DE1141364B - Anlassrelais fuer Einphasen-Induktionsmotoren - Google Patents

Anlassrelais fuer Einphasen-Induktionsmotoren

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DE1141364B
DE1141364B DEL30274A DEL0030274A DE1141364B DE 1141364 B DE1141364 B DE 1141364B DE L30274 A DEL30274 A DE L30274A DE L0030274 A DEL0030274 A DE L0030274A DE 1141364 B DE1141364 B DE 1141364B
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DE
Germany
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relay
winding
magnetic
phase
starting relay
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Pending
Application number
DEL30274A
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English (en)
Inventor
Werner Eisert
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Publication date
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Publication of DE1141364B publication Critical patent/DE1141364B/de
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00Electromagnetic relays
    • H01H51/02Non-polarised relays
    • H01H51/04Non-polarised relays with single armature; with single set of ganged armatures
    • H01H51/12Armature is movable between two limit positions of rest and is moved in both directions due to the energisation of one or the other of two electromagnets without the storage of energy to effect the return movement

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Motor And Converter Starters (AREA)

Description

  • Anlaßrelais für Einphasen-Induktionsmotoren Einphasen-Induktionsmotoren besitzen bekanntlich außer ihrer Hauptphasenwicklung noch eine Hilfsphasenwicklung, die zur Ingangsetzung des Motors erforderlich ist. Die Hilfsphasenwicklung wird durch ein Anlaßrelais gesteuert, das im Stromkreis der Hauptphasenwicklung angeordnet ist, das also durch den Hauptphasenstrom erregt wird. Im allgemeinen wird die Hilfsphasenwicklung nur beim Anlassen des Motors eingeschaltet, indem durch den Hauptphasenkurzschlußstrom der Relaiskontakt für den Hilfsphasenstromkreis geschlossen wird. Das Relais fällt nach dem Hochlaufen des Motors wegen des kleiner werdenden Hauptphasenstromes ab und öffnet dadurch den Hilfsphasenstromkreis wieder. Als Anlaßrelais können thermische oder magnetische Relais verwendet werden. Am gebräuchlichsten sind magnetische Relais, bei denen aber meist der Nachteil besteht, daß sie nicht flatterfrei arbeiten. Zwischen Anzugs- und Abfallstrom besteht nämlich eine DüTerenz, die unter Umständen größer als die zwischen Kurzschlußstrom und Nennstrom des Motors bestehende Differenz ist, so daß ein einwandfreies Anziehen oder Abfallen des Relais nicht mehr gewährleistet ist. Außerdem sind die bekannten Relais meist lage- und frequenzabhängig. Dies trifft auch teilweise auf die bekannten Differentialrelais zu, die als Anlaßrelais Verwendung finden. Diese Relais sind so ausgeführt, daß zwei Wicklungen auf einen Kern angeordnet sind. Sie besitzen einen verhältnismäßig schweren Anker, so daß sie zumindest lageabhängig sind. Außerdem arbeiten sie auch nicht flatterfrei.
  • Die Erfindung bezweckt, ein als Differentialrelais ausgebildetes Anlaßrelais für Einphasen-Induktionsmotoren zu schaffen, bei dem die erwähnten Nachteile vermieden sind. Bei einem Relais, bei dem die eine der beiden Wicklungen mit der Hauptphasenwicklung des Motors und die andere Wicklung über einen vom Relais betätigten Kontakt mit der Hilfsphasenwicklung des Motors in Reihe liegt, wird dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Relaiswicklungen in an sich bekannter Weise auf zwei getrennten Magnetkernen angeordnet sind, wobei diese Kerne die Außenkerne eines E-förmigen Relaiskörpers sind und mit einem als gemeinsamen Rückschluß dienenden Mittelkern zwei Magnetkreise (1, 11) bilden, von denen durch einen Anker eines den Kontakt tragenden Kippgliedes je nach dessen Stellung der eine oder andere geschlossen wird.
