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Vorrichtung zum selbsttätig verzögerten Abschalten der Hilfsphase
von Elektromotoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätig
verzögerten Abschalten der Hilfsphase von Elektromotoren, insbesondere Reversiermotoren,
mittels Bimetallschalter.
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Bei den bekannten Anlaßbimetallschaltern wird der Bimetallstreifen
durch -den Motorstrom direkt oder indirekt so erwärmt und durchgebogen, daß sich
sein Kontakt von einem Gegenkontakt, an den die Anlaßwicklung angeschlossen ist,
abhebt. Während der Erwärmung und Durchbiegung des Bimetallstreifens erreicht der
Motor seine normale Betriebsdrehzahl. Bei diesen bekannten Anlaßbimetallschaltern
kann es vorkommen, daß nach Abschaltung des Elektromotors bei einem erneuten Wiedereinschalten
sich der Bimetallstreifen noch nicht genügend abgekühlt und seine Einschaltstellung
noch nicht erreicht hat, so daß also der Motor nicht anlaufen kann. Bei den bekannten
Anlaßbimetallschaltern muß also nach dem Abschalten des Elektromotors einige Zeit
gewartet werden, bis sich der Bimetallstreifen abgekühlt hat und in seine Einschaltstellung
zurückgekehrt ist. Erst danach kann der Motor erneut eingeschaltet werden. Diese
bekannten Anläßbimetallschalter haben also den Nachteil, daß mit ihnen nur eine
geringe Schalthäufigkeit des Motors erzielt wird.
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Es gibt jedoch Fälle, in denen eine sofortige Startbereitschaft des
Elektromotors notwendig ist. Dies ist beispielsweise der Fall bei Reversiermotoren,
die z. B. in Waschmaschinen Verwendung finden. Ferner ist auch bei Aufschnittschneidemaschinen
und Kaffeemühlen, wie sie in Ladengeschäften verwendet werden, eine große Schalthäufigkeit
erwünscht. Es kommt oft vor, daß die zum Antrieb verwendeten Elektromotoren kurzzeitig
hintereinander aus- und wieder eingeschaltet werden müßten. Jedoch läßt sich dies
mit den bekannten Anlaßbimetallschaltern nicht erreichen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der oben
bezeichneten Art zu schaffen, durch die eine große Schalthäufigkeit bei Einphaseninduktionsmotoren
erzielt wird. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß
jeder Einschaltstellung des den Elektromotor ein- und ausschaltenden, mechanisch
betätigten Umschalters je ein Bimetallschalter derart zugeordnet ist, daß bei jedem
erneuten Einschalten des Motors ein Bimetallschalter in den Stromkreis der Hilfsphase
eingeschaltet wird, der während des vorangehenden Arbeitsspiels stromlos war. Die
erfindungsgemäße Vorrichtung hat also den großen Vorteil, daß bei jeder Einschaltstellung
des Umschalters sich im Anlaßstromkreis ein Bimetallschalter befindet, dessen Bimetallstreifen
abgekühlt ist und dessen Kontakte sich berühren, so daß der Anlauf sofort erfolgen
kann. Der Umschalter kann beispielsweise aus zwei gemeinsam betätigten Gruppenschaltern
bestehen, von denen der eine für die Hauptphase und der andere für die Hilfsphase
vorgesehen ist.
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Im Dauerbetrieb von Einphaseninduktionsmotoren kann es vorkommen,
daß sich der Bimetallstreifen des Anlaßschalters stark erwärmt und deshalb entsprechend
stark durchbiegt. Durch diese starke thermische Beanspruchung kann eine allmähliche
Beschädigung bzw. Zerstörung des Bimetallstreifens und damit des gesamten Anlaßschalters
erfolgen. Um eine solche Beschädigung bzw. Zerstörung zu verhindern, sind die Bimetallschalter
der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf der dem festen Kontakt gegenüberliegenden
Seite des Bimetallstreifens mit einem Kontakt versehen, an den sich der Bimetallkontakt
bei starker Erwärmung und Durchbiegung des Bimetallstreifens anlegt, wodurch die
vorzugsweise auf den Bimetallstreifen aufgewickelte Heizwicklung kurzgeschlossen
wird. Infolge des Kurzschließens der Heizwicklung können sich sowohl die Heizwicklung
als auch der Bimetallstreifen abkühlen, so daß eine zulässige Maximaltemperatur
bei den Bimetallschaltern niemals überschritten wird. Infolge dieser Ausbildung
der Bimetallschalter der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden diese geschont, und
ihre Lebensdauer wird erhöht.
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In den Figuren ist die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen dargestellt.
Es zeigt Fig. 1 die Schaltung beispielsweise für einen Reversiermotor und Fig. 2
die Schaltung beispielsweise für einen Motor, der in kurzen Abständen eingeschaltet
werden kann.
In den Fig. 1 und 2 sind der Motor mit 1, die Hauptphasenwicklung
mit 2 und die Hilfsphasenwieklung mit 3 bezeichnet. Die Stromzuleitung erfolgt in
beiden Fällen über die Klemmen 4 und 5 sowie über einen Sicherungsschalter oder
eine Sicherung 6. In beiden Fällen sind zwei Bimetallschalter 7 und 8 vorgesehen,
die aus dem Bimetallstreifen 9 bzw. 10, den Heizwicklungen 11 bzw.
12 und den Kontakten 13, 14 bzw. 15, 16 bestehen. Der Bimetallstreifen 9
ist mit der Klemme 17, die Heizwicklung 11 mit der Klemme 18, der
Bimetallstreifen 10 mit der Klemme 19, die Heizwicklung 12 mit der Klemme 20, der
Kontakt 14 mit der Klemme 21 und der Kontakt 16 mit der Klemme 22 verbunden.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist ein in bekannter Weise ausgebildetes
Umsteuerorgan 23 vorhanden, das die Schaltstange 24 und damit die Schaltarme 25,
26, 27 umsteuert. Auf diese Weise läuft der Anker des Motors 1 einmal rechts
und einmal links mit einer kurzen Zwischenpause. Bei dem in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel fließt beim Schließen des Schalters 6 der Strom über die Klemme
20, die Heizwicklung 12, den Bimetallstreifen 10 und die Klemme 19, den Schalter
25 und die Hauptphasenwicklung 2 zurück zur Klemme 4. Ferner fließt ein Zweigstrom
von der Klemme 20 über die Heizwicklung 12, das Kontaktpaar 15,16 und den Schaltarm
26, die Hilfsphasenwicklung 3 und den Schaltarm 27 zur Klemme 4 zurück. Beim Abheben
der Kontakte 15,16 voneinander wird die Hilfsphasenwicklung 3 stromlos. Wird nun
durch die Reversiereinrichtung 23 die Schaltstange 24 umgelegt, so wird der Bimetallschalter
8 ausgangsseitig unterbrochen, und die Schaltarme 25, 26, 27 des Schalters
24 werden an die Ausgangsseite des Bimetallschalters 7 gelegt. Dieser ist aber,
da der BimetaUstreifen 9 abgekühlt ist, in der Einschaltstellung, d. h., die Hilfsphasenwieklung
3 ist unter Strom, so daß ein sofortiges Ansprechen des Motors erfolgt.
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In ähnlicher Weise ist die Schaltung nach Fig. 2 ausgeführt. Dort
ist ein Gruppenschalter 28 vorgesehen, dessen Schalthebel 29 in die
Schaltstellungen 0-1-0-2 gebracht werden kann. Dadurch werden die Schaltarme 30
bzw. 31 der Gruppenschalter an die entsprechenden Kontakte gelegt. In der in Fig.
2 dargestellten Stellung ist die Zuleitung zur Stromklemme 5 in den Schaltern 30
und 31 unterbrochen. Das gleiche gilt bei einer Drehung der Gruppenschalter
30, 31 um 180°. In den beiden senkrechten Stellungen dagegen liegt
jeweils das eine oder andere der Relais 7 oder 8 an Spannung, und es vollzieht sich
hier genau der gleiche Vorgang, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, d. h., es ist
zunächst auch die Hilfsphasenwicklung 3 unter Strom, bis die Kontaktpaare 13, 14
bzw. 15, 16 sich voneinander abheben. Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist jedoch insofern
noch eine Variante in den Bimetallschaltern vorgesehen, als diese Kontakte 32 bzw.
33 aufweisen, an die sich beim öffnen der Kontakte 13, 14 bzw. 15,16 die Bimetallkontakte
13 und 15 anlegen können, wodurch die Heizwicklungen 11 und 12 kurzgeschlossen
werden. Diese Kontakte 32 und 33 haben den Zweck, eine Überhitzung der Heizwicklungen
und der Bimetallstreifen 9 und 10 und damit eine zu starke Durchbiegung dieser Bimetallstreifen
zu verhindern, wodurch die Bimetallschalter geschont werden und ihre Lebensdauer
erhöht wird. Durch Kurzschließen der Heizwicklungen können sich nämlich sowohl die
Heizwicklungen als auch die Bimetallstreifen immer wieder abkühlen, so daß die zulässige
Maximaltemperatur niemals überschritten werden kann. Die Schaltungen können an Stelle
der Bimetallschalter auch andere Verzögerungsschalter, z. B. Verzögerungs-Quecksilberschalter,
besitzen.