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Elektrische Steuer- und Schutzeinrichtung Die Erfindung bezieht sich
auf eine elektrische Steuer- und Schutzeinrichtung.
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Es sind derartige Einrichtungen bekannt, die mit einem dem Verbraucher
vorgeschalteten, als kontaktloser Schalter arbeitenden Transduktorsystem ausgestattet
sind, das so ausgebildet ist, daß nur dann ein wirksamer Verbraucherstrom fließt,
wenn eine Gleichstromvormagnetisierung vorhanden ist.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei einer derartigen
Vorrichtung eine wirksame Fernsteuerung mittels Druckknopf zu schaffen, durch die
die Schutzeinrichtungen für den Stromkreis gemeinsam mit dem darin arbeitenden Gerät
gesteuert werden.
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Eine derartige Fernsteuerung umfaßt folgende Maßnahmen bzw. Möglichkeiten:
Einen Spannungsausfallschutz, eine Tippschaltmöglichkeit, eine LUberlastsicherung,
eine Vorbeugung und einen Schutz gegen Kurzschluß, einen Schutz gegen Phasenfehler
und Sicherheitsvorkehrungen bei der Abtrennung.
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Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung werden für die Fernsteuervorrichtung
keine beweglichen Teile verwendet, und während des Betriebes erfolgt keine Unterbrechung
des Hauptstromes. so daß die vorerwähnten Schutzmaßnahmen ohne Einführung beweglicher
Teile in der Art von Hilfsrelais oder elektromechanisch betätigten Einrichtungen
zur Unterbrechung des Stromkreises durchgeführt werden.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der
Vormagnetisierungsstrom von zwei je mit einem vorgeschalteten Transformator ausgestatteten
Gleichrichteranordnungen eingespeist wird, wobei die Primärwicklung des einen Transformators
an der Eingangsseite, die des anderen Transformators an der Ausgangsseite des Transduktorsystems
derart angeschlossen ist, daß die eingangsseitige Gleichrichteranordnung dauernd,
die ausgangsseitige nur bei eingeschaltetem Verbraucher eine Gleichspannung liefern
kann, daß durch einen Einschalttaster die beiden Gleichrichteranordnungen gleichstromseitig
in Reihe oder parallel geschaltet werden, wobei das Transduktorsystem vormagnetisiert
und dauernd Spannung an den Verbraucher gelegt wird und wobei nach Freigabe des
Einschalttasters der Vormagnetisierungsstrom nur von dem am Ausgang angeschlossenen
Gleichrichtersystem geliefert wird, und daß der Verbraucher durch einen Ausschalttaster
spannungslos gemacht und der im Betrieb wirksame Magnetisierungsstromkreis unterbrochen
wird, wobei nach Betätigung des Ausschalttasters sowie nach Kurzschluß oder Ausfall
der Versorgungsspannung der Verbraucher spannungslos bleibt und nur nach erneuter
Betätigung des Einschalttasters wieder in Betrieb genommen werden kann. .
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß beim Motoranlauf
die Ausgangsseite der Gleichstromanordnung die Durchgangsleitung zu der Eingangsseite
bildet und daß nach Freigabe des Einschalttasters parallel zu diesem ein Gleichrichter
liegt.
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Für die Erfindung ist es weiterhin wesentlich, daß zwecks Steuerung
der Selbstinduktion der Drosselspule beim Anlassen in der Eingangsseite der Gleichstromanordnung
ein Widerstand zur Regelung des Anlaßstromes für den Belastungskreis liegt.
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Erfindungsgemäß liegt zwecks Steuerung der Motorspannung in der Ausgangsseite
ein weiterer Widerstand zur Regelung der Selbstinduktion der Drosselspule unter
Belastung.
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Für die Erfindung ist es weiterhin wesentlich, daß im Erregerkreis
ein Umschalter derart angeordnet ist, daß in der einen Schaltstellung zum Anlassen
die Eingangs- und die Ausgangsseite und in der anderen Schaltstellung zur stoßweisen
Einschaltung nur die Eingangsseite eingeschaltet ist.
