DE130227C - - Google Patents

Description

fit pi

Ä ten-ten if*.

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Durch die gewöhnliche Tandemschaltung von Asynchronmotoren, die darin besteht, den secundären Strom von einem Motor in den primären Stromkreis eines anderen Motors mit derselben Polzahl einzuführen, wird eine Verminderung der Geschwindigkeit auf ungefähr die Hälfte der normalen erreicht. Wenn ferner die beiden Motoren für verschiedene Polzahlen gewickelt sind, wird eine resultirende Geschwindigkeit erhalten, die ungefähr der Geschwindigkeit eines Motors entspricht, dessen Polzahl gleich der Summe der Polzahlen der beiden Motoren zusammen ist. Mittels einer solchen Einrichtung können also drei verschiedene Geschwindigkeiten erreicht werden, die der Polzahl des einen Motors, der Polzahl des anderen Motors und der Summe der Polzahlen der beiden Motoren entsprechen.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf eine Schaltung von Motoren der angegebenen Art, durch welche eine vierte Veränderung der Geschwindigkeit bewirkt wird. Die Erfindung besteht darin, dafs die Wicklungen der Motoren derart unter einander verbunden Werden, dafs sie bei Tandemschaltung eine Geschwindigkeit erhalten, die einer Polzahl entspricht, welche nicht die Summe der Polzahlen der beiden Motoren, sondern die Differenz derselben darstellt. Dieses Resultat wird durch eine Umschaltung des Stromkreises erreicht, den die secundäre Wicklung des einen Motors und die primäre des anderen zusammen bilden. Durch eine geeignete Umschaltvorrichtung können dann diese Theile derart unter einander verbunden werden, dafs die eine oder andere dieser Geschwindigkeiten durch eine einfache Umschaltung erreicht werden kann.

Auf den beiliegenden Zeichnungen sind einige Ausfuhrungsformen von Asynchronmotoren in Tandemschaltung dargestellt, bei welchen die vorliegende Erfindung verwendet worden ist.

Fig. ι zeigt eine Anordnung von zwei Asynchronmotoren mit den Läufern auf einer gemeinsamen Achse.

Fig. 2 ist eine besondere Ausführungsform von in Tandem geschalteten Asynchronmotoren, die zum Antrieb von Walzwerken bestimmt ist.

Fig. 3 zeigt zwei Asynchronmotoren, deren mechanische Verbindung mittels Riemscheiben hergestellt ist.

Der Tandemmotor nach Fig. 1 besteht aus zwei Asynchronmotoren χ und y für Mehrphasenstrom. Der Strom wird der Primärwicklung des Motors χ durch die Leitungen a, b und c zugeführt. Die Leitungen d, e und f sind an den Läufer angeschlossen. Die festen Wicklungen des Motors y können durch geeignete Anordnungen entweder in Verbindung mit der äufseren Stromquelle gesetzt oder durch die Leitungen g, h und i kurzgeschlossen werden. Die Läuferwicklung des Motors y ist durch Schleifringe mit den Leitungen k, I und m verbunden. Die Leitungen d, e, f und k, I, m können durch einen Umschalter n_t derart verbunden werden, dafs das rotirende Feld in dem Läuferkern des Motors y sich in derselben Richtung wie der Läufer oder in der entgegen-

gesetzten dreht. Die Leitungen d, e,f und k, Z, m können aufserdem in gewöhnlicher Weise mit einem Anlafswiderstand verbunden werden. Nimmt man z. B. an, dafs die Wechselzahl der Stromquelle 50 pro Secunde beträgt und dafs der Motor χ zehn Pole und der Motorj/-vier Pole besitzt, so kann man vier verschiedene Geschwindigkeiten bei derselben Leistung erreichen.

1. In bekannter Weise werden die Leitungen a, b, c mit der Stromquelle verbunden und die Leitungen d, e, f kurzgeschlossen. Es wird so eine Geschwindigkeit erhalten, die entsprechend der Schlüpfung etwas weniger als 600 Umdrehungen pro Minute beträgt.

2. In bekannter Weise werden die Leitungen g, /1, i mit der Stromquelle verbunden und die Leitungen k, I, in kurzgeschlossen. Hierdurch erhält man eine Geschwindigkeit, die etwas weniger als 1 500 Umdrehungen pro Minute beträgt.

3. In bekannter Weise werden die Leitungen a, b, c mit der Stromquelle und die Leitungen d, e, f mit den Leitungen k, /, in mittels des Umschalters η verbunden, so dafs das rotirende Feld, welches in dem Läuferkern des Motors y entsteht, sich in der entgegengesetzten Richtung des Feldes im Läufer des Motors χ dreht. Hierdurch erhält man eine Geschwindigkeit von etwas weniger als 428 Umdrehungen pro Minute. Nach der gemachten Annahme dreht sich nämlich das Feld in dem Primärkern des Motors χ mit einer Geschwindigkeit von 600 Umdrehungen pro Minute. Die Geschwindigkeit des rotirenden Feldes in dem secundären Kern des Motors χ wird also 600 — v. Da aber die Secundärströme durch die Leitungen k, /, in zu den Läuferwicklungen des Motorsy geleitet werden, so dafs sie in dem Läuferkern ein Feld erzeugen, das sich in entgegengesetzter Richtung dreht, und der Motorjf aufserdem nur vier Pole besitzt, so wird die Geschwindigkeit hier = — ¹⁰/₄ · (600 — v). Das Feld in den durch die Leitungen g, h, i kurzgeschlossenen festen Wicklungen hat etwa die Geschwindigkeit o; aus diesem Grunde mufs das Feld, das in dem Läufer des Motors y besteht, eine Geschwindigkeit = — ν besitzen. Stellt man eine Gleichung zwischen diesen beiden Ausdrücken für ν auf, so erhält man ^l0/₄ (600 — v) = ν und hieraus ν = 428.

4. Nach vorliegender Erfindung werden die Leitungen d, e,f mit den Leitungen k, Z, m so verbunden, dafs das Feld im Läufer des Motors y sich in derselben Richtung wie das Feld im Läufer des Motors χ dreht. Wird dieselbe Bezeichnungsweise wie unter 3. verwendet, so wird nach der Gleichung — ¹⁰/₄ · (600 — v) = ν die Geschwindigkeit in diesem Falle ν = iooo.

Es ist leicht ersichtlich, dafs dasselbe Ergebnifs erreicht werden kann, wenn die Leitungen vom Läufer des Motors χ mit den Ständerwicklungen des Motörsj^ verbunden werden. Dabei ist aber die Schaltung derart auszuführen, dafs sich die magnetischen Felder im Ständer des Motors y und im Läufer des Motors χ in entgegengesetzter Richtung drehen. In diesen beiden Fällen wird das resultirende Kräftepaar gleich der Differenz der Kräftepaare der einzelnen Motoren, während bei der früher bekannten Tandemschaltung das resultirende Kräftepaar gleich der Summe der Kräftepaare der einzelnen Motoren wird.

Bei Verwendung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den bereits bekannten Anordnungen kann man also einen Tandemmotor herstellen, der bei normaler Leistung mit vier verschiedenen Geschwindigkeiten laufen kann. Der Nutzen dieser Erfindung liegt auf zwei verschiedenen Gebieten. Einerseits ist es sehr oft wünschenswerth, die Geschwindigkeit innerhalb der Grenzen zu verändern, die den vier oben genannten Geschwindigkeiten entsprechen, z.B. bei Werkzeugmaschinen, Krähnen, Strafsenbahuen u. s. w.

Andererseits eignet sich aber die Erfindung auch für eine wesentlich andere Verwendung. Es sei angenommen, dafs es sich um ein beliebiges Werk handle, das für seinen Betrieb eine gewisse Geschwindigkeit erfordert, dafs es aber zeitweise zweckmäfsig ist, dasselbe mit einer anderen, gröfseren oder geringeren, Geschwindigkeit anzutreiben. Man kann in diesem Falle mit dem Hauptmotor einen Hülfsmotor von verhältnifsmäfsig kleiner Polzahl kuppeln und auf diese Weise durch Tandemschaltung des Hülfsmotors und des Hauptmotors eine Vergröfserung oder Verminderung der Geschwindigkeit des Hauptmotors bewirken, wodurch man drei verhältnifsmäfsig wenig verschiedene Geschwindigkeiten erreicht.

Ein Beispiel eines solchen, für Walzwerke bestimmten Motors ist in Fig. 2 dargestellt. Wenn ein solches Werk mit einer normalen Geschwindigkeit von 300 Umdrehungen pro Minute angetrieben wird, so kann man durch Einschaltung des Hülfsmotors entweder die Geschwindigkeit bis auf ungefähr 375 Umdrehungen vergröfsern oder auf ungefähr 250 Umdrehungen pro Minute vermindern, während die früheren Anordnungen nur die Möglichkeit boten, die Geschwindigkeit zu vermindern.

In Fig. 3 wird eine Ausführungsform veranschaulicht, bei welcher der Haupt- und Hülfsmotor nicht auf derselben Achse zusammengekuppelt, sondern nur durch Riemenübertragung mit einander verbunden sind. Die elektrische Verbindung mufs dagegen unverändert bleiben.

Wenn die Uebersetzung derartig ist, dafs die beiden Motoren mit ungleicher Geschwindigkeit laufen, so kann man auch Motoren mit gleicher Polzahl verwenden, weil dann der eine Motor einem entspricht, dessen Polzahl gleich dem Product der Uebersetzung mal der wirklichen Polzahl des Motors ist.

Es ist ersichtlich, dafs die vorliegende Erfindung nicht nur bei der beschriebenen Anordnung von zwei Asynchronmotoren Verwendung finden kann, sondern dafs sie auch bei mehreren Motoren entweder allein oder in Combination mit bekannten Verfahren zur Tandemschaltung von Asynchronmotoren Verwendung finden kann, wodurch eine grofse Anzahl von Geschwindigkeiten innerhalb weiter Grenzen erhalten wird.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Kaskadenschaltung für gekuppelte asynchrone Wechselstrommotoren oder Stromerzeuger verschiedener oder gleicher Polzahl, aber ungleicher Geschwindigkeit, gekennzeichnet durch die Verbindung der Secundärwicklung des einen Motors mit der einen Wicklung des anderen Motors derart, dafs der beiden Motoren gemeinsame secundäre Strom in demselben Sinne kreisende Felder erzeugt, wenn die beiden Ständerwicklungen oder die beiden Läuferwicklungen mit einander verbunden sind, wobei sich die Läufer in gleicher Richtung drehen, dafs dagegen der gemeinsame secundäre Strom in entgegengesetzter Richtung umlaufende Felder erzeugt, wenn die Ständerwicklung des einen Motors mit der Läuferwicklung des anderen verbunden ist oder umgekehrt, wobei sich die Läufer in entgegengesetzter Richtung drehen, zu dem Zweck, eine Differentialwirkung der beiden Motoren zu erhalten.
2. 2. Ausführung der Schaltung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Umschalters, durch den die Motoren entweder wie nach Anspruch ι oder in bekannter Weise verbunden werden können, zu dem Zwecke, verschiedene Umdrehungsgeschwindigkeiten zu erzielen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.