CS213356B2 - Electric double-motor drive - Google Patents

Description

(54) Elektrický dvoumotorový pohon

Vynález se týká indukčního, respektive universálního motoru, kombinovanými ve společném plechovém svazku a napájenými z jedné jednoíázové sítě.

Podle vynálezu se předpokládá, že alespoň jedna větev rotorového¹ vinutí je vytvořena společně jak pro komutátorový motor, tak (také pro provoz indukčního motoru jako smyčkové vinutí připojené na komutátor prostřednictvím kartáčů (A, B), jehož cívkový krok odpovídá přibližně půlové rozteči nízkopólového, zejména dvoupólového komutátorového· vinutí a lichému celému násobku mnohapólového statorového vinutí (U12—X12, V12—Y12, W12—Z12) indukčního· motoru.

Vynález je zejména výhodný pro pohon automatických praček.

2133 S 6

Vynález -se - týká dvoumótorového! pohonu, zejména pro automatické pračky . s indukčním- motorem pro prací provoz - a s^ komutátorovým motorem pro ždímací provoz, u kterého je každý -motor oddělitelně připojitelný na jednofázovou střídavou -sít, sloužící jako jediný - napájecí zdroj, se statorovým vinutím jednak komutátorového motoru s nižším počtem -pólů a jednak indukčního motoru s vyšším počtem pólů, uspořádanými ve společném -svazku statorových plechů a se společnou vinutou kotvou, s jejíž každou větví do série zapojených cívek, případně skupin, vznikají zkratované, proudové obvody s počtem pólů, odpovídajícím budicímu statorovému polí indukčního motoru, případně prostřednictvím lamel komutátoru jsou tvořitelné proudové -obvody s počtem pólů, odpovídajícím- počtu pólů budicího statorového pole komutátorového motoru.

.....U jednoho známéhodvoumotorového pohonu (DE-Os 2 530 294) je -svazek statorových plechů- - opatřen, drážkou po celém, -obvodu. Dvanáctipólové, - třívětvové - statorové vinutí tam znázorněného· indukčního motoru a vinutí dvoupólového komutátorového motoru, upraveného jako -sériový motor na střídavý proud, - jsou - vždy uspořádané ve společných drážkách, přičemž tvar statorových plechů je zvolen -s nestejným průřezem drážek a vinutí indukčního· motoru je rovnoměrně rozděleno po všech drážkách, zatím co· vinutí sériového motoru zaujímá drážky jen z části, a to ty, které mají ještě -k tomu větší průřez, než-li zbývající, jen vinutím indukčního motoru osazené drážky.

V rotoru je jednak uspořádáno dvoupólové vinutí kotvy sériového motoru, připojené na lamely komutátoru a jednak zcela od něho oddělené dvouvětvové vinutí indukčního· motoru s počtem pólů, odpovídajícím počtu pólů 'vinutí statoru indukčního motoru, jehož cívky nebo skupiny cívek každé větve jsou zapojeny -dc- série a v důsledku bezprostředního spojení začátku a konce sériového zapojení -tvoří zkratové obvody.

U dalšího známého dvoumotorového pohonu (CH-patentní -spis 17 611) se stejnosměrným motorem, a střídavým motorem, s vinutím indukčního -motoru připojeným na komutátor a se stejnosměrným vlnovým vinutím se zařízení provozuje převážně jako jednokotvový měnič, současně se střídavým proudem a se stejnosměrným proudem.

Úkolem- vynálezu je vytvořit elektrický dvoumotorový pohon, který z hlediska výrobní technologie -a zejména techniky vinutí umožňuje jednodušší způsob a lepší využití mědi vinutí v rotoru.

Tento· úkol -se u elektrického dvoumotorového pohonu- shora uvedeného· -druhu podle- vynálezu řeší tím, že alespoň jedna větev rotorového vinutí je vytvořena společně jak pro komutátorový motor, tak také -pro indukční motor jako smyčkové vinutí připojené na komutátor prostřednictvím kartáčů, ^jehož tfvkový ^krok od^povídá přibližně- pó lové - rozteči - nízkopólového, zejména dvoupólového komutátorového statorového vinutí a lichému celému násobku mnohapólového statorového vinutí indukčního motoru.

Tím -se dosáhne toho-, že při jednoduché konstrukci - rotorového vinutí a komutátoru se bez- jakéhokoliv přepínání zcela využije měď vinutí větve- rotorového vinutí, použité jak pro -provoz komutátorového -motoru, tak také indukčního· motoru dvoumotorového pohonu.

Rotorovým, vinutím, zapojeným podle vynálezu, se dosáhne toho, že jednak všechny větve vinutí reagují na mnohapólové -statorové pole indukčního motoru jako vinutí s odpovídajícím, kroutícím momentem, tvořené uzavřenými větvemi a jednak při přivedení proudu na kartáče komutátoru a tím i při vybuzení statorového vinutí komutátorového motoru, jedna větev vinutí při malém- počtu pólů -pracuje jako· normální smyčkové vinutí komutátorové, aniž by při otáčkách nad synchronními otáčkami mnohapólového indukčního motoru vznikaly působením větví rotorového vinutí nadsynchronní -brzdné -momenty, neboť napětí, vznikající v mnohopólových zkratových obvodech při nízkopólovém provozu se v důsledku nízkopólového pole doplňují na nulu.

Dvoumctor-cvý pohon podle vynálezu je zejména vhodný pro automatické pračky, přičemž indukční motor se použije pro pohon pračky a komutátorový motor jako universální -sériový motor pro pohon odstředivky, neboť na základě -specifických poměrů dimensování a zatížení při provozu . odstředivky to znamená, že v provozu universálního! motoru se nepotřebuje- využít všechna měď rotoru.

Podle toho, zda se má část indukčního motoru nebo část komutátorového motoru dvcumotoгovéhc pohonu podle vynálezu dimenzovat silněji, předpokládá se podle dalšího rozvinutí vynálezu, že je uspořádaná nejméně jedna další větev rotorového vinutí z vinutí indukčního motoru, galvanicky odděleného cd komutátorového vinutí a komutátoru, jejíž cívky, respektive skupiny cívek pro každou větev jsou zapojeny v sérii a počátek sériového- spojení je bezprostředně spojen -s jeho- koncem.

Dalším význakem- vynálezu je, že jsou uspořádány nejméně dvě větve rotorového vinutí pro společný provoz komutátorového a indukčního motoru a na komutátor je připojeno dvouchodé smyčkové vinutí.

Výhodné provedení vynálezu spočívá rovněž v tom.·, že jsou uspořádány nejméně dvě větve rotorového vinutí pro společný provoz komutátorového a indukčního motoru a pro každou větev je uspořádáno vždy jedno jednochodé smyčkové vinutí připojené vždy na jeden - komutátor a systémy kartáčů obou komutátorů jsou zapojeny v sérii.

V porovnání s dvouchodým. smyčkovým vinutím je toto uspořádání výhodnější - ze213 35 6 jména pokud .se. týká vyrovnávacích proudů a nestejných lamelových napětí.

Vynález a jeho výhodná rozvinutí budou v dalším textu blíže vysvětlena na příkladech provedení, znázorněných na připojených výkresech.

Na obr. 1 je znázorněno principiální schéma zapojení pro provoz automatické pračky s třívětvovou částí indukčního motoru a s jednou částí universálního motoru, uspořádanými v jednom. svazku plechů, na obr. 2 je znázorněno, schéma vinutí pro statorové vinutí dvanáctipólové, třívětvové části indukčního motoru a dvoupólové části universálního motoru, uspořádané ve stejném svazku statorových plechů, na obr. 3 je znázorněna první větev vinutí částečně integrovaného rotorového vinutí, které není .připojeno na komutátor a pracuje jen při provozu indukčního motoru, na obr. 4 je znázorněna druhá větev vinutí, připojená na komutátor a která je činná jak v provozu indukčního motoru, tak také v provozu komutátorového motoru při provozu indukčního motoru, při kterém není přiváděn proud na kartáče, na obr. 5 je znázorněna větev vinutí podle obr. 4, u které je proud přiváděn na kartáče a tím ' je v provozu jako universální motor, na obr. 6 je znázorněno. schéma . vinutí jedné zcela integrované větve vinutí, která je úcinná jak v nízkopólovém tak i v mnohapólovém provozu, jen s jednou zkratovanou větví v provozu? indukčního. motoru, na obr. 7 je znázorněno schéma vinutí podle obr. 6 s jednou přídavnou další větví vinutí plně integrovanou pro· provoz indukčního motoru s jen jedním komutátorem .a na obr. 8 je znázorněno· plně integrované rotorové vinutí se dvěma větvemi vinutí pro provoz indukčního motoru se dvěma komutátory.

Na obr. 1 je znázorněn integrovaný indukční a universální motor, .ohraničený čerchovanou čárou, který je napájen z jednofázové sítě R, Mp. Tři větve do. hvězdy zapojeného statorového vinutí indukčního. motoru 1 jsou označeny U12, X12, V12, Y12, W12, Z12. Zařízení obsahuje budicí vinutí EF sériového. universálního motoru 2 a je napájeno z jednofázové střídavé sítě R, Mp. Na rotoru 21 jsou upraveny kartáče BA. Paralelně ke vstupům V12 resp. W12 jsou zapojeny oba kontakty 31, resp. 32 reversačního spínače 3, jehož vstupní svorka je spojena s jedním pólem R napájecí jednofázové sítě R, Mp.

Paralelně ke svorkám 31, 32 je zapojen známým způsobem, kondenzátor C. Druhý pól Mp napájecí jednofázové sítě R, Mp je zapojen přes tepelný spínač 4 pro· kontrolu a hlídání . teploty na vstupní svorku U12 indukčního motoru, který například ve. dvanáctipólovém provedení pohání s použitím řemenového přenosu prací buben automatické pračky v pracím provozu například 50 otáčkami za min.

Indukční motor může být také v provedení jen se dvěma větvemi, místo těch vinutí, jak je znázorněno. v obr. 1. Počet pólů universál ního· motoru má být například -roven 2, avšak může být libovolný, musí však být odlišný od počtu pólů . indukčního motoru 1, jestliže se má zejména výhodným způsobem. bez přídavných spínacích a přepínacích prostředků pro přívod proudu k indukčnímu motoru dosáhnout toho, že nevznikne nadsynchronní brzdný moment indukčního motoru při provozu komutátorového sériového motoru s nadsynchronními otáčkami indukčního, motoru.

Obr. 2 ukazuje ve své hořejší části schéma vinutí a sice statorového vinutí, které je principiálně znázorněno. v obr. 1, dvanáctipólového třívětvového indukčního motoru 1. Jednotlivé větve jsou označeny, jak již bylo uvedeno k obr 1, U12 — X12, V12 — Y12, W12 — Z12. Dolejší část ukazuje. schéma vinutí ve stejném svazku plechů uspořádaného dvDupólového universálního motoru 2 s . budicím, vinutím E, F. Takovéto statorové vinutí, sestávající z uvedených částí vinutí, může . se například použít pro. hnací motor podle vynálezu.

Obr. 3 ukazuje první, na komutátor nenapojenou větev vinutí v ' provozu indukčního motoru dvouvětvového rotoru, jehož druhá větev vinutí je v obr. 4 znázorněna pro. provoz indukčního. motoru bez proudu na kartáčích a v obr. 5 pro nízkopólový komutátorový provoz s proudem na kartáčích. Rotor má přitom 24 rotorových drážek. Vinutí podle vynálezu znázorněné v .obr. .4, resp. v obr. 5 je připojeno· na komutátor opatřený 24 lamelami.

Obr. 3 ukazuje první větev vinutí, která je provedena jako dvanáctipólové zkratované vinutí s cívkovým krokem 5τρ a která je účinná při provozu indukčního motoru. Šipky udávají směr a způsob průtoku dvanáctipólovým rotorem.

