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Läufer für Asynchronmotoren mit Selbstanlauf.
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verkleinern, so kann man die Nuten in der durch Fig. 3 dargestellten Art ausführen, indem man sie im oberen Teil, wo die Widerstandsstäbe liegen, breiter hält, als im unteren.
Besondere Vorteile der neuen Ausführungsform bestehen noch darin, dass die beim Anlauf in der Widerstandswicklung erzeugte Wärme schneller und leichter in die Massen des Ankers übertreten kann, da die Berührungsflächen sehr gross sind. Ferner tritt in den Stäben, vor allem in den Kurzschtussstben, eine sehr erhebliche Stromverdrängung ein, so lange der Läufer den Synchronismus noch nicht erreicht hat. Hierdurch wird der wirksame Widerstand auch der Kurzschlussstäbe vergrössert, so dass sie mit zum nützlichen Drehmoment beitragen.
Die Bemessung der Nuten und Stabmessungen soll mit Rücksicht auf das gewünschte Anlaufmoment erfolgen. Sie lässt sich aus einem einfachen Diagramm herleiten, das in Fig. 4 dargestellt ist. Dort ist zunächst ein Halbkreis Kl gezeichnet, der den Heylandkreis eines gewöhnlichen Motors, etwa mit Schleifringanker dargestellt, dessen Wicklung in dem Raum untergebracht ist, den allein die Widerstandswicklung einnimmt. Dieser Motor besitzt einen Leerlaufstrom jo und einen maximalen Kurzschlussstrom M. Ausserdem sind zwei weitere Halbkreise gezeichnet, von denen K den Heylandkreis eines Motors darstellt, bei dem nur die Kurzschlusswicklung k arbeitet, während die Widerstandswicklung w offen oder entfernt ist. Der Leerlaufstrom eines solchen Motors ist naturgemäss der gleiche wie vorher, da die Kraftlinien den gleichen Verlauf besitzen.
Sein Kurzschlussstrom jk ist jedoch wesentlich geringer, da die Streuung der Rotorwicklung durch die tiefe Lagerung in den Nuten erheblich grösser ist. Der dritte Halbkreis Ka stellt den Heylandkreis für die wirkliche Widerstandswicklung 7iJ des Motors dar unter der Voraussetzung einer unter ihr liegenden ideal guten, widerstandsfreien Kurzschlusswicklung. Das grösste Drehmoment dieses Halbkreises ist Da. Ihr Kurzschlussstrom ist natürlich mit M identisch. Ihr Leerlaufstrom ist andrerseits sehr gross, weil die Kraftlinien nicht mehr den guten Weg durch das Eisenjoch des Rotors zur Verfügung haben, sondern sich oberhalb der Kurzschlusswicklung quer durch alle Nuten quetschen müssen.
Dieser Leerlaufstrom ist identisch mit dem bereits gezeichneten Kurzschlussstrom A, weil beide Ströme demselben Zustande des Motors entsprechen. Die beiden Heylandkreise für den Kurzschlussanker mit geöffnetem Widerstandsanker K und für den Widerstandsanker mit ideal geschlossenem Kurzschlussanker Ka berühren sich also im Punkte j und berühren den Kreis des gewöhnlichen Drehstrommotors in den Punkten j 0 und j 1IZ. Sie sind also diesem normalen Kreise K einbeschrieben, so wie es in Fig. 4 dargestellt ist.
Der Kurzschlussstrom A des für sich allein geschlossenen Kurzschlussankers ist also gleich dem Unterschied zwischen dem Kurzschlussstrom des Widerstandsankers für sich (jilt) und dem doppelten grössten Drehmoment 2 Da des Widerstandsankers, gemessen im Strommassstabe,
Wünscht man also für einen gegebenen Motor mit normalem Heylandkreise K 1 und normalem Drehmomente D ein bestimmtes Anlaufdiehmoment Da, so muss man durch
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massgebend ist, einen Primärstrom J, der etwas grösser und stärker phasenverschoben ist als der normale Strom i des gewöhnlichen Motors.
Auch das Kippmoment DA des Motors ist wesentlich geringer als das des normalen Motors D M, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, und zwar um das Mass des Anlaufmomentes.
In Wirklichkeit ist sowohl das Anlaufmoment etwas grösser als Da und auch das Kippmoment als DA, weil im Anlaufzustand auch der Kurzschlussanker und im Betriebszustand auch der Widerstandsanker ein wenig mitwirken. Jedoch sind ihre bezüglichen Drehmomente dort relativ gering, so dass man im allgemeinen mit der angenäherten Darstellung der Betriebzustände nach Fig. 4 auskommen kann, in der die Wirkungen beider Ankerwicklungen getrennt behandelt sind.
Um das maximal mögliche Anlaufmoment zu erzielen, muss man dem Anlaufkäfig natürlich einen ganz bestimmten inneren Widerstand geben, der dem Drehmoment Da der Fig. 4 entspricht und nach bekannten Regeln errechnet werden kann. Für manche Zwecke ist es nützlich, diesen Widerstand so klem zu machen, dass das maximale Moment Da nicht bei Stillstand des Motors auftritt, sondern erst bei etwa halber Normaldrehzahl. Dies hat den Vorteil, dass das tatsächliche Drehmoment des ganzen Motors sich in einem grösserem Drehzahlbereiche auf einer ziemlich gleichmässigen Höhe hält, Das Kreisdiagramm des Motors ist von der Wahl dieses Widerstandes bekanntlich unabhängig.
Als Regel für den Aufbau derartiger Anker gilt stets, dass man die Nuten und Stäbe und damit die Streuungsverhältnisse des Läufers so bemessen muss, dass der Kurzschlussstrom des Kurzschlussankers für sicb gleich der Differenz aus dem Kurzschlussstrom des Widerstandsankers für sich und dem
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Aus der Fig. 3 ist die Anordnung der Fig. 5 abgeleitet, wo der Widerstandsstab w als Nutenkeil die Wicklung k festhält. Durch diese Anordnung wird der wertvolle, dem Nutenkeil geopferte Platz in günstiger Weise elektrisch ausgenutzt.
PATENT ANSPRüCHE- i. Läufer für Asynchronmotoren mit Selbstanlauf- durch einen Widerstandskäfig, nach Boucherot, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäbe (k) der Kurzschlusswicklung in einheitlichen Nuten unmittelbar unter den Stäben des Widerstandskäfigs (w) liegen.