  • Durch die Verwendung als Differentialrelais mit einem Kippglied, das gleichzeitig die Weiterleitung des über einen gemeinsamen Rückschluß verlaufenden magnetischen Flusses übernimmt, ist eine besonders günstige Raumaufteilung möglich. Außerdem wird der Aufbau sehr einfach, so daß gegenüber bekannten Relais mit zwei auf getrennten Magnetkernen angeordneten Wicklungen ein erheblicher Fortschritt erzielt wird.
  • Zweckmäßigerweise besteht das Kippglied aus einem U-förmigen Federblech, das mit den Enden am Relaiskörper eingespannt ist, mit seinen Schenkeln den Mittelkern umfaßt und in seinem Mittelteil den Anker besitzt. Der magnetische Widerstand des einen vom Hauptphasenstrom beeinflußten mangetischen Kreises ist durch ein zwischengefügtes Teil aus nichtmagnetischem Material vergrößert. Zur Phasenkorrektur sind ohmsche oder kapazitive Widerstände vorgesehen.
  • Das erfindungsgemäße Anlaßrelais hat auch außer den bereits erwähnten Vorteilen noch folgende weitere Vorzüge: Zunächst ist ein solches Relais wie auch die bekannten Differentialrelais nahezu frequenzunabhängig, und es hat infolge des Kippgliedes eine flatterfreie Kontaktgabe des Hilfsphasenkontaktes. Darüber hinaus besitzt es auch alle die den Differentialrelais eigenen Vorteile, insbesondere die Spannungsunabhängigkeit, so daß auch bei relativ großen Über-und Unterspannungen ohne Schwierigkeiten der Anlauf des Motors gesteuert werden kann.
  • Im folgenden ist an Hand der Zeichnung die Erfindung näher erläutert. In Fig. 1 ist der grundsätzliche Aufbau des Anlaßrelais dargestellt; Fig. 2 zeigt das Relais im Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1; in Fig. 3 ist in einem Schaubild der Stromverlauf in der Haupt- und Hilfsphase eines Einphaseninduktionsmotors beim Anlauf dargestellt; Fig. 4 zeigt die Stromverhältnisse beim Anlauf eines Einphaseninduktionsmotors bei Über-, Nenn- und Unterspannung.
  • In Fig. 1 bedeutet 1 ein Rückschlußeisen, an dem ein in zwei stabile Lagen umschnappbares Kippglied 6 bekannter Bauart befestigt ist. Das Kippglied 6 trägt einen Anker 7 und außerdem ein Kontaktteil 9. An dem Rückschlußeisen 1 sind einerseits die ferromagnetischen Teile 2 und 5 sowie andererseits ein aus nichtmagnetischem Material bestehender Teil 4 und der ferromagnetische Teil 3 befestigt. Auf den Teilen 3 und 5 sind die Wicklungen 8 und 10 angebracht, die von den Strömen, zweier Stromkreise durchflossen werden. Das eine Ende der Wicklung 10 führt zu einem Kontaktteil 12, der zusammen mit dem Kontaktteil 9 den Schaltkontakt des Relais bildet. Das eine Ende der Wicklung 8 ist mit dem ferromagnetischen Teil 3 und dieser über eine Brücke 11 mit dem Rückschlußeisen 1 verbunden. Die Anschlüsse des Relais werden in den Punkten 13, 14 und 15 vorgenommen. Bei der Stellung nach Fig. 1 ist der Relaiskontakt geöffnet, und der Anker 7 steht zwischen dem von den Teilen 1 und 5 gebildeten Luftspalt. Durch die Teile 1, 2, 5 und 7 wird ein magnetischer Kreis I gebildet, der in dieser Kontaktstellung seinen geringsten magnetischen Widerstand besitzt. Gleichzeitig ist in dem Magnetkreis II, der durch die ferromagnetischen Teile 3-, 5, 7 und dem nichtmagnetischen Teil 4 gebildet wird, der größte magnetische Widerstand vorhanden.
