DE1133457B

DE1133457B - Starting device for single-phase AC induction motors

Info

Publication number: DE1133457B
Application number: DEL17208A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hans Fleckenstein; Dipl-Ing Manfred Hesser; Dipl-Ing Paul Vaske
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1953-11-23
Filing date: 1953-11-23
Publication date: 1962-07-19

Description

Anlaßvorrichtung für Einphasenwechselstrom-Induktionsmotoren Einphasenwechselstrom-Induktionsmotoren haben normalerweise kein Anzugsmoment. Sie laufen daher ohne besondere Maßnahmen nicht an. Zum Anlauf ist eine Hilfsphase notwendig, die das Wechselfeld des Einphasenmotors in ein elliptisches Drehfeld umwandelt und daher einen selbständigen Anlauf ermöglicht.Starting device for single-phase alternating current induction motors Single-phase alternating current induction motors usually do not have a tightening torque. They therefore run without any special measures not on. An auxiliary phase is required to start up the alternating field of the single-phase motor is converted into an elliptical rotating field and therefore enables an independent start-up.

Wenn man besonders hohe Anlaufmomente beim Einphasenmotor erzielen will, muß man die Hilfsphase mit einem hohen Wirkwiderstand oder einem großen Anlaßkondensator versehen. Dann ist es aber notwendig, daß nach dem Anlauf die Hilfsphase sofort abgeschaltet wird, da sonst die Hilfsphasenwicklung oder der meist als Anlaßkondensator verwendete Elektrolytkondensator zerstört wird.If you can achieve particularly high starting torques with a single-phase motor If you want, you have to use the auxiliary phase with a high resistance or a large starting capacitor Mistake. But then it is necessary that the auxiliary phase starts immediately after the start-up is switched off, otherwise the auxiliary phase winding or usually as a starting capacitor used electrolytic capacitor is destroyed.

Die Abschaltung der Hilfsphase wird vielfach durch einen Fliehkraftschalter vorgenommen, der sie nach Überschreiten einer bestimmten Drehzahl abschaltet. Dieser Fliehkraftschalter erfordert einen erheblichen konstruktiven Aufwand, da die Motorlänge meist vergrößert werden muß. Er macht außerdem unangenehme Geräusche. Daher ist dieser Schalter in neuerer Zeit durch stromabhängige magnetische Relais ersetzt worden, die nach dem Einschalten des Motorstromkreises infolge des großen Hauptphasenstromes den Hilfsphasenkreis schließen und, wenn der Hauptphasenstrom auf den Nennstrom abgeklungen ist, den Hilfsphasenkreis wieder öffnen, oder die nach dem Einschalten infolge der erreichten Motornenndrehzahl den Hilfsphasenkreis abschalten. Diese letzteren Relais werden durch eine dritte Wicklung erregt, die im Bereich der Hilfsphase dem von den Läuferströmen hervorgerufenen Fluß ausgesetzt ist. Diese Anordnung entspricht einem elektrischen Fliehkraftschalter. Der Nachteil besteht im ersten Fall darin, daß für jede Type, Auslegung und Spannung das Relais mit einer besonderen Wicklung zu versehen ist und im zweiten Fall in dem Mehraufwand einer Wicklung, die außerdem und wiederum für jede Type und Auslegung verschieden ist. In beiden Fällen ergibt sich also neben einem verhältnismäßig großen Aufwand eine große Lagerhaltung.The shutdown of the auxiliary phase is often done by a centrifugal switch made, which switches it off after exceeding a certain speed. This Centrifugal switch requires a considerable design effort, since the motor length usually has to be enlarged. It also makes unpleasant noises. thats why this switch has recently been replaced by current-dependent magnetic relays after switching on the motor circuit due to the large main phase current close the auxiliary phase circuit and when the main phase current to the rated current has subsided, open the auxiliary phase circuit again, or after switching on Switch off the auxiliary phase circuit as a result of the nominal motor speed reached. These the latter relays are energized by a third winding, which is in the area of the auxiliary phase is exposed to the flux evoked by the rotor currents. This arrangement corresponds an electric centrifugal switch. The disadvantage in the first case is that that for each type, design and voltage the relay with a special winding is to be provided and in the second case in the additional expenditure of a winding, which also and again is different for each type and design. In both cases results So in addition to a relatively large effort, a large storage.

Es sind auch Kombinationen von Strom- und drehzahlabhängigen Relais mit zwei Bimetallstreifen bekannt, wobei die Drehzahlabhängigkeit durch einen Wicklungsteil, der in der Hilfsphasenachse, also um 90° elektrisch zur Hauptwicklung räumlich verschoben, liegt, erreicht wird. In dieser Wicklung werden auf rotatorischem Wege der Drehzahl linear proportionale Spannungen induziert, die dann in dem einen Bimetallstreifen des Relais zu entsprechenden drehzahlproportionalen Strömen führen, mit dem Zweck, die Schaltkontakte des Relais nach dem Abschalten der Hilfsphase offenzuhalten.There are also combinations of current and speed dependent relays known with two bimetallic strips, the speed dependence by a winding part, which is spatially shifted in the auxiliary phase axis, i.e. by 90 ° electrically to the main winding, is achieved. In this winding, the speed is rotated linear proportional voltages induced, which then in one bimetal strip of the relay lead to corresponding currents proportional to the speed, with the purpose of to keep the switching contacts of the relay open after the auxiliary phase has been switched off.

Die Hilfsphase kann auch durch ein Verzögerungsrelais, das entsprechend der Anlaufzeit eingestellt sein muß, abgeschaltet werden. Doch fehlt es an den geeigneten einfachen und wirtschaftlichen Verzögerungsschaltern.The auxiliary phase can also be activated by a delay relay the start-up time must be set, must be switched off. But there is a lack of suitable ones simple and economical delay switches.

Eine andere bekannte Ausführung sieht vor, über eine Heizwicklung einen Bimetallstreifen zu erwärmen, der nach einer bestimmten Zeit so weit ausgelenkt wird, daß er einen Schalter zum Ansprechen bringt. Dieser Schalter kann als Momentschalter ausgebildet sein. Die Heizwicklung kann jedoch nicht unmittelbar an das Netz gelegt werden, da entsprechende Heizwicklungen für 110 und 220 V nur mit erheblichem Aufwand herzustellen sind. Es ist daher bisher ein Heiztransformator notwendig, der primärseitig an der Netzspannung liegt und sekundärseitig die kleine Heizspannung liefert. Hier ist es möglich, durch Wahl der Heizspannung die Heizleistung festzulegen und damit die Verzögerungszeit zu bestimmen.Another known design provides for a heating coil to heat a bimetal strip that deflects so far after a certain time is that he brings a switch to respond. This switch can be used as a momentary switch be trained. However, the heating coil cannot be connected directly to the network because the corresponding heating coils for 110 and 220 V only require considerable effort are to be produced. It has therefore been necessary to date a heating transformer on the primary side is connected to the mains voltage and supplies the small heating voltage on the secondary side. here it is possible to determine the heating power by selecting the heating voltage and thus determine the delay time.

Bei einer Anlaßvorrichtung für Einphasenwechselstrom-Induktionsmotoren mit einem Bimetallrelais zum Abschalten der Hilfsphase, wobei das Relais nach beendetem Anlauf durch den einer Teilwicklung des Motors entnommenen Strom in der Offenstellung gehalten wird, wird ohne Zuhilfenahme eines Heiztransformators erfindungsgemäß die Heizwicklung des Bimetallrelais an eine Anzapfung der Hauptphasenwicklung angeschlossen. In der einfachsten Ausführung nach Fig. 1 der Zeichnung wird man dabei die Hauptphase 10 anzapfen und mit dieser angezapften Spannung die Heizspule 12 des Bimetallstreifens 13 speisen, der den Schalter 14 der Hilfsphase 11 betätigt. Dann ist für alle Ausführungsformen nur noch ein Bimetallschalter notwendig und nur die Anzapfung der Hauptphase 10 entsprechend auszulegen.In a starting device for single-phase alternating current induction motors with a bimetal relay for switching off the auxiliary phase, the relay being held in the open position after the start of the current drawn from a partial winding of the motor, the heating winding of the bimetal relay according to the invention is connected to a tap on the main phase winding without the aid of a heating transformer connected. In the simplest embodiment according to FIG. 1 of the drawing, the main phase 10 will be tapped and the heating coil 12 of the bimetallic strip 13 will be fed with this tapped voltage, which will actuate the switch 14 of the auxiliary phase 11. Then only one bimetal switch is necessary for all embodiments and only the tapping of the main phase 10 is to be designed accordingly.

Da die Heizspannung mit dieser Anordnung proportional der Motorspannung und der Windungszahl der Anzapfung ist, bleibt sie Strom- und drehzahlunabhängig.Because the heating voltage with this arrangement is proportional to the motor voltage and the number of turns of the tap, it remains independent of current and speed.

Einen größeren Unterschied zwischen Aufheiz- und Halteheizleistung erhält man, wenn gemäß Fig. 2 eine zweite Heizwicklung 15 an eine Anzapfung der Hilfsphase 11 gelegt wird. Damit ist nur eine Ausführung des Schalters notwendig und die Anzapfung der Hilfsphase 11 entsprechend der gewünschten Verzögerungszeit einzustellen. Der in der zweiten Heizwicklung 15 nach Abschalten der Hilfsphase durch rotatorische Wirkung fließende Strom ist bei der Wahl der Anzapfung an die Hauptwicklung 10 zu berücksichtigen. Mit dieser Schaltung läßt sich eine besondere Anpassung an die jeweiligen Anlauf- und Betriebsverhältnisse erreichen.A bigger difference between heating and holding heating power is obtained when, according to FIG. 2, a second heating winding 15 is connected to a tap of the Auxiliary phase 11 is laid. This means that only one version of the switch is necessary and the tapping of the auxiliary phase 11 according to the desired delay time to adjust. The one in the second heating winding 15 after switching off the auxiliary phase Current flowing through rotatory action is important when choosing the tap to the Main winding 10 to be taken into account. With this circuit a special Achieve adaptation to the respective start-up and operating conditions.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, eine Schaltung nach Fig. 3 zu wählen. Hier ist nur eine Heizwicklung 12 vorgesehen, über die während des Anlaufs zusätzlich ein Teil des Hilfsphasenstroms fließt, der somit zur Verkürzung der Verzögerungszeit mit herangezogen werden kann. Die Hilfsphase 11 ist dann für eine Spannung auszulegen, die gleich der Differenz zwischen Nennspannung und Heizspannung ist. Der Anteil des Hilfsphasenstromes, der durch die Heizwicklung fließt, ist dann abhängig von dem Verhältnis der Impedanzen von Heizwicklung und Anzapfungswicklung.Another possibility is to use a circuit according to FIG to choose. Only one heating coil 12 is provided here, over which during start-up In addition, part of the auxiliary phase current flows, thus shortening the delay time can also be used. The auxiliary phase 11 is then to be designed for a voltage which is equal to the difference between the nominal voltage and the heating voltage. The amount the auxiliary phase current flowing through the heating winding is then dependent on the ratio of the impedances of the heating winding and the tap winding.

Ein großer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß mit Hilfe der Anzapfung die Verzögerungszeit entsprechend dem vorliegenden Motor und Antriebsfall in weiten Grenzen einstellbar ist.A great advantage of this arrangement is that with the help of Tapping the delay time according to the present motor and drive case is adjustable within wide limits.

Zur Beherrschung größerer Heizströme können die zur Speisung der Heizwicklung bzw. Heizwicklungen des Bimetallschalters genutzten Teile der Motorwicklung mit einer größeren Drahtstärke als die normale Motorwicklung hergestellt werden.In order to control larger heating currents, the for feeding the heating winding or heating windings of the bimetal switch used parts of the motor winding a larger wire gauge than the normal motor winding.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Starting device for single-phase AC induction motors with a bimetal relay to switch off the auxiliary phase, the relay after the Start-up by the current drawn from a partial winding of the motor in the oven position is held, characterized in that the heating winding of the bimetal relay is on a tap on the main phase winding is connected.

2. Starting device according to Claim 1, characterized by an additional tap on the auxiliary phase winding connected heating coil.

3. Starting device according to claim 1, characterized in that that the intermediate phase winding is connected to the tap of the main phase winding,

4. Starting device according to claim 1 to 3, characterized in that the wire cross-sections of the individual partial windings are adapted to the currents flowing in them. Into consideration Drawn pamphlets: German Patent Nos. 813 730, 708 504, 698174, 672 355, 660 767, 622 521, 610 587; Austrian Patent No. 115 993; UNITED STATES: Patent No. 1991042.