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Wechselstrom-Induktionsmotor Den Gegenstand der Erfindung bildet ein
Wechselstrom-Induktionsmotor nach Patent 469918, bei dem der Hauptrotor zwischen
dem Stator und dem die Erregerwicklung tragenden Hilfsrotor angeordnet ist.
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Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
ein einphasiger Wechselstrom-Induktionsmotor veranschaulicht, und zwar zeigt Abb.
i einen aufrechten Längsschnitt durch den Induktionsmotor und Abb. 2 einen Schnitt
nach 2-2 der Abb. i. Der Stator A des Einphasen-Induktionsmotors ist genau wie der
Stator eines gewöhnlichen Wechselstrom - Induktionsmotors ausgebildet und dementsprechend
mit einer in Nuten a.2 (Abb. 2) des Statorfeldeisens al eingebetteten, an eine Wechselstromquelle
anschließbaren Wicklung a3 (Abb. i) versehen. Der innerhalb des Stators A angeordnete
Rotor B ist als Ringkörper ausgebildet und mittels einer Nabe b3 mit der Motorwelle
b4 starr verbunden. Der mit einer ebenfalls in Nuten b2 (Abb. 2) eingebetteten Dreiphasenwicklung
b' (Abb. i) versehene ringförmige Teil des Rotors B besteht aus parallel zur Motorachse
angeordneten, aus aufeinandergeschichteten isolierten Blechen gebildeten Eisenbalken
bs (Abb. 2), die durch Bolzen b° aus magnetisch nicht leitendem Stoff (z. B. Kupfer)
gegeneinander abgestützt sind und zwischen sich den für die Rotorwicklung bl erforderlichen
Wickelraum frei lassen. Infolge dieser Anordnung besitzt der Rotor B in Richtung
seines Durchmessers einen verhältnismäßig geringen und in Richtung seines Umfanges
einen verhältnismäßig hohen magnetischen Widerstand. An den Stirnseiten des Ringkörpers
sind die Enden der Bolzen bG durch kräftige Ringe b' (Abb. i) aus Messing oder Stahlbronze
derart miteinander verbunden, daß der RinglZörper des Rotors B ein starres, zur
Übertragung des Motordrehmoments auf die Motorwelle b4 und zur Aufnahme der Fliehkräfte
geeignetes Gebilde darstellt. Die freien Enden der als Dreiphasenwicklung ausgeführten
Rotorw icklung bl- sind mit auf der Welle b4 sitzenden Schleifringen b$ (Abb. i)
verbunden, die in bekannter Weise mit einem Anlaßwiderstande in Verbindung gebracht
werden können.
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Innerhalb des von dem Ringkörper des Rotors B umschlossenen Raumes
ist im magnetischen Kreise des Motors mit geringem
Luftzwischenraum
ein mittels Kugellager cl (Abb. i) auf der Nabe b3 des Hauptrotors B leicht drehbar
gelagerter Hilfsrotor C angeordnet, der eine in Nuten e2 (Abb. 2) eingebettete,
an zwei Schleifringe c3 (Abb. i) angeschlossene Erregerwicklung c4 (Abb. i) und
eine durch Kupferbolzen cl (Abb. 2) und Messingstirnringec° (Abb. i) gebildete Käfigankerwicklung
besitzt. Die Erregerwicklung c4 ist so ausgeführt, daß ihre Polzahl mit der Polzahl
der Statorwicklung a3 übereinstimmt. Für die magnetischen Kraftlinien ergibt sich,
gleichgültig, ob die Erregerwicklung c4 an eine Stromquelle angeschlossen ist oder
nicht, der aus Abb. 2 ersichtliche, durch die gestrichelte Kurve D dargestellte
Verlauf.
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Nachdem der Hilfsrotor C des beschriebenen Wechselstrom-Induktionsmotors
A, B, C
auf irgendeine Weise, z. B. durch einen kleinen (nicht dargestellten)
Hilfsmotor, auf eine Drehzahl gebracht ist, die durch die Frequenz des Netzstromes
und die Polzahl des Motors bestimmt ist, wirkt er genau so wie die kurzgeschlossene
Sekundärwicklung eines Transformators, die synchron mit dem einen der beiden gegeneinander
rotierenden Drehfelder, in die man sich nach einer allgemein verbreiteten Anschauung
das einphasige Stator-Wechselfeld zerlegt denken kann, umläuft und gegen das andere,
entgegengesetzt umlaufende Drehfeld eine Schlüpfung entsprechend der doppelten Netzfrequenz
hat. Infolgedessen wird das entgegengesetzt umlaufende, das sogenannte gegenläufige
oder inverse Drehfeld praktisch zum Verschwinden gebracht und das gleichlaufende
Drehfeld entsprechend verstärkt, so daß nur noch dieses mit dem Hilfsrotor C gleichlaufende
Drehfeld für die Induktion der Rotorströme und die Ausbildung des Rotordrehmoments
in Frage kommt. Dieser Umstand ermöglicht es, den Rotor B unter Benutzung von Anlaßwiderständen
genau so ivie den Rotor eines Mehrphasenmotors anlaufen zu lassen. Durch die beschriebene
Ausbildung des Hauptrotors B wird ein Streufluß der Kraftlinien in Richtung des
Umfanges des Rotors B nach Möglichkeit unterdrückt und gleichzeitig erreicht, daß
sich der Kraftlinienfluß im wesentlichen in Richtung des Rotordurchmessers durch
den Stator A, Hauptrotor B und Hilfsrotor C hindurch schließt (vgl. die Kurve D
in Abb. 2). Sobald die Erregerwicklung c4 des Hilfsrotors C an eine Gleichstromquelle
angeschlossen wird, entsteht im magnetischen Kreise des Motors ein zusätzliches,
mit der gleichen Drehzahl wie der Hilfsrotor und daher synchron mit der Frequenz
des zugeführten Wechselstromes umlaufendes Magnetfeld, das nicht nur die Streuungsverluste
deckt, sondern weiterhin noch die vorteilhafte Wirkung hat, daß der Magnetisierungsstrom
des Motors nicht mehr ganz oder teilweise aus dem Netz bezogen zu werden braucht,
sondern durch die Gleichstromquelle geliefert werden kann. Damit verringert sich
aber die Phasenverschiebung zwischen Spannung und Stromstärke des zugeführten Wechselstromes
bis zum völligen Verschwinden, ja es kann sogar genau wie bei einem übererregten
Synchronmotor durch weiteres Verstärken des Erregerstromes die Nacheilung der Stromstärke
gegen die Spannung in Voreilung verwandelt werden.
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Statt an eine Gleichstromquelle könnte man auch die Erregerwicklung
c4 zur Erzeugung des mit dem Hauptfeld synchron umlaufenden zusätzlichen Magnetfeldes
an eine Wechselstromquelle passender sehr niedriger Frequenz anschließen, wobei
sich im wesentlichen die gleichen Wirkungen wie bei Gleichstromerregung ergeben.
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Man kann bei dem beschriebenen Wechselstrom-Induktionsmotor auch die
einphasige Statorwicklung a3 durch eine mehrphasige, z. B. eine Drehstromwicklung,
ersetzen. Man erhält dann einen auf bequeme Weise kompensierbaren Mehrphasenmotor,
der sich vor bekannten Mehrphasenmotoren mit Einrichtung zur Kompensierung der Phasenverschiebung
dadurch auszeichnet, daß er weder eines Kommutators noch eines Hintermotors o. dgl.
bedarf.