DE650896C - Einphaseninduktionsmotor fuer mehrere Drehzahlen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Einphaseninduktionsmotor für mehrere Drehzahlen mit mehreren Hauptphasenwickrungen verschiedener Polzahl und einer Hüfsphasenwickluing, welche die gleiche Polzahl wie eine der Hauptphasenwicklungen hat und während des Anlaufens zusammen mit der gleichpoligen Hauptphasenwicklung unmittelbar von dem Netz gespeist wird.

Es ist bekannt, derartige Einphaseninduktionsmotoren mit einem Walzenumschalter zu versehen, der zur Erzielung der höchsten Drehzahl einmal zwecks Anlassens des Motors und ein zweites Mal zum Umschalten auf die höhere Drehzahl betätigt wird. Außerdem ist ein Einphaseninduktionsmotor mit zwei Hauptwicklungen verschiedener Polzahl und einer Hilfswicklung bekannt, welche die gleiche Polzahl wie die kleinstpolige Haupt-

ao wicklung aufweist und welche bei der einen Drehzahlstufe unmittelbar, bei der anderen Drehzahlstufe transformatorisch durch die Hauptphasenwicklungen gespeist wird.

Gemäß der Erfindung ist nun ein besonderer Wahlschalter (z. B. ein Messerschalter), der eine der verschiedenp öligen Hauptwicklungen auswählt und somit eine bestimmte Drehzahl festlegt, und eine drehzahlabhängige Schalteinrichtung vorgesehen, welche jeweils die durch den Wählschalter bestimmte Hauptphasenwicklung, sofern deren Polzahl von derjenigen der Hilfsphasenwicklung verschieden ist, gerade unterhalb der niedrigsten Betriebsdrehzahl selbsttätig an das Netz anschließt.

Der erfindungsgemäße Motor weist den Vorteil auf, daß die gewünschte Drehzahl mit Hilfe eines ein- oder zweipoligen Wahlschalters gewöhnlicher Bauart bereits vor dem Anlassen des Motors festgelegt werden kann und somit zur Erzielung .der" gewünschten Drehzahl nur ein einmaliges Betätigen des Schalters erforderlich ist.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht. ·

Abb. ι zeigt einen Einphaseninduktionsmotor, dessen Hilfsphasenkreis einen Kondensator enthält. Der Läufer des Motors gemäß Abb. 1 und 2 ist mit 10 und die Hilfsphasenwicklung mit 11 bezeichnet. 12, 13 und 14 sind die zur Erzielung von drei ver-

schiedenen Drehzahlen vorgesehenen Hauptphasenwicklungen verschiedener Polzahl. Die • Hüfsphasenwicklung ii besitzt die gleiche Polzahl wie die Hauptphasenwicklung 12... ·,;-;. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb.-f* weisen die Wicklungen 11 und 12 zwei Pole,", die Wicklung 13 vier Pole und die Wicklung 14 sechs Pole auf. Bemerkenswert ist hierbei, daß die zweipolige Hauptphasenwicklung 12 und die zweipolige Hilfsphasenwicklung 11 dauernd parallel geschaltet bleiben. Der Motor erfordert, abgesehen von dem auch bei anderen Emphaseninduktionsmotoren vorhandenen Fliehkraftschalter 15, zur Einstellung der gewünschten Drehzahlen lediglich einen Wahlschalter 16.

Die Leitungen des Einphasennetzes sind ι einerseits an den gemeinsamen Punkt der Wicklungen 11, 12, 13 und 14 und andererseits an den beweglichen Kontakt des Fliehkraftschalters ι s angeschlossen. Die Wicklungen 11 und 12 sind gegeneinander um 90⁰ el. versetzt angeordnet. Dagegen ist es nicht erforderlich, daß die Wicklungen 13 und 14 gegenüber irgendeiner anderen Wicklung um einen bestimmten Wert versetzt sind. Diese . Wicklungen können daher derart gewickelt werden, daß die besten Ergebnisse erzielt werden.

In Abb. ι ist die Anlaufsehaltung gezeichnet, in welcher der bewegliche Kontakt des Fliehkraftschalters 15 den festen Kontakt 18 berührt. In dieser Stellung liegt die aus der Anlaufwicklung 11 und dem Kondensator 17 bestehende Reihenschaltung parallel zu der Hauptphasenwicklung 12 am Einphasennetz. Ist der Netzschalter geschlossen, so wird der Emphaseninduktioins-motor als Kondensatormotor anlaufen.

Im allgemeinen ist es erwünscht, daß die Polzahl der Anlaufwicklung gleich der Polzahl der Hauptphasenwicklung mit der geringsten Anzahl von Polen ist, da man gewöhnlich in diesem Falle das größte Anlaufdrehmoment erhält. Den Fliehkraftschalter wird man derart ausbilden, daß er gerade unterhalb der niedrigsten Betriebs drehzahl anspricht. Wenn diese Drehzahl erreicht ist, schaltet der Fliehkraftschalter 15 die Anlaufwicklung 11 vom Netz ab und statt der Hauptphasenwicklung 12 die am Wahlschalter eingestellte Wicklung ein. Bei der in Abb. 1 gezeichneten Stellung des -Wahlschalters 16 ist die Hauptphasenwicklung 13 mit dem Netz verbunden; der Einphaseninduktionsmotor läuft somit als vierpoliger Motor. ·

Dct Wählschalter kann auch während des

Betriebes, beispielsweise von der in Abb. 1 gezeichneten Stellung, nach links oder rechts verstellt und somit die Drehzahl des Motors geändert werden.

Wird der Wahlschalter 16 nach rechts gelegt, so ist nicht nur die zweipolige Hauptphasenwicklung 12, sondern auch die zwei-, polige Anlaufwicklung 11 während des Be-..',triebes, also nach erfolgtem Anlauf, eingeschaltet, und zwar liegt diese Wicklung mit dem mit ihr in Reihe geschalteten Kondensator parallel zur Hauptphasenwicklung am Netz. Da die Hauptphasenwicklung 12 für die höchste Drehzahl und im allgemeinen auch für die Höchstlast bestimmt ist, stellt die Parallelschaltung der aus Hüfsphasenwicklung und Kondensator bestehenden Reihenschaltung zu der Hauptphasenwicklung eine günstige und yorteilhafte Anordnung dar. Bei eingeschalteter Wicklung 13 oder 14 bildet die Hauptphasenwicklung 12 mit der Hilfsphasenwicklung 11 und dem Kondensator 17 einen geschlossenen Stromkreis. Es könnte nun vermutet werden, daß in diesem Stromkreis für den Betrieb des Motors schädliche Ströme auftreten. Dies trifft aber nicht zu, sofern bei dem Entwurf des Motors und der Auswahl des Kondensators von vornherein darauf geachtet wird, .daß die zweipoligen Wicklungen 11 und 12 die durch die vier- und sechspoligen Wicklungen erzeugten Flüsse nicht beeinflussen. Es ist deshalb durchaus möglich, den aus der Hauptphasenwicklung 12, der Hilfsphasenwicklung 11 und dem Kondensator 17 bestehenden geschlossenen Stromkreis auch während des Betriebes beizubehalten. Man hat hierbei dann den Vorteil, daß die in Abb. 1 gezeichneten einfachen Schalter für die erforderlichen Schalthandlungen völlig ausreichen.

Bei einem Hilfsphasenkondensatormotor, wie er in Abb. 1 veranschaulicht ist, ist es erforderlich, sofern der Anlauf und der Betrieb des Motors mit Hilfe der zweipoligen Wicklungen 11 und 12 erfolgt, eben Läufer mit hohem Widerstand vorzusehen, um ein hohes Anlaufdrehmoment zn erhalten. Sofern aber der Motor mit Hilfe der Hauptphasenwicklungen 13 oder 14 betrieben wird, ist es in Rücksicht auf einen guten Wirkungsgrad wünschenswert, daß der Läufer nur einen geringen Widerstand besitzt. Diese einander widersprechenden Forderungen können dadurch erfüllt werden, daß der größte Teil des Widerstandes der Käfigankerwicklung des Läufers in die Kurzschrußringe 20 verlegt wird und die Kurzschlußstäbe 21 des Kurzschlußankers einen geringen Widerstand erhalten. ¹¹S Auf diese Weise erhält man dann einen verhältnismäßig hohen Widerstand des Sekundärkreises, wenn der Motor mit den zweipoligen Wicklungen 11 und 12 arbeitet, und einen verhältnismäßig niedrigen sekundären Widerstand, wenn der Motor mit den höherpoligen Wicklungen 13 und 14 betrieben wird.

Der Hauptgrund für diese Wirkungsweise besteht darin, daß ,bei dem Betrieb dies Motors mit den zweipoligen Wicklungen der Käfigankerstrom die Hälfte des Umfanges der Kurzschlußringe durchläuft, während bei' dem Betrieb des Motors mit den höherpoligen Wicklungen der Teil des Umfanges der Kurzschlußringe, der von dem Käfigankerstrom durchflossen ist, verhältnismäßig gering ist.

ίο Dier Sekundärwilderstand ist somit angenähert umgekehrt proportional der Zahl der Pole des primären Flusses, sofern der größte Teil des Widerstandes des sekundären Stromkreises in die Kurzschlußringe verlegt ist und für

!5 den Käfiganker Leiter mit geringem Widerstand verwendet werden. Ein derartiger Motor besitzt eine stabile Drehzahlcharakteristik bei allen Betriebsdrehzahlen und die Möglichkeit der Erzielung mehrerer Drehzahlen mit verhältnismäßig einfachen Schaltvorrichtungen, ferner ein gutes Anlaufdrehmoment und einen verhältnismäßig¹ guten Wirkungsgrad bei allen Betriebsdrehzahlen. Abb. 2 veranschaulicht ein weiteres Ausführuingsbeispiel der Erfindung. Der Hilfsphasenkreis dieses Ausführungsbeispiels enthält keimen Kondensator. Zur Erzielung der Phasenverschiebung besitzt, abgesehen von der räumliehen Versetzung der Hilfsphasenwicklung gegenüber den Hauptphasenwicklungen, die Hilfsphasenwicklung 11 einen höheren Widerstand als beispielsweise die der Hilfsphasenwicklung 11 zugeordnete Hauptphasenwicklung 12. Bei einer derartigen An-Ordnung ist es dann zweckmäßig, daß nach erfolgtem Anlauf die Hilfsphasenwicklung abgeschaltet wird, sofern der Motor mit der Hauptphasenwicklung 12, also mit derjenigen Wicklung, die gleiche Polzahl wie die Hilfsphasenwicklung besitzt, betrieben wird.

Abb. 2 zeigt die Anlaufschaltung. Die Wicklungen 11 und 12 liegen parallel zueinander am Netz, und zwar ist der Hilfsphasenwicklung 11 der Kontakt 23 und der Hauptphasienwicklung 12 der Kontakt 22. des Fliehkraftschalters 15 zugeordnet. Nach · erfolgtem-Anlauf wird durch den beweglichen Kontakt des Fliehkraftschalters 15 die Hilfsphasenwicklung 11 vom Netz abgeschaltet. Die Hauptphasenwicklung 12 liegt dann, sofern der Wahlschalter 16 sich auf dem rechten Kontakt befindet, über dem Kontakt 19 des Fliehkraftschalter s am Netz. Durch Verstellen des Wahlschalters 16 kann eine andere, gewünschte Drehzahl des Motors eingestellt werden.

Abb. 3 stellt einen Einphaseninduktionsmotor mit zwei'einstellbaren Drehzahlen dar. Während des Anlaufens ist im Gegensatz zu den Ausführungsbeispielen gemäß' Abb. 1 und 2 die höherpolige Hauptphasenwicklung eingeschaltet. Dementsprechend hat die Hilfsphasenwicklung 24 die gleiche Polzahl wie die höherpolige Hauptphasenwicklung 25. 26 ist die Betriebswicklung mit der geringeren Polzahlj also für die höhere Drehzahl.

Soll der Motor mit der hohen Drehzahl laufen, so -muß der Schalter 27 in die obere Schaltstellung der Abb. 3 gebracht werden. Durch das Ansprechen des Fliehkraftschalters 15 wird die Verbindung der Anlaufwicklung 24 und der Hauptphasenwicklung 25 mit dem Netz unterbrochen und die Hauptphasenwickluing 26 an das Netz geschaltet. Der Motor läuft also dann mit seiner höheren Drehzahl.

Zur Einstellung der niedrigen Drehzahl ist der Schalter "27 in die untere Schaltstellung zu bringen. Durch das Ansprechen des Fliehkraftschalters wird die Hilfsphasenwicklung abgeschaltet. Der Stromkreis der Haupt· phasenwicklung 25 bleibt ungeändert.

Bei der hohen Drehzahl, also während des Betriebes des Motors mit der Wicklung 26, bilden die Wicklungen 24 und 25 einen geschlossenen Stromkreis. Dies wirkt aber nicht nachteilig, da diese Wicklungen infolge ihrer anderen Polzahl den Fluß der Wicklung 26 nicht beeinflussen.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die in den Ausführungsbeispielen angegebene Zahl der Hauptphasenwicklungen und Pole dieser Wicklungen beschränkt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einphaseninduktionsmotor für mehrere Drehzahlen mit mehreren Hauptphasenwicklungen verschiedener PolzabJ und einer Hilfsphasenwicklung, welche die gleiche Polzahl wie eine der Hauptphasenwicklungen hat und während des Anlauf ens zusammen mit der gleichpoligen Hauptphasenwicklung direkt von dem Netz gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß -ein besonderer Wahlschalter (z. B. ein Messerschalter) eine der verschiedenpoligen Hauptwicklungen auswählt und somit eine bestimmte Drehzahl festlegt, no und daß eine drehzahlabhängige Schalteinrichtung vorgesehen ist, welche jeweils die durch den Wahlschalter bestimmte Hauptphasenwicklung (sofern deren Polzahl von derjenigen der Hilfsphasenwicklung verschieden ist) gerade unterhalb der niedrigsten Betriebsdrehzahl selbsttätig an das Netz anschließt.

2. Einphaseninduktionsmotor, bei dem die Hilfsphasenwicklung die gleiche Polzahl hat wie die kleinstpolige Hauptphasenwicklung, nach Anspruch 1, dadurch ge-

kennzeichnet, daß die Hilfsphasenwicklung über einen Kondensator ständig an der Hauptphasenwieklung gleicher Polzahl liegt und daß die Kurzschlußringe des Kurzschlußläufers einen hohen und die Kurzschlußstäbe einen geringen Widerstand besitzen.

3- Einphaseninduktionsmotor nach den Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Höchstdrehzahlstufe die Hilfsphasenwicklung und die Hauptphasenwicklung gleicher Polzahl auch während des , Betriebes an das Netz angeschaltet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen