Einrichtung zum selbsttätigen Ein-und Ausschalten der Hilfswicklung
von Einphasen-Induktionsmotoren Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum selbsttätigen
Ein- und Ausschalten der Hilfswicklung von Einphasen-Induktionsmotoren, bestehend
aus zwei beweglichen Schaltkontakten, von denen der eine vom Strom der Hauptwicklung
und der andere vom Strom der Hilfswicklung thermisch gesteuert wird, derart, daß
beide Schaltkontakte durch die Wirkung der Stromwärme in der gleichen Richtung bewegt
werden.Device for automatically switching the auxiliary winding on and off
of single-phase induction motors The invention relates to a device for automatic
Switching on and off the auxiliary winding of single-phase induction motors, consisting of
from two movable switching contacts, one of which is powered by the current of the main winding
and the other is thermally controlled by the current of the auxiliary winding such that
both switching contacts are moved in the same direction by the effect of the heat from the current
will.
Bei den bekannten Schalteinrichtungen dieser Art sind die beiden Schaltkontakte
beim Einschalten des Motors bereits geschlossen. Damit sie während der Anlaufzeit
des Motors ihre Schließstellung beibehalten, wird der vom Strom der Hilfswicklung
gesteuerte Schaltkontakt schneller bewegt als der vom Strom der Hauptwicklung gesteuerte
Schaltkontakt. Der Weg des vom Strom der Hilfswicklung gesteuerten Schaltkontaktes
wird hierbei durch einen Anschlag begrenzt. Sobald er den Anschlag erreicht hat,
bewegt sich der vom Strom der Hauptwicklung gesteuerte Schaltkontakt allein weiter
und schaltet die Hilfswicklung ab. Nachdem die Hilfswicklung abgeschaltet ist, bewegt
sich der vom Strom der Hilfswicklung gesteuerte Schaltkontakt wieder in seine Ausgangsstellung
zurück, während der andere Schaltkontakt durch die Wärmewirkung des Stromes der
Hauptwicklung in der Offenstellung festgehalten wird. Dies hat zur Folge, daß die
Hilfswicklung erst nach Abschalten des Motorstromes und nach ausreichender Abkühlung
des thermischen Steuerelementes wieder eingeschaltet werden kann.In the known switching devices of this type, the two switching contacts are
already closed when the motor is switched on. So that they do during the start-up period
of the motor maintain their closed position, the current of the auxiliary winding will
controlled switching contact moves faster than the one controlled by the current of the main winding
Switch contact. The path of the switching contact controlled by the current of the auxiliary winding
is limited here by a stop. As soon as he hits the stop
the switching contact, controlled by the current of the main winding, moves on by itself
and switches off the auxiliary winding. After the auxiliary winding is switched off, moves
the switching contact controlled by the current of the auxiliary winding returns to its starting position
back, while the other switching contact by the thermal effect of the current of the
Main winding is held in the open position. As a result, the
Auxiliary winding only after switching off the motor current and after cooling down sufficiently
of the thermal control element can be switched on again.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schalteinrichtung zu schaffen,
bei der die Hilfswicklung auch bei kurzzeitiger Stromunterbrechung oder beim Stehenbleiben
des Motors infolge Überlastung sofort wieder selbsttätig eingeschaltet wird. Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Schaltkontakte beim
Einschalten des Motors durch die Wirkung des Stromes der Hauptwicklung geschlossen
und anschließend durch die Wirkung des Stromes der Hilfswicklung wieder geöffnet
werden. Eine nach der Erfindung ausgebildete Schalteinrichtung besitzt kurze Schaltzeiten.
denn der vom Strom der Hauptwicklung gesteuerte Schaltkontakt schaltet beim Anlaufen
des Motors infolge des hohen Anlaufsstromes die Hilfswicklung sehr schnell ein und
hält diesen Nebenstromkreis so lange geschlossen, bis der Motor angelaufen ist.