  • Fließt ein Strom bestimmter Größe von dem ZU-schluß 15 über die Brücke 11, den Eisenteil 3, durch die Spule 8 zum Anschluß 13, so wird in dem Magnetkreis Il ein Fluß erzeugt, der den Anker 7 in die gestrichelt gekennzeichnete Lage zieht und dabei das Kippglied in seine zweite Stellung kippt. Gleichzeitig schließt der Kontakt 9, und es fließt ein Strom vom Anschluß 15 über den Kontakt 9, die Spule 10 zum Anschluß 14. Dadurch tritt auch im Magnetkreis I ein Fluß auf, der dem des Kreises II entgegenwirkt, so daß nun auf den Anker die magnetischen Kreise beider Kräfte wirken. Der Anker hält die eingenommene Lage so lange bei, bis die vom anderen Kreis herrührende Kraft so viel größer ist, als zur Betätigung des Kippgliedes nötig ist. Wird nun beispielsweise der Strom in der Wicklung 8 kleiner, so verringert sich damit auch der Fluß im magnetischen Kreis 11 und die Kraft, die durch Anziehung des Ankers den Kontakt geschlossen hält.
  • Bleibt der Strom in der Spule 10 und damit der Fluß im Magnetkreis I zumindest nahezu konstant, so wird sich der Einfluß des Kreises I auf den Anker immer mehr auswirken, und bei einer bestimmtenDifferenz der in den Wicklungen 8 und 10 fließenden Ströme wird der Anker 7 in die Ausgangslage zurückgezogen und der Kontakt geöffnet. Dadurch wird die Wicklung 10 stromlos. Das Kippglied ist so eingestellt, daß dernun verbleibende Fluß im Kreis II nicht mehr ausreicht, den Anker zu kippen. Die Wicklung 8 ist dabei in den Hauptphasenstromkreis geschaltet, während die Wicklung 10 mit der Hilfsphase des Motors in Reihe liegt.
  • Die Schnittdarstellung in Fig. 2 zeigt die Anordnung des Kippgliedes. Bei dem Ausführungsbeispiel besteht das Kippglied 6 aus einem U-förmigen Blech aus federndem Material, das mit den freien Schenkelenden 16, 17 auf dem Isolierteil 4 befestigt ist, wobei die Schenkelenden gegeneinander verspannt sind. Dadurch erhält das Kippglied eine Vorspannung und zwei definierte Endlagen. Durch eine Brücke 24 ist bei dieser Ausführung das Kippglied 6 mit dem Rückschlußeisen 1 elektrisch leitend verbunden. Grundsätzlich lassen sich auch andere Kippgliedformen verwenden, jedoch ist die dargestellte Form insofern vorteilhaft, als sie das Rückschlußeisen 1 umfaßt und die durch den magnetischen Fluß in den Kreisen I und II auf den Anker 7 und damit auf das Kippglied 6 ausgeübte Kraft am Kippglied mittig angreift.
  • Bei dem in Fig. 3 dargestellten Schaubild ist der Strom der Haupt- und Hilfsphasen eines Einphaseninduktionsmotors über der Drehzahl aufgetragen. Beim Einschalten des Motors steigt der Hauptphasenstrom auf seinen. Kurzschlußstromwert an (JkHa). Dieser Strom fließt durch die Spule 8 und bewirkt ein Umkippen des Ankers in die Einschaltstellung. Dadurch wird die Hilfsphase des Motors und damit in dem Relais eine Gegenerregung eingeschaltet. Der Hilfsphasenstrom ist in der Darstellung mit JHi bezeichnet. Beim Hochlauf des Motors ändert sich der Strom in der Hauptphase JH" stärker als der Hilfsphasenstrom. Bei einem bestimmten Zeitpunkt entsprechend der Drehzahl n, ist der Hauptphasenstrom so weit abgefallen, daß der Hilfsphasenstrom ein Umkippen des Ankers und damit die Abschaltung der Hilfsphase vom Netz bewirkt. Die Flußdifferenz A p in den magnetischen Kreisen I und II ist proportional der in der Zeichnung mit A J bezeichneten Stromdifferenz. Die Abschaltung der HiNsphase muß auf jeden Fall nach Überschreitung des Kippunktes des Motors erfolgen.
  • Nach dem Abschalten der Hilfsphase geht der Hauptphasenstrom JH" in den Nennstrom J. des Motors über. Im Kreis I wird der Fluß Null, und der im Kreis II verbleibende Fluß reicht nicht aus, die HiNsphase wieder einzuschalten.
  • Da die Ausschaltung der Hilfsphase nicht von Absolutwerten des Stromes und damit von der Spannung, sondern von der Differenz des Hauptphasen- und Hilfsphasenstromes abhängig ist, läßt sich das Relais in bekannter Weise über einen großen Spannungsbereich verwenden.