Obr. 4 ukazuje druhou větev vinutí, která je provedena se stejným cívkovým- krokem, jako první větev vinutí podle obr. 3 a jejíž cívky jsou rozděleny v dílčí cívky a jsou připojeny na komutátor s 24 lamelami. Tato větev vinutí je při dvanáctipólovém buzení účinná pro provoz indukčního motoru jako druhé zkratové vinutí. Znázorněné šipky ukazují opět průtok proudu dvanáctipólovým rotorem. Na uhlíkové kartáče pro. provoz univerzálního motoru se nepřivádí proud a v obr. 4 nejsou tudíž znázorněny.

Obr. 5 ukazuje druhou větev vinutí podle obr. 4, které je v poněkud zidealizovaném znázornění přiváděn proud prostřednictvím dvou protilehlých lamel a odpovídajících kartáčů. Z toho vyplývá, podle znázorněných šipek, udávajících průtok proudu, dvoupólový rotor.

Obr. 6. ukazuje v jediném schématu vinutí plně integrovanou větev vinutí pro hnací motor se 24 drážkami a . jen 5 lamelami kolektoru, který má přepínatelné póly 2/12, aby se mohl princip vynálezu jasněji vysvětlit. Znázorněné vinutí je dvoupólové komutátorové vinutí. Volbou počtu drážek a

213 3- 5 6 cívkového kroku se dosáhne toho, že toto komutátorové vinutí tvoří současně zkratovanou větev dvanáctlpólového vícefázového· vinutí.

Cívkový krok je zkrácen o Ve dvoupólové rozteče. V obr. 6 znázorněné horní směrové šípky proudu, vyznačují dvoupólový provoz, dolní směrové šipky proudu vyznačují dvanáctipólový provoz. V obr. 6 znázorněné vinutí má jen jedinou zkratovanou větev pro provoz indukčního motoru. Pro· kompletní funkci je třeba zkombinovat nejméně dvě taková nezávisle uzavřená vinutí.

První možnost kombinace dvou větví vinutí u zcela integrovaného rotorového vinutí je znázorněna v obr. 7. Pro· znázornění zcela integrované· části vinutí jsou dvě vinutí podle obr. 6 přitom společně umístěna v rotoru a střídavě' připojena na 12 komutátorových lamel kolektoru. Takovýmto vinutím vybavený rotor působí jednak jako dvoupólová komutátorová kotva se čtyřmi paralelními větvemi -vinutí a současně jako dvanáctipólová kotva, resp. rotor nakrátko se dvěma větvemi. Tato· kotva by byla tedy plně funkce schopná jak v provozu komutátorového· motoru, tak také v provozu indukčního motoru bez přídavné, galvanicky oddělené a na komutátor nepřipojené větve vinutí.

Obr. 8 ukazuje rovněž dvě zcela integrované větve vinutí, které jsou však na rozdíl k obr. 7 připojeny na dva · komutátory (lamely 1, 3, 5, 9, 11, resp. 2, 4, 6,. 8, 10, 12). Stejně tak jako v obr. 7 je jedna větev vinutí znázorněna plnými· čarami, druhá větev naproti tomu čárkovanými čarami. U obou schémat vinutí, znázorněných v obr. 8, se dvěma komutátory, jejichž systémy kartáčů jsou zapojeny do- série, se dostávají jen dvě paralelní větve v kotvě.

