DE1638472C - Regelbarer Induktionsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen regelbaren Induktionsmotor, bei dem der Stator relativ zu wenigstens zwei Rotoren verschiebbar ist, die elektrisch voneinander unabhängig sind und von denen der eine fest mit der Motorwelle gekuppelt ist, wogegen der andere drehbar auf dieser angeordnet ist und ein Lüfterrad antreibt.

Bei einem bekannten Motor dieser Art sind zwei Rotoren fest mit der Motorwelle vereinigt, während ein dritter Rotor mit einem Liifterflügel versehen ist und auf einer um die Motorwelle drehbaren Lagerbuchse sitzt. Von den beiden mit der Motorwelle fest gekuppelten Rotoren besitzt der eine einen Kurzschlußkäfig mit hohem Widerstand, wogegen der andere Antriebsrotor als Doppelkäfigläufer ausgebildet ist. Dabei wird der äußere Käfig dieses Rotors jedoch durch dieselben Stäbe gebildet, die auch den Käfig des anderen Rotors verkörpern und lediglich entsprechend verlängert sind.

Zum Anlauf der antreibenden Rotoren wird der ao axial verschiebbare Stator nach und nach über den Rotor mit dem Kurzschlußkäfig aus Meterial mit hohem Widerstand geschoben. Je mehr er diesen axial gesehen überdeckt, desto mehr wird der die Lüfterflügel tragende Rotor frei. Das bedeutet aber, daß as dieser Rotor schließlich stillstehen und der Motor in seiner Gesamti.eit nicht mehr gekühlt werden würde. Um dies zu vermeiden, ist e^:ne Fliehkraftkupplung vorgesehen, welche die den Lüfterrotor aufnehmende Lagerbuchse mit der MotofwelJ abhängig von deren Drehzahl kuppelt.

Angesichts der Tatsache, daß die volle Geschwindigkeit der Motorwelle bzw. des Motors erst dann erreicht wird, wenn der axial verschiebbare Stator den Doppelkäfigläufer voll überdeckt, und demgemäß alle anderen Zwischenverschicbungslagen geringere Motordrehzahlen bedingen, läuft der Lüfterrotor gerade in den unteren Drehzahlbereichen des Motors mit verminderter Drehzahl. Die Folge davon ist eine entsprechend verminderte Kühlwirkung. Dieser Umstand wirkt sirh sehr ungünstig aus, weil mit zunehmendem Schlupf der Ständerstrom zunimmt, wodurch eine zusätzliche Erwärmung auftritt, so daß die ohnehin /u geringe Kühlung des Motors im unteren Drehzahl bereich infolge der zusätzlichen Erwärmung noch unzulänglicher wird. Das heißt, Motoren dieser Art müssen erheblich überdiemensioniert und außerdem noch durch zusätzliche Maßnahmen in der Kühlung verbessert werden.

Hinzu kommt noch, daß hier durchaus der Fall eintreten kann, daß der Motor gerade bei einer solchen Drehzahl betrieben wird, bei der die Kupplung gerade noch nicht auslöst, so daß überhaupt keine Kühlung durch den Lüfter erfolgt und damit die Gefahr eines Durchbrennens der Motorwickliing bcsteht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen regelbaren Induktionsmotor zu schaffen, bei dem unabhängig von der jeweiligen Drehzahl der Antriebswelle sowie von der räumlichen Zuordnung des Stators zum Rotor eine gleichbleibend gute KUhlwirkung gewährleistet ist und bei dem ferner eine elektrische Kopplung von Rotoren in Form eines gemeinsamen Kurzschlußkäfigs vermieden und der Wirkungsgrad erhöht ist.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die aktiven Eisenlängen des Stators und der Motoren so bemessen sind, daß der drehbare Rotor unabhängig von der jeweiligen Eindringtiefe des IVst auf der Motorwelle sitzenden Rotors in den Siainr stets mit seiner Nenndrehzahl umläuft.

Dabei besteht auch die Möglichkeit, an Stelle ii.«s Stators die die Rotoren aufnehmende Motonw.-Ile axial verschiebbar anzuordnen. Ferner können -..-wohl der Stator wie die Motorwelle mit den Rotoren axial verschiebbar gelagert sein. Schließlich läßt sich eine Relativverschiebung der Rotoren gegenüber ck■:,. Stator auch dadurch erzielen, daß die Rotoren ;:;
der Motorwelle selbst in axialer Richtung hin- in
herbewegbar sind.

Regelbare Induktionsmotor mit unabhängig ν
der augenblicklichen Drehzahl der Abtriebswc; „ gleichbleibender Kühlung sind insoweit bekannt,
diese einen vergrößerten Luftspalt zur Aufnäht;.; eines axial verschiebbaren Zwischenrotors aus nicht ferromagnetischem Material aufweisen, der mit do Motorabtriebswelle gekuppelt ist und der einen R>
tor konzentrisch umschließt, welcher einen Lüftet flügel antreibt. Dabei läuft der den Lüfterflügel antreibende Rotor unabhängig von der augenblicklichen Eindringtiefe da Zwischenrotors in den Luftspalt mit praktisch gleichbleibender Drehzahl um.

Mit Rücksicht auf den verhältnismäßig großen Luftspalt und die im Zwischenrotor entstehenden Verluste ist der Wirkungsgrad solcher Motoren jedoch nicht sehr hoch.

Die Erfindung wird im nachstehenden an Hand der Zeichnung noch näher erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel eines regelbaren Induktionsmotors mit zwei Rotoren schematisch veranschaulicht ist. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch den Induktionsmotor,

F i g. 2 eine Ansicht längs des Schnittes A-B durch Fig. 1.

Im Motorgehäuse 1 ist der Stator 2 längsverschiebbar angeordnet. Zu diesem Zweck sind drei gleichmäßig am Ständerinnenumfang verteilt angebrachte Rollenfuhrungen3 vorgesehen, die mittels Schrauben 4 fest mit dem Gehäuse 1 vereinigt sind. In das Statorblechpakct ist ein Bolzen 5 eingeschraubt, der einen Gewindeklotz 6 aufweist, welcher eine Gewindespindel 7 aufnimmt. Zur Axialverschiebung der aus Gewindeklotz 6, Bolzen 5 und Rotor gebildeten Einheit ist im Motorgehäuse ein Längsschlitz 8 vorgesehen. Zu beiden Seiten des Schlitzes 8 sind Lagerböcke 9 für die Gewindespindel 7 angeordnet, die durch einen ebenfalls auf dem Motorgehäuse angebrachten Motor im und entgegen dem Uhrzeigersinn antreibbar ist.

Auf der Motorwclle 11 sitzen zwei Rotoren 12 und 13, von denen der eine, 12, fest mit der Welle vereinigt ist und der andere, 13, drehbar auf der Welle gelagert ist. Die drehbare Lagerung des Rotors 13 auf der Motorwelle 11 ist dabei mittels einer Hohlwelle 14 verwirklicht, auf der ein Llifterrad 15 fest angebracht ist. Die Hohlwelle 14 sowie die Motorwclle Il sind im Lagerschild 16 gelagert. Mit der Motorwelle Il ist lUftcrseitig ein Tachodynamo 17 vereinigt.

Das Blechpaket des Stators 2 ist etwas langer bemessen als jedes einzelne der Blechpakete der Rotoren 12 und 13, welche im gezeigten Beispiel gleiche Länge besitzen, jedoch auch verschieden lang sein können. Dadurch ist gewährleistet, daß auch bei vollständig innerhalb des Stators befindlichem Rotor 12

auch der Rotor 13 noch zu einem Teil in den Rotor hineinragt, wodurch dieser auch in dieser extremen Lage des Rotors 12 weiterhin umläuft. Das bedeutet, daß auch der Lüfterflügel rotiert, womit die Kühlung aufrechterhalten bleibt. Insbesondere bei Motoren für größere Leistungen kann der drehbar auf der Welle Il gelagerte Rotor 13 eine geringere Länge aufweisen als der Rotor 12. Der vordere Lagerdeckel ist mit 18 bezeichnet und enthält das Lager für die Antriebswelle 11. Gegebenenfalls können die beiden Rotoren 12 und 13 in Grenzen gegeneinander verschiebbar angeordnet sein, so daß sich deren gegenseitiger Abstand variieren läßt.

Der beschriebene Regeimotor arbeitet wie folgt: Je nach Drehzahl und Drehmoment nehmen die beiden Rotoren 12 und 13 eine bestimmte Relativlage zum Stator ein. Soll beispielsweise die Drehzahl unabhängig vom Drehmoment konstant gehalten werden und tritt eine Drehmomentänderung auf dann steigt oder fällt die Motordrehzahl je nachdem, ob ao sich das Drehmoment verringert oder vergrößert. Die vom Tachodynamo abgegebene Spannung ist nun proportional der Drehzahl der Motorwelle 11, und sie wird als Steuergröße benutzt, in der Weise, daß der Motor 10 so lange im Links- oder Rechtslauf be- a₅ trieben wird, bis der Stator 2 gegenüber dem Rotor 12 axial so weit verschoben ist, daß die Motorwelle wieder mit der Solldrehzahl umläuft. Der vom bzw über den Tachodynamo 17 gesteuerte Stellmoini 10 kann auch im Innern des Motorgehäuses vorge^eh.-n und über ein Winkelgetriebe od. dgl. mit der (;..■-windespindel 7 gekuppelt sein.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   I. Regelbarer Induktionsmotor, bei dem dt Stator relativ zu wenigstens zwei Rotoren v.,-. schiebbar ist, die elektrisch voneinander uiu:i>hängig sind und von denen der eine fest mit lor Motorwelle gekuppelt ist, wogegen der andjr·.-drehbar auf dieser angeordnet ist und ein LuHtrad antreibt, dadurch gekenn zeichnet, daß die aktiven Eisen'.ängen des Stators und der Rotoren so bemessen s^nd, daß der drehbare Rotor (13) unabhängig von aer jeweiligen Eindringtiefe des fest auf der Motorwelle (11) sitzenden Rotors (12) in den Stator stets mit seiner Nenndrehzahl umläuft.
2. 2. Induktionsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Motorwelle (11) ein Tachodynamo (17) für Steuer- und Regelzwecke gekuppelt ist.
3. 3. Induktionsmotor nach den Ansprüchen ! und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den beiden Rotoren (12, 13) veränderbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen