DE100291C

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Publication number: DE100291C
Application number: DENDAT100291D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die bisherigen Einrichtungen, um bei Einphasen-Inductionsmotoren mit Zuhülfenahme von Kunstphasen ein Drehfeld zu erzeugen, erfüllen den beabsichtigten Zweck nur unvollkommen, da sie wegen des geringen Verschiebungswinkels, welchen der durch die Kunstphase erzeugte Magnetismus gegenüber dem von der Hauptphase hervorgebrachten Magnetismus besitzt, nur geringe Anlaufszugkraft ergeben.

In der vorliegenden neuen Einrichtung wird vor zwei oder mehreren motorisch wirksamen Spulen bei Inductionsmotoren je eine Drosselspule geschaltet, wobei durch passende Wahl der Wickelungen der Drosselspulen die Phasenverschiebungswinkel der aus einem Einphasensystem entwickelten Spannungen möglichst grofs gemacht und der Phasenzahl der im Primärfeld des Inductionsmotors angeordneten Strömkreise angepafst werden, um eine grofse Anlaufszugkraft zu erzielen.

Von dem Patente Nr. 97379, welches Phasenverschiebung von Strömen und durchgehends die Vereinigung von zwei über einander gelagerten, d. h. zwei unter verschiedenen Phasenwinkeln fliefsenden Strömen in einem Nutzstromkreise zum Gegenstand hat, unterscheidet sich die vorliegende Erfindung dadurch, dafs jeder der unter verschiedenen Phasenwinkeln fliefsenden Ströme seinen eigenen Stromkreis hat.

Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Fig. ι bis 11 der beiliegenden Zeichnung.

Die Schaltungen bezw. Diagramme der Fig. ι bis 4 sind als bekannt vorausgesetzt und hier nur vorausgeschickt, weil dieselben bei den Schaltungen der Fig. 10 und 11 mit verwendet werden.

In den Figuren stellen I, II und III die Stromkreise bezw. die motorisch wirksamen Spulen des Motors M dar.

Durch die Drosselspule D₁ in Fig. 1 werden Strom und Spannung nach dem Diagramm der Fig. 2 in der Phase verschoben. Es ist hierbei E die Linienspannung in der Hauptleitung HH und J der Strom in der Motorspule I. In der Hülfsphase D₁ II ist i der Strom, e_x die • Selbstinduction in D₁, 90⁰ hinter z, und e die resultirende Spannung von E und e_i; wobei φ den Phasenverschiebungswinkel der Spannungen von I und II darstellt.

Die Drosselspulenschaltung D₂ in Fig. 3 ergiebt das Diagramm der Fig. 4. Es bedeutet N den Magnetismus in D₂ und m den Leerlaufstrom; e_x ist die inducirte EMK und i der Secundä'rstrom in der Drosselspule 2. Der dem Secundärstrom i entsprechende primäre Strom i¹ setzt sich mit dem Leerlaufstrom m zu dem in Wickelung 1 fliefsenden Strom J₁ zusammen; dann ist e₃ die Selbstinductionsspannung in Wickelung 1, die gegen J₁ um 90⁰ verschoben sein mufs. e\ ist die primär erzeugte Gegenspannung, senkrecht zu N, während e\ die die Selbstinduction e, ausbalancirende Componente der primär angelegten Spannung ist. Die primär angelegte Spannung (Spannung zwischen den Hauptleitungen H H) ist somit in E als Resultirende von e\ und e'_s gegeben. E und e_x vereinigt, ergeben die Spannung an der Motorspule II und φ den Phasenwinkel der EMKe. Um den Winkel φ möglichst auf 90⁰ zu bringen,

wird durch Wahl grofser Hysteresisverluste der Verschiebungswinkel zwischen dem Leerlaufstrom m und dem Magnetismus N grofs gemacht, ebenso auch die Streuung und damit die Selbstinductionsspannung e_B ; ferner wurde zum gleichen Zwecke das Transformationsver-

e ι

hältnifs von —— bezw. —

zu — angenommen,

alles praktisch ausführbare Verhältnisse.

Durch die Anordnung einer Drosselspulenschaltung D₃ nach Fig. 5 und 7 kann ein Phasenverschiebungswinkel von 90 ° bezw. von 120° der an den Motorspulen wirkenden Spannungen hervorgebracht werden, durch Abgleichung der Windungszahlen beider Drosselspulen und Wahl der Gröfse der magnetomotorischen Kraft N.

In Fig. 6 ist ein Diagramm für 90° und in Fig. 8 ein solches für 120⁰ Phasenverschiebung der. an den Motorspulen wirkenden EMKe dargestellt.

Hierbei ist N die EMK in D₃, welche resultirt aus H₁XJ₁, Windungszahl X Stromstärke in der Drosselspule 1 und aus n₂ X J₂, Windungszahl X Stromstärke in der Drosselspule 2. Die 90⁰ hinter N in den Drosselspulen ι und 2 inducirten EMKe E\ und E'₂ sind proportional zu H₁ bezw. n.-,. Die Zusammensetzung derselben mit der Linienspannung E zwischen H-H ergiebt E₁ als EMK an der Motorspule I und E₂ als EMK an der Motorspule II.

Ein Verschiebungswinkel durch Hysteresis, sowie die Streuung wurden wegen der Einfachheit der Diagramme Fig. 6 und 8 nicht berücksichtigt, da man diese Quantitäten praktisch vernachlässigbar klein machen kann, was in diesen beiden Fällen nöthig ist.

Die Phasenverschiebung von 90 ° nach Fig. 5 und 6 ist somit für den Betrieb von Zweiphasenmotoren und die von 120⁰ nach Fig. 7 und 8 für den Betrieb von Dreiphasenmotoren geeignet. Im letzteren Falle wird die dritte Phase in der Spule III des Motors in Fig. 7 gebildet durch die resultirende E₃ der beiden ersten Phasen .ZT₁ und E.-, nach Fig. 9.

Die Phase III kann aber auch unmittelbar erzeugt werden durch Zuschaltung einer weiteren Drosselspule mit eigenem Eisen D₁ nach Fig. 10. Die EMKe der drei Phasen sind alsdann um je 60 ° gegen einander verschoben (z. B. E₁= 10°, e = ₇o° und- E₂ = 130⁰ hinter E), wobei behufs Erzielung dreier unter i2o° verschobenen Magnetfelder die dritte-Motorspule III, welcher die Drosselspule des zweiten Eisenkernes D₁ vorgeschaltet wird, umgekehrt zu schalten ist.

Bei der Inductorcombination der Fig. 11 ist an Stelle der Drosselspule D₁ der Inductor D₂ nach Fig. 3 verwendet, wobei die Spannungen gegen einander um 120⁰ direct verschoben sind (z. B. E₁ — 20°, E₂ = 140° und e = 260⁰ hinter E).

Um die Deutlichkeit in den kleinen Diagrammen nicht zu beeinträchtigen, wurden die geringen Verschiebungen durch die Ohm'sehen Widerstände der Drosselspulen weggelassen.

Die vorbeschriebene Anordnung kann entweder dazu dienen, Mehrphasen-Inductionsmotoren mittelst Einphasen-Wechselstrom anzutreiben, oder bei Einphasen-Inductionsmotoren mit Hülfswickelungen für den Anlauf Mehrphasenstrom zuzuführen.

Da diese Ausführungsformen gestatten, die Phasenwinkel beliebig zu wählen und genau einzustellen, so kann die Erfindung auch für Bogenlampen und andere Apparate Verwendung finden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Wechselstrommotor, bei welchem zwei oder mehrere motorisch wirksame Spulen verwendet werden, deren magnetische Achsen um bestimmte Winkel (90⁰, 120⁰) gegen einander geneigt sind, und von welchen Spulen mindestens zwei mit je einer vorgeschalteten Drosselspule ausgestattet sind, dadurch gekennzeichnet, dafs zwei oder mehrere dieser Drosselspulen einen gemeinsamen Eisenkern besitzen und so sich gegenseitig inducirend beeinflussen.

2. Eine Ausführungsform des durch Anspruch 1 gekennzeichneten Wechselstrommotors mit zwei motorisch wirksamen Spulen, deren, magnetische Achsen um 90 ° gegen einander geneigt sind, bestehend aus je einer den Motorspulen vorgeschalteten Drosselspule, welch letztere einen gemeinsamen Eisenkern besitzen, zum Zwecke, eine Phasenverschiebung von annähernd 90⁰ der in den beiden Motorspulen wirkenden EMKe zu erzielen (Fig. 5).

3. Eine Ausführungsform des durch Anspruch 1 gekennzeichneten Wechselstrommotors mit drei motorisch wirksamen Spulen, deren magnetische Achsen um 120⁰ gegen einander geneigt sind, bestehend aus je einer bei zwei Motorspulen vorgeschalleten Drosselspule, welch letztere einen gemeinsamen Eisenkern besitzen, zum Zwecke, eine Phasenverschiebung von annähernd 120⁰ zwischen den in den beiden Motorspulen -wirkenden EMKe hervorzubringen, wobei die in der dritten Motorspule auftretende EMK als resultirende der EMKe der beiden ersten Motorspulen gegen jede derselben um annähernd 120⁰ verschoben ist (Fig. 7).

4. Eine Auführungsform des durch die Ansprüche ι und 3 gekennzeichneten Wechselstrommotors mit drei motorisch wirksamen