<Desc/Clms Page number 1>
Polumschaltung für : Mehrphaseninduktionsmotoren.
Es sind Polumschaltungen zur Geschwindigkeitsregelung von Mehrphaseninduktionsmotoren bekannt, bei denen zwecks Verwendung sämtlicher Spulen bei den verschiedenen Geschwindigkeitsstufen, die Umschaltung einer n. 8 poligen Dreiphasenwicklung mit in zwei Ebenen angeordneten Spulenköpfen (also einer in jeder Phase auf je zwei Pole eine Spule besitzende Dreiphasenwicklung) in eine n. 8 polige Zweiphasenwicklung vorgenommen wird, wodurch zwei Geschwindigkeitsstufen im Verhältnis von 3 : 4 erzielt werden können. Die Stufe 3 : 4 ist aber für gewisse Zwecke, insbesondere für die Zwecke des Eisen- bahnbetriebes zu klein.
Die Erfindung betrifft eine Polumschaltung für Mehrphaseninduktionsmotoren zunächst zur
Erzielung zweier Geschwindigkeitsst11fen im Verhältnis von 2 : 3 gleichfalls unter Verwendung sämtlicher
Spulen bei beiden Polzahlen und durch Umschaltung der Dreiphasenwicklung in eine Zweiphasen- wicklung. Der neuen Polumschaltung dient im Gegensatz zur eingangs angegebenen Schaltung eine
Dreiphasenwicklung als Grundlage, bei der in jeder Phase auf jeden Pol eine Spule bzw. Windungsgruppe entfällt und eine jede Spule je zwei Spulen der beiden andern Phasen übergreift.
Die Polumschaltung unter Umschaltung der Dreiphasenwicklùng in eine Zweiphasenwicklung erfolgt gemäss der Erfindung derart, dass in einer jeden Phase der Dreiphasenwicklung die aufeinanderfolgenden Spulen derart abwechselnd in die eine und andere Phase der Zweiphasenschaltung geschaltet werden, dass in dieser letzteren eine jede Spule die in die gleiche Phase geschalteten zwei Nachbarspulen um je eine Spulen- seitenbreite übergreift.
In Fig. 1 der Zeichnung ist beispielsweise eine zweimal 4 polige, also 8 polige Dreiphasenwicklung schematisch dargestellt. Es ist für die Ausführung der neuen Polumschaltung erforderlich, dass die
Wicklung in einer jeden Phase der Dreiphasenwicklung pro Pol je eine Spule, d. h. insgesamt n. 4x3 oder n. 12 Spulen, also in vorliegendem Falle (n = 2) insgesamt 24 Spulen enthält, wobei eine jede Spule je zwei Spulen der beiden andern Phasen übergreift. Die zu den drei verschiedenen Phasen gehörenden
Spulen sind mit verschiedenen Linien gezeichnet und die durch die mit vollen Linien gezeichnete Phase erzeugten Pole angedeutet.
Beim Umschalten auf die höhere Polzahl, also auf die geringere Geschwindigkeitsstufe, werden in einer jeden Phase der Dreiphasenwicklung die aufeinanderfolgenden Spulen abwechselnd in die eine und andere Phase der Zweiphasenwicklung geschaltet, also die Spulen Al, As, As und A7 dér Phase A (Fig. 1) der Dreiphasenwicklung in die mit vollen Linien gezeichnete Phase der Zweiphasenschaltung
EMI1.1
gebrochenen Linien gezeichnete Phase der Zweiphasenwicklung geschaltet. Mit den beiden andern Phasen der Dreiphasenwicklung verfährt man in der gleichen Weise, wobei man aber bei der Wahl der Ausgangsspule darauf zu achten hat, dass in der Zweiphasenschaltung eine jede Spule zwei, in die gleiche Phase geschaltete Nachbarspulen um eine Spulenseitenbreite übergreift.
In Fig. 2 sind die augenblicklichen Stromrichtungen in den Spulen der mit vollen Linien gezeichneten
EMI1.2
entsteht eine vollständig regelmässige 12 polige Zweiphasenwicklung, die mittels eines in an und für sich bekannter'Weise au, dem Dreiphasennetze abgeleiteten Zweiphasenstromes gespeist werden kann.
Man kann die eingangs erwähnte Dreiphasenwieklung gemäss der vorliegenden Erfindung auch
EMI1.3
<Desc/Clms Page number 2>
von je fünf aufeinanderfolgenden Spulen bzw. Windungsgruppen) zwei aufeinanderfolgende derart in die gleiche Phase geschaltet werden, dass sich die in diese Phase geschalteten Spulen (bzw.-Windüngs- gruppen) nur an der einen Seite (um eine Spulenseitenbreite) übergreifen, an der andern Seite jedoch in dem Abstand einer Spulenseitenbreite aufeinanderfolgen, während die übrigen Spulen in die andere Phase geschaltet werden.
