DE442925C - Asynchronmaschine fuer veraenderliche Drehzahl - Google Patents

Description

• Asynchronmaschine für veränderliche Drehzahl. Die Erfindung löst mit verhältnismäßig :einfachen Hilfsmitteln die Aufgabe, die Geschwindigkeit von Asynchronmaschinen verlustlos zu regeln. Die im wesentlichen bekannte Bauart der Maschine ist in Abb. r dargestellt. Die Netzspannung wird dem rotierenden Teil durch Schleifringen. zugeführt. Auf dem Rotor r befindet sich außer der mit den Schleifringen in Verbindung stehenden Primärwicklung eine Kommutatorwicklung, die über einen Bürstensatz b mit der Wicklung des Sekundärteiles s in Reihenschaltung verbunden ist.
• @Tn die Verbindungsleitungen ist ein Schaltapparata eingeschaltet, mit dessen Hilfe die Sekundärwicklung umschaltbar ist.
• Bei dieser Anordnung werden im Sekundärkreis zwei verschiedene elektromotorische Kräfte erzeugt: eine EMK, die, wie beim gewöhnlichen Asynchronmotor, von der Primärwicklung in der Sekundärwicklung induziert wird, außerdem :eine zweite EMK, die in der Kommutatorwicklung erzeugt wird.
• Mit Hilfe einer Maschine ähnlicher Bauart ist nach einem bekannten Verfahren eine Regelung der Drehzahl in weiten Grenzen erzielt worden, wobei der Motor in allen Fällen mit geringer Phasenverschiebung arbeitet (Patent 26o g19). Danach werden vorn Kommutator mit Hilfe zweier verschiebbarer Bürstensätze Spannungen von veränderlicher Größe und Phase abgenommen und in den Sekundärkreis eingeführt.
• Die Erfindung beschreitet zu demselhen Zweck einen anderen Weg. Der einfache Bürstensatz gestattet dem Kommutator, nur eine bestimmte, praktisch konstante Spannung zu entnehmen. Dagegen ist es möglich, die im Stator s induzierte EMK durch geeignete Umschaltungen, z. B. :durch übergang von Stern- auf Dreieckschaltung, zu verändern. Dadurch kann nicht nur das Größenverhältnis der beiden elektro°motorisichen Kräfte -der konstanten. EMK der Kommutatorwicklung und der veränderlichen EMK der Sekundärwicklung -, sondern gleichzeitig auch ihre vektorielle Zusammensetzung verändert werden. Es wird also dasselbe erreicht, wie bei konstanter EMK der Sekundärwicklung durch Veränderung der Kommutatorspannung nach Größe und Phase, nämlich eine Regelung der Drehzahl innerhalb weiter Grenzen. Die verschiedenen Möglichkeiten der Umschaltung der Sekundärwicklung, die für die vorliegenden Zwecke verwendet werden können, sind an sich bekannt, so daß @es genügt, mit einigen Beispielen daran zu erinnern.
• Abb.2 bezieht sich auf eine gewöhnliche Drehstromwicklung, deren drei Phasen sowohl an den drei Anfangspunkten wie an den drei Endpunkten zugänglich sind. Die Abbildung zeigt verschiedene Spannungsdiagramme i, 2, 3, 4, die sich durch einfache Umschaltungen einer solchen Wicklung :erzielen lassen.
• Das Diagramm 2 entsteht aus i .durch Umschaltung von Anfang und Ende jeder Phase, die Diagramme 3 und 4 aus i durch übergang von Stern- auf Dreieckschaltung, wobei der Unterschied zwischen 3 und 4 wiederum durch Vertauschen von Anfan- und Exi,de jeder Phase zustande kommt.. M= sieht daraus, wie sich die Phasenlage der sekundären EMK in einfacher Art stufenweise verändern läßt. Die Größe der Stufen beträgt jeweils 3o°.
