DE1638350A1

DE1638350A1 - Starting winding for rotary field motors

Info

Publication number: DE1638350A1
Application number: DE19671638350
Authority: DE
Inventors: Gerlach Dipl-Ing Rudolf
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1967-01-30
Filing date: 1967-01-30
Publication date: 1970-10-22
Also published as: FR1552529A; AT274126B; CH470787A; GB1209842A; DE1638350B2; SE324181B

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH. Prankfurt/Main, Thsodor-Stern-Kai 1Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH. Prankfurt / Main, Thsodor-Stern-Kai 1

Marcus/ sefcm 50/036 Marcus / sefcm 50/036 AnlaufwickJung für DrehfeldmotorenStart-up winding for rotary field motors

Bekanntlich, beträgt der Anlaufstrom eines Drehfeldmotors mit Kurzschlußläufer ein Hehrfaches des Hennstromes· Um eine derartige Belastung zu vermeiden, wird oft der Teilwicklungsanlauf angewendet. Bei diesem wird für das Anlaufen nur ein Teil der Ständerwicklung auf das Netz geschaltet; der Rest der Ständer-Wicklung wird erst nach erfolgtem Hochlauf mittels eines Kurzschließers hinzugeschaltet. Damit liegen dann die beiden Wicklungsteile parallel an der Netzspannung. Die induzierten Spannungen dieser beiden Wicklungsteile müssen nun nach Betrag und Phase gleich sein, anderenfalls zwischen ihnen Ausgleichströme mit ihren thermischen Nachteilen fließen. Die noch, verbleibende Möglichkeit für die Verteilung der Wicklungselemente der Anlaufwicklung bringt es mit sich, daß diese nicht symmetrisch verteilt am Umfang der Standerbohrung liegt. Dadurch werden zusätzliche Peldwellen erzeugt, im allgemeinen solche von gerader und gebrochener Ordnungszahl und auch solche, deren Ordnungszahl kleiner als 1 ist* Als nachteilige Begleiterscheinungen treten Oberfeldmomente, Hiittslkräfte und Geräuachbi!düngen auf«As is well known, the starting current of a rotary field motor is with Squirrel-cage rotor a multiple of the Henn current · In order to avoid such a load, the partial winding start-up is often used applied. In this case, only part of the stator winding is switched to the mains for start-up; the rest of the stator winding is only switched on after the run-up has taken place by means of a short-circuiter. The two winding parts are then connected to the mains voltage in parallel. The induced voltages of these two winding parts must now be determined according to amount and Phase, otherwise equalizing currents between them flow with their thermal disadvantages. The remaining possibility for the distribution of the winding elements of the start-up winding means that this is not symmetrically distributed on the circumference of the stand bore. This creates additional field waves, generally straight ones and fractional atomic number and also those whose atomic number is less than 1 * As disadvantageous side effects Oberfeldmoment, Hiittsl forces and noises occur! fertilize "

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BAD ORIQtNAi. 009843/0673
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1Ω/Ο361Ω / Ο36

Durch die nachfolgende beschriebene Erfindung wird eine vorteilhafte Lösung zur Ausgestaltung von Erehfeldwicklungen für Teilwicklungsanlauf angegeben, welche die beschriebenen Nachteile vermeidet. Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung von Zweischichtwicklungen in elektrischen Drehfeldmotoren, welche mit einer Nutenzahl je Pol und Strang q = 6 oder 9 oder mit einem gana zahlt gen. Vielfachen von 6 oder 9 ausgebildet sind und bei der je Polpaarteilung die Elemente der Wicklung eines jeden Stranges drei parallele Stromeweige bilden, deren induzierte Spannungen nach Betrag und Phase gleich baw· nahezu gleich sind. ErfindungsgemäB ist der Stromzweig, der als Anlaufwicklung benutzt wird« am Umfang dar Standerbohrung mechanischgeometrisch und elektrisch vollkommen symmetrisch verteilt. The invention described below becomes an advantageous one Solution for the design of rotating field windings for Partial winding-up specified, which avoids the disadvantages described. The invention relates to a circuit arrangement of two-layer windings in electric rotating field motors, which with a number of slots per pole and strand q = 6 or 9 or Multiples of 6 or 9 are formed with a gana and with each pole pair division the elements of the winding one each strand form three parallel current paths, the induced voltages of which are equal in magnitude and phase to baw · almost are the same. According to the invention, the branch is used as a starting winding is used «on the circumference of the stand bore, mechanically, geometrically and electrically, distributed completely symmetrically.

