Wechselstrommotor mit umschaltbarer Polzahl. Die Erfindung bezieht sich auf einen Wechselstrommotor mit umschaltbarer Pol zahl. Wie bekannt, kann bei Wechseilstrom- induktionsmotoren die synchrone Umdre hungszahl geändert werden durch Umschal tung der Polzahl. Zu diesem Zwecke wird in dem dazu geeigneten Teil der Statorwick lung die Stromrichtung umgekehrt.
Wenn die Anzahl der hintereinander ge schalteten Windungen ungeändert bleibt, er fordert diese Umschaltung zu gleicher Zeit eine Änderung der aufgedrückten Spannung, und zwar muss diese, damit der Leerlauf strom nicht aussergewöhnlich hoch wird, bei höherer Polzahl verringert werden.
Wenn man zum Beispiel von 4 auf 8 Pole umschalten würde, ohne die aufgedrückte Spannung zu ändern, würde bei den bekann ten Maschinen der Leerlaufstrom vier- bis sechsmal den ursprünglichen Wert erhalten, wodurch der Motor bei Belastung ganz be- stimmt verbrennen würde. In vielen Fällen kann man sich helfen durch Parallelschal tung der zwei Hälften der Wicklungen bei Benutzung der niedrigsten Polzahl und durch Reihenschaltung bei der höchsten Pol zahl.
Selbstverständlich kann bei einem sol chen Motor von einer einigermassen normalen Belastung des vorhandenen Kupfers keine Rede sein, weil bei vierpoligem Betrieb in Parallelschaltung der wirksame Querschnitt viel grösser ist als erforderlich, während die ser beim achtpoligen Betrieb noch gerade ge nügen kann.
Da sich beim Übergang von einer Pol zahl auf die andere der Wicklungsfaktor ändert, ist das vorhandene Drehmoment bei der höheren Polzahl niedriger als bei der niedrigen Polzahl. Ferner ist die normale Wicklung gewöhnlich verteilt überungefähr zwei Drittel des Stat.orumfanges, das heisst es befinden sich in dem Stator noch Nuten, welche gar keine Wicklung enthalten.
Die vorliegende Erfindung hat nun zum Zweck, die obengenannten Nachteile zu be seitigen und dadurch einen Wechselstrom induktionsmotor zu erhalten, welcher sowohl für die höchste, als auch für die niedrigste Polzahl annähernd dasselbe Drehmoment er zeugen kann, auch wenn die aufgedrückte Spannung dieselbe bleibt.
Dies wird beim Motor gemäss der Er findung dadurch erreicht, dass in den von der Hauptwicklung freigelassenen Nuten des Stators, sowie in dem noch vorhandenen freien Raum der übrigen Nuten eine beim Einschalten der höchsten Polzahl in Reihe mit der Hauptwicklung zu schaltende Zusatz wicklung angeordnet ist, wobei die Win dungszahlen beider Wicklungen von Nut zu Nut sich in umgekehrtem Sinne ändern, wenn man von einer Spulenaxe nach aussen fortschreitet.
In der Zeichnung sind in Fig. 2 bis 4 drei Ausführungsbeispiele des Erfindungs gegenstandes schematisch dargestellt, und es ist in Fig. 4 eine zahlenmässige Angabe für den Leiterbestand pro Nute und Wicklung zur Klarlegung der Verhältnisse in den einzelnen Nuten hinzugefügt.
Fg. 1 zeigt die Abwicklung eines Sta- tors üblicher Bauart mit darin vorgesehenen Nuten und Spulen C-F für eine Dreiloch wicklung; Fig. 2 zeigt denselben Stator mit eben falls darin angeordneten Spulen C-F und mit Spulen G-K, welch letztere bei acht- poliger Schaltung als Zusatzwicklung in Reihe mit der Hauptwicklung dienen; Fig. 3 zeigt denselben Stator mit darin angeordneten Spulen C-F gemäss Fig. 1 und 2, aber in etwas anderer Weise angeordne ten Spulen G-K;
Fig. 4 zeigt einen Stator mit Zusatz- und Hauptwicklung nach Fig. 3 mit zahlen mässigen Angaben für den Leiterbestand pro Nut und Wicklung, welcher Stator ausser dem zwei Anlasswicklungen trägt, In Fig. 1 ist ein Stator A gezeigt, mit darin vorgesehenen Nuten B, numeriert von 1 bis 32. und Spulen C, D, E, F. Beim Ein schalten, wobei der Strom in den Stator stäben in der Pfeilrichtung verläuft, wird der Stator vierpolig sein. Die erste Spul der zur niedrigsten Polzahl gehörenden Wicklung ist nämlich in den Nuten 3 bis 6, 2 bis 7, 1 bis 8 angeordnet, und zwar dass in 3 und 6 die niedrigste und in 1 und 8 die höchste Anzahl Windungen untergebracht ist.
Dadurch erhält man eine Wicklung für vierpoligen Betrieb, ausge führt als Dreilochwieklung, mit zwei un- benützten Nuten in der Mitte der Spulen.
In Fig. 2 ist eine Zusatzwicklung G, H, I, K vorgesehen, mit einer derartigen An zahl Windungen pro Nut, dass die gesamte Anzahl Drähte in den beiden äussern Nuten 1 und 4, 5 und 8 usw. im Bereich je einer Spulenhälfte der Hauptwicklung geringer ist als die Anzahl Drähte in den dazwischen an geordneten Nuten 2 und 3, 6 und 7 usw.: dadurch wird erreicht, dass die erwünschte Eigenschaft für den sinusoidalen Verlauf des Feldes bei achtpoliger Wickung erhalten bleibt.
In Fig. 3 ist eine etwas andere Anord nung angegeben, wobei die Spulen G, H, I und K symmetrisch zu den Spulen C, D E und F angeordnet sind, ohne dass hier durch die Wirkung des Motors beeinträch tigt wird. Die in der Fig. 3 angegebene Wicklung ergibt sogar der Fig. 2 gegenüber durch die geringere Länge der Wickelköpfe eine Kupferersparnis, und ist darum vorzu ziehen.
Manchmal ist eine Anlasswicklung erfor derlich, da Einphaseninduktionsmotoren kein Anlaufdrehmoment besitzen und darum das selbe künstlich geschaffen werden muss. Diese Aulasswicklung kann dann in dersel ben Weise wie die Hauptphase umschaltbar ausgeführt sein und muss lediglich in bezug auf die Hauptphase verschoben angeordnet sein, weil die Hilfswicklung der kIauptphase gegenüber phasenverschoben sein muss. In F ig. 4 ist eine beispielsweise zahlen mässige Angabe für den Leiterbestand (w) pro Nut und Wicklung für den Ständer nach Fig. 3 aufgeführt, zur Klarlegung der Ver hältnisse für die Nuten 26 bis 32, woraus die Anordnung der Wicklung deutlicher zu erkennen ist.
Es sind hier im Ganzen vier Spulensätze vorhanden, und zwar eine Zu satzwicklung E-F, eine Hauptwicklung A-B und C-D für acht Pole (umschaltbar auf vier Pole), eine Hilfsphasenwicklung J-K für acht Pole und eine Hilfsphasen wicklung G-H für vier Pole. Zur Ermitt lung der gesamten Leiterzahl pro Nut nach der Umschaltung der Hauptwicklung auf acht Pole bei Zusatzwick lung E-F sind die in Fig. 4 seitlich der Wicklungen angegebenen Zahlen jeweils zu addieren. Man erhält dann für den Bereich einer Spulenhälfte der Hauptwicklung folgende Leiterzahlen: 122 - 150 -150 - 122.