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Mehrphaeiger Induktionsmotor.
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Bei der den Erfindungsgegenstand bildenden Maschine können in derselben Weise, wie (bei Maschinen mit je zwei Wicklungen am Stator und am Rotor durch Benützung des einen oder des anderen Wicklungspaares zwei verschiedene Geschwindigkeiten erreicht werden.
Eine dritte Geschwindigkeit wird gleichfalls durch Schalten der Wicklungen in Kaskade hervorgebracht ; dies geschieht derart, dass die das eine Feld erzeugenden Ströme durch zwei oder mehr parallele Stromwege geleitet werden und der Stromkreis des das zweite Feld erzeugenden Stromes durch Verbinden oder Trennen äquipotentialer Punkte der Leiter geschlossen oder unterbrochen werden kann.
Der Erfindung gemäss kann durch Umschalten der Verbindungen des Rotorstromkreises auch noch eine vierte Geschwindigkeit erzielt werden, wobei die beiden Rotorfelder, die sich in einem Falle in gleicher Drehrichtung bewegen, im anderen Falle in entgegengesetzter Richtung rotieren. Im ersteren Falle ist die massgebende Polzahl gleich der Summe der Polzahlen beider einzeln genommener Wicklungen, im letzteren gleich der Differenz dieser Polzahlen.
Diese vier Geschwindigkeiten, welche für die vier verschiedenen Schaltungsweisen typisch sind, können selbstverständlich durch Einschaltung verschiedener Widerstände beliebig geändert werden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen zwei Ausführungsformen der Wicklung.
Fig. 3 erläutert die Richtung der Ströme in der Wicklung nach Fig. 1.
Fig. 4 zeigt die Wicklungen eines Motors und zwar mit einer Wicklung nach Fig. 1 auf seinem Stator und zwei parallelen an drei Schleifringen angeschlossenen Wicklungen auf dem Rotor.
Fig. 5 zeigt die Wicklungen eines Rotors nach Fig. 4 aber mit fünf Schleifringen auf dem Rotor.
Die Fig. 6,7, 8 und 9 zeigen schematisch die Schaltungen, die vermittels der in Fig. 5 angedeuteten Sehaltungsanordnungen erhalten werden können.
Die Fig. 10 und 11 zeigen ähnlich wie die Statorwicklung nach Fig. 1 ausgebildete Rotorwicklungen.
Die in Fig. 1 dargestellte dreiphasige Statorwicklung besteht aus zwei parallelen Zweigen li, 18 19, 20 und 21, 22 für jede Phase. Wird der Wicklung bei 10 Drehstrom zugeführt, so durchläuft der Strom die Wicklungen in der Richtung, welche durch die auf den Zuleitungen angegebenen Pfeile bezeichnet ist und erzeugt dabei eine bestimmte Polzahl T. Verbindet man nun die Punkte 2t') und 24 und die entsprechend gelegenen Punkte der anderen Wicklungszweige durch Widerstände oder Kurzschlussverbindungen 25, so können in den einzelnen dadurch entstehenden in sich geschlossenen Kreisen Ströme in Richtung der neben den Wicklungen stehenden Pfeile fliessen, ohne die bei 10 zugeleiteten Ströme zu stören, weil die Punkte 23, 24 u. s. w. für diese Ströme äquipotential sind und zwar würden diese Ströme die Polzahl y ergeben.
Natürlich würden die
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angenommen werden, dass die Ströme nebeneinander bestehen.
Die die Polzahl !/ergebenden Ströme werden nun in folgender Weise erzeugt. Denkt man ,-ich die Wicklung nach Fig. 1 auf dem Stator eines Induktionsmotors angebracht, dessen Rotor zwei in Kaskade geschaltete Wicklungen mit den Polzahlen x und y besitzt, so wird das durch die bei 10 eingeleiteten Ströme erzeugte x-polige Feld den x-poligen Rotor in Drehung versetzen.
Die in der c-poligen Rotorwickhing induzierten Ströme erzeugen dann in der anderen Rotor- wicklung ein -poliges Feld und dieses induziert in der Statorwicklung die das y-poligf Stator- feld erzeugenden Ströme.
Andere Verhältnisse der beiden Polzahlen kann man erhalten, wenn man nach Fig. 2 drei oder mehr parallele Wicklungen für den zugeführten Strom anwendet und eine entsprechende
Anzahl von in sich geschlossenen Stromkreisen durch die Verbindung der Punkte gleicher
Spannung 26, 27, 28 u. s. w. herstellt. Zur näheren Erläuterung ist die Wicklung der Fig. 1 noch in einer anderen Art der Darstellung in Fig. 3 gezeigt. Die dargestellte Wicklung ist dreiphasig und besitzt vier bezw. acht Pole. Die Richtung der von aussen zugeleiteten Ströme in den Leitern . sind in der üblichen Weise durch Punkte und Kreuze in den Kreisen gezeigt, während die Zeichen neben den Kreisen die induzierten Ströme darstellen.
