NO143516B - Elektrisk vekselstroemsmotor, saerlig induksjonsmotor med kortslutningsrotor - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en elektrisk vekselstrøms-motor, særlig induksjonsmotor med kortslutningsrotor, og som omfatter en stator med magnetkjerne og hovedvikling,

en rotor samt en kondensator, som sammen med statorens hovedvikling danner en seriekobling som er tilsluttet en vekselspenningskildes tilkoblingsklemmer, idet kondensatorens kapasitet er valgt slik at seriekoblingen får en kapasitiv effektfaktor.

En sådan elektrisk vekselstrømsmotor er prinsippielt kjent fra GB-PS 365.605. Denne elektrisk vekselstrømsmotor oppviser en stator bestående av en statorblikkpakke med en vikling, en rotor samt en kondensator som er koblet i serie med statorens hovedvikling. Denne seriekobling er tilsluttet tilkoblingsklemmene for en vekselspenningskilde. Kapasiteten av den kondensator som er koblet i serie med hovedviklingen er tilstrekkelig stor til at det under drift av motoren opprettes en kapasitiv effektfaktor i seriekoblingen, og derved oppnås en betraktelig forbedring av motorens virkningsgrad. Denne kjente elektromotor kan imidlertid ikke drives i metningsområdet for det magnetiske material.

Videre er det fra CH-PS 489.141 kjent en anordning for regulering av en motors omdreiningstall, idet motorens driftsspenning styres i samsvar med den ønskede rotasjonshastighet. Ved denne anordning er det forsøkt å overvinne de vanskeligheter som opptrer på grunn av overbelastning når motoren under igangsetning og nedbremsning løper med en rotasjonshastighet under det nominelle omdreiningstall.

I disse tilfeller kommer da den nettfrekvensdrevne induksjonsmotor ved anvendelse av en kondensator i det minste delvis innenfor metningsområdet for det magnetiske material. I denne publikasjon er det imidlertid på ingen måte angitt normal motordrift i metningsområdet, og heller ikke er det gjort forsøk på å unngå sådan motordrift.

Endelig er det i US-PS 3.612.988 angitt en spenningsregulator med en magnetkjerne hvor overgangsområdet mellom ikke mettet og mettet magnetiseringsområde utnyttes, hvilket vil si at kjernen drives i nærheten av metningskneet for kjerne-materialets magnetiseringskurve, idet nevnte overgang frem-tvinges ved en tilsvarende dimensjonering av en kondensator i spenningsregulatoren.

På denne bakgrunn av kjent teknikk er det et formål for foreliggende oppfinnelse ved en elektrisk vekselstrømmotor av ovenfor angitt art, særlig en induksjonsmotor med kortslutningsrotor, å frembringe en kobling med en hensiktsmessig dimensjonert kondensator som gir vesentlig bedre ut-nyttelse av motorens magnetiske material for derved å oppnå

en betraktelig forbedret motorvirkningsgrad.

Dette oppnås i henhold til oppfinnelsen ved at kondensatoren, når motoren arbeider i metningsområdet for statorens magnetkjerne, kan lades opp til en spenning som sammen med spenningskildens vekselspenning er tilstrekkelig til at spenningen over statorens hovedvikling multiplisert med tiden spenningen påtrykkes, frembringer periodevis metning av statorens magnetkjerne, således at kjernen for hver halvperiode av vekselstrømmen forandrer metningstilstand fra den ene til den annen magnetiske feltretning.

