DE569638C

DE569638C - Einrichtung zur Betriebsspannungsaenderung und Drehzahlaenderung von Einphasen-Asynchronmotoren

Info

Publication number: DE569638C
Application number: DEE39287D
Authority: DE
Original assignee: Emda Fabrik Elektro Me GmbH
Current assignee: Emda Fabrik Elektro Me GmbH
Priority date: 1929-05-23
Filing date: 1929-05-23
Publication date: 1933-02-10

Description

Es sind Elektromotoren bekannt, die für zwei Betriebsspannungen benutzt werden können. Ferner sind Elektromotoren bekannt, bei denen die Drehzahl durch Änderung der Polzahl geändert werden kann. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß es oft zweckmäßig ist, Elektromotoren so auszubilden, daß sie bei zwei Betriebsspannungen benutzt und bei beiden Spannungen mit verschiedenen Polzahlen betrieben werden können. Es hat sich nämlich ergeben, daß trotz der Erhöhung des Zeit- und Materialaufwandes, der zur Herstellung derartiger Motoren erforderlich ist, deren Gestehungskosten herabgesetzt werden, weil dadurch nur mehr die Herstellung einer Type statt zweier erforderlich wird.

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung bei Einphasen-Asynchronmotoren, um sie sowohl mit zwei verschiedenen, etwa im Verhältnis 1 :2 stehenden Spannungen als auch mit zwei im Verhältnis 1 : 2 stehenden Polzahlen betreiben zu können. Beim Erfindungsgegenstand sind acht Wicklungen vorgesehen, die eine der kleineren Polzahl entsprechende Anzahl von untereinander gleichen, räumlich um die Größe der Polteilung bei der kleineren Polzahl gegeneinander versetzten Wicklungsgruppen bilden.

Die Wicklungsenden sind teilweise an ein eine Betriebsspannungsänderung ermöglichendes Klemmbrett geführt, neben dem ein dreistufiger, einerseits an das Netz angeschlossener und andererseits mit den Klemmbrettanschlüssen verbundener Schalter zur Polzahländerung vorgesehen ist. Bei den verschiedenen Betriebsspannungen und Polzahlen kommen folgende Schaltungen zustande:

a) Bei der größeren Polzahl und der kleineren Spannung sind je zwei Wicklungen parallel zueinander und die hierdurch entstehenden Wicklungspaare in Reihe geschaltet. Die Hälfte der Wicklungen ist stromlos.

b) Bei der größeren Polzahl und der höheren Spannung sind zwei Wicklungen in Reihe und die in Reihe geschalteten Wicklungspaare wiederum in Reihe geschaltet. Die Hälfte der Wicklungen ist stromlos.

c) Bei der kleineren Pol zahl und der kleineren Spannung sind vier Wicklungen zueinander parallel, je zwei Wicklungen in Reihe, die in Reihe geschalteten Wicklungspaare gegeneinander und in Reihe mit den übrigen Wicklungen geschaltet.

d) Bei der kleineren Polzahl und der höheren Spannung sind je zwei Wicklungen in Reihe und diese Wicklungspaare parallel zueinander und in Reihe mit den übrigen Wicklungen geschaltet.

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e) Bei der größeren Polzahl sind die benachbarten Wicklungsgruppen in entgegengesetztem, bei der kleineren Polzahl aber in gleichem Sinn stromdurchflossen. In Abb. ι ist das Schema eines Ausführungsbeispiels der gesamten Anordnung wiedergegeben unter der Voraussetzung, daß der Stator auf dem Klemmbrett für die niedrigere Spannung geschaltet ist.

ίο Abb. 2 stellt das für die höhere Spannung geschaltete Klemmbrett dar. Die

Abb. 3 bis 6 sind vereinfachte Schaltungsschemata für die den verschiedenen Betriebsspannungen und Polzahlen entsprechenden Schaltungen. Aus den

Abb. 7 bis 13 sind bauliche Einzelheiten des Klemmbretts und des Stufenschalters zu entnehmen.

In allen Abbildungen sind die Enden der Wicklungen mit Zahlen bezeichnet, die Indizes aufweisen. Die entsprechenden Zahlen ohne Indizes werden in der folgenden Beschreibung zur Kennzeichnung der entsprechenden Wicklungen benutzt.

