Kompensierter Induktionsmotor für Ein- oder Mehrphasen-Wechselstrom. Die Erfindung betrifft einen sogenannten kompensierten Induktionsmotor (nach Hey- land und anderen), bei welchem neben der am Netz liegenden Wicklung eine kleine Hilfswicklung angebracht ist, welche über einen Kollektor (Kommutator) eine Kommu tatorwicklung speist. Die Kommutierung einer solchen Maschine ist im allgemeinen nicht so gut, wie es für diesen besonderen Motor, der jedem Betriebe gewachsen sein soll, erwünscht ist. Soll der kompensierte Motor den normalen Drehstrommotor ersetzen können, so muss seine Betriebssicherheit auf das höchstmögliche Mass gesteigert werden, und es ist daher besonders anzustreben, den Kollektor (Kommutator) so unempfindlich wie möglich zu machen.
Da die Drehzahl des Drehfeldes im Stän der (Stator) bei normaler Drehzahl des Mo tors der Drehzahl des Läufers (Rotor) an nähernd gleich ist, so ergeben sich bezüglich des Funkens keine Schwierigkeiten während des normalen Betriebes des Motors, Beim An lauf des Motors entspricht dagegen die Dreh- zahl des Drehfeldes im Stator relativ zum Rotor der vollen Frequenz des Wechselstrom netzes, und daher wird beim Anlaufen und bei niedrigen Drehzahlen eine wesentlich grö ssere elektromotorische Kraft in der Kommu tatorwicklung erzeugt als bei normaler oder annähernd normaler Drehzahl des Motors. Diese elektromotorische Kraft bewirkt einen verhältnismässig grossen Kurzschlussstrom und infolgedessen grössere Neigung zum Funken, als es bei höheren Drehzahlen oder bei voller Drehzahl des Motors der Fall ist.
Die Erfindung betrifft einen kompensier ten Induktionsmotor für Ein- oder Mehr phasen-Wechselstrom, bei welchem eine Hilfs wicklung angeordnet ist, welche eine Kom mutatorwicklung über den Kommutator speist. Er ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Arbeitsstrom führender, sekundärer Stromkreis bei allen Betriebszuständen dauernd geschlossen ist.
Durch die Erfindung werden die vor erwähnten Nachteile des gewöhnlichen kom pensierten Induktionsmotors vermieden, und insbesondere die Kommutierung der Maschine verbessert, dadurch, dass die eventuell durch eine Käfigwicklung unterstützte sekundäre Wicklung des Motors bei jedem Betriebs zustande, insbesondere also auch beim Anlas sen des Motors, dauernd geschlossen ist. Auf diese Weise wird das Funken des Kommuta tors mit Sicherheit beseitigt und der letztere praktisch unempfindlich gemacht; insbeson dere wird vermieden, dass zum Beispiel beim Einschalten des Motors dieser nicht anläuft und den Kommutator oder seine Wicklung längere Zeit mit unzulässig hohem Strom be lastet, wodurch Beschädigungen zustande kommen können.
Die Erfindung ist in der anliegenden Zeichnung in einer Anzahl von Ausfüh rungsbeispielen (Modifikationen) schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Motor mit einer pri mären oder Statorwicklung a, einer Hilfs wicklung c, welche neben dieser Wicklung liegt, einer Kommutatorwicklung (nicht ge zeichnet), welche an den Kommutator d an geschlossen ist und über letzteren von der Hilfswicklung c gespeist wird, und einer wei teren sekundären geschlossenen Wicklung b; Fig. 2 zeigt in ähnlicher Weise einen Mo tor mit einer primären oder Statorwicklung a, einer Hilfswicklung c, welche neben der Statorwicklung liegt, sowie einer an den Kommutator d angeschlossenen Wicklung, welche von der Hilfswicklung c über einen Schalter m gespeist wird, und einer sekun dären oder Arbeitswicklung b, welche auf den Anlasser oder Widerstand e geschlossen wird;
Fig. 3 zeigt die gleiche Anordnung wie Fig. 2 mit einem Schalter n zur Kurzschlie ssung der Arbeitswicklung b, sowie einer zu sätzlichen Käfigwicklung g, welche neben der Arbeitswicklung b liegt; Fig. 4 zeigt einen Motor mit den Wick lungen a, b und c, sowie dem Kommutator d nach Fig. 1 und 2 nebst der Käfigwicklung g nach Fig. 3 mit Schaltern f, m und i, welche zwangsläufig miteinander verbunden sind und dazu dienen, die primäre oder Stator- wicklung a zu speisen, den Stromkreis der Hilfswicklung c und der Kommutatorwick lung d aufeinander zu schliessen und ferner die sekundäre oder Arbeitswicklung b kurz zuschliessen; Fig. 5 zeigt einen Motor mit den Wick lungen a, b, c und g nach Fig. 3 zusammen mit einer Schaltvorrichtung (Kontroller) k zum Betrieb des Motors in einer vorbestimm ten Folge voll Schaltvorgängen;
Fig. 6 zeigt einen Motor nach Fig. 1 mit einer dauernd geschlossenen sekundären oder rbeitswicklung b nebst einem zwischen die Wicklung c und dem Kommutator d einge schalteten Schalter m, und Fig. 7 einen Motor nach Fig. 6 mit Läu ferspeisung, wobei auf dem Läufer die pri märe Wicklung a und die an den Kommuta tor d angeschlossene Wicklung liegen, wäh rend der Ständer die Hilfswicklung c und eine Käfigwicklung g trägt. In Fig. 7 ist in glei cher Weise wie in Fig. 6 zwischen Wick lung c und Kommutator d ein Schalter m eingeschaltet.
Durch die nach der Erfindung verwen dete sekundäre, den Arbeitsstrom führende Wicklung b (Fig. 1 bis 6) neben der in dem Kommutator d des Motors endenden Wick lung wird erreicht, dass schon im Augenblick des Anlauf ens des Motors in dieser Wicklung b Ströme fliessen. Die Ströme in dieser Wicklung wirken dämpfend auf die elektro motorische Kraft, welche in den jeweilig kurzgeschlossenen Spulen der Kommutator wicklung erzeugt werden, verbessern die Kommutierung und verringern das Funken zwischen Bürsten und Kommutatorsegmen ten. Praktisch kann das erreicht werden, da durch, dass der Anlasser e (Fig. 2), durch welchen die Arbeitswicklung geschlossen ist, niemals geöffnet wird, selbst nicht in der äussersten Stellung, so dass es unmöglich ist, den Stromkreis für den Arbeitsstrom zu un terbrechen.
Wird nun der zwischen dem Wechselstromnetz und der primären Wick lung a liegende Hauptschalter geschlossen, so fliesst sofort ein Strom :durch den Anlas- ser e und durch den Arbeitsstromkreis b, wodurch die erwähnte dämpfende Wirkung auf die Kommutatorwicklung ausgeübt wird und weiterhin ein Drehmoment zustande kommt, welches den Motor sofort zum An laufen bringt. Dieser letztere Umstand ist von besonderem Vorteil, da es hierdurch un möglich ist, dass de Motor im Stillstand ver bleibt, wenn der Hauptschalter geschlossen wird, so dass verhindert wird, dass ein und dieselbe Spule der Kommutatorwicklung und ein und dasselbe Kommutatorsegment län gere Zeit hindurch der Wirkung des Kurz schlussstromes ausgesetzt wird.
Auf diese Weise wird beim Anlassen des Motors un mittelbar nach dem Schliessen des Haupt schalters verhindert, dass die Kommutator wicklung oder die Kommutatorsegmente durch zu starken Strom beschädigt werden.
Eine weitere Lösung des Problems, die Spulen der Kommutatorwicklung und die Segmente des Kommutators vom Arbeitsstrom freizuhalten, besteht darin, dass der Anlasser c ganz weggelassen wird und an dessen Stelle nach Fig. 3 eine Hilfskäfigwicklung g auf dem sekundären Teil (Rotor) des Motors ver wendet wird, wobei der Widerstand der Kä figwicklung g so bemessen ist, dass beim Schliessen des Hauptschalters ein starkes Drehmoment zustande kommt, ohne jedoch eine ungewöhnlich starke Stromaufnahme zu bewirken. Da in diesem Falle kein Anlasser notwendig ist, kann der Arbeitsstromkreis b ohne Schleifringe ausgeführt werden, indem nur Kurzschlusskontakte vorgesehen werden, welche alsbald nach dem Anlaufen des Mo tors, was durch die Wirkung der Hilfskäfig wicklung g zustande kommt, geschlossen werden.
Das Anlassen des Motors in dieser Weise wird einfach dadurch erreicht, dass der in Fig. 3 gezeichnete Hauptschalter f ge schlossen wird. Die Verbindung zwischen dem Kommutator d und der Hilfswicklung c auf den Stator wird daher zunächst noch durch den Schalter m unterbrochen, und der Motor kommt auf seine Drehzahl mit Hilfe der Hilfskäfigwicklung g wie ein Kurz schluss-Induktionsmotor. Sobald der Motor seine normale Drehzahl erreicht hat, muss der Hilfsstromkreis c durch den Schalter m ge- geschlossen, und die Kurzschlusskontakte der Rotorwicklung b für den Arbeitsstrom müs sen durch den Schalter n miteinander verbun den werden.
Es ist wünschenswert, eine zwangsläufige Verbindung zwischen den Schaltern i, m und f anzubringen, wie schematisch in Fig. 4 angedeutet ist. Für die Ausführung der Schaltung ist es vorteilhaft, den Kontroller k an den Motor anzubauen, wie in Fig. 5 an gedeutet ist, welche den Kontroller in einer Ebene abgewickelt darstellt. Der Kontroller enthält ausser den Kontakten für die Verbin dung der primären Wicklung a mit dem Netz die Kontakte zur Verbindung der Hilfsstator wicklung c mit dem Kommutator d. Die zwangsläufige Verbindung zwischen dem Kontroller k und der Kurzschlusshülse o ist durch den Kurbelzapfen p in Fig. 5 darge stellt.
In der Modifikation nach Fig. 6 besteht der sekundäre Stromkreis des Motors aus einer Phasenwicklung b, welche ohne Ver wendung von Schleifringen dauernd auf sich selbst geschlossen ist. Der Gedanke der Erfindung lässt sich auch ohne weiteres auf einen kompensierten Motor nach Fig. 7 anwenden, welcher sich von dem Motor nach den übrigen Figuren dadurch un terscheidet, dass die Wicklungen, welche vor her auf dem Ständer lagen, hier auf den Läu fer des Motors gelegt werden und umgekehrt. Die Wicklung a, das heisst die primäre Wicklung, liegt in diesem Falle auf dem Läufer. Ausser der Wicklung c ist auf dem Stator noch eine Käfigwicklung g vorge sehen, wobei die, sekundäre Wicklung b nach Fig. 1 bis 6 fortfallen kann.
In diesem Falle kann man durch geeignete Dimensionierung der Käfigwicklung g erreichen, dass der Mo tor beim Einschalten der Primärwicklung a unter Entwicklung eines kräftigen Momentes bei mässiger Stromaufnahme anläuft, ohne dass man einen besonderen Anlasser (Kon- troller) benötigt. Auch in diesem Falle ist die Wicklung c auf dem Stator über einen Schalter m auf den Kommutator d geschaltet.
Bringt man die zwischen Motor und Netz üblichen Sicherungen ebenfalls, am Gehäuse an, so erhält man alsdann einen vollkommen anschlussfertigen Motor, der ohne weiteres an jeder Stelle an das Netz gelegt werden kann, indem man einfach die drei Netzleitun gen mit den drei am Motor befindlichen Klemmen (Endpunkte der Wicklung a) ver bindet. Das Anlassen erfordert keinerlei technische Kenntnisse mehr, da gemäss Fig. 4 und 5 sämtliche Schaltvorgänge nur in der richtigen Reihenfolge vorgenommen werden können. Der Motor wird infolge des Um stande, dass der Arbeitskreis niemals strom los werden kann, sowohl bei Lauf, als auch bei Anlauf einen völlig unempfindlichen Kol lektor (Kommutator) besitzen und bei jedem Betriebszustande funkenfrei laufen.