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Selbsttätiger Stern-Dreieckschalter Die Erfindung betrifft einen selbsttätigen
Stern-Dreieckschalter mit nur einem Schaltmagneten, der die Stern-Dreieckverbindungen
stromlos ein- und ausschaltet und in Abhängigkeit von einem Zeitglied ebenfalls
stromlos von Stern auf Dreieck umschaltet. Bei bekannten Schaltern dieser Art ist
das Antriebsglied des Schalters, als welches z. B. ein Schaltmagnet dient, n-üttels
umfangreicher Getriebeglieder mit dem Kontaktsystern gekuppelt. Die Getriebeglieder
bestehen z. B. aus Rollen, Nocken und Winkelhebeln, die Bewegungsumlenkungen bewirken,
um einerseits die Umstellung von der Stern- auf die Dreieckschaltung und andererseits
die gewünschte zeitliche Kontaktfolge zu erzielen. Ein derartiges Schaltgetriebe
bedeutet einen erheblichen technischen Aufwand.
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Diesen Nachteil beseitigt die Erfindung bei einem selbsttätigen Stern-Dreieckschalter
mit Netzschalter-und Umschalterkontakten dadurch, daß die beweglichen Netzschalterkontakte
und die Umschalterkontakte derart lösbar miteinander gekuppelt sind, daß die bei
der Einschaltung auf Stern durch Erregung des Schaltmagneten gemeinsam mit den Umschalterkontakten
bewegten Netzschalterkontakte nach der Anlaufzeit in Sternschaltung durch Entregung
des Schaltmagneten den Motorstromkreis ausschalten, die Umschalterkontakte unter
Lösung der Kupplung auf Dreieck umschalten und den Motorstromkreis durch erneutes
Erregen des Schaltmagneten selbsttätig wieder einschalten.
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Dadurch wird erreicht, daß durch eine einfache, lösbare Kupplung zwischen
beiden Kontaktsystemen die erforderliche Schaltfolge hinsichtlich der Netzals auch
der Umschaltung zustande kommt, sowie, daß sich die Bewegung des Kontaktsystems
aus einer einfachen Hubbewegung ergibt. Es kann somit der Stern-Dreieckschalter
aus einem Hubankermagnetschütz mit vom Anker unmittelbar bewegtem, die beweglichen
Kontakte des Kontaktsystems fassendem Kontaktträger bestehen.
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Die Ausbildung des Schalters nach der Erfindung im einzelnen ist an
Hand eines Schaltbildes für Ölschalter mit schützartiger Betätigung in Fig.
1 dargestellt, Fig. 2 und 3 zeigen die zugehörigen Schaltbilder in
Stern- und in Dreieckschaltung.
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Die festen Kontakte des Schalters sind an drei Gruppen von
je drei senkrecht zur Zeichenebene hintereinanderhegenden Kontaktschienen
befestigt, und zwar trägt die eine Gruppe für die Netzzuleitungen R, S,
T drei feste Kontakte g, die zweite Gruppe für die Motorwicklungs-Anfänge
U, V, W je drei feste Kontakte h und j, die dritte Gruppe für
die Motorwicklungs-Enden Z, X, Y drei Kontakte i. Zum Schließen der drei
oberenKontaktpaare g, h sind dreiNetzschaltbrücken n, zum Schließen
der drei unteren Kontaktpaare 1, j drei Dreieckschaltbrücken d und
zum Verbinden der drei Kontakte i miteinander eine Sternschaltbrücke s vorgesehen.
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Der Netzschalter besteht somit aus drei festen Kontaktpaaren
g, h und dem Schaltbrückenträger m mit den drei federnd daran
befestigten Netzschaltbrücken n, sowie einem Selbsthaltekontakt 3. Der Umschalter
besteht aus den drei festen Kontaktpaaren i, j, dem Schaltbrückenträger o
mit den drei daran befestigten Dreieckschaltbrücken d und der ebenfalls federnd
daran befestigten Sternschaltbrücke s, sowie einem Steuerkontakt 5, der in
der dargestellten Ausschaltstellung des Umschalters geschlossen ist.
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Zwischen den Schaltbrückenträgern m und o ist eine lösbare Kupplung
angeordnet. Sie besteht aus einer Klinke k, die in einem an dem Schaltbrückenträger
o befestigten Isolierstück p gelagert ist und unter dem Zug einer Feder
q über einen am Schaltbrükkenträger m befestigten Stift b greift.