Die Gesamtheit der Anlaufwicklungsteile aller Strange bildet also eine symmetrische Drehfeldwicklung, die bekanntlich von Feldunterwellen wie Feldoberwellen gerader oder gebrochener Ordnungszahl frei ist* Somit wird die bei Teilwicklungsanlauf mit unsymmetrisch verteilter Anlaufwicklung bestehende Hauptgefahr» nämlich das Hängenbleiben des Motors beim Hochlauf infolge Vorhandenseins von Drehmoment sätteln, vermieden.The totality of the start-up winding parts forms all strands thus a symmetrical rotating field winding, which is known from Field waves such as field harmonics straighter or more broken Ordinal number is free * This means that the main risk that exists in the case of partial winding start-up with asymmetrically distributed start-up winding » namely, saddle the motor stalling during startup due to the presence of torque, avoided.

Wie bei jedem !Ceilwieklungsanlauf wird bei Verwendung der Anordnung nach der Erfindung außer dem normalen Mo to !»leistungsschalter nur ein Kurzschließer benötigt, der die Klemmen der während de3 Anlaufes freiliegenden Wickliings zweige mit den Klemmen der Anlaufwicklung kurzschließt. Es entsteht deshalb für den Anlauf von BochspannungsmaBohinen eine vorteilhafteAs with any! Arrangement according to the invention apart from the normal motor! »Circuit breaker only a short-circuiter is required, which branches the terminals of the wraps exposed during the start-up with the Clamping of the start-up winding is short-circuited. It arises therefore for the start-up of BochspannungsmaBohinen an advantageous one

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^m 3 — ^m 3 -

Lösung.Solution.

Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 4- erläutert.The invention is explained with reference to FIGS. 1 to 4-.

In Figur Ί ist das Wicklungsschema einer nicht gesehnten Zweischichtwicklung für eine Lochzahl q - β einer zweipoligen Haschine dargestellt. In Figur 4 ist ein Schema für eine Lochzahl q * 9 angegeben. Natürlich kann durch ein mehrfaches Aneinanderreihen dieses Schemas das Wicklungsbild einer Haschine gezeichnet werden, doren Eolssahl ein beliebig ganzzahliges Vielfaches von 2 1st. Ebenso können diese Wicklungen nach den allgemeinen Gesetzen über Drehfeldwicklungen beliebig parallel oder in Reihe geschaltet werden. In den Figuren 1 und M- ist der Anlaufwicklungszweig gestrichelt dargestellt, während die beiden anderen Wi cklungs zweige durch ausgezogene bzw. strichpunktierte Linien unterschieden sind. Anfänge und Enden der Zweige sind mit u«j, Up, u, und acp Xg, x, gekennzeichnet. Wie in Verbindung mit den nicht eingezeichneten Strängen ersichtlich, ist die Anlaufwick~ lung symmetrisch verteilt. Beliebig gesehnte Zweischichtwicklungen sind in den Erfindungsumfang eingeschlossen, da offensichtlich die gewünschten Eigenschaften der Wicklung von einer Sehnung der Wi cklunga elemente nicht beeinflußt werden. Die Haschine wird durch Schließen des Leistungsschalters S^ 'ans Netz geschaltet und hochgefahren. Nach erfolgtem Hochlauf wird der Kurzschließer S₂ geschlossen. Hit S₁ wird die Haschine abgeschaltet· In Figure Ί the winding scheme of a non-desired two-layer winding for a number of holes q - β of a two-pole machine is shown. A scheme for a number of holes q * 9 is given in FIG. Of course, the winding pattern of a machine can be drawn by stringing together this scheme several times, with Eolssahl using any integral multiple of 2 1st. These windings can also be connected in parallel or in series according to the general laws using rotating field windings. In Figures 1 and M , the start-up winding branch is shown in dashed lines, while the other two winding branches are distinguished by solid or dash-dotted lines. The beginnings and ends of the branches are marked with u «j, Up, u, and acp Xg, x. As can be seen in connection with the strands not shown, the start-up winding is symmetrically distributed. Any desired two-layer windings are included in the scope of the invention, since obviously the desired properties of the winding are not influenced by a stretching of the winding elements. The machine is connected to the mains by closing the circuit breaker S ^ 'and started up. After the run-up has taken place, the short-circuiter S _{2 is} closed. Hit S ₁ the machine is switched off

Das zu Figur 1 gehörige Spannungszeiger-Diagramm ist in Figur 2 dargestellt* Hier sind die einzelnen ZeigerThe voltage phasor diagram associated with FIG. 1 is shown in FIG. 2 * Here are the individual phasors

