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Repulsionsmotor mit Nebenschlusseharakteristik.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Eiuphasen-Kommutatormotoren nach Art der Repulsionsmotoren mit fester BürstensteUmig Es bezweckt dieselbe, einen solchen Motor mit Nebenschlusscharakteristik herzustellen, und zwar derart, dass die Schaltung zwischen Anlauf und Lauf nicht zu ändern ist und das Anlaufsmoli1ent trotzdem ein Vielfaches des Normaldrehmomentes sein kann. Ferner haben diese im Sinne der Erfindung geschalteten Motoren bei Lauf nicht etwa die Eigenschaften von Einphasen-Asynchronmotoren, d. h. dass deren Umdrehungszahl durch Pol-und Periodenzahl bedingt ist, sondern es kann dieselbe beliebig gewählt werden.
Durch eine entsprechende Anordnung ist ferner die Möglichkeit gegeben, den Motor beim Abschalten des Netzstromes als elektrische Kurzschlussbremse wirken lassen zu können.
Der Stator des den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildenden Motors besitzt eine
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Bürsten des einen Systems sind untereinander kurzgeschlossen und ihre Achse fällt mit der Achse der grösseren Spulengruppe des Stators zusammen. Eb sollen diese Bürsten als Arbeitsbürsten bezeichnet sein, während die zu denselben senkrecht angeordneten als Hiifsbürsten bezeichnet werden. Die Hilfsbürsten sind nun entweder direkt oder unter Zwischenschaltung eines Transformators oder Potentialreglers an die grössere Spulengruppe der Statorwicklung angeschlossen. Zum Zwecke, die Drehrichtung zu wechseln, ist diese grössere Spulengruppe noch umschaltbar angeordnet..
Die Grösse des Anlaufnionientes igt bei diesen Motoren abhängig von der Wahl des Windungsverhaltnisses der umschaltbaren und der feststehenden Spulengruppc sowie von den un Stromkreis der Hilfsbörsten wirkenden Ohmschen und induktiven Widerständen. Die Tourenzahl bei Lauf ist wiederum bestimmt durch das Verhältnis der Statorwicklungsteile wie auch von der Grösse der den Hilfsbüraten aufgeclrückt. en Spannung und deren Vorzeichen, während der Leistungsfaktor gegeben ist durch die Phase dieser den Hilfsbürsten zugeführten Spannung.
Nun wird bei einer Zerlegung der Statorwicklung die Netzspannung sich aufteilen, in die Spannung uber dem umschaltbaren und in die Spannung über dem feststehenden Statorwicklungsteil. Diese Teilspannungen werden bei Leerlauf beinahe senkrecht aufeinanderstehen.
Mit zunehmender Belastung wird selbsttätig der Winkel zwischen den Teilspannungen kleiner. während sich zugleich auch die Grosse dieser Teilspannungen ändert. Weiter ist beim Anlauf die Spannung über dem feststehenden Statorwicklungsteil prozentual sehr gross, während die Teilspannung über dem umschaltbaren Statorwicklungsteil verhältnismässig klein ist.
Für Motoren, die mit einer vom Synchronismus stark abweichenden Tourenzahl laufen, ist darauf zu achten, dass beun Umschalten der Spulengruppe, zu welcher die Hilfsbürsten parallel hegen, das Vorzeichen der den Hufsbürsten aufgedrückten Spannung nicht auch geändert wird.
Zum Anlassen und Reversieren des Motors bedarf es eines doppelpoligen Umschalters, wobei die zu der umschaltbaren Spulengruppc parallel liegenden Hilfsbürsten derart an diesen Umschalter
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Dadurch, dass die Hi1isbür8wn direkt oder über einen Transformator usw. an die umschaltbare Spulengruppe angeschlossen werden, kommen dieselben also an eine von der Belastung in einem bestimmten Sinne abhängige Spannung zu liegen, wodurch ein Anlaufdrehmoment erreicht werden kann, dass das Zwei-bis Zweieinhalbfache des Normaldrehmomentes beträgt, ferner der Tourenabfall zwischen Leerlauf und voller Belastung nur wenige Prozente ausmacht und endlich, da sich nicht nur die Grösse der den Hüfsbürsten aufgedrückten Spannung, sondern auch die Phase derselben ändert, der Leistungsfaktor für alle Betriebszustände beinahe gleich oder gleich der Einheit wird.
Der Motor nach vorliegender Erfindung ist also dadurch gekennzeichnet, dass der grössere Teil der Statorwicklung eine für den Drehrichtungswechsel umschaltbare Spulengruppe bildet und dass die ungefähr senkrecht zu den Arbeitsbürsten, deren Achse mit der Achse der umsehaltbaren Statorwicklungsgruppe zusammenfällt, angeordneten Hilfsbürsten entweder direkt oder über einen Transformator an die für den Drehrichtungswechsel umschaltbare Spulengruppe angeschlossen sind.