Lässt man in der Zweiphasenschaltung die Spulen an der einen Seite mit drei Spulenseitenbreiten übergreifen, am andern Ende aber in dem Abstande einer Spulenseitenbreite aufeinanderfolgen, so lässt sich die Polumschaltung auch für die Verhältniszahl 8 : 6 verwenden.
In Fig. D der Zeichnung ist beispielsweise die in Fig. 1 dargestellte 8 polige Dreiphasenwicklung in eine 6 polige Zweiphasenwicklung umgeschaltet dargestellt, wobei die in die eine Phase der Zweiphasen-
EMI2.1
Spulenseitenbreite aufeinanderfolgt.
Eine augenblickliche Stromrichtung in den Spulen der mit vollen Linien gezeichneten Phase und die durch diesen Strom erzeugten Pole sind mit Pfeilen angedeutet. Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass sechs Pole entstehen.
Lässt man dagegen in der Zweiphasenschaltung die Spulen der gleichen Phase an der einen Seite sich nur um eine Spulenseitenbreite übergreifen, während die Spulen an der andern Seite in dem Abstand einer Spulenseitenbreite aufeinanderfolgen, so kann man eine n. 10 polige Dreiphasenwicklung in eine n. 12 polige Zweiphasenwicklung umschalten.
Ist die Polzahl der Dreiphasenwicklung sowohl mit 4 als mit 10 teilbar, also mindestens 20, so kann man die Dreiphasenwicklung sowohl gemäss der Fig. 2 in eine 30 polige oder gemäss Fig. 4 in eine 24 polige Zweiphasenwicklung umschalten.
In der Fig. 3 der Zeichnung ist eine 10 polige Dreiphasenwielklung dargestellt, bei der in jeder Phase auf jeden Pol je eine Spule entfällt, so dass die ganze Wicklung aus 30 Spulen besteht. Dabei ist die Wicklung derart ausgeführt, dass eine jede Spule je zwei Spulen der beiden andern Phasen übergreift.
Zwecks Unterscheidung der drei Phasen sind die Spulen der einen Phase mit vollen, diejenigen der zweiten Phase mit gebrochenen und die Spulen der dritten Phase mit strichpunktierten Linien gezeichnet.
Eine augenblickliche Richtung der in den Spulen der Phase A fliessenden Ströme und die durch diese erzeugten Pole sind mit Pfeilen angedeutet.
Fig. 4 zeigt die Dreiphasenwicldung nach Fig. 3 in eine Zweiphasenwicklung umgeschaltet, wobei die Spulen der einen Phase mit vollen Linien und diejenigen der andern Phase mit gebrochenen Linien dargestellt sind.
Beim Umschalten auf 2 Phasen werden von je fünf aufeinanderfolgenden Spulen Al-As sowie der mit vollen Linien gezeichneten Phase A, je zwei aufeinanderfolgende Spulen, z. B. Al und A2 sowie A6 und A7 in die in Fig. 4 mit vollen Linien angedeutete Phase und die übrigen Spulen 3-. 5
EMI2.2
B6 und B7 in die in Fig. 2 mit vollen Linien gezeichnete eine Phase und die übrigen drei Spulen Bg-Be bzw. Bg-Bjo der beiden Fünfergruppen in die in Fig. 4 mit gebrochenen Linien gezeichnete andere Phase geschaltet werden.
EMI2.3
aus den Fünferspulengruppen muss man darauf achten, dass ein jedes Spulenpaar ; z.
B. das Spulenpaar A i, je eine Spule der aus den zwei anderen Phasen der Dreiphasenwieklung genommenen Spulenpaare, z. B. die Spule B1 des aus der Phase B genommenen Spulenpaares El, B2 und die Spule C, des aus der Phase G genommenen Spulenpaa. res Cs. C ? um eine Spulenseitenbreite übergreift, wodurch diese Spulenpaare am Umfang gleichmässig verteilt sind.
Die in Fig. 4 an den Spulen angebrachten Pfeile bezeichnen eine augenblickliche Richtung der in den Spulen fliessenden Ströme. Die durch die mit vollen Linien gezeichnete Phase erzeugten Pole sind mit vollen Pfeilen angedeutet. Es entsteht demnach ein 12 poliges Feld.
Die mit vollen Linien gezeichnete Phase erhält demnach aus einer jeden Fünfergruppe zwei Spulen, die andere Phase dagegen je drei Spulen, so dass die Anzahl der Spulen in den beiden Phasen sich wie 2 : 3 verhält. Selbstverständlich werden die beiden Phasen durch an und für sich bekannte Mittel mit Spannungen gespeist, die ihrer bezüglichen Windungszahl und ihrem Formfaktor angepasst sind.
