DE3334133A1 - Pole reversal on three-phase motors, using capacitors - Google Patents
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Abstract
Description
Beschreibungdescription
Titel: Polumschaltung an Drehstrommotoren unter Verwendung von Kondensatoren Gattung Die Erfindung bezieht sich auf ein-Verfahren mit dem eine Polumschaltung an Drehstrommotoren bis zum Umfang 1:2:3:4:5 ermöglicht wird.Hierzu bedient man sich der phasendrehenden s.tirkung von Kondensatoren und einer besonderen Wicklungsanordnung,jedoch keiner speziellen neuen Wicklungsart.Title: Pole changing on three-phase motors using capacitors Genus The invention relates to a method with a pole changing on three-phase motors up to a range of 1: 2: 3: 4: 5 the phase-rotating effect of capacitors and a special winding arrangement, however no special new type of winding.
Stand der Technik Drehstrommotoren haben den Mangel, daß sie, mit nur einer Wicklung versehen und bei konstanter Netzfrequenzsnur eine Nenndrehzahl ermöglichen.Durch sogenannte polumschaltbare Wicklungen oder Verwendung von statischen Frequenzumrichtern versucht man diesen Umstand zu umgehen. Zur Polumschaltung gibt es außerdem eine Vielzahl von Spezialwicklungen,wie das Dahlanderverfahren oder die Polamplitudenmodulation.Man verwendet auch mehrere voneinander unabhängige Wicklungen verschiedener Polzahl.Bisher sind polumschaltbare Drehstrommotoren im Verhältnis 1:2:3:4:5,bei nur einer Wicklung,nicht bekannt.Auch das Standardwerk:Wechselstrom-Sonderwicklungen von Sequenz (Springer-Verlag Wien,III. Auflage,1954),weist hierfür keine Lösung auf.Bekannt ist die Transformation des 3 phasigen Drehstromnetzes mittels Transformatoren in Spannungssysteme anderer Phasenzahl und anderer Spannungswerte.Prior art three-phase motors have the disadvantage that they, with provided with only one winding and with a constant mains frequency only one nominal speed With so-called pole-changing windings or the use of static Frequency converters try to avoid this fact. To change the pole there there are also a variety of special windings, such as the Dahlander process or the pole amplitude modulation. Several independent windings are also used Pole-changing three-phase motors are in the ratio 1: 2: 3: 4: 5, with only one winding, not known. Also the standard work: AC special windings vonsequence (Springer-Verlag Vienna, 3rd edition, 1954) shows no solution for this The transformation of the 3-phase three-phase network using transformers is known in voltage systems with a different number of phases and different voltage values.
Kritik eben der Tatsache,daß eine Polumschaltung über die genannten 5 Polzahlen noch nicht bekannt ist,verbleiben bei den bekannten VerfahrentMachteile in den Fällen,in denen nur auf 2,3 oder 4 Polzahlstufen zurückgegriffen wird.Teilweise sind die Wicklungen komplizierter aufgebaut,teilweise bestehen Nutzahl- oder Wickelschrittvorschriften, sehr häufig müssen Methoden wegen eines zu großen Umschaitaufwandes abgelehnt werden oder es müssen derartige Leistungseinbußen hingenommen werden,daß der ;orzug,mit nur einer Wicklung auszukommen,uninteressant wird.Die Verwendung von Transformatoren zur Phasenzahlvariation kann aus Kostengründen praktisch nicht genutzt werden.Criticism of the fact that a pole change over the mentioned 5 pole numbers is not yet known, remain with the known method disadvantages in those cases in which only 2, 3 or 4 pole number stages are used If the windings have a more complicated structure, there are some number of slots or winding increments, Very often methods have to be rejected because of too great a switching effort or such a loss of performance must be accepted that the; orzug, with Getting by with only one winding becomes uninteresting. The use of transformers for phase number variation can practically not be used for reasons of cost.