Statt die Statorwicklung nur in zwei Teile zu unterteilen, kann dieselbe auch in mehr Spulengruppen unterteilt werden, z. B. in vier, wovon dann drei Teile für den Drehrichtungswechsel zusammen umschaltbar sind. Zu einer dieser umschaltbaren Spulengruppen sind die Hilfsbürsten auch wieder entweder direkt oder durch das Zwischenglied eines Transformators oder dgl. parallel geschaltet.
Für Motoren, die mit annähernd synchroner Geschwindigkeit laufen sollen und deren
Statorwicklung in mehr als zwei Spulengruppen tmterteilt ist, so dass die Bi ! fsbürsten zu einem relativ kleinen Teile der umschaltbaren Spulengruppe parallel zu liegen kommen, ist es nicht unbedingt notwendig, dass beim Umschalten fur den Drehrichtungswechsel das Vorzeichen der den Hilfsbürsten aufgedrückten pmuung unverändert bleibe.
Soll für Motoren gemäss vorliegender Erfindung die Möglichkeit gegeben sein, dieselben beim Abschalten des Netzstromes als elektrische Kurzschlussbremse wirken lassen zu können, so wird, damit der Motor sich selbst errege, notwendig sein, dass die Hilfsbürsten mit der umschalt- baren Spulengruppe in leitender Verbindung stehen bleiben. Zum Anlassen und Drehrichtungswechsel wird man an Stelle des doppelpoligen Umschalters einen mehrpoligen verwenden müssen.
Zur Erhöhung des Anlaufmomentes wird es unter Umständen von Vorteil sein, statt die Arbeitsbürsten direkt dieselben über eine zusätzliche Wicklung des die Hilfsbürsten speisenden Transformators kurzzuschliessen.
Die Fig. 1 bis 5 stellen Schaltungen für Motoren gemäss der Erfindung dar. Es bedeutet St
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bürsten, in der Achse x ; T bedeutet einen Transformator, u einen zwei-oder dreipohgen Um- schalter und endlich sind mit I und Il die Stromzuleitungen bezeichnet
In Fig. 1 ist die Statorwicklung in die beiden Spulengruppen S1#S@ mit der Achse y und 82-SI mit der Achse x unterteilt. Die Arbeitsbürsten x, und x2, deren Achse x ist, sind in sich kurzgeschlossen und die zu denselben etwa senkrecht stehenden Hilfsbürsten y1, und y2 sind an die Sekundärwicklung eines Zweispulentransformators T angeschlossen, dessen Primär-
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Fig. 2 gibt das Schaltungsschema eines Motors im Zusammenhang mit dem für den Drehrichtungswechsel benötigten doppelpoligen Umschalter. T ist hier als Einspulentransformator eingezeichnet.
Die Fig. 3 stellt einen Motor dar, dessen Stator in vier in Serie geschaltete Spulengruppen
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Drehrichtungswechsel umschaltbaren Spulengruppen. Die Hilfsbürsten y, und Y2 sind direkt an den WlCklungsteil 83-8 ; angeschlossen.
Nach Schema Fig. 3 wie auch nach der folgenden Fig. 4 wird die Möglichkeit gegeben sein, den Motor als elektrische Kurzschlussbremse gebrauchen zu können, da nach dem Abschalten des Netzstromes die Hilfsbursten mit der Statorwicklung in leitender Verbindung stehen bleiben.
Infolge der Remanenz wird zwischen den Bürsten und y2 eine Gleichstromspannung entstehen, die auf einen Statorwicklungsteil kurzgeschlossen ist. Dadurch wird ein Kurzschlussstrom über die Hilfsbürsten zustandekommen, welcher den Motor abbremsen wird. In Fig. 4 ist zu diesem Zwecke bei Anwendung eines Transformators mit zwei Sekundärwicklungen ein dreipoliger Umschalter eingezeichnet.
Denkt man sich in Fig. 4 durch den Drehpunkt des dreipoligen Umschalters eine Linie gelegt, so ist die Lage dieser Linie horizontal, die Umschaltung geschieht also derart dass der Schalter nach oben oder unten, nicht aber nach links oder rechts umgelegt wird.
Mit Fig. 5 ist das Schaltungssehema für einen Motor gegeben, bei dem die Arbeitsbürsten x1 und X2 nicht direkt, sondern über eine dritte Wicklung des die Hilfsbürsten speisenden Transformators T kurzgeschlossen sind.