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Einrichtung zur selbsttätigen Drehzahlregelung asynchroner Induktionsmotoren.
Die Erfindung- bezieht sich auf asynchrone Indttiktionsmotoren der in der Patentschrift
.1.45 886 beschriebenen Art. Die primären und sekundären Stirnverbindungen dieser
Motoren sind so ausgebildet, daß sie unter gegenseitiger Einwirkung unausgeglichene
zusätzliche Querfelder erzeugen. Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur selbsttätigen
Drehzahlregelung dieser Motoren, und zwar wird bei gegebener Drehzahl die Veränderung
des mit der Statorhauptwicklung in Reihe geschalteten Vorschaltwiderstandes bzw.
die Eih-und Ausschaltung von Hilfswicklungen oder zusätzlicher nur zum Anlauf oder
zur Regelung verwendeten Widerstände im Sekundärstromkreise selbsttätig geregelt.
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Gemäß der Erfindung geschieht die Drehzahlregelung durch Anwendung
einer zweiten Ständerwicklung (Hilfswicklung), die in denselben Nuten angeordnet
ist wie die Hauptwicklung, deren Stirnverbindungen aber in bezug auf jene der Hauptwicklung
um i8o elektrische Grade versetzt sind, und man benutzt hierbei die für Motoren
der in Frage stehenden Art charakteristische Erscheinung, nämlich die proportionale
Änderung der Dreizahl mit der in dieser zweiten Wicklung induzierten Spannung, während
die Hauptwicklung mit konstanter Spannung gespeist wird.
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Wenn die zweite Wicklung den Zweck bat, die erwälhnte selbsttätige
Wirkung zu erreicUen, nämlich die in ihr induzierte Spannung proportional der Drehzahl
des Motors zu verändern, so kann sie, selbst wenn der Motor mehrphasig ist, auch
einphasig sein, und die Windungszahl dieser 'Wicklung ist von der Windungszahl der
Hauptwicklung unabhängig. Andererseits kann diese Wicklung, wie bereits erwähnt,
auch als Arbeitswicklung verwendet werden.
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Es können beliebige Arten von Verbindungs- und Unterbrechungseinrichtungen
verwendet werden, die auf die Änderung der Arbeitsspannung innerhalb der auftretenden
Spannungsschwankungen selbsttätig ansprechen. Ferner kann man, ohne den Rahmen der
Erfindung zu verlassen, dieselbe Spannungsänderung dazu verwenden, um Relais zu
betätigen, welche ihrerseits dein Erregerstromkreis der selbsttätigen Unterbrecher
oder Umschalter schließen oder öffnen; diese Relais 'können durch irgendeinen unabhängigen
Stromkreis mit konstanter Spannung gespeist werden.
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Bei der praktischen Ausführung der Erfindung schaltet man parallel
zur zweiten Ständerwicklung, deren Änderung der induzierten Spannung benutzt wird,
die Steuerspule eines oder mehrerer unabhängiger Unterbrecher, welche mit der Hauptwicklung
des Ständers hintereinandergeschaltete Widerstände oder mit der Sekundärwicklung
des Läufers in Reihe liegende Widerstände oder zusätzliche '\Vicklungen ein- oder
ausschalten.
Die Erfindung sei an Hand der Zeichnungen näher erläutert,
die einige Ausführungsbeispiele veranschaulichen.
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Abb. i zeigt das Schaltbild eines selbsttätigen Unterbrechers, der
Widerstände oder Hilfswicklungen im sekundären Stromkreis ein- und ausschaltet.
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Abb. 2 zeigt eine der Abb. i entsprechende Schaltung, die jedoch die
Ein- und Ausschaltung von Widerständen im Stromkreis der Ständerhauptwicklung betrifft.
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Abb.3 veranschaulicht das Einschalten eines Relais, das die Verwendung
eines unabhängigen Stromes für die Speisung der Erregerwicklung des selbsttätigen
Schalters gemäß Abb. i und 2 bezweckt.
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Abb. 4. zeigt ein selbsttätiges Schalterrelais, dessen Erregerspule
mit der StänderhiHswicklung parallel geschaltet ist, um diese Wicklung bei gegebener
Drehzahl in den Speisekreis zu legen.
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Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Abbildungen die gleichen
Teile.
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In dem Schaltbild der Abb. i bezeichnet i die Arbeitswicklung des
S.taters und z die Ständerhilfswicklung, deren eine Phase mit der Erregerwicklung
3 eines selbsttätigen Unterbrechers io in Reihe geschaltet ist: Dieser Unterbrecher
sichert das Ein- und Ausschalten einer mit der Sekundärwicklung 5 des Motors in
Reihe geschalteten Hilfswicklung 4., um den zum Anlauf oder zur Veränderung der
MotorcharaIneristiken erforderlichen Strom zu begrenzen. Sobald der Motor- eine
;gegebene, dem Einstellwert des selbsttätigen Unterbrechers entsprechende Drehzahl
erreicht hat, setzt jede Erhöhung der in der Hilfswicklung 2 induzierten Spannung
den Unterbrecher in Gang und schließt die Hilfswicklung 4. kurz.
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Bei dem Schaltbild der Abb. z sind veränderliche Widerstände 6 mit
der Hauptwicklung i in Reihe geschaltet; diese Widerstände werden mit Hilfe irgendeiner
geeigneten Kontakteinrichtung i i geregelt, deren Steuerung durch die Spule 3 erfolgt,
die von der in der Ständerhilfswicklung 2 inidüzierten Spannung erregt wird. Die
Erregerstärke der Spule 3 .ändert sich mit jeder Änderung dieser Spannung, und infolgedessen
verändert sie auch die Größe der Widerstände 6.
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Bei der Schaltung gemäß Abb.3 erreicht man, daß die Einrichtung auf
die Einwirkung der Spule 3 empfindlicher anspricht, indem diese dazu verwendet wird,
den. unabhängigen Stromkreis einer Stromquelle von konstanter Spannung zu schließen,
welche auf einen Arbeitsmagneten 9 wirkt, der :entweder den selbsttätigen Unterbrecher
io (Abb, i) oder die Kontakteinrichtung i i (Abb. a) zum Ansprechen bringt. Diese
Anordnung hat den Vorteil, daß das Relais 3 leichter und init größerer Genauigkeit
eingestellt werden kann, werend die Speisung des Magneten 9 mit konstanter Spannung
eine größere Arbeitsgeschwindigkeit sichert.
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Bei dein Schaltbild nach Abb. ,1 ist die Ständerhilfswicklung z selbst
eine Arbeitswicklung: der Motor besitzt also zwei getrennte Primärwicklungen i und
a, deren eine während des Anlaufes eingeschaltet ist, während die andere sich mit
Hilfe des durch den Magneten 3 betriebenen dreipoligen Unterbrechers selbsttätig
einschaltet, sobald die induzierte Spannung in dieser Wicklung einen gegebenen Einstellwert
überschreitet.
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Wenn man die Unterbrecher und Schalter nach den in. der Zeichnung
angegebenen Schaltungen ausführt, so sprechen sie fortlaufend auf Geschwindigkeitsänderungen
in beiden Richtungen an, .ähnlich wie es der Arbeitsweise eines Fliehkraftreglers
entspricht; in diesem Falle wird die Spule 3, wenn der Schalter 1z einmal geschlossen
ist, durch die konstante Netzspannung gespeist, und der Schalter kann sich nicht
wieder öffnen, sofern. nicht ein beträchtlicher Spannungsabfall auftritt.
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Offenbar ist die Erfindung nicht an die dargestellten Ausführungsbeispiele
gebunden, sondern sie ist je nach den gegebenen Bedingungen auch mit zahlreichen
Abänderungen anwendbar.