Während der Anlaufzeit wird der Gegenkontakt vom Strom der Hilfswicklung in der
gleichen Richtung bewegt und versucht die beiden Schaltkontakte zu öffnen. Dies
ist aber erst dann möglich, wenn der Motor angelaufen und die Stromaufnahme der
Hauptwicklung auf ihren normalen Wert zurückgegangen ist. Die thermische Steuerung
der Schaltkontakte kann in der Weise erfolgen, daß die beiden Schaltkontakte an
den freien Enden von zwei sich bei Erwärmung in gleicher Richtung verbiegenden Bimetallfedern
angeordnet sind, von denen die eine vom Strom der Hauptwicklung und die andere vom
Strom der Hilfswicklung direkt oder indirekt beheizt wird. Eine weitere Möglichkeit
für die thermische Steuerung der Schaltkontakte besteht darin, daß die beiden Schaltkontakte
federnd angeordnet sind und mittels zweier Hitzdrähte gesteuert werden, von denen
der eine vom Strom der Hauptwicklung und der andere vom Strom der Hilfswicklung
erhitzt wird. Hierbei empfiehlt sich, die zum Steuern der beiden Schaltkontakte
dienenden Bimetallfedern, bzw. Hitzdrähte, derart aufeinander abzustimmen, daß der
vom Strom der Hauptwicklung gesteuerte Schaltkontakt kürzere Schaltzeiten als der
vom Strom der Hilfswicklung gesteuerte Schaltkontakt aufweist. Ferner ist es möglich,
die an sich bekannten Schaltelemente derart zu kombinieren, daß der vom Strom der
Hauptwicklung gesteuerte Schaltkontakt federnd angeordnet ist und mittels eines
Hitzdrahts gesteuert wird, während der andere Schaltkontakt von einer vom Strom
der Hilfswicklung beheizten Bimetallfeder gesteuert wird.The object of the invention is to create a switching device,
in which the auxiliary winding is also used in the event of a brief power interruption or if it stops
the motor is switched on again automatically due to overload. These
The object is achieved in that the two switching contacts when
Switching on the motor closed by the action of the current of the main winding
and then opened again by the action of the current in the auxiliary winding
will. A switching device designed according to the invention has short switching times.
because the switching contact controlled by the current of the main winding switches when it starts
of the motor as a result of the high starting current, the auxiliary winding turns on and off very quickly
keeps this auxiliary circuit closed until the engine has started.
During the start-up time, the mating contact is activated by the current from the auxiliary winding in the
moves in the same direction and tries to open the two switching contacts. this
but is only possible when the engine has started and the current consumption of the
Main winding has returned to its normal value. The thermal control
the switching contacts can be done in such a way that the two switching contacts on
the free ends of two bimetal springs that bend in the same direction when heated
are arranged, one of which from the current of the main winding and the other from the
Current of the auxiliary winding is heated directly or indirectly. One more way
for the thermal control of the switch contacts is that the two switch contacts
are resiliently arranged and controlled by means of two hot wires, one of which
one from the main winding current and the other from the auxiliary winding current
is heated. It is recommended to use the one for controlling the two switching contacts
Serving bimetal springs, or hot wires, to be coordinated with one another in such a way that the
Switching contact controlled by the current of the main winding has shorter switching times than the
has switching contact controlled by the current of the auxiliary winding. It is also possible
to combine the switching elements known per se in such a way that the current of the
Main winding controlled switch contact is arranged resiliently and by means of a
The hot wire is controlled, while the other switching contact is controlled by one of the electricity
the auxiliary winding heated bimetal spring is controlled.
In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. 1 eine Schalteinrichtung, bei der die beiden
Schaltkontakte durch Bimetallfedern gesteuert werden, Fig. 2 eine Schalteinrichtung,
bei der die beiden Schaltkontakte durch Hitzdrähte gesteuert werden,
Fig.
3 eine Schalteinrichtung, bei der ein Schaltkontakt durch einen Hitzdraht und der
andere durch eine Bimetallfeder gesteuert wird.The drawing shows three exemplary embodiments of the subject matter of the invention
shown schematically. It shows Fig. 1 a switching device in which the two
Switching contacts are controlled by bimetal springs, Fig. 2 a switching device,
in which the two switching contacts are controlled by hot wires,
Fig.
3 a switching device in which a switching contact by a hot wire and the
other is controlled by a bimetal spring.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Schalteinrichtung werden die beiden
Schaltkontakte 1 und 2 durch zwei Bimetallfedern 3 und 4 gesteuert.
Die beiden Bimetallfedern 3, 4 sind mit ihrem einenEnde an einer Bodenplatte
5 befestigt und hierbei derart zueinander angeordnet, daß sich die mit den Schaltkontakten
1, 2
versehenen Enden bei Erwärmung in der gleichen Richtung verbiegen. Beide
Bimetallfedern 3, 4 sind mit je einer Heizwicklung 6, 7 versehen.
Die Heizwicklung 6 wird vom Strom der Hauptwicklung 8 und die Heizwicklung
7 vom Strom der Hilfswicklung 9
beheizt. Beide Heizwicklungen
6 und 7 sind so bemessen, daß die Bimetallfeder 3 schneller erwärmt
wird als die Bimetallfeder 4. Durch diese Ausbildung der beiden Heizwicklungen
6, 7 wird eine gute Kontaktabgabe erreicht, weil der Schaltkontakt 2 den
Schaltkontakt 1 in der Einschaltstellung vor sich herschiebt. Der Einphasen-Induktionsmotor
10 ist in an sich bekannter Weise mit einer Hauptwicklung 8 und einer Hilfs-
oder Anlaufwicklung 9 ausgerüstet. Die gemeinsame Verbindungsstelle 11 der
Haupt- und der Hilfswicklung 8 bzw. 9 ist durch eine Leitung
12 an den Hauptschalter 13 angeschlossen, der die Verbindung mit dem
einen Pol 14 der Spannungsquelle herstellt. Eine Leitung 16 stellt
die elektrische Verbindung zwischen der Hauptwicklung 8 und dem einen Ende
der Heizwicklung 6 her. Das andere Ende der Heizwicklung 6 ist unmittelbar
an die Bimetallfeder 3 angeschlossen, die durch eine Leitung 17 mit dem anderen
Pol 15 der Spannungsquelle verbunden ist. Von der Hilfswicklung 9 führt eine
Leitung 18 zu dem einen Ende der Heizwicklung 7. Das andere Ende der Heizwicklung
7 ist an die Bimetallfeder 4 angeschlossen.In the switching device shown in FIG. 1, the two switching contacts 1 and 2 are controlled by two bimetallic springs 3 and 4. The two bimetallic springs 3, 4 are fastened at one end to a base plate 5 and are arranged in relation to one another in such a way that the ends provided with the switching contacts 1, 2 bend in the same direction when heated. Both bimetal springs 3, 4 are each provided with a heating coil 6, 7 . The heating winding 6 is heated by the current of the main winding 8 and the heating winding 7 by the current of the auxiliary winding 9. Both heating coils 6 and 7 are dimensioned so that the bimetallic spring 3 is heated faster than the bimetallic spring 4. This design of the two heating coils 6, 7 achieves a good contact, because the switch contact 2 pushes the switch contact 1 in the on position in front of it. The single-phase induction motor 10 is equipped in a manner known per se with a main winding 8 and an auxiliary or starting winding 9. The common connection point 11 of the main and auxiliary windings 8 and 9 is connected by a line 12 to the main switch 13 , which establishes the connection to one pole 14 of the voltage source. A line 16 establishes the electrical connection between the main winding 8 and one end of the heating winding 6 . The other end of the heating coil 6 is connected directly to the bimetallic spring 3, which is connected by a line 17 to the other pole 15 of the voltage source. A line 18 leads from the auxiliary winding 9 to one end of the heating winding 7. The other end of the heating winding 7 is connected to the bimetallic spring 4.
Wird der Hauptschalter 13 geschlossen, so nimmt der vom Pol
14 der Spannungsquelle kommende Strom seinen Weg über die Leitung 12 zur
Hauptwicklung 8 und von hier über die Leitung 16, die Heizwicklung
6, die Bimetallfeder 3 und die Leitung 17 zum anderen Pol 15 der Spannungsquelle.
Beim Schließen des Hauptschalters 13 sind die beiden Schaltkontakte 1 und
2 geöffnet. Durch die hohe Stromaufnahme des Motors 10 wird die Bimetallfeder
von der Heizwicklung 6 sehr schnell erhitzt, wodurch sie sich in Pfeilrichtung krümmt
und die beiden Schaltkontakte 1, 2 schließt. Durch die Leitung
12
fließt jetzt außerdem ein Strom über die Hilfswicklung 9, die Leitung
18, die Heizwicklung 7, die beiden Schaltkontakte 1, 2 zur Bimetallfeder
3 und von hier über die Leitung 17 zum Pol 15 der Spannungsquelle.
Sobald die Hilfswicklung 9 eingeschaltet wird, läuft der Motor 10 an. Der
durch die Hilfswicklung 9 fließende Strom erhitzt beim Durchlaufen der Heizwicklung
7 die Bimetallfeder 4, die sich nunmehr in der gleichen Richtung wie die
Bimetallfeder 5 krümmt. Mit dem Anlaufen des Motors verringert sich die Stromaufnahme
der Hauptwicklung 8 und damit auch die Temperatur der BimetatIfeder 3. Diese
kann jetzt der vom Strom der Hilfswicklung 9 beheizten Bimetalfeder nicht mehr folgen,
wodurch die Schaltkontakte 1, 2 geöffnet werden und die Hilfswicklung 9 ausgeschaltet
wird. Da die Heizwicklung 6 so bemessen ist, daß bei normaler Leistungsaufnahme
des Motors 10 die Schaltkontakte 1, 2 geöffnet bleiben, bewegen sich
die freien Enden der Bimetalfedern 3, 4 wieder in die Ausgangslage zurück. Die beiden
Bimetallfedern 3, 4 können, falls die Betriebsverhältnisse dies zulassen, auch direkt
beheizt werden. Hierdurch werden die besonderen Heizwicklungen 6, 7 eingespart.If the main switch 13 is closed, the current coming from the pole 14 of the voltage source takes its way via the line 12 to the main winding 8 and from here via the line 16, the heating coil 6, the bimetallic spring 3 and the line 17 to the other pole 15 of the voltage source . When the main switch 13 is closed , the two switching contacts 1 and 2 are open. Due to the high power consumption of the motor 10 , the bimetallic spring is heated very quickly by the heating coil 6, as a result of which it bends in the direction of the arrow and the two switching contacts 1, 2 closes. A current now also flows through the line 12 via the auxiliary winding 9, the line 18, the heating winding 7, the two switching contacts 1, 2 to the bimetal spring 3 and from here via the line 17 to the pole 15 of the voltage source. As soon as the auxiliary winding 9 is switched on, the motor 10 starts up. The current flowing through the auxiliary winding 9 heats the bimetallic spring 4 as it passes through the heating winding 7, which now bends in the same direction as the bimetallic spring 5. When the motor starts, the power consumption of the main winding 8 and thus also the temperature of the bimetate spring 3 is reduced. This can no longer follow the bimetal spring heated by the current of the auxiliary winding 9, whereby the switching contacts 1, 2 are opened and the auxiliary winding 9 is switched off . Since the heating coil 6 is dimensioned so that the switching contacts 1, 2 remain open with normal power consumption of the motor 10 , the free ends of the bimetal springs 3, 4 move back into the starting position. The two bimetal springs 3, 4 can, if the operating conditions permit, also be heated directly. This saves the special heating coils 6, 7.
Sollte der Motor 10 durch besondere Umstände einmal stehenbleiben,
so werden die beiden Schaltkontakte 1, 2 von der vom Strom der Hauptwicklung 8 beheizten
Bimetallfeder 3 selbsttätig geschlossen, weil diese durch die nunmehr erhöhte Stromaufnahme
wieder stärker erwärmt wird. Durch das Einschalten der Hilfswicklung 9 kann der
Motor 10 erneut anlaufen.If the motor 10 should stop due to special circumstances, the two switching contacts 1, 2 are automatically closed by the bimetallic spring 3 heated by the current of the main winding 8, because this is heated up again by the now increased power consumption. By switching on the auxiliary winding 9, the motor 10 can start again.
Die Schalteinrichtung nach Fig. 2 unterscheidet sich von der nach
Fig. 1 dadurch, daß die beiden Schaltkontakte 1, 2 an Kontaktfedern 19 und 20 angeordnet
sind, die durch die Längenausdehnung der beiden Hitzdrähte 21 und 22 gesteuert werden.
Die Kontaktfedern 19, 20 werden mit Hilfe der Ii'ttzdrähte 21, 22 derart gespannt,
daß sich ihre mit den Schaltkontakten 1, 2 versehenen Enden beim Erhitzen
der Hitzdrähte 21, 22 in der gleichen Richtung bewegen. In der Ausgangsstellung
sind die Schaltkontakte 1, 2 geöffnet. Der Hitzdraht 22 ist durch die Leitung
16 in den Stromkreis der Hauptwicklung 8 und der Hitzdraht
21 durch die Leitung 18 in den Nebenstromkreis der Hilfswicklung 9
eingeschaltet. Auch bei dieser Schalteinrichtung ist der Hitzdraht 22 so bemessen,
daß er sich schneller erhitzt als der Hitzdraht 21. Die in Fig. 2 dargestellte
Schalteinrichtung zeichnet sich durch kurze Schaltzeiten aus. In der Wirkungsweise
stimmt sie jedoch völlig mit der bereits beschriebenen Schalteinrichtung nach Fig.
1 überein.The switching device according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 in that the two switching contacts 1, 2 are arranged on contact springs 19 and 20 which are controlled by the linear expansion of the two hot wires 21 and 22. The contact springs 19, 20 are tensioned with the help of the I'ttzdrraht 21, 22 in such a way that their ends provided with the switching contacts 1, 2 move in the same direction when the hot wires 21, 22 are heated. In the starting position, the switching contacts 1, 2 are open. The hot wire 22 is connected through the line 16 into the circuit of the main winding 8 and the hot wire 21 through the line 18 into the secondary circuit of the auxiliary winding 9. In this switching device, too, the hot wire 22 is dimensioned such that it heats up more quickly than the hot wire 21. The switching device shown in FIG. 2 is characterized by short switching times. In its mode of operation, however, it completely corresponds to the switching device according to FIG. 1 already described.
Die Fig. 3 zeigt eine Schalteinrichtung, bei der der Schaltkontakt
1 von einer direkt beheizten Bimetallfeder 23 und der Schaltkontakt 2 von einem
Hitzdraht 22 gesteuert wird. Der Schaltkontakt 1 ist an dem freien Ende der Bimetallfeder
23 und der Schaltkontakt 2 an dem freien Ende der Kontaktfeder
20 befestigt. An diesem freien Ende der Kontaktfeder 20 greift außerdem der
zum Spannen dienende Hitzdraht 22 an. Der Hitzdraht 22, die Bimetallfeder 23 und
die Kontaktfeder 20 sind mit ihrem anderen Ende an der Bodenplatte 5 befestigt.
Der Hitzdraht 22 wird vom Strom der Hauptwicklung 8 und die Bimetallfeder 23 vom
Strom der Hilfswicklung 9 erhitzt. Diese Schalteinrichtung benutzt zwei mit verschiedenen
Schaltzeiten arbeitende Schaltelemente.3 shows a switching device in which the switching contact 1 is controlled by a directly heated bimetallic spring 23 and the switching contact 2 is controlled by a hot wire 22. The switching contact 1 is fastened to the free end of the bimetal spring 23 and the switching contact 2 is fastened to the free end of the contact spring 20. The hot wire 22 used for tensioning also engages at this free end of the contact spring 20. The other end of the hot wire 22, the bimetal spring 23 and the contact spring 20 are attached to the base plate 5. The hot wire 22 is heated by the current of the main winding 8 and the bimetal spring 23 is heated by the current of the auxiliary winding 9. This switching device uses two switching elements that operate with different switching times.