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Anker für Drehstrommotoren mit zwei Käfigwicklungen. Die Erfindung
bezieht sich auf Anker für Drehstrommotoren, welche nach den Vorschlägen von B o
u c h e r o t mitzweiKäfigwick-Lungen versehen sind, von denen die Arbeitswicklung
innerhalb der am Rotorumfang verlegten Anlaßwicklung liegt in Nuten, welche durch
schmale, offene Schlitze mit den Nuten der Anlaßwicklung verbunden sind.
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In der Praxis hat es sich herausgestellt, daß derartige Motoren den
Nachteil haben, daß die Charakteristik bei hohen Tourenzahlen schlechter wird. Läßt
man aber bei den ,hohen Tourenzahlen keine große Abweichung von der normalen Charakteristik
zu, so wird. die Verbesserung des Anlasses kleiner. Es muß also ein Ausgleich zwischen
den sich widersprechenden Anforderungen geschaffen werden. Da es vier verschiedene
Größen gibt, welche beliebig angenommen werden können, nämlich Widerstand und Selbstinduktion
jeder der beiden Wicklungen, so ist eine sehr große Anzahl Kombinationen möglich,
und es ist sehr wichtig, Widerstände und Selbstinduktionen richtig zu wählen. Es
stellt sich aber heraus, daß dies mit den bekannten Einrichtungen nicht ohne Preisgabe
anderer Vorteile zu erreichen ist, denn es ist dabei nicht gut möglich, die Selbstinduktion
der Arbeits-
Wicklung groß genug, und zu gleicher Zeit deren Widerstand
klein genug zu machen.
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Dies wird jedoch ermöglicht und es werden zu gleicher Zeit noch einige
andere Vorteile erreicht, wenn man nach der Erfindung die Arbeitswicklung in ganz
oder teilweise offene Nuten verlegt, deren Anzahl geringer ist als die Nutenzahl
der Anlaßwicklung.
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Bekanntlich wird bei einer einzigen Wicklung auf dem Anker die Streufeldreaktanz
dieser Wicklung größer, wenn man die Anzahl Nuten kleiner nimmt. Derselbe Erfolg
wird erzielt, wenn gleichzeitig verschiedene Wicklungen auf dem Anker liegen, ohne
daß Wechselwirkungen, welche für die Wirkung des Motors schädlich sind, zwischen
diesen Wicklungen auftreten. Die Vergrößerung der Streufeldreaktanz beruht zum größten
Teil auf einer Vergrößerung der Streuung, welche doppelt zwischen Stator und Rotor
gekoppelt ist (s.Rogowski und Simons E. T. Z. igo8, Seite 535). Es stellt sich heraus,
daß die doppelt gekoppelte Streuung zwischen den Rotorwicklungen unter sich, welche
durch die Herabsetzung der Nutenzahl der Arbeits Wicklung gleichfalls vergrößert
wird, keine schädliche Wirkung zur Folge hat und daß die neue Einrichtung auch sonst
keine unerwünschten Verhältnisse ins Leben ruft. Diese Einrichtung ermöglicht weiter
eine sehr gute Ausnutzung des Rotorbleches, wodurch die Sättigung der Rotorzähne
klein gehalten werden kann. Die sich hieraus ergebende Verbesserung des Leistungsfaktors
bei kleinen Belastungen kann als ein erheblicher Vorteil betrachtet werden, weil
die meisten Motoren mehr mit kleinen als mit großen Belastungen laufen.
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Diese Verhältnisse sollen an Hand der Abb. i und 2 näher erläutert
werden, welche Rotorbleche zeigen, in denen die Arbeitswicklung innerhalb der Anlaßwicklung
angebracht ist. Bei der bekannten Einrichtung nach Abb. i ist die Nutenanzahl für
beide Wicklungen gleich, während Abb.2 ein Ausführungsbeispiel der neuen Einrichtung
darstellt.
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Um mit der Anordnung gemäß Abb. i die erforderliche große Selbstinduktion
zu erhalten, wäre es notwendig, den inneren Nutenkreis so nahe an die Welle heranzulegen,
daß der Zahnquerschnitt und der Querschnitt des aktiven Eisens hinter den Zähnen
für den Durchgang des Feldes nicht genügen würde.
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Aber auch wenn man ohne Rücksicht auf die Selbstinduktion zwei Rotoren
mit demselben Gesamtquerschnitt der Kupferstäbe und demselben Nutenteilkreis, aber
mit verschiedener Nutenzahl miteinander vergleicht, so ergibt die Anordnung gemäß
Abb. 2 bei gleichem Felde immer noch eine kleinere Zahnsättigung.
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In beiden Fällen soll ja der gesamte Kupferquerschnitt für die innere
Wicklung gleich groß sein. Nun bleibt aber ein größerer Eisendurchschnitt für das
Feld übrig, wenn man das Kupfer in wenigen großen Nuten, als wenn man es in vielen
kleinen Nuten unterbringt. In hohem Maße ist dies der Fall mit den aus Herstellungsgründen
üblichen runden Stäben und Nuten, indem hier der von den Nuten beanspruchte Teil
des Teilkreises bei gleichem Kupferinhalt zu der Nutenanzahl in umgekehrtem Verhältnis
steht. Hierbei ist dann noch nicht einmal berücksichtigt, daß der Spielraum, mit
dem die Stäbe in den Nuten passen müssen, bei kleinen Nuten prozentual größer ist
als bei großen Nuten. Wird auch dieses berücksichtigt, so erscheint der Vorteil
der neuen Einrichtung noch größer. Nicht nur die Steigerung der Reaktanz der Arbeitswicklung,
sondern auch die Herabsetzung der Reaktanz der Anlaßwicklung ergibt eine Verschiebung
der Motorcharakteristik in der gewünschten Richtung. Da der Widerstand der Anlaßwicklung
verhältnismäßig groß, also der Kupferquerschnitt dieser Wicklung klein sein soll,
kann die Nutenanzahl für diese Wicklung groß gewählt werden, so daß die Reaktanz
dieser Wicklung klein wird.
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Weil die Wicklung mit der großen Reaktanz den kleinsten Widerstand,
und diejenige mit der kleinen Reaktanz den größten Widerstand haben muß, wirken
bei der neuen Wicklung alle Umstände zusammen, eine möglichst wirtschaftliche Materialverwendung
der Werkstoffe und eine möglichst günstige Verschiebung der Charakteristik zu erzielen.