DE1107786B

DE1107786B - Einrichtung zur UEberwachung des Anlaufs elektrischer Maschinen

Info

Publication number: DE1107786B
Application number: DEL32263A
Authority: DE
Inventors: Walter Fraas
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1959-01-22
Filing date: 1959-01-22
Publication date: 1961-05-31

Description

Einrichtung zur Überwachung des Anlaufs elektrischer Maschinen Die, Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung des Anlaufs elektrischer Maschinen, insbesondere solcher, die im Stillstand nur kurze Zeit unter Spannung stehen dürfen, unter Verwendung von Schaltelementen, die mit der Maschinenwelle verbunden sind und bei nicht anlaufender Maschine das Abschalten der Speisespannung bewirken.
Bei elektrischen Maschinen ist es notwendig, Schutzeinrichtungen vorzusehen, die verhindern, daß die Maschinen, wenn sie gegen ein zu großes Drehmoment eingeschaltet werden, so lange im Stillstand an Spannung liegen, daß die Wicklungen verbrennen bzw. durch andere Schäden unbrauchbar werden. Schutzeinrichtungen dieser Art sind in der Technik bekannt. Einmal dienen zu diesem Zweck Motorschutzschalter, deren Bimetallauslöser die Speisespannung in dem Augenblick abschalten, wo die Wicklungen eine solche Temperatur annehmen, daß eine weitere Temperaturerhöhung sie unbrauchbar machen würde. Zum anderen sind Drehzahlwächter bekannt, welche von der Welle der zu überwachenden Maschine direkt oder über ein Getriebe angetrieben werden und über ein Lüfterrad oder über ein Induktionssystem bei einer bestimmten Geschwindigkeit einen Taster zum Ansprechen bringen, durch welchen der Anlauf der Maschine angezeigt werden kann. Außerdem sind verzögert auslösende Cberstromrelais bekannt, die bei Auftreten eines überstroms, eventuell unter Zwischenschaltung eines Stromwandlers, ansprechen und damit den Motorstrom abschalten. Alle diese Einrichtungen benötigen eine Ansprechzeit, die normalerweise über einer halben Sekunde liegt, da die für das Ansprechen der Schutzeinrichtungen maßgebende Zeitkonstante relativ groß ist.
Es ist weiterhin eine Sicherheitseinrichtung bekanntgeworden, bei welcher beim Einschalten des Motors ein Zeitrelais in Gang gesetzt wird, das den Stromkreis nach einiger Zeit wieder unterbricht, sofern der Motor nicht ordnungsgemäß angelaufen ist. Bei ordnungsgemäßem Anlauf des Motors wird das Zeitrelais durch zwei von der Motorstellung abhängige Relais wirkungslos gemacht. Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß sie bereits bei einmaliger Umdrehung der Maschinenwelle das Kommando »angelaufen« gegeben hat, also versagt, wenn auf einen Stromstoß hin die Maschine nach einer Umdrehung stehenbleibt.
Eine andere Einrichtung, bei der zwei Relais in einander entgegengesetzem Sinne von der Stellung eines Hilfsrelais abhängen, dessen Erregerwicklung über einen Gleichrichter an der Sekundärwicklung eines Transformators mit zwei Primärwicklungen liegt, von denen die eine an die Ständer-, die andere an die Läuferwicklung des Motors angeschlossen ist, hat neben dem erheblichen Aufwand an Schaltelementen den Nachteil, daß sie nur für Synchronmaschinen verwendbar ist.
Durch die Erfindung wird mit einem Minimum an Schaltelementen unter überwachung des tatsächlichen Anlaufvorgangs eine Abschaltung in einer ausreichend kleinen Zeit, die z. B. auch im Bereich bis 0,5 Sekunden beliebig eingestellt werden kann, möglich. Das wird erfindungsgemäß erreicht durch eine Einrichtung, die bei allen elektrischen Maschinen verwendbar ist und die dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens zwei abfallverzögerte, beim Einschalten der Speisespannung spannungslos werdende Zeitrelais vorgesehen sind, die bei anlaufender Maschine über die Schaltelemente im Takt der Drehbewegung Impulse erhalten, deren zeitliche Abstände kleiner sind als die Abfallzeit der Zeitrelais.
In den Figuren sind ein Schaltbild sowie zwei Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt.
Fig. 1 zeigt das Schaltbild; Fig. 2 stellt die schematische Ausführung mit einem CD umlaufenden Schaltelement dar; Fig. 3 zeigt eine Anordnung nach Fig. 2 mit drei umlaufenden Schaltelementen.
In Fig. 1 wird durch den Schalter 1 die Steuerspannung, die zwischen den Leitungen 2 und 3 liegt, auf geben. Mit 4 ist das die überwachungseinrichtung geg Leistungsschütz des zu überwachenden Antriebes bezeichnet. Im Ruhestand sind seine beiden öffner 4 b und 4 c geschlossen, so daß die beiden abfallverzögerten Zeitrelais 5 und 6 an Spannung liegen und dadurch ihre beiden Schließer5a und 6a geschlossen haben. Wird nun das Schütz 4 durch Drücken des Tasters 7 eingeschaltet, so sorgt sein Schließkontakt 4a für die Selbsthaltung, während die beiden Öffner 4 b und 4 c die Spannungszufuhr zu den beiden Zeitrelais 5 und 6 unterbrechen.
Wenn innerhalb der eingestellten Abfallzeit den beiden Relais 5 und 6 nicht erneut Spannung zugeführt wird, fallen ihre Schließer 5 a und 6 a ab und bewirken, daß das Leistungsschütz 4 spannungslos wird. Der zu überwachende Antrieb wird dadurch abgeschaltet. Die Stromzuführung zu den beiden Zeitrelais 5 und 6 während des Betriebes übernehmen nun beispielsweise Schalter 9 und 10, welche erfindungsgemäß durch einen auf der Welle 11 der Maschine angebrachten Nocken 12 (Fig. 2) während des Umlaufs im Takt der Drehbewegung betätigt werden und dabei die Kontakte der Schalter schließen. Der kurze Schaltaugenblick während der Betätigung reicht aus, um das jeweilige Zeitrelais wieder in seinen Ausgangszustand zu versetzen, so daß erneut die eingestellte Zeit ablaufen muß, ehe die Zeitrelais abschalten können.
Da die Ruhestellung eines Motors nicht genau festgelegt werden kann, ist es möglich, daß der Nocken 12 so zur Ruhe kommt, daß er gerade einen Kontakt 9 oder 10 einschaltet. In diesem Fall würde ein Zeitrelais 5 oder 6 an Spannung liegen. Beim Wiedereinschalten bliebe nun das Zeitrelais an Spannung, auch wenn der Motor nicht anlaufen würde. Um diese mögliche Fehlerursache auszuschalten, werden erfindungsgemäß zwei Zeitrelais verwendet.
Bei der gezeigten Anordnung in Fig. 2 muß, wenn das Zeitrelais z. B. auf eine Abfallzeit von 0,5 Sekunden eingestellt ist, die Welle beim Anlauf wenigstens eine Umdrehung innerhalb einer halben Sekunde, also 120 Umdrehungen pro Minute, erreicht haben. Soll die Tourenzahl bis zum Ansprechen der Zeitrelais geringer sein, so können beispielsweise drei Nocken, wie in Fig. 3 angegeben, vorgesehen sein, so daß die Drehzahl nur noch 40 Umdrehungen pro Minute betragen muß. Liegt die zu erreichende Anlaufdrehzahl noch unter diesem Wert, kann eine entsprechend größere Anzahl von Nocken vorgesehen werden, oder es kann die Nockenscheibe über ein kleines Getriebe von der Maschinenwelle schneller angetrieben werden.
An Stelle von Nocken mit Endschaltern können entsprechend ausgebildete Schleifringe, auf denen Isolierstücke mit leitenden Segmenten abwechseln, oder Kollektoren in Verbindung mit Bürsten oder irgendeiner anderen Art der Abtastung des Scheibenumfangs vorgesehen werden. Weiterhin ist es denkbar, die umlaufende Bewegung der Welle mit Hilfe lichtelektrischer Einrichtungen abzustasten und mit diesen Einrichtungen die Zeitrelais zu steuern. In den Ausführungsbeispielen werden die Schalter 9, 10 von einem Nocken 12 oder einer Vielzahl von Nocken (Fig. 3) geschaltet, die auf einer Scheibe angeordnet sind. Unter Umständen ist es zweckmäßig, jedem Schalter 9, 10 eine Nockenscheibe 11 zuzuordnen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Einrichtung zur überwachung des Anlaufs elektrischer Maschinen, insbesondere solcher, die im Stillstand nur kurze Zeit unter Spannung stehen dürfen, unter Verwendung von Schaltelementen, die mit der Maschinenwelle verbunden sind und bei nicht anlaufender Maschine das Ab- schalten der Speisespannung bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei abfallverzögerte, beim Einschalten der Speisespannung spannungslos werdende Zeitrelais (5, 6) vorgesehen sind, die bei anlaufender Maschine über die Schaltelemente im Takt der Drehbewegung Impulse erhalten, deren zeitliche Abstände kleiner sind als die Abfallzeit der Zeitrelais.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer von der Maschine be-"ten Scheibe (11) Nocken (12) angebracht sind, weg die in Verbindun- mit einer am feststehenden Teil des Motors angeordneten Schaltvorrichtung (9, 10) Impulse erzeugen. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Maschine bewegte, mit Segmenten aus leitendem Material versehene Isolierscheibe so angeordnet ist, daß sie mit feststehenden Bürsten Impulse erzeugt. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse zur Betätigung der Zeitrelais (5, 6) fotoelektrisch ausgelöst werden. 5. Einrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4 mit zwei parallel geschalteten, abfallverzögerten Zeitrelais, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Zeitrelais (5, 6) jeweils ein Impulserzeuger (9, 10) vorgesehen ist, wobei die Impulserzeuger räumlich so angeordnet sind, daß einer unbetätigt bleibt, wenn der andere dauernd betätigt ist. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Impulse für beide Relais derselbe Nocken (12) bzw. dasselbe Segment in der Isolierscheibe dient. 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung kleiner zeitlicher Abstände der Impulse mehrere auf dem Umfang der Scheibe verteilte Nocken (12) bzw. leitende Segmente vorgesehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften. Deutsche Patentschriften Nr. 597 891, 699 504.