DE757515C

DE757515C - Einphasig erregter Wechselstrommotor, insbesondere fuer UEberstromausloeser und Relais

Info

Publication number: DE757515C
Application number: DEA86210D
Authority: DE
Inventors: Vitaly Dipl-Ing Grosse
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1938-03-20
Filing date: 1938-03-20
Publication date: 1952-11-10

Description

Einphasig erregter Wechselstrommotor, insbesondere für Überstromauslöser und Relais Die Erfindung betrifft einen einphasig erregten Wechselstrommotor, insbesondere einen 'Kleinmotor für überstromauslöser, Relais, Uhren usw.
Es sind einphasig erregte Wechselstromrnotoren bekannt, bei denen zur Erzeugung des Drehfeldes die Erregerpole mit Spalten (Spaltpolen) und diejenigen Polzinken jedes Poles, deren Teilflüsse gegenüber dem Hauptkraftfluß nacheilen sollen, mit Kurzschlußwindungen (Abschirmwindungen) versehen sind. In diesen kurzgeschlossenen Wicklungen entstehen durch den hindurchtretenden Fluß Ströme, die gegen den Fluß um 90° nacheilen und eine zusätzliche Erregung ergeben, welche eine Phasennacheilung des umschlossenen Flusses bewirkt.
Gemäß der Erfindung werden wesentliche Vorteile dadurch erzielt, daß außer den Abschirmwicklungen Hilfswicklungen verwendet werden, die den gesamten Polfluß umschließen und mit den Abschirmwicklungen in Reihe geschaltet werden. Durch eine derartige Anordnung wird der durch den normalerweise nicht abgeschirmten Polzinken hindurchgehende Teilfluß zur Erzeugung eines die Phasenlage des Flusses verschiebenden Stromes herangezogen, wodurch gegenüber den bekannten Ausführungen eine wesentlich stärkere Phasenverschiebung erreicht wird. Die alleinige Verwendung der Abschirmwicklungen ergibt eine Dämpfung des Flusses, so daß .bei den bekannten Ausführungen unter Voraussetzung eines gleichen magnetischen Widerstandes beider Flußwege der nicht abgeschirmte Flußteil wesentlich größer als der abgeschirmte ist, wodurch sich dem Drehfeld ein Wechselfeld überlagert. Dieses Wechselfeld ergibt insbesondere bei Hystereseläufern eine wesentliche Steigerung der Verluste und eine Verringerung des .Drehmomentes. Ähnliche, wenn auch schwächere Wirkungen ergeben sich auch bei Induktionsmotoren. Durch die Anordnung der Hilfswicklung um den gesamten Pol ergibt sich eine Angleichung der Größe beider Teilflüsse und eine bessere Annäherung an die bestmögliche Feldausbildung, diejenige nämlich, bei der beide Flüsse gleich groß und gegeneinander zeitlich und räumlich--um- 9o° (beim zweipoligen Motor) verschoben sind. Hierdurch wird bei gegebenen Abmessungen des Motors und bei gegebener Ausbildung des Läufers das höchstmögliche Drehmoment erhalten und das gleichmäßig günstige- Verhalten bei verschiedenen Erregungen sichergestellt.
Die Hilfswicklung wird zweckmäßigerweise unmittelbar an der Motorbohrung angeordnet, wodurch zusätzliche Verluste durch Verbindungsleitungen zwischen den Abschirmwicklungen und den Hilfswicklungen vermieden werden.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
In Abb. i sind zwei zweckmäßige Möglich- ', keiten für den Zusammenbau bei einphasig erregten Motoren gemäß der Erfindung dargestellt, wobei beide Hälften der Abbildung zusammengehören können, aber nicht unbedingt zusammengehören müssen. i und 2 sind die beiden Pole, von denen der Pol i in zwei Zinken 3 und .I gespalten ist. Beide Zinken können gleich breit sein, es ist jedoch in der Regel zweckmäßig, um beide Flüsse etwa gleich groß zu erhalten, den unabgeschirmten Zinken schmaler auszuführen. Der Zinken ist von einer Abschirmwicklung 5 umschlossen. Die einzelnen Windungen bestehen der Darstellung entsprechend aus Kupferband und sind in Reihe geschaltet. Mit der Abschirm-Zvicklung 5 elektrisch in Reihe liegt die Hilfswicklung 6,@ die in einem Zuge über die Abschirmwicklung gewickelt ist. Diese Anordnung ist besonders dänn zweckmäßig, wenn der Raum in Längsrichtung beschränkt ist. Eine Isolierung zwischen den Windungen ist in der Regel nicht erforderlich, da die in den Wicklungen -erzeugten Spannungen niedrig' bleiben.. her in der unteren Hälfte der Abb. i dargestellte Pol :2 unterscheidet sich @-on dein in der oberen Hälfte dargestellten nur dadurch, daß die Hilfswicklung nicht in der Ebene der Abschirmwicklung angeordnet ist, sondern neben der Abschirmwicklung liegt. Diese Anordnung ist zweckmäßig, wenn der Raum in der Querrichtung beschränkt ist.
. -Die Ouerschnitte der in Reihe geschalteten Windungen werden in der Regel bei der Abschirm- und bei der Hilfswicklung gleich ausgeführt. Je mehr Windungen die Hilfswicklung aufweist, um so stärker ist ihr Einfluß im Sinne der Angleichung der Flußgrößen und Vergrößerung der Phasenverschiebungen. Da jedoch damit gleichzeitig eine `Verkleinerung der Amplituden beider Flüsse verbunden ist, ist es unzweckmäßig, die Hilfswicklung so stark zu machen. Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich, wenn die Windungszahl der Hilfswicklung zwischen der Windungszahl der Abschirmwicklung und ihrem halben Wert liegt.
In Abb. a ist eine Anordnung gezeigt, bei der, wie für Induktionsmotoren bekannt, unter Verwendung von Spaltpolen mit mehr als zwei Zinken die aufeinanderfolgenden Zinken in steigendem :Maße mit Abschirmwicklungen verkettet sind. Die drei Zinken ;, 3 und 9 des Pols i sind hierbei mit den Abschirmwicklungen io und ii in steigendem :Maße verkettet, wobei die Abschirmwicklungen mit den Hilfswicklungen 12 und 13 in Reihe geschaltet sind. Hierbei können alle Wicklungen in Reihe geschaltet sein, aber es ist auch möglich, jede Hilfswicklung mit einer der Abschirmwicklungen in Reihe zu schalten.
Da die Hilfswicklungen sekundäre transformatorisch erregte Wicklungen darstellen, wobei die primäre Wicklung die Erregerwicklung des Motors ist, ist es zweckmäßig. die Streuung zwischen den Hilfswicklungen und der Erregerwicklung gering zu halten. Zum Beispiel kann die Hilfswicklung 6 innerhalb der Erregerwicklung 14 angeordnet sein. oder, wie in Abb. 3 gezeigt, neben dieser. Befinden sich hierbei die Erregerwicklung 14 und die Kurzschlußwindung 5 auf verschiedenen Schenkeln des Magnetsystems, so muß zweckmäßigerweise die Windungszahl der Wicklungen 5 und 6 relativ hoch gewählt werden, damit die Omschen Verluste in den Verbindungsleitungen ohne Einfluß bleiben. Um eine wirksame Phasenverschiebung zu erzeugen, muß darauf geachtet werden, daß der Spannungsabfall in der Hilfswicklung und der mit ihr in Reihe liegenden Abschirmwicklung im wesentlichen ein Ohmscher und kein induktiver ist. Um die Induktivität der Verbindungsleitungen zu vermindern, werden die Wicklungen bei Anordnung auf verschiedenen Teilen des magnetischen Kreises für höhere Spannungen und entsprechend geringere Ströme ausgelegt.
Die Verwendung der Hilfswicklung gemäß der Erfindung ergibt Vorteile sowohl bei Motoren bei denen an die-Erregerspule eine vom Motor unabhängige Spannung angelegt wird (z. B. Uhrenmotoren) als auch bei denen ein vom Motor unabhängiger Strom zur Erregung dient (Überstromauslöser und Relais). Im ersten Fall ergibt sich durch die Anwendung der Hilfswicklung eine größere Stromaufnahme, d. h. bei gleichen Abmessungen wird die Leistung des Motors erhöht. Im zweiten Fall ergibt sich eine Verminderung des Gesamtflusses, indem beide Teilflüsse durch Anwendung der Hilfswicklung sowohl eine größere gegenseitige Phasenverschiebung erhalten als auch in ihrem Absolutwert kleiner werden, ohne daß jedoch die . Wirkleistung abnimmt. Bei geeigneter Bemessung ist auch hier eine Vergrößerung der abgegebenen Motorleistung möglich, obwohl die Spannung an der Spule sinkt.
Einen besonders vorteilhaften Aufbau ergibt die Erfindung bei überstromauslösern, wie in Abb. 4. gezeigt, bei der der Motor im magnetischen Nebenschluß i, 2 zum Arbeitsanker 15 angeordnet ist. Durch die Anwendung der Hilfswicklung wird der Fluß im Motornebenschluß vermindert, so daß die Zugkraft des Ankers 15 bei gleichzeitiger Steigerung der Motorleistung erhöht wird, indem der mittlere gemeinsame, von der Erregerwicklung 14 umschlossene Schenkel 16 eine geringere Sättigung als ohne Hilfswicklung aufweist.
Besondere Vorteile ergibt die erfindungsgemäße Anordnung bei Hysteresemotoren, da bei diesen die Bremsung durch die Wirbelströme um so größer ist, je größer die einzelnen Teilflüsse sind und je stärker das dem Drehfeld überlagerte Wechselfeld ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einphasig erregter Wechselstrommotor, insbesondere Kleinmotor für Überstromauslöser und Relais, mit Spaltpolen und zentralsymmetrisch angeordneten Kurzschlußwicklungen (Abschirmwicklungen) zur Erzeugung phasenverschohener 17- lüsse, dadurch gekennzeichnet, claß die den Spaltpol teilweise umfassenden Abschirmwicklunnen (5) mit Hilfswicklungen (6) in Reihe geschaltet sind, die den gesamten Spaltpol umfassen.
2. Einpliasih erregter Wechselstrommotor nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswicklung (6) unmittelbar neben oder über der Abschirmwicklung (5) angeordnet ist.
3. Einphasig erregter Wechselstrommotor nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungszahl der Hilfswicklung (6) zwischen der Windungszahl der Abschirmwicklung (5) und dem halben Wert liegt.
4. Einphasig erregter Wechselstrommotor nach- den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spaltpol mehr als zwei Zinken (7' -8,9 9 ... ) besitzt, welche in steigendem Maße mit Abschirmwicklungen (io, i i) verkettet sind (Abb. 2).
5. Einphasig - erregter Wechselstrommotor nach den Ansprüchen i bis .4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswicklung (6) innerhalb der Erregerwicklung (14) angeordnet ist.
6. Einphasig erregter Wechselstrommotor nach den Ansprüchen i bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswicklung (6) rieben der Erregerwicklung (14) angeordnet ist (Abb. 3).
7. Einphasig erregter Wechselstrommotor nach den Ansprüchen i bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung bei einem überstromauslöser oder einem Relais, bei dem der Motor und der Arbeitsanker (15) in parallelen Magnetkreisen mit einem gemeinsamen, die Erregerspule (14) durchdringenden Schenkel (16) angeordnet sind (Abb.4). Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 581 716, 597 982, 615 045 Keinatli, »Die Technik elektrischer Meßgeräte«, Bd. i, 1928, S. 301 und 3o2.