DE1763284C2 - Einphasen-Asynchronmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einphasen-Asynchronmotor mit Hauptwicklung und um 90 elektrische Grade räumlich dazu versetzter Hilfswicklung, die aus zwei Teilen besteht und mit einem während des Anlaufs praktisch unwirksamen Betriebskondensator in Reihe liegt.

Bei einem bekannten Asynchronmotor dieser Art (FR-PS 7 74 187. Fig.6) sind die Hilfswicklungsteüe unterschiedlich groß. Der kleinere Hilfswicklungsteil und der Kondensator können mittels eines parallelgeschalteten Schalters kurzgeschlossen werden. Hierbei kann auch ein ohmscher Widerstand mit dem Schalter in Reihe liegen. Der Schalter wird während des Anlaufs geschlossen. Die erforderliche Phasenverschiebung zwischen den Strömen in der Haupt- und der Hilfswicklung ist ohne die Reihenschaltung des ohmschen Widerstands zum Schalter nur bei sehr hohem ohmschem Leistungswiderstand der Hilfswicklung erreichbar. Wenn ein zusätzlicher ohmscher Widerstand in Reihe zum Schalter verwendet wird, muß dieser ebenfalls verhältnismäßig hochohmig sein, um überhaupt eine merkliche Phasenverschiebung in Verbindung mit der größeren Hilfswicklung allein zu erzielen, weil die Induktivität dieser Hilfswicklung verhältnismäßig groß ist. da sie den wesentlichen Teil der Maximalinduktivität der Hilfsphase darstellt. Entsprechend sind die Wirkverluste groß. Auch die Durchflutung der Hilfswicklung ist während des Anlaufs gering, was zur Beeinträchtigung des Anlaufmoments führt.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel dieses bekannten Asynchronmotors (FR-PS 7 74 187, F i g. 7) ist die Hilfswicklung ebenfalls in zwei unterschiedlich große Teile unterteilt. Es sind zwei Zweige vorgesehen, von denen der eine nur den einen Wicklungsteil und der andere außer dem zweiten Wicklungsteil noch einen Kondensator aufweist. Mit Hilfe eines Schalters können beide Zweige für den Normalbetrieb in Reihe und zum Anlassen parallel geschaltet werden. Hierbei kann aber der Kondensator nicht beliebig gewählt werden, da er sowohl beim Normalbetrieb als auch beim Anlassen wirksam ist. Die Wicklungsteile werden in einer der Betriebsarten gegensinnig vom Strom durchflossen, so daß sich ihre magnetische Wirkung weitgehend aufhebt.

Bei einem anderen bekannten Kondensatormotor iCH-PS I 56862) sind zwei gleiche Hilfswicklungen vorgesehen. Diese liegen während des Betriebs parallel und während des Anlaufs in Reihe. Der Kondensator liegt ständig in Reihe mit der Parallel- oder Reihenschaltung der Hilfswicklungen. Infolgedessen bestimmt der Kondensator sowohl beim Anlauf als auch während des Betriebs maßgeblich die Phasenverschiebung des Stroms in der Hilfswicklung gegenüber dem Strom in der Hauptwicklung. Diese muß während des Anlaafs und während des Betriebs gleichgerichtet sein, z. B.

nacheilend. Andernfalls ergibt sich eine Drehrichtungsumkehr. Dies bedeutet, daß stets entweder der kapazitive oder der induktive Anteil der Impedanz in der Hilfsphase überwiegen muß, unabhängig davon, ob die Hilfswicklungen parallel oder in Reihe geschaltet sind.

iS Demzufolge wäre dafür zu sorgen, daß selbst bei induktiver Hilfsphase die Impedanz des Kondensators entsprechend klein, also die Kapazität groß ist, wenn man mit kleiner maximaler Induktanz in der Hilfsphase auskommen will, die den kapazitiven Blindwiderstand je-

derzeit — beim Anlauf oder während des Betriebs — überwiegt

Es ist ferner bekannt (DT-Gbm 19 62 568), die Hilfswicklung mit einem PTC-Widerstand in Reihe zu schalten, der einerseits mit seinem Widerstandswert die gewünschte Phasenverschiebung des Hilfswicklungsstro· mes beim Anlauf hervorruft und andererseits nach gewisser Zeit durch den hindurchfließenden Strom eine solche Erwärmung erfährt, daß sich sein Widerstandswert stark erhöht und dadurch der Hilfswicklungsstrom praktisch abgeschaltet wird.

Man hat auch schon einen Betriebskondensator parallel zu einem Anlaßkondensator und einem temperaturabhängigen Widerstand geschaltet, so daß beim Anlauf beide Kondensatoren wirksam sind, nach dem Anlauf aber nur der Betriebskondensator (US-PS 33 03 402 oder DTPS 6 21 467).

