DE1138155B

DE1138155B - Schleifringlaeufermotor fuer veraenderliche Leerlaufs- und Betriebsdrehzahlen

Info

Publication number: DE1138155B
Application number: DEL30933A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Brokop
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1958-07-29
Filing date: 1958-07-29
Publication date: 1962-10-18

Description

Schleif ringläufermotor für veränderliche Leerlaufs-und Betriebsdrehzahlen Es ist bereits ein Drehstromasynchronmotor für veränderliche Leerlaufs- und Betriebsdrehzahlen vorgeschlagen worden, bei dem jede Phase der Ständerwicklung aus wenigstens zwei parallelen Zweigen besteht und entsprechend viele Sternpunkte gebildet werden, die zur Einstellung niedrigerer Drehzahlen an eine gegebenenfalls regelbare Gleichstromquelle angeschlossen werden. Im einfachsten Falle wird ein solcher Drehstrommotor mit zwei parallelen Zweigen in jeder Phasenwicklung des Ständers ausgeführt, so daß zwei Sternpunkte entstehen, die miteinander nicht verbunden sind. An diese beiden Sternpunkte werden die beiden Pole einer regelbaren Gleichstromquelle angeschlossen. Dadurch entsteht bei einer beispielsweise vierpoligen Drehstromwicklung im Ständer ein stehendes sechspoliges Magnetfeld, das je nach der Stärke der Gleichstromerregung eine verschiedenartige bremsende Wirkung auf den Läufer des Motors ausübt. Die Anordnung erfüllt wohl die gestellten Anforderungen hinsichtlich der Einstellung einer sehr niedrigen Betriebsdrehzahl im Schnittpunkt zwischen den Kurven des motorischen und des bremsenden Momentes, jedoch ist beim Betrieb mit dieser niedrigen Drehzahl die Verlustwärme ziemlich hoch.
Die Erfindung betrifft einen Drehstromschleifringläufermotor für veränderliche Leerlaufs- und Betriebsdrehzahlen, bei dem jede Phase der Ständer-und/oder Läuferwicklung aus zwei parallelen Zweigen besteht und zwei Sternpunkte aufweist. Erfindungsgemäß ist die Anordnung so getroffen, daß die beiden Sternpunkte der Läuferwicklung über einen regelbaren Widerstand an eine regelbare Gleichstromquelle angeschlossen sind. In einer Weiterbildung des Gegenstandes der Erfindung wird bei einer ebenfalls mit zwei parallelen Zweigen je Phase ausgeführten Ständerwicklung zwischen beiden sich so ergebenden Sternpunkten des Ständers auch ein Widerstand gelegt. DieAnordnung gemäß derErfindung zeichnet sich dadurch aus, daß durch Einstellung der Widerstände sehr viele stabile Leerlaufdrehzahlen erreicht werden können. Außerdem hat die Anordnung den Vorteil, daß die meiste Wärme in den außerhalb der Maschine liegenden Widerständen erzeugt wird, so daß der Motor thermisch nicht so hoch beansprucht wird und ein Betrieb mit niedriger Drehzahl auch für längere Zeiten möglich ist. Die außerhalb liegenden Widerstände können leicht gekühlt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig.l schematisch dargestellt. Die Kurven Fig.2 dienen zur Erläuterung.
Im linken Teil der Fig. 1 ist der Stator des Motors dargestellt, dessen drei Phasen mit U, V, W bezeichnet sind. Jede Phasenwicklung des Stators besteht aus zwei parallelen Zweigen, so daß auf diese Weise zwei Sternpunkte l und 1I gebildet werden. Diese Sternpunkte können über einen regelbaren Widerstand R' miteinander verbunden sein.
Im rechten Teil der Fig. 1 ist der Läufer dargestellt, der die drei Phasenwicklungen X, Y, Z besitzt. Die Enden der Phasenwicklungen sind in üblicher Weise mit Schleifringen verbunden, an die der Anlaßwiderstand R angeschlossen ist. Jede Phase der Läuferwicklung besteht auch wieder aus zwei parallelen Zweigen, so daß zwei Sternpunkte I und 1I gebildet werden. Diese beiden Sternpunkte sind an zwei zusätzliche Schleifringe angeschlossen, und hier wird über einen regelbaren Widerstand R" eine Gleichspannung eingeführt.
