DE1098600B

DE1098600B - Three-phase pole-changing induction motor

Info

Publication number: DE1098600B
Application number: DEN12422A
Authority: DE
Inventors: Gorden Hindle Rawcliffe
Original assignee: National Research Development Corp UK
Current assignee: National Research Development Corp UK
Priority date: 1955-06-30
Filing date: 1956-06-29
Publication date: 1961-02-02

Description

Dreiphasiger polumschaltbarer Induktionsmotor Die vorliegende Erfindung betrifft dreiphasige polumschaltbare Induktionsmotoren, deren Wicklungen nach Wahl für Drehzahl im Verhältnis 3 : 1 umgeschaltet werden können.Three-phase pole-changing induction motor The present invention relates to three-phase pole-changing induction motors with windings of your choice for speed in the ratio 3: 1 can be switched.

Es ist bekannt, Dreiphasenmotoren mit umschaltbaren Wicklungen zu versehen, bei denen die wirksame Polzahl so geändert wird, daß der Motor bei verschiedenen Drehzahlen laufen kann. Obwohl jedoch Motoren mit zwei Drehzahlen, die im Verhältnis 2 : 1 stehen, bekannt und vielfach im Gebrauch sind, bestehen doch große Schwierigkeiten für die Herstellung von Motoren mit einem Drehzahlverhältnis von 3 : 1, weil solche Motoren die Neigung haben, zu schleichen, wenn sie für die eine oder andere Drehzahl geschaltet sind, also m,it einem Bruchteil seiner gewünschten Drehzahl zu laufen, was von dem Gehalt an Harmonischen in der Wellenform der magnetomotorischen Kraft abhängt. Die harmonischen Wellen der magnetomotorischen Kraft haben eine ähnliche Wirkung, als wenn der Motor für eine größere Polzahl gewickelt wäre, welcher die untere Drehzahl entspricht. Wie bekannt, ist die 7. Harmonische :die wichtigste, während die 3. Harmonischen, welche bei einer Dreiphasenwicklung erzeugt werden, bestrebt sind, sich gegenseitig aufzuheben und die 5. Harmonische einem rückwärts umlaufenden Feld entspricht und daher nicht stört.It is known to use three-phase motors with switchable windings provided, in which the effective number of poles is changed so that the motor at different Speeds can run. However, although two-speed motors that are in proportion 2: 1, known and widely used, there are great difficulties for the production of motors with a speed ratio of 3: 1 because such Engines have a tendency to sneak when they are up for one speed or another are switched, i.e. with a fraction of its desired speed to run, what of the content of harmonics in the waveform of the magnetomotive force depends. The harmonic waves of magnetomotive force have a similar one Effect as if the motor were wound for a larger number of poles, which the corresponds to lower speed. As is known, the 7th harmonic: the most important, while the 3rd harmonics, which are generated in a three-phase winding, strive to cancel each other out and the 5th harmonic one backwards corresponds to the surrounding field and therefore does not interfere.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen dreiphasigen, 3 : 1 polumschaltbaren Induktionsmotor zu schaffen, dessen Wicklung so gestaltet ist, .daß die 7. Harmonische in der Wellenform der magnetomoto rischen Kraft geringer ist als bei den üblichen Motoren dieser Art, um dadurch die Neigung des Motors zum Schleichen, d. h. bei einer Bruchdrehzahl umzulaufen, herabzusetzen.The invention has set itself the task of providing a three-phase, 3 : To create 1 pole-changing induction motor, the winding of which is designed in such a way that .that the 7th harmonic in the waveform of the magnetomotive force is lower is than with the usual motors of this type, in order to reduce the tendency of the motor to Sneak, d. H. to revolve at a breaking speed.

Erfindungsgemäß sind bei einem dreiphasigen polumschaltbaren Induktionsmotor mit Wicklungen, die wahlweise für im Verhältnis 3 : 1 stehende Drehzahlen entweder in Dreiphasendreieckschaltung für n-Pole oder in Sternschaltung für 3n-Pole geschaltet werden können, die drei Phasenwicklungen von je 120° Phasenbreite in drei Abschnitte von 40° eingeteilt und so geschaltet, daß beider n-poligen Dreieckschaltung ein 40°-Abschnitt in jeder Phasenwicklung unbenutzt bleibt. Dadurch ergibt sich, daß die Maschine in Dreieckschaltung mit einer dreimal so hohen Drehzahl umläuft als bei Sternschaltung.According to the invention in a three-phase pole-changing induction motor with windings that can be used either for speeds in a ratio of 3: 1 connected in three-phase triangle connection for n-poles or in star connection for 3n-poles can be, the three phase windings of 120 ° phase width each in three sections divided by 40 ° and connected in such a way that both n-pole delta connections are on 40 ° section remains unused in each phase winding. It follows that the machine in delta connection rotates at three times the speed than with star connection.

Zur Erläuterung der Erfindung werden einige Motorschaltungen an Hand der Figuren näher beschrieben. Es zeigen Fi,g 1 a und 1 b Diagramme für die Wicklungsverteilung eines Versuchsmotors, Fig.2a und 2b Schaltbilder des Motors gemäß Fig. 1 a und 1 b, Fig. 3 a und 3 b Diagramme für die Wicklungsverteilung eines erfindungsgemäßen Motors, Fig. 4a und 4b Schaltbilder für den Motor der Fig. 3 a und 3b, Fig. 5 ein vollständiges Wicklungsschema für den Motor der Fig. 3 a und 3 b, Fig.6 ein weiteres Wicklungsschema entsprechend dem Schema der Fig. 5 mit Darstellung der Lage der Sp.ulenseiten in den Nuten.To explain the invention, some motor circuits are described in more detail with reference to the figures. Fi, g 1 a and 1 b show diagrams for the winding distribution of a test motor, FIGS. 2a and 2b circuit diagrams of the motor according to FIGS. 1 a and 1 b, FIGS. 3 a and 3 b diagrams for the winding distribution of a motor according to the invention, 4a and 4b are circuit diagrams for the motor of FIGS. 3a and 3b, FIG. 5 shows a complete winding diagram for the motor of FIGS. 3a and 3b, FIG. 6 shows a further winding diagram corresponding to the diagram of FIG Position of the coil sides in the grooves.

Zur Herstellung einer Motorwicklung mit Polumschaltbarkeit für zwei Drehzahlen im Verhältnis 3 : 1 kann ,der Motor mit einer Dreiphasenwicklung versehen werden, die zweipolig und dreiphasig in Dreieck geschaltet ist, wobei aber die Dreiphasenwicklungen je in .drei Abschnitte eingeteilt sind, deren Anschlüsse nach außen geführt sind, so daß sie .durch Vertauschen der Anschlüsse in ihrer Polzahl geändert werden können. Wenn die Spulen so geschaltet sind, daß sie eine gewöhnliche zweipolige und dreiphasige Dreieckwicklung bilden, kann der Motor so ausgelegt sein, daß er bei seiner gewöhnlichen Drehzahl läuft. Durch andere Zusammenschaltung der Spulen kann der Motor die dreifache Anzahl von Polen erhalten, so daß er mit einem Drittel der gewöhnlichen Drehzahl umläuft. Es gibt mehrere Möglichkeiten, um dies zu erzielen, und es wurde gefunden, daß, obwohl genaue Messungen hierüber nicht vorliegen, je nach der Schaltung bei der einen oder anderen Drehzahl eine erhebliche Herabsetzung des Wirkungsgrades, eine Neigung zum Schleichen oder beides eintreten kann, wodurch der Motor für den praktischen Gebrauch beeinträchtigt wird.To produce a motor winding with pole-changing capability for two The motor can be provided with a three-phase winding with speeds in the ratio of 3: 1 which is two-pole and three-phase in delta, but with the three-phase windings each divided into .three sections, the connections of which are led to the outside, so that the number of poles can be changed by swapping the connections. When the coils are connected so that they have an ordinary two-pole and three-phase Forming a triangle winding, the motor can be designed so that it works at its ordinary Speed is running. By other interconnection of the coils, the motor can threefold Number of poles obtained so that he rotates at a third of the usual speed running around. There are several ways to achieve this and it has been found that, although exact measurements are not available, depending on the circuit at one or the other speed a considerable reduction in efficiency, a tendency to creep, or both, can occur, causing the motor to work for the practical use is impaired.

Als Beispiel ist eine Wicklungsart, die versuchsweise ausgeführt wurde, in den Fig. 1 a und 1 b schematisch zugleich mit der Wellenform der magnetomotorischen Kraft -für zwei verschiedene Stromvektorstellungen dargestellt. Die Wicklung dieses Beispiels ist eine doppellagige Dreiphasenganzpolwicklung von 60° Breite, bei der jede Phase in drei Phasenbänder von je 20° eingeteilt ist. In diesen Diagrammen sind die entsprechenden Vektorstellungen und die zugehörigen Wellenformen der magnetomotorischen Kraft der drei Phasen A, B, C dargestellt, während die resultierende Wellenform mit R bezeichnet ist. Die gestrichelten Rechtecke bedeuten diejenigen Wicklungen, die bei der höheren Drehzahl nicht benutzt sind. Neben den Wicklungen sind die Phasen, zu denen sie gehören, mit den gleichen Bezugszeichen angegeben, welche so weit wie möglich über die Mitte jedes Phasenbandes eingetragen sind. Die positiven und negativen Vorzeichen deuten den Richtungssinn der Leiter an. Für den Betrieb bei niedriger Drehzahl wurden alle Wicklungen benutzt und, wie in Fig.2a angegeben, so geschaltet, daß sie in Wirklichkeit .drei sechspolige Einzelphasenwicklungen von je 60° Breite oder zusammen eine sechspolige Dreiphasenwicklung bilden.As an example, a type of winding which was carried out as an experiment is shown schematically in FIGS. 1 a and 1 b at the same time as the waveform of the magnetomotive force for two different current vector positions. The winding in this example is a double-layer three-phase full-pole winding 60 ° wide, in which each phase is divided into three phase bands of 20 ° each. In these diagrams, the corresponding vector positions and the associated waveforms of the magnetomotive force of the three phases A, B, C are shown, while the resulting waveform is denoted by R. The dashed rectangles mean those windings that are not used at the higher speed. In addition to the windings, the phases to which they belong are indicated with the same reference symbols, which are entered as far as possible over the center of each phase band. The positive and negative signs indicate the direction of the ladder. For operation at low speed, all windings were used and, as indicated in Fig. 2a, switched in such a way that they actually form .three six-pole single-phase windings, each 60 ° wide, or together form a six-pole three-phase winding.

Um die Maschine bei der höheren Drehzahl (dem dreifachen der niederen Drehzahl') zu betreiben, wurden :die Wicklungen, wie in Fig.2b dargestellt, geschaltet, wobei ein Drittel jeder Wicklung weggelassen wurde. Diese Herabsetzung der Leiterzahl wurde vorgenommen, um den Fluß bei der höheren Drehzahl zu erhöhen. Die weggelassenen Spulen wurden so gewählt, :daß am Ende jedes Phasenbandes, wie in den Fig. 1 a und 1 b dargestellt, eine Lücke von 20° entstand. Die verbleibenden Spulen wurden so geschaltet, daß sie nominell 60° Breite, vollen Wicklungsschritt, doppelte Lagen und eine Dreiphasenwicklung bildeten, abgesehen von den 20°-Lücken, welche die Wirkung hatten, daß nur 40° der Teilung ausgenutzt waren. In den Fig. 2 a und 2 b zeigen die gestrichelten Leitungen die durch den Drehzahlumschalter geänderten Verbindungen.To run the machine at the higher speed (three times the lower Speed ') were to operate: the windings, as shown in Fig. 2b, switched, omitting one third of each turn. This reduction in the number of leaders was made to increase the flux at the higher speed. The omitted Coils were chosen so that: that at the end of each phase band, as in FIGS 1 b, a gap of 20 ° was created. The remaining coils were like this switched so that they are nominally 60 ° width, full winding pitch, double layers and a three-phase winding, apart from the 20 ° gaps, formed the effect had that only 40 ° of the division were used. In Figs. 2a and 2b show the dashed lines the connections changed by the speed switch.

Mit dieser Anordnung wurde ein polumschaltbarer Motor geschaffen, der bei zwei Drehzahlen mit dem Verhältnis 3: 1 zufriedenstellend arbeitete. Indessen hatte der Motor bei der höheren Drehzahl noch den Nachteil, bei Spannungen unterhalb :der halben Betriebsspannung bei einem Siebtel der Drehzahl zu schleichen. Aber wenn auch bei Erhöhung der Spannung der Motor im Leerlauf auf volle Drehzahl gebracht wurde, ergab sich doch an der kritischen Stelle eine unerwünschte Einsenkung in der Drehzahl-Drehmoment-Kurve. Für die industrielle Praxis besitzt daher diese Anordnung noch Nachteile. .With this arrangement, a pole-changing motor was created, which worked satisfactorily at two speeds with a ratio of 3: 1. In the meantime the motor still had the disadvantage at the higher speed, at voltages below : to sneak half the operating voltage at a seventh of the speed. but even if the voltage is increased, the motor is brought to full speed while idling was, there was an undesirable dip in the critical point the speed-torque curve. This arrangement is therefore suitable for industrial practice still disadvantages. .

Wie bereits ausgeführt, ist die Neigung zum Schleichen eine Funktion des Gehalts an Harmonischen in der Wellenform der magnetomotorischen Kraft. Letztere hängt nun nicht nur von der Verteilung der Wicklungen, sondern auch von der Verteilung der Permeabilität des Stators bzw. des magnetischen Kreises ab, der durch die Nuten unterteilt ist, in denen die Wicklungen untergebracht sind. Es darf angenommen werden, daß diese Permeabilitätsverteilung auf die Wellenform der magnetomotorischen Kraft einen beachtlichen -Einfluß ausübt und den Anteil irgendwelcher Harmonischen am Gesamtfluß erhöhen oder verringern kann. Um dieser Tatsache Rechnung zu tragen, kann der Motor erfindungsgemäß in folgender Weise abgeändert werden Bei dem- im Verhältnis 3:1 polumschaltbaren Motor gemäß den Fig. 1 a, 1 b,. 2a, 2b besitzt die Wellenform R der magnetomotorischen Kraft gemäß den Fig. 1 a und 1 b für die 7. Harmonische einen Anteil von 3,8'% der Grundwelle. Dies ist weniger als der doppelte Wert der 7. Harmonischen in irgendeiner Standard-Dreiphasenschaltung, und es war überraschend, daß unter ,diesen Umständen eine so erhebliche Neigung zum Schleichen auftritt, wie sie beobachtet wurde. Es erschien daher eine Untersuchung darüber angebracht, aus welchen Gründen die Nutenpermeabilitätsverteilung eine viel höhere Flwßharmonische erzeugte, als es die Harmonische,der magnetomotorischen Kraft anzeigte. Da neun Nuten je Pol vorlagen, sollten die gewöhnlichen Oberharmonischen von der 17. und 19. Harmonischen Ordnung (m = 2,S ± 1, worin S = Gesamtnutenzahl je Pol = 3, 6, 9 usw. ist) sein. Aber die neun Nuten je Pol waren in Wirklichkeit durch diejenigen Nuten, welche die Leiter enthielten, die aus dem Stromkreis ausgeschaltet waren, in drei Nutengruppen von je drei Nuten unterteilt. Es war daher anzunehmen, daß die Permeabilitätsharmonischen in diesem Falle nicht Nutenharmonische, sondern Nutengruppenharmonische waren. Diese Nutengruppenharmonischen mußten natürlich von der 5. und 7. Ordnung sein und konnten für die Harmonischen dieser Ordnung in der magnetomotorischen Kraft verantwortlich sein, weil sie natürlich in der Flußwelle verhältnismäßig stärker ausgeprägt sind.As already stated, the tendency to creep is a function the content of harmonics in the waveform of the magnetomotive force. Latter now depends not only on the distribution of the windings, but also on the distribution the permeability of the stator or the magnetic circuit that passes through the slots is divided, in which the windings are housed. It can be assumed that this permeability distribution affects the waveform of the magnetomotive force exerts a considerable influence and the contribution of any harmonics to the Can increase or decrease overall flow. To take this fact into account, the motor can be modified according to the invention in the following manner Ratio 3: 1 pole-changing motor according to FIGS. 1 a, 1 b ,. 2a, 2b has the Waveform R of the magnetomotive force shown in FIGS. 1 a and 1 b for FIG. Harmonics make up 3.8% of the fundamental wave. This is less than double Value of the 7th harmonic in any standard three-phase circuit, and it was surprising that under these circumstances there was such a marked tendency to creep occurs as it was observed. An investigation into it therefore appeared appropriate, for what reasons the groove permeability distribution a much higher Flux harmonics generated when it indicated the harmonic, magnetomotive force. Since there were nine slots per pole, the normal harmonic harmonics should be from the 17th and 19th harmonic order (m = 2, S ± 1, where S = total number of slots per pole = 3, 6, 9 etc.). But the nine grooves per pole were actually through those grooves that contained the conductors that are turned off the circuit were divided into three groups of three grooves each. It was therefore to be assumed that the permeability harmonics in this case are not groove harmonics, but Groove group harmonics were. Of course, these groove group harmonics had to be from of the 5th and 7th order and could be for the harmonics of this order in the Magnetomotive force may be responsible because it occurs naturally in the flux wave are relatively more pronounced.

Auf Grund dieser Betrachtungen wurde der erfindungsgemäße verbesserte Motor entworfen. Die Fig. 3 a und 3 b zeigen die Auslegung einer erfindungsgemäßen Wicklung bei :den zugehörigen Wellenformen der magnetomotorischen Kraft für zwei Vektorstellungen bei der höheren der beiden im Verhältnis 3:1 stehenden Drehzahlen, für welche der Motor entworfen wurde. Die Fig. 4a und 4b zeigen die Spulenverbindungen für die höhere und die niedere Drehzahl. In diesen Figuren wurden dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 a, 1 b, 2 a, 2b benutzt.Based on these considerations, the present invention has been improved Engine designed. 3 a and 3 b show the design of an inventive Winding at: the associated waveforms of magnetomotive force for two Vector positions at the higher of the two speeds in the ratio 3: 1, for which the engine was designed. Figures 4a and 4b show the coil connections for the higher and the lower speed. The same reference numbers have been used in these figures as used in FIGS. 1 a, 1 b, 2 a, 2b.

Die verwendete Wicklung ist eine doppellagige Dreiphasenwicklung mit vollem Polschritt und weicht von der üblichen Ausführung .insofern ab, als sie mit 120° Phasenbreite gewickelt ist. Jede Phase ist in drei Teile eingeteilt, und die Enden, die in den Fig. 4a und 4b mit 1 bis 11 bezeichnet sind, sind nach außen geführt und an einen Polumschalter engeschlossen. Wenn :die Spulen so wie in Fig. 4a dargestellt geschaltet sind, stellt die Wicklung eine in Dreieck geschaltete Dreiphas.enwicklung von nominell 120° Phasenbreite dar, von denen aber nur 80° benutzt sind, während die drei Spulen A3, B3 und C, nicht angeschlossen sind. Wie aus den Fig. 3 a und 3 b ersichtlich, bilden diese Spulen eine 40°-Lücke am Ende jedes Phasenbandes. Für den Betrieb bei der niederen Drehzahl, d. h. bei einem Drittel der höheren Drehzahl, wird die Wicklung wie in Eig. 4b dargestellt geschaltet. Wie ersichtlich, ist die Wicklung dann als sterngeschaltete Dreiphasenwicklung mit 120° Phasenbreite mit einer dreifachen Anzahl von Polen :gegenüber dem Zustand bei der höheren Drehzahl ausgeführt.The winding used is a double-layer three-phase winding with full pole step and deviates from the usual design insofar as it is with 120 ° phase width is wound. Each phase is divided into three parts, and the Ends, which are designated in Figs. 4a and 4b with 1 to 11, are led to the outside and connected to a pole-changing switch. If: the coils as shown in Fig. 4a are connected, the winding represents a three-phase winding connected in a delta of nominally 120 ° phase width, of which only 80 ° are used while the three coils A3, B3 and C are not connected. As shown in FIGS. 3 a and 3 b, these coils form a 40 ° gap at the end of each phase band. For operation at the low speed, i.e. H. at a third of the higher speed, the winding is as in prop. 4b shown switched. As can be seen, the Winding then as a star-connected three-phase winding with 120 ° phase width three times the number of poles: compared to the state at the higher speed executed.

Eine sehr praktische Wicklungsschaltung ist in dem Diagramm der Fig.5 wiedergegeben. Letzteres bezieht sich auf eine Maschine mit einem üblichen vierpoligen Stator mit 36 Statorspulen. In diesem Diagramm bedeuten T1, T2 usw. die oberen Lagen in den entsprechend numerierten Nuten des Stators, während die Bezugszeichen B1, B2 usw. die unteren Lagen in den entsprechenden Nuten bezeichnen. Die Bezugszeichen -1-A11 -Al usw. geben die Abschnitte der verschiedenen Phasen entsprechend dem Diagramm der Fig. 3 a und 3 b an. Die vertikalen Reihen I bedeuten Spulenendanschlüsse, II Spulenzwischenverbindungen, III Verbindungen zwischen Spulengruppen. Die Wicklung umfaßt 36 Spulen mit voller Teilung, die .in neun Abschnitte von je vier Spulen eingeteilt sind. Die Ziffern 1 bis 11 bezeichnen Leitungen, die nach außen an ähnliche Anschlüsse geführt sind, wie sie in den Fig.4a und 4b angegeben wurden. Fig.6 zeigt eine doppellagige Wicklung in der üblichen abgewickelten Form mit Darstellung der von einem willkürlichen Anfang aus aufeinanderfolgend numerierten Spulenseiten in den entsprechenden Nuten, Die jeweils rechte Spulenseite bildet die untere Lage. Die Wicklung der Phasen A ist voll ausgezogen. Die Phasen B und C sind gleichartig mit A und um sechs bzw. zwölf Nuten verschoben. Sechs Leitungen sind zunächst herausgezogen, z. B. +A1, -1-A21 -1-A3 und -Al, -A21 -A3. Diese Leitungen sind derart verbunden und kombiniert, daß -sie Kontrolleitung-en mit den Nummern 1 bis 11 in folgender Weise ergeben: 1. -E- Al und -Cl 7. -Bi Verbindung -A3 und +B3 2. -Al und -C3 B. -1-B2 -B3 und -1-C3 3. -1-A2 9. + Cl 4. -A2 10. -B2 und +C2 5. -1-A3 11. -C2 6. +B1 Die Zwischenverbindungen können mit Hilfe eines Siebenfach-Doppelumschalters bewirkt werden, welcher zwei Möglichkeiten der Verbindung für den Betrieb der Maschine, entweder als zwölfpolige oder als vierpolige Maschine, vorsieht.A very practical winding circuit is shown in the diagram of FIG. The latter refers to a machine with a conventional four-pole stator with 36 stator coils. In this diagram, T1, T2 etc. denote the upper positions in the correspondingly numbered slots of the stator, while the reference symbols B1, B2 etc. denote the lower positions in the corresponding slots. The reference symbols -1-A11 -Al etc. indicate the sections of the various phases in accordance with the diagram of FIGS. 3a and 3b. The vertical rows I mean coil end connections, II coil interconnections, III connections between coil groups. The winding comprises 36 full pitch coils, which are divided into nine sections of four coils each. The numbers 1 to 11 denote lines which are routed to the outside to similar connections as indicated in FIGS. 4a and 4b. FIG. 6 shows a two-layer winding in the usual developed form with the representation of the coil sides numbered consecutively from an arbitrary beginning in the corresponding slots. The respective right-hand side of the coil forms the lower layer. The phase A winding is fully extended. Phases B and C are similar to A and shifted by six or twelve slots. Six lines are initially pulled out, e.g. B. + A1, -1-A21 -1-A3 and -Al, -A21 -A3. These lines are connected and combined in such a way that they result in control lines with the numbers 1 to 11 in the following way: 1. -E- Al and -Cl 7. -Bi compound -A3 and + B3 2. -Al and -C3 B. -1-B2 -B3 and -1-C3 3. -1-A2 9. + Cl 4. -A2 10. -B2 and + C2 5. -1-A3 11. -C2 6. + B1 The interconnections can be effected with the help of a seven-way double switch, which provides two possibilities of connection for the operation of the machine, either as a twelve-pole or as a four-pole machine.

Der Rotor kann ein üblicher Käfigankerrotor sein, dessen Nuten etwa um eine Statornutteilung schräggestellt sind. Falls gewünscht, kann auch ein gewickelter Rotor vorgesehen sein, und wenn lediglich bei der größeren Polzahl Rotorwiderstände eingeschaltet werden sollen, kann dies mit Hilfe von drei Schleifringen geschehen. Für .diesen Zweck kann der Rotor zweiphasig mit Sechsphasenbändern, die in zwei Gruppen von je drei parallel geschalteten Bändern geschaltet sind, gewickelt sein. Die drei Bänder in jeder Gruppe sind bei vierpoligem Feld um und bei einem zwölfpoligen Feld um 2,n voneinander entfernt. Bei vierpoliger Schaltung ist jede Gruppe in sich kurzgeschlossen. Bei zwölfpoliger Schaltung erzeugt jede Gruppe eine resultierende Spannung, und die beiden Gruppen sind um versetzt und wirken als zweiphasiger Rotor.The rotor can be a conventional squirrel cage rotor, the slots of which are inclined approximately by a stator slot pitch. If desired, a wound rotor can also be provided, and if rotor resistances are only to be switched on with the larger number of poles, this can be done with the help of three slip rings. For this purpose, the rotor can be wound in two phases with six-phase bands that are connected in two groups of three bands connected in parallel. The three ribbons in each group are around in the case of a four-pole field and with a twelve-pole field by 2, n apart from one another. With a four-pole circuit, each group is short-circuited. With a twelve-pole circuit, each group produces a resultant voltage, and the two groups are up offset and act as a two-phase rotor.

Es wurde gefunden, daß ein solcher Motor mit einem Käfigankerrotor frei von jeder Neigung zum Schleichen war und im Dauerbetrieb die folgenden Betriebsdaten lieferte: a) 440 Volt, drei Phasen, 50 Perioden, vier Pole, Dreieckschaltung, 4,5 PS, 1450 U/m, cos 9p 0,87, Wirkungsgrad 84 d/o.It has been found that such a motor has a squirrel cage rotor was free from any tendency to creep and in continuous operation the following operating data provided: a) 440 volts, three phases, 50 periods, four poles, delta connection, 4.5 PS, 1450 rpm, cos 9p 0.87, efficiency 84 d / o.

b) 440 Volt, drei Phasen, 50 Perioden, zwölf Pole, Sternschaltung, 0,8 PS, 480 U/m, cos 9p 0,62, Wirkungsgrad 60 Q/o.b) 440 volts, three phases, 50 periods, twelve poles, star connection, 0.8 PS, 480 rpm, cos 9p 0.62, efficiency 60 Q / o.

Der Ventilator besaß kleine Abmessungen und war für die Maschine bei 1500 Umdrehungen ausgelegt. Die allgemeinen Abmessungen der Maschine entsprachen mehr dieser Drehzahl als der üblichen zwölfpoligen Ausführung. Ein größerer Ventilator und ein größeres Verhältnis von Durchmesser zu Länge würde wahrscheinlich die Betriebsdaten bei der niederen Drehzahl noch verbessern. Weiterhin hätte der Kupferverlust bei der niedrigen Drehzahl beträchtlich verringert werden können, wenn man ein Drittel der Spulen mit der Teilung 1 bis 4 .gewickelt hätte, was für die niedrigere Drehzahl besser wäre als 1 bis 10, da diese Spulen bei der höheren Drehzahl nicht angeschlossen sind. c) Drehmoment aus Kurzschlußversuchen. Die üblichen Kurzschlußversuche wurden durchgeführt und -daraus die Kippleistung in gewöhnlicher Weise ermittelt. Natürlich können andere Wicklungsformen benutzt werden, z. B. kann für die bei der höheren Drehzahl unbenutzte 40°-Wicklung der 40°-Abschnitt in der Mitte jedes Phasenbandes benutzt werden, obgleich festgestellt wunde, daß bei einer solchen Anordnung eine gewisse Neigung zum Schleichen bei einer Drehzahl eintritt, welche der 13. Harmonischen in der Wellenform der magnetomotorischen Kraft entspricht.The fan had small dimensions and was designed for the machine at 1500 revolutions. The general dimensions of the machine corresponded more to this speed than the usual twelve-pole design. A larger fan and a larger diameter to length ratio would likely improve the operating data at the lower speed. Furthermore, the copper loss at the low speed could have been reduced considerably if a third of the coils had been wound with a pitch of 1 to 4, which would be better than 1 to 10 for the lower speed, since these coils were not connected at the higher speed are. c) Torque from short-circuit tests. The usual short-circuit tests were carried out and the breakdown power was determined from them in the usual way. Of course, other forms of winding can be used, e.g. B. can be used for the 40 ° winding unused at the higher speed of the 40 ° section in the middle of each phase band, although it was found that with such an arrangement there is a certain tendency to creep at a speed which the 13. Corresponds to harmonics in waveform of magnetomotive force.

Ganz allgemein ist ,darauf hinzuweisen, daß die Neigung zum Schleichen nicht nur von den harmonischen Anteilen in der Wellenform der magnetomotorischen Kraft, sondern auch von der Permeabilitätsverteilung abhängt, welche die Wirkung einer gegebenen Harmonischen verringern oder verstärken kann. Als klare Bestätigung dieser Betrachtung kann die Tatsache angesehen werden, daß die gleiche Maschine bei der Überprüfung zuerst in der Schaltung nach Fig. 1 a und 1 b und danach in der Schaltung nach Fig. 3 a und 3 b im letzteren Fall eine unvergleichlich bessere Betriebsweise lieferte.In general, it should be pointed out that the tendency to sneak not just from the harmonic components in the waveform of the magnetomotive Force, but also depends on the permeability distribution, which the effect can decrease or increase a given harmonic. As a clear confirmation From this consideration can be seen the fact that the same machine when checking first in the circuit according to FIGS. 1 a and 1 b and then in the circuit according to FIGS. 3 a and 3 b in the latter case an incomparably better one Mode of operation delivered.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Three-phase pole-changing induction motor with windings that can be switched either in a three-phase triangle connection for n-poles or in star connection for 3n-poles for speeds in a ratio of 3: 1, characterized in that the three phase windings each have a phase width of 120 ° are divided into three sections of 40 ° and that with the ia-pole delta connection, a 40 ° section in each phase winding remains unused. 2. Pole-changing induction motor according to claim 1, characterized in that the unused 40 ° -A # sections of each phase winding in the delta connection represent a gap on the ground of each phase band. 3. Pole-changing induction motor according to claims 1 and 2, characterized in that a double-layer winding is used and that each 40 ° section unused in delta connection is wound so that it occupies half of two adjacent slots, while the other half of each slot through half a 40 ° section is filled, which forms part of the other two phase coils. 4. Pole-changing induction motor according to claims 1 to 3, characterized in that a squirrel cage rotor is used. 5. Pole-changing induction motor according to claims 1 to 4, characterized in that a wound rotor is used. 6, pole-changing induction motor according to claims 1 to 5, characterized in that three slip rings are provided for the rotor. 7. Pole-changing induction motor according to claims 1 to 6, (characterized in that the motor has nine winding sections (Al, A2) A3, B1, B2, B3) Cl, C2, C3) and that each of the winding sections offset by 40 ° It is switchable that either a star-connected winding of 120 ° phase width with three sections each (A2, B2, C2; BI ' Cl, Al; A3, B3, C3) or a triangular winding with two sections each (B2, B1; A2, Al ; Cl, C2) is formed in each phase winding. Considered publications: Sequence, "Die Wicklungen Elektromaschinen", Volume 3, 1954, pp. 129 to 133; Austrian patent specification No. 110 474.