AT224220B - Schützengesteuerte Anordnung zur automatischen, lastabhängigen Stern- auf Dreieckumschaltung eines Induktionsmotors - Google Patents

Description

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  Schützengesteuerte Anordnung zur automatischen, lastabhängigen   Stern- auf Dreieckumschaltung   eines Induktionsmotors 
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen Umschalten von Sternschaltung der drei Induktionswicklungen eines Asynchronmotors auf Dreieckschaltung und umgekehrt, in Abhän- gigkeit vom Stromverbrauch des Motors. 



   Eine erste Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, die die Leistungsfähigkeit des
Motors durch gewisse Operationen in Abhängigkeit von der veränderbaren Belastung des Motors erhöht. 



   Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung anzugeben, die für schwache und mittelstar- ke Motoren anwendbar ist, insbesondere für Induktionsmotoren mit Käfiganker, durch die der Motor ge- startet werden kann, ohne dass überhöhte, dem Motor nachteilige Stromstärken erreicht werden. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, diese Vorrichtung einfach und kompakt aufzubauen. 



   Zur Lösung dieser und weiterer Aufgaben der Erfindung wird von einer schützengesteuerten Anord- nung zur automatischen, lastabhängigen Stern- auf Dreieckumschaltung eines Induktionsmotors ausge- gangen, wobei ein Schaltschütz für Sternschaltung und ein Schaltschütz für Dreieckschaltung vorgesehen sind sowie ein Niederspannungskreis zur Betätigung eines jeden Schaltschützes, ferner Mittel, die auf den vom Motor aufgenommenen Strom ansprechen.

     Erfindungsgemäss   steuern diese den Niederspannungskreis in dem Sinne, dass der Sternschaltschütz geschlossen gehalten wird, solange der vom Motor aufgenommene Strom unterhalb eines vorgesehenen Wertes liegt, und dass er geöffnet wird, wenn die Stromaufnahme diesen Wert übersteigt und dass dann eine Umschaltung von Sternschaltung auf Dreieckschaltung erfolgt, und durch Stabilisierungsmittel, die auf den vom Motor aufgenommenen Strom ansprechen und die ein zu schnelles Umschalten von Stern- zu Dreieckschaltung und umgekehrt verhüten. Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor, in der Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. 



   Fig. 1 zeigt ein Schaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung. Fig. 2 zeigt ein ähnliches Schaltbild einer abgeänderten Ausführungsform. 



   Der in Fig. 1 dargestellte Motor M weist drei Induktionswicklungen 1 auf, die von einer Dreiphasenleitung 2 geeigneter Spannung, beispielsweise mit 380 V, gespeist werden. Ein Hauptschalter liegt in der Speiseleitung 2 und. ist elektromagnetisch mittels einer Wicklung 4 zu betätigen. Die Wicklung 4 wird mit Niederspannung über einen Untersetzungstransformator 5 gespeist, der an einer Phase uer Leitung 2 liegt. Die Wicklung 4 wird nach Drücken eines Steuerknopfes 6 erregt. 



   Fernsteuerungsschalter 7 und 8 liegen in der Speiseleitung 2. Diese Schalter 7 und 8 dienen der Dreieck-bzw. Sternschaltung der Induktionswicklungen 1. Der Fernsteuerungsschalter 7 liegt zwischen drei Speiseleitungen 9 der Wicklungen 1 und drei neutralen Leitungen 10. 



   Die Fernsteuerungsschalter 7 und 8 zur Delta- und Sternschaltung werden elektromagnetisch durch Wicklungen 11 und 12 betätigt, die mit Niederspannung von dem Transformator 5 gespeist werden. 



   Zwei miteinander verbundene elektromagnetische Relais 13 und 14 liegen in Serie in einer Phase der Sternschaltung. Sie sind für verschiedene Ströme eingestellt. Das Relais 14 arbeitet bei einem höheren Strom, als das Relais 13. 



   Der Ansprechstrom des Relais 13 ist niedriger, als der Stromfluss durch den Motor bei normaler und 

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 erhöhter Belastung. Der Ansprechstrom des Relais 13 beträgt beispielsweise ein Drittel des Höchstbela- stungsstromes. 



   Die Anker der Relais 13 und 14 wirken auf Kontakte 15 und 16. Diese Kontakte 15 und 16 liegen in
Parallelzweigen des Kreises, der die Wicklung 12 des Stern-Fernsteuerungsschalters speist. 15 ist ein Ru-   hekontakt,   16 ein Arbeitskontakt. 



   Der Speisekreis der Spule 12 des Fernsteuerungsschalters   8,   enthält einen Kontakt 17, der von der
Wicklung 11 des Dreieckfernsteuerungsschalters 7 und ferner einen Kontakt 18, der von der Wicklung 4 des Fernsteuerungshauptschalters 3 betätigt wird. 



   Die Wicklung 11 des Delta-Fernsteuerungsschalters liegt in einem Speisekreis mit einem Kontakt 19, der von der Wicklung 12 des Stern-Fernsteuerungsschalters 8 betätigt wird. 



   Die in Fig. 1 rechtsseitige Speisung der Wicklung 11 schliesst sich über zwei Parallelzweige. In einem dieser Zweige liegt ein Kontakt 20, der von einem elektromagnetischen Relais mit zwei Erregungs- wicklungen21 und 22 betätigt wird. In diesem Zweig liegen weiter zwei Kontakte, die von dem Starter- knopf 6 betätigt werden. 



   Der andere Parallelzweig enthält einen Schalter 23 bekannter Konstruktion mit Verzögerungswirkung, beispielsweise einem oszillierenden Schalter. Dieser Zweig schliesst sich über das von dem Starterknopf 6 geschlossene Kontaktpaar. 



   Die Wicklung 21 eines elektromagnetischen Relais liegt bei Dreieckschaltung einer Phase des Haupt- stromkreises in Serie. Die Wicklung 22 eines Relais wird mit Niederspannung über einen Kreis gespeist, der Mittel enthält, mit denen ein elektrischer Strom der Wicklung 22 in regelmässigen Zeitabständen zu- führbar ist. 



   Diese Mittel bestehen in dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einerthermoelektrischen Steuer- einrichtung 24, die in eine Phase der. Speiseleitung 2 geschaltet ist. Diese thermoelektrische Steuereinrichtung betätigt einen Kontakt 25, der die thermoelektrische Steuereinrichtung periodisch   kurzschliesst.   und ferner einen oszillierenden Kontaktarm 26, der mit einem Anker 27 zusammenarbeitet. Der Kontakt 26 ist über eine Leitung 28 mit dem Speisekreis für die Wicklung 11 über den Kontakt 19 verbunden. 



  Der Anker 27 ist mit einem Ende der Erregungswicklung 22 verbunden. 



   Ein wärmeempfindliches Relais 29 liegt in der Speiseleitung 2. Es ist auf einen vorgegebenen Wert des vom Motor M aufgenommenen Stromes eingestellt. Dieses Relais 29 besitzt einen Kontakt 30, der dauernd die thermoelektrische Steuereinrichtung 24 kurzschliesst, wenn der Stromverbrauch durch den Motor den genannten Einstellwert überschreitet. Das wärmeempfindliche Relais 29 besitzt einen weiteren Kontakt 31, der im Speisekreis der Wicklung 12 des Stern-Fernsteuerungsschalters liegt. 



   Die Wirkungsweise der beschriebenen Schaltung ist wie folgt :   Bei Betätigung   des Starterknopfes 6 wird die Wicklung 4 erregt und schliesst den Hauptfernsteuerungsschalter 3, der nun einen elektrischen Strom den Wicklungen 1 des Motors M zuführt. Beim Start verbraucht der Motor M maximalen Strom, der also beim Einschalten schnéll einen beträchtlichen Spitzenwert erreicht, der vier-oder fünfmal so gross ist, wie der Strom bei normalem Betrieb des Motors. 



   Der schnelle Stromanstieg führt im wesentlichen gleichzeitig zur Freigabe der elektromagnetischen Relais 13 und 14, die, wie bereits erörtert, in entgegengesetztem Sinn auf die Kontakte 15 und 16 wirken. Die gleichzeitige Betätigung der Relais 13 und 14. führt zur Erregung der Wicklung 12 des Relaisschalters 8 für Sternschaltung, wenn die Kontakte 17 und 18 im Speisestromkreis der Wicklung 12 geschlossen sind. 



   Dementsprechend wird beim Starten des Motors die Sternschaltung eingeschaltet. Sie wird beibehalten bis der Stromverbrauch des Motors sich ändert. 



   Wenn insbesondere der Motor M beim Starten kein bedeutendes Widerstandsmoment zu überwinden hat, so sinkt nach Erreichen des Spitzenwertes der Stromverbrauch sehr schnell auf seinen Betriebswert, der von der Belastung des Motors abhängt. 



   Während dieser scharfen negativen Veränderung des Stromes werden im wesentlichen gleichzeitig beide Elektromagnete 13 und 14, wie vordem beschrieben, erregt. Dadurch bleibt die Sternschaltung der Wicklungen 1 aufrechterhalten. 



   Hat hingegen der Motor M beim Start ein bedeutsames Widerstandsmoment zu überwinden, so sinkt der Strom weniger schnell von dem obengenannten Spitzenwert auf den von der Motorbelastung abhängenden Betriebswert. Das elektromagnetische Relais öffnet dann den Kontakt 16, bevor das Relais 13 den Kontakt 15 schliesst. 



   Die Wicklung 12 ist daher ständig abgeschaltet. Die Kontakte des Fernsteuerungsschalters 8 sind ge- öffnet. Durch die nunmehr geschlossenen Kontakte 19 fliesst Strom zur Wicklung 11 des Delta-Fernsteuerungsschalters 7 über den Leitungszweig, der den Kontakt 18, den Kontakt 19 und den verzögert 

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Stromverbrauchschaltung die thermoelektrische Koppel   24-während   des Betriebes des Motors in Sternschaltung kurzschliesst. 



   Das Relais 13 und die Wicklung 21 sind in einer Phase des Motors in Serie geschaltet. Ein Kontakt 33, der von dem Fernsteuerungsschalter 7 betätigt wird, ist zum Kurzschluss des Relais 13 während des Betriebes mit Deltaschaltung vorgesehen. Die Arbeitsweise ist wie folgt :
Beim Starten erregt der betätigte Starterknopf 6   einen Leitungsschalter   3 und den Schalter 8 für Sternschaltung. 



   Der Spitzenwert des vom Motor beim Starten verbrauchten Stromes erregt fast gleichzeitig die Relais 13 und 21. Diese Relais 13 und 21 sind mit einem   Öffnungs- und   einem Schliesskontakt 15 bzw. 32 versehen. Diese Kontakte liegen parallel. zueinander und in Serie mit einer Phase des Fernsteuerungsschalters 8 für Sternschaltung. Die Erregung dieser Relais hält daher den Kreis des Fernsteuerungsschalters für Sternschaltung geschlossen. 



   Sinkt der Strom nach dem Starten von seinem Spitzenwert ab, so können zwei Fälle auftreten, nämlich :
1. Der Spitzenwert des Stromes verschwindet plötzlich. Die Relais 13 und 21 werden im wesentlichen 
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 und der Kontakt 32 zugleich geöffnet, wodurch die Sternschaltung aufrechterhalten wird. Oder :
2. Der Spitzenwert des Stromes sinkt langsam, so dass das Relais 21 eher enterregt wird, als das Relais 13. Dadurch wird der Fernsteuerungsschalter für die Sternschaltung geöffnet und der Fernsteuerungsschalter für die Dreieckschaltung geschlossen. 



   Der Betrieb mit Dreieckschaltung ist der gleiche, wie bei der Schaltung nach Fig. 1. Die Beschreibung wird daher aus   Gründen der Vereinfachung   fortgelassen. 



   Wenn der Stromverbrauch des Motors, dessen Wicklungen in Dreieckschaltung liegen, unterhalb des Einstellwertes der Hochspannungswicklung 21 sinkt, so öffnet sich das Relais, das diese Wicklung enthält, beim ersten Umschalten der Thermokoppel 24. Zu diesem Moment wird die Wicklung 22 enterregt und gestattet das Umschalten von Delta- auf Sternschaltung. 



   Liegen die   Wicklungen 1   des Motors in Deltaschaltung, so sind, wie oben erörtert, der Fernsteuerung schalter 7 und der Kontakt 33 geschlossen. Das elektromagnetische Relais ist kurzgeschlossen und kann unter den genannten Betriebsbedingungen nicht tätig werden. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Schützengesteuerte Anordnung zur automatischen, lastabhängigen Stern- auf Dreieckumschaltung eines Induktionsmotors, wobei ein Schaltschütz (8) für Sternschaltung, und ein Schaltschütz (7) für Dreieckschaltung vorgesehen sind sowie ein Niederspannungskreis (5,11, 12)   zur- Betätigung   eines jeden Schaltschützes, ferner Mittel (13,14, 21), die auf den vom Motor aufgenommenen Strom ansprechen dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel den Niederspannungskreis in dem Sinne steuern, dass der Sternschaltschütz geschlossengehalten wird, solange der vom Motor (M) aufgenommene Strom unterhalb eines vorgesehenen Wertes liegt, und dass er geöffnet wird, wenn die Stromaufnahme diesen Wert übersteigt und dass dann eine Umschaltung von Sternschaltung auf Dreieckschaltung erfolgt, und durch Stabilisierungsmittel (22,24,

   25,26, 27), die auf den vom Motor aufgenommenen Strom ansprechen und die ein zu schnelles Umschalten von Stern- zu Dreieckschaltung und umgekehrt verhüten.

Claims (1)

1. 2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein erstes und ein zweites elektromagnetisches Relais (13,14), deren Spulen in Serie in einer Phase der Sternschaltung liegen und in entgegengesetztem Sinn auf zwei in dem Speisestromkreis (5, 12) des Sternschaltschützes (8) liegende Kontakte (15,16) wirken, durch ein drittes auf einenKontakt (20) imSpeisestromkreis (5, 11) der Spule des Dreieckschaltschützes (17) wirkendes elektromagnetisches Relais (21,22) mit einer ersten, von einer Phase der Dreieckschaltung ge- speisten Erregerwicklung (21), und mit einer zweiten, mit Niederspannung gespeisten Erregerwicklung (22), durch einen vom Dreieckschaltschütz (7) betätigten Kontakt (23) im Speisestromkreis (5,12) des Sternschaltschützes (8),

   durch einen vom Sternschaltschütz (8) betätigten Kontakt (19) im Speisestromkreis (5, 11) der Spule des Dreieckschaltschützes (7) und durch Mittel (24,25, 26, 27) zur intermittierenden Stromzufuhr zur Niederspannungserregerwicklung (22) des dritten elektromagnetischen Relais (21,22).

   3. Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen in dem Speisestromkreis : 5. 12) des Sternschaltschützes (8) liegenden, von dem Dreieckschaltschütz (7) betätigten Kontakt (17), durch einen in dem Speisestromkreis (5,11) des Dreieckschaltschützes (8) liegenden, von dem Stern- schaltschütz (7) betätigten Kontakt (19), durch ein erstes, in einer Motorphase liegendes, auf einen Kon- <Desc/Clms Page number 5> takt (15) im Speisestromkreis (5,12) des Sternschaltschützes (8) wirkendes elektromagnetisches Relais (13), durch ein zweites elektromagnetisches Relais (21, 22) mit einer von einer.

   Motorphase gespeisten in Serie mit dem ersten elektromagnetischen Relais (13) liegenden Erregerwicklung (21) und mit einer zweiten durch Niederspannung gespeisten Erregerwicklung (22), durch einen ersten, im Speise stromkreis (5, 12) des Sternschaltschützes (8) liegenden, von dem zweiten elektromagnetischen Relais (21,22) betätigten Schalter, der zu dem von dem ersten elektromagnetischen Relais (13) betätigten Schalter (15) parallelliegt, durch einen zweiten im Speisestromkreis (5,11) des Dreieckschaltschützes (7) liegenden, von dem zweiten elektromagnetischen Relais (21,22) betätigten Kontakt (20) und durch Mittel (24,25, 26,27) zur intermittierenden Stromzufuhr zur Niederspannungserregerwicklung (22) des zweiten elektromagnetischen Relais.

   4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite elektromagnetische Relais (13, 14) derart eingestellt sind, dass sie sich bei unterschiedlichen Werten des sie durchfliessenden Stromes lösen, dass eines der Relais (14) auf einen Strom anspricht, der niedriger ist, als die Stromaufnahme des Motors (M) bei Betrieb unter Last und dass dieser Strom die Umschaltung von Dreieck- auf Sternschaltung auslöst und umgekehrt.

   5. Anordnung nach den Ansprüchen2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederspannungswicklung (22) des elektromagnetischen Relais (21, 22) in einem Speisekreis (5,22) mit einem oszillierenden Kontakt (26,27) liegt, der alternierend durch eine vom Motorspeisestrom durchflossenethermoelektrische Steuereinrichtung (24) betätigt wird, wobei letztere alternierend einen weiteren, parallel zu ihr liegenden Kontakt (25) betätigt, der sie periodisch kurzschliesst.

   6. Anordnung nach Anspruch 2,3 und 5, gekennzeichnet durch ein vom Motorspeisestrom durchflos- senes, die Umschaltung von Stern- auf Dreieckschaltung und umgekehrt bewirkendes Thermorelais (24), das auf einen Strom eingestellt ist, der niedriger ist, als der höchste, vom Motor (M) bei voller Last aufgenommene Strom und höher, als der normale Stromverbrauch des Motors und durch einen von dem Thermorelais betätigten Kontakt (25) zum Kurzschluss der thermoelektrischen Schalteinrichtung, wenn der Stromverbrauch des Motors den Einstellstrom des Thermorelais übersteigt.

   7. Anordnung nach Anspruch 3 und 5, gekennzeichnet durch eine von dem Sternschaltschütz (8) betätigte Parallelverbindung zum Kurzschluss der intermittierend die Niederspannungswicklung (22) des zweiten elektromagnetischen Relais (21,22) speisenden, thermoelektrischen Schalteinrichtung (24,25, 26,27).