DK143675B - Elektrisk dobbeltmotor - Google Patents

Description

(19) DANMARK yp.ay /gj^\

|j| (12) FREMLÆGGELSESSKRIFT od 143675 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 2245/76 (51) lnt.CI.3 H 02 K 16/04 (22) Indieveringsdag 21. maj 19?β H02K17/38 (24) Løbedag 21. maj 1976 (41) Aim. tilgængelig 8. jan. 1977 (44) Fremlagt 21. s ep. 1981 (86) International ansøgning nr. - (86) International indleveringsdag (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 7- jul. 1975, 2550294, DE

(71) Ansøger SIEMENS AKTIENGESELLSCRAFT, Berlin und Muenchen, 8 Muenchen 2, DE.

(72) Opfinder Peter Brad ler, DE: HanB-Dieter Stoelting, DE.

(74) Fuldmægtig Ingeniørfirmaet Giersing & Stellinger.

(54) Elektrisk dobbeltmotor.

Opfindelsen angår en elektrisk dobbeltmotor, navnlig til kombineret vaske- og centrifugeringsdrift af vaskemaskiner, med i en fælles statorblik-pakke anbragte statorviklinger, dels for en kommutatormotor med lavt poltal, dels for en induktionsmotor med højere poltal, og med en fælles rotor, som er således viklet, at der opstår kortsluttede strømkredse med et poltal svarende til poltallet af induktionsmotorstatorfeltet og med lamellerne i en kommutator forbundne strømkredse med et poltal svarende til poltallet af kommutatormotor-statorfeltet. En sådan elektrisk dobbeltmotor er kendt fra CH-patentskrift QQ 176 611.

^ Den kendte dobbeltmotor, som ikke er bestemt til et særligt anvendel- Γ"* lo sestilfælde, og som har en i 4/2-polet udførelse vist vikling, fødes med jævn- ^ og vekselstrøm. I rotoren er der til komroutatoren tilsluttet en induktions- t-' motorvikling og en jævnstrømsbølgevikling. Statoren indeholder spolegrupper, ^ som er viklet som en ringvikling, og af hvilke den ene til frembringelse af et Q 4-polet felt fødes fra en transformator, medens den anden til frembringelse af et 2-polet felt fødes med jævnstrøm fra et batteri.

2 143675

Fra AT-patentskrift 47 934 kendes en enfasevekselstrømsinduktionsmotor med en enkelt på den primære del anbragt hovedvikling og mindst to sekundære viklinger, af hvilke den ene er udformet som kommutatorvikling, medens den anden stadig er kortsluttet i sig selv som en burvikling. Begge rotorviklinger kan ifølge et udførelseseksempel også være indlagt i fælles rotornoter.

Ved en anden kendt dobbeltmotor (US-patentskrift 3 379 945) er der i et fælles motorhus anbragt to rotorer ved siden af hinanden på en fælles aksel samt to særskilte statorer. Den ene rotor er et kor tslutnings anker, som samvirker med en induktionsstator, medens den anden rotor er forsynet med en kommutator og børster og samvirker med en stator, der er udformet som vekselstrømskommutatormotor med seriekobling. Begge motorer er koblet i serie.

For at man skal kunne opnå både en lav og en høj arbejdshastighed af den kendte dobbeltmotor, er seriemotoren udformet til en væsentlig højere omdrejningshastighed end induktionsmotoren, og der er anbragt en omkoblingsindretning, som ændrer strømforbindelsen med henblik på en ophævelse eller svækkelse af induktionsmotorens oversynkrone bremsemoment på en sådan måde, at seriemotoren driver den drevne del ved sin væsentlig højere arbejdshastighed.

Den forliggende opfindelse har til opgave at udforme en dobbeltmotor af den indledningsvis nævnte art således, at den kan tjene som en let fremstillelig og monterbar drivenhed for en automatisk vaskemaskine med dennes specielle belastninger ved vaske- og centrifugeringsdrift.

Ifølge opfindelsen løses denne opgave ved, at hver motor er særskilt tilsluttelig til et som eneste fødekilde tjenende enfasevekselstrømsnet, at induktionsmotorens statorvikling og seriemotorens statorvikling er i hvert fald delvis anbragt sammen i ensartet over hele omkredsen fordelte noter i statoren, og at rotoren har en kommutatorvikling og en derfra galvanisk adskilt induktionsmotorvikling, hvis spoler eller spolegrupper er forbundet i serie, idet begyndelsen og enden af serieforbindelsen er direkte forbundet med hinanden.

Den således udformede dobbeltmotor muliggør ved stor omdrejningstalforskel mellem vaske- og centrifugeringsdrift med enkle midler, navnlig med hensyn til fremstillingen af viklingerne, og ved kompakt opbygning en i vid udstrækning individuel udformning af kommutator- og induktionsmotorviklingerne. Da induktionsmotorens rotorvikling ikke er udformet som burvikling, men som en på enkelt måde viklet rotorvikling med et poltal, som er bestemt af viklingsudformningen og sammenkoblingen, idet spolerne eller spolegrupperne i denne vikling for hver fase er serieforbundet, og serieforbindelsen er kortsluttet i sig selv, opnås, at alle viklingsstrenge reagerer på det højpolede statorfelt i induktionsmotoren som en af i sig selv sluttede faser 3 143675 dannet flerfasevikling med tilsvarende drejjiingsraomentdannelse, medens der pi den anden side ved strømtilførsel til kommutatorens børster og magnetisering af kommutatorens statorvikling ikke opstår oversynkrone brenSSemomenter fra induktionsmotorens rotorvikling ved omdrejningstal over den højpolede induktionsmotors synkrone omdrejningstal. Ved anbringelsen af induktions-motorens statorvikling og seriemotorens statorvikling som ved induktionsmotorer i og for sig kendt fordelt vikling i noter, pom er ensartet fordelt over hele den indre omkreds af statoren, opnås på fordelagtig mide, St hele statorviklingen fx. i sammenligning med en vikling med polmellemrpm kan fremstilles uden effekttab eller ved samme effekt uden tilsvarende højere materialeforbrug af jern og kobber samt med et gunstigere overbølgeforhold.

En hensigtsmæssig udførelsesform for statorbliksnittet til des ifølge : opfindelsen integrerede induktions-universalmotor er ejendommelig ved, at det har uens nottværsnit, hvorhos seriemotorens vikling kun er anbragt i noter med større nottværsnit, medens induktionsmotorens vikling er ensartet fordelt over alle noter. Derved kan man med mindst muligt forbrug af aktivt materiale opnå et såkaldt affladet snit for statorblikpakkerne og dermed en motor, som med hensyn til sit betemte kompakte indbygningsmål er særlig egnet til automatiske vaskemaskiner.

Fordelagtige udformninger ifølge opfindelsen beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser principdiagrammet for en vaskeautomatmotor oed en trefaset induktionsmotordel og en i samme blikenhed anbragt universalmotordel, fig. 2 viser et viklingsskema for en 12-polet, trefaset induktionsmotordels og en i samme statorbiikenhed anbragt to-polet universalmotordels statorviklinger, fig. 3 viser et viklingsskema fpr en ifølge opfindelsen i serie koblet og kortsluttet 12-polet, tofaset rotorvikling i induktionsmotordelen, og fig. 4 viser et viklingsskema for en to-polet ankérvikling i universalmotordelen.

På fig. 1 er inden for en stiplet indtegnet omkreds vist en integreret induktions- og universalmotor, der energiforsynes fra et enfaeenet R, Den i stjerne koblede statorviklings tre faser i induktionsmotoren 1 er betegnet med U12, Xi2> Vl2, Yi2> W12, Z12. Magnetiseringsviklingen i den fra enfase- vekselstrømsnettet R, M energiforsynede seriekortslutnings-universalmotor 2

P

har betegnelsen E, F, og børsterne for den tilhørende rotor 21 er betegnet med 143675 4 B, A. Parallelt med indgangene V12 og W12 ligger der to kontakter 31 og 32 for en reverseringsomskifter 3, hvis indgangsklemme er forbundet med en pol R pi det energiforsynende enfasenet R, Parallelt med klemmerne 31, 32 ligger der på i og for sig kendt måde en kondensator C. Det energiforsynende enfasenet R, s anden pol er forbundet i serie med en termoovervågnings-enhed 4 til indgangsklemmen Uj2 på induktionsmotoren, som fx. i 12-polet udformning under indskydning af et remdrev under vaskedrift driver en vaskeautomats vasketromle med omtrent 50 omdrejninger pr. minut. Induktionsmotoren kan i stedet for de her viste tre faser også være udformet med kun to faser. Universalmotorens poltal skal fx. være lig med 2, men kan også være vilkårligt bestemt, men må dog udvise en fra induktionsmotoren l's poltal forskellig størrelse, hvis der uden yderligere koblings- og afbrydelsesmidler for strømtilførslen til induktionsmotoren som helhed ikke skal opstå noget oversynkront bremsemoment i induktionsmotoren ved kommutator-kortslutnings-motorens drift med et over induktionsmotorens synkrone omdrejningstal liggende omdrejningstal.

Ved anvendelsen af det i fig. 1 skematisk viste motoraggregat til vaskedrift af en vaskemaskine med afvekslende omdrejningsretning af vasketromlen indkobles skiftevis den ene og den anden fase V12, Yi2 og W^2 j Z12 i induktionsmotoren 1 ved hjælp af reverseringsomskifteren 3, medens kommutator-motoren 2 herunder er frakoblet fra faselederen R ved hjælp af en ikke vist afbryder. Ved centrifugeringsdrift ved hjælp af kommutatormotoren 2 kobles denne til faselederen R, medens induktionsmotoren 1 udkobles, fx. ved at reverseringsomskifteren 3 sættes i den i fig. 1 viste midterstilling, eller ved hjælp af en særskilt afbryder.

Fig. 2 viser i den øvre del viklingsskemaet for en ifølge principkoblingen på fig. 1 vist statorvikling i en 12-polet, trefaset induktionsmotor 1 Og i den nedre del af figuren viklingsskemaet for den i samme blikenhed integrerede to-polede universalmotor. Blikenheden er forsynet med 36 noter, hvoraf på fig. 2 til bedre overskuelighed kun enkelte er nummererede. Som det uden videre fremgår ved sammeligning af de ydre tilslutningsdele og belægningen af de enkelte noter 1-36, er på hensigtmæssig måde induktionsmotoren l's vikling og seriekortslutningsmotoren 2's vikling anbragt i fælles noter, idet statorbliksnittet kan være udrustet med uens nottværsnit, da induktionsmotorens vikling er regelmæssigt fordelt i alle noter 1-36, medens seriekortslutningsmotorens vikling kun optager nogle af noterne, som derfor har et større nottværsnit end de resterende, alene af induktionsmotorens vikling optagne noter.

5 143675

Fig. 3 viser et viklingsskema for en tilhørende rotorvikling, som må udvise samme poltal som induktionsmotorens statorvikling, men dog kun er udformet tofaset. Hver fase er forsynet med seks spoler, som pr. fase er koblet i serie, og hvis viklingsbegyndelsespunkt umiddelbart er forbundet med den tilhørende viklings endepunkt. Til bedre overskuelighed er dé seriekoblede spoler eller spolegrupper i den ene fase indtegnet med tykkere streg pi figuren end de seriekoblede spoler eller spolegrupper i den anden fase. Induktionsmotorens pi fig. 3 viste rotorviklipg er med sin af viklingskonstruktionen og tilkoblingsmåden bestemte, med statorviklingens poltal overensstemmende vikling, hvis spoler eller spolegrupper pr. fase er koblet i serie, og hvis begyndelsespunkt for^ hver seriekobling er forbundet med seriekoblingens endepunkt, anbragt i tilsammen 24 noter.

Pi fig. 4 er pi i og for sig kendt aide ved angivelse af kun én viklingssløjfe vist ankerviklingen i seriekortslutnings-universalmotoren 2 med et poltal 2p = 2, og et notantal N - 24, et viklingsskridt 1-11 og et lamelantal L = 24.

Ved sammenfatning af induktionsmotoren og den til centrifugeringsdrift med højt centrifugeringsomdrejningstal bestemt universalmotor i en fælles blikenhed opnås ved en stor omdrejningstalsprpdning dels en god udnyttelse af de aktive materialer, dels en mindre kon$truktiønslængde i sammenligning med det kendte, indledningsvis anførte drev.