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Schaltanordnung zum selbsttätigen Inbetriebsetzen und Stillsetzen eines Stromerzeugungsaggregates
Die Erfindung betrifft eine elektrische Einrichtung, die selbsttätig den Aggregatsbetrieb steuert. Die Einrichtung besteht aus einem Antriebsmotor und einem elektrischen Generator, der den elektrischen Strom erzeugt und an die Stromverbraucher abgibt. Unter Steuerung eines Aggregates oder einer sogenannten elektrischen Zentrale versteht man ihre automatische Inbetriebsetzung, sobald ein Strombedarf eintritt, oder eine automatische Abstellung der Zentrale nachdem der Strom verbraucher oder der letzte der Strom verbraucher abgestellt wurde.
Bisher wurde der Betrieb des beschriebenen Aggregates handgesteuert, u. zw. entweder unmittelbar in der Zentrale oder durch Fernsteuerung von einer ausserhalb der Zentrale befindlichen Stelle.
Der Erfindung gemäss kann man die elektrische Zentrale automatisch mittels elektrischer Impulse ohne Eingriff der Bedienung steuern, so dass beim Einsatz eines Stromverbrauchers keine andern Griffe vorzunehmen sind, ausser denen, die den Stromverbraucher unmittelbar in Betrieb setzen. Dies ist dadurch ermöglicht, dass zur Aussendung von Steuerimpulsen an die elektrische Zentrale ein besonderer Nieder- spannungshilfsstromkreis vorgesehen ist, der aus einer Batterie in der Zentrale gespeist wird und über die Stromverbraucher verläuft und der durch die Stromverbraucherschalter abgesperrt bzw.
unterbrochen wird, wobei in Abhängigkeit vom Durchgang des elektrischen Stromes durch die Hilfsstromkreisleitung der Anlassstromkreis eines elektrischen Anlassmotors mittels Relais geschaltet ist, wogegen der Stoppstromkreis des Antriebsmotors mittels Relais in Abhängigkeit vom Stromfluss im Hauptstromkreis der Stromverbraucher betätigt wird.
In den Zeichnungen sind Beispiele verschiedener Verwendung des Erfindungsgegenstandes zu sehen, wie bei Gleichstrom- oder Wechselstromerzeugungsaggregaten sowie auch bei Einphasen-oder Mehrpha- senstromverbrauchern.
Das Aggregat (Fig. l) das eine Stromerzeugungsanlage bildet, besteht aus einem Antriebsmotor Mund einem Generator G. Dieser erzeugt entweder Wechselstrom oder Gleichstrom, der durch die Leitung 3 zu den Stromverbrauchem 5 über die Schalter 7 zugeführt wird. Die Leitung 3 vom Generator G zu den Verbrauchen bildet den Hauptstromkreis I.
Zum Anlassen des Antriebsmotors M dient ein kleiner elektrischer Anlassmotor 10, der mit Niederspannung aus der Akkumulatorenbatterie 11 gespeist wird. Die betreffende Leitung 12 bildet den Anlassstromkreis II. Zum Abstellen des Antriebsmotors oder zu seinem Stoppen dient ein elektromagnetischer Stopper 13, der die Kraftstoffzufghrung zum Motor M steuert. Der für den Stopper 13 notwendige elektrische Strom wird ebenfalls der Batterie 11 entnommen, mit der der Stopper einerseits direkt (über die Leitung 14), anderseits über den Kontakt 30'eines Hilfsrelais 30 verbunden ist, das in einem dem Stopper zugeordneten Relaiskasten RA untergebracht ist. Dieser Stromkreis stellt den elektrischen Abstellstromkreis III dar.
Der vorgenannte, dem Stopper 13 zugeordnete Relaiskasten RA enthält eine an sich bekannte automatische Relais-Einrichtung, die auf Grund der an die dieselelektrische Zentrale gestellten Funktionsforderungen vom Fachmann zusammengestellt wird. Ein solcher Relaiskasten, der kein Teil der Erfindung ist, enthält beispielsweise das bereits erwähnte Hilfsrèlais 30 mit den Kontakten 30'und ein Relais 31 mit den Kontakten 31'. Dem zuletzt genannten Relais 31 ist ein Kondensator C parallelgeschal-
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Die Wirkungsweise des Relaiskastens RA ergibt sich aus der später folgenden Funktionsbeschreibung der erfindungsgemässen Einrichtung. Vorläufig sei nur noch erwähnt, dass in die Leitung 12 des Anlassstromkreises H die Kontakte 31"des Relais 31 eingeschaltet sind. Auch in der Leitung 14 des Abstellstromkreises III liegen Kontakte 31'dieses Relais. Der Stromkreis für das Relais 30 des Rslaiskastens verlauft über die Batterie 11 und über die Ruhekontakte 22'und 31', während das durch den parallelgeschalteten Kon- densator C verzögert abfallende Relais 31 seinen Strom ebenfalls aus der Batterie 11 über die Kontakte 20' des Relais 20 erhält. Die Erregerwicklung dieses Relais liegt in der Leitung 1 eines Hilfsstromkreises IV.
Das Relais 22 wird mit dem durch die Leitung 3 fliessenden Strom des Haupstromkreises I gespeist.
Gemäss der Erfindung ist die beschriebene Einrichtung mit einem Niederspannungshilfsstromkreis IV versehen, dessen Leitung 1 die Batterie 11 mit den Stromverbrauchern 5 verbindet. Zweckmässigerweise ist die Leitung 1 parallel an die Leitung 3 des Hauptstrornkreises I angeschlossen. Die Leitung 3 ist in beiden Zweigen unterbrochen und in die Enden ist das Schütz S mit den Umschaltlkontaktpaaren 15, 16 und 15', 16'mit den zugehörigen Brücken eingeschaltet. Die Umschaltkontaktbrücken sind miteinander mittels der Stange 25 verbunden, die durch die elektromagnetische Spule 18 durchläuft. Diese Spule ist durch die Leitung 19 an die Leitung 3 des Hauptstromkreises I angeschlossen.
Die Leitung des Hilfsstromkreises IV ist ebenfalls in beiden Zweigen unterbrochen und ihre Enden sind an die Ruhekontaktpaare 15', 16' angeschlossen, welche Bestandteile des Schützes S sind.
Die beschriebene Einrichtung wirkt wie folgt :
Das in Fig. l dargestellte Schema der Einrichtung und der elektrischen Schaltung entspricht einer Ruhelage. Dabei ruhen die Brücken des Schützes S auf den Kontaktpaaren 15'und 16', so dass der Niederspan- nungsstromkreis aus der Batterie 11 durch die Leitung 1 des Hilfsstromkreises IV und durch einen Teil der Leitung 3 des Hauptstromkreises I zu den Schaltern 7 und den Stromverbrauchern 5 durchgeschaltet ist.
In diesem Zustand der Zentrale sind die Relais 20,22, 31 stromlos. Das Relais 30 erhält hingegen Strom aus der Batterie 11 über die Ruhekontakte 22'und 31.', so dass der Arbeitskontakt 30'geschlossen ist.
Bei der Inbetriebsetzung der Anlage, ausgelöst durch das Einschalten des ersten Stromverbrauchers 5 über den Schalter 7, wird zunächst der Hilfsstromkreis IV, der das Relais 20 enthält, mit Strom aus der Batterie 11 versorgt. Die Kontakte 20'schalten das Relais 31 ein. Mit seinem Arbeitskontakt {t 31 "setzt das Relais 31 einerseits den Anlasser 10 in Tätigkeit, anderseits unterbricht es mit seinem Ruhekontakt 31'den Stromkreis des Relais 30. Das Relais 30 fällt ab, öffnet seinen Arbeitskontakt 30'und unterbricht so den Stromkreis des Stoppers.
Nach dem Anlauf der Dieselzentrale und nach dem Hochlaufen des Stromerzeugers G wird das Schütz S, dessen Erregerwicklung 18 direkt an den Klemmen des Generators liegt, erregt und über die Arbeitskontakte 15,16 des Schützes erfolgt die direkte Belieferung des Verbrauchers 5 aus dem Stromerzeuger mit elektrischer Energie. Da der Generatorstrom über das Relais 22 geführt ist, wird dieses Relais erregt und es öffnet seine Ruhekontakte 22'. so dass das Relais 30 während des Betriebe ; nicht erregt werden kann. Beim Ansprechen des Schützes S öffneten sich die Ruhekontakte 15'und 16'dessel- ben, so dass das Relais 20 nunmehr stromlos ist und mit seinen Kontakten 20'den Stromkreis für das Re- lais 31 unterbrochen hat. Demzufolge wird auch das Relais 31 abgeschaltet.
Infolge des paralle1geschal teten Kondensators C fällt das Relais 31 verzögert ab, wobei die Abfallzeit so eingestellt ist, dass der Ruhekontakt 31'erst nach der Erregung des Relais 22 eingeschaltet wird und kein vorzeitiges Abstellen der Zentrale eintreten kann.
Die Anlage setzt sich selbsttätig erst beim Abschalten des letzten Strom verbrauchers wieder ausser Betrieb, wobei der Stromkreis III unterbrochen und das Relais 22 entregt wird, so dass dessen Ruhekontakte das Relais 30 über die Ruhekontakte31'wieder einschalten. Das Relnis 30 wird erregt undschliesstmitseinem Arbeitskontakt30'den Stromkreis des Stoppers 13, welcher dadurch in Tätigkeit gesetzt wird und die Zufuhr von Betriebsstoff zum Antriebsmotor unterbindet, so dassdieserstehenbleibt.
Damit kommtauch der Generator G zum Stillstand, so dass die Erregerwicklung 18 des Schützes S stromlos wird und dieses in die Ruhestellung
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DamitFig. 2 stellt ein Schema der elektrischen Einrichtung und der Schaltung des Generators dar, u. zw. einerseits mit den an eine beliebige Phase angeschlossenen Einphasenstromverbrauchern und anderseits mit einem Dreiphasenstromverbraucher. Der Vereinfachung halber wurde davon abgesehen, den Antriebsmotor, den Anlassmotor und den Stopper sowie auch ihre Speisestromkreise darzustellen.
Der Generator G stellt einen Dreiphasenwechselstromerzeuger dar und die Stromverbraucher 5 sind teils durch Einphasenstromverbraucher vertreten, die an alle drei Phasen angeschaltet sind und teils durch Dreiphasenstrom- verbraucher. in stern und in réieck geschaltet sind. Das Relais 20 des Hilfsstromkreises IV und das Relais 22 des Abstellstromkreises III sind an den Nulleiter und an eine der Phasen X, Y, Z angeschlossen. In
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diesem Falle sind zwei Hilfsstromkreise IV benutzt und die Spannung der Speisebatterie 11 ist vorteilhaft in zwei Teile aufgeteilt.
Fig. 3 stellt ein Schema der elektrischen Einrichtung und der Schaltung eines Drehstromgenerators dar, u. zw. teils mit Einphasenstromverbrauchern, die an eine beliebige Phase angeschlossen sind und teils mit Dreiphasen- und Zweiphasenstromverbrauchern, die an beliebige Phasen angeschlossen sind. Ähnlich wie bei der Fig. 2 wurde davon abgesehen, einige Teile des Schaltschemas darzustellen. Das Relais 20 des Hilfsstromkreises IV und das Relais 22 des Abstellstromkreises III sind an alle drei Phasen angeschlossen.
Die Spannung der Speisebatterie 11 ist vorteilhaft in drei Teile aufgeteilt. Dieses Beispiel der Schaltung schöpft praktisch alle Arten von in Betracht kommenden Stromverbrauchern aus.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Schaltanordnung zum selbsttätigen Inbetriebsetzen und Stillsetzen eines Stromerzeugungsaggregates, welches über ein Schutz an Stromverbraucher anschliessbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung eines das Anlassen des Aggregates bewirkenden Steuerstromes eine Batterie vorgesehen ist, die über Hilfskontakt (15', 16') eines Leistungsschtitzes (S) in Serie mit einem einen Anlassmotor (10) steuernden Relais (20) und Stromverbrauchern (5) liegt, wobei in Serie zu jedem Stromverbraucher ein eigener "Ein-Aus"-Schalter liegt, ferner, dass im Generatorlaststromkreis zur Bildung eines Stillsetz-Impu1ses die Spule eines Relais (22) mit Ruhekontakten (22') liegt, welche Ruhekontakte einen Stopper (13) steuern.