<Desc/Clms Page number 3>
In den Stäben der in Fig. 4 mit gebrochenen Linien gezeichneten Spulen ist eine augenblickliche Stromrichtung in gebräuchlicher Weise mit + und-Zeichen angedeutet. Die Stellen der Pole dieser Phase zeigen die mit gebrochenen Linien gezeichneten Pfeile.
Die durch die neuen Schaltungen erzielbaren Geschwindigkeitsstufen sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt :
EMI3.1
<tb>
<tb> Phasenzahl <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 2
<tb> Schaltung <SEP> Fig, <SEP> 2 <SEP> Fig. <SEP> 4 <SEP> Fig. <SEP> 1 <SEP> oder <SEP> 2 <SEP> Fjg. <SEP> 5
<tb> 60 <SEP> 48 <SEP> 40 <SEP> 30
<tb> 30 <SEP> 24 <SEP> 20-
<tb> 20 <SEP> 16 <SEP> 10
<tb> 12 <SEP> 10
<tb> 12 <SEP> - <SEP> 8 <SEP> ss
<tb> 10 <SEP> 8
<tb> 6-4-
<tb> 4--2
<tb>
Hieraus ergibt sich, dass bei Anwendung einer n. 40 poligen Dreiphasenwicklung sämtliche in den Fig. 2, 4 und 5 angegebenen Polumschaltungen ausgeführt, also vier verschiedene Geschwindigkeitsstufen den Polzahlen 60,48, 40,30 entsprchend erzielt werden können.
Mit einer 20 poligen Dreiphasenwicklung lassen sich die beiden Polumschaltungen gemäss Fig. 2 und 4 und dementsprechend den Polzahlen 30,24, 20 entsprechend drei Geschwindigkeitsstufen erzielen.
Mit einer 10 poligen Dreiphasenwicklung kann man blos die Polumschaltung Fig. 4 ausführen, also nur zwei Geschwindigkeitsstufen den Polzahlen 12,10 entsprechend erzielen.
Mit einer 8 poligen Dreiphasenwicklung sind durch Benutzung der Schaltungen Fig. 2 und 5 den Polzahlen 12, 8, 6 entsprechend dre Geschwindigkeitsstufen erreichbar, während mit einer 4-poligen Dreiphasenwieklung mittels der Schaltung Fig. 2 den beiden Polzahlen 6 und 4 entsprechende zwei Geschwindigkeitsstufen erzielt werden können.
Man kann aber selbstverständlich auf die Dreiphasenschaltung verzichten und sich blos mit den Zweiphasenschaltungen gemäss Fig. 2,4 und 5 begnügen, wobei man ausser den gemäss Fig. 2 geschalteten 60,30, 20,12 oder 6 poligen Zweiphasenwicklungen auch eine gemäss Fig. 2 geschaltete 10 polige oder 4 polige Zweiphasenwieklung benutzen kann, die sich gemäss Fig. 4 in eine 8 polige bzw. gemäss Fig. 5 in eine 2 polige Zweiphasenwieklung umschalten lässt.
Die oben angegebene Polumschaltung lässt sich verwenden, gleichviel ob die Wicklung aus Einlochoder Mehrlochspulen, ob in Spiral-oder in Schleifringform gewickelt ist. Wenn die Wicklung aus Einloehspulen besteht, so ist die Breite einer Spulenseite gleich dem Nutenabstande, während bei Zwei-, Dreioder Mehrlochspulen die Breite einer Spulenseite ein Vielfaches des Nutenabstandes beträgt, entsprechend der Anzahl von Spulenelementen, die die Mehrloch- oder Mehrfachspule bilden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Polumschaltung für Mehrphaseninduktionsmotoren zur Erzielung zweier Geschwindigkeitsstufen durch Umschalten einer Dreiphasenwicklung in eine Zweiphasenwicklung, dadurch gekennzeichnet, dass in einer jeden Phase einer n. 4 poligen Dreiphasenwicklung, bei der in jeder Phase auf jeden Pol eine Spule (bzw. Windungsgruppe) entfällt und eine jede Spule (z. B. AJ je zwei Spulen der beiden andern Phasen (boa, BIo, Os, 07) übergreift, die aufeinanderfolgenden Spulen derart abwechselnd in die eine und andere Phase der Zweiphasensehaltung geschaltet werden, dass in dieser letzteren eine jede Spule. die in die gleiche Phase geschalteten zwei Nachbarspulen um je eine Spulenseitenbreite übergreift und eine n. 6 polige Wicklung entsteht (Fig. 2).