DE1102906B

DE1102906B - Double repulsion motor

Info

Publication number: DE1102906B
Application number: DEB41578A
Authority: DE
Inventors: Charles Henry Brunt
Original assignee: BRUNT VARIABLE SPEED MOTORS LT
Current assignee: BRUNT VARIABLE SPEED MOTORS LT
Priority date: 1955-09-13
Filing date: 1956-08-29
Publication date: 1961-03-23

Description

Doppelrepulsionsmotor Die Erfindung bezieht sich auf einen Doppelrepulsion.smotor, welcher aus zwei miteinander gekuppelten Repulsionsmotoren mit verschwenkbaren Bürstensätzen zum Kurzschließen der Ankerwicklungen besteht, wobei die Ständerwicklungen mit jeweils einer anderen Phase eines Drehstromnetzes verbunden sind.Double repulsion motor The invention relates to a double repulsion motor, which consists of two coupled repulsion motors with swiveling brush sets to short-circuit the armature windings, the stator windings with each are connected to another phase of a three-phase network.

Um mittels eines solchen Doppelrepulsionsmotors ein Drehstromnetz symmetrisch zu belasten, ist es bereits bekannt, die Klemmen .der Ständerwicklung des einen Repulsionsmotors an zwei Phasen des Drehstromnetzes zu legen. Der Mittelpunkt dieser Ständerwicklung wird dabei mit einer Klemme der Ständerwicklung des zweiten Motors verbunden und die zweite Klemme der zweiten Ständerwicklung an die dritte Netzphase angeschlossen. Diese Schaltung ist als Scott-Schaltung bekanntgeworden und z. B. in der deutschen Patentschrift 223 704 und in dem Lehrbuch von B ö d e f e 1 d, und S e q u e n z : »Elektrische Maschinen«, 1949, S. 372 bis 377, beschrieben. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, auch mit zwei Repulsionsmotoren eine symmetrische Belastung des Drehstromnetzes zu erzielen. Nachteilig ist jedoch, daß sich der Motor, dessen Ständerwicklung eine Mittelanzapfung besitzt, stärker als der andere Motor erwärmt. Dies beruht darauf, daß .die beiden Wicklungshälften von nicht phasengleichen Strömen durchflossen werden, was eine Mehrbelastung des entsprechenden Motors mit sich bringt, die sich aber nicht in einer erhöhten Leistungsabgabe auswirkt.To create a three-phase network by means of such a double repulsion motor to load symmetrically, it is already known that the terminals .der stator winding of the one repulsion motor to put on two phases of the three-phase network. The middle-point this stator winding is connected to a terminal of the stator winding of the second Motor connected and the second terminal of the second stator winding to the third Mains phase connected. This circuit has become known as the Scott circuit and Z. B. in German patent specification 223 704 and in the textbook by B ö d e f e 1 d, and S e q u e n z: "Electrical Machines", 1949, pp. 372 to 377. With their help, it is possible to make a symmetrical one even with two repulsion motors To achieve load on the three-phase network. The disadvantage, however, is that the engine whose stator winding has a center tap, stronger than the other motor warmed up. This is due to the fact that the two halves of the winding are not in phase Currents are traversed, which increases the load on the corresponding motor brings itself, but does not result in an increased power output.

Gemäß der Erfindung sind die in an sich bekannter Weise gleich bemessenen Ständerwicklun.gen jedes Motors unmittelbar an die ihnen zugeordnete Leiterphase des Drehstromnetzes angeschlossen. Auf diese Weise wird erreicht, daß sich jeder Motor bei gleicher Leistung gleich stark erwärmt. Wollte man dieses Ergebnis mit einem nach der Scott-Schaltung betriebenen Doppelrepulsionsmotor erzielen, so müßten .die mit Mittelanzapfung versebenen Ständerwicklungen des einen Motors mit stärkerem Drahtquerschnitt ausgebildet werden. Dies würde aber zu einer wesentlichen Verteuerung, zumindest aber zu einer schwierigeren Fertigung führen.According to the invention, the dimensions are the same in a manner known per se Statorwicklun.gen each motor directly to the conductor phase assigned to them of the three-phase network. In this way it is achieved that everyone Motor heated to the same extent with the same output. If you wanted this result with achieve a double repulsion motor operated according to the Scott circuit, so should .the stator windings of one motor with a stronger Wire cross-section are formed. However, this would lead to a significant increase in the cost but at least lead to a more difficult production.

