Verfahren zum Betrieb von Einphasenmotoren. Es ist bekannt, Einphasenasynchron motoren in der Weise zu betreiben, dass man sie leer mit Hilfe einer Kunstphase an laufen lässt, welche man mit einer künstlich erzeugten, gegenüber der Netzspannung phasenverschobenen Spannung speist. Da aber \das so erhaltene Drehfeld kein voll kommenes ist, ist das Anlaufdrehmoment dieser Motoren derart gering, dass sie für Traktionszwecke praktisch nicht in Frage kommen. Eine wesentliche Verbesserung kann durch die Verwendung eines Phasen umformers erreicht werden, über welchen der mit einer regulären Mehrphasenwicklung versehene Asynchronmotor als Mehrphasen motor vom Einphasennetz aus betrieben wer den kann.
In dieser Weise lässt sich wohl ein hohes Anzugsmoment und eine relativ gute Ausnutzung des Motors erzielen, aber als Nachteil kommt der Phasenformer selbst in Betracht, der dauernd mitläuft und die Hälfte der Motorleistung umformt. Die Ma schinengrösse des Phasenumformers entspricht dabei der vollen Leistung des Motors und er bedingt somit eine erhebliche Vergrösserung und Verteuerung der Anlage. Ausserdem aber wird durch die dauernde Umwandlung der Energie in dem Phasenumformer der Wir kungsgrad der Anlage wesentlich herabge setzt und dadurch die Rentabilität des Be triebes in Frage gestellt.
Eine bedeutend bessere Ausnutzung der Maschinen und grössere Wirtschaftlichkeit der Anlage wird nach der Erfindung durch ein Verfahren zum Betrieb von mit Mehr phasenwicklungen versehenen Einphasenasyn chronmotoren, wovon wenigstens eine Gruppe aus Asynchronmotoren besteht, erreicht, nach welchem beim Anlauf diese Gruppe über die andere als Phasenumformer verwendete Gruppe mehrphasig gespeist wird, während beim normalen Betrieb die Maschinen beider Gruppen als parallel arbeitende Einphasen motoren betrieben werden. Das Anlassen der als Phasenumformer verwendeten Maschinen geschieht am besten leerlaufend mit Hilfe von Selbstinduktion und Widerstand in an sich bekannter Weise, und es können die Ständerwicklungen der Maschinen der an dern Gruppe bei noch geöffneten Läufern als Selbstinduktion zum Zwecke des Aus laufeis der Phasenumformer verwendet werden.
Sind die Phasenumformer auf Touren ge bracht, dann kann sofort das Anlaufen der Motoren mit hohem Drehmoment bewirkt. und die Geschwindigkeit bis zur normalen Umdrehungszahl gesteigert werden. Nach dem Anlauf kann der Übergang vorn Phasen umformerbetrieb zum Motorbetrieb der be treffenden Gruppe in der Weise erfolgen, dass die als Phasenumformer arbeitenden Ma schinen mit der Arbeitswelle in irgend einer an sich bekannten Weise gekuppelt werden. Es ist hierbei nicht notwendig, dass die mehrphasige Verbindung der beiden Gruppen während des normalen Betriebes unterbrochen wird, ja es erscheint vorteilhaft, sie bestehen zu lassen, auch wenn die Energie den Ma schinen nur einphasig zufliesst.
Die mehr- phasige Verbindung dient in diesem Falle auch zum Ausgleich von Verschiedenheiten im elektrischen Verhalten der Motoren, wie z. B. zum Ausgleich verschiedener Ohmscher und induktiver Abfälle in ihren Wicklungen. Nach diesem Verfahren ist es, wie erwähnt, möglich, ein hohes Drehmoment beim An lauf und einen hohen Wirkungsgrad beim Lauf zu erreichen. Im Minimum besteht jede Gruppe aus nur einer Maschine, von denen die eine beim Anlaufen als Phasenumformer, die andere als Motor arbeitet. Da beide Ma schinen annähernd die gleiche Grösse haben und daher beim normalen Lauf jede die Hälfte des gesamten Drehmomentes D ent wickelt, so wäre zu untersuchen, wie gross das Drehmoment ist, das bei dem ange gebenen Verfahren beim Anlauf erreicht wird.
Es ist bekannt, dass durch Speisung der Asynchronmotoren mit Dreiphasenstrom die Leistung und somit das Drehmoment bei normalem Lauf auf das 1,5-fache gegen über der einphasigen Speisung heraufgesetzt wird; bekannt ist auch, dass ein dreiphasig gespeister Motor beim Anlauf mehr als das 2,2-fache eines normalen Drehmomentes ent wickeln kann. Hatte nun der einphasig ge speiste Motor ein Drehmoment beim nor malert Lauf = 0,5 D, so steigt dieses bei mehrphasiger Speisung (über Phasenumformer) auf 1,5 . 0,5 D = 0,75 D und es beträgt beim Anlauf demnach 2,2 . 0,75 D = 1,6.5 D, wo also D das Drehmoment bedeutet, welches beide Maschinen als parallel arbeitende Ein phasenasynchronmotoren zusammen entwik- keln. Dieses Anlaufdrehmoment wird in vielen Fällen ausreichend sein.
Wo es nicht aus reicht, lässt sich durch kurzzeitige Steigerung der Spannung ein höheres Drehmoment er zielen. Da nun aber das Drehmoment an nähernd quadratisch mit der Spannung steigt, so genügt eine relativ kleine Spannungser höhung zur wesentlichen Steigerung des Dreh momentes. Eine Schaltanordnung zur Aus führung des beschriebenen Verfahrens ist in der Zeichnung dargestellt. Es bedeutet I die Ständerwicklung der einen, II die Ständer wicklung der zweiten Maschine (die Läufer wicklungen sind nicht dargestellt). C be deute einen Umschalter, W einen Ohmschen Widerstand. a, b, c die Wicklungsphasen der beim Anlauf als Motor verwendeten Ma schine I, a', b', c' die Wicklungsphasen der beim Anlauf der Maschine I als Umformer arbeitenden Maschine II, E das Einphasen netz.
Um ein Anlaufsdrehmoment zu erhalten, wird zunächst die Kupplung zwischen Ma schine II und Arbeitswelle gelöst und diese Maschine durch Stellung des Umschalthebels auf Kontakt 1 leer zum Anlauf gebracht. Wie aus der Figur ersichtlich, kommt in der Maschine II dadurch ein Drehfeld zustande, dass die Wicklungsphase a' mit dem einen Ende direkt am Einphasennetz E liegt, wäh rend die mit a' in Reihe geschalteten, unter sich aber parallelen Wicklungsphasen b' und c' über Selbstinduktion (Wicklung b-a. der Ma schine I). bezw. über Widerstand W an den andern Leiter des Einphasennetzes ange schlossen sind. Die Maschine II läuft somit als gewöhnlicher Einphaseninduktionsmotor an und kommt, da sie unbelastet ist, sehr schnell auf Touren.
Hiernach wird der Um schalthebel auf Kontakt 2 gestellt und da mit der Widerstand und die als Hilfsphase verwendete Wicklung b' vom Netz abge schaltet. Wird nun weiter der Umschalthebel auf Kontakt 3 gestellt und die Läuferwick- lung der Maschine I allmählich geschlossen, dann arbeitet die Maschine II als Phasen umformer und zwar im gezeichneten Falle in Reihenschaltuug mit Maschine I, denn der vom Einphasennetz gelieferte Arbeitsstrom durchfliesst der Reihe nach die Ständerwick lungen beider Maschinen. Ausserdem aber fliesst ein in der Maschine II erzeugter, gegen den vom Netz gelieferten phasenverschobener Strom den durch die Wicklungen b', c', b, c gebildeten Stromkreis, so dass die Maschine 1 mehrphasig gespeist ist und sich beim An lauf wie ein asynchroner Mehrphasenmotor verhält.
Die Maschine I läuft also als Motor mit hohem Anzugsmoment an und bringt die Arbeitswelle unter Last auf Touren. Ist die volle Tourenzahl erreicht, dann wird der Schalthebel wieder auf Kontakt 2 gestellt und die Kupplung zwischen Motor und Um former, bezw. zwischen Arbeitswelle und Um former eingerückt. Die Maschine II, welche bisher als Phasenumformer arbeitete, läuft nunmehr ebenfalls als Motor und übernimmt einen entsprechenden Teil der mechanischen Leistung. Als Kupplung käme eine Rei bungskupplung in Betracht, aber man könnte diese auch durch andere Einrichtungen er setzen.
So könnten bei Lokomotiven Ein richtungen vorgesehen sein, welche gestatten, die Tragfedern der von der Maschine II ge triebenen Achse zu entlasten und die Räder von den Schienen so lange abzuheben, als die Maschine II als Phasenumformer läuft, die Räder aber aufzusetzen und die Federn zu belasten, wenn sie als Motor arbeiten soll. Wie in allgemeiner Weise schon ange deutet wurde, ist es nicht unbedingt erfor derlich, dass die als Phasenumformer ar beitende Maschine eine Asynchronmaschine ist. Sie könnte auch auf dem Läufer eine Gleichstromerregerwicklung erhalten und als Synchronmaschine betrieben werden. Dies hätte noch den Vorteil, dass sie zur Verbes serung des cos. g des Netzes benutzt werden kann.
Ihre Tourenzahl müsste beim Motor betrieb jedoch um die Grösse des Schlupfes höher als die Touenzahl der andern Maschine sein, was sich durch eine kleine Verschieden- heit der Triebscheiben- oder Triebräderdurch messer erreichen lässt.
Das beschriebene Verfahren lässt auch die Kombination mit andern bekannten Ver fahren zu. So zum Beispiel lassen sich die Maschinen beider Gruppen auch als polum schaltbare Maschinen bauen, so dass es mög lich ist, die als Phasenumformer laufende Gruppe zunächst mit einer höheren Touren zahl zu betreiben. Die Umformerleistuug ist entsprechend höher, und so kann man die beim Anlauf als Motor arbeitende Maschinen gruppe so bemessen, dass ihre Leistung grösser als die Hälfte der Gesamtleistung beider Gruppen bei normalem Betrieb ist, bei dem alle Maschinen mit annähernd der gleichen Tourenzahl betrieben werden. Die Polum schaltung kann aber auch zur Regelung der Gleseliwindigkeit der Motoren in an sich be kannter Weise Anwendung finden.