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Schnellaufender Drehfeldmotor.
Zum Betrieb von schnellaufenden Motoren ist bereits vorgeschlagen worden, eine Anordnung zu verwenden, bei welcher die durch Eisensättigung erzeugten dritten Harmonischen des Drehstromnetzes zur Erregung des Motors dienen. Zu diesem Zweck hat man beispielsweise zwei gesättigte Transformatoren verwendet, deren Primärwicklungen so geschaltet sind, dass die Grundwellen der Flüsse der beiden Transformatoren um 300 gegeneinander versetzt sind. Jeder Transformator erhält eine Dreieekswicklung, welche eine Phasenwicklung des zweiphasigen Drehfeldmotors speist.
Da die dem Motor zdgeführten Spannungen der dritten Harmonischen um 900 gegeneinander versetzt sind, so erhält man im Motor ein vollständiges Drehfeld. Man kann auch einen Drehstrommotor betreiben, indem man aus den um 90 versetzten Spannungen der dritten Harmonischen mit Hilfe einer Scottschen Schaltung Drehstrom erzeugt, oder man kann drei gesättigte Transformatoren verwenden, deren Grundwellen um 200 gegeneinander versetzt sind.
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setzte Pole, die dreiphasig so erregt werden, dass kein Fluss der Grundwelle aus den Polen austreten kann. Die Wicklungsschaltung wird dabei so getroffen, dass die durch Sättigung des Ständers in den Polen
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Durch die so entstehenden Flüsse der dritten Harmonischen wird im Läufer ein Drehfeld erzeugt, welches mit der dreifachen Netzfrequenz umläuft.
Die Erfindung fusst darauf, dass zwischen den Jochen eines dreischenkligen Transformators ein magnetisches Gefälle der dritten Harmonischen entsteht, wenn keine
Dreieckswicklung vorhanden ist. Die Wicklungen müssen daher in Stern bzw. Zickzack geschaltet werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für einen Motor mit vier Polen dargestellt. Die
Pole sind mit 1 und l'und 2 und 2'bezeichnet. Wie die Figur zeigt, werden die Pole dreiphasig erregt.
Zum besseren Verständnis ist in Fig. 2 der Motor in Abwicklung dargestellt und die Wicklungssehaltung angegeben, aus der hervorgeht, dass sie so getroffen ist, dass die drei Schenkelflüsse der Grundwelle eines
Poles sich zu Null ergänzen.
U, V und W bedeuten die Phasen des Drehstromnetzes. Die Pole sind so erregt, dass in der Ab- wicklung die Flüsse der dritten Harmonischen in den Polen 1 und l'eine Phasenverschiebung von 180 gegeneinander besitzen. Ebenso besitzen die Flüsse der dritten Harmonischen in den Polen 2 und 2' eine Phasenverschiebung von 1800 gegeneinander. Es bilden sich somit zwei Flüsse der dritten Har- monischen aus, die den Läufer radial durchsetzen und um 900 gegeneinander verschoben sind, von denen
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lungsschaltung so getroffen,
dass die Flüsse der Grundwelle in den Schenkeln des Poles 1 um 300 gegenüber den entsprechenden Schenkelflüssen der Grundwelle im Pol 2 und die Schenkelflüsse der Grundwelle im Pol l'um 300 gegenüber den entsprechenden Schenkelflüssen im Pol 2'verschoben sind, während die Schenkelflüsse der Grundwelle im Pol 1 gegenüber den entsprechenden Schenkelflüssen im Pol l' um 180 und ebenso die Schenkelflüsse der Grundwelle im Pol 2 gegenüber den entsprechenden Schenkel-
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Poles in Zickzack mit plus bzw. minus 150 Drehung für die Grundwelle geschaltet.
Man könnte aber auch die Wicklungen des einen Polpaares 1 und 2 in Stern und die des andern l'und 2'in Zickzack mit 30 Drehung schalten. Statt die Wicklungen der Polpaare, wie in der Zeichnung dargestellt, in Reihe zu schalten, kann man sie auch parallel schalten. Die Schenkel der Pole besitzen einen solchen Querschnitt, dass Sättigung auftritt. Die übrigen Teile des magnetischen Kreises dagegen werden so gewählt, dass in ihnen keine Sättigung auftritt, um Unsymmetrien zu vermeiden. Da die den Anker durchsetzenden Flüsse der dritten Harmonischen um 90 gegeneinander versetzt sind, so erzeugen diese Flüsse im Läufer ein Drehfeld, welches mit der dreifachen Netzfrequenz umläuft.
Man kann sich, wie aus Fig. 2 hervorgeht, den Motor als Zusammenfassung von vier einzelnen Kerntransformatoren mit gemeinsamem Aussenjoehring 4 vorstellen. Je zwei solcher Transformatoren, die. einander gegenüberliegen, gehören zusammen und sind so geschaltet, dass, wie bereits erwähnt, der zwischen den Jochen sich ausbildende Fluss der dritten Harmonischen den in Fig. 1 in der Mitte angedeuteten Läufer 3 radial durchsetzt.
Je nachdem, ob man den Motor als Kurzschlussläufer oder als mit Gleichstrom erregten Läufer (Schenkelpol- oder Zylinderläufer) ausbildet, erhält man auch mit einem solchen Ständer die verschiedenen Arten von sonst bekannten Maschinen (Asynchron-und Synchronmaschinen). Man kann auch beispielsweise den Läufer aus Permanentstahl, z. B. aus ausseheidungsgehärtetem Magnetstahl herstellen, insbesondere kann man den Läufer als zylindrische Trommel aus Permanentmagnetstahl ausbilden. Man erhält dann einen Synchronmotor mit asynchronem Anlauf.
Im Ausführungsbeispiel ist ein Motor mit vier Polen (zwei Polpaaren) dargestellt. Man kann aber auch nur drei Pole verwenden, wobei bei drei Polen die Flüsse der dritten Harmonischen um 120 gegen- einander versetzt, werden. Man kann aber auch z. B. sechs Pole (also drei Polpaare) verwenden, wobei die einzelnen Pole räumlich um 600 gegeneinander versetzt werden, und die Wicklungsschaltung kann so getroffen werden, dass auch die Flüsse der dritten Harmonischen in den einzelnen Polen um 60 gegen- einander versetzt sind.