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Synchronisierter As-vmchronmotor
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Die Erfindung betrifft einen synchronisierten Asynchronmotor, dessen
drei Zweige der Läuferwicklung einseitig Über Bolzen mit Schleifringen verbunden
sind, an denen wahrend des Anlaufes über abhebbar ausgebildete Bürsten und einen
Schalter der ruhend angeordnete Anlaufwiderstand und während des Synchronbetriebes
bei abgehobenen Bürsten die Drehstromwicklung einer auf dem Wellenstrang angeordneten
Erregermaschine über umlaufende Gleichrichter und einen rotierenden Schalter derart
angeschlossen ist, daß zwei der drei Zweige der Läuferwicklung parallel geschaltet
sind und in Reihe zum dritten liegen. E-n derartiger synchronisierter Asynchronmotor
ist aus der DE-PS 21. 43 864 bekannt. Dieser synchronisierte Asynchronmotor hat
den Vorteil, daß er über einen ruhenden Anlaufwiderstand angelassen und dann während
des normalen Synchronbetriebes schleifringlos erregt wird. Die während des Anlaufes
auf den Schleifringen liegenden Bürsten, die zu dem ruhenden Anlaufwiderstand führen,
sind während des schleifringlosen Betriebes der Maschine, bei welchem die notwendige
Läuferschaltung über einen rotierenden Schalter vorgenommen wird, abgehoben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen derartigen synchronisierten
Asynchronmotor einen einfach aufgebauten und leicht bedienbaren rotierenden Schalter
zu schaffen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein synchronisierter Asynchronmotor gemäß
der Erfindung so ausgebildet, daß jeder mit einem Zweig der Läuferwicklung verbundene
Bolzen sämtliche Schleifringe durchsetzt, nur mit einem Schleifring verbunden und
gegenüber den anderen isoliert ist und auf einer Stirnseite der Schleifringanordnung
ein Kontaktstück trägt, das mindestens ein weiterer, alle Schleifringe isoliert
durchsetzender Bolzen vorgesehen ist, der mit einem Ausgang der rotierenden Gleichrichter
verbunden ist und ebenfalls an einem Ende ein Kontaktstück aufweist, daß alle Kontaktstücke
der Bolzen in einer senkrecht zur Welle stehenden Ebene liegen und daß benachbart
zu den Kontaktstückenein auf der Welle verschiebbar angeordneter Schaltring liegt,
der isoliert Gegenkontakte trägt, de untereinander entsprechend der Schaltung der
Läuferwicklungszweige bei Synchronbetrieb verbunden sind und bei einer Endlage des
Schaltringes in die Kontaktstücke eingreifen.
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Diese konstruktive Ausbildung hat den Vorteil, daß die sowieso vorhandenen,
zu den Schleifringen führenden Bolzen nur geringfügig abgewandelt werden und gleiche
Teile zur Verbindung mit den rotierenden Gleichrichtern hinzukommen.
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Die Schleifringanordnung wirkt als Trägerkörper, wodurch eine große
Steifigkeit erzielt wird. Der als bewegtes Schaltelement verwendete Schaltring nimmt
alle Fliehkraftbeanspruchungen in einfacher Weise auf. Seine gleitende Bewegung
in axialer Richtung auf der Welle zur Umschaltung auf den synchronen Betriebszustand
bereitet keine Schwierigkeiten. Die isoliert aufgesetzten Gegenkontakte und ihre
gruppenweise Verbindung kannmtIi symmetrisch angeordnet werden, um Unwuchten zu
vermeiden.
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Es ist besonders zweckmäßig, wenn beide Ausgänge der rotierenden Gleichrichter
jeweils mit einem gegen alle Schleifringe isolierten Bolzen verbunden sind. Die
Gegenkontakte dieser Bolzen sind dann entsprechend der synchronen Betriebsschaltung
auf dem Schaltring untereinander gruppenweise verbunden. Dies ergibt den Vorteil,
daß bei dem asynchronen Anlauf des synchronisierten Asynchronmotors, bei welchem
die Kontaktstücke der Bolzen nicht in den Gegenkontakten eingerastet sind, eine
vollkommene galvanische Trennung zwischen der auf dem Wellenstrang angeordneten
Erregermaschine und dem Asynchronmotor besteht.
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Im folgenden ist die Erfindung anhand des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten
Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch
die eine gemäß der Erfindung ausgebildete Schleifringanordnung mit Schaltring eines
synchronisierten Asynchronmotors, Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie II-II
in Fig. 1 und in Fig. 3 ist das Schaltbild des Wellenstranges des synchronisierten
AsynchronmotorU schematisch in Anfahrstellung dargestellt.
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Ein Asynchronmotor hat jeweils eine dreiphasige Ständerwicklung und
eine dreiphasige Läuferwicklung 1, deren drei Zweige 2, 3, 4 einseitig in Stern
geschaltet sind. Die Ausgänge 5, 6, 7 der Läuferwicklung 1 führen jeweils zu einem
der auf der Welle 8 angeordneten Schleifringe 9, 10, 11. Die Verbindung zwischen
den Ausgängen 5, 6, 7 der Läuferwicklung 1 und den Schleifringen 9, 10, 11 stellen
jeweils Bolzen 12 her, wobei jeder Bolzen 12 sämtliche Schleifringe 9, 10, 11 durchsetzt,
aber nur mit einem elektrisch leitend verbunden und gegenüber den beiden anderen
isoliert ist. ueber abhebbar ausgebildete Bürsten 13 und einen Schalter 14 können
die Schleifringe 9, 10, 11 mit dem ruhend angeordneten Anlaufwiderstand 15 verbunden
werden.
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Weiterhin ist eine Erregermaschine vorgesehen, deren Drehstromwicklung
16 auf der Welle 8 des Asynchronmotors angeordnet ist. Die Drehstromwicklung 16
ist mit den ebenfalls rotierenden Gleichrichtern 17 verbunden, die den in der Drehstromwicklung
16 erzeugten Strom gleichrichten. Die Ausgänge 18 und 19 der rotierenden Gleichrichter
17 sind durch das Innere der Welle 8 geftihrt und ebenfalls mit einem Bolzen 20
verbunden, der in seiner Ausführung dem Bolzen 12 entspricht, aber alle drei Schleifringe
9, 10, 11 isoliert durchsetzt. Für die Bolzen 12 und 20 bilden die Schleifringe
9, 10, 11 einen Tragkörper, wobei die Bolzen 12 bzw. 20 entsprechend der Schaltung
mit Hilfe unterschiedlich langer Isolierhülsen 21 jeweils gegenüber zwei bzw. drei
der Schleifringe 9, 10, 11 isoliert sind. Auf der der Verbindung mit den Ausgängen
5, 6, 7 der Läuferwicklung 1 abgewandten Stirnseite 22 der Schleifringanordnung
23 trägt jeder Bolzen 12 ein Kontaktstück 24 bzw. jeder Bolzen 20 ein Kontaktstück
25. Alle Kontaktstücke: 24 bzw. 25liegen in einer senkrecht zur Welle 8 stehenden
Ebene. Die Kontaktstücke 24 bzw. 25 können in geeigneter, bekannter Weise als Messerkontakt,
Federkontakt, Gleitkontakt, Prallkontakt oder wie dargestellt als Rundbolzenkontakt
ausgebildet sein.
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Benachbart zu den Kontaktstücken 24, 25 ist auf der Welle 8 verschiebbar
ein Schaltring 26 angeordnet. Dieser Schaltring 26 trägt auf der den Kontaktstücken
24, 25 zugewandten Stirnfläche 27 zu diesen in Konstruktion und Lage passende Gegenkontakte
28, die durch eine Isolierung 29 gegenüber dem Schaltring 26 isoliert sind. Durch
Verschiebung des Schaltringes 26 mittels einer von außen zu betätigenden, nur schematisch
angedeuteten Einrichtung 30 gelangen die Gegenkontakte 28 in einer Endlage des Schaltringes
26 mit den Kontaktstücken 24 bzw. 25 in Eingriff, bei gleichzeitigem Abheben der
Bürsten 13 von den Schleifringen 9,10, 11. Es sind jeweils die Gegenkontakte 28
untereinander
gruppenweise durch SchaltbrUcken 31 so verbunden,
daß ein mit einem Ausgang 18 bzw. 19 der rotierenden Gleichrichter 17 verbundenes
Kontaktstück 25 mit zwei bzw. einem der mit einem Schleifring 9, 10 oder 11 verbundenen
Kontaktstücke 24 zusammengeschaltet ist. Dadurch werden beim Sinrasten der Gegenkontakte
28 in die Kontaktstücke 24 bzw.
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25 die Ausgänge 18 bzw. 19 der rotierenden Gleichrichter 17 so mit
der Läuferwicklung 1 verbunden, daß die Zweige 2 und 3 parallel geschaltet sind
und in Reihe zum Zweig 4 liegen. Dies entspricht der Schaltung der Läuferwicklung
1 während des synchronen Betriebszustandes des synchronisierten Asynchronmotors,
der jetzt schleifringlos erregt ist.
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Während des asynchronen Anlaufes des Asynchronmotors befindet sich
der Schaltring 26 in der ausgerückten, in Fig. 1 dargestellten Endlage, so daß eine
vollkommene galvarische Trennung zwischen den Ausgängen 18, 19 der rotierenden Gleichrichter
17 und den Zweigen 2, 3, 4 der Läuferwicklung 1 gegeben ist.
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In Abwandlung der dargestellten Ausführung können die Ausgänge 18,
19 der rotierenden Gleichrichter 17 auch in Nuten an der Oberfläche der Welle 8
angeordnet sein oder auf dieser liegen, falls entsprechende Nuten an der Innenbohrung
des Schaltringes 26 vorgesehen sind.
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5 Ansprüche 3 Figuren
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