Induzierte Wicklung für Kaskadenmotoren. Es sind bereits induzierte Wicklungen (Läuferwicklungen) von Wechselstrom-Induk tionsmotoren bekannt, welche zusammenwir kend mit geeigneten induzierenden Wicklun gen (Ständerwicklungen) die Greschwindig- keitsänderungen und sonstigen Vorteile zweier in Kaskade geschalteten Motoren verschiede ner Polzahl an einem einzigen Motor ergeben und zwar dadurch, dass die in einer solchen Wicklung induzierten Ströme je nach Ver bindung der Wicklungsteile gleichzeitig zwei Drehfelder verschiedener Polzahl oder nur eines von diesen erzeugen.
Diesen bereits bekannten Wicklungen haf ten ihre praktische Verwendbarkeit in Frage stellende Nachteile an, hauptsächlich ihre auf zusätzlichen Leitern oder Zusatzwicklungen beruhende Kompliziertheit, ferner unvollstän dige Ausnützung der Wicklungsteile bei ein zelnen Umlaufzahlen usw.
Die im Folgenden beschriebene Anord nung vermeidet die angegebenen und weitere Nachteile.
Die Beschreibung erfolgt beispielsweise für eine dreiphasige Läuferwicklung, welche in einem zwei- oder vierpoligen induzieren den Drehfelde entweder gleichzeitig ein zwei- und ein vierpoliges induziertes Drehfeld oder nur ein zwei- oder vierpoliges erzeugt. Die behufs praktischer Verwendung notwendige Erweiterung des beschriebenen Falles auf Vielfache der Polzahlen zwei und vier ist ohne weiteres durch das Folgende gegeben.
Die Figuren 1 und 2 zeigen, und zwar Fig. 1 als Schaltungsschema, Fig. 2 als Wick lungsbild, dass die Wicklung im betrachteten Falle aus sechs Wicklungsteilen (Spulen) I bis VI besteht, von welchen die Paare I-IV, III-VI und V-II, abgesehen vom Vorzeichen, je zu gleicher Phase der vom induzierenden zwei- oder vierpoligen Dreh felde induzierten elektromotorische Kräfte (E M K) gehören; Wicklungsteil I ist mit II, III mit IV, V mit VI gegensinnig verbun den, an den Verbindungspunkten I-II, III-IV, V-VI liegen mittelst der Schleif ringe S fixe oder veränderliche in Stern oder Dreieck geschaltete Widerstände W Die den Wicklungsteilen beigesetzten Ziffern 1, 2, 3 bedeuten die Phasen der vom induzie- renden zweipoligen Felde darin induzier ten E M K.
Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1 und 2 in einem zweipoligen induzie renden Felde lässt sich wie folgt beschreiben In den Wicklungsteilen I bis VI werden vom zweipoligen induzierenden Drehfelde der Reihe nach elektromotorische Kräfte (E M K) von folgender Form induziert: I. E ein wt = e1, II. E sin (wt - 60 ) = es, III. E sin (wt-120 ) = e2, IV. Esin (wt-180 ) = - e1, V. E ein (wt - 240 ) = e3, VI. E ein (wt - 300 ) = - e2, wobei w = 27.nv und nv die Periodenzahl ist.
Bei geöffnetem Sternpunkt der vorherge nannten Widerstände W (siehe Fig. 1), wel cher Fall unendlich grossen äussern Wider standswerten entspricht, sind nur drei aus je zwei Wicklungsteilen bestehende Strom kreise vorhanden und zwar: I II, III, IV und V VI; in diesen ergeben sich aus den obigen Werten wegen des gegensinnigen An- schlusses der Wicklungsteile II, IV, und VI der Reihe nach die E M K: e1 - (- e3) = e1 + e3, e2 - (- e1) = e2 + e1, e3 - (- e2) = e3 + e2 oder E ein (wt + 60 ), E ein (wt - 60 ), E ein (wt - 180 ).
Diese E M K folgen zeitlich mit einem Phasenabstand von je 120 Grad 1/3 Periode aufeinander; ebenso folgen die in den drei Stromkreisen I II, III IV und V VI da durch erregten Ströme von gleicher Amplitude j1 = 2a, j2 = 2b, j3 = 2c in demselben Phasenabstande zeitlich aufeinander, so dass jederzeit 2a + 2b + 2c = 0, also auch a+b+c=0 ist.
Die in gleichen räumlichen Abständen angeordneten Wicklungsteile I bis VI führen unter Berücksichtigung der gegensinnigen Stromrichtung in II, IV und VI die Ströme: 2a -2a 2b -2b 2c -2c Diese können wegen der Beziehung a + b + c = 0 auch folgenderweise geschrie ben werden
EMI0002.0000
I. <SEP> 2a <SEP> = <SEP> a <SEP> + <SEP> a <SEP> = <SEP> a <SEP> - <SEP> (b <SEP> + <SEP> c) <SEP> = <SEP> - <SEP> c <SEP> + <SEP> (a <SEP> - <SEP> b)
<tb> II. <SEP> - <SEP> 2a <SEP> = <SEP> - <SEP> a <SEP> - <SEP> a <SEP> = <SEP> - <SEP> a <SEP> + <SEP> (b <SEP> + <SEP> c) <SEP> = <SEP> b <SEP> +(c <SEP> - <SEP> a)
<tb> III. <SEP> 2b <SEP> = <SEP> b <SEP> + <SEP> b <SEP> = <SEP> b-(c <SEP> + <SEP> a) <SEP> = <SEP> - <SEP> a <SEP> + <SEP> (b <SEP> - <SEP> c)
<tb> IV.
<SEP> - <SEP> 2b <SEP> = <SEP> - <SEP> b <SEP> - <SEP> b <SEP> = <SEP> - <SEP> b <SEP> +(c <SEP> + <SEP> a) <SEP> = <SEP> c <SEP> + <SEP> (a <SEP> - <SEP> b)
<tb> V. <SEP> 2c <SEP> = <SEP> c <SEP> + <SEP> c <SEP> = <SEP> c <SEP> - <SEP> (a <SEP> + <SEP> b) <SEP> = <SEP> - <SEP> b <SEP> + <SEP> (c <SEP> - <SEP> a)
<tb> VI. <SEP> - <SEP> 2e <SEP> = <SEP> - <SEP> c <SEP> - <SEP> c <SEP> = <SEP> - <SEP> c <SEP> + <SEP> (a <SEP> + <SEP> b) <SEP> = <SEP> a <SEP> + <SEP> (b <SEP> - <SEP> c) Das in Fig. 3 dargestellte Stromdiagramm zeigt diese Stromzerlegung; die Umlaufrich tung des induzierenden zweipoligen Dreh feldes ist durch den äussern Pfeil gegeben. Aus der analytischen Stromzerlegung und dem Stromdiagramme ist Folgendes ersicht lich 1.
Die Stromteile -c, b, -a, c, -b, a folgen in den Wicklungsteilen I bis VI mit je 60 = 1/6 Periode Phasenabstand gleich sinnig mit dem induzierenden zweipoligen Drehfelde aufeinander und erzeugen daher ein mit Letzterem gleichlaufendes zweipoliges induziertes Drehfeld.
2. Die Stromteile (a-b), (c-a), (b-c), (a-b), (c-a), (b-c), folgen mit je 120 = 1/3 Periode Phasenabstand gegensinnig zum in duzierenden zweipoligen Drehfelde aufeinan- der; da sich hierbei in den Wicklungsteilen IV, V und VI die Stromteile der Wicklungs teile I, Il, III wiederholen, entsteht dadurch ein zum induzierenden zweipoligen Drehfelde gegenläufiges vierpoliges induziertes Drehfeld.
Die beschriebene induzierte Wicklung er zeugt also in einem induzierenden zweipoli gen Drehfelde bei geöffneten Sternverbin dungen der mittleren Widerstände W (siehe Fig. 1), (also bei offenen mittleren Abzwei gungen) gleichzeitig zwei Drehfelder, ein zwei poliges und ein dazu gegenläufiges vierpoliges.
Im Falle eines vierpoligen induzierenden Drehfeldes lässt sich durch eine der vorher durchgeführten ähnliche Stromzerlegung zei gen, dass die beschriebene induzierte Wick lung in diesem Falle bei offenen mittleren Abzweigungen gleichzeitig wieder zwei Dreh- felder, ein vierpoliges und ein dazu gegen läufiges zweipoliges erzeugt.
Bei Kurzschluss der mittleren Abzweigun gen (Verbindungspunkte I-II, III-IV, V-VI untereinander kurzgeschlossen, also Widerstände W gleich Null) zerfällt die be schriebene induzierte Wicklung in sechs von einander unabhängige Stromzweige, die Pha sen und die Phasenfolge der in letzteren in duzierten Ströme werden durch das jeweils vorhandene induzierende Drehfeld bestimmt und muss sich, wie ohne weiteres ersichtlich, die Wicklung in einem induzierenden zwei poligen Drehfelde wie eine normale zwei- polig-sechsphasige Kurzschlusswicklung, in einem induzierenden vierpoligen Drehfelde wie eine normale vierpolig-dreiphasige Kurz schlusswicklung verhalten, sie erzeugt also in diesem Falle nur das der Polzahl des in duzierenden Drehfeldes entsprechende gleich.
laufende induzierte Feld und kein gegen läufiges von doppelter oder halber Polzahl.
Durch Veränderung des Wertes der mitt leren in Stern oder Dreieck verbundenen Wi derstände kann das jeweilige Verhältnis der maximalen Feldstärken der beiden gleich zeitigen Läuferfelder verändert werden, da die allmähliche Veränderung dieser Wider stände von unendlich bis Null das allmäh liche Verschwinden des gegenläufigen Läufer feldes bewirkt.
Durch passende Wahl der Daten der Wicklungsteile, ihrer Nutenzahlen, Windungs zahlen, Widerstände usw. wird das erwähnte Verhältnis für bestimmte Werte der Wider stände vorteilhaft eingestellt. Es können beispielsweise sämtliche Wicklungsteile mit gleicher Nutenzahl und gleichem Gesamt kupferquerschnitt pro Nut ausgeführt sein.
Sämtliche Wicklungsteile werden im gan zen Verwendungsbereiche ausgenützt und mit Stromwärme belastet.
Von den Verwendungszwecken der vor beschriebenen Wicklung seien Folgende an geführt Mit derselben werden die Geschwindig keitsänderungen zweier in Kaskade geschal teten verschiedenpoligen Motoren an einem einzigen Motor erzielt, ebenso mehrere wirt schaftliche Umlaufstufen desselben im an genäherten Verhältnisse. von 1/3 : ¸ : 1 bei auf die doppelte Polzahl umschaltbarer und von 1/3 : ¸ oder von 1/3 : 1 bei nicht um schaltbarer induzierender Wicklung.
Die Verbindung der vorbeschriebenen Läu ferwicklung mit einer in jeder Phase aus zwei parallelen Stromzweigen bestehenden Ständerwicklung ergibt einen zwischen zwei bestimmten wirtschaftlichen Umlaufstufen mittelst der mittleren Widerstände-regelbaren Motor.
Weiters kann die vorbeschriebene Läufer wicklung dazu dienen, das Anlaufmoment des Motors zu erhöhen, da der Motor mittelst dieser Läuferwicklung das Anlaufmoment einer Kaskadenschaltung erhält.
Ein weiterer Verwendungszweck der vor beschriebenen Läuferwicklung besteht darin, eine geringere wirtschaftliche Umlaufzahl zu erhalten, als sie bei normalen Wicklungen zufolge deren Polzahl vorhanden wäre und die Herstellung der Ständer- und Läufer wicklung durch Verminderung ihrer normalen Polzahl zu vereinfachen und zu verbilligen.