DE190888C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d. GRUPPE

Regelung von Drehstromkommutatormaschinen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 19. August 1906 ab.

Ein zweipoliger Drehstrommotor mit der üblichen, im Stern oder im Dreieck geschalteten Statorwicklung, ,dessen Rotor nach Art einer Gleichstromarmatur mit Kommutator gebaut ist, liefert mit Bezug auf Phasenverschiebung und Funkenbildung nur dann günstige Resultate, wenn auf dem Kommutator mindestens drei in gleichem Abstand befindliche Stromabnehmer sich befinden, und

ίο zwar in einer Lage, die im Ruhezustand des Motors die Rotorwicklung genau entsprechend den Zuleitungen der Statorwicklung einteilt, so daß die magnetische Achse jeder von . den Stromabnehmern gebildeten Phase der Rotorwicklung zusammenfällt mit der magnetischen Achse der entsprechenden Phase der Statorwicklung. Die Verhältnisse werden noch günstiger, wenn die Rotorwicklung mit sechs Stromabnehmern versehen wird, entsprechend der üblichen Statorwicklung, bei welcher auf jedem Polpaar mit sechs Spulengruppen sechs Phasen gebildet werden.

Die Stromabnehmer sind bei normalem Betrieb miteinander kurzgeschlossen, beim Anlaufen und bei der Geschwindigkeitsregulierung sind sie mit regelbaren Widerständen verbunden, die zwischen die Stromabnehmer in analoger Weise geschaltet werden wie bei den Stromabnehmern von Schleifringen von Drehstrominduktionsmotoren.

Wird nun ein solcher Drehstrommotor für mehr als zwei Polpaare gebaut, so ändern sich die Verhältnisse in bekannter Weise. Die Zahl der Stromabnehmer wird im gleichen Verhältnis größer als die Zahl der Polpaare zunimmt; es kann aber offenbar auch ein Teil der Stromabnehmer auf einzelnen Polpaaren weggelassen werden, wenn durch die Wicklungsanordnung, ζ. Β. durch Ausgleichsleiter oder durch Serienwicklungen dafür ge- sorgt wird, daß sämtliche Wicklungselemente gleichmäßig zur Stromabgabe herangezogen werden. Dabei steht es im Belieben des Konstrukteurs, wie er die verschiedenen Polpaaren gemeinsamen Stromabnehmer der drei Rotorphasen verteilen will.

Wenn ein solcher Drehstrommotor eine Statorwicklung erhält, die für-verschiedene Polzahlen eingerichtet werden kann oder auch verschiedene Statorwicklungen für verschiedene Polzahlen, so kann der Rotor mit der gleichen Wicklung den verschiedenen Polzahlen angepaßt werden, wenn die Verteilung der Stromabnehmer den verschiedenen Polzahlen genügt. Bei einer Ringwicklung -ist dies ohne weiteres jedem Fachmann geläufig; das Gleiche läßt sich offenbar mit einer Schleifenwicklung bei passendem Wicklungsschritt ebenfalls erreichen. Die Zahl der Stromabnehmer, die ein solcher verschiedenen Polzahlen anzupassender Motor erhält, ist nun höchstens gleich der Summe der jeder einzelnen Polzahl zukommenden Stromabnehmer. Dabei wird sich aber im allgemeinen eine mehr oder weniger große Zahl Stromabnehmer ergeben, die den verschiedenen Polzahlen gemeinsam sind.

Soll nun ein derartiger mit Kommutator versehener Drehstrommotor mit Einphasenstrom als Repulsionsmotor betrieben werden, so fragt es sich zunächst, ob mit der vorhandenen Statorwicklung und mit den vor-

handenen unveränderten Stromabnehmern die für diesen neuen Betrieb günstigsten Verhältnisse erreicht werden .können. Für den zweipoligen Repulsionsmotor sind zwei Stromabnehmer, die um eine Polteilung voneinander entfernt sind, erforderlich. Mit den für Drehstrombetrieb gewählten unveränderten Stromabnehmern, kann der Motor also mit Einphasenstrom nicht anlaufen und nicht die

ίο Eigenschaften des Repulsionsmotor entwickeln, obschon er bei normaler Tourenzahl als Einphasenstrominduktionsmotor auch mit den kurzgeschlossenen Drehstromabnehmern des Rotors in Betrieb bleiben könnte.

Es ist daher beim Übergang von Drebstromin Einphasenstrombetrieb im allgemeinen eine Umschaltung der Stromabnehmer nötig. Wenn nun beim zweipoligen Drehstrommotor nur drei im gleichen Abstand befindliche Stromabnehmer gebraucht würden, so muß für den Betrieb als Einphasenrepulsionsmotor zu diesen drei noch ein Stromabnehmer hinzugefügt werden, welcher zu einem der drei Drehstromabnehmer um eine Polteilung versetzt ist. Wurde dagegen der zweipolige Drehstrommotor mit sechs Stromabnehmern benutzt, so lassen sich stets ein Paar Stromabnehmer auslesen, welche für den Betrieb als Repulsionsmotor genügen. Wenn von der Statorwicklung nur zwei Phasen mit Einphasenstrom beschickt werden, so wird die magnetische Achse der Statonvicklung um ein Sechstel der Polteilung verschoben werden gegenüber der magnetischen Achse der Rotorwicklung, die von zwei um eine Polteilung voneinander abstehenden Stromabnehmern geteilt wird, und wenn der Statorwicklung in zwei andern Phasen Einphasenstrom zugeführt wird, so können diese Phasen so gewählt werden, daß die neue magnetische Achse um ein Drittel der Polteilung gegenüber der früheren verlegt wird Damit kann also in bekannter Weise ein Drehrichtungswechsel des Repulsionsmotors hervorgerufen werden, gleichgültig ob die Statorwicklung im Stern oder Dreieck schaltbar verbunden ist.

Für einen zweipoligen Motor sind diese Verhältnisse beispielsweise die folgenden:

Fig. ι stellt schematisch die Wicklung eines zweipoligen Drehstrommotors dar. Der Stator wird gebildet aus einem Eisenring 9, welcher in Form einer Grammeringwicklung gewickelt ist, mit den Spulen, deren Anfänge bezeichnet sind mit 10, 13; 14,15; 16,17; 18,21122,23; 24, 25. Diese Anfänge werden bei Sternoder Dreieckschaltung in bekannter Weise miteinander und mit den Zuleitungen verbunden. Es sei nun z. B. bei Sternschaltung die Zuleitung Z¹ mit Anfang 10, darauf Zuleitung Z² mit Anfang 16 und Zuleitung Z³ mit Anfang 22 verbunden; ferner das Ende 13 mit 21, Ende 17 mit. 25, Ende 23 mit 15 und schließlich die drei Enden .18, 24 und 14 zu dem neutralen Punkt vereinigt, so bildet dies das allgemein übliche W^Ticklungsschema von Drehstrommotoren mit Sternschaltung. Der Rotor wird gebildet aus dem Eisenring 8, der ebenfalls mit Ringwicklung bewickelt ist. Die Wicklung ist mit den Segmenten 7 eines Kollektors verbunden, auf welchem die Bürsten 1, 2, 3, 4, 5 und 6 schleifen sollen. Zwischen die Bürsten I und 4, 2 und 5, 3 und 6 seien Regelungswiderstände eingeschaltet, die für den normalen Betrieb kurzgeschlossen werden. Es. fallen nun offenbar die. von den Bürsten gebildeten Wicklungsachsen der sechs Rotorphasen zusammen mit den Wicklungsachsen der sechs Statorphasen. Wird nun dieser Motor mit Einphasenstrom beschickt, welcher in die Zuleitungen Z¹ und die Zuleitung Z³ eingeführt wird, so bildet die Statorwicklung nunmehr eine magnetische Achse, die in der Richtung von 28 liegt. Wird die Statorwicklung mit,Einphasenstrom an den Zuleitungen Z¹ und Z² beschickt, so verschiebt sich die magnetische Achse nach 26. Läßt man nun auf dem Rotor die Bürsten 1 und 4 miteinander durch den Widerstand geschlossen und öffnet die Verbindungen zwischen den Bürsten 2, 3 und 5, 6 so wird in den beiden Fällen ein regelrechter Repulsionsmotor gebildet, dessen Bürstenachse um 30 ° verschoben ist gegenüber der Achse des Stators. Wird der Rotor bei Drehstrombetrieb nur mit den Bürsten 1, 3 und 5 versehen, so ist für den Einphasenstrombetrieb zu diesen drei Bürsten noch die Bürste 4 hinzuzufügen. In entsprechender Weise ist die Anordnung auf Motoren mit mehr Polpaaren anzuwenden.

Es wird vor allem hierdurch erreicht, daß für den Betrieb mit Drehstrom und mit Einphasenstrom die Bürsten unverändert in einer brauchbaren Stellung stehen bleiben können und nur durch verschiedene Schaltung passend miteinander verbunden zu werden brauchen.

In Fig. 2 und 3 sind Schalter dargestellt, welche auf der einen Seite (rechts) die Verbindungen für verschiedene Drehrichtung mit Drehstrom, auf der andern Seite (links) mit Einphasenstrom zeigen, und zwar Fig. 2 die Verbindungen für den Ständer, Fig. 3 diejenigen für den Läufer, wobei zwei Stufen angenommen worden sind, die eine Stufe mit den Widerständen t zwischen je zwei Bürsten, die andere Stufe mit Kurzschluß der entsprechenden Bürsten.

In Fig. ι sind bei· 11, 12, 19 und 20 Anzapfungen der Ständerwicklung gezeichnet für den Fall, daß bei Einphasenstrom nicht die volle Wicklung von zwei Drehstrom-

phasen, sondern eine verminderte Windungs-■ zahl benutzt werden soll, wobei dann an Stelle der Zuleitung bei io für die eine Drehrichtung die eine Zuleitung Z¹ an ii anzuschließen und die Verbindung 14 nicht mit 18, sondern mit 19 auszuführen ist und bei der andern Drehrichtung an Stelle der Verbindung 13 mit 21 die Verbindung 12 mit 20 auszuführen wäre.

Claims (3)

1. Patent-Anspküchk:

   i. Regelung von Drehstromkommutatormaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Umschaltung für den Betrieb mit Einphasenstrom bei drei Stromabnehmern pro Polpaar ein vierter, zu einem der drei um eine Polteilung entfernter angeordnet und mit diesem leitend verbunden wird, während bei 6 Bürsten pro Pol-" paar zwei um eine Polteilung entfernte leitend verbunden werden.
2. 2. Ausführungsform der Umschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einphasenstrom nur einem Teil der Wicklung zweier Drehstromphasen zugeführt wird.
3. 3. Motor zur Umschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei verschiedenen Polzahlen der Ständerwicklung die Läuferwicklung und ein Teil der Stromabnehmer mehreren Polzahlen gemeinsam sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.