Mit der Klinke k
ist ein Arm c aus Isolierstoff verbunden, der an seinem Ende
einen Kontaktbelag e trägt, mit dem er bei entsprechender Drehung die beiden Hilfskontakte
4 überbrücken kann.
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An dem Schaltbrückenträger o ist ferner eine Aufzugfeder f für ein
Zeitglied z befestigt, das nach Spannen der Feder abläuft und nach Ablauf der für
den Sternanlauf vorgesehenen Verzögerungszeit seinen Kontakt 6 öffnet, der
in Reihe mit dem Selbsthaltekontakt 3 und zusammen mit diesem parallel zum
Einschaltdruckknopf 1 liegt.
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Dle Wirkungsweise des selbsttätigen Sterndreieckschalters ist folgende:
Beim Drücken des Einschaltdruckknopfes 1 wird die Schaltmagnetspule a durch
den von der Phase R
über den geschlossenen Ausschaltdruckknopf 2
und den Einschaltdruckknopf 1 nach der Phase S fließenden Strom erregt.
Hiernach werden die beiden miteinander gekuppelten Schalter nach oben bewegt, wobei
sich folgende Schaltvorgänge abspielen: Der Sicherheitskontakt 5 und die
Dreieckschaltbrücken d öffnen sich, die Sternschaltbrücke s schließt die
Stempunktverbindung, der Selbsthaltekontakt 3
und die Netzschaltbrücken n
schließen sich. Der Einschaltdruckknopf kann nach Schließen des Selbsthaltekontaktes
3 losgelassen werden, da ein Parallelstromkreis zu ihm über den Selbsthaltekontakt
3 und den Zeitgliedkontakt 6 besteht. Der Motor läuft nunmehr in Sternschaltung
an.
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Die bei der Aufwärtsbewegung des Umschalters gespannte Zeitgliedfeder
f bringt das Zeitglied z zum Ablauf, so daß sich nach Ablauf der Anlaufzeit
der Zeitgliedkontakt 6 öffnet und die Schaltmagnetspule a entregt. Infolgedessen
fallen beide Schalter, und es spielen sich die Schaltvorgänge umgekehrt wie beim
Schließen ab, d. h. zunächst öffnen sich die Netzschaltbrücken n und der
Selbsthaltekontakt 3, sodann öffnen die Sternschaltbrücken s die Sternpunktverbindung
und die Dreieckschaltbrücken d schließen die Dreieckverbindungen. Bei dieser
Abwärtsbewegung wird der Arm c durch seinen Bewegungswiderstand gegenüber dem
Öl im ölkessel des Schalters gehemmt und führt eine Schwenkung entgegen dem
Uhrzeigersinn aus, so daß die mit ihm fest verbundene Klinke k
die beiden
Schalter entkuppelt und die Vorbereitungskontakte 4 durch den Kontaktbelag e geschlossen
werden. Dieser Kontakt bereitet die Wiedererregung der Schaltmagnetspule a vor,
die jedoch nicht eher erfolgen kann, als bis der mit dem Kontakt 4 in Reihe liegende
Sicherheitskontakt 5 ebenfalls geschlossen ist, damit die Gewühr gegeben
ist, daß die stromlose Umschaltung auf Dreieck durch Aufliegen der Dreieckschaltbrücken
d auf den Kontakten i, j mit Sicherheit vollzogen ist, ehe
die Netzschaltbrücken sich wieder schließen. über die Kontakte 5 und 4 wird
nunmehr die Schaltmagnetspule a von neuem erregt und die vom Umschalter entkuppelten
Netzschaltbrücken schließen sich wieder, so daß die Dreieckschaltung vollzogen ist.
Die Netzschaltbrücken halten sich durch den Kontakt 3 selbst, so daß bei
dem nunmehr erfolgenden Zurückfallen des Armes c und der Klinke k bis zum
Anschlag r trotz öffnung des Kontaktes 4 die Netzschaltbrücken eingeschaltet bleiben,
da sich inzwischen auch der Zeitgliedkontakt 6 durch das Fallen des Umschalters
und Entspannen der Feder f wieder geschlossen hat.
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Das Auslösen der Kupplung bei der Umschaltbewegung und das Schließen
bzw. das verzögerte Öffnen des Kontaktes 4 können auch unabhängig voneinander erfolgen.
Zum Beispiel kann die Klinke k bei der Umschaltbewegung durch einen ortsfesten
Ausheber gelöst werden, der so angeordnet ist, daß er nach Erreichung der Einschaltstellung
der Dreieckschaltbrükken d außer Eingriff mit der Klinke k kommt.