Aufgabe Die Erfindung soll an Drehstrommotoren,die nur eine Wicklung aufweisen, eine Polumschaltung bis zum Verhältnis 1:2:3:4:5 ermöglichen.Hinzukommen muß,daß die Herstellung der Wicklung,das Verhalten der Motoren im Betrieb,der Umschaltaufwand bei Polzahlwechsel und das Gesamtleistungsvermögen,die die erwähnte Polumschaltung auch anwendungswert beläßt.Neben der Umschaltung über alle 5 Stufenpsind aber insbesondere die über nur 2,3 oder 4 Stufen zu empfehlen.The object of the invention is to apply to three-phase motors that have only one winding enable pole switching up to a ratio of 1: 2: 3: 4: 5 must be that the manufacture of the winding, the behavior of the motors in operation, the switching effort when changing the number of poles and the total capacity that the aforementioned pole switching also leaves the application value. In addition to switching over all 5 levels, p are in particular recommended over only 2, 3 or 4 levels.
Es ergeben sich bei jeder Ausgangswicklung für die Polzahlstufe 2 ( 4-polig,8-polig usw.),einschließlich des in das Verfahren integrierten Dahlanderumschaltverhältnisses von 2:4,insgesamt 26 unterschiedliche Polzahlkombinationen.For each output winding, the number of poles level is 2 (4-pole, 8-pole, etc.), including the Dahlander switching ratio integrated into the process from 2: 4, a total of 26 different pole number combinations.
Das 2:4 Umschaltverhältnis muß natürlich vom Schutz aus genommen werden.The 2: 4 switching ratio must of course be taken out of the protection.
Lösung Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bis 4 gelöst.Diese 4 Ansprüche unterscheiden sich hinsichtlich der Anordnung der Spulengruppen,der unterschiedlichen Anbindung der Kondensatoren an die Wicklung und der Anschlußbedingungen für die Polzahlstufen 2 und 4.Die Anordnung der Kondensatoren ist bei den Ansprüchen 3 und 4 vorteilhafter als bei den Ansprüchen 1 und 2,sobald für die Stufen 1,3 oder 5 eine Drehrichtungsumkehr erforderlich wird.Solution The task is carried out with a device of the generic type solved the characterizing features of claims 1 to 4. These 4 claims differ regarding the arrangement of the coil groups, the different connections the capacitors to the winding and the connection conditions for the number of poles 2 and 4. The arrangement of the capacitors is more advantageous in claims 3 and 4 than in claims 1 and 2, as soon as a direction of rotation reversal for steps 1, 3 or 5 is required.
Für den Gesichtspunkt der Polumschaltung bleiben die Kondensatoren bei den Stufen 2 und 4 grundsätzlich ohne Funktion.Ausgangspunkt der Erläuterung des Erfindungsgedankens ist die Polzahlstufe 2.Für die Abfassung der Beschreibung der Erfindung und auch bei den figürlichen Darstellungen ist diese Polzahlstufe 2 kleinstmöglich,d.h.For the point of view of pole changing, the capacitors remain Basically without function for levels 2 and 4. Starting point of the explanation of the concept of the invention is the number of poles 2 for the drafting of the description of the invention and also in the figurative representations, this pole number level is 2 as small as possible, i.e.
4-polig,gesetzt worden.Dies muß auch für die Abfassung der Patentansprüche gelten, soweit sie sich auf figürliche Darstellungen beziehen.Eine Erweiterung der Polzahlstufe 2 auf 8-,-12- oder 16-polig usw. ist trivial und soll,der Übersichtlichkeit wegen,unterbleiben.4-pole, has been set. This also has to be done for the drafting of the patent claims apply insofar as they relate to figurative representations. An extension of the Number of poles level 2 to 8, 12 or 16 poles etc. is trivial and is intended for the sake of clarity because of, omitted.
Zur Polumschaltung muß erreicht werden, daß die von Polzahl zu Polzahl veränderten Anforderungen der einzelnen Wicklungsteile (Spulengruppen),an die Phasenlage der zugeordneten Spannungen ,erfüllt sind.Wenn Polzahlstufe 2 gleich 4-polig ist,liegen 12 Spulengruppen vor,deren Anfänge Spannungen folgenden Winkel'abstandes «1 erfordern: Stufe 1 : α1 = 30° ( cosγ = cos 15° = 0,96 ) Stufe 2 : α1 = 60° ( cosγ beliebig) Stufe 3 : α1 = 90° ( cosγ = cos 45° = 0,707) Stufe 4 : i1 =120° ( cosγ beliebig ) Stufe 5 : α1 = 150° ( cosγ = cos 75° = 0,26 ) Das Drehstromnetz L1/L2/L3, mit den Phasenlagen 0/120/240, kann die Anforderungen der Stufen 2 und 4 erfüllen, wobei innerhalb der Wicklung auch die Phasenlagen 60/180/3000 automatisch erzeugt werden.Die vorliegende Erfindung setzt für die anderen Stufen einen Kondensator je Strang ein,mit der Aufgabe'den halben Strang mit einer Spannung der benötigten Zwischenphasenlage 30,90 oder 1500zu versorgen.Der innerhalb jeder Phase vorliegende Zwischen phasenwinkel wird α2 genannt. Der Phasenabstand α2 zwischen den Teilphasenlagen jedes Stranges wird ein Vielfaches vom Gruppenabstand α1. Somit werden,wegen der Periodizität, folgende α2-Werte möglich, wobei die Winkel (α2 + 180°) ausgespart bleiben müssen: Stufe 1 : α2 = 30°, 90°, 150° Stufe 3 : α2 = 900 Stufe 5 :oC2 =1500, 90°, 300 Es soll hier deutlich gesagt werden,daß der benötigte Winkel <2,bei konstanter Kapazität der Kondensatoren, nur für einen Betriebspunkt exakt vorliegt,undzwar dann, wenn der Kondensator entsprechend dem Phasenwinkel (cos γ) zwischen dem Strom (I) und der Spannung (U) an den einzelnen Spulengruppen und der Stromhöhe (I) dimensioniert wurde.Hier ist der cos t gemeint,der an den einzelnen Spulengruppen gegeben ist.Infolge der Kondensatorblindatröme (I) ) wird der netzseitige Beistungsfaktor (cosγN) zwischen Netzspannung (UNetz) und Netzstrom (INetz)verändert,d.h. verbessert oder sogar kapa- zitiv.Die bei den Stufen 1,3 und 5 symmetrierbaren Leistungsfaktoren sind der oberen Aufstellung hin2ugefügt worden.Für die unterschiedlichen Zwischenphasenwinkel oC2 ergeben sich unterschiedliche Spannungen an den Kondensatoren (Uc) und somit auch an den parallelgeschalteten Spulengruppen.To change the pole it must be achieved that the pole number to pole number Changed requirements of the individual winding parts (coil groups) on the phase position of the assigned voltages are fulfilled 12 coil groups, the beginnings of which require voltages of the following angular distance «1: Level 1: α1 = 30 ° (cosγ = cos 15 ° = 0.96) Level 2: α1 = 60 ° (cosγ arbitrary) Level 3: α1 = 90 ° (cosγ = cos 45 ° = 0.707) Level 4: i1 = 120 ° (cosγ arbitrary) Level 5: α1 = 150 ° (cosγ = cos 75 ° = 0.26) The three-phase network L1 / L2 / L3, with the phase positions 0/120/240, can meet the requirements of levels 2 and 4, with within the winding also the phase positions 60/180/3000 are generated automatically. The present invention uses one capacitor per string for the other stages, with the task of half a strand with a voltage of the required interphase position 30.90 or 1500 zu The intermediate phase angle within each phase becomes α2 called. The phase distance α2 between the partial phase positions of each strand becomes a multiple of the group distance α1. Thus, because of the periodicity, the following α2 values are possible, whereby the angles (α2 + 180 °) are left out must: Level 1: α2 = 30 °, 90 °, 150 ° Level 3: α2 = 900 Level 5: oC2 = 1500, 90 °, 300 It should be clearly stated here that the required angle <2, at constant capacitance of the capacitors, is only available exactly for one operating point, and indeed when the capacitor corresponding to the phase angle (cos γ) between the current (I) and the voltage (U) at the individual coil groups and the current level (I). This refers to the cos t that is applied to the individual coil groups As a result of the capacitor reactive currents (I)) the power factor on the network side is (cosγN) changed between mains voltage (Uetz) and mains current (INetz), i.e. improved or even capacity quoted at levels 1, 3 and 5 symmetrable performance factors have been added to the list above the different interphase angles oC2 result in different voltages on the capacitors (Uc) and thus also on the coil groups connected in parallel.
Für die auf 2 Polzahlstufen reduzierten Umschaltverhältnisse 2:3 und 3:4 besteht nach den Ansprüchen 5 und 6 die Möglichkeit von der Zweischicht- auf eine, einfacher und billiger zu fertigende, Einschichtwicklung überzugehen.Der Grund hierfür liegt darin, daß die vorgeschriebenen Ausführungen sicherstellen, daß sowohl die Wickelschritt- als auch die Gesamtspulengruppenbedingung erfüllt ist.Bei Einschichtwicklungen sollten,wie bekannt, die Wickelschritte der Polteilung entsprechen.For the switching ratios 2: 3 and 3: 4, according to claims 5 and 6, there is the possibility of the two-layer A single-layer winding that is easier and cheaper to manufacture is the reason this lies in the fact that the prescribed versions ensure that both the winding pitch as well as the total coil group condition is fulfilled As is known, the winding steps should correspond to the pole pitch.
Durch Patentanspruch 7 wird eine Maßnahme erläutert, mit der auch andere Betriebspunkte,als die bisher aufgezeigten,symmetrierbar werden.Dieses Verfahren kann aber nur dann angewendet werd en, wenn die Gefahr von Ausgleichsströmen,infolge Parallelschaltung von Wicklungsteilen verschiedener Windungszahl, nicht besteht, Die Spulengruppen mit parallelgeschalteten Kondensatoren sollen,Windungszahl 1 und die restlichen"Windungszahl 21erhalten.Das Windungszahlverhältnis "v" (Windungszahl 1 / Windungszahl 2 ) ist dann wie folgt einzustellen: Der Winkel / ,d.h. die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung,ist in diesen Ausdrücken der Parameter des Betriebspunktes für den der Motor, mittels Kondensatoren, ein Verhalten zeigt,das dem gleicht,das er an einem 4- bzw. 12-phasigen Drehstromnetz hätte.Claim 7 explains a measure with which operating points other than those previously indicated can also be symmetrized. This method can only be used if there is no risk of equalizing currents due to the parallel connection of winding parts with different numbers of turns with capacitors connected in parallel, the number of turns 1 and the remaining "number of turns 21" should be obtained. The number of turns ratio "v" (number of turns 1 / number of turns 2) must then be set as follows: The angle /, ie the phase shift between current and voltage, is in these expressions the parameter of the operating point for which the motor, by means of capacitors, shows a behavior that is similar to that which it would have on a 4- or 12-phase three-phase network.
Durch die beschriebene Maßnahme können ungleiche Stromdichten in den Spulengruppen möglich bleiben.Das Ausmaß der Unsymmetrie wäre aber noch größer,wenn der Betriebspunkt ungenügend symmetriert ist.Mit einer bestmöglich angepaßten Wicklung wird ein schwingungs-,geräusch- und verlustärmerer Nennlastpunkt erhalten als ohne Modifizierung vorliegend.Vorzugsweise bleibt der Wicklungsquerschnitt für alle Spulengruppen gleich,bei Einschichtwicklungen z. B. kann von dieser Regel abgewichen werden.The measure described can result in unequal current densities in the Coil groups remain possible, but the extent of the asymmetry would be even greater if the operating point is insufficiently symmetrical, with a winding that is optimally adapted a nominal load point with lower vibration, noise and loss is obtained than without Modification present. Preferably, the winding cross-section remains for all coil groups same, for single-layer windings z. B. can deviate from this rule.
Selbstverständlich kann (Anspruch 8) mit einem geringen zusätzlichen Schaltgeräteaufwand erreicht werden,daß die Kondensatoren auch für die Polzahlstufen 2 und 4,zumindest als Blindstromkompensation,eingesetzt werden.Of course, (claim 8) with a small additional Switching devices can be achieved that the capacitors also for the number of poles 2 and 4, at least as reactive current compensation, can be used.
Die Patentansprüche 9 und 10 erläutern in welchen Sonderfällen die in der Regel 3 Kondensatoren durch nur einen von 3-facher Kapazität ersetzbar sind.The claims 9 and 10 explain in which special cases the Usually 3 capacitors can be replaced by only one of 3 times the capacity.
In der Ausführung gemäß den Ansprüchen 11 und 12,d.h.In the embodiment according to claims 11 and 12, i.e.
für die Umschaltungen im Verhältnis 2:3 oder 3:4,sind die Kondensatoren, im fest verschalteten Zustand, in der Lage,eine Blindstromkompensation bei den Polzahlstufen 2 und 4 zu bewirken.for the switchover in the ratio 2: 3 or 3: 4, the capacitors are in the permanently connected state, capable of reactive current compensation for the number of poles 2 and 4 to effect.
Grundsätzlich kann, wie es Patentanspruch 13 ausdrückt, bei jeder Polzahlstufe,die einen Drehstromanschluß erfordert,auf die bekannte Steinmetzschaltung zurückgegriffen werden.Hierdurch wird zwar ein Kondensator zusätzlich erforderlich,andererseits aber die Möglichkeit geboten,mit dem hier beschriebenen Verfahren,eine ganze Reihe von Polumschaltverhältnissen auch bei den Einphasenmotoren übernehmen zu können.Bei einer Vielfachumschaltung (Anspruch 14) kann es leicht vorkommen,daß nicht bei allen vorgesehenen Polzahlen der Arbeitspunkt, mit nur einem Kondensator,ausreichend symmetriert wird.In principle, as patent claim 13 expresses it, with everyone Pole number stage, which requires a three-phase connection, to the well-known Steinmetz circuit This means that an additional capacitor is required, on the other hand but the possibility offered a whole range of them with the procedure described here of pole-changing ratios also for single-phase motors a multiple switching (claim 14) it can easily happen that not all provided number of poles the operating point, with only one capacitor, sufficiently balanced will.
In diesen Fällen können den beschriebenen Anordnungen weitere Kondensatoren parallelgeschaltet werden.Wenn gexJünscht,können diese auch nach dem Erreichen bestimmter riotorströme ab- oder zugeschaltet werden.In these cases, additional capacitors can be added to the arrangements described If required, these can also be switched after certain riotor currents can be switched on or off.
Vorteile Wesentlichster Vorteil der Erfindung ist,daß das Verfah ren mit einer üblichen Drehstrom-Zweischichtwicklung, z. T. Advantages The main advantage of the invention is that the method Ren with a conventional three-phase two-layer winding, e.g. T.
sogar in Einschichtausführung,möglich ist.Hierdurch kann die Wicklung schnell und preisgünstig gefertigt und auf ordnungsgemäße Fertigung geprüft werden.Bei Hochspannungsmotoren,in Formspulausführung,wo getrennte Wicklungen höchst ungern ausgeführt werden, können mit der Erfindung alle die Polumschaltverhältnisse genutzt werden, die bei Niederspannungsmotoren von Interesse sindOGerade bei Hochspannungsmotoren werden,wegen der reziproken Abhängigkeit der Kondensatorkapazität vom Quadrat der Spannung,vorteilhafte Ausführungen erwartet.Die Erfindung ermöglicht mit einem wirtschaftlich vertretbaren Aufwand an zusätzlichen Bauelementen (hier Kondensatoren) und susätzlichen Polumschaltaufwand (Kabel und Schütze), eine Vielzahl von Polzahlkombinationen,wobei die Umschaltung über alle 5 Stufen von keinem anderen bekannten Verfahren geleistet wird.Ein bedeutender Vorteil ist auch darin zu sehen, daß bei der Polzahlstufe 2 grundsätzlich keinerlei Leistungseinbuße im Vergleich mit einer optimal ausgelegten Eindrehzahlausführung hingenommen werden maß.Dieser Umstand ist ebenfalls bei keiner anderen Lösung gegeben, mit Ausnahme von Lösungen mit Transformatoren.Es kann hier auch darauf hingewiesen werden,daß in den FEllen,in denen die Kondensatoren aktiv sind,eine grundsätzlich wünschenswerte Blindstromkompensation erfolgt,wodurch oft kleinere Anschlußquerschnitte gewählt werden können und eine zentrale Blindstromkompensationsanlage kleiner dimensioniert werden kann.Der Einsatz der Kondensatoren ist darüberhinaus mit dem Vorzug verbunden, daß sie neben der phasendrehenden Wirkung auch eine amplitudensteuernde Wirkung haben,z. B. bei der Variation des Zwischenphasensinkels «2.Hierdurch kann auch bei der relativ hohen Drehzahlspreizing von 1:5 eine annehmbare magnetische Ausnutzung des Dynamobleches erzielt werden, Nachteilig ist bei dem Verfahren die Tatsache,daß in den Polzahlstufen 1,3 und 5 nur für bestimmte Betriebapunkte ein völlig symmetrischer Drehstrombetrieb vorliegt.Dieser Nachteil wird aber durch eine gezielte Anpassung der Motoren an die unterschiedlichen Arbeitsmaschinen soweit reduziert, daß für viele Anwendungen der Nutzen durch den Gewinn an Leistung oder zusätzlich fahrfahrbare Drehzahlstufenlüberwiegt.Die im Anhang-gegebenen Ausführungsbeispiele können nicht vollständig sein, dazu ist der Komplex der Möglichkeiten zu -umfangreich.even in a single-layer version, this allows the winding can be manufactured quickly and inexpensively and checked for proper manufacture High-voltage motors, in form coil design, where separate windings are extremely reluctant are carried out, all the pole-changing ratios can be used with the invention of interest for low-voltage motors, especially for high-voltage motors due to the reciprocal dependence of the capacitor capacity on the square of the Tension, advantageous designs awaited. The invention makes possible with an economical reasonable expenditure on additional components (here capacitors) and additional ones Pole switching effort (cables and contactors), a large number of pole number combinations, whereby the switchover over all 5 levels is not done by any other known method A significant advantage can also be seen in the fact that with the number of poles level 2 basically no loss of performance compared to an optimally designed one The screw-in speed version is acceptable. This fact is also not applicable to any given another solution, with the exception of solutions with transformers. It can be found here It should also be noted that in cases where the capacitors are active are, a basically desirable reactive current compensation takes place, which often Smaller connection cross-sections can be selected and a central reactive current compensation system can be dimensioned smaller. The use of capacitors is also associated with the advantage that, in addition to the phase-rotating effect, it also has an amplitude-controlling effect Have an effect, e.g. B. with the variation of the interphase angle «2. This can even with the relatively high speed spread of 1: 5 an acceptable magnetic speed Use of the dynamo sheet can be achieved, the disadvantage of the method The fact that in the number of poles 1,3 and 5 only for certain operating points a completely symmetrical three-phase operation is present. This disadvantage is however due to a targeted adaptation of the motors to the different machines so far that for many applications the benefit is reduced by the gain in performance or In addition, drivable speed levels predominate. The embodiments given in the appendix cannot be complete, the complex of possibilities is too extensive for that.
Für alle Anwendungen wird es darauf ankommen, einen Kompromiß einzugehen zwischen dem Grad der Betriebspunktsymmetrierung.For all applications it will be important to find a compromise between the degree of symmetry of the operating point.
dem Beistungsvermögen (Summe aller Drehzahlleistungen, bzw. Leistung der Hauptdrehzahl), dem Schaltgeräteaufwand, dem Kondensatorkapazitätsaufwand und dem allgemeinen Betriebsverhalten der Motoren Erläuterung der Erfindung anhand einiger Figuren Fig. 1 Wicklungsausführung mit 24 Statornuten und einem Wickelschritt von 4/6.Die 12 Spulengruppen (Polzahlstufe 2 = 4-polig) sind durchnumeriert und besitzen Anfang (a) und Ende (e) Fig. 2 Anordnung der Spulengruppen und Kondensatoren ge-Patentanspruch 1 und Figur 1 Fig. 3 wie Fig. 2 aber Patentanspruch 2 betreffend Fig. 4 wie Fig. 2 aber Patentanspruch 3 betreffend Fig. 5 wie Fig. 2 aber Patentanspruch 4 betreffend Fig. 6 Spannungszeigersterne für die Polzahlstufen 1 bis 5 mit den Spulengruppenbezeichnungen nach Fig.' 1 Fig. 7 Spannungszeigersterne für den Strang U.Zwischen- -Kasenwinkel 30,90 und 1500 für Polzahlstufe 1 Fig. 8 Vektordiagramme der Spannungen und Ströme für 2 Spulengruppen des Stranges U.Zwischenphasenwinkel 30,9() und 150 0für Polzahlstufe 1 laut Fig. 7 Fig. 9 Beispiele der Kondensatoranbindung,in anderer Darstellung, zur Ermittlung der Kondensatorspannung.Aufstellung nicht vollständig Fig.10 Wicklungsanordnung gemäß Patentanspruch 5 bei 24 Statornuten Fig.11 Wicklungsanordnung gemäß Patentanspruch 6 bei 24 Statornuten Fig.12 Spannungszeigersterne für eine 4/6-polge Wicklung nach Patentanspruch 7 mit v=1,7.the auxiliary capacity (sum of all speed powers or power the main speed), the switchgear expenditure, the capacitor capacity expenditure and the general operating behavior of the engines. Explanation of the invention based on some Figures Fig. 1 winding design with 24 stator slots and a winding pitch of The 12 coil groups (number of poles level 2 = 4-pole) are numbered and have Beginning (a) and end (e) Fig. 2 arrangement of the coil groups and capacitors ge claim 1 and FIG. 1, FIG. 3 like FIG. 2 but claim 2 relating to FIG. 4 like FIG. 2 but claim 3 relating to FIG. 5 as in FIG. 2 but relating to claim 4 Fig. 6 voltage pointer stars for the number of poles 1 to 5 with the coil group designations according to Fig. ' 1 Fig. 7 Voltage pointer stars for strand U. Intermediate-bevel angle 30.90 and 1500 for number of poles level 1 Fig. 8 Vector diagrams of the voltages and currents for 2 coil groups of strand U. Intermediate phase angle 30.9 () and 150 0 for number of poles 1 according to Fig. 7 Fig. 9 Examples of the capacitor connection, in a different representation, to determine the capacitor voltage. List not complete Fig. 10 Winding arrangement according to claim 5 with 24 stator slots Fig.11 winding arrangement according to claim 6 with 24 stator slots Fig.12 voltage pointer stars for one 4/6-pole winding according to claim 7 with v = 1.7.
Fig.13 Vektordiagramm der Spannungen und Ströme für 2 Spulengruppen des Stranges U bei 6-polig symmetriertem Betrieb.Wicklung nach Fig.1i Tab. 1 Näherungsweise Angaben zur Kondensatorkapazität und Kondensatorspannung'um die Betriebspunkte bei 50 Hz-Netzfrequenz zu symmetrieren Ausführungs- und Verschaltungsbeispiele Fig.14 Wichtigster Gesamtumfang der äußeren Anschlußmöglichkeiten nach Patentanspruch 1 und Fig. 2.Aufgrund der im Einzelfall benötigten Pol zahlen und dem gewünschten Motorverhalten sind die zu nutzenden Schaltungen auszuwählen.Fig. 13 Vector diagram of the voltages and currents for 2 coil groups of line U with 6-pole symmetrical operation. Winding according to Fig. 1i Tab. 1 Approximate Information on capacitor capacity and capacitor voltage around the operating points at 50 Hz mains frequency to be balanced Design and wiring examples Fig. 14 Most important overall scope of the external connection options according to claim 1 and Fig. 2. Due to the number of poles required in the individual case and the desired Motor behavior, the circuits to be used must be selected.
Fig.15 Entsprechend Fig.14,jedoch innere Verschaltung nach Patentanspruch 2 und Fig. 3.Fig.15 Corresponding to Fig.14, but internal interconnection according to patent claim 2 and 3.
