DE451754C

DE451754C - Self-starting induction motor

Info

Publication number: DE451754C
Application number: DEF57083D
Authority: DE
Original assignee: Forges et Ateliers de Constructions Electriques de Jeumont SA
Current assignee: Forges et Ateliers de Constructions Electriques de Jeumont SA
Priority date: 1923-12-27
Filing date: 1924-10-12
Publication date: 1927-11-19

Description

Selbstanlaufender Induktionsmotor. Die Erfindung bezweckt, bei selbstanlaufenden Induktionsmotoren sowohl einen Leistungsfaktor von ungefähr eins als auch ein großes Anlaufdrehmoment zu erreichen.Self-starting induction motor. The invention aims at self-starting Induction motors both have a power factor of about unity and a large one To achieve starting torque.

Die Verbesserung des Leistungsfaktors wird durch eine besondere, im Ständer untergebrachte Hilfswicklung erzielt, die mit einer von der Hauptwicklung verschiedenen Polzahl ausgeführt wird, damit sie von der Hauptwicklung, mit der sie einen gemeinsamen ri.agnetischen Kern hat, möglichst unabhängig ist. Man kann indessen die Ständerhauptwicklung teilweise auf die Hilfswicklung einwirken lassen. Diese teilweise Induktion hängt dann von der Wahl der entsprechenden Polzahl der beiden Wicklungen und dem Abstand der beiden Wicklungen voneinander ab. so daß man hierdurch die Motorcharakteristik beeinflussen kann. Wenn eine teilweise Induktion nicht erforderlich ist, d. h. wenn eine Kompensation bei Leerlauf nicht verlangt wird, kann man die Hilfswicklung zweipolig und die Hauptwicklung des Ständers vierpolig ausführen. Die Erhöhung des Anlaufdrehmoments wird dadurch erzielt, daß der Läufer zwei parallel geschaltete Wicklungen mit gegeneinander einstellbarem elektrischen Winkel enthält, deren Verbindungspunkte mittels Bürsten mit dem Kollektor der Hilfswicklung des induzierenden Teils verbunden sind. Solange die Impedanz der Hilfswicklung im Ständer infolge der großen Schlüpfung beim Anlauf groß ist, werden die Läuferwicklungen von einem Strome durchflossen, der von der geometrischen Differenz der in ihnen induzierten Spannung und dem Widerstande der Wicklungen selbst abhängig ist. Macht man -die Phasenverschiebung zwischen den beiden Wicklungen des Läufers zwischen Null und 18o elektrischen Graden verstellbar, so kann man das Anlaufdrehmoment weitgehend ändern.The improvement of the power factor is achieved through a special, im Auxiliary winding accommodated in the stator achieved that with one of the main winding different number of poles is carried out so that it differs from the main winding with the it has a common magnetic core, is as independent as possible. One can meanwhile let the stator main winding act partially on the auxiliary winding. This partial induction then depends on the choice of the corresponding number of poles two windings and the distance between the two windings from each other. so that one this can influence the engine characteristics. When a partial induction is not required, d. H. if compensation is not required when idling the auxiliary winding can be two-pole and the main winding of the stator four-pole carry out. The increase in starting torque is achieved by the rotor two windings connected in parallel with mutually adjustable electrical Contains angle, the connection points of which by means of brushes with the collector of the auxiliary winding of the inducing part are connected. As long as the impedance of the auxiliary winding im Stator is large as a result of the large slip at start-up, the rotor windings are traversed by a stream that is determined by the geometric difference in them induced voltage and the resistance of the windings themselves. Power man -the phase shift between the two windings of the rotor between Zero and 18o electrical degrees adjustable, so you can largely adjust the starting torque change.

Durch die gleichzeitige Anwendung beider Maßnahmen erzielt man außer den Wirkungen jeder dieser Maßnahme für sich noch den besonderen Vorteil, daß keine Mittel mehr erforderlich sind, um bei Erreichung der Betriebsdrehzahl die Läuferwicklungen kurzzuschließen. Denn dieser Kurzschluß tritt über die bei kleiner Schlüpfung sehr niedrige Impedanz der im Ständer untergebrachten Hilfswicklung selbsttätig ein.By using both measures at the same time, one achieves except the effects of each of these measures have the particular advantage that none Means more are needed to reach the operating speed the Short-circuit the rotor windings. Because this short circuit occurs on the smaller Automatic slip very low impedance of the auxiliary winding housed in the stator a.

Im vorstehenden ist angenommen, daß, wie üblich, der Ständer der induzierende und der Läufer der induzierte Teil ist. Eine Umkehrung dieser Anordnung ist natürlich ohne weiteres möglich.In the foregoing it is assumed that, as usual, the stator is the inducing and the runner is the induced part. Reversing this arrangement is natural easily possible.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Abbildungen beschrieben, von denen Abb. r in teilweisem Schnitt die Ausführung eines Motors und Abb. 2 die Anordnung und Verbindungen der einzelnen Wicklungen zeigt.The invention is described below with reference to the figures, of which Fig. r shows the execution of a motor in partial section and Fig. 2 the Shows the arrangement and connections of the individual windings.

Auf dem Ständer S ist S, die gewöhnliche, vom Netz gespeiste Wicklung eines Asynchronmotors, SZ die Hilfswicklung, die beispielsweise in den Kopf der Ständernuten eingelegt und fortschreitend mit den feststehenden Kommutatorlamellen C verbunden ist.On the stator S is S, the ordinary mains powered winding an asynchronous motor, SZ the auxiliary winding, for example in the head of the Stator slots inserted and progressing with the fixed commutator segments C is connected.