In den Fig. 4 und 5 ist die Anwendung der Wicklung der beschriebenen Art für Motoren dargestellt, die bestimmt sind, mit mehreren verschiedenen Geschwindigkeiten zu laufen. Auf der rechten Seite der Figuren sind Schalter dargestellt, mit deren Hilfe die nötigen Verbindungs-
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entspricht also genau der Fig. 1, nur sind die Widerstände 25 durch Kurzschlussverbindungen ersetzt. Es ist aber selbshterständlichs dass auch Widerstände zwischen den Klemmen B, 0 u. a. w. eingeführt sein könnten und dass Vorkehrungen für stufenweises Ausschalten dieser Widerstände getroffen werden konnten.
In diesem Zustande wirkt die beschriebene Wicklung ebenso wie zwei Wicklungen von verschiedenen Polzahlen, von welchen jede mit einer der ebenfalls dreiphasigen Rotorwicklungen 2 und 4 zusammenwirkt. Das Feld, welches durch einen der ersten Statorwicklung zugeführten Strom erzeugt wird, induziert in der ersten Rotorwicklung Ströme. Diese Ströme fliessen in die zweite Rotorwicklung und bringen ein magnetisches Feld hervor, welches , auf'die zweite Statorwicklung zurückwirkt.
Wenn aber die bei r, 8 und t angeschlossenen Schleifringe auf dem Rotor mit Hilfe des Schalters 11 kurz geschlossen werden, so können die in der ersten Rotorwicklung induzierten Ströme nicht in die Rotorwicklung 4 gelangen, weil sie nicht über die Kurzschlussstelle hinauskönnen ; somit wird sowohl die Rotorwicklung 4, als auch das zweite Statorwicklung stromlos und daher unwirksam. Die Punkte, B, 0 u. s. w. sind nun wirklich Punkte gleichen Potentials und die Statorwicklung wirkt jetzt als eine'einzige a ?-polige Wicklung entsprechend der nur mehr wirksamen ebenfalls x-poligen Rotorwicklung 2.
Der mittlere Schalter kann jetzt ohne Wirkung für die Maschine geöffnet werden, da es jetzt gleichgiltig ist, ob die zusammengesetzte Wicklung am Stator derart geschaltet ist, dass sie zwei verschiedene Polzahlen hervorbringen kann oder nicht, da die zweite Rotorwicklung ohnedies unwirksam ist, und in der zweiten Statorwicklung, d. i. in jener, die der zweiten Polzahl entspricht, keine Ströme induziert werden.
Öffnet man auch den dritten Schalter, der die Klemmen D, D D kurzschliesst und legt den mittleren Schalter so nach rechts, dass die Klemmen C, Cl, O2 kurz geschlossen werden und schaltet ferner so, dass die Klemmen B, Bl, B, an die Hauptstromleitung angeschlossen werden, so werden die Verbindungen der Statorwicklung derart geändert, dass sie, wenn die Schleifringe kurz geschlossen bleiben, wie eine einfache Wicklung von y-Polen wirkt. Der Motor hat also drei
Geschwindigkeiten, abgesehen von der Geschwindigkeitsänderung, welche durch Änderung des Widerstandes 11 erreicht werden kann.
Bei Fig. 5 kann eine noch grössere Zahl von Geschwindigkeiten erlangt werden, weil noch durch den Schalter 13 die Verbindungen zwischen zwei Rotorwicklungen derart umgeschaltet werden können, dass die Drehrichtung des Feldes in einem Rotor umgekehrt wird. In dem einen
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zur allmählichen Verbindung der Schleifringe A und m mit den an l und n angeschlossenen Ringen dienen.
Mit dieser Anordnung können die bei Fig. 4 beschriebenen Geschwindigkeitsänderungen erlangt werden, und zwar durch die Verbindung der Statorwickiung in der geschilderten Weise und durch Ausschalten der Widerstände 11 zwischen den Schleifringen. Dies ergibt die in den Figuren 6, 8 und 9 schematisch dargestellten Verbindungen. Wenn man beide Rotorwicklungen in Kaskadenschaltung benutzt, können sie entweder unmittelbar wie in Fig. 6 oder durch die in Fig. 5 dargestellten Widerstände 74. 75 verbunden sein. Eine weitere mit dem Rotor nach Fig. 4 nicht hersteUbare Geschwindigkeit kann hier erlangt werden durch die Verbindung der Schleifringe in der Ordnung k, n, m, l. was durch Umlegen des Schalters 13 erreicht wird.
Dies bewirkt, dass die zwei durch die in den Wicklungen : 2 und 4 fliessenden Ströme erzeugten Magnetfelder
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