DE74684C - Wechselstromtreibmaschine mit Kurzschlufsvorrichtung - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Die bis jetzt bekannten Wechselstrommotoren leiden an dem Uebelstande, zum Angehen eine verhä'ltnifsmä'fsig grofse Stromstärke zu verbrauchen. Die vorliegende Erfindung, welche sich sowohl für Motoren mit einphasigem als mehrphasigem Wechselstrom eignet, hat den Zweck, Wechselstrommotoren mit grofser Anzugskraft bei geringem Stromverbrauche herzustellen und bei Verwendung von einphasigem Wechselstrom dem Anker zugleich die erforderliche Anfangsgeschwindigkeit zu ertheilen.

In Fig. ι ist als Anker A ein Gramme'scher Ring angenommen. Ebenso wie bei einer Gleichstrommaschine sind die einzelnen Spulen mit den Stegen eines Stromwenders C verbunden, auf welchem zwei Bürsten P₁ und P₂ schleifen. Beim Anlassen des Motors wird der Strom J₁ nicht nur dem Felde, sondern auch dem Anker zugeführt. Der Wechselstrommotor arbeitet jetzt bei richtiger Bürstenstellung wie ein Hauptstrommotor für Gleichstrom; der maximale Strom im Anker fällt stets mit dem maximalen Felde zusammen, der Motor wird daher unter günstigen Bedingungen und mit grofser Zugkraft angehen. Der in den Stromkreis eingeschaltete Widerstand R gestattet eine Regelung der Stromstärke und der Zugkraft. Sobald der Anker sich dem synchronen Gange nähert, was nur sehr kurze Zeit dauert, werden die Stromwenderstege unter sich kurzgeschlossen. Hierzu dient ein auf der Welle verschiebbarer und von dieser isolirter Ring S, welcher mittelst eines Hebels an die Stege geprefst wird.

Der Strom geht jetzt unmittelbar von einer Bürste zur anderen, die Funkenbildung am Stromwender kommt ganz in Wegfall und der Anker arbeitet wie ein Kuzschlufsanker. Durch die Anwendung einer Kurzschlufsvorrichtung können die Bürsten nach Inbetriebsetzung auch ganz vom Stromwender abgehoben werden. Mittelst eines Schwungkraftreglers kann das Ein- und Ausrücken des Kurzschlufsringes selbstthätig geschehen.

Es ist natürlich nicht nöthig, dafs alle Spulen des Ankers mit dem Stromwender verbunden werden; es genügt, einen Theil derselben an die Stege zu führen. In Fig. 3 ist eine solche Anordnung dargestellt. Die Enden der Spulen ο ο sind mit den Stegen verbunden, der Kurzschlufs derselben erfolgt nach Intriebsetzung des Motors wieder durch den Ring S. Die Enden der Spulen ρ ρ sind dagegen kurz geschlossen. Die Spulen ο ο und ρ ρ sind neben einander, wie in Fig. 3, oder auch über einander angeordnet.

Im Allgemeinen wird es nicht rathsam sein, die Spulen ρ ρ kurz zu schliefsen, denn bei der Inbetriebsetzung des Motors, d. h. bei ruhendem Anker wirken dieselben wie die secundären kurz geschlossenen Windungen eines Stromwandlers, d. h. sie verzehren eine grofse Menge Energie, ohne etwas zum Antriebe des Motors beizutragen. Um diesen Uebelstand zu vermeiden, führt man die Enden der Spulen ρ ρ in eine zweite, auf der Achse sitzende Kurzschlufsvorrichtung und schliefst sie erst kurz, nachdem der Anker eine gewisse Geschwindigkeit erlangt hat.

Um keine zu hohe Umdrehungszahl zu erreichen, wird man grofse Wechselstrommotoren stets mehrpolig ausführen. Die Verbindung der Spulen mit dem Stromwender kann in dem Falle nach einem Schema für Parallelschaltung oder Reihenschaltung geschehen. Letztere hat den Vorzug, dafs nur zwei Bürsten erforderlich sind; auch braucht man nicht sämmtliche Stege kurz zu schliefsen. Ist die Zahl

der Polpaare = η und die Zahl der Stege = %, so genügt es, wenn Stege kurz geschlossen

In Fig. 4 ist eine vierpolige Anordnung mit Reihenschaltung der Ankerstäbe dargestellt. Der Anker zählt am Umfange 26 Stäbe und der Stromwender hat 13 Stege. Schliefst man mit dem Ringtheil S sieben Stege kurz, so bilden je vier Stäbe eine kurzgeschlossene Wickelung, z. B. a, 11', 11, 5', 5, b.

Es ist ohne Weiteres klar, dafs die für einen Ringanker gegebenen Wickelungen mit Kurzschlufs-Stromwender auch für Trommel- und Scheibenanker verwendbar sind. Ebenso können die gegebenen Anordnungen umgekehrt werden, indem man den Anker festhält und das Magnetfeld sich drehen läfst. Anstatt die Ankerwickelung zum Antriebe des Motors in Reihe mit dem Feldstrome zu schalten, kann dieselbe auch im Nebenschlufs dazu liegen.

In Fig. 7 ist ein Schema mit dem Anker im Nebenschlüsse dargestellt. Pr bedeutet die primäre, S₁ und S₂ die secundäre Wickelung eines Stromwandlers. Die Feldwickelung liegt in dem einen Theil S₁ und die Ankerwickelung im anderen Theil S₂ der secundä'ren Wickelung. Die Kurzschlufsvorrichtung des Stromwenders ist so einzurichten, dafs beim Einschieben die Bürsten P₁ und P₂ selbsttätig abgehoben werden.

Ist der Anker mit zwei Wickelungen versehen, von denen die eine in sich kurz geschlossen und die andere mit den Stegen des Stromwenders verbunden ist, so können die secundären Windungen S₂ allmälig aus dem Ankerstromkreis ausgeschaltet und zugleich die Windungszahl S₁ im Feldstromkreise erhöht werden.

In Fig. 8 ist diese Schaltung dargestellt. Die Feldwickelung liegt zwischen K und e₂. Das Stromschlufsstück K ist verschiebbar und das Verhältnifs der Windungszahlen 5,: S₂ dadurch veränderlich. Ist K bis nach e\ verschoben, so sind die Bürsten P₁ und P₂ kurz geschlossen, der Anker wirkt jetzt wie ein Kurzschlufsanker; will man aber die Bürsten abheben, so mufs der Kurzschlufsring eingeschoben werden, somit würde diese zweite Wickelung des Ankers unwirksam sein.

Ein Anker mit Stromwender und Kurzschlufsvorrichtung kann bei Wechselstrommotoren auch in folgender Weise Verwendung finden:

Es wird nur dem Felde Strom zugeführt. Beim Anlassen des Motors werden die Bürsten mit einander kurz verbunden, oder es werden nur einzelne Stege kurz geschlossen, so dafs die Drähte des Ankers gruppenweise in Reihe geschaltet sind (Fig. 2). Erst nachdem der Anker eine gewisse Geschwindigkeit erlangt hat, werden alle Stege kurz geschlossen. Die zum Angehen erforderliche Stromstärke wird durch diese Antriebsweise vermindert.

Die Kurzschlufsvorrichtung kann auch bei Ankern von Ein- und Mehrphasenmotoren, deren Wickelung nicht nach Art des Gramme-Ringes hergestellt ist, Verwendung finden, z. B. bei einem gewöhnlichen Kurzschlufsanker, um sowohl den Widerstand als auch die Selbstinduction desselben veränderlich zu machen. Der Anker wird zu dem Zwecke mit zwei oder mehr von einander unabhängigen Wickelungen nach Art der Ring- oder Trornmelwickelung versehen, welche an dem Umfange des Ankers neben einander oder radial über einander liegen. Die Enden von einer oder mehreren dieser Wickelungen werden mit den Stegen der Kurzschlufsvorrichtung verbunden, so dafs die betreffenden Wickelungen jederzeit in sich geschlossen und geöffnet werden können. In den Fig. 5 und 6 ist beispielsweise die Kurzschlufsvorrichtung für einen Kurzschlufsanker A mit Trommehvickelung und parallel geschalteten Drähten dargestellt. Fig. 5 stellt die Vorderansicht, Fig. 6 die Rückansicht des Ankers dar. Der Anker ist mit zwei Wickelungen versehen. Die äufsere Wickelung W₁ ist auf beiden Seiten des Ankers durch Metallringe in sich kurz geschlossen. Die zweite, innere Wickelung W₂. ist nur auf der Rückseite (Fig. 6) geschlossen, auf der Vorderseite (Fig. 5) führen die Drahtenden zu den Stegen C. Erst durch Anpressen des Ringes S oder durch eine Anzahl Stromschlufsfedern oder eine andere passende Vorrichtung können sämmtliche Stege C und damit die Wickelung W₂ kurz geschlossen werden. Werden mehrere Drähte der Wickelung W₂ in Reihe geschaltet, was sowohl bei Ring- als Trommehvickelung leicht ausführbar ist, so vermindert sich die Zahl der Stege C

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Bei Wechselstromtreibmaschinen die Anwendung einer Kurzschlufsvorrichtung am Anker, mittelst welcher, diejenigen Ankerwindungen oder Ankerdrähte, welche mit der erwähnten Vorrichtung in Verbindung stehen, entweder selbstthätig oder von Hand, während die Treibmaschine in Bewegung ist, unter sich kurz geschlossen werden können.

2. Bei Wechselstromtreibmaschinen mit Kurzschlufsvorrichtung am Anker nach Anspruch ι. die Verwendung der Kurzschlufsvorrichtung als Stromaufnehmervorrichtung beim Anlassen der Maschine, um letztere in den Arbeitsstromkreis einzuschalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.