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ALFRED ZEHDEN IN CHARLOTTENBURG.
Regelbarer induktionsmotor mit seitliche zum Anker angeordnetem Induktor.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Induktionsmotor mit einer oder mehreren Phasen, dessen Induktor seitlich zum Anker angeordnet ist. Ein solcher Motor besitzt vor den ähnlichen Drehstrommotoren mit peripherisch angeordnetem Induktor den Vorteil, dass der Luftspalt wesentlich kleiner gemacht werden darf, da ein Durchbiegen der Welle oder Verschleiss der Lager keine Berührung des Rotors mit dem Stator herbeiführen kann. In J) bezug auf Tourenregelung lassen sich bei einem solchen Motor die sonst bekannten Methoden ebenfalls verwenden, wie Einschaltung von Widerständen in den Anker oder Anwendung verschiedener Wicklungen in denselben Nuten mit verschiedener Polzahl.
Es lässt sich leicht beweisen, dass die Tourenzahl eines solchen Motors gegeben ist auren (no uieicllung
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wenn L die Länge eines Doppelpols uird r den Abstand der Pole vom Induktionsmittelpunkt bedeutet. Der Hauptgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Tourenzahl des Motors dadurch zu ändern, dass r, also der Pol abstand, geändert wird. Dies lässt sich auf zwei verschiedene Weisen ausführen. Entweder können mehrere Polkränze konzentrisch zueinander vorgesehen werden, die, jeder für sich, wenn sie beispielsweise die gleiche Doppelpollänge haben, Umdrehungen des Ankers erzielen, die umgekehrt proportional sind mit dem Pol abstande.
Ein zweites Verfahren, eine Veränderung der Tourenzahl zu erzielen, besteht darin, dass ein Polkranz vorgesehen wird, dessen e ; nzelne Pole oder Polgruppen in radialer Weise verstellt werden können ; je weiter die Pole vom Induktormittelpunkt entfernt werden, um so geringer ist die Tourenzahl.
Das erstgenannte Verfahren gestattet es, wie eben ausgeführt, verschiedene Geschwindigkeiten einzustellen. Es kommt im Prinzip auf dasselbe hinaus, wie wenn man einen Drehstrommotor mit mehreren getrennten Statoren mit verschiedenen Polzahlen versehen wollte. Während jedoch letzterer Motor in bezug auf Raum-und Materialverbrauch keinen wesentlichen Vorteil vor ebensovielen einzelnen Drehstrommotoren haben würde, steht bei einem Wanderfeldmotor, wenn man die langsame Fahrt durch den äusseren Kranz erzielt, Raum für andere Wicklungen innerhalb des Kranzes frei, so dass eine Vergrösserung des Ankers und ein Mehrverbrauch an Raum durch Hinzufügung der neuen Polkränze nicht erforderlich ist. Das zweite Verfahren gestattet innerhalb bestimmter Grenzen eine kontinuierliche verlustlose Änderung der Tourenzahl.
In den beiliegenden Figuren ist ein Motor mit seitlich zum Anker angeordnetem Induktor zur Erläuterung des oben Gesagten dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 den Motor von vorne gesehen, Fig. 2 von der Seite gesehen und Fig. 3 einen Teil des Induktors in vergrössertem Massstabe. Fig. 4 zeigt die Induktorzäbne in vergrössertem Massstabe und Fig. 5 eine Ausführungsform mit radial verstellbaren Polen.
Auf jeder Seite des Ankers steht ein Stator (Fig. 1), dessen Form, Anordnung und Bewicklung eine sehr verschiedenartige sein kann. In dem Ausführungsbeispiel besteht er aus dem ringförmigen Polträger 17 und den eigentlichen Polen 6. Die Seitenansicht des Motors (Fig. 2) stellt ihn im Quadranten a so dar, wie er sich dem Auge von der f'\'1ito darbietet, im Quadranten b ist der vordere Polträger mit seinen Polen fortgelassen, in c ist auch der Anker fortgenommen, in d fehlen auch die hinteren Pole, so dass dort noch der hintere Polträger übrig bleibt.
