DE98653C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Bei Elektromotoren für einphasigen und mehrphasigen Wechselstrom und bei Wechselstromapparaten überhaupt, wo kurzgeschlossene Inductionsspulen verwendet werden, ist es unter Umständen nothwendig, in den Stromkreis dieser Inductionsspulen Widerstände einzuschalten, um den Phasenwinkel zu modificiren, besonders beim Anlassen von Motoren, um die Uinfangskraft zu erhöhen. Zu diesem Zwecke werden bei mehrphasigen und auch bei Einphasen - Inductionsmotoren in der Regel Schleifringe am Anker (inducirte Armatur) angebracht und mittelst Bürsten in den Stromkreis der Ankerwickelung Widerstände eingeschaltet, welche wieder ausgeschaltet bezw. kurz geschlossen werden, sobald der Anker eine entsprechende Umdrehungsgeschwindigkeit erreicht hat. .

Hierdurch wird der Bau des Ankers in verschiedener Hinsicht schlechter und verwickelter. So wird z. B. die Herstellung der Ankerwickelung schwieriger, ihre Induction minder wirksam, es werden Schleifringe, Bürsten und Verbindungen erforderlich u. s. w.

In anderen Fällen, namentlich bei einphasigen ' Wechselstrommotoren, will man in die Wickelung des Ankers einen Stromwender einschalten, um mit dessen Hülfe durch Schrägstellen und Kurzschliefsen von Bürsten eine bedeutende Umfangskraft zum Anlassen des Motors herzustellen. Die Führung der inducirten Ströme durch Stromwender und Bürsten ist jedoch nur während der Ingangsetzung des Motors nothwendig und wird unterbrochen, wenn der Anker eine gewisse Geschwindigkeit erreicht hat; von da ab wird der Anker mittelst Induction der kurzgeschlossenen Ankerwindungen in Umdrehung gehalten, und sind während dieser Zeit die Ströme im Stromwender und in den Bürsten nicht nur überflüssig, sondern auch nachtheilig.

Zur Beseitigung der erwähnten Mängel bei dem Bau und der Verwendung von Wechselstrommotoren sind vorliegende Anordnungen erfunden worden, welche es möglich machen, die Widerstände oder Stromwender in sehr einfacher Weise am Anker so anzubringen, dafs dieselben, ohne dafs besondere Leitungszuführungen von aufsen zu den Ankerdrä'hten oder besondere ..Schaltevorrichtungen in der Ankerwickelung nöthig wären, nach Bedarf in oder aufser Thä'tigkeit gesetzt, d. h. stromführend oder stromlos gemacht werden können.

In Fig. ι ist eine Gruppe von Windungen, in Fig. 2 eine solche von Spulen dargestellt, welche auf dem Anker angebracht und. so verbunden werden, dafs sie, einem vierpoligen Wechselfelde ausgesetzt (Fig. ib und 2b), die inducirten Ströme in Serie führen und einen kurzgeschlossenen Stromkreis bilden, hingegen einem zweipoligen Wechselfelde ausgesetzt (Fig. ιa und 2a), stromlos werden, weil in diesem Falle die Summe der in sä'mmtlichen Windungen oder Spulen der Gruppe inducirten elektromotorischen Kräfte in jeder Lage gleich Null ist.

Bei vierpoliger Induction wird der Stromlauf nach dem Schema 1-^-2^2-3-3^ 4j-4-1

(Fig. ib) erfolgen, und, wie leicht ersichtlich ist, wird zwischen den Verbindungsstücken a und a, sowie Ci₁ und a_x keine Potentialdifferenz auftreten; hingegen werden bei zweipoliger Induction zwischen α und a, sowie zwischen Ci₁ und U₁ Potentialdifferenzen vorhanden sein. Wenn man also die Punkte α und α oder a_x und ßj durch Leitungen verbindet, so werden in diesen bei zweipoliger Induction Ströme fiiefsen und die Windungen oder Spulen auch in diesem Falle stromführend sein. . Die Verbindungsleitungen werden aber stromlos werden, sobald die Induction von einem vierpoligen Felde ausgeübt wird.

Indem man nun auf dem Anker solche vierpolige , kurz geschlossene Windungen oder Spulen anbringt und die Verbindungsstellen a a . .. mittelst entsprechend bemessener Widerstände rr... verbindet, welche unveränderliche Bestandteile der Ankerwickelung bilden, erreicht man, dafs die Widerstände bei zweipoliger Induction in Wirksamkeit sind und den Eingangs erwähnten günstigen Einflufs in Bezug auf die Umfangskraft ausüben, dann aber, wenn nach Erzielung der günstigen Geschwindigkeit die Induction vierpolig gemacht wird, aufser Wirksamkeit gesetzt werden. Die Ankerdrähte werden natürlich bei zweipoliger Induction besser ausgenutzt, wenn sowohl Widerstände zwischen den Punkten a a . . . als auch zwischen den Punkten a_x a_x. . . eingeschaltet werden, wodurch eine Art Verkettung der inducirten Windungen hergestellt wird.

Wie bei einphasigen Inductionsmotoren behufs Erzeugung einer Anfangskraft die Verbindung der Ankerwindungen mit einem Stromwender nach dieser Methode hergestellt wird, zeigt schematisch die Fig. 3. Hier werden die Verbindungsstellen der Windungen nicht, wie oben, zu einzelnen geschlossenen Stromkreisen, sondern ähnlich wie bei der Trommelwickelung eines gewöhnlichen Dynamoankers die Punkte a_% B₁ - b₂ C₁- C₂ Ci₁. . .Ti₂Ci₁ paarweise mit den Stromwenderstegen verbunden. Es werden nämlich die einzelnen Vierdrahtwindungen wie einfache, diametrale Windungen betrachtet und in der bekannten Weise zu einer fortlaufenden Ankerwickelung verbunden.

Auch in diesem Falle ist es zweckmäfsig, die Verbindungsdrähte zwischen den Punkten abc. .. und den Stromwenderstegen aus Draht von entsprechend gröfserem Widerstände herzustellen, um solcherart den für den kurzgeschlossenen Anker erforderlichen Schliefsungswiderstand zu gewinnen und zugleich um die Funkenbildung an den Bürsten - Auf lagestellen zu vermeiden. Die Bürsten B B, welche bekanntlich in schräger Lage zu dem Felde aufgelegt sind, werden dann mit einander kurz verbunden.

Wird ein so hergestellter Anker einem zweipoligen Wechselfelde ausgesetzt, dann treten zwischen den Punkten α a₂b b₂ . . . Potentialdifferenzen auf, es fiiefsen inducirte Ströme durch die Bürsten und erzeugen ein Drehmoment, welches die Ingangsetzung des Ankers hervorruft. Ist die günstige Geschwindigkeit erreicht, dann wird, wie oben, das Feld in ein vierpoliges verwandelt, die inducirten Ströme verlaufen jetzt in den kurzgeschlossenen Windungen ohne Widerstand und erzeugen die Umfangskraft, welche den Anker in Umdrehung erhält. Zwischen den Punkten α a.₂ b b₂ . . . herrscht nun keine Potentialdifferenz, folglich besteht auch kein Strom in den Stromwenderstegen und Bürsten. Um die Induction der Ankerwickelung vollkommener auszunutzen, . kann man auch zu beiden Seiten des Ankers je einen Stromwender anbringen und jeden in der beschriebenen Weise mit den ihm zugewendeten Punkten der Ankerwindungen entsprechend verbinden.

Um das Feld in allen erwähnten Fällen bald zweipolig zu machen, wie dies zum Anlassen des Motors nothwendig·, bald auf ein vierpoliges umzuschalten, sobald die günstige Geschwindigkeit erzielt ist, wird in der Feldwickelung, wie in Fig. 4 schematisch dargestellt, ein Umschalter U angeordnet. Die Pfeile in der Figur sollen hier die Richtung der magnetischen Strömung andeuten. Durch entsprechende Stellung des Schalthebels in U wird entweder α mit d und b mit c verbunden, was dem zweipoligen Felde entspricht, oder α mit c und b mit d, wodurch ein vierpoliges Feld erzeugt wird. Diese Darstellung bezieht sich auf die einphasige Wickelung des Motorfeldes, die Anordnung kann aber auch mit entsprechend mehrfachem Umschalter entsprechend auf mehrphasige Felder angewendet werden.

Die Umschaltung geschieht von Hand, kann aber auch selbstthätig erfolgen.

Der leichteren Verständlichkeit halber wurden in der Beschreibung immer zwei bezw. ■vier Wechselpole angenommen und demgemäfs auch die Anzahl der Windungen und Spulen zu Grunde gelegt. Es kann aber selbstverständlich mit Benutzung der beschriebenen Methoden zu dem gleichen Zwecke auch eine beliebige andere Polanzahl bezw. die vielfache Anzahl derselben gewählt und die Wickelung von Feld und Anker dementsprechend angeordnet werden.

Es ist zweckmäfsiger, die kleinere Polanzahl für die Anordnung zum Anlassen der Motoren und die vielfache Polzahl für deren normalen Arbeitszustand zu gebrauchen, man kann aber selbstverständlich die beschriebenen Wirkungen auch erzielen, wenn man umgekehrt die gröfsere Polanzahl mit der kleineren Polzahl abwechselt.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   Ankerwickelung für ein-- oder mehrphasige, durch Veränderung, der Polzahl anzulassende Wechselstrommotoren mit Kurzschlufsanker, dadurch gekennzeichnet, dafs zwischen den Verbindungsstellen der zu einer Gruppe gehörigen Windungen oder Spulen Widerstandsdrähte derart eingeschaltet sind, dafs sie im.n-poligen Wechselfelde Strom führen, dagegen in einem Wechselfelde, dessen Polzahl ein Vielfaches oder ein Theil von η ist, stromlos werden, so dafs dann die in den Spulen inducirten Ströme kurzgeschlossen verlaufen, zum Zweck, die Widerstände zum Anlassen nutzbar zu machen, ohne die Induction bei normaler Polzahl und Umlaufsgeschwindigkeit zu beeinträchtigen.

   Ankerwickelung nach Anspruch ι für Wechselstrommotoren mit Stromwender und kurzgeschlossenen Bürsten, dadurch gekennzeichnet, dafs die Stege des Stromwenders mit den Verbindungsstellen der zu einer Gruppe gehörigen Windungen oder Spulen ■■— zweckmäfsig durch Draht von hohem Widerstände — derart verbunden werden, dafs Stromwender und Bürsten bei einem n-poligen Wechselfelde Strom führen, dagegen in einem Wechselfelde, dessen Polzahl ein Vielfaches oder ein Theil von η ist, stromlos werden, so dafs dann die in den Spulen inducirten Ströme kurzgeschlossen verlaufen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.