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Polumschaltung zur Geschwindigkeitsregelung von mehrphaseninduktionsmotoren
mit einer n - $poligen Dreiphasenwicklung nach Patent 394043. Die Erfindung betrifft
eine Mehrphasenwicklung für Wechselstrominduktionsmotoren, bei der die als Grundlage
gewählte n # 8polige Dreiphasenwicklung in eine n # 6polige, n # 4polige oder n
# i2polige Wicklung umgeschaltet werden kann.
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Die Wicklung besteht aus einer n # 8poligen Dreiphasenwicklung, die
in jeder Phase für je einen Pol eine einfache oder mehrfache Spiral- oder Schleifenspule
enthält, wobei jede Spule je zwei Spulen der beiden anderen Phasen übergreift und
bei welcher je zwei aufeinanderfolgende Spulen und die denselben diametral gegenüberliegenden
Spulen, also die Hälfte sämtlicher Spulen jeder Phase der Dreiphasenwicklung mit
dem einen Ende an eine gemeinsame Phasenzuleitung angeschlossen sind, während die
anderen Enden der Spulen, die sich in verschiedenen Phasen der Dreiphasenwicklung
und in einem gegenseitigen Winkelabstande von i `°@ befinden, an gemeinsamen, d.
h. insgesamt an acht Gruppenzuleitungen liegen.
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In der Zeichnung ist z. B. eine 8polige Dreiphasenwicklung schematisch
dargestellt, die für vier verschiedene Polzahlen, also für vier verschiedene Geschwindigkeiten
umgeschaltet werden kann.
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Abb. i zeigt die Wicklung als eine an einem Läufer angebrachte Primärwicklung,
welche aus einem Phasenumformer, je nach Bedarf mit zweiphasigem, dreiphasigem,
vierphasigem oder sechsphasigem Wechselstrom gespeist werden kann.
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Abb.2 zeigt die Spulen in der 8poligen Dreiphasenschaltung, Abb.3
die Spulen in der 6poligen Vierphasenschaltung, Abb. 4. in der 4poligen Sechsphasenschaltung
und Abb. j in der i2poligen Zweiphasenschaltung.
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Bei der in Abb. i dargestellten 8poligen Dreiphasenwicklung sind die
Spulen in drei Ebenen angeordnet, deren jede j e eine Phase der Wicklung bildet.
Die Spulen können einfache oder mehrfache Spiral- oder Schleifenspulen sein. Jede
Phase enthält eine Spule pro Pol, so daß die Wicklung im ganzen 24 Spulen enthält.
Jede Spule übergreift je zwei Spulen der beiden anderen Phasen.
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Je zwei aufeinanderfolgende Spulen der gleichen Phase, z. B. die Spulen
8 bis 13 und 7 bis 2 und die denselben diametral gegenüberliegenden Spulen 32 bis
37 und 31 bis 26, sind an eine gemeinsame Zuleitung f (F'hasenzuleitung) angeschlossen,
die im Falle einer Läuferwicklung als Schleifring ausgeführt ist. Die Hälfte der
Spulen der obersten Ebene der Wicklung ist an den Schleifring a angeschlossen, während
die übrigen Spulen der gleichen Phase in der gleichen Weise mit dein Schleifring
d verbunden sind. In der gleichen Weise ist die Hälfte der Spulen der mittleren
Ebene der Wicklung an den Schleifring b und die andere Hälfte der Spulen derselben
Ebene an den Schleifring e angeschlossen. Die Hälfte der Spulen der untersten Ebene
der Wicklung liegt endlich am Schleifring f, während die übrigen Spulen derselben
Ebene mit dem Schleifring c verbunden sind. Es sind also im ganzen sechs Phasenleitungen
vorhanden.
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Die anderen Enden der in einem Abstande von i2o° und in verschiedenen
Phasen oder Ebenen liegenden Spulen, z. B. der Spule 8 bis 13 der niedrigsten Ebene,
der Spule 40 bis 45 der höchsten Ebene und der Spule 24 bis 2c9 der mittleren Ebene,
sind an einen geineinsamen Schleifring i angeschlossen, der der Kürze halber Gruppenzuleitung
genannt werden soll. In der gleichen Weise sind acht verschiedene Gruppen gebildet,
die an je einen Gruppenring i bis 8 angeschlossen sind.
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Die Bürsten Bp und Bg wirken mit den Phasen- bzw. Gruppenringen zusammen.
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P ist ein Phasenumformer bekannter Art, dessen Ständereisen eine fortlaufende
Sekundärwicklung P2 trägt, die in Winkelabständen von 6o° mit Anzapfungen I, III,
V, VII, IX und XI versehen ist, von denen Sechsphasenstrom der Wicklung P2 entnommen
werden kann. Benutzt man lediglich die Anzapf ungen I, V und IX, so erhält man Dreiphasenstrom.
Die Sekundärwicklung besitzt ferner Anzapfungen II, IV, VI, VIII, X und XII, die
voneinander und von den bereits
erwähnten Anzapfungen I und VII
in einem Winkelabstande von q.5° liegen, so daß diese Anzapfungen Vierphasenstrom
liefern. Benutzt man lediglich die Anzapfungen I, IV, VII und X so erhält man Zweiphasenstrom.
P1 ist die an die einphasige Wechselstromquelle L,. angeschlossene Primärwicklung
des Phasenumformers. 17 ist ein umlaufender Feldmagnet, dessen Wicklung von der
Gleichstrommaschine g erregt wird.
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K ist ein Fahrschalter mit vier Stellungen A, B, C, D zur Herstellung
verschiedener Verbindungen zwischen den Klemmen I bis XII des Phasenumformers und
den Schleifringen a bis f und i bis 8 der Läuferwicklung des Motors.
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In der Stellung B des Fahrschalters K wird Dreiphasenstrom aus den
Klemmen I, IV und VII des Phasenumformers in die Motorwicklung gespeist, indem die
Klemme I an die Phasenringe a und d, die Klemme V an diePhasenzuleitungen
(Ringe) b und e und die Klemme IX an die Phasenzuleitungen c und f angeschlossen
wird, während die Gruppenzuleitungen i bis 8 abgeschaltet sind. Wie aus Abb.2 ersichtlich,
wird der Dreiphasenstrom auf die mit den Phasenzuleitungen a bis
f verbundenen Enden der Spulen aufgedrückt, während die an den anderen Enden
der Spulen liegenden Gruppenzuleitungen i bis 8 die neutralen Punkte bilden.
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In dieser Schaltung wird in jeder Spule jeder Wicklungsebene oder
Phase je ein Pol erregt, so daß ein 8poliges Feld entsteht.
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In der Stellung D des Fahrschalters K werden die Phasenzuleitungen
a bis f des Motors an je eine der sechsphasigen Klemtuen I, 1I, V,
VII, IX und XII des Phasenumformers angeschlossen (Abb. q.), so daß bloß die Hälfte
der in den einzelnen Wicklungsebenen liegenden Spulen an je eine i Phase angeschlossen
ist, weshalb die Anzahl der in der Wicklung erzeugten Pole auf die i Hälfte der
in der Dreiphasenschaltung erreichten Polzahl herabgesetzt wird, so daß bloß vier
Pole entstehen. Die Gruppenzuleitungen i bis 8 bilden wie bei der Schaltung (Abb.2)
die neutralen Punkte der Wicklung.
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In der Stellung A des Fahrschalters K wird jede der zweiphasigen Klemmen
I, IV, VII und X des Phasenumformers an je zwei Gruppenzuleitungen i bis 8 angeschlossen,
ä w ' brend die Phasenzuleitungen a bis f abge--,cbaltet sind. Wie
aus Abb. 5 ersichtlich, ist die Klemme I an die Gruppenringe i und 3, i die Klemme
IV an die Gruppenringe 6 und 8, die Klemme VII an die Gruppenringe :2 und .4 und
die Klemme X an die Gruppenringe 5 und 7 angeschlossen. Infolgedessen wird der zweiphasige
Strom den mit den Gruppenzuleitungen verbundenen Spulen aufgedrückt, während die
Phasenzuleitungen a bis f neutrale Punkte der beiden verschiedenen Phasen bilden.
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Die Hälfte der Gesamtheit der Spulen, also insgesamt je zwölf Spulen
sind an eine Phase geschaltet, wobei jede Spule einen Pol erzeugt, so daß also insgesamt
ein zweiphasiges i2poliges Feld erzielt wird.
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In der Stellung C des Fahrschalters sind die Gruppenzuleitungen i
bis 8 an j e eine der vierphasigen Klemmen I, II, IV, VII, VIII, X und XII des Phasenumformers.
angeschlossen, so daß Vierphasenstrom mittels der Gruppenzuleitungen auf die Spulen
aufgedrückt wird, während die Phasenzuleitungen a bis f die neutralen Punkte
bilden. Infolgedessen ist die Anzahl der in einer Phase liegenden Spulen und der
durch diese erregten Pole auf sechs vermindert.
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Es ist klar, daß die oben beschriebenen vier verschiedenen Schaltungen
je nach Bedarf die Erzeugung eines i2-, 8-, 6- oder 4poligen Feldes und infolgedessen
die Erzielung vier verschiedener Geschwindigkeitsstufen gestatten.
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Selbstverständlich bedeuten die obigen Polzahlen lediglich Verhältniszahlen
und können demnach verdoppelt oder vervielfacht werden.