DE69306855T2 - Asynchroner Induktionsmotor mit veränderlicher Geschwindigkeit - Google Patents

Asynchroner Induktionsmotor mit veränderlicher Geschwindigkeit

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    • HELECTRICITY
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Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der einphasigen asynchronen Induktionsmotoren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen asynchronen Induktionsmotor, wie er im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist.
  • Stand der Technik
  • Eine der Hauptanwendungen von einphasigen asynchronen Induktionsmotoren ist die Erzeugung der Zirkulation von Kühlungsluft auf und um Wärmeaustauscherflächen. Die verschiedenen Typen von zu solchen und anderen Zwecken verwendeten asynchronen Induktionsmotoren umfassen Induktionsmotoren mit verteilten Wicklungen und Halbschritt-Kondensatoren, wie sie im U.S. Patent Nr. 4,371,802 beschrieben sind. Ein einphasiger Induktionsmotor hat eine Kraft gleich Null, wenn der Rotor stillsteht, und es wird eine Starteinrichtung benötigt, um das nötige Drehmoment zu erzeugen. Erreicht wird dies üblicherweise mit einer Einrichtung zur Phasenspaltung mit einer Hilfs- oder Startwicklung, die in Parallelschaltung mit einer Hauptwicklung und phasenverschoben dazu gespeist wird. GB-A-1,178,661 offenbart eine Starteinrichtung, bei der ein Thermistor in Reihenschaltung mit der Startwicklung geschaltet ist, wobei der Thermistor bei Raumtemperatur einen niedrigen elektrischen Widerstandswert und bei hoher Temperatur einen wesentlich höheren elektrischen Widerstandswert aufweist, so dass anfänglich Strom sowohl durch die Startwicklung als auch durch die Hauptwicklung fliesst, was den Motor zum Laufen bringt, und danach der Strom in der Startwicklung aufgrund der Erwärmung des genannten Thermistors wesentlich verringert wird. Weil bei gegebener Last diese Motoren bei nur einer Geschwindigkeit zu laufen vermögen, werden die Motoren von der Industrie gegenwärtig für die höchste Belastung dimensioniert. Wenn ein derartiger Motor beispielsweise in einer Kälteerzeugungsmaschine als Gebläsemotor zur Erzeugung der Luftzirkulation um die Wärmeaustauscherflächen verwendet wird, dimensionieren die Hersteller von Kälteerzeugungsmaschinen den Gebläsemotor für die äusserst extreme Kombination von Bedingungen der Wärmeabgabe. Somit wird der Gebläsemotor jederzeit betrieben, als ob ein Zustand der höchsten Belastung vorherrschen würden. Dementsprechend ist die Leistungsaufnahme immer hoch, und das vom Gebläsemotor verursachte Geräusch ist ebenfalls entsprechend hoch.
  • Angesichts des vorstehenden besteht ein Bedarf für eine Veränderung der Drehgeschwindigkeit von asynchronen Induktionsmotoren auf solche Weise, dass die Menge der zirkulierenden Kühlluft in Kälteerzeugungsmaschinen und anderen Geräten dem Bedarf entsprechend und auf solche Weise veränderlich ist, dass die Leistungsaufnahme des Motors dem Bedarf entsprechend vermindert werden kann.
  • Obschon verschiedene Mittel bereits eingeführt wurden, um die Geschwindigkeit von asynchronen Induktionsmotoren zu verändern, haben sich derartige Mittel im allgemeinen als kostspielig und gelegentlich unzuverlässig erwiesen, insbesondere wenn der Induktionsmotor während einer Zeitdauer von beispielsweise 10 bis 20 Jahren in Betrieb bleiben soll.
  • Demzufolge ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen asynchronen Induktionsmotor von veränderlicher Geschwindigkeit zur Verwendung in Geräten wie Kälteerzeugungsmaschinen, Kleidertrocknern, Haartrocknern usw. vorzuschlagen. Des weiteren ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Induktionsmotor von veränderlicher Geschwindigkeit vorzuschlagen, der allgemein zuverlässig und allgemein kostengünstig herzustellen ist und bei dem sich die Leistungsaufnahme vermindert, wenn die Geschwindigkeit des Motors sinkt.
  • Kurzfassung der Erfindung
  • Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die im vorstehenden diskutierten Nachteile, die mit bisherigen einphasigen asynchronen Induktionsmotoren in Verbindung stehen, zu überwinden.
