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Kommutatormotor mit Geschwindigkeitsregelung.
Bekanntlich kann man die Geschwindigkeit eines Mehrphasenkommutatormotors dadurch regeln, dass dem Läufer eine regelbare Spannung zugeführt wird. Zu diesem Zweck Ist entweder ein Induktionsregler oder ein Reguliertransformator oder auch eine Regulierwicklung am Ständer mit mehreren Anschlüssen erforderlich ; in den beiden letzteren Fällen muss ausserdem ein Kontroller zur Ausführung der Regelung vorgesehen sein. Ferner müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, um einen guten Leistungsfaktor zu erreichen ; an Motoren mit Regulierwicklung am Ständer wurde zu diesem Zwecke beispielsweise ein kleiner Magnetisierungstrausformator (U. P. Nr. 43413) verwendet.
Ohne einen solchen Transformator würde der Leistungsfaktor sehr niedrig ausfallen, was darauf zurückzuführen ist, dass der Strom im Sekundärstromkreis dieselbe Wechselzahl wie der Netzstrom aufweist.
Die Erfindung betrifft einen Kommutatormotor des Induktionstyp, bei dem eine Geschwindtgkeitsregelung in einfacher Weise durch Büratenverschiobung erreicht werden kann und der ohne besondere Hilfsvorrichtungen einen guten Leistungsfaktor aufweist. Die
Erfindung kennzeichnet sich im wesenthchen dadurch. dass jede Phase einer mehrphaslgen
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In der Zeichnung sind in den F) g. l bis 3 drei Ausführungsformen der Erfindung schematisch dargestellt.
In Fig. 1 bezeichnete P eine am Läufer angebrachte Dreiphasenwicklung. die p durch
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eine als geschlossene Gleichstromwicklung ausgeführte Regulierwicklung, die gleichfalls am I. äufer angebracht und mit Kommutator versehen ist. Zu diesem Kommutator gehören drei Bürstenpaare a1-b1 a2-b2 und a2-b3. Die Bürsten a1, a2, a3 werden zweckmässig au einer gemeinsamen Bürstenbrücke und die Bürsten bl, b2, b3 auf einer zweiten Bursten- brücke angeordnet. Beide Bürstenbrücken sind für sich drehbar.
SI, 82, 8a sind die drei
Phasen einer am Stander angebrachten dreiphasen Sekundärwicklung und die genannten
Wicklungen sind für sich an die Burstenpaare a1-b1, a2-b2 bzw. as-b :, angeschlossen und somit durch die zwischen den Bürsten legenden Teile der Rcgulierwicklung R kurz- @ geschlossen.
Der Primärteil des Motors wird also von der Wicklung P, der Sekundärteil von
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Die Wirkungsweise des beschriebenen Motors ist folgende :
Angenommen, dass der Primärwicklung P dreiphasiger Wechselstrom von den Speiseleitungen zugeführt wird und dass die Kommutatorbürsten der Regulierwickiung derart ein-
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und somit die Ständerwicklungen S1, S2, S3 unmittelbar kurzgeschlossen sind, so läuft der Motor belnahe synchron und hat dieselbe Wirkungsweise wie ein gewöhnlicher Induktionsmotor, d. h. die Periodenzahl der Sekundärstromkreise ist der Schlüpfung proportional.
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werden, 10 wird eine Geschwindigkeitsregeiung erhalten, dio sie sie'. in folgender Weise berechnen lässt.
Wenn c die Periodenzahl des Netzstromes und 2 p die Polzahl des Motors ist,
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und die wirkliche Umdrehungszahl des Feldes pro Minute mit nf bezeichnet, so ist immer Umdrehungszahl des Läufers = Umdrehungszahl des Läufers relativ zum Felde + wirkliche Umdrehungazahl des Feldes oder nr=n+nt
Bei Synchronismus steht das Feld im Raum still und wird also nt=o.
Bei untersynchroner Geschwindigkeit wird tat negativ.
Das Feld induziert in den zwischen den Bürsten a1-b1 (bzw. a2-b2 und a3-b3) liegenden Teil der Läuferwicklung eine Spannung, deren Periodenzahl c@=pn1/60 der wirklichen 60 Umdrehungszahl des Feldes proportional ist, indem dieser Wicklungsteil, da die Bürsten stillstehend sind, in bezug auf die Periodenzahl als räumlich stillstehend aufzufassen ist.
In dar Ständerwicklung wird eine Spannung derselben Periodenzahl induziert. Die Grösse der in dem genannten Läuferwirkungsteil induzierten Spannung hängt dagegen von der relativen Geschwindigkeit zwischen Läufer und Feld ab und lässt sich in folgender Weise berechnen.