Fig.16 Entsprechend Fig.14,jedoch innere Verschaltung nach Patentanspruch 3 und Fig. 4. In Fig.16.5 wird eine Blindstromkompensation für Polzahlstufe 2 gezeigt, entsprechend Patentanspruch 8.Die magnetischen Verhältnisse entsprechen Tabelle 2,jedoch ohne Polzahlstufe 4.Fig.16 Corresponding to Fig.14, but internal interconnection according to patent claim 3 and Fig. 4. In Fig. 16.5 a reactive current compensation for pole number stage 2 is shown, according to claim 8, the magnetic conditions correspond to the table 2, but without number of poles level 4.
Fig.17 Entsprechend Fig.14,jedcch innere Verschaltung nach Patentanspruch 4 und Fig. 5.In Fig.17.8 wird eine Blindstromkompensation für Polzahlstufe 4 angedeutet, entsprechend Patentanspruch 8.Fig.17 Corresponding to Fig.14, each internal circuitry according to patent claim 4 and Fig. 5. In Fig. 17.8, reactive current compensation for number of poles stage 4 is indicated, according to claim 8.
Fig.18 Verschaltung der Kondensatoren für die Umschaltverhältnisse 1:2:5 und 1:4:5 mit Kondensatoren in Dreieckschaltung nach Fig.9.3 und den Patentansprüchen 3 bzw. 4.Fig. 18 Interconnection of the capacitors for the switching ratios 1: 2: 5 and 1: 4: 5 with capacitors in delta connection according to Fig.9.3 and the claims 3 or 4.
Fig.19 Verschaltung des einen Kondensators bei den Umschaltverhältnissen 2:3 bzw. 3:4 entsprechend den Patentanspruchen 9 bzw. 10.Fig. 19 Interconnection of one capacitor with the switching ratios 2: 3 or 3: 4 according to claims 9 and 10, respectively.
Fig.20 Verschaltung für die Umschaltverhältnisse 2:3 und 5:4 nach
den J)atentcinsprüchen 11 bzw. 12 zur Blindstromkompensation bei den Stufen 2 oder
4 ohne zusätzlichen Schaltgeräteaufwand Fig.21 Beispiel für einen einphasigen Anschluß
einer Polzahlstufe 1 gemäß Patentanspruch 13 Tab. 2 Der prozentuale relative Maschinenfluß
f und die prozentuale relative Luftspaltinduktion Bt für die Schaltungen nach Fig.
14. Angenommene Wicklungsauslegung:Nutenzahl 36 , Wickelschritt 5/9 (#=Dreieck-,#=Stern-.
III=Parallelschaltung) Tab.3 Wie Tabelle 2 aber bezogen auf Fig. 15 und einem Wickelschritt
von 4/9 Tab. 4 Wie Tabelle 2 aber bezogen auf Figur 17 und auf Polzahlstufe 4 (100%)
Tab. 5 Übersicht über vorteilhafte Anwendungen der Erfindung.Ausgewählt und zusammengestellt
aus den Figuren 14,15,18,19 und den Tabellen 1 bis 4
Kondensatorkapazität
u. Kondensatorspannung (Überschlagwerte)
Tabelle 4
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---|---|---|---|
DE19833334133 Withdrawn DE3334133A1 (en) | 1983-09-19 | 1983-09-19 | Pole reversal on three-phase motors, using capacitors |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3334133A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2864214A1 (en) * | 2003-12-22 | 2005-06-24 | Air Liquide | Air separation apparatus comprises had variable speed motor with at least two nominal speeds to drive blower |
-
1983
- 1983-09-19 DE DE19833334133 patent/DE3334133A1/en not_active Withdrawn
Non-Patent Citations (1)
Title |
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nicht recherchierbar. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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WO2005064251A1 (en) * | 2003-12-22 | 2005-07-14 | L'Air Liquide, Société Anonyme à Directoire et Conseil de Surveillance pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Air-separation apparatus, integrated air-separation and metal-production apparatus and method of starting one such air-separation apparatus |
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