DE110597C - - Google Patents

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Die Ingangsetzung eines Induktionsmotors von einer Stromquelle mit constanter Spannung und Periodenzahl kann bekanntlich auf zwei verschiedene Weisen bewirkt werden. Entweder wird die Primärwickelung und die von Anfang kurzgeschlossene Secundä'rwickelung in die Stromquelle eingeschaltet, oder es ist im voraus in den Secundärkreis ein besonderer Wider-' stand eingeschaltet, welcher allmählich verringert wird, je nachdem die Geschwindigkeit des Motors wächst.The starting of an induction motor from a source of constant voltage and As is well known, the number of periods can be effected in two different ways. Either the primary winding and the secondary winding short-circuited from the beginning into the Power source switched on, or there is a special resistance in the secondary circuit in advance. was switched on, which is gradually reduced depending on the speed of the engine grows.

Das erste Verfahren gestattet Einfachheit der Construction des Motors und Wegfall von Nebenapparaten, aber es wird ein starker Strom erforderlich und ein im Verhältnifs zum Strom kleines Drehungsmoment erreicht.The first method allows simplicity of construction of the engine and the elimination of Auxiliary apparatus, but a strong current is required and one in proportion to the current small torque achieved.

Das zweite Verfahren vereinigt den Vortheil einer im Verhältnifs zur Stromstärke grofsen Anlauf kraft mit dem Bedürfnifs eines Anlafsapparates, welcher infolge Funkenbildung und chemischer Einwirkung bald abgenutzt und leicht zerstört wird. Dieser Anlafsapparat mufs entweder mit der Hand bedient oder selbstthätig eingerichtet werden.The second method combines the advantage of one which is great in relation to the strength of the current Starting force with the need for a starting device, which as a result of sparking and chemical exposure soon wears out and is easily destroyed. This starter device must can either be operated by hand or set up automatically.

Vorliegende Erfindung betrifft einen die Vortheile der beiden angegebenen Anlafsmethoden bei Vermeidung ihrer Nachtheile vereinigenden Selbstanlasser.The present invention relates to one of the advantages of the two indicated starting methods self-starters that unite their disadvantages while avoiding their disadvantages.

Für einen zwei- oder mehrphasigen Induktionsmotor, auf eine Stromquelle mit constanter Spannung und Periodenzahl eingeschaltet, gilt annäherndFor a two or more phase induction motor, to a current source with constant Voltage and number of periods switched on, applies approximately

T = const. T = const.

ε · rε r

r² + χ² r ² + χ ²

in welcher Gleichungin what equation

T= Drehmoment des Motors, T = torque of the motor,

ι = Schlüpfungι = hatching

secundäre Periodenzahlsecondary number of periods

primäre Periodenzahlprimary number of periods

r = effectiver (induktionsfreier) Widerstand des ganzen secundären Stromkreises,r = effective (induction-free) resistance of the entire secondary circuit,

χ = induktiver Widerstand desselben Stromkreises. χ = inductive resistance of the same circuit.

Wenn nun (c und C₁ als Constanten angenommen) r und χ sich mit der secundären Periodenzahl so verändern, dafs:If now (c and C ₁ assumed as constants) r and χ change with the number of secondary periods in such a way that:

r = c ■ ε und χ = C₁ · ε r = c ■ ε and χ = C ₁ · ε

ist, so wird T= const., also von der Geschwindigkeit des Motors innerhalb der Grenzen, für welche obige Gleichung gilt, unabhängig. Dafs in diesem Falle die secundäre Stromstärke innerhalb derselben Grenzen wie das Drehungsmoment constant ist, ist leicht einzusehen. is, then T = const., i.e. independent of the speed of the motor within the limits for which the above equation applies. It is easy to see that in this case the secondary current strength is constant within the same limits as the torque.

