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In Fig. 5 ist das V@rhalten eines Eisenwiderstandes dargestellt, wobei die Abzisse den Strang die Ordinate, die an den Enden auftretende Spannung angeben soll. Derartige
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die eine Wasserstoffatmosphäre von geeignetem Druck enthalten, ähnlich wie dies bei Vorschaltwiderständen für Elektrolytglühlampen geschieht, um durch den Wasserstoff die Oxydation des Eisens zu verhüten und durch die gute Wärmeleitung dieses Gases eine schnell erfolgende Abkühlung und Erhitzung, d. h. eine geringe Wärmekapazität zu erlangen.
Bei entsprechender Wahl des Gasdrucks und der Form des Drahtes lässt sich die Bülastungsfähigkeit, d. h. die zur Erzielung eines bestimmten Glühgrades erforderliche Stromstarke und das"Reguliergebiet", innerhalb dessen der Widerstand sich noch so stark ändert, dass der Strom nahezu konstant gehalten wird, genau abgleichen. Der in Fig. 5 dargestellte Variationswiderstand hält z. D. 2 Amp.
Stromstärke zwischen 20 und 60 Volt Spannungsschwankung nahezu konstant aufrecht, wobei demgemäss sein Widerstand von der
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dargestellten Widerstande etwa dunkelste, bei 60 Volt hellste Rotglut ; zwischen 0 und etwa 15 Volt entspricht dagegen das Verhalten des Widerstandes, da derselbe noch nicht in Out geraten ist und noch nicht "reguliert" im grossen und ganzen denjenigen gewöhnlicher mässig konstanter Widerstände wie die Kurve zeigt.
Schaltet man nun gemäss Fig. 3 einen solchen Variationswiderstand 13 bei geeignet bemessener Stromstärke vor den Anker eines Elektromotors , dessen Magnetfeld hier nicht weiter dargestellt ist, so wird zunächst bei Stellung des Schalters auf Kontakt 2. (j der Widerstand erhitzt und gerät in Glut. Alsdann schaltet man weiter auf 3,7 um, d. h. der glühende Widerstand wird dem Anker vorgeschaltet, derselbe beginnt dann ent- sprechend der für ihn übrig bleibenden Spannung anzulaufen und erzeugt hiedurch ent- sprechend seiner zunehmenden Geschwindigkeit eine mehr und mehr anwachsende elelitromotorische Gegenkraft.
Hiedurch wird die am Variationswiderstande 13 herrschende Spannungsdinerenz mehr und mehr verringert, sein Olhgrad nimmt ab, und nachdem seine Temperatur und damit die von ihm absorbierte Spannung und sein Eigenwiderstand genügend gesunken ist, kann er unter Umständen auf einmal kurzgeschlossen werden, was durch die
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nach erfolgtem Anlauf auf einmal kurzzuschliessen, wie dies in Fig. 3 geschehen ist, vielmehr benötigt man in der Regel zwei Stufen des Variationswiderstandes, wie dies Fig. 4 darstellt.
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st tick 7 der Ranze Widerstand ss, 7, 8 dem Anker 9 vorgeschaltet, während das Magnet- feld 10 \oll erregt ist ;
der anfangs kalte Widerstand ss, 7, 8 erhitzt sich momentan zur heil en Giut und der Stromstoss auf den Anker im ersten Antanfsmomont ist. wie in Fig. 7 dargestellt, durchaus noch zulässig.
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hat und die Anlaufstromstärke auf das normale Mass gesunken war. Alsdann erfolgt bei der Kurzschliessung von 7 und j8 der Stromstoss, der bei a in Fig. 7 gezeichnet ist, und der Motor erhöht seine Geschwindigkeit, da nur noch die Abteilung 6 des Widerstandes vorgcsch'31tet ist, bis Punkt b (fig. 7).
Alsdann ist auch die letzte Abteilung 6 des Widerstandes genügend abgekühlt und der geringe an ihm herrschende Spannungsbetrag kann nunmehr durch Stellung des Schalters auf 3 (Fig. 4) kurzgeschlossen werden, wenn der gesamte Widerstand abgeschaltet und der Anker seine volle Geschwindigkeit erreicht hat.
Dies zeigt der letzte Teil des Diagramms Fig. 7 von Punkt b bis Punkt c.
Die Ausschaltung erfolgt in Fig. 4 auf dem Isolationsstück 11 mittels des Umschalters 4, 5 oder eines besonderen Ausschalter. In Fig. 7 variiert-bis auf den erwähnten Anfangsstromastoss - die Stromstärke innerhalb der Grenzen Imax und Imin, wobei jeglicher grösserer Ruck vermieden ist.
Dieser besondere Vorzug des Variationswiderstandes, selbst bei Kurzschliessung des grössten Teils desselben ein stossfreies Wirken zu erzielen, beruht auf der Elastizitat- desselben, wenn man diese Eigenschaft so nennen darf. Denn wenn der grösste Teil des Widerstandes 7 und 8 in Fig. 4 kurzgeschlossen wird, so nimmt der Rest desselben wieder momentan die höhere Spannung, die noch bleibt, auf, indem er sich sofort, obgleich er schon vorher abgektihlt war, wieder erhitzt, in dem Bestreben, durch seine Eigonwiderstandn- änderung den Strom noch konstant zu halten.
Man überträgt also förmlich die von dem ganzen inzwischen erkaltete Widerstande bisher absorbierte Spannungsdifferenz auf einen zu diesem Zwecke in Glut geratenden Teil desselben. Handelt es sich z. B. um Einschaltung eines 4 PS-Nebenschlnsselektromotors bt-i 220 Volt Spannung, so würde bei Anlaufen ohne Last die mittlere Anlassstromstärke etwa 2 Amp. betragen ; der Anfangsstromstoss (Diagramm Fig. 7) erreicht momentan kaum 5 Amp., es stellt sich aber nach kaum einer Sekunde eine 2-3 Amp. betragende Stromstarke ein
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anfangs die Gesamtspannung von 220 Volt bei ruhendem Anker absorbieren müssen und sind so bemessen, dass sie im glühenden Zustande zirka 2 Amp. hindurchlassen.
Mit zunehmender Geschwindigkeit sinkt die an ihnen auftretende Spannung auf etwa 70 Volt, indem der Motor eine elektromotorische Gegenkraft von zirka 150 Volt erreicht hat (Punkt a.
Fig.
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und der nunmehr direkt mit 220 Volt arbeitende Anker erreicht bei Punkt c seine volle Touronzahl.
Das Vorhalten derartiger hintereinander geschalteter Variationswiderstände oder eines
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zeigt die Kurve (Fig. t)). Die punktierte Kurve ist hiebei diejenige einer einzelnen Abteilung, z. B. des Variationswiderstandes 6 in Fig. 4. Sie entspricht durchaus der Einzel- knrve (Fig. f)) fiir einen Widerstand, weicher ein zwischen 20 und 60 Volt liegendes Reguliergebiet besitzt, aber auch noch bis über 70 Volt bei geringer Stromstarlezunahme
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Um die z. 13. bei einem grösseren oder bei einem unter Last anlaufenden 220 Volt Elektromotor erforderliche Stromstärke von 10 Amp. zu erreichen, sind beispielsweise fünf Widerstände der in Fig. 4 gezeichneten Art parallel geschaltet, je drei sind in jeder Serie
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sammen.
Nachdem sich in Fig. 6 beispielsweise bei zunehmender Ankergeschwindigkeit die Spannung an dem ganzen Widerstande auf zusammen 70 Volt reduziert hat (Punkt b).
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Belastungsfähigkeit, d. h. aufzunehmenden Amperezahl, verschieden bemessen sind, hinter- einanderschaltOt wenn es sich darum handelt, die einen erst später als die anderen in Glut geraten zu lassen und die Stromstösse bei der Kurzschliessung der Stufen möglichst noch weiter zu verringern.
Die Belastungsfähigkeit ändert sich mit der Wärmekapazität, z. B. kann ein gut durch metallische Mäntel u. dgl. abgekühlter Widerstand bis 2¸Amp. erhitzt werden, ohne dass sein Glühgrnd höher ist als derjenige eines anderen weniger gut gekühlten Widerstandes schon bei 2 Amp. Stromstärke.
Durch Parallelschaltung konstanter oder Glühlampenwiderstiinde zu derartigen Variationswiderständen würde eine etwa erforderliche grössere Änderung der Stromstärke bei den verschiedenen Spannungswerten und eventuell eine grössere Belastungsfähigkeit allerdings bei geringerer #Elastizität" erzielt werden können. Der Anfangsstromstoss kann durch einen nachher mit abzuschaltenden konstanten Widerstand erforderlichenfalls verringert werden.
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motoren gegeben.
Wesentlich erleichtert wird aber auch die Bedienung durch Anwendung vollständig automatisch wirkender Anlasser mit Variationswiderständen, wobei die geschilderten ErscheinungenohneweitereseinesehreinfacheAusführungermöglichen.
Fig. 8 stellt ein Schema eines selbsttätigen Anlasswiderstandes mit zwei elelitromagnetischen Reiais, Fig. 9 dieselbe Einrichtung mit nur einem einzigen elektromagnetischen Relais und zwei Ankern dar.
In Fig. 8 ist die Schaltung im Prinzig analog Fig. 4, indem zunächst dem Anker 7 des Elektromotors die drei Widerstände 12, 18, 14 oder mehrere je nach Bedarf parallel
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/i''hcn. I ! nt aber der Anker eine entsprechende Geschwindigkeit und elektromotorische Gegenkraft von z.
B. 150 Volt erlangt, so wird zunächst das eine schwächere die Gegen-
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noch zirka 20 Volt an der Abteilung 12 des Anlasswiderstandes, so dass durch den Magneterregungsstrom in der Wicklung 10 des Relais 3 diese Gegenwirkung der vom Anlass- widerstand abgezweigten Wicklung 11 und die Gegenkraft der Feder 9 überwunden, der Anker 4 angezogen und durch 5 uad ss die Kontakte 7 und 8 kurzgeschlossen werden
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Die Funktion des Anlasswiderstandes ist, wie ersichtlich, eine vollständig automatische, seine Abschaltung erfolgt durch Kurzschliessung in zwei Abteilungen ohne erheblichen Stromstoss.
In den ft'üheren Beispielen und durch die angewendete Differentialwicklung ist erreicht, dass bei Aufhören der Spannung, z. B. infolge einer Netzstörung die Anker 4 und 16 wieder losgelassen werden. Hiedurch schaltet sich in Störungsfällen der gesamte Anlass- widerstand selbsttätig wieder vor den Anker, so dass das Wicderangchen ohne Störung erfolgt ; ferner ermöglicht eine Differentialwicklung dieser Art, dass durch die Wicklungen 11 und 23, da sie in Abzweigung zu dem Anlasswiderstand sich befinden, kein unnötiger Stromverbrauch während des Betriebes herbeigeführt wird.
Will man aber diesen Eigenverbrauch zulassen, so kann man auch die Wicklung der Relais in Abzweigung vom Motorankor legen, wodurch sich entsprechend der Aufbau etwas ändert ; das Wesen der Einrichtung bleibt aber dasselbe.
In Fig. 9 wirkt das Relais 3 analog den beiden Relais in Fig. S, indem auch hier die in den Stromkreis des Magnetfeldes 2 geschaltete Wicklung 6 der vom Anlasswiderstande 14 abgezweigten Wicklung 5 entgegenwirkt. Das Relais ist beispielshall)ber mit einer oberen und einer unteren Eisenschlussplatte versehen und enthalt einen beweglichen Eisenkern 4, ausserdem aber einen seitlichen Eisenanker 7. Dieser wird entgegen der Federkraft J3 vom Relais zunächst angezogen, sobald beispielsweise nur noch 70 Volt am Anlasswider- stand 14 auftreten, da dann die Wirkung der Wicklung 6'diejenige der Wicklung 5
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des Anlasswiderstandes 14 kurzgeschlossen.
Bei weiterer Geschwindigkeitszunahme wird alsdann die Kraft der an den Anlass-
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bunden werden, wobei der ganze Widerstand 14 von a-c kurzgeschlossen und damit ausser Betrieb gesetzt ist.
Die Kontakte sowohl in Fig. 8 wie in Fig. 9 und auch diejenigen der früher gezeigten Handschalter (Fig. 4 usw.) werden nur wenig beansprucht, da Funken an ihnen gar nicht auftreten, denn lediglich die Schliessung erfolgt an dieser Stelle, während die Ausschaltung z. B. an einem Hauptschalter vorgenommen wird.
Bei Betätigung der Schalter mit Hand, wie z. B. in Fig. 4. hat man an den) Gluh- grad des Widerstandes ein Anzeichen dafür, ob man ohne Stromstoss den Schalter bereits
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ganz besonders zu der Wirkungsweise von Elektromotoren, indem die wechselwirkung zwischen der mit wachsender Geschwindigkeit zunehmenden Gegenkraft des Ankers und der mit dem Sinken der Stromstärke eintretenden Abnahme des vom Widerstand ver-
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Anlasser der beschriebener Art lassen sich insbesondere für Gleichstrommotoren, aber auch fUr Dreh- und Wechselstrommotoren in beliebiger Grösse ausführen. Sie sind von grosser Dauerhaftigkeit und schliessen Überlastungen beim Anlassen selbsttätig aus ; ihre GrössenverhMtnisse sind ziemlich gering, sie lassen sich allen Anforderungen bequem in Verbindung mit automatischen Relais und Regulatorkonstruktionen anpassen.
Die in den Figuren und Diagrammen schematisch dargestellten Schalter und Automaten sollen nur als Beispiele einer Ausführungsform dienen und können beliebig variiert werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Anlassen von Elektromotoren unter Benützung von Vorschalt- widerständen mit hohem Temperaturkoeffizienten, z. B. Eisendraht, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung des Widerstandes, dass er durch den beim Anlaufen auftretenden Stromstoss momentan einen hohen Erhitzungsgrad annimmt, mithin den Anlaufstrom in . bestimmten Grenxen und nach Massgabe seiner zufolge stetig zunehmender Geschwindigkeit des Motors allmählich eintretenden Abkühlung auf einen nahezu konstanten Wert erhält.