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- * * 20/036 - * * 20/036

den nach Betrag gleich großen Spannungen in den einzelnen Wicklungszweigen von gleicher Lange, dedoch entsprechend dem Phasenwinkel«^ oder einem Vielfachen davon hinsichtlich der Richtung verschieden eingezeichnet. Die Ziffern an den einzelnen Zweigen entsprechen den Nuten in der Figur 1. Man sieht, daß die Spannungewerte in dem unteren Polygonzug des Diagramms, die zwei verschiedene, jedoch in ihren einzelnen Wicklungselementen elek* trisch äquivalenten Spulengruppen entsprechen, nach Betrag und Phase gleich sind« Die in dem oberen Polygonzug des Diagramms eingezeichneten Spannungen sind nur nach dem Betrag untereinander und denen der beiden anderen Spulengruppen gleich, aber nicht nach der Phase» Durch die einfache geometrische Addition bei dieser dritten Spulengruppe wird in überraschender Weise erreicht, daß die Gesamtspannung dieser dritten Spulengruppe sowohl nach Betrag als auch nach Phase nahezu gleich den Werten der anderen beiden Spulengruppen ist. Es verbleibt eine geringfügige Differenzspannung VC _D, die im wesentlichen phasengleich mit der Summenspannung aller Wicklungselemente liegt.the voltages in the individual winding branches of the same magnitude and of the same length, but differing in direction according to the phase angle or a multiple thereof. The numbers on the individual branches correspond to the slots in FIG. 1. It can be seen that the voltage values in the lower polygon of the diagram, which correspond to two different coil groups, but which are electrically equivalent in their individual winding elements, are equal in magnitude and phase « The voltages drawn in the upper polygon of the diagram are only equal to each other and to those of the two other coil groups in terms of their magnitude, but not in terms of the phase is almost equal to the values of the other two coil groups both in terms of amount and phase. A slight differential voltage VC _D remains, which is essentially in phase with the total voltage of all winding elements.

Der hierdurch entstehende Ausgleichstrom J_D fließt durch eine im überwiegenden Veil aus Reaktanz bestehende Impedanz und ist daher in bezug auf die Differenzspannung 2CjJ um fast 90° phasenverschoben (Figur 3), ändert daher den Betrag des Arbeite* stromes J nur wenig und wirkt sich in thermischer Hinsicht nioht aus.The resulting equalizing current J _D flows through an impedance consisting predominantly of reactance and is therefore phase-shifted by almost 90 ° with respect to the differential voltage 2CjJ (FIG. 3) thermal point of view does not work.

Das Spannungszeiger-Diagramm zu Figur 4 (Wioklungetohema für sine licchsahl q » 9) ist in Figur 5 aufgeseiohnet* In diesemThe voltage vector diagram for Figure 4 (Wioklungetohema for sine licchsahl q »9) is included in Figure 5 * In this one

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Falle ergibt sich zwischen den resultierenden Spannungen der einzelnen parallelen Zweige kein Unterschied, weder dem Betrag noch der Phase nach. Ss fließt also zwischen den einzelnen Wicklungszweigen kein Ausgleichstrom.Case there is no difference between the resulting voltages of the individual parallel branches, neither in the amount according to the phase. So Ss flows between the individual Winding branches no equalizing current.

5 Seiten Beschreibung5 pages description

3 Patentansprüche3 claims

5 Blatt Zeichnungen mit S Figuren5 sheets of drawings with S figures

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Claims

Licentia Patent-Verwaltunga-GmbH Frankfurt / Hain, Theodor-Stera-Kai Λ Marcue / echm 30/036 F a t e η t a na ρ r ü c h e

1.. Schaltungsanordnung von Zweischichtwicklungen in1 .. Circuit arrangement of two-layer windings in elektrischen Drehfeldmotoren, welche mit einer Hutenzahl je Pol und Strang q · 6 oder 9 oder mit einem ganzzahligen Vielfachen von 6 oder 9 ausgebildet Bind und bei der je Polpaarfceilung die Elemente der Wicklung eines jeden Stranges drei parallele Stromzweige bilden, deren induzierte Spannungen nach Betrag und Phase gleich bzw· nahezu gleich sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromzweig, der als Anlauf -wioklung benutzt wird, am Umfang der Ständerbohrung mechanisch-geometrisch und elektrisch vollkommen symmetrisch verteilt ist.electric rotating field motors, which have a hat number per pole and strand q · 6 or 9 or with an integer Multiples of 6 or 9 trained bind and at the each Polpaarfceilung the elements of the winding of each strand form three parallel current branches, the induced voltages of which are equal or almost equal in magnitude and phase, characterized in that the current branch, which is used as a start-up winding, is mechanically, geometrically and electrically completely symmetrical on the circumference of the stator bore is distributed.

2« Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daS die Wicklung sowohl für den Anlauf als auch für den Betrieb in Stern geschaltet ist.2 «Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that that the winding is connected in star both for start-up and for operation.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung sowohl für den Anlauf als auch für den Betrieb in Dreieck geschaltet ist.3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that that the winding is connected in delta both for start-up and for operation.

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