Ein solcher Stromkreis ist die Wickelung eines geschlossenen magnetischen Kreislaufes (eine eisenbekleidete Induktionsspule), wenn die Wickelung einen kleinen (Ohm-) Widerstand und der Eisenkern im Verhältnifs zu Foucaultschen Strömen grofse Hysteresisverluste hat. Wenn nämlich ein solcher Stromkreis von einern Wechselstrome durchflossen wird, so kann die darin erzeugte Spannung E in zwei Componenten zerlegt werden; die eine e entspricht dem Energieverbrauch durch Hysteresis und hat die Phase des Stromes, die andere e¹,Such a circuit is the winding of a closed magnetic circuit (an iron-clad induction coil) when the winding has a small (ohmic) resistance and the iron core has large hysteresis losses in relation to Foucault currents. If an alternating current flows through such a circuit, the voltage E generated in it can be broken down into two components; one e corresponds to the energy consumption due to hysteresis and has the phase of the current, the other e ¹ ,

der Selbstinduktion entsprechend, liegt um 90⁰ gegen die Phase des Stromes verschoben. Da nun der Energieverbrauch eines solchen Eisenkernes bei constanter Stromstärke i und da-, durch gegebener constanter magnetischer Feldstärke mit der Periodenzahl proportional ist, so ist Energieverbrauch = e ■ i = i'² ■ r = const. Periodenzahl, also r = effect. Widerstand = c ■ ε. corresponding to the self-induction, is ^{shifted by 90 0} against the phase of the current. Since the energy consumption of such an iron core is proportional to the number of periods given a constant current strength i and therefore due to a given constant magnetic field strength, energy consumption = e · i = i ' ² · r = const. Number of periods, i.e. r = effect. Resistance = c ■ ε.

Ferner ist die Selbstinduktionsspannung = O₁ = i ■ χ = const. Periodenzahl, also χ = indukt. Widerstand = C₁ ■ ε. Furthermore, the self-induction voltage = O ₁ = i ■ χ = const. Number of periods, so χ = inductive. Resistance = C ₁ ■ ε.

Man kann also eine eisenbekleidete Induktionsspule der Art erhalten, dafs, wenn dieselbe in den secundären Stromkreis eines Induktionsmotors eingeschaltet wird (die Spule mufs natürlich ebenso viele Zweige haben wie die secundäre Wickelung), der Motor beim Einschalten des primären.Stromes ein gewisses Drehungsmoment hat, welches sich nicht ändert, während die Geschwindigkeit des Motors von Null bis nahe zum Synchronismus wächst. Die Bedingung dieses Zuwachses der Geschwindigkeit ist natürlich, dafs das Drehungsmoment, welches der Motor zu liefern hat, bei keiner dazwischenliegenden Geschwindigkeit dasjenige erreicht, welches der Motor beim ersten Anlassen entwickelte. Je kleiner der gesammte (Ohm-) Widerstand der secundären Wickelung des Motors und der Wickelung der Induktionsspule ist, um so mehr nähert sich die Geschwindigkeit dem Synchronismus. One can thus obtain an iron-clad induction coil of the type that when it is in the secondary circuit of an induction motor is switched on (the coil must of course have as many branches as the secondary winding), the motor when the primary. currents has a certain torque that does not change while the The speed of the motor increases from zero to near synchronism. The condition This increase in speed is natural because the moment of rotation which the Motor has not reached that which at any intermediate speed the engine developed when started for the first time. The smaller the total (ohm) resistance of the secondary winding of the motor and the winding of the induction coil is more so the speed approaches synchronism.

Die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung im secundären Stromkreise hängt sowohl von der Selbstinduktion der secundären Wickelung, als auch von der Gröfse des induktiven Widerstandes der Induktionsspule ab. Wenn jene so klein wie möglich ist und dieser durch geeignete Eisensorte, und magnetische Feldstärke genügend niedergebracht ist, so wird die erwähnte Phasenverschiebung ziemlich unbedeutend, also der Strom, welcher beim Anlassen die primäre Wickelung des Motors durch-■ fliefst, nicht wesentlich gröfser als der, welchen der Motor bei normalem Betriebe
demselben Drehungsmoment nimmt.The phase shift between current and voltage in the secondary circuit depends both on the self-induction of the secondary winding and on the size of the inductive resistance of the induction coil. If this is as small as possible and this is brought down sufficiently by a suitable type of iron and magnetic field strength, the phase shift mentioned becomes rather insignificant, i.e. the current which flows through the primary winding of the motor when starting is not significantly greater than that which the engine is in normal operation
takes the same torque.

Um zu grofse Foucault'sehe Ströme im Eisenkern des Widerstandes zu vermeiden, mufs man den Kern aus dünnen Scheiben oder Drähten machen; natürlich mufs auch der Hysteresiscoefficient des Eisens grofs sein, damit das Gewicht des Kernes so klein wie möglich ausfällt, während die erwähnte Phasenverschiebung die kleinstmögliche wird.To see great Foucault currents in the To avoid the iron core of the resistance, one must make the core of thin disks or make wires; Of course, the hysteresis discoefficient of iron must also be large, so that it is the weight of the core is as small as possible, while the aforementioned phase shift the smallest possible.

Der Widerstand kann übrigens auf viele Arten ausgeführt werden, wie er auch entweder aufserhalb des Motors oder innerhalb desselben verlegt werden kann, in letzterem Falle unmittelbar mit dem secundären Kerne des Motors combinirt.Resistance can be done in many ways, as well as either can be laid outside or inside the engine, in the latter case directly combined with the secondary core of the engine.

Bei einer dreiphasigen Secundärwickelung kann der Widerstand z. B. die Form haben, welche in Fig. 1 oder 2 dargestellt ist. Die Einschaltung des Widerstandes auf den Motor zeigt schematisch Fig. 3.With a three-phase secondary winding, the resistance can e.g. B. have the shape which is shown in Fig. 1 or 2. Connection of resistance on the engine 3 shows schematically.

Der ungefähre elektrische Verlauf beim Anlassen eines Motors mit diesem Widerstand, Selbstanlasser, ist in einem Diagramm (Fig. 4) dargestellt. Wie hier ersichtlich, kann der Motor mit relativ kleinem Stromverbrauch ein grofses und beinahe konstantes Drehungsmoment während der ganzen Anlaufdauer völlig selbsttätig entwickeln.The approximate electrical curve when starting an engine with this resistance, Self-starter is shown in a diagram (Fig. 4). As can be seen here, the Motor with relatively low power consumption has a large and almost constant torque during the entire start-up period develop independently.

Claims (1)

Patent-Anspruch:Patent claim: Verfahren zum Anlassen von Induktionsmotoren, dadurch gekennzeichnet, dafs in die secundäre Wickelung eine oder mehrere der Zahl der secundären Wickelungszweige entsprechende Selbstinduktionsspulen geringen Widerstandes mit geschlossenem magnetischen Stromkreis aus untertheiltem Eisen eingeschaltet werden, welche einen Widerstand bilden, dessen effective Gröfse wegen der Hysteresiseigenschaft des Eisens völlig selbsttätig in demselben Verhältnifs abnimmt, wie die Geschwindigkeit wächst, derart, dafs der Motor ein während der ganzen Anlafsdauer unverändertes Drehungsmoment liefert, ohne nennenswerth mehr Strom zu verbrauchen, als bei vollem Betriebe mit demselben Drehungsmoment.Method for starting induction motors, characterized in that in the secondary winding one or more of the number of secondary winding branches corresponding Self-induction coils of low resistance with a closed magnetic circuit made of divided iron which form a resistance, the effective size of which is due to the hysteresis property of iron decreases automatically in the same proportion as the speed grows in such a way that the motor delivers a torque that is unchanged during the entire start-up period, without noticeably more current to consume than at full operation with the same torque. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.1 sheet of drawings.