DE649067C

DE649067C - Anlassvorrichtung fuer Induktionsmotoren

Info

Publication number: DE649067C
Application number: DES108154D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1932-02-04
Filing date: 1933-02-03
Publication date: 1937-08-16

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Anlaßvorrichtung zur selbsttätigen Anpassung des Anlauf drehmomentes von Induktionsmotoren an das Widerstandsmoment der Arbeitsmaschine.
Die bisherige Praxis mit automatischen Anlassern von Induktionsmotoren, ob diese nun auf Wirkung -der Zentrifugalkraft mit eingelegten Widerständen oder auf elektromagnetischem Prinzip beruhen, zeigt, daß es nicht

ίο immer möglich ist, diese Anlasser bei den verschiedenen Induktionsmotoren mit Vorteil zu verwenden, vor allem nicht bei hohen Drehzahlen oder großen Leistungen,, ebenso wie bei schwierigen Betriebs- und Stromverhältnissen sowie bei wechselnden Anzugsmomenten.

Bei den Zentrifugalanlassern ergeben sich insofern Schwierigkeiten, als infolge hoher "Zentrifugalkraft die sich radial bewegenden Teile nicht genügend abgefedert werden können, wobei auch hohe Stromstöße beim Anlassen auftreten. Durch die deutsche Patentschrift 116 475 ist eine Anlaßvorrichtung bekanntgeworden, bei welcher die erwähnten, durch die Wirkung der Zentrifugalkraft auftretenden Mängel dadurch beseitigt werden, daß im Läuferkreis eine je nach der gegenseitigen Lage der Pole der Anlaßvorrichtung veränderliche Induktivität eingeschaltet ist. Hierbei ist die Anlaßvorrichtung jedoch nicht vom Drehmoment abhängig.

Die erfindungsgemäß durchgeführte Anlaßvorrichtung, die ebenfalls im Läuferkreis Induktivitäten besitzt, beseitigt alle angeführten Nachteile der bestehenden Ausführungsarten und kann insbesondere für Motoren hoher Leistungen und beliebig hoher Drehzahlen verwendet werden, da das Anlassen von der Zentrifugalkraft unabhängig ist. Dabei wird-gleichzeitig im Gegensatz zu den bekannten Vorrichtungen der Anlaufstrom je nach dem Widerstandsmoment der angetriebenen Arbeitsmaschine eingestellt. Derselbe beginnt bei einem voraus bestimmten Minimalwert und wächst mit dem Widerstand der Arbeitsmaschine. Die nach der Erfindung durchgeführte Anlaßvorrichtung kann sowohl für direkt als auch für von der Ferne aus angelassene Motoren Verwendung finden.

Die Anlaßvorrichtung gemäß der Erfindung besteht aus zwei gegeneinander unter dem Einfluß des Motordrehmomentes verdrehbaren Polreihen, die mit Wicklungen versehen sind, von denen die eine, die Primärwicklung der Anlaßvorrichtung, von der Sekundärwicklung des Motors so gespeist wird, daß je zwei benachbarte

Pole die gleiche Polarität besitzen. Die Wicklung der zweiten Polreihe, die Sekundärwicklung der Anlaßvorrichtung, ist hingegen in sich kurzgeschlossen, und zwar derart, daß in der i Grenzstellung je zwei gleichnamigen benacn>?s harten Polen der Primärwicklung zwei sekundäre," Pole gegenüberstehen, die zu verschiedenen' sekundären Kurzschlußwicklungen gehören. In der zweiten Grenzstellung hingegen gehören zu ίο denselben Primärpolen je zwei Sekundärpole, die von derselben Kurzschlußwicklung umfaßt sind.

In der Zeichnung, die eine Ausführungsart des Phasenläufers eines Induktionsmotors mit der Anlaßvorrichtung nach der Erfindung darstellt, zeigt

Abb. ι einen Vertikalschnitt durch den Phasenanker nach Linie I-I in

Abb. 2, die eine Seitenansicht der Vorrichtung im Schnitt nach der gebrochenen Linie II-II in Abb. ι veranschaulicht.

Abb. 3, 4 und 5 zeigen das abgerollte Wicklungsschema des Phasenläufers und die Hilfsspulenanordnung der Anlaßvorrichtung. Der Phasenläufer besteht aus den üblichen Segmentrotorblechen 1, in deren Nuten 2 die Rotorwicklung 3 untergebracht ist. Die Anlaßvorrichtung besteht aus einem besonderen Polsystem 4, 5, das im Rotorkörper angebracht ist und mit diesem ein Ganzes bildet. Diese beiden Polreihen 4, 5, welche aus magnetisch homogenem Material hergestellt sind, sind gegeneinander unter dem Einfluß des Motordrehmomentes verdrehbar. Die obere Polreihe 4 ist mit dem äußeren Rotorteil 1 fest verbunden und läßt sich auf der Welle 6 drehen, während die andere Polreihe 5 mit der Motorwelle fest verbunden ist. Beide Polreihen 4 und 5 sind mit Zahnsegmenten 10,11 versehen, welche frei ineinandergreifen. Der Raum 12 zwischen diesen Segmenten ist mit einer ölfüllung von geeigneter Dichte versehen, so daß die Anordnung einen Ölkatarakt bildet, welcher eine Verschiebung des Körpers 4 gegenüber dem Körper 5 um eine Polteilung zuläßt. Die ganze Anlaßvorrichtung ist auf der Welle befestigt und bildet gleichzeitig den Rotorstern des Läufers.

Die obere Polreihe 4 ist mit einer Wicklung 7

versehen, welche in Abb. 3 gestrichelt eingezeichnet ist und von der Sekundärwicklung 3 des Motors an den Wicklungsanzapfungen 15 so gespeist wird, daß je zwei benachbarte Pole 4' die gleiche Polarität besitzen. Die Wicklung 7 wird im folgenden als Primärwicklung der Anlaßvorrichtung bezeichnet.

