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Kompensierter Induktionsmotor.
Um die Wechselstromnetze von Blindströmen zu entlasten, ist man bestrebt, Wechselstrommotoren zu verwenden, deren Erregerenergie in ihnen selbst erzeugt wird. Insbesondere kommen hiefür asynchron anlaufende Synchronmotoren, oder-was annähernd das gleiche ist-synchronisierte Asynchronmotoren (Synehroninduktionsmotoren) in Betracht. Diese Motoren laufen nach Art von Asynchron- motoren mit dem 15 bis 2fachen (Normal-) Drehmoment an und erhalten in der Nähe des synchronen
Ganges eine Gleichstromerregung, welche bewirkt, dass sie in den Synchronimus springen und dann als reine Synchronmotoren weiter arbeiten. Die Gleichstromerregung wird dann derart eingestellt, dass dem Netz keine Erregerenergie zu entnehmen ist. Unter Umständen wird man die Erregung sogar auf Phasenvoreilung des motorstroms einstellen, um ein Aussertrittfallen des Motors bei Überlastung zu verhindern.
Nun ist aber der synchrone Betrieb in vielen Fällen nicht erwünscht ; es gibt Anlagen, wo ein Nachgeben der Tourenzahl bei grosser Belastung sogar gefordert wird. Ferner aber liegt die Möglichkeit des Aussertrittfallens stets vor, wenn grosse Belastungsstösse unvermeidlich sind, oder wenn die Netzspannung vorübergehend abfällt oder gar kurzzeitig aussetzt. In diesen Fällen sind Motoren vorteilhaft, welche die Eigenschaften der reinen Asynchronmotoren besitzen, welche selbsttätig stets der durch die jeweilige Netzspannung bedingten Tourenzahl zustreben, also nicht ausser Tritt fallen können, und deren Tourenzahl bzw. Schlüpfung sich in engen Grenzen mit der Belastung ändert.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein kompensierter Induktionsmotor, welcher trotz der Phasenkompensation seine asynchronen Eigenschaften beibehält. Der Aufbau dieses Motors ist folgender : Der
Stator des Motors besitzt eine normale, an der Netzspannung liegende Wicklung und der Rotor trägt ebenfalls eine normale, mit Kollektor versehene geschlossene Wicklung. Erfindungsgemäss sind nun aber zwei Bürstensätze vorgesehen, deren Bürsten auf dem Kollektor schleifen und von denen der eine über einen normalen Anlasswiderstand kurzgeschlossen wird, während der andere an einer dem Netz gegebenenfalls über Transformatoren entnommenen Spannung liegt. Beim Anlassen ist zunächst der zweite Bürstensatz von der Spannung abgeschaltet, während der erste Bürstensatz mit dem Anlasser verbunden ist.
Durch allmähliches Einschalten und Kurzschliessen des Anlasswiderstandes erhält der Motor ein hohes Anlaufdrehmomcnt und strebt einer Tourenzahl zu, welche seinem normalen Schlupf entspricht. Ist diese Tourenzahl annähernd erreicht, dann wird der zweite Bürstensatz an Spannung gelegt und damit wird sich dem im Rotor durch Induktion erzeugten Rotorstrom ein Rotorstrom überlagern, welcher im Stromkreis des zweiten Bürstensatzes fliesst. Die Phase dieses überlagerten Stromes relativ zur Phase der im Rotor induzierten EMK. lässt sich durch die L ? ge des zweiten Bürstensatze. s einstellen und man kann erreichen, dass die zusätzliche Stromkomponente den Erregerstrom für das Motorfeld liefert.
Je nach Wahl der Grösse der dem zweiten Bürstensatz zugeführten Spannung lässt sich die Komponente des Motors einstellen, so dass sich auf diesem Wege auch eine Überkompensation erreichen lässt. Gegen- über den Motoren ähnlicher Art, welche eine besondere, über Schleifringe kurzschliessbare Wicklung besitzen, wird der grosse Vorteil erreicht, dass sowohl die besondere Wicklung als auch die Schleifringe in Fortfall kommen. Demgegenüber ist der geringe Mehrverlust ohne Belang, welcher dadurch entsteht, dass der Kurzschluss der Rotorwicklung anstatt über Schleifringbürsten, über Kollektorbiirsten erfolgt.
Bei dem beschriebenen Motor kann die Regelung der Erregung und des Leistungfaktors ausser durch Veränderung der Sekundärspannung des den zweiten Bürstensatz speisenden Transformators auch durch
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der Erregerbürsten auch die Arbeitsbürsten (den ersten Bürstensatz) mitzuverschieben, da die asynchrone Arbeitsweise unabhängig von der Stellung der Arbeitsbürsten ist. Unterbleibt das Einschalten der Erregerspannung, dann arbeitet der Motor als gewöhnlicher Asynchronmotor, dessen Schlüpfung mit Hilfe des Anlasswiderstandes geregelt werden kann.
Den besonderen Erregertransformator kann man vermeiden, wenn man dem Stator eine besondere Wicklung gibt, welcher man die erforderliche Spannung, welche im wesentlichen nur den Ohmschen Abfall des Erregerkreises zu decken hat, entnehmen kann. Auch diese Wicklung ist entbehrlich, wenn die ohnehin vorhandene Statorwicklung Anzapfungen zur Ent- nahme der. Erregerspannung erhält.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
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(Arbeitsbürsten), B, B, B die drei um 1200 gegeneinander versetzten Bürsten des zweiten Bürstensatzes (Erregerbürsten). Die beiden Bürstensätze sind gegeneinander um 60 verstellt. Die Bürsten A, A, A sind mit dem Anlasswidersta. nd W verbunden, während die Bürsten B, B, B mit der Sekundärwicklung Q des Transformators T verbunden sind, dessen Primärwicklung P parallel zur Wicklung S an das Netz N angeschlossen ist. G und H sind Schalter.
Um den Motor anzulassen, wird der Schalter G geschlossen, während H noch offen bleibt. Der Anlasser wird nach und nach kurzgeschlossen. Der Motor läuft als Asynchronmotor mit hohem Drehmoment an. Sobald die normale Tourenzahl annähernd erreicht ist, wird auch Schalter H geschlossen und die Bürstensätze werden in eine Lage gebracht, bei welcher die gewünschte Phasenkompensation des Motors besteht. Damit ist das Anlassen vollzogen und der Motor arbeitet wie ein normaler, aber dabei kompensierter Asynchronmotor.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Kompensierter Induktionsmotor, bei welchem die Statorwicklung an Spannung liegt und der Rotor eine mit Kollektor versehene Wicklung trägt, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Kollektor zwei Bürstensätze (A, B) schleifen, von denen der eine (A) über Anlasswiderstände (W) kurzgeschlossen wird, während der andere (B) an einer dem Netz entnommenen Spannung liegt, wobei die Bürstensätze gegeneinander verstellt angeordnet sind und sich in einer Lage befinden, in welcher der im Stromkreis des zweiten Bürstensatzes fliessende Strom der Erregerstrom für das Motoifcld ist.