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Rotorwicklung für asynchron anlaufende, als gleichstromerregte Synchronmotoren
betriebene Asynchronmotoren. Es ist bekannt, Asynchronmotoren als gleichstromerregte
Synchronmaschinen zu betreiben. Der Anlauf dieser Motoren erfolgt aber in der bei
Asynchrontnotoren üblichen Art unter Einschaltung von Anlaßwiderstand in den mehrphasigen
Rotorstromkreis. Normalerweise verwendet man hierbei als Rotorwicklung eine symmetrische
Dreiphasenwicklung, welche drei Schleifringe besitzt, die gleichzeitig zum Abschluß
des Anlaßwiderstandes und zum 1?inleiten des Erregergleichstromes dienen.
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Es gibt nun verschiedene Schaltungsmöglichkeiten, welche diese zweifache
Verwendung der Rotor Wicklung zum Gegenstande haben, aber entweder führen sie zu
Erregermaschinen sehr niedriger Spannung oder zu einer für die Erzeugung des Gleichstromfeldes
nicht gut ausgenutzten Wicklung. Der erste Nachteil tritt ein, wenn die Rotorwichlung
für die Gleichstromerregung aus zwei parallelen Zweigen gleicher Windungszahl besteht,
wenn also der Gleichstrom z. B. in zwei diametral liegendePunkte einer geschlossenen
Rotorwicklung eingeführt wird; der zweite Nachteil ergibt sich, wenn man eine offene,
in Stern geschaltete symmetrische Dreiphasenwicklung verwendet und von den drei
Schleifringen zwei direkt kurzschließt und die Erregermaschine zwischen den dritten
Schleifring und den Verbindungspunkt der beiden anderen legt. In diesem Falle durchfließt
derErregergleichstrom die beiden direkt verbundenen Phasen parallel, während für
ihn die dritte Phase in Reihe zu den beiden anderen liegt. Die beiden direkt verbundenen
Phasen führen jede für sich nur den halben Erregergleichstrom, während die dritte
Phase den vollen Strom führt. Das erzeugte Gleichstrotnfeld ist bei Einschaltung
der maximal zulässigen Stromdichte in der dritten Phase bedeutend kleiner, als wenn
alle Rotorleiter mit dem gleichen Strom beansprucht würden. -Es ist Aufgabe der
vorliegenden Erfindung, diese beiden- Nachteile nach Möglichkeit zu vermeiden, also
.die Zahl der in Reihe geschalteten, vom gleichen Erregerstrom durchflossenen Rotorleiter
möglichst groß zu machen, um ein dem überhaupt erreichbaren
P.eldmaximum
nahekommendes Gleichstromfeld zu erzeugen. Anderseits ist aber dabei Rücksicht darauf
zu nehmen, daß der Charakter des Motors als mehrphasige Asynchronmaschine nicht
verlorengeht. Die Rotorwicklttng soll demnach auch bei synchronem Betrieb mehrachsig
kurzgeschlossen sein.
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Gegenstand der Erfindung ist nun eine Rotorwicklung für asynchron
anlaufende, als gleichstromerregte Synchronmotoren betriebene Asynchronmotoren,
welche im wesentlichen aus drei in Stern verbundenen, räumliche Winkel miteinander
bildenden Wicklungsteilen besteht und deren besonderes Kennzeichen darin besteht,
daß mir zwei dieser Wicklungsteile unter sich gleich sind und daß die Summe ihrer
Windungszahlen der des dritten Wicklungsteiles höchstens gleich ist.
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Der Gegenstand der Erfindung sei an Hand der Abb. i und 2 näher erläutert.
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In Abb. i bedeutet o-c den .einen, a-o-b den anderen Wicklungsteil
.der Rotorwicklung. o-c soll gleich oder größer als die halbe Rotorwindungszahl
sein, o-a und o-b sollen gleich groß sein und einen räumlichen Winkel miteinander
bilden. Die Phase von a-o-b steht senkrecht auf o-c, so daß die Verbindung von o-c
mit der Mitte von a-b eine der Skottschaltung ähnliche Schaltung ist. In dem in
Abb. i dargestellten besonderen Falle enthält o-c 2/3, a-b dagegen % der gesamten
Rotorwindungszahl, so daß sich o-c aus den beiden Phasen I und II einer symmetrischen
Dreiphasenwicklung zusammensetzt, während a-b aus der dritten Phase III gebildet
wird. Das Verhältnis der Wicklungsteile a-b : o-c kann aber auch anders gewählt
werden, nur soll o-c j a-b sein.
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Die Anlaufschaltung ist in A#bb.2 dargestellt. Die Bedeutung der Buchstaben
ist die gleiche wie in Abb. i. Es-kommt aber hinzu der Anlaßwiderstand u, v,
w, auf welchem die beweglichen Kontakte ha, kb, k, beim Anlässen nach dem
Punkt q hin bewegt werden. s", sb, s, sind drei Schleifringe, welche mit den Endpunkten
a, b und c der Wicklung verbunden sind. G ist die Gleichstromerregermaschine,
deren Feld durch die Nebenschlußerregerwicklung N erregt wird. R ist der Nebenschlußregulierwiderstand.
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Wie aus der Abbildung ersichtlich, ist die Gleichstrommaschine G schon
während des j Anlassens in unerregtem bzw. schwach erregtem Zustande in den Stromkreis
der Rotorphasen eingeschaltet. Kommt ,der Motor auf Touren, dann wird in der Nähe
der synehronen Tourenzahl die Gleichstromerregung auf ihren vollen Wert gebracht.
Für den Erregergleichstrom befinden sich die beiden Wicklungshälften a-o und b-o
in Parallelschaltung, mit der anderen Phase o-c liegen sie jedoch in Reihe. Durch
diese Schaltung wird nun aber bewirkt, daß der größte Teil der Rotorleiter sich
in bezug auf die Gleichstromerregung in Reihenschaltung befindet. Bei der oben angegebenen
Bemessung der Wicklungsphasen zu 2/3 bzw. 1-/3 der Leiterzahl wären 5/ß der Leiter
für den Erregergleichstrom in Reihe geschaltet. Das erzeugte Gleichstromfeld entspricht
demnach nahezu dem überhaupt erreichbarenMaximum des Fluxes, welches sich ergibt,
wenn alle Leiter den gleichen Erregerstrom führen und bis zum zul ssigen Wert der
Stromdichte beansprucht sind. Anderseits wird der Kurzschluß der Phasen für die
induzierten Rotorströme auch bei Gleichstromerregung nicht aufgehoben, so daß die
Wicklung gleichzeitig als Dämpferwicklung arbeitet und im Falle eines Außertrittfallens
des Synchronmotors alle Eigenschaften einer mehrphasigen kurzgeschlossenen Sekundärwicklung
eines Asynchronmotors zeigt. Sie ermöglicht somit ein selbsttätiges Wiederintrittkommen
des Motors, wenn die Ursache der Überlastung und des Pendelns wieder beseitigt und
das Feld der Gleichstrommaschine mit der zum Synchronisieren erforderlichen Stärke
erregt ist.