In den Nuten des Stators liegen außer den Anlaufwicklungen 9, 10, 11, 12 die acht Wicklungen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8. Diese Wicklungen bilden zwei räumlich um i8o° versetzte Wicklungsgruppen 1, 2, 5, 6 und 3, 4, 7, 8, d. h. die beiden genannten Wicklungsgruppen sind räumlich um die Größe der Polteilung bei der kleineren Polzahl — es handelt sich um einen zwei- und vierpoligen Motor — gegeneinander versetzt. Bei einem acht- und vierpoligen Motor wären die Wicklungsgruppen um 90 ° räumlich gegeneinander zu versetzen, da bei einem solchen Motor die Polteilung bei der kleineren Polzahl 90 ° beträgt. Die Zahl der Wicklungsgruppen ist gleich der kleineren Polzahl, also im vor- . liegenden Ausführungsbeispiel gleich zwei.

Die Wicklungsenden i^B, i^e, 2^ß, 2^C usw.

sind teilweise zu dem Klemmbrett A geführt, das mit dem Dreistufenschalter B in Verbindung steht. Der Schalter B ist an das Wechselstromnetz R, S angeschlossen. Von den vier Wicklungen, die je eine Wicklungsgruppe i, 2, 5, 6 bzw. 3, 4, 7, 8 bilden, liegen je zw^rei, nämlich die Wicklungen 1, 2; 5, 6 bzw. 3, 4; 7, 8, in einer Nut.

Wenn die Laschen des' Klemmbretts A derart befestigt sind, wie Abb. 1 dies angibt, ist der Motor für die niedrigere Spannung geschaltet. Die Verbindung der Laschen gemäß Abb. 2 entspricht der Schaltung des Motors für die höhere Spannung. In dem einen Fall handelt es sich beispielsweise um die Betriebsspannung von 120 Volt, in dem zweiten um eine solche von 220 Volt.

In der Stellung I des Schalters B liegt keine der Wicklungen an Spannung, Unter der Voraussetzung einer Schaltung des Klemmbretts gemäß Abb. I bilden sich vier Pole, wenn der Schalter B in die Stellung II gedreht wird. Dann sind die Wicklungen 1, 2 einerseits und andererseits die Wicklungen 3, 4 parallel zueinander geschaltet. Die Spannung des Netzes verteilt sich, da die Wicklungspaare i, 2 und 3, 4 gemäß Abb. 3 in Reihe geschaltet sind, in gleicher Weise auf die beiden Wicklungspaare 1, 2 und 3, 4. Die Wicklungen 5, 6, 7 und 8 sind stromlos. Wird der Schalter B ohne Umklemmung an dem Klemmbrett A in die Stellung III übergeführt, dann ergibt sich ein Stromverlauf gemäß Abb. 4. Dieser Abbildung zufolge liegen die vier Wicklungen 1, 2, 3 und 4 parallel. Je zwei Wicklungen, nämlich die Wicklungen 6, 7 bzw. 5, 8 sind in Reihe geschaltet. Die in Reihe geschalteten Wicklungspaare sind gegeneinander und in Reihe mit den übrigen Wicklungen 1, 2, 3 und 4 geschaltet. Beim Schaltbild gemäß der Abb. 4, demzufolge die ursprünglich unbenutzten Wicklungen 5, 6, 7 und 8 gleichfalls stromdurchflossen sind, bilden sich zwei Pole aus. Es kommt beim Erfindungsgegenstand nicht nur auf die Stromverteilung, sondern auch auf die Richtung der Ströme an. Bei der Schaltung gemäß Abb. 3 müssen die W^rick- go hingen 1, 2, 3, 4 und ganz allgemein bei der größeren Polzahl die benachbarten Wicklungsgruppen i, 2, S, 6; 3, 4, 7, 8 vom Strom in entgegengesetzter Richtung durchflossen werden. Bei der Schaltung gemäß Abb. 4 sind einerseits die Wicklungsgruppe 1, 2, 5, 6 und andererseits die Wicklungsgruppe 3, 4, 7, 8 im gleichen Sinn stromdurchflossen. Alle .koaxial liegenden Windungen (vgl. Abb. 1) sind sowohl bei der Schaltung gemäß Abb. 3 als auch bei derjenigen gemäß Abb. 4 in der gleichen Richtung vom Strom durchflossen. Dies gilt auch in bezug auf die Schaltungen gemäß den Abb. 5 und 6, die man erhält, wenn man das Klemmbrett A gemäß Abb. 2 schaltet und den Schalter zuerst in die Stellung II und dann in die Stellung III überführt. Bei der Schaltung gemäß der Abb. 5 liegen die Wicklungen 1, 2, 3, 4 in Reihe, und es bilden sich vier Magnetpole aus. Es liegen also in diesem Fall die Wicklungspaare i, 2; 3, 4 in Reihe. Die übrigen Wicklungen s, 6, 7, 8 sind stromlos. Gemäß der Abb. 6 sind je zwei Wicklungen 1,2; 3, 4 in Reihe und diese Wicklungspaare 1,2; 3, 4 parallel zueinander und in Reihe mit den übrigen Wicklungen 5, 6, 7, 8 geschaltet.

Oben wurde angegeben, daß bei der größeren Polzahl die benachbarten Wicklungsgruppen in entgegengesetztem, bei der kleineren Polzahl aber in gleichem Sinn stromdurchflossen seien. Betrachtet man die

Abb. 3 bis 6. so scheint das Gegenteil dessen zuzutreffen. Dies erklärt sich daraus, daß in ihnen sämtliche Wicklungen nebeneinanderliegend dargestellt sind. Die Wicklungsgruppen i, 2, 5, 6 und 3, 4, 7, 8 sind aber um i8o° räumlich versetzt zu denken (vgl. Abb. ι). Dann wird dasjenige, was in den Abb. 3 bis 6 als gleichsinnig erscheint, entgegengesetzt und umgekehrt, was entgegengesetzt erscheint, gleichsinnig.

Bei der Schaltung gemäß Abb. 1 sind einerseits die Anlauf wicklungen 9, 10 und andererseits die Anlauf wicklungen 11, 12 in Reihe geschaltet. Die Anlaufwicklungen 9, 10 liegen parallel zu den Anlaufwicklungen 11, 12. Wird der Schalter B in die Stellung II gedreht, so fließt einerseits ein Strom von R über den Kontakt α eines Zentrifugalkraftausschalters, den Kontakt b dieses Schalters, die Wicklungen 11, 12 zu S.und andererseits ein Strom von R über α und den Kontakt c des Zentrifugalkraftausschalters und die Wicklungen 9, 10 zu S. In der Stellung III des Schalters B gemäß Abb. 1 sind die Anlaufwicklungen wirkungslos.

Bei der Schaltung gemäß Abb. 2 liegen die Wicklungen 9, 10, 11 und 12 in Reihe. Wird der Schalter B in die Stellung II gedreht, so fließt ein Strom von R über a, c, 9, 10, 11 und 12 zu S. Beim Weiterdrehen des Schalters B in die Stellung III werden die Anlaufwicklungen wirkungslos gemacht.

Das Anschließen der vier Anlaufwicklungen 9, 10, 11, 12 an das Netz über den Dreistufenschalter B und einen mit drei Kontaktstellen a, b, c versehenen Zentrifugalkraftausschalter hat seine besondere Bedeutung. Hätte der Zentrifugalkraftausschalter, wie es bei Einphasenmotoren üblich ist, nur zwei Kontaktstellen, so würde nämlich beim Eriiridungsgegenstand eine Kurzschließung der Anlaufwicklungen erfolgen, wenn der Schalter B bei der niedrigeren Betriebsspannung in die Stellung III übergeführt wird. Sie würden demnach wie die in sich geschlossene Sekundärwicklung eines Transformators wirken. Dies wird durch Vorsehen eines Zentrifugalkraftausschalters mit drei Kontaktstellen verhütet.

Gemäß den Abb. 7, 8 und 9 ist vor dem Klemmbrett A eine Platte g mit einer Öffnung h vorgesehen. Die Öffnung h liegt vor der mit zwei verschiedenen Kennzeichen, beispielsweise den Ziffern 120 und 220, versehenen Lasche k, deren Lage bei Betriebsspannungsänderung des Motors derart geändert werden muß, daß jeweils nur eines der beiden Kennzeichen vor der öffnung h der Platte g erscheint. Da die Lage der Lasche k beim Umklemmen des Motors geändert werden muß, ist dessen jeweilige Betriebsspannung am Klemmbrett leicht erkennbar. Die Lasche 1: ist in den Abb. 10 bis 12 in drei einander zugeordneten Rissen dargestellt.

Es ist zweckmäßig, den Stufenschalter B und das Klemmbrett A in ein gemeinsames Gehäuse einzuschließen, wie dies Abb. 9 veranschaulicht. Dieses Gehäuse wird durch eine einzige Platte g gemäß Abb. 13 abgeschlossen.

Der Erfindungsgegenstand soll insbesondere für zahnärztliche Zwecke, nämlich als Schleif- und Poliermotor, angewandt werden.

Claims

75 Patentansprüche:

i. Einrichtung bei Einphasen-Asynchronmotoren, um sie sowohl mit zwei verschiedenen, etwa im Verhältnis 1 : 2 stehenden Spannungen als auch mit zwei im Verhältnis 1 : 2 stehenden Polzahlen betreiben zu können, gekennzeichnet durch acht Wicklungen (1,2 .... 7, 8j, die eine der kleineren Polzahl entsprechende Anzahl von untereinander gleichen, räumlich um die Größe der Polteilung bei der kleineren Polzahl gegeneinander versetzten Wicklungsgruppen (1, 2, 5, 6; 3, 4,, 7, 8) bilden, deren Wicklungsenden teilweise an ein eine Betriebsspannungsänderung ermöglichendes Klemmbrett (A) geführt sind, neben dem ein dreistufiger, einerseits an das Netz angeschlossener und andererseits mit den Klemmbrettanschlüssen derart verbundener Schalter (B) zur Polzahländerung vorgesehen ist, daß

a) bei der größeren Polzahl und der kleineren Spannung je zwei Wicklungen (1, 2; 3, 4) parallel zueinander und die hierdurch entstehenden Wicklungspaare (1, 2; 3, 4j in Reihe geschaltet sind und die Hälfte der Wicklungen (5, 6, 7, 8) stromlos ist,

b) bei der größeren Polzahl und der höheren Spannung je zwei Wicklungen (1, 2; 3, 4) in Reihe und die in Reihe geschalteten Wicklungspaare (1, 2; 3, 4) wiederum in Reihe geschaltet sind und die Hälfte der Wicklungen (5, 6, 7, 8) stromlos ist,

c) bei der kleineren Polzahl und der kleineren Spannung vier Wicklungen (1, 2, 3, 4) zueinander parallel, je zwei Wicklungen (6, 7; 5, 8) in Reihe, die in Reihe geschalteten Wicklungspaare (6, 7; 5, 8) gegeneinander und in Reihe mit den übrigen Wicklungen (1, 2, 3, 4) geschaltet sind,

dj bei der kleineren Polzahl und der höheren Spannung je zwei Wicklungen

(ι, 2; 3, 4) in Reihe und diese Wicklungspaare (ι, 2; 3, 4) parallel zueinander und in Reihe mit den übrigen Wicklungen (5, 6, 7, 8) geschaltet sind und

e) bei der größeren Polzahl die benachbarten Wicklungsgruppen (1, 2, 5, 6; 3, 4, 7, 8) in entgegengesetztem, bei der kleineren Polzahl aber in gleichem Sinn stromdurchflossen sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Wicklungen, die zu einer Wicklungsgruppe gehören, je zu zweit (1,2; 3,4; 5,6; 7,8) in derselben Nut liegen.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch vier Anlaufwicklungen (9, 10, 11, 12), die über den Dreistufenschalter (S) und einen Fliehkraftausschalter mit drei Kontaktstellen (a, b, c) an das Netz angeschlossen und bei der höheren Spannung in Reihe geschaltet und bei der geringeren Spannung reihenparallel geschaltet sind.
4. Einrichtung nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem' Klemmbrett (A) eine Platte (g) mit einer öffnung Qi) angeordnet ist, die vor einer mit zwei verschiedenen Kennzeichen versehenen Lasche Qz) liegt, deren Lage bei Betriebsspannungsänderung des Motors derart geändert werden muß, daß jeweils nur eines der beiden Kennzeichen hinter der öffnung Qi) der Platte (g) erscheint.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmbrett (A) und der Stufenschalter (B) in einem gemeinsamen Gehäuse eingeschlossen sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen