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Einrichtung zum Antrieb von Maschinen mittels zwei in Kaskade geschalteter
Asynchronmotoren. Bekanntlich besitzen die Asynchronmotoren die unter Umständen
unerwünschte Eigenschaft, stets mit fast gleicher Umdrehungszahl zu laufen, unabhängig
von der jeweiligen Bela. stung. Daraus ergibt sich, daB beim Antrieb z. B. von Kranen,
Walzwerken u. dgl., deren Belastung stark wechselt, auch der Stromverbrauch sehr
veränderlich ist, so daß derartige Anlagen sehr unwirtschaftlich arbeiten,.
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Es ist bereits bekannt, zwecks Regelung der Geschwindigkeit bei Asynchronmotoren
Widerstände im Rotor einzuschalten, wodurch die Schlüpfung vergrößert werden kann.
Hiermit ist aber eine starke Verschlechterung des Wirkungsgrades verbunden, zumal
auch in dem erforderlichen Regulierwiderstaride hohe Verluste durch Stromwärme entstehen.
Diesen Nachteilen begegnet man gemäß der Erfindung dadurch, .daß man die Winkelgeschwindigkeit
des Arbeit aufnehmenden Teiles sich im umgekehrten Verhältnis wie das Widerstandsmoment
ändern läßt, so daß die vom Motor gelieferte Arbeit stets ungefähr die gleiche bleibt,
und damit der Wirkungsgrad der ganzen Anordnung erheblich verbessert wird..
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Um dieses Ziel zu erreichen, wird der Arbeit aufnehmende Teil der
Arbeitsmaschine von zwei Asynchronmotoren in Bewegung gesetzt, die ihn im nur gleichen
Sinne antreiben. Das-geschieht mit Hilfe einer Einrichtung, die derartig wirkt,
daß die von den beiden Motoren mitgeteilten Geschwindigkeiten sich zusammenzählen,
wobei aber in mechanischer Hinsicht insofern kein steter, unmittelbarer Zusammenhang
vorhanden -ist, als keiner der Motoren den anderen etwa rückwärts zu drehen vermag.
Die beiden Asynchronmotoren stehen nun in elektrischer Beziehung so miteinander
in Verbindung, daß die Ständerwicldung des einen Motors unmittelbar oder mittelbar
vom Netz gespeist wird, während der Ständer oder Läufer des anderen vom Läufer des
ersten Motors Strom erhält, dessen Frequenz der jeweiligen Schlüpfung des letzteren
entspricht. Die auf diese Weise elektrisch in Kaskade geschalteten Motoren sind
aber nicht wie sonst üblich auf einer gemeinsamen Welle angebracht oder anderweitig
unmittelbar gekuppelt, sondern können jeder für sich arbeiten, und somit auch unabhängig
voneinander dem Arbeit aufnehmenden Teile der Arbeitsmaschine verschiedene Geschwindigkeiten
vermitteln, wenn man entsprechend -verschiedene Übersetzungsgetriebe für jeden Antriebsmotor
vorsieht. Es arbeitet dabei jeder Motor auf ein selbstsperrendes Getriebe; wobei
zwischen diesen Getrieben ein Differential-Planetengetriebe oder ein ähnlich wirkendes
Zwischengetriebe angeordnet ist, durch welches die von den beiden Motoren ausgeübten
Drehmomente an den anzutreibenden
Teil der Arbeitsmaschine abgegeben
werden. Durch diese Anordnung wird der Vorteil erzielt, daß die Leistung, die bei
steigender Belastung in immer wachsendem Maße im Rotor eines einzelnen Antriebsmotors
in Form von Stromwärme verlorengehen würde, jetzt gemäß der Erfindung in dem zweiten
Motor noch ausgenutzt werden kann.
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Auf der Zeichnung sind Ausfübrungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt.
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Fig. i zeigt eine Anordnung mit einem Kegelrad-Differentialgetriebe.
Fig. 2 läßt eine Anordnung für Krane oder sonstige Hebezeuge mit Differential-Seiltrommelgetriebe
erkennen.
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Der Asynchronmotor i ist mit dem Netz unmittelbar verbunden oder gemäß
der Zeichnung durch Vermittlung eines Regeltransformators t, oder eines Regelwiderstandes
o. dgl. Dieser Motor treibt mittels Schraube 2 und Schraubenrad 3 das eine Hauptrad
q. (Fig. i) oder die eine Trommel q.a (Fig. 2} eines Differentialgetriebes an. An
Stelle des Schraubenantriebes kann natürlich auch jeder andere entsprechend nicht
umkehrbare Antrieb verwendet werden, z. B. ein Klinkwerk oder eine sonst bekannte
Freilaufanordnung. Der Anker des Motors i ist durch Leitungen mit der Ständerwicklung
des zweiten Asynchronmotors 5 verbunden, der das zweite Hauptrad 8 (Fig. i) oder
die zweite Trommel 811 (Fig. 2) desselben Differentialgetriebes im gleichen Richtungssinne
mittels Schraube 6 und Schraubenrad 7 antreibt. In Fig. i befinden sich die Achsen
der Umlaufräder g des Differentials in einem Zahnkranz io, der die Bewegung auf
die Arbeitsmaschine überträgt und bekanntlich von den Rädern q. und 8 eine Bewegung
erhält, deren Geschwindigkeit gleich der halben Summe der Umlaufsgeschwindigkeit
dieser Räder ist. In manchen Fällen, z. B. bei Kranen, benutzt man zweckmäßig statt
eines Differential-Rädergetriebes ein Differential-Seiltrommelgetriebe, wie beispielsweise
in Fig.2 veranschaulicht.
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Bei der praktischen Ausführung der Erfindung muß als eine wesentliche
Bedingung beachtet werden, daß das Drehmoment des vom ersten Motor i angetriebenen
Rades q. kleiner sein muß, als das des von dem zweiten Motor 5 aus getriebenen Rades
8, so daß das Rad q. solange im Betriebe das Widerstandsmoment am Zahnkranz io eine
gewisse Grenze nicht überschreitet, umläuft und dem Zahnkranz io eine verhältnismäßig
hohe Geschwindigkeit erteilt; wenn dagegen das Widerstandsmoment am Radkranz io
die Grenze überschreitet, kann sich das Rad q. nicht mehr drehen, so daß der Zahnkranz
io dann von dem Rad 8 aus angetrieben wird, und zwar mit geringerer Geschwindigkeit,
als - vorher. Dies erzielt man einfach durch geeignete Wahl der Übersetzung des
Getriebes zur Verringerung der Geschwindigkeit, nämlich der Räder 6, 7, 8, 9 auf
der einen und 2, 3, ¢, 9 auf der anderen Seite;. man kann beispielsweise dem Schraubenrad
7 einen größeren Durchmesser geben als dem Rad 3.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist nun folgende Die Frequenz des
den Motor 5 speisenden Stromes hängt von der Umlaufgeschwindigkeit bzw. der Schlüpfung
des Motors i ab. Steht dieser still, so ist die Frequenz die gleiche wie im Netz.
Läuft der Motor i mit der .
fachen Geschwindigkeit als wie bei Synchronismus, so läuft der Motor 5 ohne Berücksichtigung
seiner Schlüpfung mit einer Geschwindigkeit, die
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von der bei Stillstand des Motors = auftretenden beträgt. Wenn das Widerstandsmoment
klein ist, läuft der Motor i offenbar fast synchron und der Motor 5 mit sehr geringer
Geschwindigkeit. Das Rad io (Fig. i) dreht sich dann schnell. Sobald aber das Widerstandsmoment
größer wird, verringert der Motor = seine Geschwindigkeit. Das Rad io dreht sich
dann langsamer. Nimmt der Widerstand noch mehr zu, so bleibt der Motor i stehen
und arbeitet als statischer Transformator. Von diesem Augenblick an wird die Bewegung
lediglich durch das Rad 8 übertragen- und der Motor 5, der jetzt den Netzstrom erhält,
läuft fast synchron. Natürlich muß auch dann das Drehmoment des Rades 8 größer als
das Widerstandsmoment am Zahnkranz io sein, damit dieser sich überhaupt dreht, was
durch geeignete Wahl des Übersetzungsverhältnisses für das Getriebe zwischen Motor
5 und Differentialanordnung immer zu erreichen ist.
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Bei der Anordnung in Fig. 2 würde sich die Hubgeschwindigkeit des.
Teiles ioa ganz entsprechend der Umlaufgeschwindigkeit des Rades io (Fig. i) verhalten.
_ Anstatt verschiedene Übersetzungsverhältnisse verwenden, kann man auch dem Motor
5 eine größere Polzahl geben als dem Motor i.