DE200661C - - Google Patents

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Die bisher bekannten Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit von Induktionsmotoren mittels Änderung der Polzahl von 8 — n-Polen auf 6—«-Pole setzen bei Anwendung von nur einer Wicklung im Stator oder Rotor die Verwendung einer Trommelwicklung voraus, deren Anwendung infolge der häufigen Kreuzung der einzelnen^ Wicklungselemente für Hochspannung mit großen Isolierungs-Schwierigkeiten verbunden ist. Diese Schwierigkeiten können in bekannter Weise durch Anwendung zweier unabhängiger Wicklungen wohl teilweise behoben werden, indem die eine der Wicklungen als gewöhnliche Dreiphasenwicklung, die andere aber als Zweiphasenwicklung· geschaltet ist und je nach Bedarf abwechselnd entweder die eine oder die andere der beiden Wicklungen gespeist wird; die erzielten Vorteile werden jedoch durch die größeren Kosten und durch den geringeren Wirkungsgrad zweier unabhängiger Wicklungen aufgewogen.The previously known methods for regulating the speed of induction motors by changing the number of poles from 8 - n poles to 6 - «- poles when using only one winding in the stator or rotor is preceded by the use of a drum winding, their application due to the frequent crossing of the individual ^ winding elements for high voltage is associated with great insulation difficulties. These difficulties can be partially corrected in a known manner by using two independent windings by the one of the windings as a normal three-phase winding, but the other as a two-phase winding is switched and alternately fed either one or the other of the two windings as required will; however, the advantages achieved are due to the greater cost and the outweighed the lower efficiency of two independent windings.

Im Sinne des vorliegenden Verfahrens, welches, wie das vorhin erwähnte, auf Drehstrommotoren solcher Polzahl beschränkt ist, welche gleich der Zahl 8 oder deren ganzes Vielfache ist, wird zur Polumschaltung eine und dieselbe Wicklung verwendet, indem die aus »langen« Spulen bestehende 8 — n-polige Dreiphasenwicklung auf eine 6 — w-polige Zweiphasenwicklung umgeschaltet wird und die letztere dann mittels geeigneter Schaltungen durch aus der Drehstromquelle entnommenen Zweiphasenstrom gespeist wird. Es werden demnach vor und nach der Umschaltung sämtliche Wicklungselemente benutzt, wodurch eine gute Raumausnutzung und somit guter Wirkungsgrad und geringere Kosten gewährleistet sind.In terms of the present procedure, which, as mentioned above, is based on three-phase motors such number of poles is limited, which is equal to the number 8 or the whole Is multiple, one and the same winding is used to change the pole by adding the 8 - n-pole three-phase winding consisting of "long" coils on a 6 - w-pole Two-phase winding is switched and the latter then by means of suitable circuits is fed by two-phase current drawn from the three-phase current source. There will therefore be before and after the switchover all winding elements used, whereby a good space utilization and thus good efficiency and lower Costs are guaranteed.

Fig. ι zeigt schematisch die Anordnung der Spulenköpfe der Primärwicklung eines achtpoligen Drehstrommotors. Die Pfeile N und S bedeuten die durch Erregung einer Phase erzeugten Nord- und Südpole des achtpoligen Feldes. Die zu einer Phase gehörigen Wicklungselemente sind nach derselben Art gezeichnet. So sind z. B. alle Spulen der ersten Phase i_a, \_b, i_c, i_d mit vollen Linien gezeichnet, während die zweite Phase punktiert, die dritte Phase gestrichelt gezeichnet ist. D'^e Wicklungselemente bestehen aus »langen« Spulen, also aus solchen Spulen, deren eingeschlossene Fläche bei Drehstromwicklung je zwei Spulenseiten verschiedener Phase enthält. So enthält z. B. die von Spule I_a der ersten Phase umfaßte Polfläche je eine Spülenseite der zur zweiten Phase gehörigen Spule 2_C und der zur dritten Phase gehörigen Spule 3_C.Fig. Ι shows schematically the arrangement of the coil heads of the primary winding of an eight-pole three-phase motor. The arrows N and S indicate the north and south poles of the eight-pole field generated by excitation of a phase. The winding elements belonging to a phase are drawn in the same way. So are z. B. all coils of the first phase i _a , \ _b , i _c , i _d drawn with full lines, while the second phase is dotted, the third phase is drawn with dashed lines. D ^'e winding elements consist of "long" coils, so for such a coil, the area enclosed on three-phase winding comprises two coil sides of different phases. So contains z. B. the pole face encompassed by coil I _{a of} the first phase is one side each of the coil 2 _{C belonging to the second phase and the coil 3 C} belonging to the third phase.

Fig. 2 zeigt die in bekannter Weise ausgeführte Schaltung dieser Primärwicklung für Dreiphasenstrom und acht Pole, wobei die Wicklung von der Stromquelle 1, 2, 3 gespeist wird. Alle anderen Bezeichnungen stimmen mit den gleichen Bezeichnungen der Fig. 1 überein.Fig. 2 shows the circuit of this primary winding for, executed in a known manner Three-phase current and eight poles, the winding being fed by the power source 1, 2, 3 will. All other designations agree with the same designations in FIG. 1 match.

Soll nun der Motor auf sechs Pole umgeschaltet werden, so werden die in Fig. 2 ersichtlichen Verbindungen der einzelnen Spulen untereinander gelöst und die Spulen miteinander nach dem Schaltungsschema der Fig. 3 auf die Weise in zwei getrennten Gruppen (Phasen) A und B verbunden, daß die von jeder Spule der Phase A umschlossene Fläche nunmehr nur Spulenseiten einer Phase, der Phase B, enthält und umgekehrt. Auf diese Art wird ein Zweiphasenmotor von sechs Polen und mit doppelt so vielen Leitern pro Pol und Phase erhalten, als es der Fall war, solange die Wicklung noch dreiphasig und achtpolig geschaltet war. In Fig. 4 sind die Spuleriköpfe der durch das Umschalten entstandenen Phasen A gestrichelt, die der Phase B voll gezeichnet. Die Pfeile N und S bedeuten die durch alleinige Erregung der Phase A erzeugten Nord- bzw. Südpole des sechspoligen Feldes. Fig. 5 und 6 deuten an, wie der so umgeschaltete Zweiphasenmotor in bekannter Weise vom Dreiphasenstromnetz gespeist werden kann. A und B sind die zwei Phasen des umgeschalteten und nunmehr sechspoligen Motors. T ist ein Autotransformator, dessen Endklemmen 7, 8 von den Leitungen 1,2 der Stromquelle I, 2, 3 gespeist werden. DieMittelklemme 6 des Transformators T teilt die Transformatorwicklung in zwei gleiche Teile und sind infolgedessen die zwischen den Klemmen 6, 7 und den Klemmen 6, 8 induzierten Spannungen einander gleich. Die Klemmen 4 und 5 sind auf beiden Hälften der durch die Mittelklemme 6 in zwei Hälften geteilten Transformatorwicklung so angeordnet, daß die zwischen den Klemmen 4 und 5 herrschende Spannung der Größe nach gleich sei jener Spannung, welche zwischen der Mittelklemme 6 und der nicht an den Endklemmen des Transformators angeschlossenen Phase 2 der Stromquelle herrscht, im übrigenIf the motor is now to be switched to six poles, the connections between the individual coils shown in FIG. 2 are disconnected and the coils are connected to one another in two separate groups (phases) A and B according to the circuit diagram in FIG. 3, that the area enclosed by each coil of phase A now only contains coil sides of one phase, phase B, and vice versa. In this way, a two-phase motor with six poles and twice as many conductors per pole and phase is obtained as was the case when the winding was still three-phase and eight-pole. In FIG. 4, the spooler heads of the phases A resulting from the switching are shown in dashed lines, those of phase B are shown in full. The arrows N and S indicate the north and south poles of the six-pole field generated by excitation of phase A alone. 5 and 6 indicate how the two-phase motor switched in this way can be fed in a known manner from the three-phase power supply. A and B are the two phases of the switched and now six-pole motor. T is an autotransformer, the end terminals 7, 8 of which are fed by the lines 1, 2 of the current source I, 2, 3. The middle terminal 6 of the transformer T divides the transformer winding into two equal parts and as a result the voltages induced between the terminals 6, 7 and the terminals 6, 8 are equal to each other. The terminals 4 and 5 are arranged on both halves of the transformer winding which is divided into two halves by the central terminal 6 that the voltage between the terminals 4 and 5 is equal in magnitude to the voltage which is applied between the central terminal 6 and the End terminals of the transformer connected phase 2 of the power source prevails, otherwise

, kann die Stelle der Klemmen 4 und 5 eine beliebige sein, auch kann z. B. eine der .Klemmen 4 oder 5 mit einer der Endklemmen 7 oder 8 zusammenfallen. Es ist klar, daß dann die Spannung zwischen den Klemmen 4, 5 und zwischen der Leitung 2 und der Mittelklemme 6 der Größe nach einander gleich, der Phase nach aber voneinander um 90 ° verschoben sein werden. Wird also Phase A des umgeschalteten Motors von Klemmen 4, 5 und Phase B von der Leitung 2 und von der Mittelklemme 6 gespeist, so arbeitet der Motor als sechspoliger Zweiphasenmotor. , the location of the terminals 4 and 5 can be any, also, for. B. one of the .Klemmen 4 or 5 coincide with one of the end terminals 7 or 8. It is clear that the voltage between the terminals 4, 5 and between the line 2 and the middle terminal 6 will then be equal in size to one another, but will be shifted from one another by 90 ° in terms of phase. If phase A of the switched-over motor is fed from terminals 4, 5 and phase B from line 2 and from middle terminal 6, the motor works as a six-pole two-phase motor.

Will man eine größere Erwärmung undDo you want greater warming and

eine ungleichförmige Belastung der Phasen des Motors in Kauf nehmen, so kann man anstatt die an Hand der Fig. 5 erklärte Schaltung für den auf sechs Pole zweiphasig umgeschalteten Dreiphasenmotor anzuwenden, auch einfach z. B. die eine Endklemme der Phase A an die Mittelklemme b (Fig. 3) der Phase B anschließen und die noch freien Endklemmen der Phase A sowie die beiden Endklemmen der Phase B einfach an die drei Leitungen I, 2, 3 der Stromquelle anschließen, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist. Zum Ausgleich der verschiedenen Belastung der zwei Phasen A und B können dann der Phase B auch noch Widerstände w vorgeschaltet werden.accept an uneven load on the phases of the motor, so instead of the circuit explained with reference to FIG. B. connect one end terminal of phase A to middle terminal b (Fig. 3) of phase B and simply connect the still free end terminals of phase A and the two end terminals of phase B to the three lines I, 2, 3 of the power source, as can be seen from FIG. 6. To compensate for the different loads on the two phases A and B , resistors w can then also be connected upstream of phase B.

Die oben angegebene Schaltung ist für den Läufer des Motors nicht gut anwendbar, da die Zahl der nötigen Schleifringe zu groß wird. Ist aber der Läufer zugleich der induzierte Teil des Motors, so können bei gleichzeitiger Umschaltung der Primärwicklung nach dem oben angegebenen Verfahren entweder 12 —n- Läuferspulen mittels im Läuferkörper mit umlaufender dreizehn Kontakte (wenn nötig, über einen kleinen Widerstand) kurzgeschlossen werden, oder es kann für den Läufer das bekannte Verfahren der Polumschaltung mittels Trommelwicklung angewendet werden, welches in diesem Falle keine Schwierigkeiten bietet,. da der induzierte Teil nur niedergespannte Ströme führen kann, selbst wenn der Motor mit hochgespanntem Strom gespeist wird.The circuit specified above cannot be used well for the rotor of the motor, since the number of slip rings required is too large. If, however, the rotor is also the induced part of the motor, then either 12 n rotor coils can be short-circuited by means of thirteen contacts running around the rotor body (if necessary, via a small resistor) with simultaneous switching of the primary winding according to the above procedure, or it the known method of pole switching by means of drum winding can be used for the rotor, which in this case does not present any difficulties. because the induced part can only carry low-voltage currents, even if the motor is fed with high-voltage current.

Der Läufer kann in diesem Falle aber auch mit zwei von einander unabhängigen dreiphasigen Wicklungen versehen werden, von denen die eine achtpolig, die andere sechspolig ausgeführt ist. Es wird dann die achtpolige Läuferwicklung benutzt, solange der Motor als achtpoliger Dreiphasenmotor arbeitet, während die sechspolige Läuferwicklung bei der Umschaltung auf einen Zweiphasenmotor verwendet wird. Sind nun zwei solche mit Läuferdoppelwicklung versehene Motoren vorhanden, so läßt sich das angegebene Verfahren sehr vorteilhaft mit dem Verfahren der Geschwindigkeitsregelung mittels Kaskadenschaltung dadurch vereinigen, * daß man" beim Anfahren die zwei achtpoligen Dreiphasenmotoren nach bekannter Art in Kaskade schaltet (Geschwindigkeit entspricht 16 Polen), dann den einen Motor auf sechs no Pole zweiphasig umschaltet und dessen sechspoligen dreiphasigen Läufer mit dem anderen achtpoligen Dreiphasenmotor in Kaskade schaltet (Geschwindigkeit entspricht 6 + 8 = 14 Polen), hierauf auch den zweiten Motor auf sechs Pole zweiphasig umschaltet und · die sechspoligen .dreiphasigen Läufer beider Motoren in Kaskade schaltet (Geschwindigkeit entspricht 6 + 6=12 Polen), hierauf wieder beide Motoren zu achtpoligen Dreiphasenmotoren umschaltet und beide parallel schaltet (Geschwindigkeit entspricht achtPolen)j woraufIn this case, however, the rotor can also have two independent three-phase Windings are provided, of which one eight-pole, the other six-pole is executed. The eight-pole rotor winding is then used as long as the motor works as an eight-pole three-phase motor, while the six-pole rotor winding when switching to a two-phase motor is used. If there are two such motors provided with rotor double windings, then the specified Method very advantageous with the method of speed control by means of Combine cascade circuit by * that "when starting up the two eight-pole Three-phase motors are switched in cascade in a known manner (speed corresponds to 16 poles), then switches one motor to six no poles two-phase and its six-pole three-phase rotor switches in cascade with the other eight-pole three-phase motor (speed corresponds to 6 + 8 = 14 poles), then the second motor switches to six poles in two phases and switches the six-pole, three-phase rotors of both motors in cascade (speed corresponds to 6 + 6 = 12 poles), then again both motors to eight-pole three-phase motors switches over and switches both in parallel (speed corresponds to eight poles) j whereupon

beide Motoren auf sechspolige Zweiphasenmotoren umgeschaltet und miteinander parallel geschaltet werden (Geschwindigkeit entspricht sechs Polen). Man erhält auf diese Weise fünf Geschwindigkeitsstufen.both motors switched to six-pole two-phase motors and parallel to each other can be switched (speed corresponds to six poles). One receives on this Way five speed levels.

Claims (1)

Patent-Anspruch: :Patent claim:: Verfahren zur Änderung der Geschwindigkeit von achtpoligen oder mehrmal achtpoligen Drehstrommotoren durch abwechselnde Benutzung einer Dreiphasen- und einer Zweiphasenbewicklung, dadurch gekennzeichnet, daß die aus langen Spulen bestehende Primärwicklung eines, η-mal achtpoligen Drehstrommotors in eine «-mal sechspolige Zweiphasenwicklung umgeschaltet "wird, so daß sowohl vor als nach der Umschaltung sämtliche Wicklungselemente benutzt werden. Method of changing the speed of eight-pole or more times eight-pole three-phase motors through alternating use of a three-phase and a two-phase winding, thereby characterized in that the primary winding consisting of long coils one, η times eight-pole three-phase motor switched to a times six-pole two-phase winding "so that all winding elements are used both before and after the switchover. Hierzu ι Blatt Zeichnungen.For this purpose ι sheet of drawings.