Také u provedení vinutí podle obr. 6 až 8 je stejně tak jako u schémat vinutí podle

Claims (4)

1. PŘEDMĚT

   1. Elektrický dvoumotorový pohon, jehož každý motor je· odděleně připojitelný na jednorázovou střídavou sít, sloužící jako jediný napájecí zdroj, se statorovým vinutím jednak komutátorového motoru · s nižším počtem pólů a jednak indukčního· motoru s vyšším počtem pólů, uspořádanými ve společném svazku statorových plechů, a se· společnou vinutou kotvou, s jejíž každou větví do série zapojených cívek případně skupin cívek vznikají zkratované proudové obvody s počtem pólů, odpovídajícím budicímu statorovému poli indukčního' motoru, případně prostřednictvím lamel komutátoru jsou tvořitelné proudové obvody s počtem pólů, odpovídajícím počtu pólů budicího statorového pole · komutátorového motoru, vyznačující se tím, že alespoň jedna větev rotorového obr. 3, 4, a 5 upraven takový cívkový· krok vinutí, který · odpovídá lichému násobku obvyklého vinutí asynchronního motoru. U provedení částečně integrovaného rotorového vinutí podle schématu podle obr. 3 až 5 lze náklady na výrobu vinutí, stejně tak jako na výrobu komutátoru, udržovat na nízké úrovni.

   V obr. 3 znázorněná, neintegrovaná větev je z hlediska výhodného způsobu výroby opatřena mnohapóloivým cívkovým krokem 5τρ. V důsledku toho lze toto vinutí umístit do drážek, stejně tak · jako dvoupólové universální motorové vinutí, strojně na způsob vinutí s plným cívkovým krokem zejména jednoduchým způsobem. Pro· dosažení zejména krátkých délek vinutí se může zvolit pólová rozteč, odchylující se směrem· nahoru a dolů od udané hodnoty, avšak splňující požadavek lichého násobku pólové rozteče mnohapólového vinutí.

   Zásadně je třeba vycházet z toho, že pro integrované vinutí je třeba volit cívkový krok odpovídající lichému násobku mnohapólového asynchronního vinutí, a na druhé straně · aby odpovídal, ve smyslu dobrého činitele vinutí, co nejvíce pólové rozteči (Trp) nízkopólového, zejména dvoupólového vinutí komutátorového motoru.

   Pokud se týká prostorového přesazení jedné· větve, zapojené v sérii a vzájemného přesazení větví, pak platí u integrovaného· rotorového vinutí:

   V sérii zapojené cívky jsou navzájem pros- torově přesazeny o sudý násobek pólové rozteče· asynchronního provozu. Vinutí sestává z m uzavřených částí, které jsou na obvodu rotoru přesazeny o prostorový úhel 2 π , . . ____ _
2. 2 pAm kde pA značí počet pólpárů asynchronního· provozu.

   VYNALEZU vinutí je vytvořena společně jak pro komutátorový motor, tak také pro provoz indukčního motoru jako· smyčkové vinutí připojené na komutátor prostřednictvím kartáčů (A, B), jehož cívkový krok odpovídá přibližně pólové rozteči nízkopólového zejména dvoupólového komutátorového· vinutí (E, F) a lichému celému násobku mnohapólového statorového vinutí (U12—X12, V12—Y12, W12·—Z12) indukčního motoru.

   2. Elektrický dvoumotorový pohon podle bodu 1, vyznačující se tím, že obsahuje nejméně jednu další větev rotorového vinutí z vinutí indukčního motoru, odděleného galvanicky od komutátorového vinutí a komutátoru s kartáči (A, B), jejíž cívky, resp. skupiny cívek každé větve jsou zapojeny v sérii a ' počátek sériového spojení je bezprostředně spojen s jeho koncem.
3. 3. ' Elektrický dvoumotorový pohon podle bodu 1 nebo· 2, vyznačující se tím, že· jsou uspořádány nejméně dvě· větve rotorového vinutí pro· společný provoz komutátorového a indukčního motoru a .na komutátor je připojeno jedno· dvouchodé smyčkové vinutí.
4. 4. Elektrický dvoumotorový pohon podle bodu 1 nebo 2, vyznačující .se tím, že jsou uspořádány nejméně dvě větve rotorového vinutí pro společný provoz komutátorového a indukčního motoru a · pro· každou z obou těchto· větví vinutí je připojeno vždy jedno jednochodé smyčkové vinutí vždy na jeden komutátor a kartáče obou komutátorů jsou zapojeny v sérii.