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Ein- oder mehrphasiger frequenzabhängiger Widerstand Asynchronmotoren
mit Doppelnut- bzw. Stromverdrängungsläufer werden beim Anlassen und mehr noch beim
Umkehren der Drehrichtung thermisch leicht überlastet, weil in der Läuferwicklung
ein großer Teil der Anlaßleistung vernichtet wird. Man hat daher bereits versucht,
Widerstände, welche entweder mit dem Läufer umlaufen oder. aber, feststehend, über
Schleifringe gespeist werden und deren wirksamer Wider-stand mit fallender Frequenz,
also steigender Motordrehzahl, kleiner wird im Sekundärkreis außerhalb der Läuferwicklung
anzuordnen. Da bei derartigen frequenzabhängigen Widerständen die #tromhahnen mit
zunehmender Frequenz eingeengt werden, so weisen sie bei hoher Frequenz- einen größeren
Verlust bzw. Spannungsabfall auf als bei kleiner Frequenz. Der Sitz dieser Stromverdrängung
liegt in den vom Läuferstrom durchflossenen, in einem magnetischen Spalt angeordneten
flachen Leitern oder aber in dem massiven Magnetkörper bzw. in den Metallringen,
in denen Ströme induziert werden.
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Sämtliche auf dem Prinzip der Stromverdrängung aufbauenden Anordnungen
zur selbsttätigen Regelung der Stromaufnahme von Asynchroninotoren weisen in ihrer
bisher bekanntgewordenen Form wesentliche Nachteile auf. Der zur Aufnahme der Stromverdrängungsleit,er
benötigte magnetische Spalt bedingt eine nicht unwesentliche Schwächung des Flusses.
Da weiterhin jeder Phase nur ein magnetischer Kreis zugeordnet ist, wird hier-.
durch ein verhältnismäßig großer Eisenquerschnitt erforderlich, der jedoch bei hoher
Frequenz
infolge der Flußverdrängung lediglich an der Oberfläche
vom Magnetfluß durchsetzt wird' - Dieser einzige je Phase vorgesehene
magnetische Kreis bedingt ' aber auch -.eine Bauart mit- verkleinerter Oberfläche
zum Ab-
führen der Verluste. Nüben. einer schlechten Ausnutzung des aufgewendeten
Werkstoffes fehlt bei den bekanntgewordenen Anordnungen im allgemeinen die sehr
mveckmäßige Eigenschaft einer Unterteilbarkeit bzw. Gruppierungsmöglichkeit, wie
sie etwa Widerstände aus Gußelementen aufweisen.
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Es ist bekannt, bei Drosselspulen die Leiter auf einen Blechmantel
aufzubringen oder innerhalb eines zylindrischen Eisenkörpers anzuordnen. Bei diesen
bekannten Aaiordnungen handelt es sich jedoch um andersgeartete Aufgabenstellungen
und abweichende -Lösungen.
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Gemäß der Erfindung wird bei ein- oder mehrphasigen frequenzabhängigen,
beim Anlassen hochbelasteten oder überlasteten Wi-Üerständen, insbesondere für Asynch-ronmotoren,
je Phase eine Unterteilung in ;eine Anzahl magnetischer Kreise bzw. Wicklungeu
vorgesehen, wobei die Magnetkörpier aus Eisenrohren oder Rundeisen bestehen, die
vorzugsweise durch ein Joch magnetisch verbunden sind. Die auf diese Rundkörper
aufgebrachte, vom Läuferstroin durdiflossene Wicklung kann beispielsweise aus Kupfer_
oder Aluminium bestehen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Abb. i zeigt einen erfindungsgemäß hergestellten Eisenkörper im Schnitt, während
Abb. 2 den entsprechenden Aufriß darstellt. Die Eisenrohrelementea, die durch die
Jocheb und beispielsweise Schraubenc oder sonst irgendwelche geeignete Mittel zusammengehalten
und magnetisch geschlossen werden, sind mit den Wicklungend versehen, die, wie Abb.
4 zeigt, in Reihe dreiphasig zusammengeschaltet werden und so den Anlaßwiderstand
bilden. Vorteilhaft -wird die Wicklung bei g in an sicl-1 bekannter Weise
getrennt bzw. mit der nächsten verbunden, so daß der Widerstand beliebig auch in
zwei oder drei Gruppen parallel geschaltet werden kann. Außerdem können einzelne
Elemente je nach Bedarf zugefügt oder entfernt werden. Zweckmäßigerweise
entspricht der Wickelsinn einer.unterschiedlichen Polarität zweier Nachbareleniente,
um eine magnetische Addition zu erzielen.
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In Abb. 3 ist das Element aus Eisenrohr durch ein solches aus
Rundeisen ersetzt. Zur Isolierung der Wicklung von dem Eisenkörper kann dieser beispielsweise
mit einer Asbestschicht oder mit einer anderen geeigneten Isolierung versehen sein.
Wenn zwischen den einzelnen Elementen und dem Jochkörper eine gute Isolierung, beispielsweise
:eine Schichte (Abb. 3), angeordnet ist, so braucht die Spulenisolation nur
dem Spannungsunterschied des einzelnen Element#es zu entsprechen, wofür alsdann
auch die hitzebeständige Oxydschicht einer Aluminiumwicklung ausreicht. Die Ausbildung
des Spulenk-ernes als Rohr weist gegenüber der als Rundeisen den Vorteil einer Ersparnis
von wenig wirksamem Material sowie der größeren Oberfläche auf. Bei ortsfester senkrechter
Anordnung wird die entstehende Wärme schornsteinartig abgeleitet. Ist bei besonderen
Betriebsbedingungen, beispielsweise für den Dauerumkehrbetrieb von Walzenstraßen,
eine weitere Vergrößerung der abkühlenden Oberfläche wünschenswert, so kann diesdurch
nicht eingezeichnete Rippen am Jochb oder aber durch Einsatzkörper/ geschehen, wie
sie Peispielsweise Abb. 5 zeigt. Selbstverständlich ist es möglich, zur weiteren
Vermehrung der Wärmeabfuhr Kühlluft oder Kühlwasser 4urch die Rohre hindurchzuleiten.
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Die Arbeitsweise derartiger Widerstände, die an die Läuferwicklung
einer Asynchronmaschiiie stillstehend oder mitumlaufend angeschlossen sind, ist
folgende: Beim Anlassen und vor allem bei Umkehr der Drehrichtung werden in der
Außenschicht des Rohr- oder Rundeisenkörpers parallel zu den Windungen Ströme erzeugt,
die Verluste im Eisen und einen Spannungsabfall in der Wicklung hervorrufen. Da
beim Anlaßvorgang mit steigender Drehzahl die Frequenz sinkt und der Strom kleiner
wird, werden auch die Verluste und der Spannungsabfall kleiner. DieStrombahnen ün
Eisen verbreitern sich und bedeuten für die Wicklung in zunehmendem Maße einen Kurzschluß,
so daß bei Betriebsdrehzahl die Verluste so gering werden, daß sie in vielen Fällen
dauernd mit in Kauf genommen werden können und somit ein besonderer Kurzschlußschalter
nicht erforderlich ist.
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Mit dem erfindungsgemäß hergestellten Element läßt sich auch bei kleinen
Motoren leicht erreichen, daß der Wechselstromwirkwiderstand das Zehnfache des Gleichstromwiderstandes
bei ein-e#m Leistungsfaktor des Widerstandes von o,85 bis o,9 beträgt. Derartige
Elemente haben daher nicht die Eigenschaft von nrosselspulen.
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Die Anwendungsmöglichkeit derartiger Widerstände ist nicht auf das
Beispiel des Anlassens oder Regelns von Asynchronmotoren beschränkt, sondern überall
da gegeben, wo eine starke Zunahme des Widerstandes, des Spannungsabfalles, des
St#ornes-oder der Leistung mit der Frequenz verwertet werden ka " nn, beispielsweise
für Meßnvecke. Bei konstanter Frequenz können sie außerdem zu
Heizzwecken
verwendet werden, beispielsweise für Meßzwecke. Bei konstanter Frequenz können sie
außerdem zu Heizzwecken verwendet werden, beispielsweise bei Wechselstrombahnen
für eine Warmwasserheizung.