DE102499C

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Publication number: DE102499C
Application number: DENDAT102499D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet ein Schaltungsverfahren zur Aenderung der Drehungsrichtung sowie der Polzahl des magnetischen Feldes bei mehrphasigen Wechselstrommotoren mit verketteter Schaltung.

Während bei den bisher gebräuchlichen Ausführungen die Aenderung der Bewegungsrichtung und -Geschwindigkeit durch entsprechendes Vertauschen der Zuleitungen zum Motor sowie der Spulenverbindungen vorgenommen wird, wobei eine vollständige Unterbrechung der Stromkreise stattfindet, bleibt bei dem- vorliegenden Schaltungsverfahren die Verbindung zwischen Motor und Zuleitung dauernd bestehen, und es wird die Steuerung der Bewegung durch eine Veränderung der Spulenverkettung bewirkt, welche keine Unterbrechung der Stromkreise erfordert.

Die Erfindung bietet neben grofser Einfachheit der Einrichtung und Handhabung den Vortheil, dafs die sonst bei elektrischer Umsteuerung infolge Unterbrechung der Magnetisirung
ihren

entstehenden Stromschwankungen mit

störenden Einwirkungen auf das Lei- und die Stromerzeuger vermieden werden.

Das Verfahren ist im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dafs die mit ihren Enden ununterbrochen an die Zuleitungen angeschlossenen Feldwickelungen des Motors durch entsprechende Verbindung geeigneter Punkte der Wickelungen oder durch Unterbrechung bezw. Vertauschung solcher Verbindungen von der Dreieckschaltung in die Sternschaltung oder umgekehrt von Sternschaltung in Dreieckschaltung derartig umgeschaltet werden, dafs die Phasen der Spulen vertauscht und die Drehungsrichtung des Feldes oder die Polzahl bezw. beide zugleich verändert werden.

In Fig. 1 sind die in gewöhnlicher Netzschaltung verbundenen Wickelungen eines Motors schematisch durch das Dreieck ABC dargestellt, an dessen Ecken als den Knotenpunkten der Phasenwickelungen a, b und c die Zuleitungen anschliefsen.

Ferner ist in Fig. 2 eine gewöhnliche Sternschaltung durch die vom gemeinschaftlichen Nullpunkte O ausgehenden Wickelungen a, b und c mit denselben Bezeichnungen der Anschlufspunkte und der Leitungen schematisch angedeutet.

Werden die Leitungen durch einen dreiphasigen Stromerzeuger auf gleiche gegenseitige Spannung mit je 120⁰ Verschiebung der Phasen gebracht und wechseln letztere in der Reihenfolge A B C, so sind die Phasen der in bestimmter Richtung in Bezug auf die Zuleitungen durch die Wickelungen des Motors gehenden Ströme sowohl bei Dreieckschaltung als bei Sternschaltung ebenfalls um 120⁰ zu einander versetzt und haben auch dieselbe Reihenfolge ABC; die Drehrichtung des Feldes ist also in beiden Fällen bei gleicher Anordnung der ^Spulen dieselbe.

Der zeitliche Verlauf der drei Ströme ist in Fig. 3 durch die drei Curven dargestellt, deren oberhalb der Achse gelegenen Theile die Richtungen A B, B C und C A bezw. A 0, B 0 und C 0 wie angegeben haben mögen. Um die resultirende Wirkung der Ströme auf das Feld und dessen Fortschreitung verfolgen zu können, sind in den nachfolgenden Figuren die Spulen nach ihrer Einschaltung zwischen A und B, B und C, C und A bezw. A und 0, B und 0 und C und 0 bezeichnet; ferner ist die Lage der in den Zeitpunkten I, II und III (Fig. 3), bei Ringwickelung von je zwei derselben Phase angehöngen Spulen (bei Trommelwickelung von den einzelnen Spulen) erzeugten Feldpole bezüglich mit Na_r und Sa₁, Nb₁ und Sb j und Nc₁ und Sc₁ bezw. Na_n und Sa₁J ^u· ^s· ^w· angegeben, wobei die Stärke der Pole entsprechend dem Verhältnifs der augenblicklichen Stromstärke zu ihrem Höchstwerth durch die vorgesetzten Factoren

— und ——■ angegeben ist. Aufserdem ist die 2 2

Lage der resultirenden Po'ie für dieselben Zeitpunkte I, II und III angegeben und mit NR₁, NRj] u. s. w. bezeichnet, so dafs sich ihre Anzahl und Fortschreitung leicht erkennen läfst.

Fig. 4 stellt einen vierpoligen Motor mit Ringwickelung in normaler Dreieckschaltung dar. Werden bei einem solchen Motor die Wickelungen a, b und c in je zwei Theile getheilt und zwischen derselben je eine Leitung angeschlossen, so wird die Dreieckschaltung durch Verbindung der drei Leitungen in eine doppelte Sternschaltung verwandelt, d. h. es werden zwei parallel geschaltete Sternwickelungen gebildet, wie aus dem Schema Fig. 5 hervorgeht; gleichzeitig vertauschen die Spulen ihre Phasen, indem die beiden Theile der früheren Dreieckschaltung jetzt verschiedene Phase und je zwei an dieselbe Zuleitung anschliefsende Theile gleiche Phase erhalten. Die Schaltung des Motors ist dann bei symmetrischer Vertheilung der Spulen die in Fig. 6 gezeichnete; der Motor ist jetzt zweipolig und seine Drehungsrichtung der früheren entgegengesetzt.

Fig. 7 stellt einen achtpoligen Motor mit Ringwickelung und Dreieckschaltung vor, welcher durch die angegebene Verbindung der drei Hülfsleitungen vierpolig wird und seine Drehungsrichtung ändert, wie aus der Schaltung und Bezeichnung der Spulen im Vergleich mit Fig. 4 und 5 ohne Weiteres hervorgeht.

Fig. 8 und 9 zeigen die Anwendung desselben Verfahrens bei einem achtpoligen Motor mit Trommelwickelung.

An -Stelle der gemeinsamen Verbindungsleitungen a O, β Ο und γ Ο (Fig. 5) können natürlich die Enden der Wickelungsabtheilungen bezw. deren Verlängerungen benutzt und durch irgend eine Vorrichtung entweder alle gleichzeitig oder nach einander zusammengeschaltet werden.

Fig. 10 und 11 zeigen schematisch, wie die Umsteuerung sowie auch das Ein- und Ausschalten des Motors durch Drehung der Contactvorrichtung O herbeigeführt werden kann.

Es ist nicht erforderlich, dafs die parallel geschalteten Sternwickelungen beide eingeschaltet werden oder eingeschaltet bleiben, da eine allein dieselbe Wirkung auf das Drehfeld hervorbringt, wie man aus Fig. 6 und 9 entnehmen kann, wenn man sich entweder nur die durch Unterstreichen besonders bezeichneten Pole oder nur die anderen vorhanden denkt. Für erstere ist die Lage der resultirenden Pole in Fig. 9 angegeben.

In Fig. 12 ist eine derartige Schaltung schematisch angedeutet.

Der Uebergang von einer Schaltung zur anderen kann natürlich in beliebiger Reihenfolge vorgenommen werden. Soll eine Unterbrechung der Stromkreise nicht stattfinden, so kann man z. B. von Dreieckschaltung zur doppelten Sternschaltung und von dieser noch zur einfachen Sternschaltung übergehen oder auch umgekehrt verfahren.

Man kann aber auch die Wickelungsabtheilungen derartig mit einander verketten, dafs wieder eine Dreieckschaltung entsteht, bei welcher jedoch die Drehungsrichtung derjenigen bei der ursprünglichen Dreieckschaltung entgegengesetzt ist. also derjenigen bei den besprochenen Sternschaltungen entspricht; dasselbe gilt auch von der Polzahl.

Fig. 13 zeigt die Anwendung bei einem Motor, dessen Wickelung der in Fig. 4 gezeichneten gleich ist. Die Umsteuerung erfolgt hier durch Drehung des Contactstückes O; bei der gezeichneten Stellung desselben ist der Motor zweipolig und hat auch dieselbe Drehungsrichtung wie in Fig. 6.

Fig. 14 zeigt die Anwendung bei dem in Fig. 8 dargestellten achtpoligen Motor mit Trommelwickelung, welcher bei der angegebenen Stellung des Contactstückes O vierpolig ist. Der Uebergang von einer Drehungsrichtung und -Geschwindigkeit zur anderen erfolgt bei Drehung des Contactstückes ohne Unterbrechung mit Hülfe der besprochenen Sternschaltung.

In die Verbindungsleitungen der Wickelungsabtheilungen können Widerstände irgend welcher Art dauernd oder vorübergehend eingeschaltet werden, die auch als Wickelung des Motors ausgebildet oder in anderer Weise nutzbar verwendet werden können.

In Fig. 15 bis 21 sind solche Fälle skizzirt.

Umgekehrt kann die Anordnung so getroffen sein, dafs bei der Verkettung zur Sternschaltung oder beim Uebergang zur zweiten

Dreieckschaltung ein Theil der bei der ersten Dreieckschaltung benutzten Spulen ausgeschaltet oder auch nur wirkungslos wird, wie in Fig. 22 beispielsweise angedeutet ist.

Aufserdem läfst sich das Verfahren bei gemischter Schaltung in verschiedenen Combinationen anwenden.

Claims

Patent-AnSprüche:

i. Ein Verfahren zur Aenderung der Drehungs-

;. richtung, sowie auch der Polzahl des magnetischen Feldes bei mehrphasigen Wechselstrommotoren mit verketteter Schaltung, dadurch gekennzeichnet, dafs die mit ihren Enden ununterbrochen an die Stromzu-Ieitungen angeschlossenen Feldwickelungen

', des Motors durch entsprechende Verbindung geeigneter Punkte der Wickelungen oder durch Unterbrechung bezw. Vertauschung solcher Verbindungen von der Dreieckschaltung in die Sternschaltung oder von Sternschaltung in Dreieckschaltung derartig umgeschaltet werden, dafs die Phasen der Spulen theilweise vertauscht und die Dre-

■ hungsrichtung des Feldes oder die Polzahl bezw. beide zugleich verändert werden,

1: wobei eine Unterbrechung der Phasenströme nicht erforderlich ist.
2. Bei Motoren mit Dreieckschaltung die Ausführung der Umsteuerung des Feldes in der Weise, dafs die Verbindungen der zwischen den in Anspruch 1 genannten Punkten der Wickelungen und den Anschlufsstellen der Stromzuleitungen liegenden Wickelungsabtheilungen ohne Bildung der Sternschaltung direct vertauscht werden, wobei die Phasenströme unterbrochen werden.
3. Die Anwendung der Schaltungsverfahren nach Anspruch 1 und 2 in der Weise, dafs in die Verbindungsleitungen der Wickelungsabtheilungen Widerstände irgend welcher Art dauernd oder vorübergehend eingeschaltet werden, die auch als Wickelungen des Motors ausgebildet oder in anderer Weise nutzbar verwendet werden können.
4. Die Anwendung der Verfahren nach Anspruch ι und 2 in der Weise, dafs bei der Verkettung zur Sternschaltung oder beim Uebergang von der ersten Dreieckschaltung zur zweiten ein Theil der bei der ersten Dreieckschaltung benutzten Spulen ausgeschaltet oder auch nur wirkungslos gemacht wird.
5. Die Anwendung der Verfahren bei Motoren mit gemischter Schaltung.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.