HU180295B - Double-motor electric drive - Google Patents

Description

A találmány kétmotoros villamos hajtásra vonatkozik, amelynek mindkét motorja külön-külön egyetlen egyfázisú váltakozófeszültségü hálózatra csatlakoztatható, és amelynek közös állórész-lemezcsomagjában egyrészt egy kisebb pólusszámu kommutátoros motor, másrészt egy nagyobb pólusszámu aszinkron motor állórésztekercselése van elhelyezve, közös forgórésze pedig oly módon van tekercselve, hogy a fázisonkéht sorbakapcsolt tekercsei illetve tekercscsoportjai az aszinkron motor gerjesztő állórészmezejének megfelelő pólusszámu rövidrezárt áramköröket alkotnak, és a kommutátorszeleteken keresztül a kommutátoros motor gerjesztő állórész-mezejének megfelelő pólusszámu áramkörök képezhetők.

A 2 530 294 sz. NSZK közrebocsátási iratból ismeretes olyan kétmotoros villamos hajtás, amelynek állórész-lemezcsomagján a teljes kerület mentén hornyok vannak kiképezve, és egy aszinkron motor 12-pólusu, háromfázisú állórész-tel<ercselése, valamint egy főáramkörü váltakozóáramu 2-pólusu kommutátoros motor tekercselése mindenkor közös hornyokban van elhelyezve, aholia az állórész-lemezcsomagban a kiképzett hornyok nem azonos keresztmetszetüek, és az aszinkron motor tekercselése az összes horony közt egyenletesen van elosztva, mig a kommutátoros motor tekercselése a hornyoknál^ csak azon részében helyezkedik el, amelyek á csupán az aszinkron motor tekercselése által kitöltött hornyokhoz képest nagyobb keresztmetszetüek. A forgórészben egyrészt a kommutátoros motornak a kommutátorszeletekhez kapcsolódó 2-pólusu forgórész-tekercselése, másrészt az attól galvanikusan teljesen független, az aszinkron motor állórész-tekércselé-1180.295 aenek megfelelő pólusszámu kétfázisú aszinkronmotor tekercselési helyezkedik el, mely utóbbi tekercsei vagy tekercscsoportjai fázisonként sorba kapcsolódnak, és a soros kapcsolás kezdetének és végének közvetlen összekötésével rövidrezárt köröket képeznek, amely gyártási, különösen ter é z k i hasz n ál ás át.

bevezetőben ismertetett tipusu két· találmány szerint úgy oldjuk meg,

A 17 611 sz. svájci szabadalmi leírásból ismeretes továbbá olyan kétmotoros villamos hajtás, amely egy egyenáramú és egy váltakozóárcxmu motorból áll, melyek aszinkron motor tekercselése, valamiut egyenáramú hullútóos tekercselése a kommutátorra csatlakozik, ó;.; amit főként cgyforgórészes átalakítóként üzemeltetnek e;;?/idojülog mind ogyenáraramai, mind váltakozóárammal.

A jelen találmány kidolgoz fisakor olyan kétmotoros villamos hajtást kívántunk létrehozni, amel}· gyártási, különösen tekercseléstechnikai szempontból egyszerűbb módon teszi lehetővé ti forgórész-tekercselés jobb

Λ kitűzött feladatot a motoros villamos hajtásnál a hogy a forgórész-tekercselés legalább egy fázisa kommutátorrá kapcsolódó hurkos tekercselésként van kialakítva, amelynek tekercsszélessége legalább közelítően megegyezik a kisebb pólusszámu, előnyösen kétpólusú kommutátoxos motor állóxész-tekercselésének pólusosztasával és a nagyobb pólusszámu aszinkron motor állór ész-tekercselése pólus osztásának páratlan cgészszámu többszörösével. Ezáltal biztosítjuk, hogy á forgórész-tekercselés és a kommutátor egyszerű kialakítása mellett anélkül, hogy bármiféle átkapcsolásra lenne szükség, a forgóiész-tekercseles egy, mind kormául'át or os , mind aszinkron motoros üzemben felhasznált fázisának rézanyaga a kétmotoros hajtás mindkét üzemmódjában /kommutátoxos. illetve aszinkron motoros/ teljesen ki van használva. A forgórész-tekercselésnek a találmány szerint meghatározott módon való kapcsolása azt eredményezi, hogy egyrészt a forgórész-tekercselés valamennyi fázisa az aszinkron motor sokpólusu állórcsz-mezejéré önmagukban külön-külön rövidrezárt fázisokból álló többfázisú tekercselésként megfelelő forgatónyomatékkel reagál, másrészt a kommutátor kefeinek az áramkörbe iktatásakor éa a kommutátoros motcr állórész-tekercselé3ének gerjesztésekor a kis pólusszámu üzemben az egyik fázis közönséges kommutátoxos hurkos tekercselésként működik, anélkül* hogy a nagyobb pólusszámu aszinkron motor szinkron fordulatai ama feletti fordulat számokon a forgórész-tekercselés fázisain szinkron feletti féknyomaték ébredne, mivel kispólusszárna üzemben a nagypólus száma rövldrezárt körökben a kispólusszámu mező által keltett feszültségek eredője zérus.

A találmány szerint kialakított kétmotoros villamos hajtás különösen előnyösen használható automata mosógépekben, ahol az aszinkron motort a mosás üzemben, a kommutátoxos motorot pedig főáramkörű univerzális motorként a centrifuga üzemben használják, mivel a centrifuga, azaz univerzális motor üzemben a különleges méretezési és terhelési viszonyok alapján nincs szükség az összes forgórész réz kihasználására.

Aszerint, hogy a találmánynak megfelelő kétmotoros villamos hajtásnak az aszinkron motor részét, vagy a kommutátoros motor részét kell jobban figyelembe venni, a találmány előnyös kiviteli alakjánál vagy legalább egy további forgórész-tekercselési fázis önmagában ismert módon ε. kommutátortekercseléstől és a kommutátortól galvanikusan független aszinkron motor tekercselésből áll, amelynek tekercsei illetve tekercs-csoportjai fázi

-2180.296 sónként sorba vannak kapcsolva, és a soros kapcsolás kezdete annak végével közvetlenül össze van kötve; vagy legalább két fór-» górész-t kercselési fázisnál e<y kétbekezdésü hurkos tekercselés van egy kommutátorra csatlakoztatva.

A ketbekezdésü. hurkos tekercseléssel összehasonlítva, különösen a kleg.yenlitőáramok és egyenlőtlen szeletfeszültségek szempontjából kedvezőbb kétmotoros villamos hajtást ad a találmány olyan kiviteli alakja, amelyben legalább két forgói ész-tekercselési fázis mindegyikénél egy egybekezdésü hurkos tekercselés van ogy kommutátorra csatlakoztatva, és a két kommutátor keferendszere sorbe van kapcsolva.

Λ találmányt a továbbiakban a rajzokon vázlatosan ábrázolt előnyös kiviteli példák alapján ismertetjük, ahol az

1. ábra háromfázisú aszinkron motorrésszel és a vele azonos lemez csomagban elhelyezett kommutátoros motorrésszel rendelkező automata mosógépbejtás elvi kapcsolása, a

2. ábra 12-nóliⁱ.su háromfázisú aszinkron motorrész és a vele azonos állóiesz-lemezcsomagban elhelyezett 2-pólusu kommutátoros motorrész állórész-tekercselésének vázlata, a

3. ábra a részben közös forgórész-tekercselés egy első tekercsfázisa, amely nem kapcsolódik a kommutátorhoz es csak aszlnkron motor üzemben működik, a

4. ábra a forgórész-tekercselés egy második tekercsfázisa, amely a kommutátorhoz csatlakozik ós mind aszinkron motor, mind kommutátoros motor üzemben működit, aszinkron motor üzemben ábrázolva, amikor a keféken nem folyik áram, az

5. ábra a 4. ábrán látható fázis, amikor a keféken kommutátoros motor üzemben áram folyik, a

6. ábra egy teljesen közös, azaz mind kispólus számú, mind nagy pólus számú üzemben működő tekercsfázis tekercselési vazlata, amelynek aszinkron motor üzemben csak egy fázisa van rövidre zárva, a

7. ábra a 6. ábrának megfelelő tekercselés vázlata, kiegészítve egy az aszinkron motor üzemhez tartozó, teljesen közös további tekercsfázissal, csupán egyetlen kommutátorral, és a

8. ábra teljesen közös két kommutátoros forgórész-tekercselés az aszinkron motor üzemhez tartozó két tekercsfázissal.

