DE1068349B

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Publication number: DE1068349B
Application number: DENDAT1068349D
Authority: DE
Publication date: 1959-11-05

Description

Umschaltsperre für Anordnungen zum Steuern eines Wechsel- oder Drehstrommotors Bei Anordnungen zum Reversieren und Gegenstrombremsen eines Wechsel- oder Drehstrommotors oder auch zum Anlassen in Stern-Dreieck-Schaltung mit fernbetätigten Schaltern, z. B. Schützen, besteht die Notwendigkeit, die Wiedereinschaltung des Motors zwangläufig so lange zu verhindern, bis die Lichtbögen an den Kontakten des ausschaltenden Schützes erloschen sind, um einen Phasenkurzschluß zu vermeiden. Zweckmäßig soll auch die Wiedereinschaltung so lange verhindert werden, bis das Magnetfeld im Motor ganz oder nahezu abgeklungen ist, da andernfalls sehr hohe Stromstöße beim Wiedereinschalten auftreten können.Changeover lock for arrangements for controlling an AC or three-phase motor With arrangements for reversing and countercurrent braking of an AC or three-phase motor or for starting in star-delta connection with remote-controlled switches, z. B. Protect, there is a need to inevitably restart the motor so long to prevent the arcing at the contacts of the switching off contactor are extinguished to avoid a phase short circuit. The Restarting can be prevented until the magnetic field in the motor is completely or has almost subsided, otherwise very high current surges when switching on again may occur.

Derartige Stromstöße würden außerordentlich hohe Bearuspruchungen der Schaltgeräte und außerdem auch Drehmomentstöße ergeben, die sich sowohl auf den Elektromotor als auch auf die angetriebene Maschine nachteilig auswirken können. Solche Stromstöße, die bei Kurzschlußläufermotoren bis auf das 12- bis 14fache des Nennstromes ansteigen können, würden außerdem Spannungsabfälle im Netz verursachen, die sich störend auf andere Stromverbraucher auswirken können.Such power surges would result in extremely high loads the switching devices and also torque surges result, which are both on can have a detrimental effect on the electric motor as well as on the driven machine. Such current surges, which in squirrel cage motors up to 12 to 14 times the Rated current can increase, would also cause voltage drops in the network, which can have a disruptive effect on other electricity consumers.

Die Erfindung betrifft daher eine Umschaltsperre für Anordnungen zum Reversieren, Gegenstrombremsen oder Anlassen in Stern-Dreieck-Schaltung eines Wechselstrom- oder Drehstrommotors durch ein mit der Motorwicklung verbundenes Spannungsrelais, das nach Ausschalten des Motors erst dann seinen Anker abfallen läßt, wenn seine Klemmmenspannung auf einen Bruchteil des bei eingeschaltetem Motor vorhandenen Wertes abgesunken ist, und das bis dahin durch einen oder mehrere Hilfskontakte die Wiedereinschaltung des Motors durch einen anderen Schalter sperrt.The invention therefore relates to a switch lock for arrangements for Reversing, countercurrent braking or starting in star-delta connection of an alternating current or three-phase motor through a voltage relay connected to the motor winding, that after switching off the engine only lets its armature fall off when its Terminal voltage to a fraction of the value present when the motor is switched on has dropped, and that until then by one or more auxiliary contacts the restart the motor is blocked by another switch.

Damit eine Anordnung der erwähnten Art zuverlässig arbeitet, muß das Spannungsrelais derart konstruiert sein, daß sein Anker erst dann abfällt und die Wiedereinschaltung des Motors freigibt, wenn seine Klemmenspannung auf- einen verhältnismäßig kleinen Bruchteil - beispielsweise ein Fünftel oder noch weniger - des bei eingeschaltetem Motor vorhandenen vollen Spannungswertes abgesunken ist.In order for an arrangement of the type mentioned to work reliably, it must Voltage relay be designed in such a way that its armature only drops and the The motor is switched on again when its terminal voltage drops to a relatively high level small fraction - for example a fifth or even less - of that when it is switched on Motor has dropped to its full voltage value.

In der Patentliteratur ist mehrfach darauf hingewiesen worden, daß diese Bedingung Schwierigkeiten bereitet, weil die dadurch an das Spannungsrelais zu stellenden Anforderungen im allgemeinen Sonderkonstruktionen erforderlich machen. Insbesondere ist die Verwendung handelsüblicher Hilfsschütze als Spannungsrelais mit derartig kleinen Abfallwerten nicht möglich, da diese Schütze gewöhnlich bereits bei Spannungssenkungen auf 60 oder 70% ihrer Nennspannung ihren Anker abfallen lassen.It has been pointed out several times in the patent literature that this condition causes difficulties because it affects the voltage relay make special constructions necessary in general. In particular, the use of commercially available contactor relays as voltage relays with such small drop values not possible, since these contactors usually already when the voltage drops to 60 or 70% of their nominal voltage, let their armature drop.

Man könnte, wie es in anderem Zusammenhange bekannt ist, Relais oder Schütze verwenden, die für eine wesentlich niedrigere Spannung bemessen sind und diesen während der Einwirkung einer höheren Betriebsspannung Widerstände vorschalten, die dann kurzgeschlossen werden, -,venn ein Halten der Relais bis zu niedrigen Spannungen erforderlich ist. Eine solche Maßnahme hätte aber den Nachteil, daß während des normalen Betriebes mit hoher Spannung ein erhöhter Leistungsverbrauch stattfindet, der vor allem wegen der Wärmeentwicklung in den Widerständen unerwünscht ist.One could, as it is known in other contexts, relay or Use contactors that are rated for a much lower voltage and connect resistors upstream of this during the action of a higher operating voltage, which are then short-circuited - if the relays are held down to low voltages is required. Such a measure would have the disadvantage that during the normal operation with high voltage there is an increased power consumption, which is undesirable mainly because of the heat development in the resistors.

Zur Vermeidung der erwähnten Nachteile geht deshalb die Erfindung einen anderen Weg. Es ist bekannt, daß die an einer Induktivität, als welche sich auch eine Relais- oder Schützspule darstellt, auftretende Wechselspannung dadurch erheblich erhöht werden kann, daß zu der In.duktivität ein Kondensator in Reihe geschaltet wird, insbesondere ein solcher, dessen Blindwiderstand etwa von der gleichen Größe ist wie der Blindwiderstand der Induktivität. Auf diese Weise kann daher die Haltefähigkeit eines Relais oder Schützes bei einer bestimmten Spannung wesentlich erhöht werden.The invention is therefore aimed at avoiding the disadvantages mentioned another way. It is known that the on an inductor, as which also represents a relay or contactor coil, resulting alternating voltage it can be increased considerably that a capacitor in series is added to the inductance is switched, in particular one whose reactance is about the same Size is like the reactance of the inductance. In this way, the The ability of a relay or contactor to hold at a certain voltage is essential increase.

Die Erfindung macht sich diesen Umstand zunutze, und zwar in der Weise, daß als Spannungsrelais ein Hilfsschütz handelsüblicher Bauart dient, zu dessen Erregerwicklung ein Kondensator in Reihe geschaltet ist, und daß Schaltmittel vorgesehen sind, durch die der Kondensator unwirksam oder vermindert wirksam gemacht wird, so lange der Motor vom speisenden Netz Spannung erhält.The invention makes use of this fact in the way, that an auxiliary contactor of commercially available design is used as a voltage relay to which Excitation winding a capacitor is connected in series, and that switching means are provided by which the capacitor is rendered ineffective or less effective, as long as the motor receives voltage from the supply system.

In den Fig. 1 und 2 sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.In FIGS. 1 and 2, two exemplary embodiments of the invention are shown schematically shown.

Mit R, S, T ist ein Drehstromnetz bezeichnet, mit dem der Motor 1 für Rechts- und Linkslauf wahlweise über ein Schütz 2 mit den Kontakten 2" 2b, 2, und ein Schütz 3 mit den Kontakten 3a, 3b, 3, verbunden werden kann. Mit 4 ist ein als spannungsempfindliches Relais dienendes Hilfsschütz bezeichnet, das in Reihe mit einem Kondensator 5 an die Klemmen 1" und 1b eines Phasenstranges des Motors 1 angeschlossen ist.With R, S, T a three-phase network is referred to, with which the motor 1 for clockwise and counter-clockwise rotation is optionally connected via a contactor 2 to the contacts 2 "2b, 2, and a contactor 3 to the contacts 3a, 3b, 3," 4 with an auxiliary contactor serving as a voltage-sensitive relay is referred to, which is connected in series with a capacitor 5 to the terminals 1 ″ and 1b of a phase strand of the motor 1.

Der geöffnete Ruhekontakt 4" des Hilfsschützes 4 sperrt mit Hilfe einer nicht dargestellten Schaltungsanordnung bekannter Art nach Ausschaltung des Motors 1 durch eines der beiden Schütze die Wiedereinschaltung des Motors durch das andere Schütz so lange, bis dieser Kontakt 4, sich wieder geschlossen hat.The open normally closed contact 4 ″ of the auxiliary contactor 4 blocks with the aid a circuit arrangement, not shown, of a known type after switching off the Motor 1 by one of the two contactors to restart the motor the other contactor until this contact 4 has closed again.

Der Kondensator 5 ist so -bemessen, daß er eine wesentliche Erhöhung der an der Wicklung des Hilfsschützes liegenden Spannung bewirkt. Vorzugsweise ist der Kondensator 5 zu diesem Zweck mit der Induktivität der Erregerwicklung des Hilfsschützes bei angezogenem Anker ganz oder angenähert auf Resonanz abgestimmt.The capacitor 5 is dimensioned so that it has a substantial increase caused by the voltage applied to the winding of the auxiliary contactor. Preferably is the capacitor 5 for this purpose with the inductance of the field winding of the auxiliary contactor fully or approximately tuned to resonance with the armature tightened.

Die Schaltmittel, die verhindern, daß die Spannung an der Erregerwicklung im normalen Betrieb unzulässig hoch wird und die hierzu den Kondensator unwirksam oder vermindert wirksam machen, solange der Motor vom speisenden Netz Spannung erhält, bestehen im Beispiel der Fig. 1 aus den Hilfskontakten 2d und 3d an den Schützen 2 und 3. Durch diese Hilfskontakte wird der Kondensator 5 kurzgeschlossen, solange eines der beiden Schütze eingeschaltet ist und dadurch den Motor mit dem Netz verbindet.The switching means that prevent the voltage on the excitation winding becomes impermissibly high in normal operation and this makes the capacitor ineffective or make it less effective as long as the motor is receiving voltage from the supply system, consist in the example of FIG. 1 from the auxiliary contacts 2d and 3d on the contactors 2 and 3. Through these auxiliary contacts, the capacitor 5 is short-circuited as long as one of the two contactors is switched on and thereby connects the motor to the mains.

Eine '.Möglichkeit, den Kondensator 5 vermindert wirksam zu machen, besteht darin, daß der Wicklung des Hilfsschützes ein passend gewählter Widerstand parallel geschaltet und später zur Erhöhung der Spannungsempfindlichkeit des Hilfsschützes ausgeschaltet wird.A possibility of making the capacitor 5 less effective, consists in that the winding of the contactor relay has a suitably selected resistance connected in parallel and later to increase the voltage sensitivity of the auxiliary contactor is turned off.

Ein Beispiel dieser Art ist in der Fig. 2 dargestellt. Der der Wicklung des Hilfsschützes 4 parallel zu schaltende Widerstand ist darin mit 6 bezeichnet. Als Schaltmittel dienen wiederum Hilfskontakte 2e und 3e an den Schützen 2 und 3. Um sicherzustellen, daß das Hilfsschütz auf jeden Fall beim Einschalten des Motors anspricht, können diese Schaltmittel noch durch einen Hilfskontakt 4b am Hilfsschütz 4 ergänzt sein, der in Reihe mit den unter sich parallel geschalteten Hilfskontakte 2e und 3e liegt und die Zuschaltung des Widerstandes 6 erst dann bewirkt, wenn das Hilfsschütz 4 seinen Anker bereits angezogen oder wenigstens in Bewegung gesetzt hat.An example of this type is shown in FIG. That of the winding of the auxiliary contactor 4 to be connected in parallel resistance is denoted by 6 therein. Auxiliary contacts 2e and 3e on contactors 2 and 3 are again used as switching means. To ensure that the contactor relay is in any case when the motor is switched on responds, this switching means can still be through an auxiliary contact 4b on the auxiliary contactor 4, the one in series with the auxiliary contacts connected in parallel 2e and 3e and the connection of the resistor 6 is only effected when the Auxiliary contactor 4 has already attracted its armature or at least set it in motion Has.

Eine Anordnung dieser Art bietet noch den Vorteil, daß die Wicklung des Hilfsschützes unverändert für verschiedene Betriebsspannungen des Motors verwendbar ist.An arrangement of this type still offers the advantage that the winding of the auxiliary contactor can be used unchanged for different operating voltages of the motor is.

Der Stromkreis des Hilfsschützes braucht nicht einem Phasenstrang des Motors parallel geschaltet zu sein, sondern kann auch mit anderen Stellen der Wicklung des Wechsel- oder Drehstrommotors verbunden sein. Insbesondere bei Hochspannungsmotoren kann der Anschluß auch über einen Spannungswandler erfolgen. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Erfindung bietet die Bremsung von Drehstrommotoren durch Gleichstrom, der der Ständerwicklung oder einem Teil davon zugeführt wird. Dient bei solchen Anordnungen zur Erzeugung des Bremsgleichstromes ein Trockengleichrichter, so darf dieser erst eingeschaltet werden, wenn die Wechselspannung des Motors nahezu vollständig abgeklungen ist, da andernfalls der Gleichrichter durch diese Wechselspannung gefährdet werden kann. Durch eine Umschaltsperre nach der Erfindung kann diese Gefahr in einfacher Weise beseitigt werden.The circuit of the auxiliary contactor does not need a phase string of the motor to be connected in parallel, but can also be used with other bodies of the Winding of the AC or three-phase motor be connected. Especially with high voltage motors the connection can also be made via a voltage converter. Another possible application the invention provides the braking of three-phase motors by direct current, which the Stator winding or a part thereof is supplied. Used in such arrangements a dry rectifier to generate the DC braking current, this may only be be switched on when the AC voltage of the motor has almost completely decayed otherwise the rectifier will be endangered by this alternating voltage can. By means of a switchover lock according to the invention, this risk can be reduced in a simple manner Way to be eliminated.

Schließlich ist die Erfindung auch dann anwendbar, wenn zur Ausführung der in Frage kommenden Umschaltungen Schaltgeräte dienen, die unmittelbar von Hand zu betätigen sind.Finally, the invention can also be used when executing the switching devices in question are used directly by hand are to be operated.

In diesem Falle können an den Schaltgeräten elektrisch gesteuerte Verriegelungen bekannter Art vorgesehen werden, die durch das Abfallen des Hilfsschützes sinngemäß freigegeben werden.In this case, the switching devices can be electrically controlled Interlocks of known type are provided by the dropping of the contactor relay be released accordingly.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Shift lock for arrangements for reversing, Counter-current braking or starting in star-delta connection of an alternating current or Three-phase motor through a voltage relay connected to the motor winding, the After switching off the motor, its armature only drops when its terminal voltage dropped to a fraction of the value present when the motor was switched on is, and that until then by one or more auxiliary contacts the restart the motor locks by another switch, characterized in that as Voltage relay an auxiliary contactor of commercially available design is used for its excitation winding a capacitor is connected in series, and that switching means are provided through which the capacitor is made ineffective or reduced effective as long as the Motor receives voltage from the supply system.

2. changeover lock according to claim 1, characterized characterized in that the switching means short-circuit the capacitor as long as the Motor receives voltage from the supply system.

3. changeover lock according to claim 1, characterized characterized in that the switching means of the winding of the auxiliary contactor has a resistor connect in parallel as long as the motor is receiving voltage from the supply system.

4. changeover lock according to claim 1 to 3, characterized in that the capacitor with the inductance of the winding of the auxiliary contactor when the armature is tightened approximately at resonance. is matched. _ Considered publications: German Patent Specifications No. 891 409, 606 945, 593 317, 360 335; USA. Pat. No. 1,949,727.