Asynchroniczne silniki indukcyjne, któ¬ rych schemat polaczen dla pradu trójfa¬ zowego jest przedstawiony dla przykladu na lig. 1, posiadaja, jak wiadomo, te wla¬ snosc, ze ich moment obrotowy zalezy od ilosci obrotów, co uwidacznia dla normal¬ nego biegu wykres oznaczony na fig. 2 grubsza lin ja. Moment obrotowy D z po¬ czatku, gdy ilosc obrotów n oddala sie od synchronizmu, wzrasta proporcjonalnie do poslizgu s, szybko jednak osiaga swa ma¬ ksymalna wartosc (tak zwany moment wy¬ wracajacy), a nastepnie zmniejsza sie przy wzrastajacym poslizgu.Wlaczajac zapomoca pierscieni slizgo¬ wych do obwodu wtórnego silników ze¬ wnetrzne opory, mozna, jak wiadomo, o- siagnac moment wywracajacy przy coraz mniejszych ilosciach obrotów, jak to jest przedstawione na fig. 2 wykresami ozna- czonemi ciensza linja. Jestesmy przeto w moznosci regulujac te opory, rozrzadzac silnikiem, naprzyklad dokonac rozruchu, przy dowolnym momencie obrotowym, przyczem opory te w miare tego jak silnik osiaga normalny bieg, sa wylaczone, a to w tym celu, zeby poslizg normalnego biegu byl o niskiej wartosci i strata energji w rozruszniku byla mozliwie jaknajmniejsza.Jezeli najwiekszej ilosci obrotów silni¬ ka odpowiada moment wywracajacy i sil¬ nik ma rozwijac, przy wciaz zmniejszaja¬ cej sie ilosci obrotów, moment obrotowy o wartosci mozliwie jaknajwiekszej i sta-lej, to niezbedne jest ciagle lub mozliwie najmniejszemi stopniami regulowanie opor¬ nosci calkowitego obwodu wtórnego silni¬ ka, odpowiednio do kazdorazowego posliz¬ gu. Grubszy wykres r (fig. 3), przedstawia te zaleznosc opornosci wirnika od ilosci obrotów, a odpowiedni wykres d momentu obrotowego jest pokazany na fig. 2 grubsza linja przerywana. '¦ Silnik zas rozruszany nie przy maksy¬ malnym, lecz przy jakimbadz innym mo¬ mencie jest zazwyczaj opatrzony w mniej¬ sza lub wieksza opornosc. Naprzyklad wykres d1 lub d2 momentu obrotowego, o- znaczony na fig. 2 ciensza linja przerywa¬ na, odpowiada wykresowi rA lub r2, przed¬ stawionemu na fig. 3 ciensza linja, przy- czem wykresy te moga byc otrzymane przez stopniowe wylaczanie opornosci, któ¬ re sie zmniejszaja przy zwiekszajacej sie ilosci obrotów. Oczywiscie, w bliskosci synchronicznej ilosci obrotów, calkowita opornosc obwodu wirnika nie moze byc sprowadzona do zera, gdyz nie daje sie u- sunac wewnetrzna opornosc wirnika, okre¬ slajaca normalny poslizg silnika.Ta niemozliwosc osiagniecia wiekszego momentu obrotowego przy rozruszaniu bez wspóldzialania zewnetrznej opornosci sta¬ nowi, jak wiadomo, jedna z powazniej¬ szych ujemnych cech silników asynchro¬ nicznych, gdyz pociaga to za soba koniecz¬ nosc zastosowania pierscieni slizgowych, jak równiez zewnetrznych przyrzadów, wlaczajacych opornosc do obwodu wirnika.Tylko w niektórych dosc rzadkich zastoso¬ waniach dostateczny jest moment obroto¬ wy, jaki rozwija wirnik bez zewnetrznego oporu podczas rozruchu, co ilustruje wy¬ kres fig. 2, oznaczony grubsza linja, ale na¬ wet i wiedy celem osiagniecia przy rozru¬ chu do pewnego stopnia spotegowanego momentu obrotowego, wirniki te posiadaja wieksza wewnetrzna opornosc, niz to jest konieczne dla normalnego biegu silnika.Liczne sa projekty i konstrukcje, które zapobiegaja uzyciu zewnetrznych oporów rozruchowych i pierscieni slizgowych, a jest to uskutecznione badz przez umieszczenie oporów i odpowiednich przyrzadów wlacz- nikowych wewnatrz wirnika, badz przez powiekszenie opornosci wirnika zapomoca laczenia róznych czesci uzwojenia o prze¬ ciwnych kierunkach pradu. Byly równiez budowane wirniki o kilku uzwojeniach, przyczem uzwojenia o nizszej opornosci sluzyly dla biegli normalnego, a uzwojenia o znacznie wiekszej opornosci rozwijaly moment rozruchowy.Pierwszy wymieniony sposób rozruchu komplikuje konstrukcje, znacznie odbiega¬ jac od prostej budowy wirnika ,,klatkowe¬ go'*, którego cechuje wysoka sprawnosc.Drugi zas wyzej opisany sposób wplywa ujemnie na bieg i charakterystyke silnika, gdyz nie mozna równomiernie rozlozyc na obwodzie wirnika czesci róznych uzwojen, od czego, jak wiadomo, w wysokim stopniu zaleza wlasnosci silnika asynchronicznego.Wreszcie konstruktorzy usilowali upro¬ scic rozruch silnika w ten sposób, ze opory zewnetrzne byly wlaczane nie recznie lecz samoczynnie, co bylo uskutecznione przez wyzyskanie wlasnosci przewodów metalo¬ wych, polegajacych na tern, ze opornosc tych przewodów wzrasta pod wplywem o- grzewania lub przeplywu pradu, badz przez zastosowanie ,,naskórkowego" dzia¬ lania pradu, powiekszajacego opornosc przewodu przy wiekszych czestotliwo¬ sciach. Prosta budowa klatkowego wirni¬ ka nie mogla byc utrzymana i przy tych dodatkowych konstrukcjach.Ostatnio byly tez robione próby osia¬ gniecia momentu obrotowego o dowolnej wartosci w silnikach asynchronicznych przez sztuczne powiekszenie opornosci rze¬ czywistej przewodów wirnikowych zapo¬ moca t. zw. „wypierania pradu w zlobku" przy ilosciach obrotów znacznie odleglych od synchronizmu.Te^o rodzaju silnik moze byc zbudówa- — 2 —ny bez pierscieni slizgowych i bez jakich- badz oporników rozrzadczych i kontaktów.Nic nie stoi na przeszkodzie temu, zeby po¬ siadal najbardziej niezawodny w dzialaniu i najprostszy wirnik klatkowy o zwieraja¬ cych pierscieniach.Na fig. 4 jest przedstawiona zaleznosc opornosci rzeczywistej dla pradu zmienne¬ go róznych przewodów zlobkowych od cze¬ stotliwosci wtórnej lub poslizgu, którego wielkosc sie zmienia odwrotnie do ilosci obrotów n. Z porównania fig. 4 z fig. 3 wynika, ze wykres osiagnietej przez silne wypieranie pradu opornosci, moze sie zbie¬ gac z wykresem o dowolnym przebiegu (fig. 3), przyczem opornosc przy nieznacz¬ nych poslizgach zachowuje w wiekszym zakresie wartosc niezmienna, natomiast przy poslizgach o wyzszej wartosci bardzo szybko wzrasta.W silnikach o wirujacem polu magne- tycznem, odpowiadaj acem obecnym nor¬ mom co do przeciazenia i wielkosci normal¬ nego poslizgu, opornosc wirnika podczas rozruchu posiada znacznie wyzsza wartosc, niz opornosc normalna i waha sie w zalez¬ nosci od wielkosci silnika od 5-cio krotnej wartosci do 50-cio krotnej.Wykres fig. 5 przedstawia powieksze¬ nie opornosci przez wypieranie pradu w zlobkach wirników o sredniej wielkosci, przyczem przekroje prostokatne pretów da¬ ja opornosc wieksza niz przekroje okragle.Po za tern uzyta jest miedz o duzej prze¬ wodnosci, bardzo slaba izolacja i jako nor¬ malna fest przyjeta czestotliwosc o 50-ciu okresach, co wszystko w zespole sprzyja mozliwie najskuteczniejszemu wypieraniu pradu.Jak to pokazuja podane na wykresie liczby, nawet w tym umyslnie wybranym krancowym przykladzie, powiekszenie o- pornosci nie osiaga tej wartosci, jaka jest konieczna dla uskutecznienia wyzej wspo¬ mnianych warunków. Zamiast 15-krotnej opornosci, otrzymuje sie tylko 3-krotna.Ten stosunek staje sie jeszcze wiecej nie¬ korzystnym, jezeli, jak to zazwyczaj ma miejsce, zwierajace pierscienie sa o dosc znacznej opornosci, tak ze powiekszenie opornosci pretów wzglednie malo wplywa na calkowita opornosc wirnika. Wykres, oznaczony linja przerywana na fig. 5, po¬ kazuje jakie zachodza zmiany juz przy 2-krotnej opornosci pierscieni. Zreszta do¬ brze wiadomem jest, ze wirniki klatkowe nie rozwijaja wiekszego momentu, tembar- dziej przeto jest wskazane w takich wirni¬ kach sztucznie powiekszyc wypieranie pradu.Najprostszym srodkiem dla osiagniecia tegp jest zastosowanie wiekszej glebokosci dla pretów. Mozna np. w opisanym wir¬ niku przy glebokosci dla miedzi pretów, wynoszacej okolo 5 cm, osiagnac powiek¬ szenie opornosci przez wypieranie pradu, dochodzace do 5-ciokrotnej wartosci. By¬ loby to wystarczaj acem dla mniejszych silników, ale w mniejszych silnikach nie mozna uskutecznic tak glebokich zlobków.Dla wiekszych silników niezbedna bylaby znacznie wieksza glebokosc dla pretów, np. 15-krotnej opornosci odpowiadaloby 15 cm glebokosci, co i przy budowie tych silników wywolaloby komplikacje.Skuteczniejsze jest wypieranie pradu przy zastosowaniu wiecej niz jednego prze¬ wodu w kazdym zlobku. Te przewody na¬ lezy tak ulozyc, np. laczac je w szereg, zeby rozdzial pradu na poszczególne prze¬ wody byl taki sam przy mniejszych i przy wiekszych czestotliwosciach.Przedmiotem wynalazku jest przeto o- siagniecie najbardziej dogodnych wymia¬ rów przewodów, celem uskutecznienia moz¬ liwie jaknajwiekszego powiekszenia opor¬ nosci przy rozruchu przez wypieranie pra¬ du. Ponizej opisane badania pokaza, w jaki sposób problem wynalazku moze byc rozwiazany i zanim przejdziemy do szcze¬ gólowego opisu, zaznaczymy, ze osiagne¬ lismy najlepsze rezultaty przy liczbowej — 3 —glebokosci dla pretów, wahajacej, sie naie- dzy 2 a 2,5. Przedewszystkiem nalezy nad¬ mienic, ze wbrew ogólnie przyjetym pogla¬ dom, wartosc opornosci dla pradu zmien¬ nego przy znaczniejszem wypieraniu pradu z poczatku sie nie zmniejsza,, aczkolwiek jest stosowany podzial przewodaw w zlob¬ ku, lecz przeciwnie — Wzrasta. Dopiero przy bardzo drobnym podziale przewodów zachodzi zmniejszenie opornosci dla pra¬ dów zmiennych w dosc znacznym stopniu, co zazwyczaj przy rozwiazywaniu innych pcdblesmów bylo pozadane. Np. przy 8 cm calKowitej wysokosci miedzi w zlobkach, dajacej sie osiagnac w wiekszych silnikach, uzyskujemy przy zastosowaniu jednego przewodu tylko 8-krotne powiekszenie o- pornosci, podczas gdy z najbardziej racjo¬ nalna iloscia nad soba ulozonych przewo¬ dów równa 4, uskuteczniamy przy rozru- cfiu 2Q-krotna opornosc, która jest dosta¬ teczna dla wszystkich wiekszych silników, runktem wyjscia obliczenia jest t. zw. liczbowa glebokosc zlobka, która moze byc okreslana przez Wzór: j ^ . l/d f d = 2rct Ft • b c (porówn.. R. Riidenberg ,,Asynchrommoto- ren mit Setbstlauf durch tertiare Wiebel- strome" „E T Z" 1918, str. 501).W tym wzorze t oznacza glebokosc dla przewodu, d — grubosc przewodu, b — szerokosc zlobka, f — czestotliwosc i r opornosc wlasciwa przewodów w jednost¬ kach bezwzglednych.Jezeli np. przewody sa miedziane, cze¬ stotliwosc pradu zmieriego równa sie 50 i przewody sa slabo izolowane, wtedy a wiec 8 = 2 *t ]/-^ - czyli 8 = t.Wykres fig. 6 przedstaw&c dla róznych podzialów przewodów (r o: ilosci pretów m = 1 do m — 5) zaleznosc przez wypie¬ ranie pradu wzrastajacej opornosci do tej liczbowej glebokosci. Jak to wynika z fig. 6, kazdej wymaganej wartosci stosunku od¬ pornosci w stanie spoczynku lub biegu od¬ powiada okreslona glebokosc zlobka,, po¬ nizej której nie mozna osiagnac zadanych opornosci. Zeby uskutecznic np. 14-krotne powiekszenie opornosci przy jedrnym precie (m = 1), niezbedna jest liczbowa glebo¬ kosc zlobka,, równa 14. . Przy dwóch nad soba ulozonych sztabach (.m = 2)* liczbowa glebokosc zlobka wynosi okolo 9; przy 3 sztabach — 6*,7, przy 4 sztabach — 6v9, przy 5 sztabach — 7,4, przy 6< sztabach: — 81, przy 7 sztabach — 9,2, przy 8* szta¬ bach — 10,4.. Minimalna wiec liczbowa glebokosc zlobka przy np. l^kroinera po¬ wiekszeniu wynosi 3,6* Ponizej tej glebo¬ kosci zlobka, jak to wynika z wykresu, nie moze byc uskutecznione zadane powiek¬ szenie opornosci przez wypieranie pradu.Zeby materjal byl racjonalnie wyzyska¬ ny, bedzie zastosowana ta minimalna gle¬ bokosc zlobka wedlug niniejszego wyna¬ lazku. Jej zaleznosc od zadanego stosun¬ ku opornosci jest przedstawiona przerywa¬ na linja (fig- 6). Gdy rozdzielimy minimalna glebokosc zlobka przez ilosc m przewodów, otrzymamy iloraz 2n 1,. oznaczajacy liczbo¬ wa glebokosc kazdego przewodu i nieza¬ lezny od ilosci przewodów. Liczbowa gle¬ bokosc dla preta oblicza sia, wychodzac z glebokosci w cm tak samo,, jak glebokosci zlobków z powyzszego wzoru, tak ze licz¬ bowa glebokosc dla. preta równa sie: G = % h V --— . — f b c gdzie h oznacza wysokosc przewodu, inna zas litery oznaczaja to samo, co i w pierw¬ szym wzorze. O ile yest pgzyjeta j<3kas liczbowa glebokosc zlobka*, wystarczy ja - 4 »-rozdzielic przez ©k. 2,1:, zeby otrzymac naj¬ bardziej racjonalny podzial pretów. Licz¬ bowa glebokosc zlobka zas mnozymy przez 2,1 dla jakiegobadz podzialu przewodów.Wartosc 2,f moze byc w praktyce przekro¬ czona i dochodzic do 2,5. Winieni byc rów¬ niez przyjety taki uklad rozrzadu: silni¬ ków asynchronicznych o wirujacem polu i zwartym wirniku, zeby mogla byc wybrana liczbowa glebokosc dla pretów a wartosci miedzy 2 a. 2,5, przyczem zgodnie z wyna¬ lazkiem przewody wirnikowe, ulozone nad soba w zlobkach, dzialka przy rozwijaniu momentu obrotowego i przez wypieranie pradu uskuteczniaja spotegowana opornosc puzy wiekszych poslizgach.Zastosowanie w praktyce powyzej opi¬ sanych stosunków liczbowych prowadzi czestokroc do zlobków znacznie glebszych od dotychczas uzywanych i dfatego dla u- mkniecia nieracjonalnego uzycia miedzi, pozadanym jest, zeby szerokosc pretów w zlobkach byla mniejsza od dotad stosowa¬ nej i o takiej wielkosci, która powoduje dopuszczalne straty w miedzi wirnika. Wir¬ niki, zbudowane wedlug tego wynalazku, posiadafa przeto szerokie o slabem nasy- aeniw zeby, co wplywa dodatnio na zmniej¬ szenie strat pulsacyjnych. Te ostatnie, jak wiadomo, sa najwieksze podczas pelnego biegu i znikaja w stanie spoczynku, tak ze zmniejszenie tych strat jest dalszem poza- danem ulepszeniem.Jezeli przy zastosowaniu tego wyna¬ lazku obliczenia tak wypadaja, ze nie¬ zbedne jest ulozenie dwóch lub wiecej pre¬ tów w kazdym zlobku, uzwojenie wirnika moze byc wykonane jak zwykle trój- lub wielofazowe i o dowolnych polaczeniach czolowych, w postaci cewek, krat pancer¬ nych. Wszystkie przewody kazdego zlob¬ ka moga byc wtedy polaczone szeregowo wiadomym sposobem.Mozna równiez wykonac wirnik o ksztal¬ cie klatkowym tak, ze konce przewodów kazdego zlobka sa ze soba polaczone i na¬ stepnie na kazdej stronie sa te przewody zwarte zapomoca pierscienia. Azeby i wte¬ dy zachowac równomierny rozdzial pradu w przewodach kazdego zlobka przy jakiej- badz czestotliwosci, jest pozadane skreca¬ nie przewodów, co ma ten skutek,, ze pole zlobkowe indukuje równe sily elektromo¬ toryczne.Tego rodzaju skrecanie lub splatanie bylo zazwyczaj projektowane i wykony¬ wane celem zapobiegania wypierania pra¬ du. W tym wynalazku natomiast skreca¬ nie ma na celu spotegowanie wypierania pradu i w szczególnosci* sluzy do osiaghic- ciai masjbaraLzhaf racjonalnego ukladu, który ma równiez miejsce przy zastosowania gle* bokosci: dla preta o wartosci 2*JL Skrecone przewody moga byc utworzo¬ ne badz przez okrecanie przewodami jetf- nego^ srodkowego przewodasu, badz z lep¬ szym^ wynikiem w ten sposób, ze sa zwija¬ ne w jedna ©kragla rure, podlegajaca* na¬ stepnie splaszczeniu. Te przewody sa ©- czywiscie nalezycie od siebie izofowanei Jak wynika z powyzszego: opisuj wypie¬ ranie pradu fest zjawiskiem2 skomplikowac nem i dlatego niemozliwe bylcr ufecie jego w matematyczne wzory droga luznych do¬ swiadczen, tembardziej ze te wzory mialy sluzyc do zbudowania silnika o okreslo¬ nych wlasnosciach rozrzadczych; powyzsze rezultaty zostaly otrzymane na zasadzie dokladnych badan odnosnych warunków zasadniczych i powyzej Wskazanych zawi¬ lych obliczen.Opornosc moze byc jeszcze bardziej po¬ wiekszona, o ile zawartosc zlobków bedzie calkowicie lub czesciowo magnetyczna, dzieki czemu poczatkowe pole magnetycz¬ ne bedzie moglo byc znacznie spotegowane.Powyzej podany wzór dla liczbowej glebo¬ kosci zlobka okresla sie wtedy z ogólnego wzoru S = 2tuA i^-t . ' r - 5 —przyczem obecnie stosunek — sredniej ma- gnetycznej przewodnosci wlasciwej w prze¬ kroju poprzecznym do sredniej elektrycznej opornosci wlasciwej wyraza sie w dlugosci zawartosci zlobka. Wykresy fig. 6 pozostaja zasadniczo takie same. Mozna wiec, gdy przez zadane powiekszenie opornosci jest dana liczbowa glebokosc zlobka, zmniej¬ szyc jeszcze znacznie rzeczywista glebo¬ kosc zlobka, powiekszajac przewodnosc magnetyczna zlobka i w ten sposób osiaga sie wymiary latwiej pod wzgledem kon¬ strukcyjnym wykonalne.Racjonalne jest zastosowanie przewo- wodów, których jedna czesc jest wykonana z materjalu o duzej przewodnosci elek¬ trycznej i druga czesc o duzej przewodno¬ sci magnetycznej, jak to tytulem przykla¬ du jest pokazane na fig. 7. Wirnik klatko¬ wy o tego rodzaju przewodach jest przed¬ stawiony na fig. 8. Te przewody skladaja sie z kolejnych miedzianych i zelaznych pretów, przyczem przewody sa raz jeden w srodku krzyzowane, a na swych koncach sa ze soba polaczone i zwarte pierscienia¬ mi. Zelazne prety moga byc przytem uzy¬ te jako przewodniki pradu, co oczywiscie sprzyja najbardziej racjonalnemu wykorzy¬ staniu materjalu. PL