SE430454B - Elektrisk tvamotordrivanordning, i synnerhet for tvettautomater - Google Patents

Description

35 40 vanfrnßat-z Vid en ytterligare känd tvåmotordrivanordning (schweizisk patentskrift 17 611) med en likströmsmotor och en växelströms- motor med till kommutatorn ansluten induktíonsmotorlindning och likströmsvåglindning drivs den övervägande som enankaromformare använda drivanordningen samtidigt med växelström och likström.

Uppfinningen syftar till att åstadkomma en elektrisk två- motordrivanordning, som på tillverknings-, speciellt lindnings- tekniskt,enkelt sätt möjliggör bättre utnyttjning av lindnings~ kopparn i rotorn. ' åDetta syfte uppnås genom att drivanordningen enligt uppfin- ningen erhållit de i patentkravet l angivna kännetecknen; här- igenom uppnås att vid en enkel uppbyggnad hos såväl rotorlind- ningen som kommutatbrn med dess lindningsanslutningar utan någon som helst omkoppling full utnyttjning erhålls av lindningskopparn å för den ena, såväl för kommutator- som induktionsmotordriften använda rotorlindningsfasen vid vartdera av de båda sätten (kommutatormotor resp induktionsmotor) för tvåmotordríften.

Genom den enligt uppfinningen på bestämt sätt kopplade rotor- lindningen uppnås att å ena sidan samtliga lindningsfaser reage- rar på såväl induktionsmotorns högpoliga statorfält som en av slutna fasledare bildad flerfaslindning med motsvarande vrid- momentsbildning, och å andra sidan vid strömmatning av kommuta- torns borstar och magnetisering av kommutatormotorns statorlind- ning nämnda ena lindningsfas vid det lägre poltalet arbetar som en normal kommutatorslinglindning, utan att vid varvtal över det synkrona varvtalet hos den högpoliga induktionsmotorn över- synkrona bromsmoment uppstår genom rotorlindningsfaserna, i det att de vid lågpolig drift till följd av det lågpoliga fältet i de tidigare beskrivna "högpoliga kortslutningskretsarna" uppträ- dande spänningar bringas till noll. ^ En speciellt fördelaktigt tillämpning av tvåmotordrivanord- ningen enligt uppfinningen är användning vid tvättautomater, vid vilka,indukIionsmotorn används för tvättdriften och komutatormotorn an: vänds som serieuniversalmotor för centrifugdriften, eftersom på grund av de speciella dimensionerings- och belastningsförhållan- dena vid centrifugeringen, dvs vid universalmotordriften, ej den totala rotorkopparn behöver tas i anspråk.

Allteftersom huruvida å ena sidan induktionsmotordelen eller å andra sidan kommutatormotordelen vid tvåmotordrivanordningen enligt uppfinningen bör konstrueras starkare, föreslås enligt 10 15 20 25 30 55 HO 7810148-2 en vidareutveckling av uppfinningen att å ena sidan åtminstone ytterligare en rotorlindningsfas på i och för sig känt sätt får utgöras av en från kommutatorlindningen och kommutatorn galvan- iskt skild induktionsmotorlindning, vars härvor resphärvgrupper per fas är seriekopplade, och början av seriekopplingen är direkt förbunden med dennas ände, resp å andra sidan att till erhållan- de av ett gemensamt lindningssystem för åtminstone två rotorlind- ningsfaser en dubbeltrådig slinglindning är ansluten till en kommutator. En i jämförelse med en dubbeltrådig slinglindning speciellt med avseende på utjämningsströmmar och olika lamell- spänningar gynnsam elektrisk tvåmotordrivanordning erhålls en- ligt ytterligare en vidareutveckling genom att för erhållande av ett gemensamt lindningssystem för åtminstone två rotorlind- ningsfaser en enkeltrådig slinglindning för vardera av dessa båda faser ansluts till var sin kommutator, varvid borstsystemen för de båda kommutatorerna kopplas i serie.

Uppfinningen beskrivs närmare nedan under hänvisning till bi- fogade ritningar. Där visar §ig_l principschemat för en tvätt- automatdrivanordning med trefasig induktionsmotordel och en i samma plåtpaket anbragt universalmotordel, fig_§ lindningsschemat för statorlindningen till en tolvpolig, tre-fasig induktions- motordel och en i samma statorplåtpaket anbragt två-polig uni- versalmotordel, §ig_§ en första, ej till kommutatorn ansluten och blott under induktionsmotordrift verksam lindningsfas i den delintegrerade rotorlindningen, §ig_fl en andra, till kommutatorn ansluten och såväl vid induktionsmotordrift som kommutatormotor- drift verksam lindningsfas vid ej strömmatade borstar under in- duktionsmotordriften, §ig_§ lindningsfasen enligt fig l vid strömmatade borstar och därmed i drift som universalmotor, §ig_§ lindningsschemat för en helt integrerad, dvs såväl i lågpolig som i högpolig drift verksam lindningsfas med blott en kort- sluten fas vid induktionsmotordrift, §ig_1 lindningsschemat enligt fig 6 med ytterligare en helt integrerad lindningsfas för induktionsmotordriften med blott en kondensator samt fig_§ en helt integrerad rotorlindningnæd.två lindningsfaser för induk- tionsmotordriften med två kommutatorer.

Fig 1 visar inom en streckprickad ram den integrerade induk- tíons- och universalmotorn, som matas från ett enfasnåt R, Mp; De tre fasledarna i induktionsmotorns l stjärnkopplade stator- lindning är betecknade med Ul2, Xl2, V12, Yl2, Wl2, Z12. Magne- 10 15 20 25 30 35 H0 781ü14fß-2 u “ tiseringslindningen för den från enfasväxelströmsnätet R, Mp matade serieuniversalmotorn 2 är betecknad med EF, och borstarna för den tillhöriga rotorn 21 är på gängse sätt betecknade med BA.

Parallellt med ingångarna V12 resp Wl2 ligger de båda kontakterna 31 resp 32 till en omkastare 3, vars ingångsklämma är förbunden med polen R i det matande enfasnätet R,_Mp. Parallellt med kläm- morna 31, 32 ligger på i och för sig känt sätt en kondensator C.

Det matande enfasnätets R, Mp andra pol Mp är i serie via ett termoskydd Ä ansluten till ingångsklämman Ul2 för induktions- motorn, vilken exempelvis i 12-poligt utförande och via en rem- överföring driver tvättrumman i en tvättautomat under tvätt- driften med ca 50 varv per minut. Induktionsmotorn kan i stället för de här visade tre faserna även vara utförd med blott två faser. Poltalet för universalmotorn bör exempelvis vara lika med 2 men kan i och för sig vara godtyckligt, ehuru det dock måste skilja sig från induktionsmotorns 1 poltal, om utan extra kopp- lings- och brytorgan för strömtillförseln till induktionsmotorn totalt ej något översynkront bromsmoment hos induktionsmotorn skall uppstå vid drift av kommutatorseriemotorn med ett varvtal, som ligger över induktionsmotorns synkrona varvtal.

Fig 2 visar i sin övre del lindningsschemat för den i fig l i principschemat visade statorlindningen till en 12-polig, 3- fasig induktionsmotor l och i sin undre del av figuren lind- ningsschemat för den i samma plåtpaket anbragta 2-poliga uni- versalmotorn; den liknande, av de båda nämnda lindningsdelarna bestående statorlindningen kan exempelvis användas för en driv- motor enligt uppfinningen. 3 Fig 3 visar en första, till kommutatorn ej ansluten lindnings- fas i en vid induktíonsmotordrift 2-fasig rotorlindning, vars andra lindningsfas visas i fig 4 vid ej strömmatade borstar för induktionsmotordriften och i fig 5 vid strömmatade borstar för den lågpoliga kommutatordriften. Rotorn uppvisar härvid ZÄ rotor- spår; till den med 24 lameller försedda kommutatorn är den mot fig Ä resp 5 svarande lindningen enligt uppfinningen ansluten.

Fig 3 visar den första lindningsfasen, vilken är utförd som 'l2~polig kortslutningslindning med ett härvsteg lika med 52% och är verksam blott vid induktionsmotordrift. De inritade ström- pilarna anger det 12-poliga rotormagnetglödet.

Fig H visar en andra lindningsfas, som är utförd med samma härvsteg, som den första lindningsfasen enligt fig 3, och vars i 10 15 20 25 30 35 55 5 7810148-2 delhärvor uppdelade härvor är anslutna till en kommutator med 2Ä lameller. Denna lindningsfas är vid 12-polig fältmagnetisering verksam som andra kcrtslutningslindning för induktionsmotordriften.

De inritade strömpilarna anger återigen det 12-poliga rotor- flödet. De för universalmotordríften förekommande kohmagnet- borstarna är ej strömmatade,_varför de på grund av sin betydelse- löshet ej är inritade i fig U.

Fig 5 visar den andra lindningsfasen enligt fig U, vilken fas nu i idealiserad framställning strömmatas via två motstående lameller och motsvarande borstar. Härvid erhålls i överensstäm- melse med de inritade strömpilarna ett resulterande 2-poligt rotormagnetflöde.

Fig 6 visar i ett enda lindningsschema en helt integrerad lindningsfas för en 2/12-polomkopplingsbar drivmotor med 2Ä spår och blott 5 kollektorlameller i syfte att närmare klargöra principen för uppfinningen. Den visade lindningen är en 2-polig kommutatorlindning, vilken såsom varje kommutatorlindning är sluten. Genom valet av spårantalet och härvsteget uppnås att den- na kommutatorlindning samtidigt bildar en kortsluten fas i en 12-polig flerfaslíndning. Härvsteget är förkortat med l/6 av den 2~poliga poldelningen. De i fig 6 inritade övre strömriktnings- pilarna markerar den 2-poliga och de undre strömriktningspilarna den 12-poliga driften. Den i fig 6 visade lindningen har blott en enda kortsluten fasledare för induktíonsmotordriften. För full funktion skall minst två sådana separat slutna lindningar kombineras.

En första möjlighet till en kombination av två lindningsfaser vid en helt integrerad rotorlindning visas i fig 7. Två lindning- ar enligt fig 6 är härvid gemensamt anbragtai.rotorn till bildan- de av den helt integrerade lindningsdelen och växelvis anslutna till de 12 kommutatorlamellerna på en kollektor. En enbart med en sådan lindning utrustad rotor verkar å ena sidan som ett 2- -poligt kommutatorankare med fyra parallella lindningsgrenar och samtidigt som en 12-polig kortslutningsrotor med två fasledare.

Detta ankare skulle således vara fullt funktionsdugligt såväl vid kommutator- som induktionsmotordrift även utan någon ytterligare, galvaniskt åtskild och till kommutatorn ej ansluten lindnings- fas. ' I Fig 8 visar likaså två helt integrerade lindníngsfaser, vilka emellertid till skillnad från fig 2 är anslutna till två kommu- 10 15 20 25 35 7e1-oe14es-2 ' 6 tatorer (lamellerna l, 3, 5, 7, 9, ll resp 2, 4, 6, 8, 10, 12).

Liksom i fig 7 är den ena lindningsfasen ritad med heldragna linjer, medan den andra lindningsfasen är ritad med streckade linjer. Vid det i fig 8 visade lindningsschemat med två kommu- tatorer, vilkas borstsystem är kopplade i serie med varandra, erhålls blott två parallellgrenar i ankaret. Även vid utföran- dena av lindningen enligt fig 6-B används liksom vid lindnings- schemat enligt fig 3 och H, 5 ett härvsteg i lindningen, som svarar mot en udda multipel av en gängse asynkronmotorlindning.