  • Dies ist im folgenden an Hand der in Fig. 4 dargestellten Stromverhältnisse beim Anlauf von Einphaseninduktionsmotoren erläutert. Entsprechend dem Schaubild nach Fig. 3 sind hierbei ebenfalls die Ströme der Haupt- und I-Elfsphase über der Drehzahl aufgetragen. Die mit 18, 19 und 20 bezeichneten Linien stellen die Hauptphasenströme bei Über-, Nenn- bzw. Unterspannung dar. Entsprechend bezeichnen 21, 22 und 23 die Hilfsphasenströme bei Über-, Neun- bzw. Unterspannung. Da die Abschaltung unabhängig von der Höhe der Spannung und damit von der Größe der Ströme erfolgt und nur allein durch die Stromdifferenz A J bewirkt wird, muß bei Verwendung für extrem große Spannungsbereiche lediglich gewährleistet sein, daß bei der niedrigsten zu erwartenden Netzspannung ein bestimmter, mit J, bezeichneter Stromwert in der Hauptphase überschritten wird. Außerdem muß auch bei Überspannung der Nennstrom Jit der Hauptphase so klein werden, daß er unter dem Ansprechstrom des Relais liegt und dadurch ein Rückfall des Relais auf jeden Fall vermieden wird. Das Relais ist nicht an einen bestimmten Motortyp gebunden, sondern läßt sich ohne Schwierigkeiten bei allen Motoren mit ähnlicher Charakteristik verwenden. Es muß nur darauf geachtet werden, daß eine bestimmte Stromdifferenz A J und damit eine entsprechende Flußdifferenz 1 (p erreicht wird, wobei die Stromdifferenz entsprechend dem Aufbau des Relais verschiedene Werte aufweisen kann.
  • Es sei noch darauf hingewiesen, daß sich der Kippanker zweckmäßigerweise jeweils so in den Luftspalt einfügt, daß er bei Erregung im Weg der größten Felddichte liegt. Dadurch wird vermieden, daß der Kontakt durch das im Relais herrschende Wechselfeld flattert.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE. 1. Anlaßrelais für Einphaseninduktionsmotoren, das als Differentialrelais ausgebildet ist, mit zwei Wicklungen, von denen eine Wicklung mit der Hauptphasenwicklung des Motors in Reihe geschaltet ist, während die andere Wicklung über einen von Relais betätigten Kontakt mit der Hilfsphasenwicklung des Motors in Reihe liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaiswicklungen in an sich bekannter Weise auf zwei getrennten Magnetkernen angeordnet sind, die die Außenkerne eines E-förmigen Relaiskörpers sind und mit einem als gemeinsamen Rückschluß dienenden Mittelkern zwei Magnetkreise (I, II) bilden, von denen durch einen Anker eines den Kontakt tragenden Kippgliedes je nach dessen Stellung der eine oder andere geschlossen wird.
  2. 2. Anlaßrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kippglied aus einem U-förmigen Federblech besteht, das mit seinen Schenkeln den Mittelkern umfaßt, mit deren Enden am Relaiskörper eingespannt ist und in seinem Mittelteil den Anker besitzt. 3. Anlaßrelais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Widerstand des einen vom Hauptphasenstrom beeinflußten magnetischen Kreises durch ein zwischengefügtes Teil aus nichtmagnetischem Material vergrößert ist. 4. Anlaßrelais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Phasenkorrektur ohmsche oder kapazitive Widerstände vorgesehen sind. 5. Anlaßrelais nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung eines Kreises aus einer oder mehreren Teilwicklungen besteht. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 817 620, 739 968, 598212.
DEL30274A 1958-04-25 1958-04-25 Anlassrelais fuer Einphasen-Induktionsmotoren Pending DE1141364B (de)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE598212C (de) * 1932-01-17 1934-06-09 Aeg Vorrichtung zum Ein- und Ausschalten der Hilfsphasenwicklung von Einphaseninduktionsmotoren mittels eines Waermezeitrelais
DE739968C (de) * 1940-07-07 1943-10-08 Lumophon Werke Bruckner & Star Anlasserrelais fuer Einphasenmotoren
DE817620C (de) * 1950-01-31 1951-10-18 Hans Buchele Fa Elektrischer Schalter fuer Einphasen-Motoren

Patent Citations (3)

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DE817620C (de) * 1950-01-31 1951-10-18 Hans Buchele Fa Elektrischer Schalter fuer Einphasen-Motoren

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