DE2346129A1 - SPEED-ADJUSTABLE SINGLE-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR - Google Patents

Description

Drehzahlregelbarer Einphasen-AsynchronmotorVariable speed single-phase asynchronous motor

Die Erfindtang betrifft einen Einphasen-Asynchronmotor mit einer Hauptwicklung und einer Hilfswicklung.The invention relates to a single-phase asynchronous motor with a main winding and an auxiliary winding.

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.Used in conjunction with pumps and fans used by single-phase asynchronous motors are driven, there is a need to adjust the rotational speed of the motor in one or more To be able to change levels and thus the power of the engine.

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/Ö9ÖÖIt is known to regulate the rotational speed of an asynchronous motor and thus its torque curve in the M, s diagram, where M is the torque and s is the slip, to shift by providing an additional winding and in Series is connected to the existing main winding. Connections are made to the outside of the motor casing, so that the motor can be switched on through its main winding or through its main winding plus additional winding. It is also known to connect resistors in series with both windings. These well-known measures stand out are characterized by the fact that they are expensive and cause losses. 409813 / Ö9ÖÖ

Aufgabe der Erfindung ist es, einen in seiner Drehzahl regelbaren Einphasen-Asynchronmotor anzugeben, bei dem diese Nachteile vermieden sind.The object of the invention is one in its speed specify controllable single-phase asynchronous motor in which these disadvantages are avoided.

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.In a motor of the type specified above, this object is achieved according to the invention in that the auxiliary winding either in series or in parallel with the main winding for step-by-step speed control of the motor can be switched.

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·This makes the desired change in the rotational speed of the motor and thus its power without Much more expensive measures achieved because the desired switch from high to low speed and conversely with the help of z. B. a simple single-pole changeover switch does not represent an element which significantly increases the price of the engine, and is an engine equipped according to the invention much less complex than the previously known ones that strive for the same solution to the problem

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·By a preferably thermal control of the switch, an automatic up or down regulation of a motor, the z. B drives the circulation pump in a central heating system, so that it is driven slowly in the daytime and fast in the night

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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«To more. To create regulation options, the auxiliary winding can according to the invention with one or more Taps should be provided so that the speed on or can be regulated in several stages between the highest and lowest speed «

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.Finally, it should be emphasized that the switch does not Has an influence on the direction of rotation of the motor when the probe, which normally starts up of the motor is in series with the auxiliary winding, while switching is parallel to the main winding of the Motor is switched. If the capacitor is connected in parallel to the auxiliary winding, the changes Direction of rotation, unless the leads of the main winding or the auxiliary winding have been exchanged become what z. B, with the help of a reverser can be «Furthermore, the down regulation is characterized by the fact that current and supplied power are falling, which is why a relatively high efficiency is achieved at a lower speed, the otherwise only possible with more complicated and therefore more expensive windings. The speed control through Changing the torque curve is particularly suitable for a load with torque curve, such as this is the case, for example, with pumps and fans.

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DdLe Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erklärt· Es zeigen:DdLe invention is explained in more detail below with reference to the drawings Explained It show:

Fig. 1 eine noraiale Schaltung der Hauptwicklung und der Hilfswicklung bei einem Einphasen-Asynchronmotor,Fig. 1 shows a noraiale circuit of the main winding and the Auxiliary winding in a single-phase asynchronous motor,

Fig, 2 eine Schaltung gemäß der Erfindung, bei der die Hilfswicklung in Reihe mit der Hauptwicklung geschaltet ist,Fig. 2 shows a circuit according to the invention, in which the auxiliary winding in series with the main winding is switched

Fig. 3 Momentenkurven für einen Motor gemäß der Erfindung bei hoher bzw· niedriger Drehzahl sowie eine Momentkennlinie für eine Last,3 shows torque curves for a motor according to the invention at high and low speed, as well a torque curve for a load,

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. H shows a circuit corresponding to that shown in Fig. 2, with the difference that the capacitor is parallel to the auxiliary winding and the direction of rotation is opposite,

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,5 shows a circuit corresponding to that shown in FIG. H , with the difference that the direction of rotation is opposite, since the leads of the main winding are exchanged,

Fig. 6 eine Schaltung wie die in Fig. 1 gezeigte, bei der außerdem ein einpoliger Zweiwegumschalter vorhanden ist,6 shows a circuit like that shown in FIG. 1, in which there is also a single-pole two-way changeover switch is,

A09813/0900 " 5 -A09813 / 0900 "5 -

Fig. 7 eine Schaltune wie die in Fig. 6 gezeigte,Fig. 7 shows a circuit like that shown in Fig. 6 ,

bei der die Hilfswicklung mit einer Anzapfung versehen ist,in which the auxiliary winding is provided with a tap,

undand

Fig« 8 Momentenkurven für die in Fig. 7 gezeigte Schaltung·Fig. 8 Moment curves for the circuit shown in Fig. 7.

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«Fig. 1 shows a normal connection between the main winding 1 of a single-phase synchronous motor and its auxiliary winding 2, which is also called the starting winding · The auxiliary winding 2 is connected in parallel to the main winding 1 via main connection terminals a and b of the motor. To the required phase shift between the supplied currents in the main winding and the auxiliary winding and thus To generate the required starting torque, the auxiliary winding is in a known manner in series with a capacitor C switched »Two more terminals are also shown, a c in the main winding circuit and a d in the circuit the auxiliary winding. These are also accessible on the outside of the motor, as are the two main connection terminals a and b. It is perfectly clear to those skilled in the art how such taps are implemented in practice, and therefore they will not be described in detail · On the right in the figure is the symbol for clockwise direction of rotation shown"

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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-By interrupting the connection between the terminals b and c and making a connection between the terminals c and d, as shown in Fig. 2, the main winding and the auxiliary winding of the motor are connected in series between the main connection terminals a and b of the motor and at the same time the capacitor C is connected in parallel to the main winding 1. This distributes the applied voltage across the two windings, which lowers the motor's torque curve. This is shown in Fig. 3, where in a rectangular coordinate system the abscissa represents the end s of the motor in percent of the synchronous speed and the ordinate represents the torque M of the motor. The upper curve M_ corresponds to full voltage across the main winding and thus gives the maximum Torque that the motor can deliver, while the lower torque curve M- corresponds to a reduced voltage across the main winding. The speed at which the motor adjusts depends on the load, which is shown in the diagram by the torque characteristic curve B of this load, which, for example, can represent the torque characteristic of a fan. You can clearly see here that the speed of the motor is changed by the switchover. Furthermore, a clockwise direction of rotation is indicated in FIG. 2. The switchover does not change the direction of rotation of the motor. This, however, would be the case, as shown in Fig when the capacitor C would be connected in parallel with the auxiliary winding 2,. K shown, but the clockwise rotation may again by POI

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umschaltung der Hauptwicklung, wie in Fig. 5 gezeigt, z. B, mit Hilfe eines Polwenders hergestellt werden·switching of the main winding, as shown in Fig. 5, z. B, can be made with the help of a pole changer

In Fig. 6 ist gezeigt, wie die in Fig. 1 und 2 gezeigten Schaltungen mit Hilfe eines einpoligen Zweiwegeumschalters hergestellt werden können.In Fig. 6 it is shown how those shown in Figs Circuits can be made using a single pole two-way switch.

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 ,In Fig. 7 is shown how a multi-stage speed control achieved by the auxiliary winding with an additional Tap e is provided. If the switch 3 is connected to this Tapping, the result is a torque curve M,

die zwischen den beiden in Fig. 3 gezeigten Momentenkurven M„ und M. liegt. Dies ist in Fig. 8 dargestellt.those between the two torque curves shown in FIG. 3 M "and M. lies. This is shown in FIG. 8.

Nach Fig. 7 ist die Hilfswicklung nur mit einer einzigen Anzapfung versehen, aber es können natürlich nach Bedarf mehrere angeordnet werden· .According to Fig. 7, the auxiliary winding is only with a single Tap provided, but of course several can be arranged as required ·.

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Claims (2)

PatentansprücheClaims 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·Single-phase asynchronous motor with a main winding and an auxiliary winding, characterized in that the Auxiliary winding (2) either in series or in parallel with the main winding (1) in stages Speed control of the motor can be switched 2. Asynchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein einpoliger Zweigwegumschalter zur Reihen- oder Parallelschaltung der Hilfswicklung (2) mit der Hauptwicklung (1) vorhanden ist.2. Asynchronous motor according to claim 1, characterized in that that a single-pole branch switch for series or parallel connection of the auxiliary winding (2) with the Main winding (1) is present. 3· Asynchronmotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter thermisch gesteuert ist·3 Asynchronous motor according to Claim 2, characterized in that that the switch is thermally controlled k» Asynchronmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswicklung (2) mit einer oder mehreren Anzapfungen, versehen ist (Fig. 6)· k » Asynchronous motor according to claim 1, characterized in that the auxiliary winding (2) is provided with one or more taps (Fig. 6). 4098 1 3/OSQO4098 1 3 / OSQO LeerseiteBlank page