Einrichtung zum Anlassen von Induktionsmotoren mit kurzgeschlossenem Läufer. Im Hauptpatent ist eine Anlasseinrich- tunb insbesondere für primärseitig mit Span nungsverminderung angelassene Kurzschluss- ank ermotoren beschrieben, bei dem das Schaltgerät in der Anlassstufe eine Drossel- spulenanordnung vorsieht, die nicht nur den hohen Kurzschlussstromdieser Motoren be sonders günstig herabsetzt,
sondern zugleich auch mit der magnetischen Wirkung ihres Kraftflusses den Schalter selbsttätig von der Anlassstufe auf die Vollstufe umlegt. Im Verein mit zier so gebildeten selbsttätigen Anlassstufe ist ausserdem eine Anlasskupp- lung vorgesehen, die auf besondere Art jede Beeinflussung von seit-en des Lastmomentes bis zum Vorliegen der Vollschaltung fernhält und, nachdem sie selbsttätig eingerückt ist, die Nutzlast ohne weiteres Zutun beschleu nigt.
Hierdurch ist eine einfache Anlassein- richtung geschaffen, mit der es, möglich wird, mit dem blossen Umlegen .des Bedienungs hebels des Schaltgerätes den klassischen KK- figankermotor noch so hohen Kurzschluss- stromes mit unangetastetem Wirkungsgrad und Leistungsfaktor vollständig selbsttätig und zwangsläufig weitgehend unabhängig von Lastschwere und Bedienung anzulassen.
Die besondere Einfachheit 'der Drossel spulenanordnung ist dabei unter, anderem dadurch bedingt, dass die Zeitdauer, während der .die Drosselspule eingeschaltet ist, nur von der Grössenordnung einer :Sekunde ist, so dass die Drahtquerschnitte ausserordentlich knapp bemessen werden können, da ja die Zeit für das Auftreten unzulässiger Temperaturen fehlt, bezw. die Benutzungszeit der Drossel sehr klein gegenüber der Zeitkonstanten ihres Erwärmungsvorganges ist.
Ausser der durch den Anlass.strom geheizten Drossel im ,Schalt gerät ist auch noch die Anlasskupplung auf der Motorwelle einer Erwärmung ausgesetzt, die aus .dem Drehmoment entsteht, das die beiden Hälften der eingerückten Kupplung unter der zwischen ihnen herrschenden Re- lativgeschwindigkeit während der Lastbe schleunigung ausüben. Auch hier liefert .die Erwärmung die Grenze für die praktische Ausnutzbarkeit. Die Gesamtanlasswärme ver teilt sich demnach auf das elektrische "Schalt gerät und die mechanische Anlasskupplung.
Es ist nun Gegenstand der vorliegenden Erfindung, mit,der knappen Bemessung .der Gesamtanlasseinrichtung dadurch bis an die äusserste Grenze .gehen zu können, dass die elektrische Anlasswärme bei der Drosselspule ,dazu benutzt wird, die höchstmögliche Zahl aufeinanderfolgender Anlassvorgänge selbst- tätig zu begrenzen.
Dadurch wird es, möglich, die Drosselspule und damit das Schaltgerät auf dem kleinsten Raum unterzubringen und bis zu einer grösstmöglichen Anlasshäufigkeit ausnutzen zu können, ohne eine Zerstörung der Drossel 'befürchten zu müssen. Zugleich lässt sich auch die :äusserste Wiederholbarkeit des Anlas:sens, soweit ,sie seitens der Anlass- kupplung bedingt ist, mit einbeziehen.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass bei der Eigenart .der Benutzung der Drosselspule bei dem von der Last getrenn ten Motoranlauf in der Zeit von der Grössen ordnung einer Sekunde mit irgendwelchen Abkühlungsvorgängen überhaupt nicht zu rechnen ist und sozusagen als Ergebnis eines jeden Motoranlaufes immer ein Temperatur- sprung von bestimmter, im -wesentlichen gleichbleibender Höhe zu verzeichnen ist.
Zur Erzielung einer höchstmöglichen Anlasshäu- figkeit geht die Erfindung dazu über, eine Sperrung so vorzusehen, .dass sie solange immer wieder zu schalten gestattet, als die Temperatur der Drosselspule noch nicht ,so gross ist, dassder zum bevorstehenden An lauf gehörige und in seiner Grösse im voraus bekannte Temperatursprung,die höchstzuläs sige Spulentemperatur gerade nicht über schreitet, sofort aber das Wiedereinschalten unmöglich macht,
wenn der Betrag der höchstzulässigen Temperatur abzüglich des Temperatursprunges in der Drossel über schritten ist. Dadurch ist für .den jedem An lauf bei der .sieh selbst stromlos: machenden Drossel unmittelbar folgenden Abkühlungs vorgang dass grösstmögliche Temperatur gefälle erreicht, so dass sich .die Abkühlung auf den kritischen Temperaturwert zur Wie deraushebung der ,Sperrung in einem Zeit minimum vollzieht.
Zur Erläuterung des Erfindungsgedan kens ist auf der beiliegenden Zeichnung von zahlreichen Ausführungsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes. -das Beispiel eines Schaltgerätes von derselben Grundanordnung schematisch dargestellt, wie in Fig. 7 und 8 des Hauptpatentes. Es, handelt sieh um einen Sterndreieckschalter, der aus einem dreipoli- gen Netzschalter und einem dreipoligen Um schalter besteht,
bei dem -in der Anlassstufe "Stern" .die Drosselspule in den Sternpunkt zusätzlich eingefügt ist. Zur grösseren Über sichtlichkeit ist die auch wieder mit Diame tral gegenüberliegenden .Schwenkbereichen arbeitende Anordnung nicht für alle drei Zweiger des Drehstromsystems -dargestellt, sondern nur für einen Zweig, so dass sie ent sprechend, z. B. in drei verschiedenen Ebenen liegend, verdreifacht zu denken ist.
Der mit dem besonderen Bedienungs element 1 betätigte Netzschalter ist durch den mit der Litze 25 beweglich mit den An fängen UVW der Motorwicklung verbunde nen Kontaktklotz 19 dargestellt und der Em- schalter durch den an die Enden ZXY .der Motorwicklung angeschlossenen Kontaktklotz 2,0 mit der Nase 21, die mit den isoliert auf der Drossel 1,8 angebrachten Sperrklauen 22 zusammenarbeitet, welche die Anfänge der Drosselspule 1-7 bilden.
Die dargestellte Lage entspricht dem Vorgang des Einschaltens. wobei die Netzschalterklötze 19 vom Bedie nungselement 1 in Richtung der mit den Netzzuleitungen BST verbundenen Kontakt bügel 2.6 bewegt werden und die Umschalt klötze 20 an den Zinken 22 bezw. 34 in der Anlassstellnug gefangen liegen.
Das Bedie nungselement 1 weist im Beispiel eine Nase \3 auf, an welcher die Weiterbewegung und da mit .die Einschaltung durch ein hier als -- um den Drosseldrehpunkt 33 für sich schwenk- barer - Winkelhebel dargestelltes 'Sperr glied 3 gesperrt wird, sobald dessen Ende 4 in die Bahn der Nase 2 hineinragt.
Das. an dere Ende 5 des Sperrgliedes 3 stützt sich da bei isoliert am freien Ende 7 eines Bimetall streifens. 8 ab, der am Magnetkörper 18 gleichfalls isoliert befestigt ist, eine Ab stützung, die je nach dem Grade der Durch biegung des Bimetallstreifens 8 ,die Lage des Sperrgliedes 3 gegenüber dem Drosselkörper 18 bestimmt, der mit dem selbsttätigen Über gang zur Dreieckschaltung um den Winkel a zur .Seite geschwenkt wird. Über diesen noch in die Strombahn eingefügten Bimetallstrei- fen 8 sind für die Enden der Drosselspulen 17 vermittels der flexiblen Litze 6 zu einem neuen Sternpunkt 0 zusammengeschlossen.
Auf diese Weise wird bei jedem Anlass- vorgange der Bimetallstreifen mit einem Strome vom selben Zeitgesetz geheizt, wie die Drosselspule selbst und es ist lediglich eine Frage des Widerstandes des Bimetall.strei- fens,seiner spezifischen Wärme und der Ab strahlungswirksamkeit seiner Oberfläche, dass in .seiner Temperatur sich die Tempera tur der Drosselspulenwicklung 17 selbst widerspiegelt.
Weiterhin ist es lediglich eine Irrage der Zuordnung seiner Wärmedurchbie- gung zur jeweiligen Temperatur, um schliess lich zu erreichen, .dass sein sich mit steigen der Temperatur im Beispiele nach unten be- wegendes freies Ende 7 in der dargestellten waagrechten Lage gerade einer solchen Tem peratur .der Drosselwicklung 17 entspricht, bei der sie von ihrer höchstzulässigen Temperatur noch soweit entfernt ist, als der zum bevor stehenden nächsten Anlauf gehörige Tempe ratursprung ausmacht.
Wird nun mit der Be wegung des !Schaltgriffes 1 nach rechts ein erneuter Anlassvorgang durchgeführt, dann verstellt,das. sich weiter senkende, freie Ende 7 des Bimetallstreifens 8 .das .Sperrglied 3 derart, dass-dieses mit dem Ende 4 in den Be reich der Sperrnase 2 gelangt.
Hierdurch ist ein neues Einschalten bei der waagrechten Ausgangslage der Drossel solange gesperrt, bis die kritische höchste Ausgangstemperatur wieder vorliegt, bei der das Sperrglied 3 vom Bimetallstreifen 8 wieder zurückgeschwenkt ist.
Wenn dann mit der voll durchgeführten Einschaltung am Ende des Motoranlaufes in folge des Abklingens des Stromes der Anker 27 abfällt, dann wird die Drossel 18, indem sie die Umschaltklötze 20 zur Vollschaltung am Netzkontaktbügel 26 freigibt, um den Winkel ss aus der waagrechten Lage ge- Gchwenkt, eine Schwenkung, an der das am Bimetalletreifen 8 - oder bei dessen Erkal- tung vom besonderen Anschlag 9 gehaltene - .Sperrglied,3 in gleicher Weise teilnimmt.
Da mit ist dann eine: Sperrung auch ohne Tempe raturursache eingelegt, die sicherstellt, dass ein neues Einschalten erst dann vorgenommen werden kann, wenn die Drossel auf Grund eines ordnungsgemäss vollzogenen Abschalt- vorganges wieder in ihre Ausgangslage zu rückgedreht worden ist.
Ist dann ausserdem noch die kritische Temperatur der Drossel spule überschritten, :so dass der Bimetallstrei- fen 8 zusätzlich ausschwenkt, .dann genügt die Rückkehr der Drossel zur waagrechten Lage nicht, um die Neueinschaltung frei zugeben, sondern es bedarf dann noch des Abwartens der höchstzulässigen Ausgangs temperatur.
Dieses Beispiel zeigt zugleich, wie die Massnahmen -der thermischen Einrich tung zur erfindungsgemässen Begrenzung der Anlasshäufigkeit zugleich für die Sicherung des ordnungsmässigen Ablaufes des Arbeits spiels :des Schalters. dienstbar gemacht wer den können.
Wenn nun nicht die Erwärmung .der Drosselspule, sondern die der Anlasskupplung die Anlasshäufigkeit bestimmt, dann ist es ebenfalls möglich, den in der Drosselspule zum Anlassvorgang jeweils gehörigen Tem peratursprung zur Begrenzung der höchstzu lässigen Aufeinanderfolge dienen zu lassen.
Es bedarf hierzu im Zusammenhang zwi schen der Bimetallstreifenbewegung und den Wärmeaustauschvorgängen beispielsweise nur der Einstellung einer niederen, kritischen Temperaturgrenze als diese für die Drossel spule an sich erforderlich wäre.
Wenn sich die Abkühlung um das Mass des Temperatur sprunges auf einem niedrigeren Temperatur niveau vollzieht, dann entsteht eine längere Abkühlungszeit und dadurch auch eine der Kupplung Rechnung tragende längere,Sperr- zeit bezw. eine herabgesetzte Anlasshäufig- keit.
Um der erfindungsgemässen Ausnutzung des Temperatursprunges für die Begrenzung der Anlasshäufigkeit auch in dem Falle Rech nung zu tragen, dass das Gerät wegen eines Systemfehlers (nur einphasige Speisung, fest gebranntes Lager, Neuanschalten bei noch nicht wieder ausgerückter Anlasskupplung und dergl.)
den Übergang zur Vollschaltung überhaupt verweigert (weil dann .der Anlass- strom nicht auf den zur selbsttätigen. Um schaltung erforderlichen kleinen Wert zu rückgehen kann), wobei dann von einem je Anlauf als festliegend gegebenen Tempera tursprung nicht mehr gesprochen werden könnte, kann man Massnahmen treffen, um auch in einem solchen Falle einen bestimmten Temperatursprung zu erzwingen.
Hierzu wird ein Zeitlaufwerk vorgesehen, das, etwa vom Beginn des Einschaltens an laufend, so fort wieder abschaltet, wenn zum Beispiel nach ,der Anlaufsekunde das Schaltgerät die Umschaltung zur Vollschaltung noch nicht vollzogen haben sollte, eine Umschaltung, die sich zum Beispiel durch .die Schwenkbewe gung der Drossel 17 oder .die Rückzugsbewe gung des Ankers 27 schon rein äusserlich kenntlich macht.
Es könnte beispielsweise mit .dem Einlegen des Hebels 1 das Laufwerk aufgezogen werden., mit dem Anspringen des Ankers 27 als Beginn des Anlassvorganges in Lauf gesetzt werden und mit dem Abschwen kender Drossel am Ende des Motoranlaufes wieder stillgesetzt werden, ohne, dass es zu einem abschaltenden Eingriff seitens des Laufwerkes käme. Sobald aber die höchst vorkommende Anlaufzeit überschritten ist, ohne dass der Schalter umgelegt hätte, würde das gespannte Laufwerk die Abschaltung sofort vornehmen.
Es bleibt dabei unbenom men die Abschaltkräfte 'aus einem vorher gespannten Kraftspeicher zu gewinnen, der vom Laufwerk nur auszulösen ist, sie aus dem Laufwerk selbst zu gewinnen, oder sie auf elektrischem oder mechanischem Wege erst bei der Abochaltung selbst zu erzeugen.
Bei Anwendung einer solchen Zeitlauf- einrichtung beliebigen Aufbaues wird bei dem ,stets gegebenen Anlaufstrom nach Mass gabe der eingestellten Laufzeit in der Dros selwicklung ein Temperatursprung geschaf fen, dessen Grösse dann nicht überschritten werden kann. Man hat nunmehr nur nötig, die Temperaturbegrenzeinrichtung, wie zum Beispiel den Bim-etallstreifen 7 so einzustel len bezw. .so auszulegen, dass sie schon bei einer Drosseltemperatur sperrt, die um das Mass eben .dieses Temperatursprunges kleiner ist, um auch, wenn das.
Einschalten zu einem nicht vollziehbaren Anlassvorgang führt, über die höchstzulässige Drosselspulentemperatur nicht hinauszukommen. Auf diese Weise wird erreicht, dass auch bei einem gestörfPn An lauf im Gegensatz zur sonstigen Anwen dungsweise thermischer Schutzgeräte der Mo tor nicht erst mit seiner Gesamteinrichtung hochgeheizt werden muss, bis die Einrichtung anspricht, sondern er noch kalt, sofort wie der abgeschaltet wird.
Dadurch bleibt auch nach einer Störung die grösstmögliche ther mische Ausechöpfbarkeit der Anlasseinrich- tung erhalten.
Wenn der aussichtslose Anlassversueh mehrmals unternommen wird, so dass schliess lich mit den zugehörigen Temperatursprün gen die eingestellte Temperaturgrenze er reicht wird, fällt schliesslich die Sperrung ein und unterbindet auch noch den weiteren Anlassversuch.
Es bleibt unbenommen, sich .dieser auf der Eigenart der Anlasseinrichtung beruhen den Massnahmen sowohl grundsätzlicher, als auch baulicher Art in ihrer Gesamtheit zu bedienen oder sie nur teilweise Anwendung finden zu lassen.
Die Erfindung bleibt nicht nur im Zu sammenhang mit den herausgegriffenen Bei spielen anwendbar, noch ist sie. auf die An wendung bei Sterndreieckschaltung und über- hauet bei 1VIehrphasensystemen beschränkt. Es bleibt auch unbenommen, ihre Massnahmen ganz oder teilweise mit einer Signaleinrich tung am Umschalter oder mit denen sonsti- ger betrieblicher Überwachungseinrichtun gen, wie Überstrom-, Null@spannungs-Fern- überw achungs- und Fernsteuerungseinrich tungen zusammenzulegen.
So ist es beispiels weise auch ohne weiteres möglich, das beson dere Zeitlaufwerk, das bei erfolglosem An lauf den Temperatursprung zu wahren hat, den Schalter .dadurch sofort wieder zur Ab schaltung bringen zu lassen, dass .es: den Stromkreis .der Nullspannungsauslösung un terbricht.
Dabei kann auch so. weit gegangen werden, dass der Unterbrechungskontakt zum Beispiel von einer Quecksilberschaltröhre gebildet wird, die, mit gedrosseltem Auslass arbeitend, zugleich als Laufwerk dient, des sen Ingangsetzung, Stillsetzung, Kontakt gebung und Kontaktunterbrechung in Gestalt entsprechenden Kippens der Röhre ganz oder teilweise aus dem Gesamtarbeitsspiel des Schaltgerätes einschliesslich seiner F'ernbetä- tigungseinrichtung gewonnen werden kann.
Endlich können an Stelle des temperatur abhängigen Verstellgliedes eines Bimetall streifens bezw. einer Bimetallanordnung be liebiger Art auch anderweitige temperatur bedingte Veränderungen an festen, flüssigen oder gasförmigen Körpern Anwendung fin den. Auch kann an Stelle einer unmittelbaren Einwirkung, die im übrigen beliebig gestalt bare Sperrung auch über besondere HiIfsein- riehtungen erfolgen.