DE177256C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-te 177256 KLASSE 21 d. GRUPPE

HANS SIGISMUND MEYER in HANNOVER.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Oktober 1905 ab.

Die Erfindung betrifft eine Anlaßvorrichtung, welche auf dem induzierten Teile von Wechselstrominduktionsmotoren vorgesehen ist und zu derjenigen bekannten Art gehört, bei welcher in induktiver Beziehung zur Ständer-, wicklung Anlaßwiderstände aus Eisen oder einem anderen magnetischen Material untergebracht sind. Es soll eine Vereinfachung und Verbilligung der Konstruktion der Anlaßvorrichtung, sowie eine Verbesserung und Erweiterung ihrer Wirksamkeit dadurch erzielt werden, daß in Nuten oder Schlitzen des induzierten Teiles eine Hilfswicklung in Form einer' Käfigwicklung aus Stäben von magnetischem Material, beispielsweise Eisen, angeordnet ist und in induktiver Beziehung zu der Ständerwicklung steht.

Außer der Käfigwicklung ist auf dem Läufer in bekannter Weise eine Kupferwicklung vorgesehen. Die Ankernuten gehen dabei an ihrem unteren Ende in runde Kanäle über, in welchen die einzelnen Stäbe der Käfigwicklung gut passend untergebracht werden. Die Stäbe sind an ihren Enden in Flanschen des Ankerspeichenrades eingelassen bezw. in diesen festgenietet, welche als Schlußstücke wirken und zugleich zum Tragen und Zusammenhalten der Läuferbleche dienen. Die Kurzschlußflanschen können auch zur Stützung der Kupferwicklung verwendet werden.

Kurzschlußanker aus Eisen sind für sich bekannt; andererseits sind auch Stufenanker mit Kurzschlußhilfswicklungen hohen Widerstandes zum Anlassen ausgeführt worden.

Die Hilfswicklungen dieser Art bestehen jedoch aus einer Käfigwicklung aus Kupfer. Durch die Kupferstäbe wird aber der magnetisch nutzbare Eisenquerschnitt verringert, und dadurch die Leistung des Motors, denn diese entspricht nahezu der Zahl der Kraftlinien, welche der Schlußanker aufzunehmen vermag, ist also abhängig von dem für den Weg dieser Kraftlinien sich bietenden Eisenquerschnitt. Im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen wird dieser Querschnitt infolge der Anwendung von Eisenstäben gemäß der Erfindung nicht verringert, vielmehr verringert sich der Widerstand der Anlaßhilfswicklung selbsttätig infolge der Eigenschaften des Materials und ist auch für den normalen Lauf nutzbar.

In der Fig. 1 und 2 der Zeichnungen (Fig. 2 ist ein Schnitt nach A-B der Fig. 1 im verkleinerten Maßstabe) bedeutet α einen der magnetischen Stäbe, welche in Nuten b des Läufers d liegen und von der Wicklung e des Ständers f induziert werden. Die Stäbe bestehen z. B. aus Eisen und sind gut passend in den Ankerblechen untergebracht. Sie liegen unmittelbar unter der normalen Kupferwicklung c. Die Stabwicklung könnte auch in besonderen Nuten untergebracht sein, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Jedoch würde dies elektrisch bedeutend ungünstiger sein, da die Selbstinduktion der Stabwicklung sich entsprechend erhöht. Die Flanschen g des Ankerspeichenrades, welches die Bleche h trägt, dienen zur Einnietung der Enden der Stäbe a.

(Z. Auflage, ausgegeben am jjo. Januar igog.)

An ihnen sind seitliche Stützarme i für die Kupferwicklung c angebracht. Sie können entweder aus magnetischem oder unmagnetischem Material bestehen. Die Abmessungen der Stäbe und der Schlußringe sind so gewählt, daß beim Anlassen, wo die Periodenzahl der Läuferströme ihr Höchstmaß erreicht, sich ein. scheinbarer Widerstand ergibt, durch den ein gutes Anzugsmoment mit einem Anlaßstrom

ίο ungefähr gleich dem normalen Laststrom erhalten wird.

Die Käfigwicklung ist ferner so bemessen, d. h. die spezifische Stromstärke sowohl in den Stäben wie in den Schlußringen ist so gering, daß ein häufiges Anfahren, sowie eine zeitweilige Benutzung der Käfigwicklung allein keinen Schaden verursachen kann. Dies ist um so eher möglich, als keinerlei Lötstellen oder Isolationsmaterialien verwendet werden.

Die Käfigwicklung von Eisen kann sowohl über wie unter der normalen Kupferwicklung liegen.

Diese einfache Wicklung bildet den Anlaß widerstand; da die Stäbe aus magnetischem Material bestehen und gut passend in der Nut liegen, bedingen die Nuten keine Erhöhung des magnetischen Widerstandes; somit ist der Anlaßwiderstand im Läuferkörper mit größter Materialersparnis untergebracht, ohne die Ventilation oder das Aussehen des Motors zu beeinträchtigen.

Eine weitere wertvolle Eigenschaft des neuen Ankers besteht in der selbsttätigen Abstufung des Widerstandes der Hilfswicklung infolge der Nutzbarmachung des sogenannten »Skineffektes«. Es ist bekannt, daß Eisenstäbe Strömen von hoher Periodenzahl einen bedeutend höheren Widerstand entgegensetzen als Strömen von niederer Periodenzahl, daher ist bei Anlauf der Widerstand der Käfigwicklung am höchsten und nimmt allmählich mit zunehmender Geschwindigkeit des Läufers, d. h. abnehmender Periodenzahl der Läuferströme ab. Für einen großen Teil der Anlaufperiode ist somit keinerlei Schaltung nötig. Um für den normalen Lauf den Leistungsfaktor zu erhöhen, soll neben der Käfigwicklung von Eisen die normale Kupferwicklung nicht aufgegeben werden, die, nachdem der Motor etwa zwei Drittel seiner normalen Geschwindigkeit erreicht hat, allmählich eingeschaltet wird, und zwar werden in diesem Falle, da es sich nur noch um eine Geschwindigkeitserhöhung von etwa 30 Prozent handelt, zwei bis drei Stufen genügen, um unzulässige Stromstöße zu verhindern, während die dreifache Zahl von Stufen erforderlich wäre, ohne die selbsttätige Widerstandsregelung. Die selbsttätige Abstufung hilft auch noch bei Einschaltung des Kupfers, da die Käfigwicklung unverändert bestehen bleibt.

Dies gestattet einen sehr gedrungenen und einfachen Bau des Anlaßschalters für die Stufenwicklung, der, obwohl nur wenig Neigung zum Funken an den Kontaktstellen vorhanden ist, leicht verschließbar ist, so daß der Motor auch in feuergefährlichen Betrieben ohne weiteres verwendet werden kann. Die Kontaktstellen selbst werden am besten so ausgeführt, daß der Strom von Metall zunächst auf Kohle und dann erst auf Metall kommt, was einmal zu weiterer Abstufung des Anlaufstromes beiträgt und ferner jedes Funken, das innerhalb der Schalterbüchse entstehen sollte, unschädlich macht. Die Bewegung des Schalters ist so eingerichtet, daß von Schritt zu Schritt die Verstellvorrichtung angehalten wird, bis ein mechanisches Auslösen erfolgt. Hierdurch wird ein zu schnelles oder unrichtiges Anlassen verhütet.

Während des normalen Laufes, d. h. nachdem die gesamte Kupferwicklung kurzgeschlossen ist, teilen sich die Läuferströme im Verhältnis der scheinbaren Widerstände zwischen der Kupfer- und Eisenwicklung, und dadurch wird der Wirkungsgrad des Motors während der ganzen Arbeitsperiode erhöht, da parallel mit der normalen Kupferwicklung auch die Käfigwicklung beiträgt, die Schlüpfung zu verringern. An und für sich könnte die Kupferwicklung auch eine Käfigwicklung sein, jedoch . erschwert dies bekanntlich die mechanische Vorrichtung zum Zuschalten von Stufen. Deshalb ist eine sogenannte Phasenwicklung gewählt, die z. B., wie in Fig. 3 gezeichnet, wenn zweiphasig ausgeführt, mit geerdetem neutralen Punkt bei vier Kontaktstellen, also zwei in jeder Phase, zwei Stufen ergibt.

Den zugehörigen Kurzschließer stellt Fig. 4 dar. Die Spitzen der Arme sind aus Kohle, die Fortsetzung aus Kupfer.

Es dient somit die Käfigwicklung, bestehend aus Eisenstäben, einmal als unzerstörbarer Anlaßwiderstand, und ferner ist sie mechanisch, elektrisch und magnetisch von großem Nutzen, und zwar während der ganzen Arbeitsperiode des Motors.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Anker für Induktionsmotoren mit Kurzschlußhilfswicklung, dadurch gekennzeichnet, daß außer der normalen Kupferwicklung eine Käfigwicklung aus Stäben von magnetischem Material mit magnetischen oder nicht magnetischen Schlußringen angeordnet ist, zum Zweck, wenig Anlaßstufen und eine während der ganzen Arbeitsperiode des Motors elektrisch und magnetisch wirksame Wicklung zu erhalten.
2. 2. Anker nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Aufnahme der magnetischen Stäbe dienenden Kanäle (b) nach außen hin in die Nuten übergehen, welche die Kupferwicklung aufnehmen.
3. 3. Anker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stäbe (a) der magnetischen Käfigwicklung mit ihren Enden in Flanschen (g) des Ankerspeichenrades festgenietet sind,· welche Arme (i) zum Stützen der normalen Kupferwicklung (c) tragen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.