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Die Erfindung kennzeichnet sich weiterhin dadurch, daß zwecks Änderung
des Drehmomentes bei stoßweiser Motoreinschaltung ein zusätzlicher Regelwiderstand
im Erregerkreis angeordnet ist. Außerdem ist erfindungsgemäß ein bei tlberlastung
ansprechendes,
den Erregerkreis für die Drosselspule unterbrechendes,
an sich beliebig ausgebildetes Relais vorgesehen. Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung
besteht darin, daß bei Verwendung eines mit Hilfskontakten ausgestatteten ein- oder
mehrpoligen Trennschalters die Hilfskontakte zwecks früherer Unterbrechung des Erregerkreises
derart angeordnet und ausgebildet sind, daß sie im Erregerkreis liegen und vor den
Hauptkontakten geöffnet werden, wobei die Selbstinduktion der Drosselspulen bei
Unterbrechung des Hauptkreises auf ihren maximalen Wert ansteigt und eine Unterbrechung
des Belastungskreises durch die Hauptkontakte verhindert wird.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Eingangsseite über einen
oder mehrere Transformatoren erregt, deren Primärwicklungen an den Hauptwicklungen
der Drosselspule liegen.
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Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Eingangsseite
von dem in den Sekundärwicklungen der Drosselspule fließenden Strom erregt.
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Zwecks Steuerung eines Mehrphasensystems werden nach der Erfindung
die Erregerquelle auf der Eingangs- und Ausgangsseite durch Mehrphasengleichrichter
gespeist. Erfindungsgemäß erfolgt die Erregung der Ausgangsseite durch einen Mehrphasentransformator,
dessen Primärwicklungen in Dreieckschaltung miteinander verbunden sind.
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Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
folgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele.
In der Zeichnung zeigen Fig. 1, 2 und 3 Schaltschemata typischer Schutzanordnungen
für induktive Vorrichtungen, die an ein Einphasenversorgungssystem angeschlossen
sind, Fig. 4 und 5 ähnliche Vorrichtungen in ihrer Anwendung bei induktiven Vorrichtungen,
die an ein Dreiphasenversorgungssystem angeschlossen sind, und Fig. 6, 7, 8 und
9 schematische Darstellungen anderer Schaltungen für die Erregung der Eingangsseite
für Ein- und Dreip'hasensysteme.
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In Fig. 1 ist eine gesättigte Drosselspulenanordnung gezeigt, wobei
eine Drosselspule C Kerne A und B enthält, auf welchen die Hauptwicklungen
PA 1,
PA 2, PB 1 und PB 2 angeordnet sind, die zwischen
den Klemmen 4 und 5 liegen. Die Erregerwicklungen NA 1, NB 1, NA 2 und
NB 2 liegen zwischen den Klemmen 6 und 7 bzw. 8 und 9. Die Drosselspulenanordnung
liegt in Serie mit einem Käfigankermotor M und wird von einer Einphasenerregerquelle
L 1-N versorgt, das bedeutet, daß dieselbe zwischen der Phase und dem Nulleiter
eines Dreiphasensystems liegt, wobei der Nulleiter normalerweise geerdet oder an
einen gleichwertigen Einphasenleiter angeschlossen ist. Außerdem ist ein Trennschalter
V dargestellt, welcher einen Hauptkontakt V 1 in der Hauptversorgungsleitung
L 1 und einen Kontakt V 2 in der Rückleitung N
sowie einen Hilfskontakt
V 4 zur Unterbrechung des Steuerkreises der Drosselspulenanordnung vor den Hauptkontakten
aufweist.
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Ein einpoliges LUberlastrelais bekannter Bauart Z ist gezeigt, dessen
Arbeitswicklung in die Leitung zwischen der Drosselspulenanordnung und dem Motor
M geschaltet ist. Zwei Spannungswandler sind mit E und G bezeichnet, wobei die Primärwindung
des ersteren, Ep, parallel zur Stromquelle zwischen Klemme 4 und dem Nulleiter
Na über die Verbindungen 16 und 17 gelegt ist, welche eine Ausgangs-Spannung
von der Sekundärwicklung Es erzeugen, wobei eine gleichgerichtete Erregung durch
den Doppelweggleichrichter F geschaffen wird, mit welchem dieselbe über die Leitungen
18 und 19 verbunden ist. Diese wird in der Folge als Erregung auf der Eingangsseite
bezeichnet werden und ist stets dann vorhanden, wenn das Versorgungssystem in Betrieb
ist.
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Der Transformator G liegt mit seiner Primärwicklung Gp so, daß dieselbe
von der Verbraucherseite der DrosselspulenanordnungC zwischen der Klemme 5 und dem
Nulleiter Na über die Leitungen 12 und 13 versorgt wird. Auf diese Weise
wird eine Hilfsquelle für die Erregung durch die Sekundärwicklung Gs und den Doppelweggleichrichter
H geschaffen, welche über die Leitungen 14 und 15 mit der Sekundärwicklung des Transformators
E verbunden ist. Dieser Transformator wird jedoch nur dann erregt, wenn der Motor
M läuft. Er wird im folgenden als Erregerquelle auf der Verbraucherseite bezeichnet.
Die beiden Erregerquellen sind untereinander verbunden. Sie liegen während des Startvorganges
in Reihe, so daß nach der Anlegung der Erregung an das Drosselspulensystem von der
Eingangsseite her der Rücklauf durch das Gleichrichtersystem auf die Ausgangsseite
erfolgt, so daß bei Beschleunigung des Motors M die Erregung des Drosselspulensystems
von der Erregerquelle auf der Ausgangsseite übernommen wird. Die Wirkungsweise dieser
Einrichtung sei an Hand der Fig. 1 wie folgt erläutert: Der normalerweise offene
»Starter«-Druckknopf K und der im Normalzustand geschlossene »Stop«-Druckknopf J
sind neben einem Steuerumschalter Y dargestellt, welch letzterer in seiner normalen
Betriebsstellung gezeigt ist. Unter der Annahme, daß der Trennschalter V geschlossen
ist und die Erregerquelle auf der Eingangsseite an der positiven und negativen Klemme
35 und 36 des Doppelweggleichrichters F liegt, geschieht folgendes: Nach Drücken
des Starterknopfes K fließt ein gleichgerichteter Erregerstrom von der positiven
Klemme 35 des Gleichrichters F über die Leitung 40, über den Hilfskontakt V
4 des Trennschalters V, über die Verbindungsleitung 42 an die Klemmen
6 und 8 des zusätzlichen Erregerwicklungssystems der Drosselspulenanordnung C zu
den Klemmen 7 und 9 und von dort durch eine Drossel D sowie den im Normalzustand
geschlossenen Kontakt 43 und 44 des überlastrelais Z; weiterhin über die Verbindungsleitung
41 zu der negativen Klemme 38 des Gleichrichters H, auf der Ausgangsseite über die
beiden Brückenzweige dieses Gleichrichters zu der positiven Klemme 37 desselben,
über den variablen Widerstand Rd, über den Umschalter Y, den normalerweise geschlossenen
Stopschalter J, den noch geschlossenen Starterknopf K und über den Widerstand Rl
zur negativen Klemme 36 des Gleichrichters F auf der Eingangsseite, worauf die Drosselspulenanordnung
C erregt wird und die Impedanz derselben verringert wird, worauf der Motor M erregt
und auf seine volle Geschwindigkeit beschleunigt wird. Dabei erscheint nahezu die
gesamte Speisespannung, welche bisher zwischen den Klemmen 4 und 5 der Drosselspulenanordnung
lag, zwischen den Klemmen 10 und 1.1 des Motors M, während die Spannung zwischen
den Klemmen 4 und 5 der Drosselspulenanordnung verhältnismäßig niedrig ist.
