Was ist ein Wound Rotor Induction Motor?

Was ist ein Wickelrotor-Induktionsmotor?

Definition des Wickelrotor-Induktionsmotors

Ein Wickelrotor-Induktionsmotor (auch bekannt als Kreismotor oder Schleifring-Induktionsmotor) ist definiert als eine spezielle Art von Drehstrom-Wechselstrom-Induktionsmotor, der so konstruiert ist, dass er durch die Verbindung eines externen Widerstands in den Rotorkreislauf einen hohen Antriebsdrehmoment liefert. Der Rotor des Motors ist ein Wickelrotor. Deshalb wird er auch als Wickelrotor- oder Phasenwickel-Induktionsmotor bezeichnet.

Die Laufgeschwindigkeit eines Schleifring-Induktionsmotors entspricht nicht der Synchrongeschwindigkeit des Rotors, weshalb er auch als asynchroner Motor bezeichnet wird.

Schaltplan des Wickelrotor-Motors

Der Stator des Wickelrotor-Induktionsmotors ist identisch mit dem des Käfigrotor-Induktionsmotors. Die Anzahl der Pole, die vom Rotor des Motors gewickelt werden, entspricht der Anzahl der Pole des Stators.

Der Rotor hat drei phasenisolierte Wicklungen, die jeweils über einen Bürstenkontakt mit einem Schleifring verbunden sind. Die Bürste sammelt den Strom und leitet ihn zu und von der Rotorwicklung.

Diese Bürsten sind weiterhin mit einem dreiphasigen Sternschaltungswiderstand verbunden. Die folgende Abbildung zeigt den Schaltplan des Wickelrotor-Induktionsmotors.

Bei einem Wickelrotor-Induktionsmotor wird das Drehmoment durch die Hinzufügung eines externen Widerstands in den Rotorkreislauf mithilfe eines sterngeschalteten Rheostats erhöht.

Während die Motorgeschwindigkeit zunimmt, wird der Widerstand des Rheostats schrittweise abgeschaltet. Dieser zusätzliche Widerstand erhöht den Rotorimpedanz und reduziert daher auch den Rotorstrom.

Start des Wickelrotor-Induktionsmotors

Rotorwiderstand/Rheostat-Start

Schleifring-Induktionsmotoren werden fast immer mit voller Netzspannung an den Statoranschlüssen gestartet.

Der Wert des Startstroms wird durch die Einführung eines verstellbaren Widerstands in den Rotorkreislauf eingestellt. Der Steuerwiderstand ist in Form eines sterngeschalteten Rheostats. Während die Motorgeschwindigkeit zunimmt, wird der Widerstand schrittweise abgeschaltet.

Durch die Erhöhung des Rotorwiderstands wird der Rotorstrom beim Start reduziert, ebenso der Statorstrom, aber gleichzeitig wird das Drehmoment aufgrund der Erhöhung des Leistungsfaktors gesteigert.

Wie bereits erwähnt, ermöglicht der zusätzliche Widerstand im Rotorkreislauf dem Schleifringmotor, ein hohes Startdrehmoment bei moderatem Startstrom zu erzeugen.

Daher kann der Wickelrotor- oder Schleifringmotor stets unter einer bestimmten Last gestartet werden. Wenn der Motor unter normalen Bedingungen läuft, wird der Schleifring kurzgeschlossen und die Bürste entfernt.

Geschwindigkeitsregelung

Die Geschwindigkeit eines Wickelrotor- oder Schleifring-Induktionsmotors kann durch Ändern des Widerstands im Rotorkreislauf geregelt werden. Diese Methode ist nur für Schleifring-Induktionsmotoren anwendbar.

Wenn der Motor läuft, verringert sich die Motorgeschwindigkeit, wenn ein vollständiger Widerstand im Rotorkreislauf angeschlossen ist.

Wenn die Motorgeschwindigkeit verringert wird, wird im Rotorkreislauf mehr Spannung induziert, um das notwendige Drehmoment zu erzeugen, was das Drehmoment erhöht.

Ähnlich wie bei der Verringerung des Rotorwiderstands nimmt die Motorgeschwindigkeit zu. Die folgende Abbildung zeigt die Geschwindigkeits-Drehmoment-Kennlinie eines Schleifring-Induktionsmotors.

Wie in der Abbildung gezeigt, ändert sich die Motorgeschwindigkeit auf N1, wenn der Rotorwiderstand pro Phase R1 beträgt. Die Drehmoment-Geschwindigkeitskennlinie des Motors bei R ist als blaue Linie dargestellt.

Wenn der Rotorwiderstand pro Phase auf R2 erhöht wird, verringert sich die Motorgeschwindigkeit auf N2. Die Drehmoment-Geschwindigkeitskennlinie des Motors bei R wird durch die grüne Linie 2 dargestellt.

Vorteile des Wickelrotor-Motors

• Hohes Startdrehmoment - Schleifring-Induktionsmotoren können aufgrund des externen Widerstands im Rotorkreislauf ein hohes Startdrehmoment liefern.

• Hohe Überlastkapazität - Schleifring-Induktionsmotoren haben eine hohe Überlastkapazität und eine glatte Beschleunigung unter schwerer Last.

• Niedrigerer Startstrom im Vergleich zu Käfigrotormotoren - der zusätzliche Widerstand im Rotorkreislauf erhöht den Rotorimpedanz, was den Startstrom reduziert.

• Einstellbare Geschwindigkeit - Die Geschwindigkeit kann durch Ändern des Widerstands im Rotorkreislauf eingestellt werden. Daher wird er als "Drehzahlvariierender Motor" bezeichnet.

• Erhöhung des Leistungsfaktors

Gängige Anwendungen

Wickelrotor-Motoren werden in hochleistungsfähigen industriellen Anwendungen eingesetzt, die ein hohes Startdrehmoment und einstellbare Geschwindigkeiten erfordern, wie zum Beispiel Kräne, Aufzüge und Fahrstühle.