Auf dem Läufer R sind zwei untereinander gleiche Wicklungen aufgebracht, und zwar bildet die halbe Stabzahl in jeder Läufernut die eine Wicklung R1, die andere halbe Stabzahl die zweite Wicklung R2. In der Abb. r ist nur eine dieser Wicklungen, und zwar R1 sichtbar. Die beiden Läuferwicklungen sind parallel geschaltet und in ihrer gegenseitigen Lage um den Winkel von Null bis 18o elektrischen Graden verstellbar. Dieser Winkel muß für jeden besonderen Fall geeignet ausgewählt werden und bestimmt die Höhe des Widerstandes, der beim Anlaufen erforderlich ist.Two identical windings are applied to the rotor R, namely half the number of bars in each rotor slot forms the one winding R1, the other half the number of bars the second winding R2. In Fig. R there is only one of these Windings, R1 visible. The two rotor windings are connected in parallel and in their mutual position by an angle from zero to 18o electrical degrees adjustable. This angle must be selected appropriately for each particular case and determines the level of resistance that is required when starting.

Die Verbindungspunkte zwischen den beiden Läuferwicklungen D bilden gewissermaßen die Scheitel einer einzigen parallel geschalteten Doppelwicldung. Diese Scheitel sind mit den isolierten Ringen E und von letzteren jeder seinerseits mit einer Reihe von Bürsten B, welche auf dem Kommutator C schleifen, verbunden. Die von Bürstenhaltern P getragenen Bürsten laufen mit dem Läufer R um.The connection points between the two rotor windings D form as it were, the apex of a single parallel-connected double winding. These vertices are with the isolated rings E and each of the latter in turn connected to a series of brushes B, which slide on the commutator C. The brushes carried by the brush holders P rotate with the rotor R.

Die Wirkungsweise der Gesamtanordnung ist folgende: Beim Anlaufen ist der Widerstand der Ständerhilfswicklungen S2 wegen der hohen Frequenz groß. Die beiden Wicklungen R1 und R2 auf dem Läufer R wirken zunächst so, als ob sie nicht durch die Bürsten B und den Kommutator C, sondern - eine über die andere - teilweise kurzgeschlossen wären, und der Strom, der sie durchfließt, und der dem gewünschten Anlaufdrehmoment entspricht, kann durch Einstellung ihres gegenseitigen Winkelabstandes bestimmt werden. Je mehr die Drehzahl zunimmt, um so mehr verringert sich der Widerstand der Ständerhilf swicklung S2, und die beiden Läuferwicklungen werden fortschreitend durch die umlaufenden Bürsten B über den Kommutator C und die Ständerhilfswicklungen S2 mehr und mehr kurzgeschlossen.The mode of operation of the overall arrangement is as follows: When starting up the resistance of the stator auxiliary windings S2 is high because of the high frequency. The two windings R1 and R2 on the rotor R initially act as if they not through the brushes B and the commutator C, but - one over the other - would be partially short-circuited, and the current that flows through them, and the dem desired starting torque can be adjusted by adjusting their mutual Angular distance can be determined. The more the speed increases, the more it decreases the resistance of the stator auxiliary winding S2 and the two rotor windings are progressing through the rotating brushes B over the commutator C and the stator auxiliary windings S2 more and more short-circuited.

Bei der normalen Drehzahl wirken die Ständerhilfswicklungen und der Kommutator wie die Teile eines Mehrphasenerregergenerators, der eine gegenelektromotorische Kraft erzeugt. Wenn eine solche Maschine bis zu einem gewissen Grade gesättigt ist, so wirkt sie als Selbsterregermaschine und kann dann so bemessen sein, da& sie zunächst durch ihren eigenen negativen Widerstand den Läuferwiderstand und weiterhin durch ihren eigenen Scheinwiderstand auf die Selbstinduktion der Läuferstreuung und die der Erregermaschine selbst ausgleicht.The stator auxiliary windings and the Commutator like the parts of a polyphase exciter generator, which is a counter electromotive Power generated. When such a machine is saturated to a certain extent, in this way it acts as a self-exciting machine and can then be dimensioned in such a way that it is there first the runner resistance through their own negative resistance and continue through their own impedance to the self-induction of the runner dispersion and that of the exciter itself compensates.

Bei der oben beschriebenen Maschine steht der Kommutator fest, und die Bürsten laufen um. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Schleifringe fortfallen. Es ist jedoch ohne weiteres einzusehen, daß, ohne aus dem Rahmen der Erfindung herauszutreten, der Ständer die Rolle des Läufers übernehmen könnte, und umgekehrt.In the machine described above, the commutator is fixed, and the brushes rotate. This arrangement has the advantage that the slip rings are omitted. However, it is readily understood that, without departing from the scope of the invention, the stand could take on the role of the runner, and vice versa.

Der Kommutator hat nur kleine Abmessungen und verhältnismäßig wenig Lamellen. Wenn er feststeht, kann er in der bekannten Weise hohl ausgebildet sein, so daß die Bürsten von innen umlaufen.The commutator has only small dimensions and relatively few Slats. If it is fixed, it can be made hollow in the known manner, so that the brushes rotate from the inside.

Claims

PATENT CLAIM: Self-starting induction motor, its inducing Part carries two separate windings, a main winding connected to the network and an auxiliary winding with collector, characterized in that on the induced Part two windings connected in parallel with mutually adjustable electrical Angle are arranged, their connection points by means of brushes with the collector the auxiliary winding of the inducing part are connected.