DE695290C

DE695290C - Single-phase induction motor which changes its direction of rotation automatically depending on the voltage supplied

Info

Publication number: DE695290C
Application number: DE1938A0086009
Authority: DE
Inventors: Orin P Mccarty
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1937-03-02
Filing date: 1938-03-03
Publication date: 1940-08-22

Description

Es ist schon ein als zweiphasiger Induktionsmotor ausgebildeter Regelmotor bekanntgeworden, dessen eine Phase über einen Kondensator oder eine Vorschaltdrossel dauernd mit einer Stromquelle verbunden ist, während die andere Phase von einem spannungsabhängigen Steuerorgan gespeist wird. Das Steuerorgan besteht im wesentlichen aus einem Parallelresonanzkreis, der je nach dem Spannuingswert einen voreilenden oder nacheilenden Strom der Motorphase zuführt 'und somit die Drehrichtung des Regelmotors ändert. . Eine solche Anordnung hat .dien großen Vorteil, daß die bisher benutzten Kontaktrelais durch ein 'kontaktfreies Regelorgan ersetzt werden. Die Erfindung bezweckt nun eine vorteilhafte Weiterbildung der Elektromotorein, die in Abhängigkeit von der zugeführten Spannung ihre Drehrichtung ohne Steuerung durchA regulating motor designed as a two-phase induction motor has already become known, one phase of which via a capacitor or a series reactor is connected to a power source, while the other phase of a voltage-dependent Control organ is fed. The control element consists essentially of a parallel resonance circuit, which depends on the voltage supplies a leading or lagging current to the motor phase 'and thus the direction of rotation of the control motor changes. . Such an arrangement has the great advantage that the previously used contact relays are replaced by a 'non-contact control element. The invention aims to provide an advantageous further development of the electric motors, which depending on the voltage supplied, their direction of rotation without control

ao Kontaktnelais wechseln können. Erfindungsgemäß wird ein Einphaseninduktionsmotor mit einer Hauptfeldwicklung und zwei entgegengesetzt wirkenden, mit der Hauptfeldwicklung transformatorisc'h verbundenen Querfeldwicklungien versehen, wobei 'die eine Querfeldwicklung nur von einer mit der Hauptfeldwicklung transformatorisch verkettetem Wicklung gespeist wird, 'die andere Querfeldwicklung dagegen vom Netz über die letztere Wicklung und über einen Resonanzkreis. Dieser Resonanzkreis dient hauptsächlich als Vorschaltwiderstand, indem er in Abhängigkeit- von der Spannung !entsprechend seiner Resonanzcharakteristik der einen Querfeldwicklung einen kleineren oder größeren Strom zuführt. Der Drehrichtungswechsel des Motors wird also durch Änderung der von den Querfeldwicklungiein erzeugten Flüsse bewirkt.ao contact relay can change. According to the invention is a single phase induction motor with one main field winding and two opposed acting transverse field windings connected to the main field winding by transformers provided, with 'the one transverse field winding fed only by a winding that is linked in a transformer with the main field winding is, 'the other cross-field winding on the other hand from the network via the latter winding and via a resonance circuit. This resonance circuit mainly serves as a series resistor, by depending on the voltage! according to its resonance characteristics which supplies a transverse field winding a smaller or larger current. The direction of rotation of the motor will change thus caused by changing the fluxes generated by the cross-field windings.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.The invention is illustrated in the drawing, for example.

Die Abb. ι zeigt eine schematische Darstellung der Wicklungsanordnung des erfindungsgemäßein Einphaseninduktionsmotors, der selbsttätig seine Drehrichtung umkehrt, wÄ} eine Spannungsänderung von J^ ¹Va Volt ^i einer normalen Netzspannung von Ho Volt auftritt. Der Motor ι hat einen Ständer 4 und einen Läufer 5, der in der Zeichnung beispielsweise als ein üblicher Kurzschlußläufer dargestellt ist. Der Ständer ist mit einer Hauptfeldwicklung 6 versehen, die mit der Stromquelle 3 verbundein ist und einen Hauptfluß durch den Läufer 5 erzeugt. An den entgegengesetzten Seiten des Läufers 5 sind Querfeldwicklungein 7 und 8 in Nuten untergebracht. Die Querfeldwicklung 7 wird über einen. Widerstand 9 von .einer Ständer wicklung 10 gespeist, die: transformatorisch von der Hauptfeldwicklung 6 beeinflußt wird. Die so Querfeldwicklung 8 liegt in Reihe mit dem Resonanzkreis 2, einem Widerstand 11 und der Wicklung 10 an der Stromquelle 3.Fig. Ι shows a schematic representation of the winding arrangement of the single-phase induction motor according to the invention, which automatically reverses its direction of rotation when a voltage change of J ^ ¹ Va volts ^ i of a normal mains voltage of Ho volts occurs. The motor ι has a stator 4 and a rotor 5, which is shown in the drawing, for example, as a conventional squirrel cage. The stator is provided with a main field winding 6 which is connected to the power source 3 and generates a main flow through the rotor 5. On the opposite sides of the rotor 5, transverse field windings 7 and 8 are accommodated in grooves. The transverse field winding 7 is a. Resistance 9 of .einer stator winding 10 fed, which: transformer-influenced by the main field winding 6. The cross-field winding 8 in this way is in series with the resonance circuit 2, a resistor 11 and the winding 10 at the current source 3.

Da die Wicklungen 7 und 8 von der Wicklung 10 Strom erhalten, können sie mit abgeschirmten Spulem verglichen werden, und die erzeugten Flüsse sind dadurch zeitlich phasenverschoben gegenüber dem durch die Wicklung 6 erzeugtem Hauptfluß. Die Flüsse der Querfeldwicklungen 7 und 8 sind um 90⁰ verschoben gegenüber dem durch die Hauptfeldwicklung 6 erzeugten Fluß, so daß durch das Zusammenwirken der durch die Wicklungen 6, 7 und 8 erzeugten Flüsse ein Drehfeld entsteht, wodurch der Umlauf des Motors bewirkt wird.Since the windings 7 and 8 receive current from the winding 10, they can be compared with shielded coils, and the fluxes generated are thereby temporally out of phase with the main flux generated by the winding 6. The flows of the transverse field windings 7 and 8 are 90 ⁰ shifted relative to the signal generated by the main field winding 6 river, so that by the interaction of the fluxes generated by the windings 6, 7 and 8, a rotating field is created, thereby causing the rotation of the motor.

Da jedoch die Wicklungen 7 und 8 entgegengesetzt wirken, haben die von ihnen erzeugten umlaufenden Felder entgegengesetzte Drehriehtungen.However, since the windings 7 and 8 act in opposition, they have rotating fields generated opposite directions of rotation.

Der Resonanzkreis 2 besteht aus einem Kondensator und " einer Drosselspule mit Eisenkern. Der Eisenkern ist magnetisch gesättigt, so daß der Induktanzwert der Spule mit dem Strom veränderlich ist und Stromänderungen selbsttätig diesen -Stromkreis aus einem bestimmten Zustand in einen Resonanzzustand oder umgekehrt bringen können. Die Abb. 2 zeigt die Charakteristik dieses Zustandes deutlich. Wenn die Spannung, die an den Resonanzkreis gelegt ist, von Null ansteigt, ist die Impedanz dieses Stromkreises anfänglich relativ hoch und der Strom daher relativ niedrig bis zu einem Spannungswert Y, bei dem der Strom steil ansteigt. Dies wird durch den Resonanzzustand des Stromkreises herbeigeführt. Wenn dann die Spannung bis zum Wert X sinkt, wird der Resonanzkreis; verstimmt, die Impedanz schnell erhöht .und der Strom auf einen sehr kleinen Wert gebracht. The resonance circuit 2 consists of a capacitor and a choke coil with an iron core. The iron core is magnetically saturated so that the inductance value of the coil changes with the current and changes in current can automatically bring this circuit from a certain state to a resonance state or vice versa The characteristic of this state is clearly shown in Fig. 2. When the voltage applied to the resonance circuit increases from zero, the impedance of this circuit is initially relatively high and the current is therefore relatively low up to a voltage value Y at which the current is steep This is brought about by the resonance state of the circuit. If the voltage then drops to the value X , the resonance circuit is detuned, the impedance is increased rapidly and the current is brought to a very small value.

