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Verfahren zum Betrieb eines Ein- oder Mehrphasen-Asynchronmotors Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Ein- oder Mehrphasen Asynchronmotors.
Von einem Drehstrom-Kurzschlussankermotor werden in vielen Anwendungen gute Anlaufeigenschaften gefordert, d. h. möglichst grosses Anlaufmoment und gleichzeitig ein möglichst kleiner Anlaufstrom.
Um die Anlaufeigenschaften zu verbessern, wurden bereits Doppelmotoren vorgeschlagen. Ein Doppelmotor besitzt zwei magnetische Systeme, die auf die gleiche Welle wirken. So sind Doppelmotoren bekannt, die zwei getrennte Rotoren auf der gleichen Welle und zwei getrennte Statoren im gleichen Gehäuse besitzen. Es sind auch Ausführungen vorgeschlagen worden, bei denen die beiden Rotoren je einen separaten Anlaufkäfig tragen und gleichzeitig einen gemeinsamen, beide Rotorblechpakete verbindenden Laufkäfig besitzen.
Die elektrische oder mechanische Verdrehung der Feldachse des einen Sta- tors gegenüber derjenigen des andern bewirkt eine Reduktion der auf den durchlaufenden .Käfig wirksamen Spannung und damit eine Änderung von Strom und Drehmoment.
Mit Hilfe einer, stufenweisen oder kontinuierlichen Verdrehung lassen sich somit zu jedem Schlupfwert verhältnismässig günstige Werte für Strom und Drehmoment erzielen. Diese Ausführungen haben jedoch den Nachteil, dass der Motoraufbau kompliziert ist und dass die Verdrehung der Feldachse einen grossen Aufwand an Schaltmitteln benötigt. Andere Ausführungen des gleichen Prinzips arbeiten mit einem Zwischenring aus Widerstandsmaterial, der nur während des Anlaufes wirksam ist und daher den Anlaufstrom begrenzt.
Eine weitere ebenfalls bekannte Bauart von Doppelmotoren besteht darin, dass zwei oder drei voll- kommen getrennte Motorsysteme auf die gleiche Welle arbeiten bzw. im gleichen Gehäuse eingebaut sind, die verschiedene Polzahlen besitzen und daher einen Antrieb mit mehreren Geschwindigkeiten auf der gleichen Welle ermöglichen. Dabei ist jedoch immer nur ein Motor eingeschaltet. Diese Ausführungsart von Doppelmotoren dient daher nicht zur Verbesserung des Anlaufes.
Gegenüber diesen bekannten Ausführungen ist das Verfahren zum Betrieb eines Eine- oder Mehrphasen Asynchronrnd'tors mit mindestens zwei auf die gleiche Welle wirkenden Motorsystemen gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass ein System beim Anlauf und das zweite bzw. die weitern Systeme erst nach Erreichen je einer gegebenen Drehzahl oder je einer gegebenen Zeit seit dem Einschalten des ersten Systems eingeschaltet wird bzw. werden.
Auf beiliegender Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Der dargestellte Doppelmotor weist zwei elektrisch und magnetisch genau gleiche Systeme 1 und 2 auf, wobei jedes System für die halbe Motorleistung bemessen ist. Die beiden Systeme haben je eine Statorwicklung 1.1. bzw. 2.1, wovon die Wicklung 1.1 in Dreieck geschaltet ist, während die Wicklung 2.1 von Stern auf Dreieck umschaltbar ist.
Die beiden Rotoren 1.2 bzw. 2.2 sind vorzugsweise in Doppelkäfig- oder Tiefnutbauart ausgeführt und zwar für etwa dreifaches Anzugsmoment bei fünffachem Kurzschlussstrom, was, auf den Doppelmotor bezogen, 1,5faches Nennmoment und einen 2,5fachen Nennstrom ergibt.
Ein handbetätigter Schalter 3 dient zum Einschalten des Doppelmotors auf das Drehstromnetz RST. Ferner sind ein Schaltschütz 4 mit Betätigungsspule 4.1, Hauptkontakten 4.2 und einem Hilfsruhekontakt 4.3 sowie ein Schaltschütz 5 mit Betätigungsspule 5.1 und Hauptkontak-
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ten 5.2 vorhanden, welche zum stufenweisen Zuschalten der zweiten Statorwicklung 2.1 dienen. Mit 6 und 7 sind zwei Zentrifugalschalter bezeichnet.
Diese können auf unabhängige Schaltdrehzahlen eingestellt werden und steuern die Betätigungsspulen 4.2 bzw. 5.2 der Schütze 4 bzw. 5 zum Zuschalten der zweiten Statorwicklung.
Die beschriebene Schaltung arbeitet wie folgt: Durch das Schliessen des Schalters 3 wird die Sta- torwicklung 1.1 in Dreieckschaltung direkt ans Netz gelegt. Der Rotor 1.2 entwickelt, bezogen auf den Doppelmotor, das etwa 1,5fache Nennmoment.
Bei etwa der halben Nenndrehzahl schliesst der Zentrifugalschaltkontakt 6. Die Schützenspule 4.1 wird erregt und betätigt die Kontakte 4.2 und 4.3. Dadurch wird die Statorwicklung 2.1 des zweiten Systems 2 in Sternschaltung eingeschaltet. Der Rotor 2.2 entwickelt ein zusätzliches Moment zum Rotor 1.2. Bei etwa 2/3 der Nenndrehzahl schaltet der Kontakt des Zentrifugalschalters 7 um. Schütz 4 fällt ab, öffnet die Kontakte 4.2 und schliesst den Hilfs- ruhekontakt 4.3. Dadurch erhält die Spule 5.1 des Schützes 5 Spannung.
Durch das Schliessen der Kontakte 5.2 wird die Statorwickl,ung 2.1 in Dreieckschaltung ans Netz gelegt. Dadurch ist die Laufschaltung erreicht. Beide Systeme arbeiten nun mit dem gleichen Drehmoment.
Anstelle der Zentrifugalschalter 6 und 7 können bei konstanten Anlaufverhältnissen auch Zeitrelais verwendet werden.
Bei Antrieben mit hoher Schalthäufigkeit kann die Schaltung so erweitert werden, dass zur gleichmässigen Verteilung der Anlaufwärme abwechslungsweise bei einem Anlauf die eine oder die andere Sta- torwicklung als erste eingeschaltet wird.
Die beschriebene Ausführung des Doppelmotors kann zum Mehrfachmotor erweitert werden, indem man mehr als zwei Motorsysteme auf die gleiche Welle arbeiten lässt. In diesem Falle kann durch eine geeignet gewählte Schaltfolge der Dreieck- und Sternschaltungen der einzelnen Systeme ein noch höheres Anlaufmoment erreicht und gleichzeitig der Anlaufstrom noch kleiner gehalten werden.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass die einzelnen Motorsysteme für verschiedene Leistungen ausgelegt werden. Dadurch kann die Anlaufcharakteristik an speziellen Forderungen jeden konkreten Falles angepasst werden.
Eine andere Ausführungsmöglichkeit besteht darin, indem die einzelnen Motorsysteme mit gleicher Leistung, aber mit ungleichem Verlauf der Anlaufcharakteristiken ausgelegt werden. Auch dadurch kann eine elastische Anpassung an einer vorgeschriebene Anlaufcharakteristik erreicht werden.
Schliesslich soll erwähnt werden, dass einem Schaltwerk ein beliebiges Programm für die Anzahl, Reihenfolge und für den Zeitpunkt der Schaltungen vorgeschrieben werden kann. Die dadurch erzielbaren Möglichkeiten in der Anlaufcharakteristik ist sozusagen unbegrenzt.
Der Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass die Anlaufeigenschaften des Doppelmotors in weiten Grenzen den Anforderungen angepasst werden können. Die günstigen Anlaufbedingungen werden dabei mit einem Ein- oder Mehrphasenmotor robuster Bauart und mit einem Minimalaufwand an Schaltgeräten erreicht.