Die Schaltung gemäß der Erfindung bringt zwar den Nachteil einer unsymmetrischen Netzbelastung mit sich. Es ist jedoch zu berücksichtigen, daß die heutigen Drehstromnetze in dieser Hinsicht verhältnismäßig widerstandsfähig sind und daß bei einem derartig ans Netz angeschlossenen Doppelrepulsionsmotor die Unsymmetrie immerhin noch nicht so groß ist, als wenn etwa ein einziger, doppelt so starker Wechse lstrom-Repulsionsmotor an zwei Phasen des Netzes angeschlossen würde.The circuit according to the invention has the disadvantage of being asymmetrical Network load with itself. However, it must be taken into account that today's three-phase networks are relatively resistant in this regard and that in such a way The double repulsion motor connected to the mains does not yet remove the asymmetry is as large as if, for example, a single, twice as powerful AC repulsion motor would be connected to two phases of the network.

Außerdem hat sich ergeben, daß mit der erwähnten bekannten Schaltung ein weiter Drehzahlbereich nicht erzielbar ist, weil die mit Mittelpunkt versehene Ständerwicklung wegen der dadurch bewirkten höheren Stromaufnahme ein wirklich gleichmäßiges Zusammenarbeiten der beiden Motore unmöglich macht. Der an seiner Ständerwicklung mit Mittelanzapfung versehene Motor versucht nämlich, die Führung zu übernehmen. Im Gegensatz hierzu arbeiten die beiden Motoren bei der Schaltung nach der Erfindung selbständig nebeneinander, ohne daß .die Regelfähigkeit eines dieser Motoren irgendwie beeinflußt wird. Bei zwei gleichen Teilmotoren .ergibt sich somit ein Doppelrepulsionsmotor, der bei doppelter Leistung gegenüber einem normalen: Repulsionsmotor dieselbe gute Drehzahlregelfähigkeit wie dieser besitzt.In addition, it has been found that with the known circuit mentioned a wide speed range cannot be achieved because the center point The stator winding is really even because of the higher power consumption it causes Cooperation between the two engines makes impossible. The one on its stator winding Motor equipped with a center tap tries to take the lead. In contrast to this, the two motors work in the circuit according to the invention independently next to each other, without any being affected. With two identical sub-motors, the result is a double repulsion motor, the same good with twice the power compared to a normal: repulsion motor Has speed control capability like this one.

Der Doppelrepulsionsmotor nach der Erfindung unterscheidet sich auch vorteilhaft von einer anderen bekannten Schaltung, bei welcher zwar zwei gleiche Repulsionsmotoren mechanisch gekuppelt sind, jedoch die Statorwicklung des einen der beiden Motoren unter Zwischenschaltung eines Transformators an Spannung gelegt ist (deutsche Patentschrift 225 998). Ein solcher Transformator wird bei der erfindungsgemäßen Ausführung nicht benötigt. Soweit man bereits zwei Motoren an ein Zweiphasennetz unmittelbar angeschlossen hat (deutsche Patentschrift 256255), handelt es sich um kompensierte Nebenschlußmotoren, die ihren Hauptstrom von je einer Phase des Netzes und ihren Erregerstrom durch die gleichen, jedoch wechselseitig vertauschten Phasen erhalten. Bei der Anwendung einer solchen Schaltung auf .ein Dreiphasennetz würde sich ebenfalls eine unsymmetrische Belastung ergeben, es sei denn, daß man auch hierbei Scottsche Transformatoren verwendet. Davon abgesehen zeichnet sich ein Repulsionsmotor von dem genannten Kollektormotor durch einfachere Regelbarkeit der Drehzahl aus.The double repulsion motor of the invention is also different advantageous from another known circuit, in which two identical Repulsion motors are mechanically coupled, but the stator winding of one of the two motors with the interconnection of a transformer applied is (German patent specification 225 998). Such a transformer is used in the invention Execution not required. As far as you already have two motors on a two-phase network directly connected (German patent specification 256255), it is Compensated shunt motors, each of which draws its main current from one phase of the network and their excitation current through the same but mutually exchanged phases obtain. When applying such a circuit to .a three-phase network is also an unbalanced one Surrender unless that Scott's transformers are also used here. That being said, it draws A repulsion motor differs from the mentioned collector motor due to its simpler controllability the speed.

