-
Käfiganker für Asynchronmotoren mit tiefen Nuten. Bei, Asynchronmotoren
mit Käfigankern tritt bei genügend tiefen Ankernuten in den Läuferkäben starke Stromverdrängung
auf, die das Anlaufdrehmoment erhöht. Der Versuch zeigt nun überraschenderweise,
@daß die vom Motor entwickelten Drehmomente wesentlich größer sind, als es auf Grund
der Berechnung der Widerstandsvermehrung der Ankerleiter zu erwarten ist. Ferner
zeigt sich, @daß -der Stromstoß, den der Motor beim Anfahren aus dem Netz entnimmt,
ebenfalls größer ist, als es der normalen Streuung der Ständer- und Läuferwicklung.
entspricht.
-
Die eingehende Untersuchung, wie sie in der »ETZ« 1918, S. d.$3ff.,
q.93ff. und 5ozff. wiedergegeben ist, zeigt nun, daß diese überraschenden Verhältnisse
dadurch verursacht werden, @daß die Wirbelströmungen in den Ankerleitern nicht nur
eine Vermehrung ihres Wechselstromwiderstandes bewirken, sondern gleichzeitig eine
starke Verminderung der Nutenstreuung herbeiführen. Diese Einflüsse sind besonders
stark, wenn man nur einen einzelnen, Leiter in jeder Ankernut anwendet.
-
In Abb. z der Zeichnung sind die Drehmomente für einen Motor mit Wirbelstromanker
in Abhängigkeit von der Schlüpfung, und zwar für verschiedene Stabszerteilungen
.dargestellt. Der Charakter dieser Kurve hat allgemeine Gültigkeit, jedoch verschiebt
sich je nach den Abmessungen der Nuten und der Leiter die Abszisse für den Stillstandspunkt
mehr mach der einen oder anderen Seite hin. Aus dem Kurvenbild ist ersichtlich,
daß die Kurve für einen urizerteilten, die ganze Nut ausfüllenden Leiter die Kurven
mit unterteilten Leitern schneidet und so je in zwei Zweige teilt, von denen der
eine Zweig oberhalb der Kurve des urizerteilten Leiters, der andere Zweig unterhalb
dieser Kurve verläuft. Verläuft die Kurve des unterteilten Leiters oberhalb der
Kurve des urizerteilten Leiters (m - r), z. B. für einen Stillstandspunkt a,
so
hat der Motor in diesem Gebiet mit unterteiltem Leiter größere Wirbelstrornverluste,
als sie der im übrigen gleich ausgeführte -Motor mit einem die ganze Nut ausfüllenden
unterteilten Leiter aufweist. Indem Bereich, in dem die Drehmonhentkurven der unterteilten
Leiter unterhalb der Kurve für in = i verlaufen, z. B. für einen Stillstandspunkt
bei b, hat bei der jeweils gewählten Stabunterteilung der -Motor kleinere Wirbelstromver-Fiste
als der im übrigen gleiche -Motor mit unterteilten, die ganze Nutentiefe ausfüllenden
Leitern. Im Gebiet oberhalb der durch Schraffur hervorgehobenen Drebmornentkurven
für ;;t. - i ergibt sich somit der, unerwünschte hohe Anlaufstrom und auch
ein hohes Drehmoment.
-
Gemäß der Erfindung soll nun der hohe Anlaufstrom, der sich in diesem
Bereiche infolge der weitgehenden Verinind erung der Läuferstreuung entwickelt,
.dadurch verringert werden, daß die Stabunterteilung für den Anker derart gewählt
ist, daß der -Motor bei Anlauf auf den Zweigen der Drehmonientkurven für die jeweils
gewählten Stabunterteilungen arbeitet, die unterhalb der Drehmomentkurve für
in - i, also des unterteilten die ganze N utentiefe ausfüllenden Leiters
liegen. Bei Anlauf arbeitet somit der :Motor in einem Bereiche, in dem für die jeweils
gewählte Stab.unterteilung die Wirbelstromverluste und somit die Drelnnomente kleiner
sind als für einen die ganze Nutentiefe ausfüllenden unterteilten Leiter. 'Man wird
also j e nach Bedarf den Ankerleiter in mehrere Teilleiter zerlegen. und durch Bemessung
des Motors den Stillstandspunkt im Kurvenbild der Abb. i, z. B. bei b, so wählen,
daß die gewünschte Wirkung erreicht wird. Ein derartiges Kurvenbild zeigt Abb. 2.
Durch Zerlegung des Leiters wird hier bei sonst gleichem Bau des Ankers die Nutenstreuung
beim Anlauf in geringerem -Maße vermindert als bei einem vollen Leiter, so daß der
Anfahrstroni in mäßigen Grenzen bleibt. Es wird zwar ferner auch das Drehmoment
und die Stärke der Wirbelstromverluste im Anker verringert, tedoch bleibt dieses,
wie die beiden Kurven für zwei- und dreifache Stabzerteilung in der Zeichnung zeigen,
noch immer auf sehr erlieblichen h Werte, die weit über den gewöhnliehen Werten
des Asvnchroninotors liegen , und sich in der Höhe des normalen Drehmomentes, zum
Teil sogar erheblich darüber, halten. Trotz der Verminderung der Wirbelstromverluste
kann mit dieser Zerteilung der Leiter dennoch eine Vermehrung ihres Wechselstromwiderstandes
verknüpft sein, so daß außer oder hierdurch bewirkten Verkleinerung des Anlaufstromes
auch der Leistungsfaktor des Motors während des Anlaufes wesentlich verbessert wird.
-
Die Leiter aller Nuten «erden durch En (lverbind ungen irgendwelcher
Art, am zweckmäßigsten durch Käfigringe, verbunden. Damit zwischen den Teilleitern
jeder Nut keine inneren Ausgleichströme fließen, ist es nötig. dieselben in für
andere Zwecke bekannter Weise zu überkreuzen, zii verschränken oder zu verdrillen.
-
Für manche Zwecke kann die Sattelbildung, welche die Kurven für die
zerteilten Leiter mehr oder weniger aufweisen, unzweckmäßig sein, oder es kann erwünscht
sein, einen andersartigen Verlauf der Drehnionientkui-ve, als ihn die Zeichnung
wiedergibt, zu erhalten. In solchen Fällen zerlegt man den Nutenleiter in Teilleiter
ungleichen Querschnittes, von denen beispielsweise der eine grnßere, der andere
kleinere Stabhöhe besitzt. Je nach rler Wahl der Querschnitte erhält man dann Drebnioinentkurven,
die zwischen denen in der Zeichihun:g dargestellten liegen und sich als Mischung
etlicher derartiger Kurven ergeben. Die Leiter führen dann natürlich untereinander
ungleiche Ströme. Die Stärke jedes Teilleiterstronies ist ein -Maß für den Betrag,
den die ihr entsprechende Drehmonientkurve am gesamten Drehmoment hat.