I henhold til oppfinnelsen oppnås maksimal flukstetthet ved styring av flukstettheten i statorens magnetkjerne ved hjelp av den kondensator som er koblet i serie med hovedviklingen og har en sådan kapasitet at den kan lades opp til en spenning som sammen med motorens inngangsspenning periodisk fører til den tilstand hvor produktet av spenningen over hovedviklingen og den tid spenningen påtrykkes antar en sådan verdi at viklingen kommer i magnetisk metning, således at kjernen for hver halvperiode av vekselstrømmen forandrer metningstilstand fra den ene til den annen magnetiske feltretning. Det ovenfor angitte produkt vil i det følgende for enkelthets skyld bli betegnet som spennings-tid-produktet. Under disse forhold vil den midlere flukstetthet i statorens magnetkjerne holdes på en meget høy verdi, og det foreligger ingen fare for at høye inngangsspenninger skal fører til ekstremt høye motorstrømmer.

Ved hjelp av kondensatoren begrenses den energi som kan overføres til rotoren, selv i det tilfelle rotoren har

en meget lav impedans, således at også rotorstrømmen kan holdes på en høy verdi. Rotorens induktivitet kan velges lavere enn ved tidligere kjente motorer, og den strøm som induseres ved stillestående rotor kan gjøres større enn i konvensjonelle motorer, skjønt den foreliggende motor alltid har en vel tilpasset strømverdi ved normale omdreiningstall og normal motorbelastning. I samsvar med dette kan foreliggende motor i henhold til oppfinnelsen ved et stort antall praktiske anvendelser eller praktisk talt i et hvert tenkbart tilfelle gis en optimal konstruksjon på vesentlig enklere måte enn ved konvensjonelle motorer.

Ved anvendelse av en kondensator dimensjonert i henhold til oppfinnelsen i serie med motorens hovedvikling samt ved drift av den magnetiske motorkrets i metningsområdet i kraft av den begrensede samlede energioverføring gjennom kondensatoren oppnås en motor som kan drives med maksimal flukstetthet under de fleste nettspenningsbetingelser, uten at det ved høye inngangsspenninger oppstår ekstremt høye motorstrømmer. Ved oppfinnelsens anordning utnyttes herunder det forhold at motorviklingenes induktans bare kan oppta en viss energimengde før det magnetiske material i motorens stator mettes og tillater utladning av kondensatoren. Når det magnetiske material i motoren mettes, utlades således kondensatoren gjennom motorviklingen og den tilkoblede spenningskilde, hvorpå kondensatoren lader seg opp i motsatt retning. Strømmen gjennom viklingen vil da skifte retning og kondensatoren vil gjøre tjeneste- som energikilde og opprettholde viklingsstrømmen. Dette fortsetter inntil vekselspennings-kilden forandrer polaritet. Inngangsspenningens spennings-tid-produkt vil da addere seg til de verdier som overføres til motorviklingen fra kondensatoren. Dette fortsetter slik inntil det oppnås et spennings-tid-produkt som til-svarer den høyeste verdi som den foreliggende vikling og motorstatorens magnetiske material kan oppta, hvorved det magnetiske material i motoren atter mettes. Kondensatoren utlader seg da gjennom motorviklingen, da denne har nådd sin metningsverdi, og spenningskilden vil så atter lade opp kondensatoren med motsatt polaritet. Strømmen gjennom motorviklingen vil da atter skifte retning og kondensatoren vil igjen utgjøre en strømkilde for strømtilførsel til motorviklingen. Dette fortsetter til spenningskilden igjen forandrer polaritet. Det magnetiske material som er tilordnet viklingen vil atter mettes og motorviklingens induktivitet vil da drastisk nedsettes, hvilket fører til utladning av kondensatoren gjennom viklingen. Denne prosess vil gjenta seg for hver halvperiode og føre til at motoren kan arbeide med maksimal flukstetthet og følgelig med maksimal trekkraft, maksimalt dreiemoment og maksimal mekanisk ytelse.

I henhold til oppfinnelsen oppnå maksimal flukstetthet, og da spenningen over kondensatoren vanligvis er meget høyere (skjønt ikke nødvendigvis) en vekselstrømkildens spenning, vil flukstettheten i statorens magnetkjerne være forholdsvis uavhengig av kildespenningen innenfor et temmelig stort amplitydeområde. Utover dette hindrer kondensatoren at det flyter uforholdsmessig høye strømmer gjennom motorviklingen når det magnetiske material mettes, da jo bare den energi som tilføres kondensatoren, hvilket vil si 1/2 CV 2, kan overføres til viklingen.