Az 1, ábra pontvonallal körülhatárolt részén látható az összetett aszinkron és kommutátoros 100 motor, amely egy egyfázisú hálózat R és I,Ip vezetékeiről van táplálva. Az összetett

100 motor 101 aszinkron motorja csillagba kapcsolt állórésztekercselése három fázisának U12, X12, V12, Y12, V.^r12, Z12 kapcsai vannak. Az egyfázisú váltakozófeszültségü hálózat R és Hp vezetékeiről van táplálva az összetett 100 motor főáiamkörü 102 kommutátoros motorja /univerzális motor/, amelynek gerjesztőtekercse E és F kapcsokkal, a hozzátartozó 121 forgórész pedig A és B kapcsokkal van ellátva. A V12 és W12 kapcsokra kapcsolódik az irányváltó 103 kapcsoló két 131 illetve 132 érintkezője, amely 103 kapcsoló bemenőkapcsa az R vezetékkel van összekötve.. A 131 és 132 érintkezők köze ismert módon egy C kondenzátor kapcsolódik. Az I.Ip vezeték 104 hökloldón keresztül kapcsolódik a

101 aszinkron motor U12 kapcsára. A 101 aszinkron motor pl.

-3180.295

12-pólum kivitől esetén szijáttétel közbeiktatásával mosás üzeriben percenként mintegy 50 fordulattal hajtja az automata mosó..·, ép nosóclobját. Az itt bemutatott háromfázisú kivitel helyett a 101 aszinkron motor készülhet kétfázlssal is. A 102 konmutátoros motor pólusszáma példának okáért legyen kettő, bár önmagában véve tetszőleges lehet, azonban a 101 aszinkron motor pólusa némát ól el kell térnie, ahhoz, hogy mikor a főáramkörü 102 kommutátoros motor a 101 aszinkron motor szinkron fordulatszáma lelett lévő fordulatszámon üzemel, eredőben ne lépjen fel szinkron feletti főknyomat6k a 101 aszinkron motorban akkor sem. ha a 101 aszinkron motor hozzávezet és ében különösen előnyös modor nincsenek járulékos kapcsoló és megszakító'elemek.

Λ 2. ábra felső részén mutatjuk be az 1. ábrán elvi kapcsolásban ábrázolt 12-pólusu háromfázisú 101 aszinkron motorállór ész-tekercselés ének vázlatát, és az ábra alsó részén az ugyanabban a lemezcsomagban elhelyezett 2-pólusu 102 kommutátoros motor tekercselésének vázlatát. Egy ilyen fajta, az említett két tekercsrészből· álló állórész tekercselés felhasználható a találmánynak megfelelő hajtáshoz. A 121 forgórész hornyait vesszős szánok jelölik.

A 3· ábra egy aszinkron motor üzemben kétfázisú forgórésztekercselés első tekercselésfázisát mutatja be, amely nem csatlakozik a kommutátorhoz, ugyanezen forgórész-tekercselés másik tekercselésfázisát a 4. ábrán láthatjuk az aszinkron motor üzemben árammentes kefékhez csatlakozó helyzetben, az 5· ábrán pedig ki s pólus számú kommutátoros motor üzemben az áram alatt lévő ke- fékhez csatlakozó helyzetben. A 121 forgórésznek itt huszonnégy hornya van, a huszonnégy-szeletes kommutátorhoz kapcsolódik a

4. illetve 5. ábrának megfelelő tekercselés. A kommutátor szeleteit vessző nélküli szánok jelzik.

A 5. ábrán az első tekercselésfázis látható* amely 5 p tekercsszélességü. 12-pólusu rövidrezárt tekercselés és csak aszinkron motor üzemben működik, továbbá ahol a .p pólusosztás, a kétpólusú kommutátoros motor tekercselés pólusosztása. A berajzolt áramirányok határozzák meg a 121 forgórész 12-pólusu gerjesztését.

A 4. ábra egy második tekercselésfázist mutat, amelynek tekercsszélessége azonos a J. ábrának megfelelő tekercselés fáziséval, és amelynek résztekercsekre osztott tekercsei 24-szeletes kommutátorra csatlakoznak. Ez a tekercselésfázis agy működik, mint alOl aszinkron motor második rövidrezárt tekercselése. A berajzolt áramirányok ismét a 121 forgórész 12-pólusu gerjesztését határozzák meg. A kommutátoros motor üzemhez tartozó szénkefék árammentesek, és mivel itt nincs jelentőségük, a 4. ábrán nincsenek berajzolva.

Az 5· ábra a 4. ábrának megfelelő második tekercselésfázist mutatja idealizálton ábrázolva, ahol most már a kommutátor két szembenfekvő 24 és 12 szeletén és a megfelelő keféken keresztül áram folyik. Itt a berajzolt áramirányoknak megfelelően egy eredő 2-pólusu forgórészgerjesztés alakul ki.

A 6. ábra egy átkapcsolható 2/12 pólusszámu hajtómotor egyik teljesen közös fázistekercselését mutatja be egyetlen tekercselési rajzon huszonnégy horonnyal és csak öt kommutátorszelettel, hogy ezáltal világosan megmagyarázhassuk a találmány

-4180-295 elvét. Az ábrázolt tekercselés 2-pólusu kommutátoros tekercselés, axioly mint minden kommutátoros tekercselés önmagában zárt» A horonyszám és a tekercslópéa megválasztásával érjük el, hogy a tekercselés 'egyidejűleg egy 12-pólusu többfázisú tekercselés egyik rövldrezáit fázisát ls alkotja. A tekercslópéa a 2-pólusu pólusosztás 1/G-ára van csökkentve. A 6. ábrán felülre beraj- ‘ zolt áramirányok a 2-pólusu, az alulra berajzolt áramirányok pedig a 12-pólosu üzemre érvényesek. A 6. ábrán bemutatott tekercselésnek aszinkron motor üzemben csak egyetlen rövidrezárt fázisa van. A teljes működéshez legalább két ilyen független, zárt tekercselést kell kombinálni.

Teljesen közös forgótész-tikercselés esetén a két teker-’ cselésíázia-kombinációjának első lehetőségét a 7· ábra mutatja. Itt a 6. ábra szerinti két tekercselés a teljesen közös tekercselés kialakítása céljából közösen van elhelyezve a 121 forgórészben, és váltakozva csatlakoznak a kommutátor tizenkét szeletéhez. Egy ilyen módon kialakított egyetlen tekercseléssel ellátott 121 forgórész egyrészt mint egy négy párhuzamos tekercs— ágú 2-pólusu kommutátoros forgórész, másrészt mint egy kétfázisú 12-pólusu rövidrezárt forgórész működik. Ez a 121 forgórész tehát mind kommutátoros, mind aszinkron motoros üzemben működőképes lenne egy kiegészítő, galvunikusan független és a kommutátorra nem csatlakozó tekercsfázis nélkül is.

A 8. ábra ugyancsak két teljesen közös tekercsfázist tüntet fel, melyek azonban a 7· ábrán bemutatottól eltérően két 1, 3, 5, 7(9,11 illetve 2, 4, 6, 8, 10, 12 szeletekkel rendelkező - kommutátorhoz csatlakoznak. Ugyanúgy mint a 7· ábrán, az egyik tekercselésfázis folytonos vonallal, míg a másik szaggatott vonallal van berajzolva. Ennél a 8. ábrán feltüntetett sorbakancsolt keferendszerü. kétkommutotárod lekeressémánál a 121 forgórészen csak két párhuzamos ág adódik. Mind a 6., 7·; 8· ábra szerint készült tekercselésnél, mind a 3·, 4., 5· ábrának megfelelő tekercselésnél a tekercselés választott tekercselési lépése a szokásos aszinkron motor tekercselés páratlan egész- szama többszörösének felel meg. A 3·, 4.* 5· ábra tekercselési sémájának megfelelő részben közös forgóresztekercselés kialakításánál a tekercselés előállítási költségei és a kommutátor költségei különösen alacsony értéken tarthatók.