Der Widerstand 9 ist regelbar, so daß für iS^pariinungswerte der Stromquelle 3 unterhalb ifer Spannung Y in Abb. 2 der Fluß der Querfeldwicklung 7 größer ist als der Fluß der Querfeldwicklung 8. Der Motor dreht sich also in einer Richtung, beispielsweise rechts herum. Wenn nun die Spannung der Stromquelle 3 über Y hinauswächst, kommt der Schwingungskreis in Resonanz. Durch das damit bedingte Anwachsen des Stromes wird der Fluß der Querfeldwicklung 8 größer als der Fluß der Querfeldwicklung 7, so daß der Motor seine Richtung umkehrt und sich linksherum dreht. Sinkt 'die Spannung jetzt bis auf den Wert^f, so wird der Resonanzkreis wieder verstimmt und eine Drehrichtungsumkehr verursacht.The resistor 9 is adjustable so that for iS ^ parinungswerte the power source 3 below ifer voltage Y in Fig. 2 the flux of the transverse field winding 7 is greater than the flux of the transverse field winding 8. The motor thus rotates in one direction, for example clockwise. If the voltage of the current source 3 now rises above Y , the oscillating circuit comes into resonance. Due to the resulting increase in the current, the flux of the transverse field winding 8 is greater than the flux of the transverse field winding 7, so that the motor reverses its direction and rotates to the left. If the voltage drops to the value ^ f, the resonance circuit is detuned again and the direction of rotation is reversed.

Der erfindungsgemäße Motor ist besonders für die Betätigung von selbsttätigen Spannungsreglern vorteilhaft, bei denen der Umlauf des Motors in einer Richtung die Erhöhung der Spannung des Kreises bewirkt, während der Umlauf in der entgegengesetzten Richtung das Absinken der Spannung veranlaßt. Die Differenz der Spannungen zwischen X und Y mach Abb. 2 stellt die sogenannte Bandbreite der geregelten Spannung dar. Die Größe der Bandbreite kann durch den Widerstand 11 geändert werden. Wegen der Neigung der Spannungs-Strom-Charakteristik nach Abb. 2 und des Belastungsdrehmomentes eines Reglers wird -der Motor zwischen den Spannungen X und Y stillstehen. Pendelerscheinungen der Anordnung werden daher vermieden. Die Erfindung ist selbstverständlieh nicht auf das angeführte Beispiel beschränkt, sondern es können auch andere Ausführungsarten verwendet werden.The motor according to the invention is particularly advantageous for the actuation of automatic voltage regulators in which the rotation of the motor in one direction causes the voltage of the circuit to increase, while the rotation in the opposite direction causes the voltage to decrease. The difference in the voltages between X and Y in Fig. 2 represents the so-called bandwidth of the regulated voltage. The size of the bandwidth can be changed by the resistor 11. Because of the slope of the voltage-current characteristic according to Fig. 2 and the load torque of a controller - the motor will stand still between voltages X and Y. Pendulum phenomena in the arrangement are therefore avoided. The invention is of course not restricted to the example given, but other types of embodiment can also be used.

Claims

Claim: _1oo

Single-phase induction motor, which depends on the voltage supplied automatically changes its direction of rotation, characterized in that the motor has one main field winding and two oppositely acting transverse field windings connected to the main field winding in a transformer, and that one cross-field winding is only transformed by one with the main field winding matoriseh chained winding is fed, the other Querfeldwickluing against it from the mains via the latter winding and via a resonant circuit.

1 sheet of drawings