Die untere Polreihe 5 ist mit Wicklungen 8 versehen, welche in sich kurzgeschlossen sind und als Sekundärwicklungen der Anlaßvorrichtung bezeichnet werden mögen. Diese Sekundärwicklungen 8 sind derart angeordnet, daß in der in Abb. 3 gezeichneten Grenzstellung der gegeneinander verschiebbaren Polreihen 4, 5 je zwei gleichnamigen benachbarten Polen 4' der Primärwicklung 7 zwei sekundäre Pole 5' gegenüberstehen, die zu verschiedenen Kurzschluß-Wicklungen gehören, wogegen in der in Abb. 4 iziör Darstellung gebrachten zweiten Grenz-■ stellung der Polreihen 4 und 5 zu denselben Primärpolen 4' je zwei Sekundärpole 5' gehören, die von derselben Kurzschlußwicklung umfaßt sind. Stehen die Pole der Polreihen 4 und 5 einander gegenüber, wird durch diese ein geschlossener Kraftfluß 13 ermöglicht und werden bei Erregung der Primärpole 4' zwangsläufig Sekundärpole 5' mit den Primärpolen entgegengesetzter Polarität gebildet.

Im Ruhezustand sind beide Polreihen 4 und 5 durch Spiralfedern 9, die für jedes Polpaar vorgesehen sind, in der in Abb. 3 veranschaulichten Stellung gehalten, welche die Anfangsstellung der Anlaßvorrichtung beim Einschalten des Motors darstellt. Die Wirkungsweise der Anlaßvorrichtung besteht nun darin, daß in der Stellung für das größte Drehmoment die Induktivität der Anlaßvorrichtung möglichst klein ist, was nur dann der Fall ist, wenn in der Sekundärwicklung 8 der Anlaßvorrichtung ein möglichst großer Strom fließen kann. Dies ist der Fall, wenn, wie in Abb. 4 veranschaulicht, zwei gleichnamigen benachbarten Polen der Primärwicklung 7 zwei sekundäre Pole gegenüberstehen, die von derselben Kurzschlußwicklung 8 umfaßt sind. Nach dem Einschalten des Motors ans Netz entsteht infolge der hohen Induktivität im Läuferkreis ein verhältnismäßig kleiner Anlaufstrom, der in zulässigen Grenzen gehalten werden kann und zur Hervorrufung eines Anfangsdrehmomentes dient, welches, da die Rotorwelle 6 durch den zu überwindenden Widerstand festgehalten ist, eine allmähliche durch die Katarakte 10,11 abgebremste Verschiebung der Pole 4, 5 hervorruft. Bei dieser Verschiebung, deren Endstellung in Abb. 4 veranschaulicht ist, wächst das entwickelte Drehmoment auf seinen Maximalwert.

Die beschriebene Verschiebung der Polreihe 4 gegenüber der Polreihe 5 kann durch geeignete Wahl der öldichte des Kataraktes und durch die Federstärke der Feder 9 so geregelt werden, daß gerade nach dem vollkommen erfolgten Anlauf des Motors die Verschiebung der Pole beendet ist, in welcher Stellung, wie dies in Abb. 5 veranschaulicht ist, die Rotorwicklung 3 mit Hilfe der Bolzen 14 und der Kontakte 15 kurzgeschlossen und die Anlaß vorrichtung ausgeschaltet wird. Das Anlassen ist damit beendet, und der Motor läuft als normaler Asynchronmotor mit kurzgeschlossener Phasenwicklung. Je größer die zu überwindende Belastung ist, also je größer das Anzugsmoment sein soll, desto iao mehr und rascher wird das Andrehen der Polreihe 4 vor sich gehen, und es paßt der Motor

somit sein Anzugsmoment selbsttätig der Belastung an. In ähnlicher konstruktiver Ausführung kann die erfindungsgemäße Anlaßvorrichtung auch in der Riemenscheibe des Motors angeordnet sein.

Claims

Patentansprüche:

i. Anlaßvorrichtung zur selbsttätigen Anpassung des Anlaufdrehmomentes von Induktionsmotoren an das Widerstandsmoment der Arbeitsmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus zwei gegeneinander unter dem Einfluß des Motordrehmomentes verdrehbaren Polreihen (4 und 5) besteht, die Wicklungen (7 und 8) tragen, von denen die eine (7) von der Sekundärwicklung (3) des Motors so gespeist wird, daß je zwei benachbarte Pole die gleiche Polarität besitzen, und die andere (8) in sich kurzgeschlossen ist, derart, daß in der einen Grenzstellung (Abb. 3) je zwei gleichnamigen benachbarten Polen der Primärwicklung (7) zwei sekundäre Pole gegenüberstehen, die zu verschiedenen sekundären Kurzschlußwicklungen gehören, wogegen in der zweiten Grenzstellung (Abb. 4) zu denselben Primärpolen je zwei Sekundärpole gehören, die von derselben Kurzschlußwicklung umfaßt sind.
2. Anlaßvorrichtung nach Anspruch "1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polsystem (4 und 5) irfi Läufer des Motors eingebaut ist, wobei die einen Polkörper (4) mit dem auf der Motorwelle verdrehbar gelagerten Läuferkörper, die anderen Polkörper (5) dagegen mit der Motorwelle fest verbunden sind.
3. Anlaßvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Erreichen der Endstellung bei weiterer Verdrehung die Rotorwicklung kurzgeschlossen ist.
4. Anlaßvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese in die Riemenscheibe des Motors eingebaut ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen