DE2902040C2 - Synchronisierter Asynchronmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen synchronisierten Asynchronmotor, dessen drei Zweige der Läuferwicklung einseitig über Bolzen mit Schleifringen verbunden sind, an denen während 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. Ein derartiger synchronisierter Asynchronmotor ist aus der DE-PS 2143 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.

Bei Asynchronmotoren ist es ferner üblich, z. B. aus dem Abstract der JP-OS 52 85 305 bekannt, vor die Schleifringanordnung einen axial verschiebbaren Kurzschlußring zu legen. Dadurch wird einerseits während des Anlaufes des Asynchronmotors eine Verbindung zu einem ruhenden Anlaufwiderstand erlaubt, über nicht dargestellte abhebbare Bürsten, und andererseits das Kurzschließen der Läuferwicklung während des normalen Betriebes des Asynchronmotors ermöglicht. Zu diesem Zweck ist jeder Zweig der Läuferwicklung mit einem Bolzen verbunden, der sämtliche Schleifringe durchsetzt, nur mit einem Schleifring verbunden und gegenüber den anderen isoliert ist und auf einer Stirnseite der Schleifringanordnung ein Kontaktstück trägt. Alle Kontaktstücke der Bolzen liegen in einer senkrecht zur Welle stehenden Ebene. Benachbart zu dieser liegt der auf der Welle verschiebbar angeordnete Schaltring mit Gegenkontakten für die Kontaktslücke der Bolzen, die bei einer Endlage des Schaltringes in diese eingreifen und somit die Läuferwicklung kurzschließen. Dazu sind die Gegenkontakle ringförmig leitend untereinander verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen synchronisierten Asynchronmotor der eingangs beschriebenen Art einen einfach aufgebauten und leicht bedienbaren rotierenden Schalter zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein synchronisierter Asynchronmotor der eingangs beschriebenen Art 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, wobei alle Kontaktstücke der Bolzen in einer senkrecht zur Welle stehenden Ebene liegen und benachbart dazu ein auf der Welle verschiebbar angeordneter Schaltring mit Gegenkontakten, die bei einer Endlage des Schahringes in Kontaktstücke eingreifen, liegt, daß mindestens ein weiterer, alle Schleifringe isoliert durchsetzender Bolzen vorgesehen ist, der mit einem Ausgang der rotierenden Gleichrichter verbunden ist und an einem Ende ein in gleicher Ebene mit den Kontaktstücken der anderen Bolzen liegendes Kontaktstück aufweist, und daß am Schaltring die Gegenkontakte, von denen mindestens einer dem Kontaktstück gegenüberliegt, isoliert befestigt sind, wobei die Gegenkontakte

untereinander entsprechend der Schaltung der Läuferwicklungszweige bei Synchronbetrieb verbunden sind. Diese konstruktive Ausbildung hat den Vorteil, daß die sowieso vorhandenen, zu den Schleifringen führenden Bolzen nur geringfügig abgewandelt werden und gleiche Bolzen zur Verbindung mit den rotierenden Gleichrichtern hinzukommen. Da jeder Bolzen sämtliche Schleifringe der Schleifringanordnung durchsetzt, wird eine große Steifigkeit erzielt und außerdem ein völlig symmetrischer Aufbau der Schleifringanordnung in ermöglicht, so daß keine Unwuchten auftreten. 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. Auch die isoliert aufgesetzten Gegenkontakte des Schaltringes und ihre gruppenweise Verbindung kann möglichst symmetrisch angeordnet werden, um Unwuchten zu vermeiden.

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 Rontaktstücke der Bolzen nicht in den Gegenkontakten eingerastet sind, eine vollkommene galvanische Trennung zwischen der auf dem Wellenstrang angeordneten Erregermaschine und dem Asynchronmotor besteht.

Im folgenden ist die Erfindung anhand des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die eine gemäß si der Erfindung ausgebildete Schleifringanordnung mit Schaltring eines synchronisierten Asynchronmotors.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie H-Il in Fi g. 1 und in

Fig. 3 ist das Schaltbild des Wellenstranges des ίο synchronisierten Asynchronmotors schematisch in Anfahrstellung dargestellt.

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, 1 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. Über abhebbar ausgebildete Bürsten 13 und einen Schalter 14 können die Schleifringe 9, 10, 11 mit dem ruhend angeordneten Anlaufwiderstand 15 verbunden werden.

Weiterhin ist eine Erregermaschine vorgesehen, deren Drehstromwicklung 16 auf der Weile 8 des Asynchronmotors angeordnet ist. Die Drehstromwick- bo lung 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 geführt und ebenfalls mit einem Bolzen 20 verbunden, der in seiner Ausführung dem Bolzen 12 entspricht, aber alle drei Schleifringe 9, 10, 11 isoliert druchsetzt. 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 Ioslierhülsen 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. 25 liegen 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.

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 Gegenkontakie 28 in einer Endlage des Schaltringes 26 mit den Konüaktstücken 24 bzw. 25 ii. Eingriff, bei gleichzeitigem Abheben der Bürsten 13 von den Schleifringen 9,10,11. Es sind jeweils die Gegenkontakte 28 untereinander gruppenweise durch Schaltbrücken 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 Einrasten der Gegenkontakie 28 in die Kontaktstück^ 24 bzw. 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 Läufeiwicklung 1 während des synchronen Betriebszustandes des synchronisierten Asynchronmotors, der jetzt schleifringlos erregt ist.

Während des asynchronen Anlaufes des Asynchronmotors befindet sich der Schaltring 26 in der ausgerückten, in Fig. 1 dargestellten Endlage, so daß eine vollkommene galvanische Trennung zwischen den Ausgängen 18, 19 der rotierenden Gleichrichter 17 und den Zweigen 2,3,4 der Läuferwicklung 1 gegeben ist.

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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Synchronisierter Asynchronmotor, dessen drei Zweige der Läuferwicklung einseitig über Bolzen mit Schleifringen verbunden sind, an denen während 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, dadurch gekennzeichnet, daß jeder mit einem Zweig (2, 3, 4) der Läuferwicklung (1) verbundene Bolzen (12) sämtliche Schleifringe (9,10, U) durchsetzt, nur rr.it einem Schleifring verbunden und gegenüber den anderen isoliert ist und auf einer Stirnseite (22) der Schleifringanordnung (23) ein Kontaktstück (24) trägt, wobei alle Kontaktstücke (24) der Bolzen (12) in einer senkrecht zur Welle (8) stehenden Ebene liegen und benachbart dazu ein auf der Welle (8) verschiebbar angeordneter Schallring (26) mit Gegenkontakten (28), die bei einer Endlage des Schaltringes (26) in Kontaktstücke (24) eingreifen, liegt,

daß mindestens ein weiterer, alle Schleifringe (9,10, U) isoliert durchsetzender Bolzen (20) vorgesehen ist, der mit einem Ausgang (18, 19) der rotierenden Gleichrichter (17) verbunden ist und an einem Ende ein in gleicher Ebene mit den Kontaktstücken (24) der anderen Bolzen (12) liegendes Kontaktstück (25) aufweist,

und daß am Schaltring (26) die Gegenkontakte (28), von denen mindestens einer dem Kontaktstück (25) gegenüberliegt, isoliert befestigt sind, wobei die Gegenkontakte (28) untereinander entsprechend der Schaltung der Läuferwicklungszweige (2, 3, 4) bei Synchronbetrieb verbunden sind.

2. Synchronisierter Asynchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgang der rotierenden Gleichrichter (17) direkt mit einem zu einem Schleifring (9,10,11) führenden Bolzen (12) verbunden ist und daß der entsprechende Gegenkontakt (28) am Schaltring (26) ohne Verbindung zu den anderen Gegenkontakten (28) isoliert liegt.

3. Synchronisierter Asynchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Ausgänge (18, 19) der rotierenden Gleichrichter (17) jeweils mit einem gegen alle Schleifringe (9, 10, 11) isolierten Bolzen (20) verbunden sind.

4. Synchronisierter Asynchronmotor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitung zu den gegen alle Schleifringe (9, 10, 11), isolierten Bolzen (20) durch die hohl ausgebildete Welle (8) geführt ist.

5. Synchronisierter Asynchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstücke (24, 25) als Rundbolzenkontakte ausgebildet sind.