DE914752C - Drehfeldmaschine - Google Patents

Drehfeldmaschine

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Publication number
DE914752C
DE914752C DEP23807A DEP0023807A DE914752C DE 914752 C DE914752 C DE 914752C DE P23807 A DEP23807 A DE P23807A DE P0023807 A DEP0023807 A DE P0023807A DE 914752 C DE914752 C DE 914752C
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DE
Germany
Prior art keywords
poles
partial
winding
machine according
windings
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Expired
Application number
DEP23807A
Other languages
English (en)
Inventor
Friedrich Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Schuckertwerke AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Schuckertwerke AG filed Critical Siemens Schuckertwerke AG
Priority to DEP23807A priority Critical patent/DE914752C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE914752C publication Critical patent/DE914752C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/12Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors arranged in slots

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Windings For Motors And Generators (AREA)

Description

  • Drehfeldmaschine Die Drehstromasynchronmotoren, die mit 5o Hz betrieben werden, haben die Leerlaufdrehzahlen 3000, 1500, 750 usw. Ihre Betriebsdrehzahlen liegen entsprechend dem Schlupf etwas tiefer. Die Drehzahlstufung ist also sehr grob. Zwischen den Stufen liegende Drehzahlen lassen sich nur durch starke Vergrößerung des Schlupfes oder durch Änderung der Frequenz oder durch bestimmte Kaskadenschaltungen erzielen. Alle diese Mittel sind aber verhältnismäßig umständlich und kostspielig. Besonders unwirtschaftlich ist es, diese Motoren dauernd mit starkem Schlupf laufen zu lassen. Es sind auch Drehstromasynchronmotoren mit veränderlichen Drehzahlen bekanntgeworden, bei denen die Ständerpole tangential oder radial verstellt werden. Solche Motoren haben nie Eingang in die Praxis gefunden, da sie unwirtschaftlich und zu verwickelt in der Bauform sind. Die Erfindung hat die Aufgabe, Drehfeldmaschinen zu schaffen, die ohne Frequenzänderung, mechanische Verlagerung von Polen und ohne anomal stärken Schlupf Drehzahlen ergeben, die sonst nur durch die eingangs geschilderten Mittel erreichbar sind. Erfindungsgemäß sind die Pole der Maschine ungleichmäßig über den Ständerumfang verteilt, indem z: B. auf eine Reihe bewickelter Pole wicklungsfreie bzw. unerregte Lücken folgen. Dabei können auch die Polteilungen der einzelnen Phasen verschieden sein. Durch solche ungleichmäßige Polverteilung lassen sich schon anomale synchrone Leerlaufdrehzahlen erzielen; so daß sich bei verhältnismäßig kleinem, noch wirtschaftlichem Schlupf auch anomale Betriebsdrehzahlen ergeben. Diese Betriebsdrehzahlen sind bei Belastungsänderungen viel kleineren Schwankungen unterworfen als die Betriebsdrehzahlen beispielsweise eine üblichen Schleifringläufers, bei denen die anomale Drehzahl durch anomal großen Schlupf eingestellt wird. Dies ist für verschiedene Anwendungsarten von Vorteil. Die ungleichmäßige Polverteilung bringt zwar insbesondere wegen der dabei auftretenden höheren Harmonischen eine gewisse Verschlechterung des `Wirkungsgrades, aber diese ist nicht so groß wie bei einem üblichen Drehstrommotor, bei dem die anomale Drehzahl durch sehr großen Schlupf erzielt wird. Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht noch darin, daß man bei anomalen Drehzahlen durchwegs Kurzschlußläufer mit geringem Widerstand verwenden kann, also die teurere, an Schleifringe angeschlossene Wicklung erspart. Ein geringer Widerstand der Käfigwicklung ist bei der Erfindung sogar von Vorteil; weil dadurch die höheren Harmonischen besser unterdrückt werden.
  • Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Fig: I bis 3 zeigen drei verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes mehr schematisch in der Abwicklung. Mit I ist jeweils das Ständerjoch bezeichnet, mit 2 die Käfigwicklung des Läufers.
  • In Fig. 2 hat der Ständer I ausgeprägte Pole 3 mit konzentrierten Wicklungen 4. Die Pole haben, wenn man mit R, S, T die einzelnen Phasen bezeichnet, der Reihe nach eine Schaltung im Sinne + R, - T, + S, - R, + T, - S. Darauf folgt ein Pol 3o ohne Wicklung und dann wieder ein Pol, der im Sinne + R geschaltet ist usw. Die Polteilungen können gleich, aber auch verschieden sein. Im Ausführungsbeispiel sind die Pole der Phase S schmäler als die der übrigen Phasen. Bei der Fig. I ergibt sich eine kleinere Drehzahl, als wenn die wicklungsfreie Lücke bei 3o nicht vorhanden wäre; die Pole also gleichmäßig über den Umfang verteilt wären, weil das Drehfeld zum Durchlaufen des bewickelten Umfangteils genausoviel Zeit erfordert wie sonst beim Durchlaufen des ganzen Umfangs ohne Wicklungslücken. Bei gleichem Umfang ist also bei der Ausführungsform nach Fig. I die Wandergeschwindigkeit des Drehfeldes kleiner als bei gleichmäßig verteilten Polen. Der Motor kann eine oder mehrere wicklungsfreie bzw. unerregte Lücken haben. Zwar treten durch die ungleichmäßige Polverteilung höhere Harmonische auf, die den Wirkungsgrad herabsetzen, diese werden aber durch die Käfigwicklung weitgehend ausgeglichen, und außerdem ist die Wirkungsgradverschlechterung nicht so groß, wie wenn man bei gleichmäßig verteilten Polen dieselbe Drehzahl durch besonders hohen Schlupf erreichen wollte.
  • Die ausgeprägten Pole und konzentrierten Wicklungen gemäß Fig. I ergeben alle die bei einer solchen Bauform bekannten Vorteile, z. B. maschinelle Herstellung der Wicklung, hervorragende Isolation, einfache Blechschnitte usw. Die Erfindung ist aber auf ausgeprägte Pole und konzentrierte Wicklungen nicht beschränkt, sondern kann sinngemäß auch, wie Fig. 2 zeigt-, auf Motoren mit verteilter Wicklung angewendet werden. Hier folgt auf einen Umfangsteil mit einer verteilten Wicklung 3, die im Sinne + R, - T, + S geschaltet ist, eine wicklungsfreie Lücke 6 und hierauf wieder ein Umfangsteil mit verteilter Wicklung die beispielsweise im Sinne - R, + T, - S geschaltet ist. Auch hier ergibt sich eine kleinere synchrone Leerlaufdrehzahl als bei gleichmäßiger Verteilung der Pole über den ganzen Umfang. Hinsichtlich Drehmomentsbildung wirkt sich eine verteilte Wicklung natürlich günstiger aus als eine konzentrierte Wicklung gemäß Fig. I. Man muß aber dann auf die Vorteile der konzentrierten Wicklung verzichten.
  • Will man diese Vorteile beibehalten und hinsichtlich des Drehfeldes etwa die gleiche Wirkung wie bei verteilter Wicklung erzielen, dann kann man, wie beispielsweise Fig. 3 zeigt, die Pole der einzelnen Phasen in Teilpole unterteilen und einen Teil derselben mit Teilwicklungen versehen, die an verschiedene Phasen derart angeschlossen sind, daß sich etwa die Wirkung einer verteilten Wicklung ergibt. So sind in Fig. 3 die ersten beiden Teilpole, die mit Teilwicklungen 4I, 42 versehen sind, im Sinne + R, - S, die beiden nächsten Teilpole, deren Wicklung 4 nicht unterteilt ist, im Sinne + R, der fünfte und sechste Teilpol im Sinne + R, - T, der siebente und achte Teilpol im Sinne - T usw. geschaltet. Man erhält dadurch ein sehr gleichmäßiges Drehfeld, ähnlich wie bei verteilter Wicklung. Natürlich haben die Teilwicklungen 4I, 42 eine gegenüber der Phase R und S verschobene Spannung, weil sie ein resultierender, aus Komponenten der beiden Phasen herrührender Fluß durchsetzt. Aber durch entsprechende Reihenschaltung der an der gleichen Phase liegenden Teilwicklungen läßt sich leicht eine resultierende, mit der Phasenspannung zusammenfallende Spannung erzielen. So erhält man z. B. eine mit der Phasenspannung R zusammenfallende resultierende Spannung, `renn man eine Teilwicklung der Phase R des ersten Teilpols mit einer Teilwicklung der Phase R des fünften Teilpols in Reihe schaltet.
  • Auch in Fig. 3 folgt auf eine Reihe 8 bewickelter Teilpole eine wicklungsfreie bzw. unerregte Lücke 6, dann wieder eine Reihe 9 bewickelter Teilpole. Die Lücke 6 kann auch in mehrere Teillücken, die mehr oder weniger gleichmäßig über den Umfang verteilt sind, unterteilt werden. Die Zahl und Größe der Lücken richtet sich nach der Drehzahl, die erzielt werden soll. Die Wirkung ist im wesentlichen die gleiche wie bei Fig. i und 2.
  • Die Wirkung einer verteilten Wicklung ergibt sich auch dann, wenn die Teilpole der verschiedenen Phasen entsprechend durchmischt werden, wenn also beispielsweise in Fig. 3 der erste Teilpol im Sinne +R, der zweite Teilpol im Sinne - S, der dritte und vierte Teilpol im Sinne ;- R, der fünfte Teilpol im Sinne - T, der sechste im Sinne + R, der siebente und achte wieder im Sinne - T usw. erregt wird, weil sich die Flüsse benachbarter Teilpole immer etwas durchmischen. Macht man die Wicklungen, namentlich bei Fig. 2 und 3, polumschaltbar, dann lassen sich mit ein und derselben Maschine verschiedene anomale Drehzahlen erzielen.
  • Die Erfindung bietet den Vorteil, daß sich ohne Anwendung anomal großen Schlupfes, anomaler Frequenzen und ohne Anwendung mechanisch verstellbarer Pole anomale Drehzahlen erreichen lassen, und zwar bei einer höheren Wirtschaftlichkeit als bei den üblichen Drehstrommotoren durch Anwendung anomal großen Schlupfes. Werden außerdem noch konzentrierte Wicklungen oder Teilwicklungen und ausgeprägte Pole oder Teilpole verwendet, dann ergeben sich auch noch alle die bei dieser Bauform bekannten Vorteile. Es ist nunmehr praktisch möglich, Drehfeldmaschinen mit jeder gewünschten Drehzahl und tragbarem Wirkungsgrad zu bauen.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Drehfeldmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzielung anomaler Drehzahl die Pole ungleichmäßig über den Ständerumfang verteilt sind.
  2. 2. Maschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Reihe bewickelter Pole (z. B. 3, Fig. I) eine wicklungsfreie bzw. unerregte Lücke (30) folgt.
  3. 3. Maschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Polteilungen der einzelnen Phasen verschieden sind.
  4. 4. Maschine nach Anspruch I bis 3, gekennzeichnet durch die Anwendung ausgeprägter Pole (3, Fig. I) und konzentrierter Wicklungen (4).
  5. 5. Maschine nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von ausgeprägten Polen und konzentrierten Wicklungen die Pole der einzelnen Phasen in Teilpole mit konzentrierten Wicklungen unterteilt sind.
  6. 6. Maschine nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilpole wenigstens teilweise zwei oder mehr Teilwicklungen haben, die derart an verschiedene Phasen angeschlossen sind, daß sich hinsichtlich des Drehfeldes etwa die Wirkung einer verteilten Wicklung ergibt.
  7. 7. Maschine nach Anspruch i und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilpole der einzelnen Phasen derart durchmischt sind, daß sich hinsichtlich des Drehfeldes die Wirkung einer verteilten Wicklung ergibt. B. Maschine nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen polumschaltbar sind.
DEP23807A 1948-12-07 1948-12-07 Drehfeldmaschine Expired DE914752C (de)

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DE914752C true DE914752C (de) 1954-07-08

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2208854A1 (de) * 1972-02-25 1973-09-06 Paul Hasselbach Selbstanlaufender synchronmotor fuer kondensator-, drehstrom- und schrittschaltbetrieb

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2208854A1 (de) * 1972-02-25 1973-09-06 Paul Hasselbach Selbstanlaufender synchronmotor fuer kondensator-, drehstrom- und schrittschaltbetrieb

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