  • Die erfindungsgemässen einphasigen asynchronen Induktionsmotoren umfassen eine Hauptwicklung, die an eine einphasige Stromquelle angeschlossen ist. Eine Hilfswicklung ist mit der Hauptwicklung parallel geschaltet, und ein erster Kondensator ist mit der Hilfswicklung in Reihe geschaltet. Der Kondensator bewirkt eine Verschiebung der elektrischen Phase an der Hilfswicklung. Die vorliegende Erfindung umfasst zudem einen zweiten Kondensator, der mit dem ersten Kondensator parallel geschaltet ist, und einen veränderlichen Widerstand, wie beispielsweise einen Thermistor, der mit dem zweiten Kondensator in Reihe geschaltet ist. Somit wird die mit der Hilfswicklung in Reihe geschaltete Gesamtkapazität durch Erhöhung oder Verminderung des Widerstandswertes des veränderlichen Widerstandes wahlweise verändert. Auf diese Weise wird die gesamte Phasenverschiebung verändert und die Drehgeschwindigkeit des Rotors wahlweise zwischen einer niedrigen Drehgeschwindigkeit und einer hohen Drehgeschwindigkeit gesteuert. Es ist zu bemerken, dass die Hilfswicklung stets eingeschaltet bleibt und während des Betriebs zusammen mit der Hauptwicklung den benötigten Fluss zum Antrieb des Motors liefert. Tatsächlich würde der asynchrone Induktionsmotor anhalten und nicht funktionieren, wenn die Hilfswicklung nicht stets eingeschaltet bliebe. Somit verursacht die vorliegende Erfindung lediglich eine Erhöhung oder Verminderung der Drehgeschwindigkeit des Motors.
  • Der erfindungsgemässe asynchrone Induktionsmotor ist in hohem Grade zuverlässig, weil der Motor auch dann weiterlaufen würde, wenn der veränderliche Widerstand ausfallen würde. Insbesondere würde der Motor nicht anhalten, unabhängig davon, ob der Widerstand in einer offenen oder geschlossenen Schaltstellung ausfällt. Vielmehr würde der Motor entweder mit niedriger oder mit hoher Geschwindigkeit weiterlaufen, in Abhängigkeit von dem Ausfallmodus des Widerstandes und davon, ob der zweite Kondensator angeschlossen geblieben ist oder nicht.
  • Zudem erfüllt der erfindungsgemässe asynchrone Induktionsmotor seine Aufgaben auf allgemein kostengünstige Weise, weil ein ziemlich kostengünstiges Widerstandselement, wie beispielsweise ein Thermistor, und ein zweiter Kondensator die Steuerung der veränderlichen Geschwindigkeit bewirkt. Dies ist der Fall, weil ein allgemein kostengünstiges Bauelement, wie beispielsweise ein veränderlicher Widerstand oder Thermistor, den eine relativ hohe Leistung verbrauchenden Asynchronmotor unmittelbar steuert.
  • Des weiteren könnte, wenn diskrete Geschwindigkeitswerte verlangt werden, das gleiche Resultat durch Zuschalten eines oder mehrerer Kondensatoren in Parallelschaltung mit der Hilfswicklung erhalten werden. Beispielsweise kann ein polumschaltbarer Motor mit zwei Geschwindigkeiten zur Verfügung gestellt werden, indem der im vorstehenden beschriebene veränderliche Widerstand durch einen einpoligen Ausschalter ersetzt wird.
  • In einer ihrer Ausbildungen ist die vorliegende Erfindung auf einen einphasigen asynchronen Induktionsmotor gerichtet, dessen Drehgeschwindigkeit zwischen einer niedrigen Drehgeschwindigkeit und einer hohen Drehgeschwindigkeit veränderlich ist. Der Motor umfasst eine Hauptwicklung zum Anschliessen an eine einphasige elektrische Stromquelle, eine mit der Hauptwicklung parallel geschaltete Hilfswicklung und einen Rotor. Zur Verschiebung der elektrischen Phase an der Hilfswicklung sind Impedanzelemente an die Hilfswicklung angeschlossen. Durch einen sowohl von der Hauptwicklung als auch von der Hilfswicklung erzeugten Fluss wird der Rotor während des Betriebs kontinuierlich angetrieben. Es sind Elemente zur Veränderung der Impedanz zwischen einer ersten Impedanz und einer zweiten Impedanz in Antwort auf einen Zustand ausserhalb des Motors vorgesehen, mit denen die Drehgeschwindigkeit des Rotors während des Betriebs des Motors wahlweise zwischen einer niedrigen Drehgeschwindigkeit und einer hohen Drehgeschwindigkeit gesteuert wird.
  • Ausserdem weist das Statorkernelement eine Mehrzahl von im wesentlichen gleichmassig winkelverteilten, radial einwärts verlaufenden Zähnen auf, zwischen denen jeweilige Wicklungsschlitze definiert sind. Die Zähne weisen innere Enden auf, die eine Bohrung definieren, und es ist ein Rotorelement in der Bohrung angeordnet, das eine Peripheriefläche aufweist, die mit den Zahnenden Luftspalte definiert. Der Rotor weist darin geformte, im allgemeinen axial verlaufende Schlitze auf. Die inneren Enden der Zähne sind kreisförmig und weisen einen Durchmesser auf, der grösser ist als der Durchmesser des Rotors, wodurch die Luftspalte gebildet werden. In den Schlitzen des Rotorelements ist eine Käfigwicklung vorgesehen. Eine Hauptwicklung ist auf dem Statorkernelement vorgesehen und bildet eine vorbestimmte gerade Anzahl von magnetischen Polen. Eine Hilfswicklung ist auf dem Statorkernelement vorgesehen und bezüglich der Hauptwicklung mechanisch winkelverschoben, und sie bildet die gleiche Anzahl von magnetischen Polen. Die Hilfswicklung ist mit der Hauptwicklung parallel geschaltet. Die Anzahl der Statorzähne ist gleich der doppelten Anzahl der Pole. Die Hauptwicklung umfasst eine Mehrzahl von Spulen, deren Anzahl gleich der Anzahl der Pole ist, und die Spulen der Hauptwicklung umwickeln jeweils alternierend aufeinanderfolgende Zähne. Die Hilfswicklung umfasst eine Mehrzahl von Spulen, deren Anzahl gleich der Anzahl der Pole ist, und die Spulen der Hilfswicklung umwickeln jeweils alternierend aufeinanderfolgende Zähne zwischen den erstgenannten alternierend aufeinanderfolgenden Zähnen. Auf jedem der Zähne ist nur eine Spule angeordnet. An die Hilfswicklung sind Impedanzelemente zur Verschiebung der elektrischen Phase an der Hilfswicklung angeschlossen. Während des Betriebs wird der Rotor durch einen sowohl von der Hauptwicklung als auch von der Hilfswicklung erzeugten Fluss kontinuierlich angetrieben. Es sind Elemente zur Veränderung der Impedanz zwischen einer ersten Impedanz und einer zweiten Impedanz vorgesehen, wodurch die Drehgeschwindigkeit des Rotors während des Betriebs wahlweise zwischen einer niedrigen Drehgeschwindigkeit und einer hohen Drehgeschwindigkeit gesteuert wird.
  • Die Impedanzelemente sind vorzugsweise ein mit der Hilfswicklung in Reihe geschalteter erster Kondensator und ein mit dem ersten Kondensator parallel geschalteter zweiter Kondensator. Zudem ist ein veränderlicher Widerstand mit dem zweiten Kondensator in Reihe geschaltet, um dessen Widerstandswert zwischen einem ersten Widerstandswert und einem zweiten Widerstandswert zu verändern und dadurch die mit der Hilfswicklung in Reihe geschaltete Gesamtkapazität zu verändem. Der veränderliche Widerstand kann ein Schalter zur wahlweisen Anschaltung und Abschaltung des zweiten Kondensators in Parallelschaltung mit dem ersten Kondensator oder ein auf Temperatur ansprechender Thermistor wie ein Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten sein.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die vorgenannten und andere Merkmale und Zwecke der vorliegenden Erfindung und die Art und Weise ihrer Herbeiführung werden besser hervorgehen, und die Erfindung selber wird besser verstanden werden, wenn auf die nachstehende Beschreibung von Ausbildungen der Erfindung in Zusainmenbetrachtung mit den beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, worin:
  • Fig. 1 eine im Querschnitt von der Seite dargestellte schematische Ansicht eines typischen asynchronen Induktionsmotors mit Halbschritt-Kondensatoren ist;
  • Fig. 2 ein elektrisches Schema eines erfindungsgemässen einphasigen asynchronen Induktionsmotors von veränderlicher Geschwindigkeit ist; und
  • Fig. 3 ein Diagramm des Drehmoments in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit zur Veranschaulichung der niedrigen Drehgeschwindigkeit und der hohen Drehgeschwindigkeit, wenn sich die Belastung durch das Drehmoment eines Gebläses erhöht, darstellt.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausbildung Bezugnehmend auf die Figuren der Zeichnung wird ein allgemein mit 10 bezeichneter einphasiger asynchroner Induktionsmotor gezeigt, der ein Blechpaket-Statorkernelement 12 aufweist. Das Statorkernelement 12 umfasst ein im allgemeinen zylindrisch geformtes Jochteil 14 sowie gleichmässig winkelverteilte, radial einwärts verlaufende Zähne 16, zwischen denen jeweilige Wicklungsschlitze 18 ausgebildet sind. Die Zähne 16 weisen innere Enden 20 auf, die eine Bohrung zur Aufnahme eines Blechpaket-Rotorelements 22 auf der Welle 24 definieren. Ein Aussenumfang 26 des Rotorelements 22 definiert mit den inneren Enden 20 der Statorzähne 16 Luftspalte 28. Der Aussenumfang 26 weist auch im allgemeinen axial verlaufende Schlitze 30 auf, die darin zur Aufnahme einer Käfigwicklung 32 auf bekannte und herkömmliche Weise geformt sind. Die Anzahl der Statorzähne 16 ist gleich der doppelten Anzahl der Pole des Motors 10, und es gibt somit in der in den Figuren dargestellten Ausbildung vier Pole und eine Gesamtzahl von acht Statorzähnen 16. Die inneren Enden 20 der Zähne 16 weisen eine im wesentlichen gleiche Winkelausdehnung auf. Das heisst, die Polfläche eines jeden Zahnes 16 umschliesst den Aussenumfang 26 des Rotorelements 22 gleich weit wie bei jedem anderen Zahn.
  • Analog zum halbschritt-kapazitiven Induktionsmotors, der im U.S. Patent Nr. 4,371,802 von Wayne J. Morrill beschrieben ist, dessen Volltext und Lehre ausdrücklich durch den vorliegenden Hinweis in das Vorliegende aufgenommen werden, ist eine Hauptfeldwicklung vorgesehen, die in Reihe geschaltete Spulen 34-1, 34-3, 34-5 und 34-7 umfasst, welche jeweilige Zähne 16-1, 16-3, 16-5 und 16-7 umschliessen. Die Spulen 34 sind in gleicher Anzahl wie die Anzahl der Pole. Die Spulen 34-1, 34-3, 34-5 und 34-7 der Hauptfeldwicklung sind in Reihenschaltung an eine einphasige Wechselstromquelle 36 wie beispielsweise 120 Volt 60 Hz angeschlossen.
  • Es ist eine Hilfsfeldwicklung vorgesehen, welche Spulen 38-2, 38-4, 38-6 und 38-8 umfasst, die jeweilige alternierende Zähne 16-2, 16-4, 16-6 und 16-8 umschliessen, welche zwischen denjenigen Zähnen liegen, auf denen die Spulen 34 der Hauptfeldwicklung gewickelt sind. Die Spulen 38-2, 38-4, 38-6 und 38-8 der Hilfsfeldwicklung sind, wie es bei 42 dargestellt wird, in Reihenschaltung mit einem ersten Phasenverschiebungs-Kondensator 40 an die in Reihe geschalteten Spulen 34 der Hauptfeldwicklung angeschlossen. Somit ist die Hilfsfeldwicklung mit der Hauptfeldwicklung parallel geschaltet.
  • Es ist hier zu verstehen, dass der Phasenverschiebungs- Kondensator 40 nur eines der Mittel zur Phasenverschiebung der Hauptfeldwicklung gegenüber der Hilfsfeldwicklung darstellt, und dass andere äquivalente Strukturen als zu diesen Mitteln gehörend betrachtet werden, wie beispielsweise die Veränderung der Anzahl Windungen, der Induktivität, der Drahtgrösse, und das Anordnen von Kondensatoren an verschiedenen Teilen der Hauptfeldwicklung und der Hilfsfeldwicklung sowie die Veränderung der Kapazität. Folglich ist zu verstehen, dass verschiedene Komponenten der Motorenstruktur geändert werden können, um die nötigen Mittel zur Phasenverschiebung der Hauptfeldwicklung gegenüber der Hilfsfeldwicklung zu liefern. Auch wird es feststellbar sein, dass zweiphasiger Wechselstrom verwendet werden könnte, wobei die Hauptfeldwicklung und die Hilfsfeldwicklung an je eine andere der beiden Phasen geschaltet würden, was hier ebenfalls als zu den Mitteln zur Phasenverschiebung gehörend betrachtet wird.
  • Wie in Fig. 1 dargestellt, erstreckt sich ein Vollschritt winkelmässig über einen Pol des Motors 10 d.h. über 90 mechanische Grad bei der dargestellten vierpoligen Ausbildung, und ein Halbschritt erstreckt sich winkelmässig über eine Hälfte eines Pols d.h. über 45 mechanische Grad bei der dargestellten vierpoligen Ausbildung. Der Magnetfluss, der den Luftspalt 28 durchquert und in die betreffenden Zahnenden 20 eintritt bzw. aus diesen heraustritt, erstreckt sich im wesentlichen über einen Halbschritt.
  • Nun bezugnehmend auf Fig. 2, darin werden die Hauptfeldwicklung 34, die Hilfsfeldwicklung 38 und der mit der Hilfswicklung 38 in Reihe geschaltete Phasenverschiebungs-Kondensator 40 schematisch dargestellt. Zusätzlich zum Kondensator 40 ist, wie dargestellt, eine zweiter Kondensator 44 vorgesehen, der mit dem ersten Phasenverschiebungs-Kondensator 40 parallel geschaltet ist. Ein veränderlicher Widerstand 46 ist mit dem zweiten Kondensator 44 in Reihe geschaltet und somit auch mit dem ersten Kondensator 40 parallel geschaltet. Es wird feststellbar sein, dass der Kondensator 44 durch Erhöhung des Widerstandswertes des veränderlichen Widerstandes 46 in der Schaltung unwirksam gemacht werden kann, so dass nur der erste Kondensator 40 wirksam mit der Hilfswicklung 38 in Reihe geschaltet ist. Insbesondere wird durch Erhöhung des Widerstandswertes die Kapazität vermindert und, in der bevorzugten Ausbildung, die Drehgeschwindigkeit des Motors vermindert. Andererseits wird durch Verminderung des Widerstandswertes des veränderlichen Widerstandes 46 die mit der Hilfswicklung 38 in Reihe geschaltete Gesamtkapazität erhöht und somit auch die Drehgeschwindigkeit des Motors 10 erhöht.
  • Es ist zu verstehen, dass, obwohl im vorliegenden die Kondensatoren 40 und 44 als bevorzugte Ausbildung angegeben werden, in Betracht gezogen wird, an deren Stelle andere Impedanzkomponenten zu verwenden, um die benötigte Phasenverschiebung zu bewirken. Zudem kann, zur wahlweisen Steuerung der Drehgeschwindigkeit des Motors, die Impedanz des Elements 44 zwischen einer ersten Impedanz und einer zweiten Impedanz verändert werden.
  • Des weiteren kann, in einer zweiten Ausbildung, der veränderliche Widerstand 46 durch einen einpoligen Ausschalter zur wahlweisen Anschaltung und Abschaltung des zweiten Kondensators 44 in bzw. aus der Schaltung und zur wahlweisen Einsetzung des zweiten Kondensators 44 in Parallelschaltung mit dem ersten Kondensator ersetzt werden.
  • In einer dritten Ausbildung wird in Betracht gezogen, dass der veränderliche Widerstand 46 auf die Temperatur anspricht und dessen Widerstandswert sich in Antwort auf steigende oder sinkende Temperatur erhöht bzw. vermindert. Insbesondere ist der veränderliche Widerstand 46 in dieser Ausbildung ein Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten, dessen Widerstandswert sich vermindert, wenn die Temperatur steigt. Somit wird, wenn die Temperatur steigt, der zweite Kondensator 44 in die Schaltung eingesetzt, was die Kapazität erhöht und auch die Drehgeschwindigkeit des Motors erhöht. Bei dieser am meisten bevorzugten Ausbildung kann ein Gebläse zur Erzeugung der Luftzirkulation mit der Rotorwelle 24 verbunden sein, so dass sich, wenn die Temperatur steigt, die Drehgeschwindigkeit des Motors erhöht, wie auch die verwirbelte Luftmenge. Wenn, des weiteren, die Temperatur sinkt, so sinkt auch die Drehgeschwindigkeit des Motors, was die verwirbelte Luftmenge wie auch den erzeugten Lärm und die verbrauchte Leistung vermindert. Es wird feststellbar sein, dass eine derartige Steuerung für Geräte wie Kälteerzeugungsmaschinen ideal ist.
  • Aus dem vorstehenden ergibt sich offensichtlich, dass die Drehgeschwindigkeit des Motors 10 zwischen einem niedrigen Grenzwert und einem hohen Grenzwert gesteuert wird. Da die Hauptfeldwicklung 34 und die Hilfsfeldwicklung 38 während des Betriebs des Motors stets eingeschaltet bleiben, wird der Rotor durch einen sowohl von der Hauptwicklung als auch von der Hilfswicklung erzeugten Fluss kontinuierlich angetrieben. Es ist dem zweiten Kondensator 44 und dem veränderlichen Widerstand 46 nicht möglich zu verursachen, dass der Motor 10 zum Stillstand kommt. Sollte der veränderliche Widerstand 46 in offener Schaltungslage ausfallen, so würde der Motor 10 folglich mit seiner niedrigsten Drehgeschwindigkeit weiterlaufen. Sollte andererseits der veränderliche Widerstand 46 in geschlossener Schaltungslage bzw. bei seinem niedrigsten Widerstand ausfallen, so würde der Motor 10 mit seiner höchsten Drehgeschwindigkeit weiterlaufen.
  • Zur weiteren Darstellung des Betriebs des vorliegenden asynchronen Induktionsmotors von veränderlicher Geschwindigkeit wird in Fig. 3 ein Diagramm des Drehmoments in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit dargestellt. Die durchgezogene Linie zeigt die höchste Drehgeschwindigkeit des Motors, wenn der veränderliche Widerstand 46 bei seinem niedrigsten Wert liegt, was die mit der Hilfswicklung 38 in Reihe geschaltete Gesamtkapazität auf ihren höchsten Wert bringt. Die punktierte Linie zeigt hingegen die Geschwindigkeit des Motors, wenn der veränderliche Widerstand 46 bei seinem höchsten Wert liegt oder im Falle der Verwendung eines einpoligen Ausschalters unendlich hoch wird, was die mit der Hilfswicklung 38 in Reihe geschaltete Gesamtkapazität auf ihren niedrigsten Wert und somit auch die Geschwindigkeit des Motors auf ihren niedrigsten Wert bringt. Es wird feststellbar sein, dass die Linien des Diagramms der Fig. 3 sowohl für die höchste Geschwindigkeit wie auch für die niedrigste Geschwindigkeit mit einem Motor mit einem daran befestigten Gebläseblatt aufgenommen wurden, bei dem sich das Lastdrehmoment des Gebläses erhöht, wie es mit der gestrichelten Linie gezeigt wird. Wie schliesslich bemerkt wird, verändert sich die Geschwindigkeit des Motors mit dem gegebenem Lastdrehmoment des Gebläses, wenn ein veränderlicher Widerstand 46 wie beispielsweise ein Thermistor verwendet wird, zwischen einem niedrigsten Punkt 48, wo sich die Linien der niedrigen Geschwindigkeit und des Gebläsedrehmoments treffen, und einem höchsten Punkt 50, wo sich die Linien der hohen Geschwindigkeit und des Gebläsedrehmoments treffen.
  • Wie es nun offensichtlich sein wird, ist der im vorstehenden beschriebene asynchrone Induktionsmotor von veränderlicher Geschwindigkeit darin vorteilhaft, dass der Motor 10 auch dann weiterläuft, wenn der veränderliche Widerstand 46 oder irgendein anderes an dessen Stelle eingesetztes Element ausfällt. Zudem wird der Widerstand 46 oder irgendein an dessen Stelle eingesetztes Element nicht dem gesamten durch die Hilfswicklung fliessenden Strom ausgesetzt, so dass es folglich ein Niederstrombauteil sein kann. Somit wird ein Motor 10, der eine relativ hohe Leistung verbraucht, von einem Bauteil 46 der Komponentenkategone gesteuert.
  • Abweichungen können im Rahmen der beigefügten Ansprüche vorkommen.

Claims (6)

1. Einphasiger asynchroner Induktionsmotor mit einer zwischen einer niedrigen Drehgeschwindigkeit (48) und einer hohen Drehgeschwindigkeit (50) veränderlichen Drehgeschwindigkeit, umfassend: eine Hauptwicklung (34) zum Anschliessen an eine einphasige elektrische Stromquelle (36); eine mit der Hauptwicklung (34) parallel geschaltete Hilfswicklung (38); einen Rotor (22); und ein an die Hilfswicklung (38) angeschlossenes Impedanzmittel (40, 44) zur Verschiebung der elektrischen Phase an der Hilfswicklung (38), dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (22) während des Betriebs durch einen sowohl von der Hauptwicklung als auch von der Hilfswicklung (34, 38) erzeugten Fluss kontinuierlich angetrieben wird, und dass ein Mittel (46) zur Veränderung der Impedanzmittel (40, 44) zwischen einer ersten Impedanz und einer zweiten Impedanz in Antwort auf einen Zustand ausserhalb des Motors und zur wahlweisen Veränderung der Drehgeschwindigkeit des Rotors (22) während des Betriebs des Motors zwischen der niedrigen Drehgeschwindigkeit (48) und der hohen Drehgeschwindigkeit (50) vorgesehen ist.
2. Einphasiger asynchroner Induktionsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Impedanzmittel (40, 44) einen mit der Hilfswicklung (38) in Reihe geschalteten ersten Kondensator (40) und einen mit dem ersten Kondensator (40) parallel geschalteten zweiten Kondensator (44) umfasst, und dass das Mittel (46) ein mit dem zweiten Kondensator (44) in Reihe geschaltetes veränderliches Widerstandsmittel (46) ist, dessen Widerstandswert zwischen einem ersten Widerstandswert und einem zweiten Widerstandswert veränderlich ist, um dadurch die mit der Hilfswicklung (38) in Reihe geschaltete Gesamtkapazität zu verändern.
3. Einphasiger asynchroner Induktionsmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandsmittel (46) ein veränderlicher Widerstand ist.
4. Einphasiger asynchroner Induktionsmotor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandsmittel (46) auf die Temperatur anspricht, wobei sein Widerstandswert in Antwort auf eine Temperaturzunahme ausserhalb des Motors abnimmt.
5. Einphasiger asynchroner Induktionsmotor nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandsmittel (46) ein Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten ist.
6. Einphasiger asynchroner Induktionsmotor nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Statorkernelement (12) umfasst, der eine Mehrzahl von im wesentlichen gleichmässig winkelverteilten, radial einwärts verlaufenden Zähnen (16) aufweist, zwischen denen jeweilige Wicklungsschlitze (18) ausgebildet sind, wobei die Zähne (16) innere Enden (20) aufweisen, die eine Bohrung definieren, das Rotorelement (22) in der Bohrung angeordnet ist und eine Peripheriefläche (26) aufweist, die mit den Enden (20) der Zähne (16) Luftspalte (28) definiert, die inneren Enden der Zähne (20) kreisförmig sind und einen Durchmesser aufweisen, der grösser ist als der Durchmesser des Rotors, wodurch die Luftspalte (28) gebildet werden, im Rotorelement (22) eine Käfigwicklung (32) vorgesehen ist, die Hauptwicklung (34) auf dem Statorkernelement (12) angeordnet ist und eine vorbestimmte gerade Anzahl von magnetischen Polen bildet, die Hilfswicklung (38) auf dem Statorkernelement (12) bezüglich der Hauptwicklung (34) mechanisch winkelverschoben angeordnet ist und die gleiche Anzahl von magnetischen Polen bildet, die Anzahl der Zähne (16) gleich der doppelten Anzahl der Pole ist, die Hauptwicklung (34) eine Mehrzahl von Spulen (34-1, 34-3, 34- 5, 34-7) umfasst, deren Anzahl gleich der Anzahl der Pole ist, die Spulen der Hauptwicklung jeweils alternierend aufeinanderfolgende Zähne (16) umwickeln, die Hilfswicklung (38) eine Mehrzahl von Spulen (38-2, 38-4, 38-6, 38-8) umfasst, deren Anzahl gleich der Anzahl der Pole ist, die Spulen der Hilfswicklung jeweils alternierend aufeinanderfolgende Zähne (16) zwischen den erstgenannten alternierend aufeinanderfolgenden Zähnen (16) umwickeln, und auf jedem der Zähne nur eine Spule angeordnet ist.
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