In einer weiteren bekannten Ausführungsform sind die Anker der beiden -Motoren auf einer gemeinsamen Antriebswelle angeordnet (deutsche Patentschrift 142660 und USA.-Patentschrift 2006172). Allerdings handelt es sich hierbei nicht um einen Doppelrepulsionsmotor und insbesondere nicht um einen solchen mit gemäß der Erfindung geschalteten Ständerwicklungen, wobei die Anker auch auf getrennten Wellen angebracht sein können, die durch Zahnrad-,rieb. Riementrieb, Reibungsgetriebe od. dgl. verbunden sind. Schließlich ist es nach der Erfindung auch möglich, die Wicklungen beider Anker über einen gemeinsamen Stromwender zu verbinden, dem ein einziger Satz verschwenkbarer Bürsten zugeordnet ist.In a further known embodiment, the armatures of the two motors are arranged on a common drive shaft (German patent specification 142660 and USA patent specification 2006172). However, this is not a double repulsion motor and in particular not one with stator windings connected according to the invention. Belt drive, friction gear or the like. Are connected. Finally, according to the invention, it is also possible to connect the windings of both armatures via a common commutator to which a single set of pivotable brushes is assigned.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigt Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Repulsionsmotors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, Fig.2 eine Stirnansicht des Motors entsprechend einem Schnitt nach Linie 2-2 in Fig. 1, Fig.3 ein Schaltbild, Fig. 4 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Repulsionsmotors gemäß einer zweiten Ausführungsform, Fig.5 eine Stirnansicht, teilweise im Schnitt, der zweiten Ausführungsform, Fig.6 ein weiteres Schaltbild, Fig. 7 eine Stirnansicht einer Anordnung von zwei Repulsionsmotoren gemäß einer dritten. Ausführungsform.Further features and details of the invention emerge from the Embodiments shown in the drawings. It shows Fig. 1 a side view, partly in section, of a repulsion motor according to an embodiment of the invention, Fig. 2 is an end view of the engine corresponding to a section along line 2-2 in Fig. 1, Fig.3 is a circuit diagram, Fig. 4 is a side view, partially in section, of one Repulsion motor according to a second embodiment, Figure 5 is an end view, partially in section, of the second embodiment, FIG. 6 a further circuit diagram, FIG. 7 a Front view of an arrangement of two repulsion motors according to a third. Embodiment.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Ausführungsform weist ein feststehendes Motorgehäuse 1 auf mit den. beiden Lagerschalen 2 und 3, die die Kugellager4 bzw. 5 aufnehmen, in welchen die ":Motorwelle 6 drehbar gelagert ist. Auf der Welle 6 sind die beiden Anker? und 8 fest angeordnet. Jeder Anker trägt auf seinem geschichteten Kern je eine Ankerwicklung 13 bzw. 14. Die Wicklungen des Ankers 7 sind mit einem Stromwender 9 und diejenigen des Ankers 8 mit einem Stromwender 10 verbunden. Die auf den Stromwendern aufliegenden Bürsten sitzen in den Bürstenhaltern, die beide um einen bestimmten Bogenwinkel verschwenkbar sind. Die Bürsten jedes Stromwenders sind in an sich bekannter Weise kurzgeschlossen. Auf den Anker 7 bzw. 8 wirkt das vom Ständer erzeugte magnetische Feld ein. Der Ständer besteht aus einem geschichteten Kern 15 bzw. 17 und den Feldwicklungen 16 bzw. 18, -welche an zwei Phasen des Drehstromnetzes angelegt werden und zwei- oder mehrpolig ausgebildet sein können (Fi,g.3). Wenn die Statorwicklungen in der beschriebenen Weise angeschlossen werden, kann die Motordrehzahl bei normaler Belastung durch Drehung der Bürsten 11 und 12 von etwa 45 bis auf etwa 6000 Umdrehungen je Minute stufenlos verändert und die Drehrichtung der Welle ebenfalls umgekehrt werden. Ein Elektromotor der erfindungsgemäßen Art kann so ausgelegt werden, daß er auch für eine geringe Belastung geeignet ist und einen breiteren Drehzahlregelbereich ergibt als andere Kommutatornrotoren.The embodiment shown in Figs. 1 and 2 has a fixed one Motor housing 1 with the. two bearing shells 2 and 3, which the ball bearings 4 and 5, in which the ": motor shaft 6 is rotatably mounted. On the shaft 6 are the two anchors? and 8 fixed. Each anchor bears on its layered one Core each an armature winding 13 or 14. The windings of the armature 7 are with a Commuter 9 and those of the armature 8 are connected to a commutator 10. the The brushes on the commutators sit in the brush holders, both of them are pivotable by a certain arc angle. The brushes of every commutator are short-circuited in a manner known per se. This acts on the armature 7 or 8 magnetic field generated by the stand. The stand consists of a layered one Core 15 or 17 and the field windings 16 or 18, -which on two phases of the three-phase network are applied and can be designed with two or more poles (Fi, g.3). if the stator windings are connected in the manner described, the motor speed with normal load by rotating the brushes 11 and 12 from about 45 to about 6000 revolutions per minute continuously changed and the direction of rotation of the shaft as well be reversed. An electric motor of the type according to the invention can be designed so that it is also suitable for a low load and a wider speed control range than other commutator rotors.

Die in Fig.4 und 5 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der nach Fig. 1 und 2 durch die Verwendung nur eines einzigen Stromwenders 19, der mit den Ankerwicklungen20 und 21 verbunden ist, wodurch die Baulänge des Motors, die Zahl der Teile und der Material- sowie der Arbeitsaufwand bei der Herstellung verringert werden. Wie in Fig.6 gezeigt, werden auch hier die beiden Statorwicklungen ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 an jeweils zwei Phasen des Drehstromnetzes angeschlossen.The embodiment shown in Figures 4 and 5 differs from 1 and 2 by the use of only a single commutator 19, the is connected to the armature windings 20 and 21, whereby the overall length of the motor, the number of parts and the amount of material and labor involved in manufacturing be reduced. As shown in Fig.6, the two stator windings are also here just as in the embodiment according to FIGS. 1 and 2 in each case two phases of the Three-phase network connected.

Bei der in Fig.7 .dargestellten Ausführungsform sind zwei gescnderte Wechselstrom-Repulsionsmotoren 34 und 35 vorgesehen, von denen jeder eine eigene Statorwicklung, einen eigenen Anker und einen eigenen Stromwender mit kurzgeschlossenen verdrehbaren Bürsten besitzt. Die Motorwellen 36 bzw. 37 tragen Zahnräder 38 bzw. 39, die mit einem Zahnrad 40 im Eingriff stehen, das auf einer Welle41 angeordnet ist. Von dieser wird der gemeinsame Antrieb durch die beiden Motoren abgenommen. Die Statorwicklung jeder der beiden Motoren ist in der schon erwähnten Weise an das Drehstromnetz angeschlossen.In the embodiment shown in FIG. 7, two are scanned AC repulsion motors 34 and 35 are provided, each of which has its own Stator winding, its own armature and its own commutator with short-circuited has twistable brushes. The motor shafts 36 and 37 carry gears 38 and 39, which are in mesh with a gear 40 which is arranged on a shaft41 is. The joint drive is taken from this by the two motors. The stator winding of each of the two motors is on in the manner already mentioned connected to the three-phase network.

Claims

PATENT APPROACHED: 1. Double repulsion motor, which consists of two together coupled repulsion motors with swiveling brush sets for short-circuiting the armature windings consists, whose stator windings each ride a different one Phase of a three-phase network are connected, characterized in that the in on As is known, the stator windings of each motor have the same dimensions are connected to the conductor phase of the three-phase network assigned to them.

2. Double repulsion motor according to claim 1, characterized in that the armature of the two motors arranged in a known manner on a common drive shaft are.

3. Double repulsion motor according to claim 1, characterized in that the Armature of the two motors are arranged on separate shafts. which by pinion, Belt drive, friction gear or the like. Are connected.

4. Double repulsion motor according to claim 2, characterized in that the windings of the two coupled Armature are connected to a common commutator, which is a single set of pivotable Brushes is assigned. Publications considered: German Patent Specifications No. 223 704, 142 660, 459 854, 308 857; Austrian Patent No. 45 637; U.S. Patent No. 2,006,172; Bödefeld and sequence: »Electrical machines«, 1949, pp. 372 to 377.