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Kommutatorloser Einphasenmotor Der selbsttätige Anlauf von Einphaseninduktionsmotoren
wird im allgemeinen unter Benutzung einer Hilfsphase erzielt. Nach dem Hochlaufen
des Motors wird diese meist durch einen drehzahlabhängigen Fliehkraftschalter abgeschaltet,
da sie während des Laufes nicht mehr benötigt wird und während dieser Zeit einen
zusätzlichen Verbraucher darstellen würde. Es ist auch bereits bekannt, mit sogenannten
Spaltpolen den Anlauf eines Einphaseninduktionsmotors zu erzwingen. Die Kurzschlußwicklungen
dieser Spaltpole verursachen aber während der Betriebszeit des Motors einen Dauerverlust,
außerdem haben solche Motoren den Nachteil, daß ihr Drehmoment verhältnismäßig gering
ist. Es ist ferner bekannt, Einphasenmotoren mit Kollektor zu versehen. Man erhält
dann als Vorteil großes Anzugsmoment und Regelbarkeit, muß aber dafür die bekannten
Nachteile einer Kommutierung mit in Kauf nehmen. Bei Wechselstrom sind diese Nachteile
besonders groß, sie engen die Ausführungsmöglichkeiten der Motoren stark ein und
führten z. B. beim Bahnbetrieb zur Einführung einer eigenen Stromart (I62I3 Hz).
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einphasenmotor ohne
Hilfsphase zum Anlauf zu bringen bzw. ohne Verwendung eines Kommutators diesem Motor
das Verhalten eines Reihenschlußmotors zu geben.
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Es ist bekannt, daß ein Gleichstrommotor auch ohne Felderregung hochläuft,
sofern seine Bürsten stark aus der neutralen Zone ausgerückt sind und der Motor
selbst ausgeprägte Pole hat. An Hand von Fig. i soll dieser Umstand nochmals kurz
dargelegt werden. Der bewickelte Läufer I kann entweder
mit Gleich-
oder Wechselstrom gespeist werden. Die Wicklungsanteile innerhalb des Polbogenbereiches
ab und cd bilden im vorliegenden Fall bei Verdrehung der Bürsten außerhalb der neutralen
Zone den Längsfluß des Feldes aus, das mit den Windungsanteilen bc und ad das Drehmoment
erzeugt. Die Kommutierung eines solchen läufererregten Reihenschlußmotors ist allerdings
schlecht. Wird der Motor mit Gleichstrom gespeist, dann kann auf den Stromwender
selbstverständlich nicht verzichtet werden. Bei einer Wechselstromspeisung ist dies
aber möglich.
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Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß man den Motor mit vom
Netz erregten Hilfspolen ausrüstet, die gegenüber den unerregten Hauptpolen versetzt
bzw. verdrehbar angeordnet sind. Hier wird also der Wechselstrom nicht wie bei den
früher bekannten Ausführungen über Kommutator und Bürsten, sondern transformatorisch
dem Läufer zugeführt. Die Lage der Hilfspole stimmt überein mit der Lage der früher
verwendeten Bürsten. Die Hilfspole werden vom Netz gespeist. Eine Einrichtung gemäß
der Erfindung zeigt die Fig. 2. Der Läufer z, der eine Kurzschlußwicklung tragen
kann, ist in vorliegendem Fall von zwei Polpaaren umgeben, und zwar den Hauptpolen
2 und dem Hilfspolpaar 3, das eine Erregerwicklung 4 trägt, die an das speisende
Wechselstromnetz 5 angeschlossen ist. Bei Stillstand besteht zwischen der Maschine
gemäß der Erfindung und einer solchen mit einem Kommutator in elektrischer Hinsicht
keinerlei Unterschied. Bei Lauf bildet sich jedoch zwischen den Hilfspolen 3 und
dem Läufer I ein Drehmoment aus; denn was hier als Ersatz für den früher üblichen
Kommutator dem Läufer des Reihenschlußmotors angefügt ist, entspricht einem Einphaseninduktionsmotor,
der bekanntlich erst im Lauf Drehmoment entwickelt. Der neue Motor stellt mithin
elektrisch gesehen die Kombination zweier Motoren dar, nämlich eines Asynchronmotors
und eines Reihenschlußmotors. Die Drehzahlkennlinie dieses Motors ergibt sich daher
aus der Überlagerung der Kennlinie eines Einphaseninduktionsmotors und der eines
Reihenschlußmotors. Ihr Verlauf wird demgemäß davon abhängig sein, inwieweit das
eine oder andere Verhalten des Motors überwiegt, d. h. also, bei Überwiegen der
Nebenschlußkennlinie wird der Motor selbst mehr diesen Charakter annehmen, während
im anderen Fall die Reihenschlußkennlinie überwiegt, was aus den Fig. 3 und 4 deutlich
wird. Dort ist in Abhängigkeit von der Drehzahl das von dem Motor abgegebene Moment
dargestellt, und zwar stellt die punktierte Kurve die Kennlinie des Induktionsmotors
dar, während die gestrichelt gezeichnete Kennlinie der des Reihenschlußmotors entspricht.
Die stark ausgezogene Kennlinie des neuen Motors ergibt sieh daher als Resultierende
aus den beiden anderen Kennlinien, und ihr Verlauf ist demgemäß, wie die Kurve gemäß
Fig. 3 zeigt, daß im vorliegenden Fall der Motor mehr den Charakter eines Nebenschlußmotors
hat, während die Kennlinie gemäß Fig. 4 für einen Motor mit überwiegend Hauptstromverhalten
gilt.
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Es besteht ferner die Möglichkeit, die Kennlinie durch das Verhältnis
der Polbreite der Haupt- und Hilfspole zu beeinflussen bzw. durch Verdrehen der
Polsysteme gegeneinander den Verlauf der Kennlinie zu korrigieren bzw. die Drehzahl
zu regeln. Werden beide Polsysteme mit einer Wicklung versehen, wobei jedoch stets
nur eine mit dem Netz in Verbindung steht, dann kann durch Einschalten z. B. der
auf dem Hilfspolsystem gelegenen Wicklung der Rechtslauf des Motors, durch Einschalten
der auf dem Hauptpolsystem gelegenen Wicklung der Linkslauf erzielt werden. Die
Leerlaufdrehzahl des neuen Motors ist, wie bei jedem Einphaseninduktionsmotor; durch
die Polzahl festgelegt. Die Drehzahl kann auch hier in bekannter Weise durch Änderung
der zugeführten Spannung geregelt werden. Der neue Motor zeichnet sich durch seinen
überaus einfachen Aufbau aus, denn die Wicklung ist auf ein Mindestmaß herabgesetzt,
ebenso sind alle Teile vermieden, durch die die Lebensdauer oder Betriebssicherheit
der Maschine vermindert wird, wie z. B. Stromwender, Fliehkraftschalter oder Kontakte,
die betriebsmäßig geöffnet oder geschlossen werden.