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Kombinierter Hauptstromauslöser
EMI1.1
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In Fig. 3 sind die Hauptteile des kombinierten Hauptstromauslösers auseinandergezogen und teilweise im Schnitt dargestellt, um gewisse Einzelheiten besser sichtbar zu machen. Der Stromwandler 3 hat einen mantelförmigen Eisenkern, in dessen Wickelraum die in dem zu schützenden Stromkreis liegende Primär- spule 8 und die Sekundärspule 9 untergebracht sind. Die Anschlüsse zur Primärwicklung sind wieder mit 5 i und 6 bezeichnet. Das T-förmige Eisenkernstück 10 ist verschiebbar, so dass der Luftspalt im mittleren
Kern verändert werden kann. Die Veränderung des Luftspaltes erfolgt mittels des durch die selbsthem- mende Schraube 11 in den Schlitz 12 eindringenden Keils 13. Das Eisenkernstück 10 wird durch die Fe- der 14 stets nach oben gegen den Keil gedrückt.
Die Sekundärwicklung des Stromwandlers speist gleich- zeitig den die stromunabhängige Zeitauslösung bewirkenden Überstromauslöser 1 und den das thermische ) Abbild des zu schützenden Objektes darstellenden, die Auslösezeit beeinflussenden Wärmeauslöser 2, wo- bei die beiden Auslöser elektrisch parallel, wie es Fig. 3 zeigt, ober aber auch in Reihe geschaltet sein können. Der Wärmeauslöser enthält eine flache Heizwicklung 15, welche in eine hitzebeständige und plastische Masse, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, eingebettet ist, um einen stets gleichblei- benden Wärmeübergang zwischen dieser Wicklung und dem aufzuheizenden Körper zu gewährleisten.
Dieser besteht aus einem Stapel von blattfederartig gekrümmten Bimetallstreifen 16, welche in einem
Metallgehäuse 17 angeordnet sind und dem eigentlichen, auswechselbaren Wärmespeicher 18, in Form eines mit einer geeigneten Flüssigkeit, z. B. Wasser, teilweise oder ganz gefüllten dünnwandigen Blech- behälters, der "1it dem Bimetallstapel 16 unmittelbar in Berührung steht. Die jeweilige Wärmeausdeh- nung des Bimetallstapels 16 wird über den Hebel 19 auf die Welle 20 übertragen, deren Drehwinkel eine
Funktion der Bimetalltemperatur darstellt und an der Skala 21 abgelesen werden kann. Die Teile 15 - 18 sind in einem wärmeisolierenden Gehäuse 22 untergebracht, um äussere Einflüsse möglichst abzuschwä- chen.
Der Hauptteil 1 enthält eine die stromunabhängige Zeitauslösung bewirkende Vorrichtung, welche im wesentlichen aus einem Synchronmotor besteht, dessen Feldspule mit 23 bezeichnet ist und der mit zwei zusätzlichen Ansprechorganen kombiniert und in Fig. 4 ausführlicher dargestellt ist. Der Auslöser 1 ist in einem Schutzgehäuse untergebracht und trägt ferner die Einstellorgane 24 für die stromunabhängige
Zeitverzögerung, 25 für den Überstromwert, bei dem das Zeitwerk anspricht, 26 für den Überstromwert bei Momentauslösung und eventuell einen Riegel zum Blockieren der Momentauslösung.
Am Gehäuse von Teil 4 sitzt auch die mit einem Zeiger versehene Scheibe 27, welche mit der Ein- stellschraube 11 im Eingriff steht und deren Skala in Vielfachen vom Spulen-Nennstrom des Stromwand- lers geeicht ist.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des als Spaltpolmotor ausgeführten Synchronmotors. Die Feld- wicklung 23 magnetisiert den Magnetkern 28. Der Rotor 29, der vorteilhafterweise aus einem Permanent- magneten besteht, ist so bemessen, dass sein Drehmoment im Verhältnis zur zu bewegenden Masse so gross ist, dass auch ohne asynchrones Moment der Anlauf innerhalb weniger als einer Periode des speisen- den Stromes erfolgt. Im magnetischen Nebenschluss des Motoreisenkernes 28 sind die beiden schwenkba- ren Anker 30 und 31 vorgesehen, die von je einer einstellbaren Feder 32 und 33 in ihre Ruhelage gezogen werden. Die mit Schwingzungen 34 am Anker 30 befestigten Gewichte 35 bilden zwei aufeinander abge- stimmte Schwingsysteme, die bewirken, dass über eine genügende Frequenzbandbreite vibrationsfreies
Ansprechen erzielt wird.
An Stelle der Schwingsysteme 34,35 könnte auch eine geschwindigkeitsabhän- gige Dämpfung eingesetzt werden, wie sie in Fig. 4 strichliert angedeutet ist. An einer Verlängerung des
Ankers 30 ist eine rechteckige Metallscheibe 36, z. B. aus Aluminium, angebracht, die sich zwischen den Polen eines Permanentmagneten 37 bewegt. Dadurch werden Wirbelströme in der Metallscheibe er- zeugt, die eine von der Geschwindigkeit abhängige Bremswirkung hervorrufen. Normalerweise ist der
Rotor 29 blockiert. Sobald der Strom in der Feldwicklung 23 einen gewissen Wert, welcher mittels der
Feder 32 eingestellt werden kann, überschreitet, wird der Anker 30 dieses Ansprechsystems gegen den
Magnetkern 28 gezogen und bewirkt durch nicht dargestellte Mittel die Freigabe des Rotors 29.
Letzterer treibt das Zeitwerk, welches seinerseits, nach Ablauf der eingestellten Zeit, z. B. 2 Sekunden, den Aus- lösemechanismus betätigt. Der Anker 31 arbeitet in ähnlicher Weise, nur ist die einstellbare Feder 33 so bemessen, dass ihre Zugkraft erst bei einem Vielfachen des Nennstromes überwunden wird, wobei dann der Anker ohne Verzögerung über das in Fig. 4 durch einen Pfeil angedeutete Gestänge unmittelbar auf den Auslösemechanismus wirkt, der gemäss Fig. 1 im Teil 4 untergebracht ist.
Beim Auftreten eines mässigen Überstromes in dem zu schützenden Anlageteil wirkt der oben be- schriebene Auslöser folgendermassen : Durch die Zunahme des im Sekundärkreis des Stromwandlers 3 flie- ssenden Stromes erwärmt die Heizwicklung 15 den Bimetallstapel 16 und den Wärmespeicher 18 so weit auf, bis der Bimetallstapel über den Hebel 19 und die Welle 20 den im Teil 4 befindlichen, in den Figuren nicht dargestellten Kraftspeicher auslöst und den zu schützenden Anlageteil abschaltet.
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Beim Auftreten von grösseren Überströmen, d. h. bei Kurzschluss, wo eine selektive Abschaltung des speisenden Netzes innerhalb kürzerer Zeit, z. B. 0, 2 - 3 Sekunden, verlangt wird, spricht der Anker 30 (Fig. 4) beim Überschreiten des Einstellwertes an und gibt den Rotor 29 des Synchronmotors frei, der das Zeitwerk antreibt und nach Ablauf der eingestellten Zeit die Abschaltung durch Auslösen des Kraftspeichers bewirkt.
Bei sehr hohen Kurzschlussströmen spricht der Anker 31 (Fig. 4) an, sofern der an der Skala 26 eingestellte Wert überschritten wird, und löst den Kraftspeicher unverzögert aus.
Die vier Einstellmöglichkeiten : Das Vielfache des Nennstromes der Stromwandler-Primärwicklung (8) - die stromunabhängige Zeitverzögerung (24) und deren Ansprechwert (25) bei Überstrom - der Über- stromwert bei Momentauslösung (26), nebst der Möglichkeit, diese letztere zu blockieren, sowie die
Wahl der Wärmekapazität durch Einfüllen von mehr oder weniger Flüssigkeit in den Wärmespeicher 18, gestatten eine weitgehende Anpassung einerseits an die thermischen Eigenschaften des zu schützenden Anlageteilesund anderseits an die für einen selektiven Kurzschluss-Schutz des speisenden Netzes notwendigen Bedingungen.
Durch Weglassen des Wärmeauslösers 2 kann der kombinierte Auslöser zu einem einfachen Überstromauslöser mit stromunabhängiger Zeitverzögerung reduziert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kombinierter Hauptstromauslöser, insbesondere fUr direkten Aufbau auf Schaltgeräte, dadurch gekennzeichnet, dass er einen elektromagnetischen Überstromauslöser mit stromunabhängiger Zeitauslösung als Kurzschluss-Schutz und einen das thermische Abbild des zu schützenden Anlageteils darstellenden Wärmeauslöser als Überlastschutz enthält, wobei diese beiden Auslöser von einem gemeinsamen Stromwandler gespeist sind, auf einen gemeinsamen Auslösemechanismus wirken und mit diesen zusammen zu einem einzigen Gerät von schmaler Form vereinigt sind.