DE191486C

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Publication number: DE191486C
Application number: DENDAT191486D
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Description

KAISE

PATENTAMT.

Patentschrift

- M 191486 KLASSE 21 ί/. GRUPPE

VALERE ALFRED FYNN in LONDON.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. April 1905 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Wechselstrommotoren, welche als Repulsionsmotoren anlaufen und als Induktionsmotoren arbeiten sollen, und bezweckt in erster Linie, unter Beibehaltung des guten Anzugsmomentes einen allmählichen, stoßfreien Übergang zur reinen Induktionswirkung zu erzielen, wobei die Zwischenstufen eine gute Tourenregelung ermöglichen.

ίο Zum besseren Verständnis des Gegenstandes der Erfindung vergegenwärtige man sich zunächst an Hand von Fig. 4 die bekannte Grundform des Einphaseninduktionsmotors;

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von zwei eeg-eneinander um (wo η die

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Polzahl bedeutet) versetzten kurzgeschlossenen Bürstensätzen jR, R und K, K liegt der eine, nämlich R, R, gleichachsig mit der Ständerfeldachse s. Ein solcher Motor läuft allerdings nicht von selbst an; wird er aber in beliebiger Weise auf eine ziemlich hohe Geschwindigkeit gebracht, so läuft er weiter, erreicht eine nahezu synchrone Geschwindigkeit und hält diese auch ein.

Um die Maschine als Repulsionsmotor anzulassen, wird nun ein Bürstensatz, z. B. K, K, zunächst offen gelassen oder über sehr hohen Widerstand geschlossen, während die Lage der Achse des resultierenden Ständerfeldes unter einem zum Anlaufen als Repulsionsmotor günstigen Winkel zu den kurzgeschlossenen Bürsten R, R gewählt wird. Sowie die Geschwindigkeit des Motors zunimmt, wird die Achse des Ständerfeldes immer näher an die Achse der als Repulsionsbürsten wirkenden Bürsten R, R gebracht, und der Widerstand zwischen den Bürsten K, K vermindert. Je eher man den Stromkreis der Bürsten K, K schließen will, desto größer ist der eingeschaltete Widerstand zu wählen, wenn man dabei jeden Stoß vermeiden will. Der Motor läuft als Repulsionsmotor an; je kleiner der Widerstand zwischen den i^-Bürsten gemacht wird, desto mehr nimmt die Induktionswirkung zu. Je näher die Ständerfeldachse an die R-Bürstenachse rückt, desto schwächer wird die Repulsionswirkung und desto voll-■ kommener die Induktionswirkung, bis diese allein den Motor in Bewegung erhält, wenn schließlich die Ständerfeldachse zusammenfällt mit der R-Bürstenachse.

Solange der Motor teils als Repulsions- und teils als Induktionsmotor arbeitet, wird er eine mit der Belastung stark veränderliche Geschwindigkeit aufweisen, was Tourenregelung ermöglicht. Statt nun die am besten als Hilfsbürsten zu bezeichnenden BürstenK, K kurzzuschließen, kann man denselben in bekannter Weise eine elektromotorische Kraft (E. M. K.) aufdrücken, um Phasenkompensation zu erreichen. Diese E. M. K. muß um so höher ausfallen, je weiter die Tourenzahl unter der synchronen bleibt. (Wie in der Fig. 6 veranschaulicht, kann diese elektro-

motorische Kraft beispielsweise einer auf dem Ständer angeordneten Hilfswickelung D entnommen werden.)

Fallen Ständerfeld- und Repulsionsbürstenachse zusammen, so arbeitet der Motor als reiner Induktionsmotor; schließt man hierbei die Läuferwicklung ganz oder teilweise kurz, so wird am Wesen des Motors nichts geändert, der Kommutator wird aber entlastet.

ίο Will man dennoch den Motor kompensieren, so ist es vorteilhafter, zwei Läuferwicklungen zu benutzen und nur die eine davon kurzzuschließen, oder eine Wicklung nach Art der im D. R. P. 158909 beschriebenen zu wählen.

Es ist bekannt, daß, falls die Ständerwicklung in Gruppen geschaltet ist (wie solche zum Beispiel in der Fig. 1 durch B und C veranschaulicht sind), die Lage der Achse des resultierenden Ständerfeldes geregelt werden kann durch Bemessung des Verhältnisses der nützlichen Amperewindungen in beiden Gruppen. Dieses Verhältnis wurde meistens so gewählt, daß die resultierende Achse mit der Bürstenachse R, R den zum Anlaufen als Repulsionsmotor günstigsten Winkel einschloß, und der Anlaufstrom wurde dadurch vermindert, daß man entweder zwischen die Bürsten Widerstände einschaltete, oder die Netzspannung mittels Transformatoren u. dgl.

beim Anlaufen herabsetzte.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist nun, alle diese Anlaßapparate (Widerstände, Transformatoren u. dgl.) entbehrlich zu machen und es zu ermöglichen, bei konstanter Netzspannung den Repulsionsmotor mit beliebig kleiner Stromstärke anzulassen.

Zu diesem Zweck wird der Ständer nach bekannter Art in Gruppen gewickelt, wobei aber die eine Gruppe, beispielsweise diejenige, deren magnetische Achse nicht mit der Repulsionsbürstenachse zusammenfällt, mit Abzweigungen versehen wird derart, daß bei Benutzung aller Windungen die resultierende Feldachse gegen die Repulsionsbürstenachse stark geneigt und die totale Windungszahl eine solche ist, daß der Motor auch schon deshalb wenig Strom aufnimmt. Während dann der Motor an Geschwindigkeit zunimmt, schaltet man mehr und mehr Windungen aus der betreffenden Gruppe ab, wobei die Feldachse der Bürstenachse immer' näher rückt und der Motor immer mehr Strom aufnehmen kann.

Wenn diese Wicklung nur als Anlaßwicklung dienen soll, so wird dieselbe mit entsprechend dünnerem Draht ausgeführt; will man aber einen Teil davon auch bei belastetem Motor verwenden, so wird dieser Teil mit entsprechend dickerem Draht ausgeführt. Diesem Umstand ist in einzelnen Figuren der beiliegenden Zeichnung durch Anwendung von dünnen und dicken Strichen Rechnung getragen.

Statt diese Hilfswicklungen einfach abzuschalten, kann man, besonders wenn Tourenreglung in Frage kommt, zunächst alle Abteilungen der fraglichen Gruppe in Reihe, dann teils in Reihe und teils parallel, und endlich alle parallel schalten. Es ist übrigens nicht notwendig, die Abschaltung nur an einer Gruppe vorzunehmen, doch ist es praktisch vorteilhafter.

Die Fig. 2, 3, 5 und 6 der Zeichnung, welche einige Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung darstellen, beziehen sich alle auf zweipolige Motoren; es sind aber natürlich alle diese Anordnungen ohne weiteres auch auf mehrpolige Maschinen übertragbar. In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Buchstaben bezeichnet.

Die Fig. 2 zeigt beispielsweise eine Anordnung der neuen Ständerwicklurig eines Motors, der als sogenannter Repulsionsmotor anläuft. Die Armatur (der Läufer) A trägt eine Wicklung, welche in bekannter Weise an einen Kommutator angeschlossen ist, auf welchem die kurz geschlossenen Bürsten R schleifen; die zur Umwandlung des Motors in einen Induktionsmotor dienenden Hilfsbürsten K sind nicht eingezeichnet. Die Gruppen der Ständerwicklung sind B und C und ergeben die zwei Feldkomponenten b und c. Die Gruppe C ist mit Anzapfungen I, II und III versehen, welche mittels eines Hebels H abgeschaltet werden können. Die zwei ersten Abteilungen sind nur zum Anlaufen bestimmt und mit dünnem Draht ausgeführt, die dritte ist für Dauerbetrieb vorgesehen und daher in dickerem Draht als die ersteren ausgeführt.

Die Fig. 3 zeigt einen Fall, wo die Ständerwicklung in drei Gruppen ausgeführt ist; B' und B" ergeben zusammen die Komponente b, welche mit der Repulsionsbürstenachse R-R zusammenfällt, während die Gruppe C wieder abgeschaltet wird. Auch hier sind die Hilfsbürsten K nicht eingezeichnet.

Die Fig. 5 zeigt einen Motor, welcher mittels der Bürsten R als Repulsionsmotor anläuft und dadurch allmählich in einen reinen Induktionsmotor übergeführt wird, daß die resultierende Ständerfeldachse durch Abschalten von Ständerwicklungen in der Gruppe C verschoben wird, bis sie mit der Repulsionsbürstenachse zusammenfällt, und die Hilfsbürsten K mit Hilfe eines Umschalters S allmählich kurzgeschlossen werden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 dienen die Hilfsbürsten K zur Kompensation und sind noch Umschalter S und S' vorgesehen, um die Drehrichtung des Motors an-

dem zu können. Wird der Umschalte»· S' umgelegt, so muß auch S Umgelegt werden, wenn richtige Kompensation für beide Drehrichtungen erzielt werden soll. Es ist hier angenommen, daß die elektromotorische Hilfskraft einer auf dem Ständer angeordneten Hilfswicklung D entnommen wird.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Umschaltung eines Repulsionsmotor in einen Einphasenkommutatormotor mit mehrachsig kurzgeschlossenem Läufer, dadurch gekennzeichnet, daß von den zwei zueinander versetzten, in Reihe geschalteten Gruppen, in welche die Ständerwicklung geteilt ist und deren gesamte Windungszahl so bemessen wird, daß der Anlaufstrom ohne weitere Hilfsmittel genügend niedrig ausfällt, nach dem Anlaufen die senkrecht zur Repulsionsbürstenachse liegende Gruppe der Ständerwicklung stufenweise abgeschaltet und der Läufer in einer weiteren, um (n = Polzahl)

gegenüber der ersten verschobenen Achse kurzgeschlossen wird.
2. Anordnung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke der Verbesserung des Leistungsfaktors die um

gegen die Repulsionsbürsten (R) versetzten Hilfsbürsten (K) an eine auf dem Ständer gleichachsig mit den Repulsionsbürsten angeordnete Wicklung angeschlossen sind.
3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, nachdem eine genügend hohe Umdrehungszahl erreicht worden ist, mehrere Punkte der Läuferwicklung behufs Entlastung des Kommutators kurzgeschlossen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.