DE479686C

DE479686C - Starting circuit for pole-changing AC motors

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Publication number: DE479686C
Application number: DER62156D
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 1924-10-01
Filing date: 1924-10-01
Publication date: 1929-07-24

Description

Anlaßschaltung für polumschaltbare Wechselstrommotoren Es ist zur Verbesserung des Leistungsfaktors von Induktionsmaschinen bekannt, außer der kurzgeschlossenen Arbeitswicklung noch eine Stromwenderwicklung im Läufer anzuordnen, die über Bürsten vom Netz gespeist wird. Die Schaltung einer solchen Maschine ist in Abb. = dargestellt. P ist die am Netz liegende Primärwicklung, S die im Läufer angeordnete Sekundärwicklung und K die Stromwenderkompensationswicklung, deren Bürsten in der Abbildung an Anzäpfpunkten der Primärwicklung P liegen, aber auch von einer besonderen, im Ständer angeordneten Hilfswicklung oder von der Sekundärwicklung eines primär am Netz liegenden Transformators gespeist werden können. Die Anwendung dieses Verfahrens der Phasenkompensation hat bei gewöhnlichen Induktionsmaschinen den Nachteil, daß wegen der großen Relativgeschwindigkeit zwischen Drehfeld und Stromwenderwicklung beim Anlauf höhere Spannungen zwischen den von Bürsten kurzgeschlossenen Wicklungsteilen auftreten, die zu Bürstenfeuer Veranlassung geben.Starting circuit for pole-changing AC motors It is for Known to improve the power factor of induction machines, other than short-circuited Work winding still to arrange a commutator winding in the rotor, which is brushed is fed from the grid. The circuit of such a machine is shown in Fig. =. P is the primary winding on the network, S is the secondary winding in the rotor and K the commutator compensation winding, the brushes of which are at tapping points in the figure the primary winding P, but also from a special one arranged in the stator Auxiliary winding or from the secondary winding of a transformer primarily connected to the network can be fed. The application of this method of phase compensation has in ordinary induction machines the disadvantage that because of the high relative speed between the rotating field and commutator winding when starting higher voltages between the winding parts short-circuited by brushes that lead to brush fire Give cause.

Auch bei dem AnlaßvErfahren nach Patent 383 693, bei dem während des Anlaufs mit der Betriebswicklung eine Anlaufwicklung anderer Polzahl in Reihe geschaltet ist, läßt sich das bekannte Verfahren der Phasenkompensation anwenden. Bei dieser Maschine ist während des Anlaufs zunächst im wesentlichen da Drehfeld der Anlaufwicklung wirksam, während sich das Feld der Betriebspolzahl erst mit zunehmender Drehzahl des Motors in voller Stärke ausbildet. Man kann deshalb das Bürstenfeuer während des Anlaufs unterdrücken, wenn man die Stromwenderwicklung so entwirft, daß in den Wicklungsteilen zwischen den Strömwenderstegen, die durch Bürsten kurzgeschlossen werden, vom Drehfeld der Anlaufwicklung keine oder nur eine geringe EMK induziert wird. Zugleich soll aber auch die Wicklung für die Betriebspolzahl möglichst gut ausgenutzt sein.Also in the tempering process according to patent 383,693, in which during the At start-up, a start-up winding with a different number of poles is connected in series with the operating winding the known method of phase compensation can be used. At this During start-up, the machine is essentially the rotating field of the start-up winding effective, while the field of the operating pole number only changes with increasing speed of the engine in full strength. You can therefore keep the brush fire during suppress the start if the commutator winding is designed so that in the Winding parts between the flow reversing bars, which are short-circuited by brushes are induced by the rotating field of the starting winding little or no EMF will. At the same time, however, the winding should also be as good as possible for the number of operating poles be taken advantage of.

Diese Bedingungen lassen sich bei gewöhnlichen Schleifenwicklungen, wo jede Bürste immer nur eine Spule kurzschließt, durch passende Wahl der Spulenweite erreichen. Wählt man z. B. bei einer Maschine mit vierpoliger Anlauf- und sechspoliger Betriebswicklung die Spulenweite gleich der doppelten Polteilung des Anlauffeldes, so ist die vom Anlauffelde in jeder Spule induzierte EMK Null, während sich die Wicklung für die Betriebspolzahl wie eine Durchmesserwicklung verhält, da ihre Spulenweite gleich dem Dreifachen der Polteilung der Betriebswicklung ist.These conditions can be applied to ordinary loop windings, where each brush only ever short-circuits one coil, by choosing the right coil width reach. If you choose z. B. in a machine with four-pole starting and six-pole Operating winding the coil width is equal to double the pole pitch of the starting field, so the EMF induced by the starting field in each coil is zero while the Winding behaves like a diameter winding for the number of operating poles, because of its coil width is equal to three times the pole pitch of the service winding.

Die hierbei erforderliche verhältnismäßig große Spulenweite ist häufig nicht erwünscht. Man kann dann bei einfachen Spulen zwischen benachbarten Stromwenderstegen die Spulenweite so bemessen, daß der Wicklungsfaktor der Spule für die Betriebswicklung nur wenig, für die Anlaufwicklung aber merklich von der Einheit abweicht. So erhält man beispielsweise bei einer Spulenweite gleich 5/s der Polteilung. einer sechspoligen Betriebswicklung einen Wicklungsfaktor von o,966 ,: i, während, er für eine vierpolige Anlaufwicklung nur 0,72,5 beträgt. Da das Bürstenfeuer mit der Verringerung der Spannung schnell sinkt, ergibt schon eine Verringerung des Wicklungsfaktors auf etwa o,8 häufig befriedigende Verhältnisse.The relatively large coil width required here is often not wanted. You can then with simple coils between adjacent commutator bars the spool width dimensioned so that the winding factor of the coil only slightly for the operating winding, but noticeably different for the start-up winding Unit deviates. For example, a coil width of 5 / s is obtained the pole pitch. a six-pole service winding has a winding factor of o.966 ,: i, while, it is only 0.72.5 for a four-pole starting winding. Since that Brush fire drops rapidly with the decrease in voltage, already results in one Reduction of the winding factor to around 0.8 often satisfactory ratios.

Um bei kleiner Spulenweite und guter Ausnutzung der Wicklung für die Betriebspolzahl eine noch größere Schwächung der vom Anlauffelde induzierten EMK zu erreichen, kann man statt der einfachen Spule mehrere in Reihe geschaltete Spulen verwenden und den Schaltschritt dieser Spulen, d. i. die Entfernung der in Reihe geschalteten Spulen, am Ankerumfang so bemessen, daß er möglichst wenig von einem ungeraden Vielfachen der Betriebspolzahl abweicht. In Abb. 2 ist z. B. ein solches Wicklungselement mit zwei in Reihe geschalteten Spulen dargestellt. Wählt man z. B. sowohl die Spulenweite als auch den Schaltschritt, gleich der Polteilung der beispielsweise sechspoligen Betriebswicklung, so ist für diese Polzahl der Wicklungsfaktor des Wicklungselements gleich i, die Wicklung also so vollkommen wie möglich ausgenutzt. Für die beispielsweise vierpolige Anlaufwicklung ist dagegen der Wicklungsfaktor des Wicklungselements nur o,216, d. h. vom vierpoligen Anlauffelde wird eine EMK in dem Wicklungsteil induziert, die nur o,216 von der beträgt, die_ bgi reinen Durchmesserspulen auftreten würde.In order to achieve an even greater weakening of the EMF induced by the starting field with a small coil width and good utilization of the winding for the number of operating poles, several coils connected in series can be used instead of the simple coil and the switching step of these coils, i.e. the removal of the coils connected in series , dimensioned on the armature circumference so that it deviates as little as possible from an odd multiple of the number of operating poles. In Fig. 2 z. B. such a winding element is shown with two coils connected in series. If you choose z. B. both the coil width and the switching step, equal to the pole pitch of the six-pole operating winding, for example, the winding factor of the winding element is equal to i for this number of poles, so the winding is used as completely as possible. The winding factor of the winding element, however, is for example, four pole start winding only o, 216, ie the four-pole start field an EMF is induced in the winding part, the only o, 216 is from that _ would bgi pure diameter coils occur.

In dem von Bürsten kurzgeschlossenen Wicklungsteil wird außer von den Drehfeldern auch von den Spulenstreufeldern eine EMK, die EMK der Stromwendung, induziert. Um diese EMK möglichst zu unterdrücken, 'empfiehlt es sich bei Kurzschlußankern nach Patent 383 69o, die Spulenseiten des von Bürsten kurzgeschlossenen Wicklungsteils der Stromwenderwicklung so anzuordnen, daß sie mit möglichst vielen Leitern des kurzgeschlossenen Wicklungsstrangs in denselben Nuten liegen, so daß der Wicklungsstrang der Kurzschlußwicklung der Nutenstreufelder der Stromwenderwicklung abdämpft. Dies läßt sich gewöhnlich leicht erreichen, da die einzelnen Wicklungsstränge des Kurzschlußankers nach Patent 383 69o schon im wesentlichen der Bedingung genügen, daß der Wicklungsfaktor für die Betriebspolzahl groß, für die Anlaufpolzahl aber klein ist.In the winding part short-circuited by brushes, apart from the rotating fields also an emf from the coil stray fields, the emf of the commutation, induced. In order to suppress this EMF as much as possible, it is advisable to use short-circuit armatures according to patent 383 69o, the coil sides of the winding part short-circuited by brushes to arrange the commutator winding so that it is connected to as many conductors of the short-circuited winding strand lie in the same slots, so that the winding strand the short-circuit winding attenuates the slot stray fields of the commutator winding. this can usually be reached easily, since the individual winding phases of the short-circuit armature according to patent 383 69o already essentially satisfy the condition that the winding factor large for the number of operating poles, but small for the number of starting poles.

Damit die vom Anlauffelde induzierte EMK möglichst klein. ist, empfiehlt es sich, die Siromwenderwicklung unterhalb der Kurzs.Ghlußwicklung anzuordnen; mit Rücksicht auf möglichst kleine EMK der Stromwendung ist aber gewöhnlich die Anordnung oberhalb der Nurzschlußwicklung vorzuziehen. Je nach der Größe des Einflusses der beiden EMKe auf das Bürstenfeuer, der von Fall zu Fall verschieden ist, wird sich die zweckmäßigste Lage der Stromwenderwicklung ergeben, sofern nicht die technische Ausführung schon die Lage der Stromwenderwicklung bestimmt.So that the EMF induced by the starting field is as small as possible. is, recommends it is advisable to arrange the Sirom winding below the short lead winding; with However, the arrangement is usually taken into account for the smallest possible EMF of the commutation preferable above the short-circuit winding. Depending on the size of the influence of the two EMKs on the brush fire, which varies from case to case, will be result in the most appropriate position of the commutator winding, unless the technical one Execution already determines the position of the commutator winding.

Die Speisung der Stromwenderwicklung kann vom Netz über einen Teil der Betriebswicklung oder der Anlaufwicklung erfolgen. Die Anwendung der Anlaufwicklung ist auch dann möglich, wenn sie im Betriebe kurzgeschlossen ist, sofern nur die Wicklungsteile, die für die Speisung der Stromwenderwicklung dienen, einerseits am Verkettungspunkt liegen. In Abb. 3 ist beispielsweise --eine Schaltung dargestellt, bei der die Stromwenderwicklung K vom Netz über einen Teil der Anlaufwicklung A gespeist wird. B ist die Betriebswicklung und S der Schalter, der nach erfolgtem Anlauf die Anlaufwicklung A kurzschließt. Bei Dreieckschaltung der Anlauf- und Betriebswicklung muß zur Speisung der Stromwenderwicklung K eine besondere Wicklung im Ständer angeordnet werden, wenn nicht die Bürsten über einen besonderen Transformator vom Netz gespeist werden.The supply of the commutator winding can from the network over a part the operational winding or the start-up winding. The application of the start-up winding is also possible if it is short-circuited in the company, provided that only the Winding parts that serve to feed the commutator winding, on the one hand lie at the chaining point. For example, Fig. 3 shows a circuit, in which the commutator winding K from the mains via part of the starting winding A. is fed. B is the operating winding and S is the switch that is made after Start-up the start-up winding A short-circuits. With delta connection of the starting and operating winding a special winding must be arranged in the stator to feed the commutator winding K if the brushes are not fed from the mains via a special transformer will.

Bei einer für die Betriebspolzahl entworfenen Wellenwicklung ist die in einem Umlauf der Wicklung von dem Drehfelde der kleineren Anlaufpolzahl induzierte EMK immer Null; es können sich hier aber Kurzschlußströme über die Bürsten derselben Polarität schließen. Erfindungsgemäß soll deshalb bei Wellenwicklungen während des Anlaufs nur je eine Bürste derselben Polarität aufliegen, oder es sollen die Verbindungsleitungen der gleichpoligen Bürsten unterbrochen werden, so daß die vom Anlaufdrehfelde herrührenden Kurzschlußströme vollkommen unterdrückt werden.In the case of a wave winding designed for the number of operating poles, the induced in one revolution of the winding by the rotating field of the smaller starting pole number EMF always zero; but there can be short-circuit currents through the brushes of the same Close polarity. According to the invention, therefore, with wave windings during the At start-up, only one brush of the same polarity is applied, or the connecting lines should be used of the homopolar brushes are interrupted, so that those originating from the starting rotating field Short-circuit currents are completely suppressed.

Alle bekannt gewordenen Schaltungen für die einzelnen Wicklungen, wie sie besonders in den Aufsätzen von Heyland in der Elektrotechnischen Zeitschrift der Jahre igoi bis 1903 beschrieben sind, lassen sich .auch bei dem Anlaßverfahren nach Patent 383 693 sinngemäß anwenden. .All known circuits for the individual windings, as it is especially in the essays by Heyland in the electrical engineering magazine the years igoi up to 1903 can also be used in the tempering process according to patent 383 693 apply mutatis mutandis. .

Claims

PATENT CLAIMS: i. Starting circuit for pole-changing AC motors according to patent 383693 with commutator compensation winding, characterized in that the winding factor of the coil parts of the compensation winding short-circuited by brushes is as much as i for the number of operating poles, but 0.8 or less for the number of starting poles.

2. Ströinvenderwcklung -for a starting circuit according to claim f; through this marked, that the coil sides of the brush shorted Winding part lie in the same slots of the winding phase of the short-circuit winding, Their winding factor is large for the number of operations, but small for the number of starting poles is.

3. commutator winding for a starting circuit according to claim r, characterized in that that the commutator winding via brushes to the ends of the starting winding or to Taps of the same is connected. q .. starting circuit for AC motors with one as a wave winding and several brushes connected in parallel in each Phase current carried out, terminal compensation winding according to claim =, characterized in, that during start-up only one brush of the same polarity is applied or the connecting lines homopolar brushes are interrupted.