• Bei der Umschaltung von i auf 4 wird gleichzeitig die EMK der Sekundärwicklung im Verhältnis ). -3:, verkleinert. Weitere Verkleinerungen können beispielsweise durch Übergang von Reihen- auf Parallelschaltung innerhalb jeder Phase erzielt werden.
• Durch diese Umschaltungen ergibt sich'eine große Anzahl von Abstufungen sowohl in. der Größe als in der Phasenlage der sekundären EMK.
• Der Vorteil dieser Axt der Drehzahlrlegelung beruht gegenüber dem obenerwähnten bekannten Verfahren hauptsächlich darin, daß der Sekundärstrom nicht zweimal, sondern; nur einmal durch die Kommutatorbürsten geleitet wird. Der Kommutator braucht deshalb nur die halbe Größe zu haben. Ebenso vermindern sich die Verluste durch: Bürstenreibung und durch den. Übergangswiderstahd unter den Bürsten auf die Hälfte. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei unveränderlicher Bürstenstellung das Statoreism zur Verbesserung der Kommutierung mit Aussparungen versehen werden kann. Alle diese Vorzüge machen es möglich, die Maschine auch für große Leistung auszuführen. Erwähnenswert ist der weitere Vorteil, daß die schwerfälligen Getriebe zur Verstellung der doppelten Bürstensätze in Wegfall kommen.
• Die durch .die Umschaltung allein erzielte Geschwndigkeitsregeiung ist nicht stetig, dürfte aber für viele Fälle hinreichend sein. Wird dagegen eine feinstufige Geschwindigkeitseinstellung gewünscht, so müssen die Zwischenräume zwischen den Abstufungen überbrückt werden. Zu diesem Zwecke kann die an sich bekannte Phasenregelung durch. Bürstenverschiebung und 'Widerstandsänderung im Sekundärkreis verwendet werden. Die Anwendung dieser beiden Mittel hat gemeinsam mit der Umschaltung der Sekundärwicklung den Vorteil. gegenüber ihrer Anwendung für sich allein, daß ihr Regelbereich bedeutend enger begrenzt werden kann. Im Falle der Bürstenverschiebung kann. .dann die Kompensationspannung und damit die durch die Bürsten kurzgeschlossene Segmentspannung im Kollektor kleiner gehalten werden. Die Vierstellvorrichtung für die Bürstenbrücke wird, da nur kleine Vierstellwinkel in Frage kommen, bedeutend einfacher. Im Falle der Widerstandsregelung werden die Stromwärmeverluste in den zugeschalteten Widerständen bedeutend niedriger, weil die Widerstände entsprechend kleiner gewählt werden können..
• Die Maschine kann in .gleicher Weisse für einphasigen wie für mehrphasigen. Wechselstrom eingerichtet werden. Die beiden im Rotor untergebrachten Wicklungen, die Primärwicklung und die Kommutatorwicklung, können voneinander isoliert oder in Sparschaltung verbunden sein.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Asynchronmaschine für veränderliche DrehzahI, deren Rotor die Primärwicklung und eine Kommutatorwicklung enthält, die über einen einfachen Bürstensatz mit dem Sekundärteil in Reihenschaltung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung umschaltbar eingerichtet ist zum Zwecke, die Größe ihrer EMK und die Phasenverschiebung zwischen ihrer EMK und der EMK der Korn, mutatorwicklung und damit die Drehzahl der Maschine zu verändern.
2. 2. Asynchronmaschine nach Anspruch i mit feststehenden Bürsten, dadurch gekenn@ zeichnet, daß im Statoreisen Aussparungen zur Verbesserung der Kommutierung vorhanden sind.
3. 3. Asynchronmasehine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Phasenregelung die Bürstenverschiebung zu Hilfe genommen wird.
4. 4. Asynchronmaschine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Regelbereich zwischen den durch Umschaltung einstellbaren Drehzahlen durch Widerstandsregelung überbrückt wird.