Die Kontakte 4 können z. B. auch ortsfest angeordnet werden; dann werden sie bei
der Umschaltbewegung durch eine mit dem Umschalter nachgiebig verbundene Brücke
geschlossen, die erst nach Schließung der Kontakte 5 und 3 die Kontakte
4 wieder öffnet. Die zwangläufige Verbindung der Klinke k mit dem Kontaktbelag
e ist jedoch deshalb zweckmäßiger, weil sie die einwandfreie Schaltfolge unbedingt
sichert. Wenn der Motor ausgeschaltet werden soll, so wird der Aussehaltdruckknopf
2 gedrückt. Der fallende Schaltbrückenträger m gleitet dann mit dem Stift
b
wieder unter die Nase der kiinke k, so daß der Schalter wieder
die in der Zeichnung dargestellte betriebsbereite Stellung einnimmt. Dasselbe tritt
ein, wenn der Schalter durch Überstromauslöser thermischer oder magnetischer Art
ausgelöst wird, die einen in Reihe mit der Schaltmagnetspule a liegenden Auslösekontakt
unterbrechen. Wenn bereits bei Sternanlauf die Auslöser ansprechen sollten, so unterbrechen
ebenfalls die Netzschaltbrücken den Strom und die Sternschaltbrücke öffnet die Sternpunktverbindung
stromlos.
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Um den erhöhten Kraftbedarf beim Einschalten auf Stern zu decken,
der durch die zusätzliche Rückzugskraft des gekuppelten Umschalters entsteht, kann
für die erste Einschaltung und gegebenenfalls für die verhältnismäßig kurze Dauer
der Sternschaltung eine an sich bekannte Anzugsschaltung vorgesehen werden, bei
der der Schaltmagnet mit erhöhter Amperewindungszahl erregt wird, z. B. über eine
von einem Hilfskontakt gesteuerte Spulenanzapfung. In der Dreieckschaltung, also
während des weitaus größten Teiles der Betriebszeit, ist der Verbrauch der Schaltspule
dagegen wesentlich geringer als bei den bekannten Schaltungen mit zwei oder mehr
Schaltspulen, da für den Kontaktdruck des Umschalters in der Dreieckstellung keine
magnetische Zugkraft benötigt wird. Der Schalter nach der Erfindung kann also sowohl
wegen des geringen Leistungsbedarfs der Schaltspule, als auch wegen des Fehlens
weiterer Schaltmagnete und der besonders einfachen Ausbildung des Umschalters als
Trennschalter besonders klein und wirtschaftlich gehalten werden. Der Schalter kann
auch mit einem an sich bekannten Schlaganker ausgerüstet sein, der bei Kurzschluß
durch hauptstromerregte Magnete angezogen wird und auf den Schaltbrückenträger m
der Netzschaltbrücken schlägt, um etwaige Schweißstellen zu brechen und die Ausschaltzeit
zu verkürzen.
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Die beiden festen Schaltstückgruppen h und i können zu drei festen
Drehpunkten für die beiden Schaltbrückengruppen n und d zusammengefaßt sein,
wobei die Stromunterbrechung nur an den festen Kontakten g und
1 erfolgt.
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Die Kupplung k kann auch so ausgebildet werden, daß sie durch
einen kleinen Hilfsmagneten betätigt wird, der durch Hilfskontakte an den Schaltern
erregt und nach der endgültigen Einschaltung wieder entregt wird. Damit der Kontakt
4 mit Sicherheit so lange geschlossen bleibt, bis auch der Sicherheitskontakt
5 und beim darauffolgenden Wiedereinschaltvorgang auch der Selbsthaltekontakt
3 geschlossen sind, kann dieser Hilfsmagnet ebenfalls mit einem Selbsthaltekontakt
versehen werden, dessen Stromkreis durch einen vom Netzschalter betätigten Hilfskontakt
nach Erreichung der endgültigen Einschaltstellung des Netzschalters wieder unterbrochen
wird.
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Es ist ferner nicht erforderlich, daß der Umschalter, vom Netz aus
gesehen, elektrisch hinter dem Netzschalter liegt. Vielmehr ist der Erfindungsgedanke
auch auf die bekannten Sterndreieckschalter anwendbar, bei denen vom Netz aus zwei
mit Schaltern versehene dreiphasige Zuleitungsgruppen, und zwar eine nach den Wicklungsanfängen
über einen Ein- und Ausschalter und eine zweite nach den Wicklungsenden über den
Sterndreieck-Umschalter, führen.