I henhold til oppfinnelsen er det således oppnådd en veksel-strømmotor som kan arbeide med høy virkningsgrad innenfor et bredt spenningsområde og herunder oppvise utmerkede drifts-egenskaper. Da kondensatoren begrenser den energimengde som overføres til motorviklingen i hver halvperiode, vil utbrenning av motoren vanligvis ikke forekomme. Hvis motoren overbelastes vil den bare bli brakt til stillstand, mens inngangseffekten i høy grad nedsettes. Dette har sin grunn i det forhold at seriekondensatoren da vil ha en meget lavere spenning enn normalt, da motoren ikke befinner seg i regulert drift og kondensatorens energiinnhold, 1/2 CV 2, vil være sterkt nedsatt.

I henhold til oppfinnelsen er det funnet at motorens drifts-egenskaper kan ytterligere forbedres hvis det anordnet en hjelpevikling på statorkjernen. Denne hjelpevikling er da koblet parallelt med seriekoblingen av hovedviklingen og kondensatoren. Det er nemlig funnet at denne hjelpevikling i tillegg til å frembringe det nødvendige dreiefelt for igangsetning av en enfasemotor, også frembringer et vesentlig høyere startmoment for motoren. Det har videre vist seg at så snart motoren har kommet opp i nominell hastighet ved nominell belastning, vil hjelpeviklingen ikke spille noen vesentlig rolle for motorens drift. Hvis imidlertid belastningen øker, vil hjelpeviklingen atter trekke strøm å arbeide som motorvikling, således at derved et ytterligere motordreiemoment oppnås. Ved en kraftig overbelastning vil imidlertid motoren fremdeles stå stille, uten derved å skades som følge av for høy strømbelastning. Så snart overbelastningen fjernes vil motoren atter komme igang og nå opp til sitt nominelle omdreiningstall. Den nevnte hjelpevikling har vanligvis meget høyere impedans enn statorens hovedvikling, og strømmen gjennom hjelpeviklingen vil derfor være forholdsvis lav sammenlignet med strømmen gjennom en induksjonsmotors hovedvikling.

Utover dette vil hjelpeviklingen tjene til begrensning av motorens inngangsstrøm, idet denne vikling etter hvert som inngangsspenningen eller motorhastigheten øker vil virke som en generatorvikling, da den induserte elektromotoriske kraft i viklingen vil overskride inngangsspenningen og frembringe en strøm som motvirker en del av den strøm som trekkes av hovedviklingen. Dette er naturligvis bare mulig på grunnlag av det forhold at hovedviklingen utgjør den primære kraftkilde i motoren.

Oppfinnelsen vil nå bli nærmere beskrevet ved hjelp av utførelseseksempler og under henvisning til de vedføyde tegninger, hvorpå:

Fig. 1 viser skjematisk et første utførelseseksempel,

Fig. 2 viser skjematisk et annet utførelseseksempel,

Fig. 3 er en skjematisk fremstilling av en tredje utførelses-form, og

Fig. 4 angir et fjerde utførelseseksempel.

Fig. 1 viser i skjematisk form en foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelsesgjenstand. En induksjonsmotor 10 med kortslutningsrotor er skjematisk opptegnet, og oppviser en stator 12 av magnetiserbart material samt en rotor 14

med kortslutningsvikling. Statoren har fire polstykker 16, 18, 20 og 22, skjønt naturligvis etter ønske også flere eller færre poler kan anvendes. I figuren er polstykkenes form bare skjematisk antydet, men i det fleste tilfeller vil polstykkene oppvise en innsnevring som fremmer magnetisk metning på disse steder. En optimal fysisk konstruksjon av motoren ligger imidlertid ikke innenfor oppfinnelsens ramme. Statorens hovedvikling 24 er vist viklet på polene 16 og 20 samt forbundet med inngangsklemmene 26 gjennom en seriekondensator 28. Kapasitetsverdien for kondensatoren

28 er ikke kritisk, men den må være tilstrekkelig stor til å gi en kapasitiv effektfaktor for seriekoblingen av kondensatoren og hovedviklingen 2 4 i motorens normale driftstilstand. En hjelpevikling er viklet om polstykkene 18 og 22, og denne vikling er koblet i parallell med seriekoblingen av hovedviklingen 24 og kondensatoren 28. Viklingen 30 har fortrinnsvis høyere induktans og impedans enn viklingen 24. Ved anvendelse av tynnere tråd kan f.eks. hjelpeviklingen ha betraktelig flere vinninger enn hovedviklingen. En startkondensator 32 i serie med en sentrifugalbryter er videre koblet parallelt med kondensatoren 28.

I drift vil den motor som er vist i fig. 1 arbeide på den måte som er antydet i beskrivelsesinnledningen. Når en vekselspenning påtrykkes klemmene 26, begynner således en oppladning av kondensatoren 28 og det vil da flyte en strøm gjennom hovedviklingen 24. En strøm vil også flyte gjennom viklingen 30, men denne vil være ute av fase med den hoved-sakelig kapasitive strøm i viklingen 24, hvilket vil ha som følge at det opprettes et dreiefelt som utøver et dreiemoment på rotoren 14. Ved dette tidspunkt frembringes en vesentlig andel av drivkraften av viklingen 30, idet hovedviklingen 24 og kondensatoren 28 ennå ikke er kommet i normal drift. Etterhvert som rotorhastigheten øker og den induserte elektromotoriske kraft mot den påtrykte spenning tiltar, vil den effektive induktans av viklingen 24 anta en sådan verdi at denne vikling sammen med kondensatoren 28 trer inn i normal driftstilstand. Det effektive spenning-tid-produkt for viklingen 24 og dens tilordnede magnetiske material vil med andre ord oppnå en tilstrekkelig høy verdi til å tillate drift av motoren på den måte som er beskrevet tidligere, hvilket vil si at kondensatoren 28 periodisk opplades, utlades og opplades på nytt i motsatt retning, og derved bringer det magnetiske material som er tilordnet viklingen 24 periodevis fra mettet tilstand i den ene feltretning til mettet tilstand i den annen feltretning, mens den midlere flukstetthet opprettholdes på temmelig høy verdi.

Når rotorens omdreiningstall nærmer seg den nominelle verdi, vil strømmen gjennom hjelpeviklingen 30 stadig avta. Denne vikling er fortrinnsvis dimensjonert slik at den fører minimal strøm ved normal motorhastighet og belastning samt ved nominell verdi av inngangsspenningen. Hvis imidlertid belastningen skulle øke eller omdreiningshastigheten avta av andre grunner, vil viklingen 30 atter trekke strøm og atter bidra til motorens trekkraft. Dette er meget for-delaktig, da hjelpeviklingen således kan bidra med et ekstra dreiemoment ved overbelastning. Hvis ikke motoren var utstyrt med en sådan hjelpevikling 30, ville en sådan overbelastning lettere bringe kondensatoren 28 og hovedviklingen 24 ut av normal arbeidstilstand, således at motoren ville stanse.

Skjønt den ikke er absolutt nødvendig, vil kondensatoren 32 ha en gunstig virkning på motorens drift, idet den vil med-føre et kraftigere startmoment ved å tillate at sterkere strøm flyter gjennom hovedviklingen 24 ved igangsetning av motoren. Når motoren har nådd en forut bestemt omdreinings-hastighet, vil sentrifugalbryteren 24 bli åpnet, således at kondensatoren 32 kobles ut av kretsen.

Fordelene ved foreliggende oppfinnelsesgjenstand vil fremgå av følgende eksempel. En vanlig kommersielt tilgjengelig kortslutningsmotor av type Dayton, model 5K989A med merke-verdi 1/4 hestekraft ved 1725 omdreininger pr. minutt,

ble modifisert i henhold til foreliggende oppfinnelse ved å koble inn en kondensator på 70 mikrofarad i serie med hovedviklingen på motorens stator. Kondensatorens høyeste spenning under drift var 180 - 190 volt. Motorens startvikling ble anvendt som den ovenfor beskrevne hjelpevikling og var herunder koblet direkte over inngangsklemmene, hvilket vil si at den sentrifugalbryter som normalt var innkoblet i startviklingskretsen herved ble forbikoblet. Denne bryter ble i stedet anvendt for innkobling av en ytterligere startkondensator på 120 mikrofarad (tilsvarende kondensatoren 32 i fig. 1) i hovedkretsen. Ingen indre for-andring ble gjort i motoren. Før den ovenfor angitte koblingsforandring var motorens virkningsgrad, hvilket vil si forholdet mellom avgitt og mottatt effekt, ved nominell

belastning og hastighet omkring 35 %. Etter koblingsfor-andringen ble det imidlertid med samme hastighet og belastning oppnådd en virkningsgrad på omtrent 60 %. På grunn av de store indre tap i den umodifiserte motor vil drift ved høyere utgangseffekt, hvilket teoretisk ville frembringe større virkningsgrad, ikke være mulig under lengere tid fordi motoren da ville bli overoppvarmet og eventuelt ut-brent. Fordi de indre tap er mindre i en motor som er modi-.fisert i henhold til oppfinnelsen, vil den samme motor kunne drives ved betraktelig høyere utgangseffekt med tilsvarende økning i virkningsgrad i dette tilfelle. Når den ombygde motor i henhold til oppfinnelsen således ble drevet til å frembringe en utgangseffekt på 0,4 hestekrefter, hadde den faktisk en virkningsgrad på omkring 75 % uten tegn til over-oppvarming. De indre effekttap i den modifiserte motor var under disse forhold faktisk mindre enn de tilsvarende effekttap i den umodifiserte motor under nominelle forhold.

Ved. den umodifiserte motor var inngangsstrømmen uten belastning og ved klemmespenning på 120 volt omtrent 6,3 ampere, hvilket var motorens nominelle strøm. Ved 140 volt steg imidlertid motorstrømmen til over 9 ampere og tiltar så raskt med økende inngangsspenning i sådan grad at motoren lett utbrennes. Den modifiserte motor hadde imidlertid under samme forhold en inngangsstrøm på omtrent 3,4 ampere ved en klemmespenning på 120 volt, og denne strøm var omtrent uforandret ved 140 volt, mens strømkurven hadde et nesten flat forløp ved spenningsøkning utover dette punkt.

Startmomentet var noe mindre for den modifiserte motor enn for den umodifiserte, men var helt tilstrekkelig ved inngangsspenninger større enn 80 volt. Startmomentet kan imidlertid økes ved å øke kapasitetsverdien for startkondensatoren 32. Motoren i henhold til foreliggende oppfinnelse skiller seg således fra en vanlig fasedelt motor ved at den har tilstrekkelig startmoment ved alle normale klemmespenninger

og for alle normale anvendelser, selv uten ytterligere start-kapasitet.

Den samme Dayton-motor ble så ytterligere modifisert, idet

en kondensator på 100 mikrofarad ble innkoblet i stedet for den ovenfor omtalte kapasitet på 70 mikrofarad (kondensatoren 28). Denne kondensator arbeidet også ved en høyeste spenning på 180 til 190 volt. I dette tilfelle ble motorens virkningsgrad funnet å være omkring 51 % ved nominell belastning og hastighet, og atter kunne motoren drives ved høyere utgangseffekt uten fare for utbrenning, nemlig ved en belastning på omkring 0,4 hestekrefter, med en virkningsgrad på omkring 75 %. Motorstrømmen var ved 120 volt omkring 5,1 ampere og steg til omkring 5,3 ampere ved 140 volt,

mens strømstigningen var ganske moderat ved ennå høyere spenninger. Startmomentet for den således ytterligere modifiserte motor var fremdeles mindre enn for den umodifiserte motor, men likevel større enn for den først modifiserte motor i det ovenfor angitte eksempel.

Fig. 2 viser en modifisert utførelse av motoren i fig. 1,

idet samme henvisningstall er anvendt for tilsvarende komponenter i de to figurer. Som det vil fremgå av fig. 2, tjener sentrifugalbryteren 34 i dette tilfelle både til å

fjerne startkondensatoren 32 og hjelpeviklingen 30 fra motorens drivkrets etter at motoren har kommet opp i hastig-

het. Denne motorkrets kan anvendes i de tilfeller det er ønskelig at motoren skal bringes til stillstand ved over-, belastning og ikke settes igang igjen før overbelastningen er fjernet. I dette tilfelle kan sentrifugalbryteren 34

være av en sådan kjent type som ikke kan sluttes på nytt før effekttilførselen er koblet ut. Skjønt startkonden-

satoren 32 ikke er absolutt nødvendig for motorens drift,

må ekstraviklingen 30 være nærværende i en enfasemotor for å sikre at et dreiefelt kan opprettes for start av motoren.

Så snart motoren har kommet opp i tilstrekkelig hastighet

til å tillate at seriekoblingen av kondensatoren 28 og viklingen 34 kommer i normal driftstilstand, er viklingen 30 ikke lenger nødvendig for motorens drift, skjønt den vanligvis er ønskelig. Selv om en enfasemotor her er blitt

vist og beskrevet, vil det innses at foreliggende oppfinnelse like godt kan anvendes i forbindelse med trefase-motorer eller flerefasemotorer, idet en seriekondensator anordnes i hver fase. Når det gjelder motorer med flere enn en fase vil ingen startvikling være nødvendig, men anvendelse av en ekstravikling vil fremdeles være gunstig av de grunner som er angitt ovenfor. Det vil forstås at det bare trengs en eneste ekstravikling for å oppnå den ønskede driftstilstand, men ved en trefasemotor vil likevel tre sådanne viklinger, nemlig en for hver fase være å fore-trekke .

Fig. 3 viser en utførelse som i henhold til oppfinnelsen er innrettet for å drives fra en likestrømkilde, og som ytterligere er utført for å løpe med større hastighet og således større forhold mellom motorytelse og motorstørrelse. I dette tilfelle er tegningen forenklet ved at motorens stator er utelatt, men det bør forstås at den kan være ut-ført på samme måte som angitt i fig. 1. Startkondensatoren og sentrifugalbryteren er også for enkelthets skyld utelatt, men disse komponenter vil normalt bli anvendt. Atter anvendes samme henvisningstall for å betegne tilsvarende komponenter som i de øvrige figurer. I tillegg til selve motoren er det vist en strømretter som omfatter et par styrte silisiumlikerettere SCR^ og SCR2 > et par dioder D^ og D2 samt en oscillerende styrekrets 36. Strømretteren er videre utstyrt med et par inngangsklemmer 38 anordnet for tilslutning til en likespenningskilde. Den viste strømretterkrets for motoren er selvkommuterende, hvilket vil si at oscillatorkretsen 36 frembringer triggerpulser for åpning av de styrte likerettere, mens motorkretsen selv sperrer disse likerettere i riktig øyeblikk. Den oscillerende styrekrets 36 er av konvensjonell utførelse og kan ha fast eller variabel utgangsspenning etter ønske, slik det vil være kjent av fagfolk på området.

Virkemåten for denne krets vil nå bli beskrevet. For enkelthets skyld sees det bort fra strømmen gjennom hjelpeviklingen 30, da denne ikke i vesentlig grad påvirker arbeidsfunksjonen for resten av kretsen. Likeretteren SCR^ trigges til ledende tilstand av den oscillerende styrekrets 36, som bringer en strøm 1^ til å flyte i den retning som er angitt i fig. 3. Det antas at viklingen 24 er mettet ved dette tidspunkt. Etter hvert som kondensatoren 28 lades opp med positiv ladning på sin venstre plate, vil strømmen gjennom viklingen 24 avta inntil det magnetiske material som er tilordnet denne vikling bringes ut av denne metningstilstand. Ved dette tidspunkt vil ladningen på kondensatoren 28 være tilstrekkelig stor til å få strømmen gjennom viklingen 24 til å forandre retning, idet kondensatorspenningen er større enn drivkildens like-spenning. Strømmen får da en retning som vist ved I2 i fig. 3. Denne omvendte strøm I2 flyter gjennom dioden

og bringer derved likeretteren SCR^ til sperretilstand. Dette fortsetter inntil motorens oscillerende styrekrets 36 trigger likeretteren SCR2 til ledende tilstand. Dette fører til fjerning av drivkildens spenning som virker mot spenningen over kondensatoren 28, hvilket virker som om det plutselig ble addert en spenning lik drivkildens spenning til den spenningsverdi som tidligere var påtrykket viklingen 24. Det samlede spenning-tid-produkt som viklingen 24 utsettes for, overskrider raskt den tilsvarende verdi som viklingen 24 og det tilordnede magnetiske material er i stand til å oppta, og det magnetiske material går da i metning hvilket fører til en nedsatt induktans for viklingen 24. Kondensatoren 28 utlades da gjennom viklingen 24, og denne utladningsstrøm er vist som I, i fig. 3. Kondensatoren 28 innleder deretter sin oppladning med motsatt polaritet, hvilket vil si med høyre kondensatorplate positiv. Mens kondensatoren 28 opplades ved denne nye og motsatte polaritet, vil strømmen gjennom viklingen 24 avta med det resultat at den bringes ut av metningstilstanden og til et høyere impedansnivå. Strømmen gjennom viklingen 24 vil skifte retning når den høyre plate i kondensatoren 28 blir positiv i forhold til den venstre plate. Denne strøm er vist som 1^ i fig. 3 og passerer gjennom dioden D2,og bringer dermed

SCR2 til sperretilstand.

Denne tilstand vedvarer inntil styrekretsen 36 atter trigger SCR-j til ledende tilstand. Likespenningskildens spenning kommer nå i tillegg til spenningen over kondensatoren 28

med det resultat at det maksimale spenning-tid-produkt for viklingen 24 og dens tilordnede magnetiske material over-skrides, således at dette magnetiske material atter bringes til metningstilstand og den strøm som flyter i kretsen

atter er 1^. Arbeidssyklen vil da gjenta seg selv. Ved denne utførelse oppnås således en selvkommuterende veksel-strømmotor/strømretter av induksjonstype og som kan drives fra en likestrømkilde. Som anvendt her, omfatter uttrykket "vekselspenning" både en normal nettspenning og en spenning hvis polaritet periodisk omkastes ved hjelp av en strøm-retter. Motorens drivfrekvens bestemmes naturligvis av frekvensen på utgangssiden av styrekretsen 36. Motorens spenning-tid-produkt må være slik at det ønskede området av driftfrekvenser kan benyttes. Ved å variere utgangsfrekvensen fra styrekretsen 36, kan en motor med effekttilførsel fra en likespenningskilde anvendes for å drive utstyr som krever variabel hastighet, uten anvendelse av kompliserte styre-kretser eller spesialbygde kostbare motorer,. Hvis så ønskes kan den avgitte frekvens fra styrekretsen 36 reguleres ved hjelp av et hensiktsmessig hastighetsfølsomt tilbakekoblings-nettverk, som f.eks. styres av en hastighetsmåler. Ved en sådan utførelse kan det oppnås konstant motorhastighet.

En ytterligere utførelse av foreliggende oppfinnelsesgjenstand er vist i fig. 4. Denne utførelse er av samme art som den viste utførelse i fig. 1, bortsett fra at en følerkrets 40 er anordnet for avføling av effektivverdien av den vekselspenning som påtrykkes motoren, samt styring av hensikts-messige koblingsinnretninger, slik som f.eks. triakelementer 42 og 44, som hvert kan koble inn en ytterligere kondensator 28' eller 28'' i parallell med kondensatoren 28. Denne tilleggskrets kan anvendes i stedet for eller i tillegg til startkondensatoren 32 og bryteren 34, som er vist i fig. 1. Følerkretsen 40 tjener til å bestemme drivspenningens effektivverdi og å innstille en tilsvarende kapasitets-verdi i serie med motorviklingen 24. Denne kapasitets-verdi er en invers funksjon av drivspenningen, således at jo høyere den effektive inngangsspenning er, dessto mindre seriekapasitet vil være påkrevet. Anvendelse av triakelementer tillater inn- og utkobling av kapasiteter i kretsen ved vekselstrømmens nullpunktgjennomganger, således at ingen koblingstransienter vil opptre. Ved hjelp av denne teknikk kan en motor i henhold til oppfinnelsen tilpasses enhver standard nettspenning, helt fra 90 volt som anvendes i Japan til 260 volt som anvendes visse steder i Europa.

En sådan motor vil også tillate tilfredsstillende drift både ved nettfrekvenser på 50 og 60 Hz, uten spesiell innstilling.

Claims (6)

1. Elektrisk vekselstrømmotor, særlig induksjonsmotor med kortslutningsrotor, og som omfatter en stator med magnetkjerne (16) og en hovedvikling (24), en rotor (14) samt en kondensator (28) , som sammen med satorens hovedvikling danner en seriekobling som er tilsluttet en vekselspenningskildes tilkoblingsklemmer (26), idet kondensatorens kapasitet er valgt slik at seriekoblingen får en kapasitiv effektfaktor, karakterisert ved at kondensatoren (28), når motoren (10) arbeider i metningsområdet for statorens magnetkjerne, kan lades opp til en spenning som sammen med spenningskildens vekselspenning er tilstrekkelig til at spenningen over statorens hovedvikling (24) multiplisert med tiden spenningen påtrykkes frembringer periodevis metning av statorens magnetkjerne (16), således at kjernen for hver halvperiode av vekselstrømmen forandrer metningstilstand fra den ene til den annen magnetiske feltretning.

2. Vekselstrømmotor som angitt i krav 1, og hvis stator er forskynt med en hjelpevikling (30) med høyere induktans enn hovedviklingen (24), karakterisert ved at hjelpeviklingen (30) er koblet i parallell med seriekoblingen av hovedviklingen (24) og kondensatoren(28).

3. Vekselstrømmotor som angitt i krav 2, karakterisert ved at en sentrifugalbryter (34) er anordnet for å koble ut hjelpeviklingen (30) ved et gitt omdreiningstall for rotoren (14).

4. Vekselstrømmotor som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at en ytterligere kondensator (32) er anordnet for å kunne kobles parallelt med den førstnevnte kondensator (28) ved hjelp av en bryter.

5. Vekselstrømmotor som angitt i krav 4, karakterisert ved at bryteren utgjøres av en sentrifugalbryter (34) som påvirkes av rotorens_om-.. dreining.

6. Vekselstrømmotor som angitt i krav 4, karakterisert ved at bryteren er innrettet og anordnet for å påvirkes av effektivverdien av veksel-spenningskildens klemmespenning.