Die effektive Spannung, welche in einer als Gleichstromwicklung ausgeführten Läuferwicklung bzw. einem beliebigen Teil einer solchen Wicklung induziert wird, ist bekanntlich dem Ausdruck n wr # porportional, wobei n die Umdrehungszahl der Wicklung gegenüber dem Felde, ur die effektive Windungszahl der Läuferwicklung und ef die Grösse des Feldes
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Läuferwicklung induzierte Spannung dem Ausdrucke c wr # proportional setzen. Die Grösse dieser Spannung ist unabhängig davon, ob sie mittels Barsten oder Schleifringen entnommen wird.
Die Spannung zwischen al und b, ist daher er=const c wr #. wobei c die Periodenzahl des Netzstromes, # die Grösse des Feldes und wr die Anzahl Windungen in dem zwischen den Bürsten liegenden Teile der Regulierwicklung bedeutet.
Die Spannung in jeder Ständerphase ist : e, == const Cs t < p. wobei M's die Anzahl Windungen pro Ständerphase bezeichnet.
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die Sekundärwicklung und der jeweilig verwendete Teil der Regulierwicklung dieselben Achsen haben, so dass die Spannungen er und eg dieselbe Phase aufweisen. Es kann jedoch unter Umständen vorteilhafter sein, die Achsen dieser Wicklungen ein wenig gegeneinander zu verschieben, wodurch die Spannungen er und e, eine Resultante geben, durch welche die Phasenverschiebung des Motors kompensiert werden kann. Die berechneten Geschwindig- keiten erfahren hiedurch nur eine unbedutend Beeinflussung.
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wicklung und die Hauptwicklung des Motors zusammengeschaltet sind, 80 dass der Hauptstrom auch die Regulierwicklung durchfliesst.
Anordnung und Wirkungsweise sind im
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stromkreis verwendet werden.
Die Regulierwicklung und der Kommutator brauchen nur für einen Teil der Leistung des Moton, dessen Grösse von der Grösse der Regulierung abhängt, bemessen zu werden.
Soll beispielsweise der Motor zwischen 500/0 untersynebroner Geschwindigkeit und 50% übersynchroner Geschwindigkeit geregelt werden können, so werden die Regulierwicklung und der Kommutator nur für 600/0 der Gesamtmotorleistung bemessen. Die Lametlenspannang kann daher niedrig gehalten werden, ohne dass die Bürstenftäche zu gross wird, weshalb die Kommutierung keine grösseren Schwierigkeiten darbietet.
Die Hauptwicklung des Motors kann auch einphasig ausgeführt werden, so dass der Motor mit Einphasenstrom gespeist wird, während der Sekundarstromkreis mehrphasig ausgeführt wird. In einem solchen Falle muss eine besondere Anlassphase im Läufer vorgesehen werden. Der Motor wird dann wie ein gewöhnlicher Einphasen-Induktiocsmotor angelassen.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsform eines Einphasenmotors gemäss der Erfindung dargestellt. A bezeichnet die Arbeitsphase des Läufers und H dessen Anlassphase, r ist ein Ohmscher und x ein induktiver Widerstand. Die Widerstände sind in Reihe zwischen den Speiseleitungen 1, 2 eingeschaltet und dienen in bekannter Weise zur Herstellung eines gegen den Hauptstrom phasenverschobenen Stromes'zur Speisung der Anlassphase H des Läufers. Die Regulierwicklung B und die Ständerwicklungen , , jSa sind wie bei dem Dreiphasenmotor nach Fig. 1 ausgeführt.
Während des Anlassens können die drei Standerphaaen unmittelbar über die Bürsten kurzgeschlossen sein ; man kann auch jede Ständerphase über einen Ohmschen Widerstand kurzschliessen, um das Anlass-Drehmoment wie bei gewöhnlichen Einphasenmotoren zu ver- bessern. Nach dem Anlassen wird die Anlassphase mit Hilfe des Schalters 8 ausgeschaltet.
Regelt man einen einphasigen Motor nach Fig. 3 durch Drehung der bei den Blirstenbrl1eken
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stanter Grösse bestehen und die Geschwindigkeitsregelung geschieht nach demselben Gesetze wie bei dem Dreiphasenmotor.
Man kann auch die Primärwicklung und die Regulierwicklung im Ständer und die Sekundärwicklung im Läufer anbringen, in diesem Falle müssen jedoch die Bürsten rotieren, was die Einrichtung komplizierter macht.