DE755602C - Verlustlos und durch Null hindurch stufenlos regelbarer Antrieb mit Hilfe eines Drehstromnebenschlussmotors - Google Patents

Verlustlos und durch Null hindurch stufenlos regelbarer Antrieb mit Hilfe eines Drehstromnebenschlussmotors

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DE755602C
DE755602C DES153569D DES0153569D DE755602C DE 755602 C DE755602 C DE 755602C DE S153569 D DES153569 D DE S153569D DE S0153569 D DES0153569 D DE S0153569D DE 755602 C DE755602 C DE 755602C
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DE
Germany
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motor
rotor
phase
speed
zero
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Expired
Application number
DES153569D
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English (en)
Inventor
Walter Dipl-Ing Rueck
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Publication date
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Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K17/00Asynchronous induction motors; Asynchronous induction generators
    • H02K17/02Asynchronous induction motors
    • H02K17/34Cascade arrangement of an asynchronous motor with another dynamo-electric motor or converter
    • H02K17/38Cascade arrangement of an asynchronous motor with another dynamo-electric motor or converter with a commutator machine

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

  • Verlustlos und durch Null hindurch stufenlos regelbarer Antrieb mit Hilfe eines Drehstromnebenschlußmotors Drehstromnebeuschlußmotoren gestatten bekanntlich eine weitgehende Regelung der Drehzahl, die bei läufergespeisten Typen durch Verdrehen der Bürstens ätze, bei stände#rgespeisten durch Einführung einer veränderlichen phasengleichen Spannung über den Kommutator in den Läuferkreis bewirkt wird. Diese Motoren haben aber insoferneinen Nachteil, als- gerade im unterenDrehz;ahlbereich die Drehzahl starle von der Belastung abhängig und trotz starker Typenvergrößerung die Regelung bis Null sehr ungenau ist. Außerdem ist zu beachten, daß eine Umkehr des Drehsinns nicht ohne weiteres möglich ist, sondern nur durch Umpolen der Phasenzuleitungen herbeigeführt werden kann. Die vorbezeichneten Nachteile des Drehstromnebenschlußmotoms, nämlich seine unbefriedigende Regelung im unteren Drehzahlbereich sowie die nur durch Umschalten mögliche Umkehr des Drehsinns, werden nach der Erfindung dadurch beseitigt, daß der Läufer des regelbaren Drehstro,mnebenschlußmotors den mechanisch mit ihm gekuppelten Ständer eines Drehstromasynchronmotors entgegen dem Umlaufsinn seines Drehfeldes antreibt und der 'Kurzschlußläufer des Asynchronmotors mit der Welle des in seiner Drehzahl zu regelnden Antriebes verbunden ist. Durch die Zuordnung der zweiten Maschine in vorbezeichneter Weise können mehrere Vorteile erzielt werden. Vor allem wird die Regelung im -L\'ullbereich insofern erheblich verbessert, als der Synchronbereich des Drehstromnebenschlußmotors in den Nullbereich verlegt wird und sich nunmehr allein durch Bürstenverstellung zwei Drehrichtungen erzielen lassen. Hierzu sind Umschaltungen weder zum Zwecke der Richtungsänderung noch zur Drehzahlregelung, wie z. B. Polumschaltungen od. dgl., erforderlich. Beachtenswert ist des weiteren, daß die Regelung der Drehzahl des Antriebes nunmehr verluist- und stufenlos durchgeführt werden kann und daß zum Beetrieb der Anordnung nur eine einzige Speisestromquelle, nämlich ein Drehstromnetz, benötigt wird. Da für die Durchführung des Regelvorganges nur ein einziges Steuerorgan, nämlich die verstellbaren Bürsten oder ein Regeltransformator benötigt werden, eignet sich die neue Vorrichtung insbesondere für Fernsteuerzwecke, da nur ein Steuermotor für die Bürstenverschiebung oder die Regelung eines Transformators erforderlich ist. Die neue Anordnung ist gewichtsmäßig betrachtet leichter, als wenn etwa mit dem Drehstromnebenschlußmotor ein mechanisches Getriebe verbunden wäre, das die Umkehr des Drehsinns veranlaßt und außer seinem hohen Gewicht mit höheren Verlusten und starker Geräuschbildung behaftet wäre. Man sieht also, daß die neue Einrichtung überaus vorteilhaft ist und da.ß durch sie die Nachteile des an sich einfach, jedoch unzureichend regelbaren Drehstromnebenschlußmotors völlig beseitigt werden können.
  • Die neue Einrichtung besteht also z. B. aus einem Drehstromnebenschlußmotor, dessen Läufer aus dem Netz gespeist wird und desszn Ständer über den Kommutator eine veränderliche Zusatzspannung zugeführt wird. Die BürstMisätze sind, wie an sich bekannt, verschiebbar. Mit dem Läufer dieses Motors ist mechanisch der Ständer (Außenläufer) eines ebenfalls an das Netz angeschlossenen Asynchronmotors verbunden, und zwar wird hierbei der Ständer des zugeordneten Motors entgegen dem Umlaufsinn seines Drehfeldes angetrieben. Der Läufer dieser Maschine ist ein Kurzschlußläufer, dessen räumliche Lage sich jeweils mit der räumlichen Lage des elektrischen Drehfeldes decken muß. Dessen Drehzahl kann nunmehr in weitem Umfange geregelt werden, so daß eine mit seiner Welle gekuppelte Arbeitsmaschine stufenlos in zwei Drehrichtungen ausgesteuert werden kann. Ein solcher Antrieb eignet sich insbesondere für Fördereinrichtungen, Krane, Werkzeugmaschinen, Feinsteuergeräte u. dgl.
  • Die Wirkungsweise der neuen Einrichtung ist folgende: Die beiden aus einem Drehstroinnetz gespeisten Maschinen arbeiten je nach der gewählten Drehzahl wechselweise entweder als Generator oder Motor. Es wird angenommen, daß der Drehstrornnebenschlußmotor eine vierpolige 1laschine ist, deren Soperiodige Synchrondrehzahl bei i5oo Umdrehungen liegt. Der Läufer dieser Maschine treibt den Ständer der zugeordneten Asynchromnaschine, an. Da der Läufer des Drehstromn.ebenschlußmotors den mit ihm gekuppelten Außenläufer der zweiten Maschine mit der synchronen Drehzahl entgegen dem Umlaufsinn ihres Drehfeldes dreht, wird das dem Außenläufer der gekuppelten 'Maschine aufgedrückte Drehfeld im Raum stillstehen, so daß auch der Kurzschlußinnenläufer stillsteht. Werden jetzt die Bürsten des Drehstromnebenschlußmotors verstellt, so daß z. B. dessen Läufer mit übersvnchroner Drehzahl umläuft, so wird damit auch der gekuppelte Außenläufer der zweiten Maschine ül>ersynchron angetrieben. Hierdurch entsteht eine Differenz zwischen der mechanisch aufgedrückten und der dem Drehfeld der gekuppehen Maschine eigenen, entgegengesetzt gerichteten Winkelgeschwindigkeit. Der Innenläufer der gekuppelten zweiten 1Taschine wird sich nunmehr drehen müssen, und zwar mit einer Drehzahl, die der Differenz aus der mechanisch aufgedrückten übersynchronen Drehzahl des Drehstromnebenschlußmotors und der elektrischen synchronen Drehzahl des Drehfeldes der gekuppelten Maschine entspricht. Angenommen wird wieder, daß, wie schon erwähnt, der Drehstromnebenschluß- i motor und der ihm zugeordnete asynchrone Motor vierpolige Maschinen sind. Stellt man nun durch Bürstenverschiebung in dem Drehstromnebenschlußmotor eine übersynchrone Drehzahl ein, beispielsweise a2oo U/min, dann wird dem gekuppelten Außenläufer des Asynchronmotors dies;. Drehzahl mechanisch aufgezwungen. Unter dem Einfluß des Netzes läuft aber dessen Drehfeld mit i5oo U/min im Gegensinn um. Die Folge hiervon ist, daß der Läufer des Asynchronmo.tors nur auf die Differenz dieser Umdrehungszahlen anspricht, nämlich 2200-1500 = 700 U/min macht.
  • Stellt man hingegen in dein Drehstromnebenschlußmotor durch Bürstenverstellung eine untersynchrone. Drehzahl ein, z. B. 800 U/min, dann wird ebenfalls dem Außenläufer des gekuppelten Asynchronmotors diese Drehzahl mechanisch aufgedrückt, während unter dem Einfluß des Netzes das Drehfeld dieser Maschine wiederum mit einer Drehzahl von 1500 Umdrehungen im Gegensinn umläuft. Die Folge hiervon ist, daß auch in diesem Fall der Läufer sich wiederum nur mit der Differenz dieser beiden Drehzahlen dreht. Er wird nämlich in vorliegendem Fall 800-1500-700U/min machen. Es liegt also hier die Umkehr des Drehrichtungssinns vor. Man sieht hieraus, daß eis allein durch Bürstenverstellung am Drehstromnebeuschlußmotor möglich ist, den zugeordneten Motor in weitem Bereich vertust- und stufenlos auszuregeln, und zwar auch durch Null hindurch auf die entgegengesetzte Drehrichtung. Die zugeordnete Maschine ist daher in der Lage, praktisch jede gewünschte Drehzahl abzugeben, und, sofern erwünscht, kann sie wechselweise im Rechts- und Linkslau betrieben werden, welchem Gesichtspunkt insbesondere dann Bedeutung beizumessen ist, wenn; die Anordnung zum Antrieb von Werkzeugmaschinen mit hin- und rückläufigen Bewegungen Verwendung finden soll. Für solche Antriebe wurde der Drehstromnebenschlußmotor bisher nicht empfohlen, da er eine Maschine ist, die vorteilhaft nur dann benutzt werden kann, wenn keine Forderung hinsichtlich der Umkehr der Drehrichtung und der Regelung kleiner Drehzahlen gestellt wird.
  • Der dem Drehstromnebenschlußmotor zugeordnete Asynchronmotor kann auch in bekannterWeise so aufgebaut sein, daß der das Drehfeld erzeugende Ständer des Asynchronmotors als Innenläufer und sein Kurzschlußläufer als Außenläufer ausgebildet ist. Der Ständer das Asynchronmotors ist dabei mit der Welle des in seiner Drehzahl zu regelnden Antriebes verbunden und sein Kurzschlußläufer mit dem Läufer des Drehstromnebenschlußmotors mechanisch gekuppelt. Dies empfiehlt sich insbesondere, deshalb, weil der dann außen angeordnete, mit hoher Drehzahl laufende Kurzschlußläufer den auftretend-en Umfangskräften mechanisch besser gewachsen ist.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verlustlos und durch Null hindurch stufenlos regelbarer Antrieb mit Hilfe eines D,rehstromn,eb-enschlußmoto,rs, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer des regelbaren Drehstromnebenschlußmotors den mechanisch mit ihm gekuppelten Ständer eines Drehstromasynchronmotors entgegen dem Umlaufsinn seines Drehfeldes antreibt und der Kurzschlußläufer des Asynchronmotors mit der Welle des in seiner Drehzahl zu regelnden Antriebes verbunden ist. Antrieb nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer des rege-lbaren Drehstromnebenschl.ußmotors den mechanisch mit ihm gekuppelten Kurzschlußläufer eines Drehstromasynchronmotors entgegen dem Umlaufsinn seines Drehfeldes antreibt und der als Innenl@äufer ausgebildete Ständer des Asynchronmotors mit der Welle des in seiner Drehzahl zu regelndem Antriebes verbunden ist.
DES153569D 1942-12-31 1942-12-31 Verlustlos und durch Null hindurch stufenlos regelbarer Antrieb mit Hilfe eines Drehstromnebenschlussmotors Expired DE755602C (de)

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