DE551236C - Induktionsmotor mit Kaefiganker - Google Patents

Description

Drehstrommotoren mit Käfiganker haben bekanntlich gegenüber Motoren mit Schleifringanker verschiedene erhebliche Vorteile. Sie sind besser geeignet für rohe Betriebe — 5 infolge des kräftigeren und einfacheren Aufbaues des Läufers. Außerdem ist im allgemeinen ihr Wirkungsgrad und ihr Leistungsfaktor etwas günstiger sowie der Preis niedriger. Trotz dieser Vorteile haben sie nicht die Verbreitung gefunden, die man hiernach erwarten sollte. Die Ursache davon liegt in dem ungünstigen Verhalten des Motors beim Anlauf. Das entwickelte Anzugsmoment ist verhältnismäßig klein, während der beim Anfahren aus dem Netz aufgenommene Strom den Nennstrom um ein Mehrfaches übersteigt. Wegen der Rückwirkung dieses Stromstoßes auf das Netz haben die Elektrizitätswerke für die Benutzung derartiger

ao Motoren strenge Vorschriften erlassen, so daß größere Drehstrommotoren mit Käfigankern nicht mehr in diesen Netzen aufgestellt werden können.

Natürlich hat man sich vielfach bemüht, einen Motor zu schäften, der die nachteiligen Eigenschaften des Käfigmotors in geringerem Maße aufweist, seine Vorzüge aber behält. Besonders in neuerer Zeit sind Vorschläge in dieser Beziehung gemacht worden. Diesen liegt im allgemeinen der Gedanke zugrunde, den Käfiganker so zu bauen, daß der Widerstand der Wicklung im Augenblicke des Anziehens erheblich größer ist als im normalen Betrieb. Diese Veränderung des Widerstandes ist deshalb nötig, weil beim Betrieb mit voller Drehzahl der Widerstand des Läufers mit Rücksicht auf den Schlupf und auf den Wirkungsgrad des Motors einen gewissen Betrag nicht überschreiten darf, während andererseits der Läuferwiderstand in direktem Verhältnis zum Anzugsmoment des Motors steht. Damit die Veränderung des Läuferwiderstandes selbsttätig eintritt, wird dabei der Umstand benutzt, daß im Augenblicke des Anzuges in dem kurzgeschlossenen sekun- *5 dären Stromkreis eine Frequenz gleich der des Netzes (50 Hertz) besteht, während im normalen Betrieb die Frequenz auf einen geringen Bruchteil dieses Wertes herabsinkt. So hat man beispielsweise den Motor mit zwei Käfigwicklungen versehen, von denen die eine großen Widerstand und kleine Streuung gegenüber der Ständerwicklung, die zweite kleinen Widerstand und große Streuung besitzt, so daß im Augenblicke des Anzuges hauptsächlich die erste Wicklung, im Betriebszustande aber die zweite wirkt. In einem anderen Falle wird ein Läufer mit sehr tiefen Nuten benutzt, wobei der Strom im Augenblick des Anfahrens infolge der Selbstinduktion des Leiters in den dem Ständer zunächstliegenden Teil des Stabes gedrängt wird, während er sich im normalen Betrieb nahezu gleichmäßig über den Leiterquerschnitt verbreitet.

Bei diesen bekannten Ausführungen ergibt sich übereinstimmend, daß die gegenüber gewöhnlichen Käfigankermotoren erhöhte Selbstinduktion des Läufers im Betriebszustande ein geringeres Kippmoment des Motors so-

wie einen geringeren Leistungsfaktor bei Belastung bedingt. Das \^rerringerte Kippmoment zwingt dabei zum Entwurf einer größeren Maschine, während der verringerte Leistungsfaktor die von der Zentrale zu liefernde Blindleistungsmenge vermehrt. Beides ist naturgemäß unerwünscht.

Man kann nun die angestrebte Wirkung auch auf einem grundsätzlich anderen Wege ίο erzielen, indem nämlich das günstige Verhältnis zwischen Anzugsmoment und Anzugsstrom durch eine Verringerung der Kurzschlußimpedanz des Motors herbeigeführt wird. Diese Verringerung der Kurzschlußimpedanz läßt sich in zweckmäßiger Weise dadurch erhalten, daß die Selbstinduktion durch geeignete Ausbildung und Anordnung der Motorwicklung kleiner gemacht wird, als dies bei den bekannten Ausführungen derartiger Motoren der Fall ist. Zu diesem Zweck werden bei einem Käfigankermotor, dessen Kurzschlußringe in an sich bekannter Weise zylindrisch ausgebildet sind und etwa gleich weit ausladen wie die Ständerwicklung, diese Kurzschlußringe erfindungsgemäß in möglichst geringem radialen Abstand von den Wickelköpfen der Ständerwicklung angeordnet. Ständerwicklung und Kurzschlußling ergeben dann zusammen eine Anordnung, die der eines konzentrischen Transformators sehr ähnlich ist, wobei der Kurzschlußring die Rolle der inneren, die Ständerwicklung die der äußeren Wicklung übernimmt. Damit ergibt sich in einfacher Weise eine wirksame Herabsetzung der Selbstinduktion, die gegebenenfalls noch dadurch verstärkt werden kann, daß man durch Verwendung möglichst flacher Leiterstäbe im Läufer für eine geringe Nutenstreuung sorgt.

In der Zeichnung sind die angegebenen Mittel durch Ausführungsbeispiele veranschaulicht. Abb. ι zeigt die flacheAusbildung des Läuferstabes α und der ihn aufnehmenden Läufernut. Abb. 2 gibt die Ausführung des Kurzschlußringes b und seine Anordnung gegenüber der Ständerwicklung c wieder.

Durch die Anwendung dieser Mittel hat man es in der Hand, das für die Wirkung des Motoranlaufes in einem Netz maßgebliche Verhältnis v = m: s, wobei m das Verhältnis Anzugsmoment zum normalen Drehmoment des Motors, j das Verhältnis Anzugsstrom zum Nennstrom des Motors bedeutet, von seinem gewöhnlich unter 0,5 liegenden Wert mehr oder weniger weit darüber hinaus, z. B. auf 0,6, zu bringen. Besonders günstig ist es dabei, neben der Verringerung der Selbstinduktion für die Läuferwicklung den Ohmschen Widerstand zu vergrößern. Damit der Motorwirkungsgrad dadurch nicht verringert wird, muß dann aber dafür gesorgt werden, daß sich der gesamte Ohmsche Widerstand des Motors nicht ändert, also derjenige der Ständerwicklung eine entsprechende Verkleinerung erfährt. Die Ständerwicklung selbst wird man im übrigen unter Umständen gleichfalls mit verringerter Selbstinduktion ausführen, was durch Benutzung einer Zweischichtwicklung mit verkürztem Wickelschritt erreicht werden kann.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Induktionsmotor mit Käfiganker, dadurch gekennzeichnet, daß dieKurzschlußringe zylindrisch mit etwa gleicher Ausladung, wie die Ständerwicklung ausgebildet und möglichst nahe an die Wickelköpfe des Ständers gelegt sind.

2. Induktionsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Läuferstäbe eine flache Form besitzen (Abb. 1).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen