DE2346129A1 - Drehzahlregelbarer einphasen-asynchronmotor - Google Patents

Description

Drehzahlregelbarer Einphasen-Asynchronmotor

Die Erfindtang betrifft einen Einphasen-Asynchronmotor mit einer Hauptwicklung und einer Hilfswicklung.

In Verbindung mit Pumpen und Ventilatoren, die von Einphasen-Asynchronmotoren angetrieben werden, besteht ein Bedürfnis, die Umlaufgeschwindigkeit des Motors in einer oder in mehreren Stufen und damit die Leistung des Motors ändern zu können.

Bekannt ist, die Umlaufgeschwindigkeit eines Asynchronmotors zu regeln und damit seine Momentenkurve in dem M,s-Diagramm, bei dem M das Drehmoment und s den Schlupf bedeuten, zu verschieben, indem eine zusätzliche Wicklung vorgesehen und in Reihe mit der bestehenden Hauptwicklung geschaltet wird. Dabei sind Anschlüsse an die Außenseite des Motormantels geführt, so daß man den Motor durch seine Hauptwicklung oder durch seine Hauptwicklung plus Zusatzwicklung einschalten kann. Es ist ebenfalls bekannt, Widerstände in Reihe zu beiden Wicklungen zu schalten. Diese bekannten Maßnahmen zeichnen sich dadurch aus, daß sie aufwendig sind und Verluste verursachen. 409813/Ö9ÖÖ

Aufgabe der Erfindung ist es, einen in seiner Drehzahl regelbaren Einphasen-Asynchronmotor anzugeben, bei dem diese Nachteile vermieden sind.

Bei einem Motor der oben angegebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Hilfswicklung wahlweise sowohl in Reihe als auch parallel mit der Hauptwicklung zur stufenweisen Drehzahlregelung des Motors geschaltet werden kann.

Hierdurch wird die gewünschte Änderung der Umlaufgeschwindigkeit des Motors und damit seiner Leistung ohne wesentlich verteuernde Maßnahmen erreicht, weil die gewünschte Umschaltung von hoher auf niedrige Drehzahl und umgekehrt mit Hilfe von z. B. einem einfachen einpoligen Umschalter erfolgen kann· Ein solches Umschaltorgan stellt kein den Motor wesentlich verteuerndes Element dar, und ein gemäß der Erfindung ausgerüsteter Motor ist wesentlich weniger aufwendig als die bisher bekannten, die die gleiche Lösung des Problems anstreben·

Durch eine vorzugsweise thermische Steuerung des Umschalters kann auf einfache Weise eine automatische Hoch- oder Herunterregelung eines Motors, der z. B· die Umwälzpumpe in einer Zentralheizungsanlage antreibt, bewerkstelligt werden, so daß in den Tagesstunden langsam und in den Nachtstunden schnell gefahren wird·

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Um weitere. Reguliermöglichkeiten zu schaffen, kann die Hilfswicklung erfindungsgemäß mit einer oder mehreren Anzapfungen versehen sein, so daß die Drehzahl ein- oder mehrstufig zwischen der höchsten und der niedrigsten Drehzahl geregelt werden kann«

Schließlich, sei hervorgehoben, daß die Umschaltung keinen Einfluß auf die Drehrichtung des Motors hat, wenn der Sondensator, der normalerweise beim Anlaufen des Motors in Reihe mit der Hilfswicklung vorhanden ist, während der Umschaltung parallel zur Hauptwicklung des Motors geschaltet wird. Wird der Kondensator parallel zur Hilfswicklung geschaltet, so ändert sich die Drehrichtung, es sei denn, daß die Zuleitungen der Hauptwicklung oder der Hilfswicklung umgetauscht werden, was z. B, ait Hilfe eines Polwenders vorgenommen werden kann« Ferner ist die Herunterregelung dadurch gekennzeichnet, daß Strom und zugeführte Leistung fallend sind, weshalb bei niedrigerer Drehzahl ein verhältnismäßig hoher Wirkungsgrad erreicht wird, der sonst nur mit komplizierteren und damit aufwendigeren Wicklungen möglich ist. Die Drehzahlregelung durch Änderung der Momentenkurve ist besonders geeignet für eine Last miijfeteigender Momentenkennlinie, wie es beispielsweise bei Pumpen und Ventilatoren der Fall ist.

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DdLe Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erklärt· Es zeigen:

Fig. 1 eine noraiale Schaltung der Hauptwicklung und der Hilfswicklung bei einem Einphasen-Asynchronmotor,

Fig, 2 eine Schaltung gemäß der Erfindung, bei der die Hilfswicklung in Reihe mit der Hauptwicklung geschaltet ist,

Fig. 3 Momentenkurven für einen Motor gemäß der Erfindung bei hoher bzw· niedriger Drehzahl sowie eine Momentkennlinie für eine Last,

Fig. h eine Schaltung entsprechend der in Fig. 2 gezeigten, mit dem Unterschied, daß der Kondensator parallel zur Hilfswicklung liegt und die Drehrichtung entgegengesetzt ist,

Fig. 5 eine Schaltung entsprechend der in Fig. h gezeigten, mit dem Unterschied, daß die Drehrichtung entgegengesetzt ist, da die Zuleitungen der Hauptwicklung umgetauscht sind,

Fig. 6 eine Schaltung wie die in Fig. 1 gezeigte, bei der außerdem ein einpoliger Zweiwegumschalter vorhanden ist,

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Fig. 7 eine Schaltune wie die in Fig. 6 gezeigte,

bei der die Hilfswicklung mit einer Anzapfung versehen ist,

und

Fig« 8 Momentenkurven für die in Fig. 7 gezeigte Schaltung·

Fig. 1 zeigt eine normale Verbindung zwischen der Hauptwicklung 1 eines Einphasen-Synchronmotors und dessen Hilfswicklung 2, die auch Anlaßwicklung genannt wird· Die Hilfswicklung 2 ist über Hauptanschlußklemmen a und b des Motors parallel zur Hauptwicklung 1 geschaltet. Um die erforderliche Phasenverschiebung zwischen den zugeführten Strömen in der Hauptwicklung und der Hilfswicklung und damit das erforderliche Anlaufmoment zu erzeugen, ist die Hilfswicklung auf bekannte Weise in Reihe mit einem Kondensator C geschaltet» Ferner sind zwei weitere Klemmen gezeigt, eine c im Stromkreis der Hauptwicklung und eine d im Stromkreis der Hilfswicklung. Diese sind ebenso auf der Außenseite des Motors zugänglich, wie die beiden Hauptanschlußklemmen a und b. Es ist dem Fachmann ganz klar, wie solche Abgriffe in der Praxis verwirklicht werden, und sie werden deshalb nicht in Einzelheiten beschrieben werden· Rechts in der Figur ist das Symbol für Drehrichtung im Uhrzeigersinn gezeigt«

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Durch unterbrechung der Verbindung zwischen den Klemmen b und c und Herstellung einer Verbindung zwischen den Klemmen c und d, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, werden die Hauptwicklung und die Hilfswicklung des Motors in Reihe zwischen den Hauptanschlußklemmen a und b des Motors geschaltet und gleichzeitig der Kondensator C parallel zur Hauptwicklung 1 geschaltet. Hierdurch wird die aufgedrückte Spannung über die beiden Wicklungen verteilt, was die Momentenkurve des Motors senkt. Dies 1st in Fig. 3 dargestellt, wo in einem rechtwinkligen Koordinatensystem die Abszisse den Schluß s des Motors in Prozent der synchronen Drehzahl und die Ordinate das Drehmoment M des Motors darstellt· Die obere Kurve M_ entspricht voller Spannung über der Hauptwicklung und gibt somit das maximale Drehmoment, das der Motor liefern kann, an, während die untere Momentenkurve M- einer reduzierten Spannung über der Hauptwicklung entspricht. Auf welche Drehzahl sich der Motor einstellt, ist von der Belastung abhängig, welche im Diagramm durch die Momentenkennlinie B dieser Belastung gezeigt ist, die beispielsweise die Momentenkennlinie eines Ventilators darstellen kann. Man sieht hier deutlich, daß die Drehzahl des Motors durch die umschaltung geändert wird. Ferner ist in Fig. 2 eine Drehrichtung im Uhrzeigersinn angegeben. Die Umschaltung Mndert somit nicht die Drehrichtung des Motors. Dies dagegen würde der Fall sein, wenn der Kondensator C parallel zur Hilfswicklung 2 geschaltet wäre, wie in Fig. k gezeigt, aber die Drehrichtung im Uhrzeigersinn kann wieder durch PoI-

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umschaltung der Hauptwicklung, wie in Fig. 5 gezeigt, z. B, mit Hilfe eines Polwenders hergestellt werden·

In Fig. 6 ist gezeigt, wie die in Fig. 1 und 2 gezeigten Schaltungen mit Hilfe eines einpoligen Zweiwegeumschalters hergestellt werden können.

In Fig. 7 ist gezeigt, wie man eine mehrstufige Drehzahlregelung erreicht, indem die Hilfswicklung mit einer zusätzlichen Anzapfung e versehen wird. Wird der Umschalters 3 an diese Anzapfung gelegt, so ergibt sich eine Momentenkurve· M ,

die zwischen den beiden in Fig. 3 gezeigten Momentenkurven M„ und M. liegt. Dies ist in Fig. 8 dargestellt.

Nach Fig. 7 ist die Hilfswicklung nur mit einer einzigen Anzapfung versehen, aber es können natürlich nach Bedarf mehrere angeordnet werden· .

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   Einphasen-Asynchronmotor mit einer Hauptwicklung und einer Hilfswicklung, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswicklung (2) wahlweise sowohl in Reihe als auch parallel mit der Hauptwicklung (1) zur stufenweisen Drehzahlregelung des Motors geschaltet werden kann·
2. 2. Asynchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einpoliger Zweigwegumschalter zur Reihen- oder Parallelschaltung der Hilfswicklung (2) mit der Hauptwicklung (1) vorhanden ist.

   3· Asynchronmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter thermisch gesteuert ist·

   k» Asynchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswicklung (2) mit einer oder mehreren Anzapfungen, versehen ist (Fig. 6)·

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