Da Betriebskondensatoren für den Dauerbetrieb geeignet sein müssen, sind sie verhältnismäßig groß. Gewöhnlich werden sie als Papier-Öl-Kondensatoren ausgeführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei kleiner Betriebskapazität eine große Phasenverschiebung während des Anlaufs zu erzielen.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von dem eingangs erwähnten Einphasen-Asynchronmotor, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zwei Teile der Hilfswicklung gleich große Wicklungshälften sind, daß der Betriebskondensator zwischen diese Wicklungshälften geschaltet ist und daß die beiden Anfänge und die beiden Enden der Wicklungshälften je über eine abschaltbare Impedanz miteinander verbunden sind.

Bei dieser Anordnung liegen die beiden Wicklungshälften und der Kondensator während des Anlaufs praktisch parallel, so daß der durch den Kondensator fließende Strom den durch die Wicklungshälften fließenden Strom und damit die Phasenverschiebung in der Hilfsphase beim Anlaufen nur unwesentlich beeinflußt. Die Phasenverschiebung wird vielmehr beim Anlauf im wesentlichen durch die abschaltbaren Impedanzen bestimmt. Diese können dann verhältnismäßig niederohmig sein und fallen dennoch hinsichtlich der erzielten Phasenverschiebung während des Anlaufs ins Gewicht, weil auch die induktive Gesamtimpedanz der parallelgeschalteten Wicklungshälften nur einen verhältnismäßig geringen Bruchteil (etwa ¹A) der Gesamtimpedanz der in Reihe geschalteten Wicklungshälften beträgt. Die niederohmige Ausbildung der abschaltbaren Impedanzen ergibt geringere Verluste. Gleichzeitig

ist die Gesamtdurchflutung während des Anlaufs gegenüber der eingangs erwähnten bekannten Anordnung größer, da sich die Windungszahl insgesamt nicht ändert, aber der Strom in jeder Wicklungshälfte bei sonst gleichen Verhältnissen größer ist. weil nunmehr fast die volle Betriebsspannung an jeder Wicklungshälfte anliegt Da der Kondensator während des Anlaufs hißsichtlich der Phasenverschiebung praktisch nicht mitwirkt, spielt auch seine Bemessung für den Anlauf nur eine untergeordnete Rolle. Er kann den kleinstmöglichen Wert aufweisen, der für den Betrieb gvrade ausreicht

Besonders einfach ist eine Schaltung, bei der die abschaltbaren Impedanzen PTC-Widerstände sind.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert in der ein Schaltbild, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Asynchronmotors, dargestellt ist.

Ein Einphasen-Asynchronmotor besitzt einen Kurzschlußläufer 1 und im Ständer eine Hauptwicklung 2 sowie eine aus zwei gleichen Hälften 3 u>xl 4 mit gleichem Wicklungssinn und gleicher Windungszahl bestehende Hilfswicklung. Die beiden Hälften sind unter Zwischenschaltung eines Betriebskondensators 5 in Reihe gelegt. Die Anfänge der beiden Hälften und deren Enden sind durch je einen PTC-Widerstand 6 und 7 miteinander verbunden. Die Anordnung liegt in üblicher Weise über einen Hauptschalter 8 an Netzklemmen 9 und 10, welchen die Wechselspannung U zugeführt werden kann.

Beim Einlegen des Hauptschalters 8 haben die beiden PTC-Widerstände 6 und 7 einen sehr geringen Widerstandswert im Vergleich zur Impedanz des Betriebskondensators 5. Infolgedessen fließt über die beiden Wicklungshälften 3 und 4 je ein sehr starker Strom, der in Verbindung mit dem Hauptwicklungsstrom den Motor zum Laufen bringt Hierbei erwärmen sich die beiden PTC-Widerstände infolge des hindurchfließenden Stromes und nehmen schließlich einen großen Widerstandswert im Vergleich zur Impedanz des Betriebskondensators 5 ein. Dann fließt der wesentliche Teil des Stromes über den Kondensator 5 und daher über die beiden in Reihe liegenden Wicklungshälften 3 und 4.

Im Anlaufaugenblick fließt auch ein kleiner Teilstrom über den Kondensator 5. Dieser Teilstrom unterstützt den Anlaufvorgang, da er ebenfalls eine Voreilung im gewünschten Sinn hat Im Betrieb kann ein kleiner Reststrom durch die PTC-Widerstände 6 und 7 fließen. Hierdurch wird der Kondensator zusätzlich entlastet, so daß ihm eine noch geringere Baugröße gegeben werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einphasen-Asynchronmotor mit Hauptwicklung und um 90 elektrische Grade räumlich dazu versetzter Hilfswicklung, die aus zwei Teilen besteht und mit einem während des Anlaufs praktisch unwirksamen Betriebskondensator in Reihe liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Teile der Hilfswicklung gleich große Wicklungshälften sind, daß der Betriebskondensator zwischen diese Wicklungshälften geschaltet ist und daß die beiden Anfänge und die beiden Enden der Wicklungshälften je über eine abschaltbare Impedanz miteinander verbunden sind.

2. Motor nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die abschaltbaren Impedanzen PTC-Widerstände sind.