DE1229636B

DE1229636B - Pole-changing single-phase AC motor

Info

Publication number: DE1229636B
Application number: DEST14862A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Kurt Stoll; Arnold Mueller
Original assignee: KURT STOLL K G MASCHINENFABRIK
Current assignee: KURT STOLL K G MASCHINENFABRIK
Priority date: 1959-03-07
Filing date: 1959-03-07
Publication date: 1966-12-01

Description

Polumschaltbarer Einphasenwechselstrommotor Es sind bereits polumschaltbare Kleinstmotoren bekannt, die aus der Kombination eines Spaltpolmotors mit einem Einphasen-Induktionsmotor mit Hilfsphase bestehen. Dabei wird der Spaltpolmotor, der an den Polstücken mit Kurzschlußbügeln versehen ist, für 2 n-poligen und der Induktionsmotor für n-poligen Betrieb benutzt. Die Umschaltung von Spaltpolmotorbetrieb, wobei die Wicklungen der Polstücke in Serie geschaltet sind, auf Hilfsphasen# Motor-Betrieb, also auf die n-polige Schaltung, bei der jeweils zwei nebeneinanderliegende Wicklungen einen Pol bilden, erfolgt dabei mit Hilfe eines üb- lichen Umschaltorgans.Pole-changing single-phase alternating current motor Pole-changing miniature motors are already known which consist of a combination of a shaded pole motor with a single-phase induction motor with an auxiliary phase. The shaded-pole motor, which is provided with short-circuit clips on the pole pieces, is used for 2 n-pole and the induction motor for n-pole operation. Switching from shaded-pole motor operation, where the windings of the pole pieces are connected in series, to auxiliary phases # motor operation, i.e. to the n-pole circuit in which two adjacent windings form one pole, is done with the help of a conventional switching device.

Bekannt sind auch polumschaltbare Einphasenmotoren in Spaltpolausführung, die sich bei einer solchen Schaltung der beiden Hauptwicklungen des Ständers, daß sich im Läufer entgegengesetzt gerichtete Flüsse ausbilden, welche sich über die unbewickelten Pole schließen, wie normale vierpolige Spaltpolmotoren verhalten, bei gleichsinniger Schaltung der Hauptwicklungen (zweipoliges Feld) dagegen wie sechspolige Spaltpolmotoren.Pole-changing single-phase motors in shaded pole design are also known, in such a connection of the two main windings of the stator that oppositely directed rivers form in the runner, which spread over the close bare poles as normal four-pole shaded pole motors behave, if the main windings are connected in the same direction (two-pole field), on the other hand, as six-pole shaded pole motors.

Die vorliegende Erfindung betrifft demgegenüber einen polumschaltbaren Einphasenwechselstrommotor mit einer in N Ständernuten untergebrachten Hauptwicklung, deren zweipolige gewickelte Spulen durch Umkehrung der Durchflutungsrichtung einer Spulengruppe ein vierpoliges Magnetfeld erzeugen können, und mit einer gegenüber der Hauptwicklung räumlich versetzten Hilfswicklung aus NI4 Kurzschlußbügeln, von denen jeder zwei in Nuten befindliche Bügelseiten aufweist, wobei jeder Teilspule der Hauptwicklung eine Seite eines Kurzschlußbügels zugeordnet ist. Ein solcher, den Gegenstand eines älteren Rechts bildender Motor hat den Vorteil, daß er ohne zusätzliche Hilfsmittel in Form von Anlaufkondensatoren, Drosselspulen und Widerständen einschließlich der zugehörigen Schaltmittel, wie Fliehkraft, Bimetall- oder elektromagnetische Schalter, betrieben werden kann, ohne daß dabei das Anzugsmoment, verglichen mit den bekannten Motoren, zurückgeht.In contrast, the present invention relates to a pole-changing single-phase alternating current motor with a main winding housed in N stator slots, the two-pole wound coils of which can generate a four-pole magnetic field by reversing the direction of flow of a coil group, and with an auxiliary winding made of NI4 short-circuit clips, each of which has two in Has bow sides located in slots, each sub-coil of the main winding being assigned one side of a short-circuit bow. Such a motor, which is the subject of an earlier law, has the advantage that it can be operated without additional aids in the form of starting capacitors, inductors and resistors, including the associated switching means, such as centrifugal force, bimetal or electromagnetic switches, without the tightening torque being applied compared with the known engines.

Um bei einem derartigen Motor sowohl im zweipoligen als auch im vierpoligen Betrieb ein gleichermaßen gutes Anzugsmoment zu erhalten und Sattelbildungen weitestgehend auszuschalten, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Kurzschlußbügel am Ständerumfang so anzuordnen, daß eine vollständige räumliche Umfassung eines Bügels durch einen anderen vermieden ist. Diese Anordnung der Kurzschlußbügel und deren Zuordnung zueinander hat zur Folge, daß ein kleinerer Ständerstrom auftritt und daß sich die Felderregerkurve der Kurzschlußbügel dem zweipoligen -und dem vierpoligen Betrieb verhältnismäßig gut anpassen läßt.To with such a motor in both two-pole and four-pole Operation to maintain an equally good tightening torque and saddle formations as far as possible turn off, it is proposed according to the invention, the short-circuit clip on the stand circumference to be arranged so that a complete spatial enclosure of a bracket by a other is avoided. This arrangement of the shorting bars and their assignment to one another has the consequence that a smaller stator current occurs and that the field exciter curve the short-circuit bar is proportionate to two-pole and four-pole operation can be adjusted well.

Werden an einen derart aufgebauten Motor hinsichtlich des Anlaufs besonders hohe Anforderungen gestellt, d. h. soll der Motor für Schwer- bzw. Schwerstanlauf verwendet werden, so erweist sich als zweckmäßig, die Wicklung kurzzeitig 2 n-polig parallel zu schalten und nach erfolgtem Anlauf alternativ in 2 n-poliger Serienschaltung oder in n-poliger Parallelschaltung, wobei beide Schaltungen für Normalbetrieb verwendbar sind, zu betreiben. Die Umschaltung auf die gewünschte Schaltung erfolgt dabei durch einen zweckmäßig ausgebildeten Schalter, der etwa mit Schiebe- oder Drehkontakten ausgerüstet sein kann.If particularly high demands are made on a motor constructed in this way with regard to start-up, d. H. If the motor is to be used for heavy or extremely heavy starting, it is advisable to switch the winding 2 n-pole in parallel for a short time and, after the start-up, alternatively in 2 n-pole series connection or in n-pole parallel connection, with both circuits for Normal operation are usable to operate. Switching to the desired circuit takes place by means of an appropriately designed switch, which can be equipped with sliding or rotary contacts, for example.

Die Erfindung wird im nachstehenden an Hand der Zeichnung, in der eine beispielsweise Ausführung eines Einphasenmotors schematisch veranschaulicht ist, noch näher erläutert.The invention is described below with reference to the drawing in which an example embodiment of a single-phase motor schematically illustrates is explained in more detail.

F i g. 1 und 2 zeigen einen Querschnitt durch das Blechpaket eines Ständers mit N = 18 Nuten in vier-und zweipoliger Schaltung, während die F i g. 3 bis 5 verschiedene Schaltungen der Hauptwicklung schematisch wiedergeben.F i g. 1 and 2 show a cross section through the laminated core of a stator with N = 18 slots in a four-pole and two-pole circuit, while FIGS. 3 to 5 schematically show different circuits of the main winding.

Wie aus der F i g. 1 ersichtlich ist, sind die Spulenanschlüsse E, und A2 miteinander verbunden, was einer Serienschaltung der beiden Wicklungshälften 19, 20 entspricht und, wie in den einzelnen Nuten durch - und x angedeutet, vierpoligen Betrieb (2 n = 4) bedeutet. In den Nuten 4 und 18, 9 und 13 sowie in den Nuten 5 und 8, 14 und 17 liegen jeweils die zwei Seiten 21 eines Kurzschlußbügels, der aus Kupfer, Eisenblech oder aus einem anderen geeigneten Material besteht. Dabei sind jeweils zwei dieselbe Nutenzahl überbrückende Kurzschlußbügel diametral zueinander angeordnet, im vorliegenden Beispiel bilden also jeweils die Bügel 22, 23 und 24, 25 ein Bügelpaax. Es ist ohne weiteres,ersichtlich, daß die Bügelseiten ebenfalls ein vierpoliges System bilden.As shown in FIG. 1 , the coil connections E, and A2 are connected to one another, which corresponds to a series connection of the two winding halves 19, 20 and, as indicated in the individual slots by - and x , means four-pole operation (2 n = 4). In the grooves 4 and 18, 9 and 13 and in the grooves 5 and 8, 14 and 17 , the two sides 21 of a short-circuit clip, which consists of copper, sheet iron or some other suitable material, are located. In this case, two short-circuit clips bridging the same number of slots are arranged diametrically to one another, so in the present example the clips 22, 23 and 24, 25 each form a pair of clips. It is readily apparent that the bracket sides also form a four-pole system.

Bei ParaUelschaltung der beiden Wicklungshälften 19, 20 ergeben sich, wie Fig. 2 zu entnehmen ist, zwei Pole, denen dann ein zweipoliges System, der Kurzschlußbügel entspricht. Wesentlich-ist hierbei natürlich eine entsprechende Phasenverschiebung der Bügel, die zweckmäßig etwa 20 bis 45 räumliche Winkelgrade beträgt und die'sich darin äußert, daß jeweils die eine Seite eines Bügels vergleichsweise zur andeTen Seite gegensinnig induziert wird.When the two winding halves 19, 20 are connected in parallel, there are two poles, as can be seen from FIG. What is essential here is of course a corresponding phase shift of the bracket, which is expediently about 20 to 45 spatial angular degrees and which expresses itself in the fact that in each case one side of a bracket is induced in opposite directions compared to the other side.

Als vorteilhaft hinsichtlich der wählbaren Induktion erweist sich unter Umständen, einige Nuten nicht auszusparen, sondern massiv auszuführen, wie es im vorliegenden Beispiel bei den Nuten 10 und 1 vorgesehen ist, die strichpunktiert angedeutet sind.With regard to the induction that can be selected, it proves to be advantageous under certain circumstances not to cut out some grooves, but to make them solid, as is provided in the present example for grooves 10 and 1 , which are indicated by dash-dotted lines.

Die Schaltung für Schwer- und Schwerstanlauf ist schematisch in F i g. 3 festgehalten, während F i g. 4 die Parallelschaltung der Wicklungshälften zeigt, welche zweipoligen Betrieb bedeutet. Schließlich läßt F i g. 5 die Reihenschaltung der Wicklungshälfter) erkennen, die vierpoligen Motorbetrieb bewirkt.The circuit for heavy and heavy starting is shown schematically in FIG. 3 held, while F i g. 4 shows the parallel connection of the winding halves, which means two-pole operation. Finally, F i g. 5 the series connection of the winding halves), which causes four-pole motor operation.

Claims

Claim: Pole-changing single-phase alternating current motor with a main winding housed in N stator slots, the two-pole wound coils of which can generate a four-pole magnetic field by reversing the direction of flow of a coil group, and with an auxiliary winding made of N14 short-circuit clips, each of which has two bracket sides located in slots. each partial coil of the main winding being assigned one side of a short-circuit clip, characterized in that the short-circuit clips are arranged on the stator circumference in such a way that one clip is completely enclosed by another. Publications considered: German Utility Model No. 1712 924; ETZ-B 1938, pp. 131 to 133. - Older patents considered: German Patent No. 1 144 390.