DE476025C

DE476025C - Polumschaltung im Verhaeltnis 8:2 an einer 8n-poligen Dreiphasenwicklung, insbesondere an der Staenderwicklung von Induktionsmotoren

Info

Publication number: DE476025C
Application number: DEW72320D
Authority: DE
Original assignee: HELLMUT WEINERT DIPL ING
Current assignee: HELLMUT WEINERT DIPL ING
Priority date: 1926-04-20
Filing date: 1926-04-20
Publication date: 1929-05-31

Description

Polumschaltung im Verhältnis 8:2 an einer 8n-poligen Dreiphasenwicklung, insbesondere an der Ständerwicklung von Induktionsmotoren Die Erfindung betrifft eine Polumschaltung im Verhältnis 8 : 2 an einer 8n-poligen, in der üblichen Weise ausgeführten Dreiphasenwicklung, die insbesondere die Ständerwicklung von Induktionsmotoren darstellt. Eine derartige in der normalen Dreiphasenschaltung 8n-polige Wicklung kann man bekanntlich dadurch auf eine 6n-polige Wicklung umschalten, daß man aus den in der räumlichen Aufeinanderfolge gradzahligen und ungradzahligen Wicklungsteilen zwei Phasen bildet und diese entweder zweiphasig speist (z. B. über einen von einem Dreiphasennetz gespeisten Scottschen Transformator) oder die beiden Phasen in T-Schaltung miteinander verbindet und unmittelbar oder über Ausgleichswiderstände an ein Dreiphasennetz anschließt. Eine dritte Polzahl kann man dadurch erreichen, daß man die Sn-polige Wicklung in bekannter Weise auf eine 4n-polige umschaltet. Der durch die vorliegende Erfindung erzielte technische Fortschritt besteht vor allem darin, daß die Zahl der an der 8n-poligen -Dreiphasenwicklung erzielbaren Polzahlen bzw. Drehzahlen erweitert wird, so daß man nunmehr die Wicklung mit vier Polzahlen (8, 6, q. und 2) betreiben kann, während bisher nur drei Polzahlen möglich waren. Aus diesem Grunde mußte man bisher, um genügend viele Drehzahlen zu erzielen, zwei polumschaltbare Wicklungen an ein und derselben -Maschine vorsehen. Diese Erweiterung des Drehzahlbereiches mittels Polumschaltung ist namentlich beim Antrieb von Werkzeugmaschinen durch polumschaltbare Asynchronmotoren sehr vorteilhaft, da hier einerseits die Drehzahl in weiten Grenzen eingestellt werden muß, andererseits aber eine kontinuierliche Veränderung der Drehzahl nicht unbedingt erforderlich ist,- da man die Zwischenstufen durch Umschaltungen an einem Rädergetriebe ausgleichen kann. Die Umschaltung ist im folgenden der Einfachheit halber an einer 8-poligen Dreiphasenwicklung erläutert. Die Wicklung besitzt gemäß dem Schema der Abb. z die geringstmögliche Zahl von 12 Wicklungsteilen bzw. Spulen. Sie ist also eine Einlochwicklung. Selbstverständlich kann man aber die Erfindung ohne weiteres auch auf Mehrlochwicklungen anwenden, die für 8 Pole eine entsprechend größere Zahl von Wicklungsteilen oder Spulen besitzen. Ebenso ergibt sich sinngemäß die Anwendung auf 8n-polige Dreiphasenwicklungen (n eine beliebige ganze Zahl).
Zur Herstellung der Polzahl 2 (bzw.2n) bilden gemäß der Erfindung von den 12 Wicklungsteilen einer 8- bzw. 8n-poligen Wicklung je zwei nebeneinan.derliegende Wicklungsteile und zwei diesen gegenüber um q. n verschobene Wicklungsteile unter entsprechender Vertauschung der Anschlüsse für die Enden der letzteren. eine Phase. a 7c ist dabei der Winkel von 360 elektrischen Graden, bezogen auf die 8-polige Ausgangsschaltung. Abb.2 zeigt eine derartige 2-polige Schaltung der normal 8-poligen Wicklung nach der Abb. i. Beispielsweise besteht die Phase I in Hintereinanderschaltung aus den Wicklungsteilen i und 2 und den diesen gegenüberliegenden bzw. um q. n verschobenen Wicklungsteilen 7 und B. Die Wicklungsteile 7 und 8 sind dabei mit vertauschtem Anfang und Ende in die Phase eingeschaltet, was in Abb.2 durch Minuszeichen angedeutet ist. Bei einer derartigen Schaltung wird, wie in Abb. i durch die für eine Phase eingezeichneten Plus- und Minuszeichen sowie durch die Pfeile a, b der Feldrichtung angedeutet ist, eine 2-polige Stromverteilung der an sich $-poligen Wicklung erreicht.
In ähnlicher Weise besteht die Phase II der Abb.2 aus den Wicklungsteilen + 5, -i- 6 und - i i; - 12 und die Phase III aus den Teilen -f- 9, -j- io und - 3, - q.. Die mit dem Pluszeichen versehenen Wicklungsteile entsprechen den Teilen i und 2 in der Phase I. Die Wicklungsteile + 5, -f- 6 und + 9, -f- io besitzen dabei gegenüber den Teilen + i, -fi- 2 eine räumliche Phasenverschiebung von bzw. für die neue Polzahl 2 eine solche von Selbstverständlich kann man die nach der: Erfindung gebildeten Phasen der 2-poligen Schaltung in irgendeiner bekannten Schaltung miteinander verbinden. Ebenso kann man die einzelnen Wicklungsteile einer Phase hintereinanderschalten (Abb.2) oder auch zueinander parallel oder teils zueinander parallel, teils in Reihe miteinander. Man wird die Schaltung dabei zweckmäßig derart aussuchen, daß man im Eisen die Induktion erhält, die für das in einem bestimmten Falle gewünschte Drehmoment erforderlich ist.