Für den Motorbetrieb gilt die übliche Charakteristik des Drehmomentes über der Drehzahl, die in Fig. 2 dargestellt ist. Beispielsweise sollen die Daten des Motors und des Anlaßwiderstandes so liegen, daß der Motor beim Anlassen aus dem Stillstand die Kurve MM 1 durchläuft. Bei synchroner Drehzahl wird dieses Drehmoment Null. Wenn im umgekehrten Falle bei laufendem Motor die Gleichstromquelle an die beiden Sternpunkte angeschlossen wird, so ergibt sich die Kurve MB 1 für das bremsende Moment. Dieses bremsende Moment nimmt mit absinkender Drehzahl zu, erreicht schließlich ein Maximum und wird bei Stillstand des Motors Null. Die Kurve des bremsenden Momentes hat also etwa den spiegelbildlichen Verlauf der Kurve des motorischen Momentes. Zwischen beiden Kurven gibt es, wie die Fig. 2 erkennen läßt, einige Schnittpunkte, die stabilen Drehzahlen entsprechen. Je nach der Auslegung des Motors und seines Anlassers bzw. je nach der Einstellung der Gleichstromerregung, sind verschiedene Drehmomentkurven für das motorische bzw. das bremsende Moment möglich, wobei sich die im einzelnen eingezeichneten Schnittpunkte ergeben. Stabile Drehzahlen liegen bei den Schnittpunkten, die durch einen Kreis gekennzeichnet sind.
Die erfindungsgemäße Speisung des Läufers mit einer Gleichspannung über die beiden Sternpunkte ist vorteilhaft allein schon deshalb, weil hierbei keinerlei galvanische Verbindung zwischen der Gleichstromquelle und dem Drehstromnetz besteht. Außerdem kann man in gewissen Grenzen beim Entwurf des Motors die Läuferspannung frei wählen und damit die Werte für die Gleichstromspeisung (Strom und Spannung) günstig beeinflussen. Durch Verändern des an den Sternpunkten im Ständer angeschlossenen Widerstandes und des über die Sternpunkte im Läufer fließenden Gleichstroms und schließlich durch Verändern des an den Läuferschleifringen liegenden Anlaß- bzw. Regelwiderstandes, kann man die Kurven für das motorische bzw. bremsende Moment weitgehend verändern. Es ergeben sich dadurch sehr viele Möglichkeiten stabiler Leerlaufdrehzahlen. Die Anordnung mit der Einspeisung der Gleichspannung in den Läufersternpunkten hat außerdem den bereits erwähnten Vorteil, daß die meiste Wärme in den äußeren Widerständen erzeugt wird. Der Motor wird also thermisch nicht allzu hoch beansprucht und kann dadurch auch für längere Zeiten mit niedriger Drehzahl betrieben werden. Allerdings ist zu beachten, daß das Bremsmoment während einer Umdrehung nicht konstant ist, da die Maschine beim Bremsen als Einphasengenerator mit ohmscher Belastung arbeitet. Bei sehr niedriger Drehzahl kann sich ein Pulsieren des Drehmomentes bemerkbar machen. So niedrige Drehzahlen sind daher nach Möglichkeit zu vermeiden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Drehstromschleifringläufermotor für veränderliche Leerlaufs- und Betriebsdrehzahlen, bei dem jede Phase der Ständer- und/oder Läuferwicklung aus zwei parallelen Zweigen besteht und zwei Sternpunkte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sternpunkte der Läuferwicklung über einen regelbaren Widerstand an eine Gleichstromquelle angeschlossen sind.
2. Drehstromschleifringläufermotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer mit zwei zusätzlichen Schleifringen versehen ist.
3. Drehstromschleifringläufermotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sternpunkte der Ständerwicklung untereinander über einen regelbaren Widerstand verbunden sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 727 335; schweizerische Patentschrift Nr. 313 662.