A 3. ábrán bemutatott, nem közös fázist gyártás technikai szempontból kedvező módon 5^,fp tekercsszélességüxe, sokpólusura terveztük, ezáltal ez a tekercselés a 2-pólüsu kommutátoros mo-i torokhoz hasonlóan átmérőtekercseléssel gépi utón, pl. úgynevezett flyer segítségével, egyszerűen berakható a hornyokba. A különösen rövid tekercshossz eléréséhez azonban választható olyan ettől lefelé, vagy felfelé eltérő pólusosztás is, amely teljesíti azt a követelményt, hogy a nagypólusszámú tekercselés pjólusosztásának páratlan egészszairu többszöröse.

Alapvetően abból indulunk ki, hogy a közös tekercselés tekercsszelességét úgy választjuk meg, hogy az egyrészt feleljen meg a nagy pólusszámu aszinkron tekercselés pólusosztása páratlan egészszámu többszörösének, másrészt a jó tekercselési tényező érdekében lehetőleg messzemenően feleljen meg a kis pólus szému. különösen kétpólusú kommutátoros motor tekercselés /1 p/ pólus osztásának,

A közös forgóxésztekercselésnél egy tekercselésfázis sor* bekapcsolt résztekeroseinek, illetve a fázisoknak egymáshoz ké*

180.295 pest való térbeli elhelyezése szempontjából az alábbiak érvényesek: Λ sorbakapcsolt xósztckercsek egymáshoz képest az aszinkron üzem pólusosztásánal: égés/.száma többszörösére vannak térben elhelyezve. Λ tekercselés m dsrb, egyenként öhmagában zárt részből áll, amelyek a 121 .forgórész kerülete mentén egymáshoz ké¹ ~ torszögre helyezkednek el, ahol p. az aszinkron ü2ρ_Λιη - Λ sem póluspár száma.

Claims (3)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Kétmotoros villamos hajtás, különösen automata mosógépek mosás üzemben aszinkron motoros, centrifuga üzemben pedig komnutátoros motoros hajtására, amely hajtás mindkét motorja külön-külön csatlakoztatható az egyetlen tápfóriásként szolgáló egyfázisú váltakozóiesziiltségü hálózatra, és amelynek közös állÓrész-lemezcsomagjában egy kisebb pólusszámu kommutátoros motor és egy nagyobb pólusszámu aszinkron motor állórészteker cselese van elhelyezve, közös forgórésze pedig oly módon van tekercselve, hogy a fázisonként sorbakapcsolt tekercsel illetve tekercscsoportjai az aszinkron motor gerjesztő állórész-mezejének megfelelő pólusszámu rövidrezárt áramköröket alkotnak, és a kommutátorszeleteken keresztül a kommutátoros motor gerjesztő állórész-mezejének megfelelő pólusszámu áramkörök képezhetők, azzal jellemezve, hogy a forgórész-tekercselés legalább egy fázisa kommutátorra kapcsolódó hurkos tekercselésként van kialakítva, amelynek tekercsszélessége legalább közelítően megegyezik a kisebb pólusszámu, előnyösen kétpólusú kommutátoros motor . /102/ állór ész-tekercselés ének joólusosztásával és a nagyobb pólusszámu aszinkron motor /101/ allórász-tekerceelése polusosztásának páratlan egészszámu többszörösével.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti kétmotoros villamos hajtás kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy legalább egy további forgórész-tekercselési fázis önmagában ismert módon a kommutátortekercseléstől és a kommutátortól galvanikusan független aszinkron motor tekercselésből áll, amelynek tekercsel, illetve tekercscsoportjai fázisonként sorba vannak kapcsolva, és a soros kapcsolás kezdete annak végével közvetlenül össze van kötve.

   J. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti kétmotoros villamos hajtás kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy legalább két forgórész-tekercselési fázisnál egy kétbekezdésü hurkos tekercselés van egy kommutátorra csatlakoztatva.
3. 4. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti kétmotoros villamos hajtás kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy legalább .két forgórész-tekercselési fázis mindegyikénél egy egybekezdésü hurkos tekercselés van egy kommutátorra csatlakoztatva, és a két kommutátor keferendszere sorba van kapcsolva.