-
Drehstrom-Käfigläufer-Motor Die Erfindung betrifft einen als Planmotor
(Flachmotor) ausgebildetenDrehstrom-Käfigläufer-Motor.
-
Beim heutigen Stand der elektrischen Antriebe für Maschinen aller
Art werden immer mehr stufenlos regulierbare Antriebe verlangt. Diese Forderung
kann, abgesehen von einem stufenlos regulierbaren Elektromotor, praktisch nur durch
mechanische Zwischengetriebe verschiedener Bauart oder durch elektrische Spezialantriebe
erfüllt werden. Alle diese stufenlos regulierbaren Antriebe sind jedoch sehr teuer
und kompliziert; bei einer Reparatur können sie nur von einem Fachmann wieder instand
gesetzt werden. Bei der heutigen Rationalisierung ist dies nicht tragbar, sondern
muß vermieden werden.
-
Aufgabe .der Erfindung ist es, den robusten und heute am häufigsten
verwendeten Dre hstrom-Käfigläufer-Motor in einfacher Art und Weise stufenlos unter
Belastung zu regeln.
-
Die Erfindung geht hierbei von dem bekannten Plan- oder Flachmotor
aus. Dieser sogenannte Flachmotor .hat einen Stator und einen Rotor, welche sich
stirnseitig zugekehrt sind.
-
Die Erfindungsaufgabe wird grundsätzlich dadurch gelöst, daß dieser
bekannte Axial-Luftspalt-Motor einen zweiten, gegen den ersten verdrehbaren Stator
und der Rotor zwei Käfige mit gemeinsamen Kurzschlußringen erhält, von denen der
äußere Ring zwischen je zwei Stäben durchgeschnitten ist. Eine Erweiterung der stufenlosen
Regulierung kann dadurch erfolgen, daß die Statoren polumschaltbar ausgebildet werden
und daß die Betriebsspannung des Motors regelbar ist, z. B. durch einen Drehstromspartransformator,
einen Drehtransformator, einen Vorschaltwiderstand od. dgl.
In der
Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand rein schematisch und beispielsweise für eine
Ausführungsforin dargestellt, und zwar zeigt Fig. i ein Schaltschema, aufgeklappt
in Draufsicht, Fig. 2 einen senkrechten Querschnitt durch den Motor, Fig. 3 eine
Draufsicht auf den Rotor, teilweise im Schnitt und Fig. 4 einen Schnitt nach Linie
IV-IV von Fig. 3. Gemäß Fig. i sind die beiden mit den Leitungen i, 2 und 3 verbundenen
Statoren A und B auf Phasen- und Drehfel.d.gleichlheit abgestimmt.
-
Gemäß Fig.2 liegt zwischen den leiden Statoren A und B der Rotor R.
-
Gemäß Fig. 3 und 4 hat der Rotor einen inneren Kurzschlußring 4 und
einen äußeren Kurzschlußring 5, zwischen welchen Stäbe 6 angeordnet sind, und zwar
so, daß sich im Rotor jeweils zwei Stäbe 6 gegenüberliegen (Fig. 4).
-
Der äußere Kurzschlußring 5 ist zwischen je zwei Stäben 6 axial eingefräst,
so daß er an seinem Umfang eine Anzahl von Fräsnuten 7 besitzt. Dadurch bilden je
zwei im Rotor einander gegenüberliegende Stäbe,6 (Fig. 4) eine geschlossene Windung.
-
Die stufenlose Regulierung kommt dadurch zustande, daß, ausgehend
von der richtigen Pol- und Phasenlage der z. B. vierpoligen Statoren A und
B,
der eine Stator, z. B. der Stator A, um 9o° vor-oder rückwärts gegen den
Stator B verdreht wird.
-
In der Nullstellung des Motors fließt in den Stäben des Rotors R kein
Strom. Durch die Pol-und Phasenlage der Statoren A und B kann nämlich
in den durch je zwei benachbarte Stäbe 6 gebildeten geschlossenen Windungen des
Rotors kein Strom fließen, weil diese Windungen von keinem Fluß durchsetzt werden.
Da die einzelnen Stäbe durch das Rotoreisen kurzgeschlossen sind, entstehen in den
einzelnen Stäben jedoch kleine Ströme und auch ein kleines Drehmoment, welches sich
jedoch bei Motorstillstand praktisch nicht auswirkt. Infolgedessen ist es möglich,
auf den stillstehenden Motor die volle Netzspannung zu schicken, weil die Stromaufnahme
des Motors in der Nullstellung etwa ebenso hoch ist wie bei Vollast und größter
Drehzahl.
-
Das Anlassen des Motors geschieht in folgender Weise: Durch das Verdrehen
des Stators A verlaufen die Gesamtkraftlinien je Pol nicht mehr vom Nordpol des
Stators A durch den Rotor zum Südpol des Stators B, welche sich ja in der Nullstellung
gegenüberstehen, sondern je mehr der Statur A verdreht wird, um so mehr Kraftlinien
gehen über den Rotor R zum gleichen Statur zurück, durchsetzen also die kurzgeschlossenen
Windungen des Rotors, wodurch seine Drehzahl erhöht und die Motorleistung gesteigert
wird.
-
Bei höchster Drehzahl, d. h. wenn der Statur A gegen den Statur B
um gtiQ (bei vierpoligen Staturen) verdreht ist, erreicht der Motor seine größte
Leistung, für welche er berechnet ist. In dieser Lage stehen sich die Nordpole der
Statoren A und B gegenüber, so daß der Rotor R seine Leistung jetzt je zur Hälfte
vom Stator A und B erhält.
-
Die Wirkungsweise in dieser Stellung ist praktisch dieselbe, als wenn
zwei gleiche :Motoren auf eine Antriebswelle arbeiten würden, nur mit dem Unterschied,
daß der Fluß, welcher den Strom durch zwei gegenüberliegende Rotorstäbe, d. h. eine
geschlossene Spule, drückt, zur- Hälfte vom Stator A und zur Hälfte vom Stator
B erzeugt wird.
-
In allen Zwischenstellungen des Stators A wird eine stufenlose Drehzahlabwärtsregelung
bei abnehmender Motorleistung erzielt.
-
Eine weitere Regelungsmöglichkeit ist dadurch gegeben, daß die Statoren
A und B polumschaltbar ausgeführt werden. Bei einer Polumschaltung 2 : i wird dann
der Stator A gegen den Stator B um i8ö°@ verdreht. Hierdurch wird
der Regelbereich entsprechend vergrößert.
-
Ferner ist es möglich, die Betriebsspannung abwärts durch Drehstromspartransformatoren,
Drehtransformatoren oder Vorschaltwiderstände zu verändern und dadurch verschiedene
Regeldrehzahlen bei verschiedenen Belastungen der anzutreibenden Arbeitsmaschine
genau einzustellen.
-
Die dargestellte Ausführungsform hat zwei Statoren und einen Rotor.
Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. So ist es z. B. möglich, den
Motor mit drei Statoren auszurüsten, von welchen der mittlere gegenüber den äußeren
verdrehbar ist, und zwischen den beiden äußeren und dem mittleren Stator je einen
Rotor anzuordnen. Ferner können alle hei den bekannten Motoren üblichen oder zweckmäßigen
Maßnahmen, wie z. B. die Polumschaltbarkeit und die Betriebsspannungsregelung, jeweils
dem Bedarfsfall entsprechend auch auf einen erfindungsgemäß ausgebildeten Motor
angewendet werden.