Die Pole brauchen nicht einzeln am Polträger befestigt zu werden. Man kann mehrere mit einem gemeinsamen Eisenkörper zu einem Polschilde anordnen und durch Zusammen- stellung der Polschilde den Polkranz bilden. Es ist (Fig. 1 und 2) angenommen, dass je zwei Pole von der Länge L einen solchen Schild bilden, der einen Winkel von 900, also ein Viertel der Peripherie umschliesst. Im Punkt 20 endigen je zwei solcher Polschilde ; die Entfernung ihrer Enden ist im allgemeinen eine sehr kleine und kann von Fall zu
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Berücksichtigung verlangen. In Fig. 3 ist ein Polschild in grösserem Massstabe gezeichnet. Durch kleine Pfeile ist der Wickluogssinn der drei Phasen angegeben und ist zu erkennen, dass die beiden Pole in Serie geschaltet sind.
Man wird den Zähnen in bekannter Weise
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am inneren Ende, um so das Feld gleichmässiger zu gestalten, so dass ein Pol von oben gesehen, die in Fig. 4 dargestellte Form zeigt. Es ist klar, dass die Pole statt mit Zähnen auch mit Löchern versehen werden können, in welche die Wicklung ähnlich wie bei den Lochankern verlegt wird.
Da zwischen den Polen und dem Anker anziehende magnetische Kräfte wirken, sind Versteifungsvorrichtungen vorzusehen, etwa eine Winkelstange 18 (Fig. 1 und 2), die den Abstand der Polträger wahrt und zweckmässig aus magnetischem Material besteht.
Ordnet man zwei solcher Polkränze an, so ergibt sich aus dem vorher Erläuterten ohne weiteres, dass man den Motor mit zwei verschiedenen Geschwindigkeiten laufen lassen kann. Das Anlassen eines solchen Motors wird in vielen Fällen in der Weise geschehen können, dass die beiden Induktorwicklungen hiezu in Serie geschaltet werden.
Es ist nicht nötig, dass, während ein Polkranz am Netz liegt und man den Anker rotieren lässt, die anderen Kränze geöffnet sein müssen ; man kann sie auch auf einen Widerstand, z. B. den Stator eines anderen Motors, schalten, welchen sie nun ihrerseits, da sie vom Anker des Hauptmotor induziert werden, mit Strom von einer anderen Periodenzahl als der des Leitungsnetzes versehen. Auf diese Weise dient der Motor als Periodentracsformator, womit man gleichzeitig eine beliebige Spannungstransformation verbinden kann. Die Periodenumsetzung kann zum Anlassen von Motoren, zur Tourenregulierung, zur Erzielung von Kraftrücligabe u. s. w. benutzt werden.
In Fig. 5 ist ein vierpoliger Motor schematisch dargestellt, dessen Pole voneinander getrennt sind und dessen Tourenregelung durch eine radiale Verstellung der Pole erfolgt.
Wie aus der anfangs gegebenen Gleichung sich ergibt, ändert sich die Umdrehungszahl des Motors umgekehrt proportional mit dem Polabstande. In dem Ausführungsbeispiel (Fig. 5) sind die vor dem Anker 7 liegenden Doppelpole 8, 9, 10, 11 in der Stellung der schnellsten Tourenzahl ausgezogen und für eine langsamere gestrichelt gezeichnet und ist angenommen, dass sie mit Hilfe je eines gezahnten Gestänges 12, 13, 14, 15 von einem Zahnrade 16 aus, welches etwa mit Hilfe einer Schnecke und eines Handrades aL- getrieben wird, radial verschoben werden, indem die vier Gestänge 12-15 nebeneinander um je 900 versetzt um das Zahnrad herum angeordnet sind.
Auf diese Weise kann die
Tourenzahl ohne Verluste geregelt werden, und zwar kontinuierlich, was bei den üblichen
Drehstrommotoren nicht möglich ist.
Alles bisher vom Induktionsmotor in der Beschreibung Gesagte lässt sich sinngemäss auf die Kommlltatormaschine übertragen. Die Möglichkeit, die Phasenverschiebung des neuen
Motors aufzuheben und ihn auch als asynchronen Generator zu verwenden, ist in der- selben Weise, wie bei den asynchronen Motoren mit peripherisch angeordnetem Induktor gegeben.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Induktionsmotor mit an der Seite des Ankers angeordnetem Induktor, dadurch gekennzeichnet, dass seine Tourenzahl durch Veränderung des Abstandes der Induktorpole vom Induktormittelpunkte verändert, wird.