In Abb. 3 bis 6 sind einige besonders vorteilhafte Schaltungen dargestellt. Abb. 3 zeigt eine Schaltung, bei der die vier Wicklungsteile einer Phase der 2-poligen Schaltung auf eine Drcieckseite und einen Sternstrahl einer gemischten Sterndreieckschaltung aufgeteilt sind. Die Dreieckseiten und die Sternstrahlen sind dabei hintereinandergeschaltet. Abb.6 zeigt eine ähnliche Anordnung, bei der die Dreieckseiten und die Sternstrahlen zueinander parallel geschaltet sind. Bei derartigen Schaltungen besitzen bekanntlich die Ströme in den Dreileckseiten und in den Sternstrahlen eine Phasenverschiebung von 30°. Man kann nun gemäß der Erfindung zwei nebeneinanderliegende Wicklungsteile einer Phase der 2-poligen Schaltung ,derart auf eine Dreieckseite und einen Sternstrahl einer gemischten Sterndreieckschaltung aufteilen, daß die durch die Aufteilung hedingten verschiedenen Stromphasen auch der räumlich verschiedenen Lage beider Wicklungsteile und der Drehfeldrichtung entsprechen. Dadurch wird der Wicklungsfaktor der Anordnung verbessert. In Abb. 3 und 6 ist dies dadurch erreicht, daß z. B. von der Phase I die Wicklungsteile i und - 7 einer Dreieckseite und + 1.2 und - 6 dem anscl-fließenden Sternstrahl angehören.
Abb. q. zeigt eine der Abb. 3 ähnliche Schaltung. Von den vier Wicklungsteilen einer Phase gehört aber nur einer der Dreieckschaltung an, während die drei übrigen den Sternstrahl bilden. Auch hier wird für die Wicklungsteile 9 und io, i und 2, 5 und 6 eine Verbesserung des gemeinsamen Wicklungsfaktors in der oben geschilderten Weise erreicht.
Die gemischte Sterndreieckschaltung nach Abb. 3 hat noch den Nachteil, daß der Strom in den Sternstrahlen den Wert des Stromes in den Dreieckseiten besitzt, so daß die Wicklung mit verschiedenem Querschnitt ausgeführt werden muß, wenn man eine ungleichmäßige Erwärmung vermeiden will. Diesen Nachteil kann man annähernd, und mit Rücksicht auf guten Antrieb noch praktisch zulässig, durch entsprechende Parallel- und Hintereinanderschaltung der Wicklungsteile beseitigen. Beispielsweise zeigt Abb. 5 eine Anordnung, bei der die Dreieckseiten und die Sternstrahlen hintereinander= geschaltet sind und bei der die beiden Wicklungsteile einer Dreieckseite hintereinandergeschaltet sind und die beiden Wicklungsteile eines Sternstrahles zueinander parallel. Abb. 6 zeigt die entsprechende Anordnung für Parallelschaltung der Dreieckseiten und der Sternstrahlen.
Für die normal Sn-polige Wicklung, die nach der Erfindung auf eine 2n-polige umgeschaltet wird, kann man auch noch andere bereits vorgeschlagene Polumschaltungen anwenden. Man kann die 8n-polige Wicklung bekanntlich dadurch auf eine 4n-polige umschalten, daß man die in Dreieck geschaltete Wicklung von den Mitten der Dreieckseiten aus speist und die Eckpunkte des Dreiecks miteinander verbindet. Ebenso kann man in bekannter Weise eine 6n-polige Schaltung erreichen, indem man aus den gradzahligen Wicklungsteilen und den ungradzahligen zwei Phasen bildet und diese entweder mittels eines besonderen Transformators zweiphasig speist oder auch in '['-Schaltung miteinander verbindet und unmittelbar an ein Dreiphasennetz anschließt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Polumschaltung im Verhältnis 8 :2 an einer 8n-poligen Dreiphasenwicklung, insbesondere an der Ständerwicklung von Induktionsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Polzahl 2 bzw. 2n von den 12- bzw. 12n-Wicklungsteilen einer 8- bzw. 8n-poligen Wicklung je zwei nebeneinanderliegende Wicklungsteile und zwei gegenüber diesen um 4 n verschobene Wicklungsteile unter - entsprechender Vertauschung der Anschlüsse für die Enden der letzteren eine Phase bilden.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die den einzelnen Phasen angehörenden Wicklungsteile der 2-poligen Schaltung den Stern- bzw. den Dreieckphasen einer gemischten Sterndreieckschaltung angehören.
3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß von je zwei nebeneinanderliegenden Wicklungsteilen einer Phase der - 2-poligen Schaltung je ein Wicklungsteil der Stern- bzw. der Dr eieckphase der gemischten Sterndreieckschaltung angehört und daß die durch die Aufteilung bedingten, voneinander abweichenden Stromphasen auch der räumlich verschiedenen Lage beider Wicklungsteile und der Drehfeldrichtung entsprechen. 4.. Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den vier Wicklungsteilen einer Phase der 2-poligen Schaltung je zwei gegenüberliegende Wicklungsteile in Hintereinanderschaltung einer Dreieckphase, die beiden andern gegenüberliegenden Wicklungsteile dagegen in Parallelschaltung einer Sternphase angehören.