Vid utförandet av den delintegrerade rotorlindningen enligt lind- ningsschemat i fíg 3-5 kan kostnaderna för framställningen av lindningen och kommutatorn nedbríngas i särskilt hög grad.

Den i fig 5 visade, ej integrerade fasen, är på tillverknings- tekniekc fördelaktigt sätt försedd med et: härvsreg. av sfp hög- poligt; härigenom kan denna lindning i likhet med en 2-polig universalmotorlindning såsomf: en diameterlindning på maskinell väg speciellt enkelt införas i spåren, t ex medelst en s.k. flygare. Emellertid kan man för erhållande av speciellt korta varvlängder välja en poldelning, som under avvikelse upp- till eller nedtill fyller kraven enligt en udda multipel av pol- delingen för den högpoliga lindningen.

I princip skall man utgå ifrån att för den integrerade lind- ningen härvsteget skall väljas i överensstämmelse med en udda multipel av den högpoliga “asynkrona" lindningen och å andra sidan för erhållande av en god lindningsfaktor i möjligaste mån svara' mot poldelningen (lTp) för den lågpoliga, speciellt 2- -poliga kommutatormotorlindningen. ' Beträffande rumsförskjutningen av de seriekopplade härvorna i en lindningsfas å ena sidan och faserna inbördes å andra sidan gäller vid den integrerade rotorlindningen: ' De i serie kopplade härvorna är inbördes förskjutna med en jämn multipel av poldelningen för den "asynkrona“ driften. Lind- ningen består av m separat slutna delar, vilka vid rotoromkret- sen är förskjutna med rymdvinkeln 2¶72pAm (pA = polparantalet för den Éasynkrona" driften.

Claims (4)

1 7810148-2 Éatentkrav

1. Elektrisk tvåmotordrivanordning, i synnerhet för tvättautomater med en induktionsmotor för tvättdriften och en kommutatormotor för centrifugdriften, vid vilken drivan- ordning vardera motorn separat är anslutningsbar till ett så- som enda matarkälla tjänande enfasväxelströmsnät, försedd med i ett gemensamt statorplåtpaket anbragt statorlindning till å ena sidan en kommutatormotor med lägre polantal och å andra sidan en induktionsmotor med högre polantal, samt med ett gemensamt, på sådant sätt lindat ankare, att av per fas seriekopplade härvor resp härvgrupper uppstår kortslutna strömkretsar med ett mot det magnetíserande induktionsmotor- statorfältet svarande polantal, och via lamellerna på en kommu- tator är strömkretsar med ett mot det magnetiserande kommu- tatormotorstatorfältet svarande polantal framställbara, k ä n n e t e c k n a d av att stator- och rotorlindníngen är utförda högpoligt flerfasiga, och till bildande av ett så- väl för kommutator- som induktionsmotordrift åtminstone för en rotorlindningsfas gemensamt líndningssystem en slinglind- ning är ansluten till en kommutator, varvid slinglindningens härvbredd approximativt motsvarar en poldelning hos den låg- poliga, speciellt tvàpoliga kommutatormotorstatorlindningen och en udda heltalsmultipel av den högpoliga induktionsmotor- statorlindningen.

2. Drivanordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att minst ytterligare en rotorlindningsfas på i och för sig känt sätt består av en från kommutatorlindningen och kommutaf torn galvaniskt skild induktionsmotorlindning, vars härvor resp härvgrupper per fas är seriekopplade, och början av seríekopplingen är direkt förbunden med dennas ände (fig 3).

3. Drivanordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k- n a d av att till erhållande av ett gemensamt lindnings- system för åtminstone två rotorlindningsfaser är en tvåtrådig slinglindning ansluten till en kommutator.

4. Drivanordníng enligt krav 2 eller 2, k ä n n e t e c k- n a d av att till erhållande av ett gemensamt lindningssystem för åtminstone två rotorlindningsfaser är för vardera av dessa båda faser en enkeltrådig slinglindning ansluten till var sin kommutator, varjämte de båda kommutatorernas borstsystem är kopplade i serie (fig 8).