DE499447C - Induktionsmotor fuer betriebsmaessigen Lauf mit der einem der Staenderoberfelder zugeordneten Drehzahl (Schleichdrehzahl) - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
7. JUNI 1930

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d2 GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. Mai 1926 ab

Da die Herstellung von sehr langsam laufenden Asynchronmotoren meist zu teuer wird, ist bereits vorgeschlagen worden, zur Erzielung einer kleinen Drehzahl die bekannte, häufig störend auftretende Schleicher scheinung der Kurzschlußläufermotoren zu benutzen. Das Schleichen kommt dadurch zustande, daß das Hauptfeld des Primärteils jedesmal dort geschwächt wird, wo eine Nut ist, und dort ver-

jo stärkt wird, wo sich ein magnetisch gut leitender Zahn befindet. Hierdurch entstehen Oberfelder mit wesentlich mehr Polen und wesentlich kleinerer Polteilung als das Hauptfeld. Hauptfeld und Oberfeld wirken gleichzeitig auf den Läufer ein und erzeugen ein zusammengesetztes Drehmoment, das aus mehreren EinzieQmomenten verschiedener Synchrondrehzahl und mit verschiedenen Kippwerten besteht.

Das Schleichen tritt ein, wenn das Moment des Oberfeldes größer wird als das des Hauptfeldes, vermindert um Reibungs- und Lastmoment. Der Motor läuft dann mit einer Drehzahl, die erheblich unter der synchronen Drehzahl des Hauptfeldes liegt. Er verhält sich bezüglich der Drehzahl wie ein Motor mit einer wesentlich größeren Polzahl, als dem Hauptfeld entspricht. Die Aufrechterhaltung der Schleichdrehzahl wird durch das Hauptfeld erschwert, das ein beschleunigendes Moment erzeugt und die Drehzahl zu steigern sucht. Schädlich ist dabei auch der hohe Strom im Ständer und Läufer, der dadurch entsteht, daß der Läufer stark hinter dem Drehfeld zurückbleibt und entsprechend stark induziert wird. Der Motor wird dadurch unzulässig stark erwärmt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Wirkungen des Hauptfeldes bei mit einer Schleichdrehzahl zu betreibenden Asynchronmotoren so weit zu verringern, daß sie nicht mehr störend sind. Erfindungsgemäß erhält die Selcundärwicklung eine Polteilung, die kleiner ist als die Polteilung des Hauptfeldes der Primärwicklung, und zwar wird die Sekundärwicklung aus einzelnen Kurzschlußringen zusammengesetzt, deren tangentiale Breite ungefähr der einfachen Polüeälung eines Oberfeldes des Prirnärteöls. 'entspricht, oder aus Käfigen, deren Breite in der Umfangsrichtung ungefähr der doppelten Polteilung des primären Oberfeldes entspricht. Durch diese Maßnahme wird der Einfluß des Hauptfeldes geschwächt, während das Oberfeld voll zur Wirkung kommt.

Bei dieser Ausführung erzielt man folgende Vorteile: Die störenden Drehmomente, die den Motor aus der Schleichdrelizahl zu

') Von dem Patentsucher ist als der]Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Jng. Eberhard Fischer in Barcelona.

bringen suchen, werden vermindert, insbesondere das Drehmoment des Hauptfeldss Der hohe Kurzschlußstrom., der bei Sohleichdrehzahlen in normal gebauten Käfigläufern auftritt, wird verkleinert. Dadurch werdten die Stromverluste vermindert und der Wirkungsgrad gesteigert. Eine unzulässige Erwärmung des Motors wird verhütet und dadurch ein Dauerbetrieb mit der Schleichdrehzahl ermöglicht.

In der Zeichnung sind einige Ausführungen des Sekundärteils beispielsweise dargestellt. In die Läufernuten ι (Abb. ι und 2) sind U-förmige Kurzschlußbügel 2 eingeschoben und nach dem Einschieben bei 3 durch Schweißung o. dgl. zu Ringen geschlossen. Die Polteilung ρ eines Ringes ist wesentlich kleiner als die Poltieilung des Hauptfeldes der Primärwicklung und entspricht der Polteilung irgendieines Oberfeldes dieser Wicklung. Das Drehmoment D des Motors ist in Abhängigkeit von der Drehzahl η in Abb. 3 durch die Kurve 4 dargestellt. Der Punkt ο entspricht der Drehzahl o, der Punkt 5 der dem Hauptfeld der Primärwicklung entsprechenden Synchrondrehzahl. Der Punkt 6, bei dem die Kurve 4 die Nullinie schneidet, entspricht der synchronen Schleichdrehzahl. Nach, einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Drehmoment dadurch vergrößert werden, daß man dem Drehmoment der Schleichdrehzahl ein dem Hauptfeld entsprechendes kleines Drehmoment überlagert. Die Kurve 7 stellt das Drehmoment des Hauptfeldes eines normalen Induktionsmo-· tors in Abhängigkeit von der Drehzahl dar, und zwar bei kurzgeschlossener oder nahezu kurzgeschlossener Sekundärwicklung. Es ist bekannt, daß der Scheitel 8 dieser Kurve durch Einschalten von Widerstand in die Selnmdärwicklung mehr und. mehr nach links gerückt werden kann, bis über den Punkt ο hinaus. Der Sekundärwiderstand kann nun so stark erhöht werden, daß die Kurve 7 in die Kurve 9 übergeht. Überlagert nun die Kurve 9 die Kurve 4, so erhält man die strichpunktierte Kurve ι o, deren Scheitel wert 11 wesentlich höher liegt. Man erhält auf diese Weise ein größeres Drehmoment im Bereiche der Schleichdrehzahl.

Diese Überlagerung läßt sich in einfacher Weise durch' Verbindung der Kurzschlußringe 2 durch Leiter höheren Widerstandes, z.B. durch die Widerstandsbänder 12, die an die Köpfe der Ringe angeschweißt werdien, verwirklichen. Dadurch werden die Ringe zu einem zusammenhängenden Käfig höheren Widerstandes verbunden. Der Widerstand der Verbindungsleiter 12 wird zweckmäßig so gewählt, daß der untere Ast 13 der Kurve des resultierenden Drehmomeiues 10 die Nullinie berührt oder nur wenig* oberhalb oder unterhalb der Nullinie liegt. Auf diese Weise erhält man auch ein brauchbares Anzugsmoment. Ö5

Die Abb. 4 und 5 zeigen eine andere Ausbildung des Käfigs, dessen Stirnringe 14 etwa entsprechend der doppelten Polteilung ρ des Oberfeldes in bestimmten Abständen mit Kerben 15 versehen sind. Die geschwächten Stellen 16, die auch durch Material höheren Widerstandes ersetzt werden können, entsprechen dem Verbindungsleiüer 12 der Abb. 1 und 2.

In manchen Eällen, z. B. beim Antrieb von Papierkalandern, ist es notwendig, die Arbeitsmaschine einmal mit kleiner, einmal mit hoher Geschwindigkeit anzutreiben, und zwar mit hohem Anzugsmoment. Bei den bekannten Einrichtungen ist der Antriebsmotor durch So ein Getriebe mit umschaltbarer Übersetzung mit der Arbeitsmaschine verbunden, oder es sind zwei Motoren mit entsprechenden Übersetzungen, Kupplungen und Drehzahlen mit der Maschine verbunden, die abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden.

Nach der Erfindung kommt man mit einem einzigen Motor aus, der durch ein Getriebe mit unveränderlicher Übersetzung mit der Antriebsmaschine gekuppelt ist, wenn man go in die Nuten des Sekuindlärteils außer den Kurzschlußringen oder einer entsprechenden Phasenwicklung mit der kleineren Polteilung noch eine offene Phasemvicklung einlegt, deren Polteilung gleich der des Hauptfeldes oder eines der anderen Oberfeldier der Primärwicklung ist. Bei offener Phasen wicklung läuft der Motor mit der kleinen Schleichdrekzahl, bei geschlossener Phasemvicklung beispielsweise mit der dem Hauptfeld entsprechenden Drehzahl. Zur Erzielung eines hohen Anzugsmomentes wird die offene Phasenwicklung an einen regelbaren Anlasser angeschlossen. Soll der Motor mit der Hauptdrehzahl laufen, so wird er wie ein normaler Asynchronmotor durch allmähliches Kurzschließen des Anlaßwiderstandes angelassen, soll er mit der Schleichdrehzahl laufen, so wird der Anlasser zunächst wie vorher bedient, kurz vor der Erreichung der Schleichdrehzahl wird aber der Stromkreis der Phasenwicklung geöffnet. Fehlen die Verbindungsleiter 12 (Abb. 1 und 2), die die Kurzschlußringe 2 zu einem Käfig vereinigen, so kann nach Erreichung der Schleichdrehzahl die Phasenwicklung eingeschaltet bleiben, der Anlaßwiderstand wird dann auf einen solchen Wert eingestellt, daß das vom Hauptfeld erzeugte Drehmoment dem Verlauf der Kurve 9 (Abb. 3) entspricht.

Soll der Motor auf mehr als zwei verschiedene Drehzahlen eingestellt werden köa-

nen, so kann man im Primärteil eine auf verschiedene Polzahlen umschaltbare Wicklung anbringen, man kann aber auch den Sekundärteil mit mehreren offenen oder auf verschiedene Polzahlen umschaltbaren Phasenwicklunaren versehen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Induktionsmotor für betriebsmäßigen Lauf mit der einem der Ständeroberfelder zugeordneten Drehzahl (Schleichdrehzahl), dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußwickluing des induzierten Teiles aus Ringen (2, Abb. 1), die je einen Zahn, oder aus Käfigen (14, Abb. 4), die zwei Zähne umschließen, zusammengesetzt ist.

2. Induktionsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußringe (2, Abb. 1) oder Käfige (14, Abb. 2) durch Verbindungsleiter (12 bzw. 16; höheren Widerstandes zu 'einem über den Läuferumfang geschlossenen Käfig vereinigt sind.

3. Induktionsmotor nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen solchen Widerstand der Verbindungsleiter (12, Abb. i, oder 16, Abb. 2), daß die Kurve des resultierenden Drehmomentes (10, Abb. 3) bei der gewünschten Schleichdrehzahl mit ihrem unteren Ast (13) die Nullinie (0-5) berührt oder nur wenig oberhalb oder unterhalb dieser Nullinie liegt.

4. Induktionsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärteil noch eine Phasenwicklung trägt, deren Polteilung gleich der Polteilung des Hauptfeldes oder eines anderen Oberfeldes der Primärwicklung ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen