundärfrequenz ändern.
Besonders im letzteren Falle erzielt man mit dem oben angegebenen Wert der numerischen Stabtiefe von 2'5 und darüber günstige Verhältnisse, da alsdann Rotorwiderstand und Streuung bei Stillstand des Motors einander nahezu oder ganz gleich sind, wodurch ein Arbeiten mit grossem Drehmomente bewirkt wird.
Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn man von der üblichen Bemessung der Motoren abweicht und nunmehr die Rotorstreuung bei Lauf grösser als die Statorstreuung ausführt. Grosse Anlaufmomente erzielt man besonders dann, wenn man die bei ruhendem Sekundärteil verminderte Rotorstreuung etwa zwischen der halben und ganzen Ständerstreuung wählt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Induktionsmotor mit Selbstanlauf, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Nuten-
EMI2.2
bergschen Formel (22) ETZ"1918, S. 501
EMI2.3
gleich 0'5 und darunter ist, woraus sich für einen Stab eine numerische Stabtiefe von mindestens 3 als besonders zweckmässig ergibt.