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Unter diesen Umständen ist die Spannung an der Primärwicklung Gp des
Transformators G auf der
Ausgangsseite fast gleich der Versorgungsspannung,
während dieselbe bei stillstehendem Motor nahezu Null war. Das bedeutet, daß die
Spannung an der Primärwicklung die gleiche Spannung wie der mit ihr parallel geschaltete
Motor erhält, so daß die maximale Erregerspannung zwischen der positiven und negativen
Klemme 37 und 38 des Gleichrichters H auf der Verbraucherseite erscheint. Da die
beiden Erregerquellen in Reihe geschaltet sind, addieren sich ihre Spannungen bei
der Beschleunigung des Motors, wobei eine verstärkte Erregung während des Anlaufvorganges
geschaffen wird, welche ein wachsendes Anlaufdrehmoment verursacht. Nach Freigabe
des Druckknopfes K fließt der Erregerstrom von der positiven Klemme 37 des Gleichrichters
H auf der Verbraucherseite durch den regelbaren Widerstand Rd, den Umschalter Y,
den Stopknopf J, die Leitung 45, den in der Nebenleitung angeordneten Einweggleichrichter
U, welcher zur Überbrückung des Doppelweggleichrichters F bei offenem Druckknopf
K vorgesehen ist, weiter durch die Leitung 40, den Hilfskontakt V 4, die Leitung
42 und an die Klemmen 6 und 8 der Drosselspulenanordnung C; von dort aus durch die
Erregerwicklungen zu den Klemmen 7 und 9, weiter durch die Drossel D, den Kontakt
43, 44 des überlastrelais Z und von da durch die Leitung 41 zurück zur negativen
Klemme 38 des Gleichrichters H, wobei der Motor M weiterläuft, bis
der Stopknopf J, welcher den Erregerkreis unterbricht, durchgedrückt wird. Durch
diese Unterbrechung erhöht sich die Impedanz der Drosselspulenanordnung C zwischen
den Klemmen 4 und 5, und die zwischen den Klemmen 10 und 11 liegende Spannung des
Motors wird auf die Klemmen 4 und 5 übertragen, so daß der Motor anhält und nur
nach erneutem Durchdrücken des Startknopfes K wieder anläuft. Diese Vorrichtung
schafft den oben beschriebenen Vorteil des Spannungsausfallschutzes, da der Motor
bei seinem Lauf nach Start durch den Startknopf K und Auftreten eines Versorgungsfehlers
auf eine Art anhalten wird, die einer Betätigung des Stopknopfes J gleich ist, mit
der Ausnahme, daß dabei keine Spannungsübertragung von dem Motor auf die Drosselspulenanordnung
erfolgt, da hierbei keine Spannung vorliegt. Bei Wiederkehr der Versorgungsspannung
wird dieselbe praktisch vollständig an den Klemmen 4 und 5 der Drosselspulenanordnung
liegen. Dies ergibt sich aus deren hoher Impedanz. Der Motor M läuft nur nach erneutem
Durchdrücken des Startknopfes K wieder an, so daß dadurch eine wirkungsvolle Art
einer Druckknopfsteuerung mit Spannungsausfallschutz geschaffen wurde. Die veränderlichen
Widerstände R 1, Rd in den Erregerkreisen dienen zur Veränderung der Erregerspannung
auf der Eingangs- bzw. Ausgangsseite, wobei der erstere die Beschleunigung beim
Anlaufvorgang des Motors regelt und daher eine Verkleinerung oder Verzögerung des
Anlaufstromes auf den gewünschten Wert ermöglicht, während der andere Widerstand
die Impedanz der Drosselspulenanordnung bei laufendem Motor steuert. Gleichzeitig
wird dadurch auch die Spannung zwischen den Motorklemmen bei Lauf des Motors unter
Belastung bestimmt.
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Die sogenannte »Tipp«-Schaltersteuerung ist ein übliches Erfordernis
bei Fernsteuersystemen, bei denen nur geringe Bewegungsgrößen vom Motor für die
Einstellung und Befehlsvorgabe für die vom Motor anzutreibende Vorrichtung erforderlich
sind, so daß der Motor auf das Durchdrücken eines Knopfes für Anlauf und Halt anspricht.
Diese Steuerart unterscheidet sich von der normalen Art der Startknopfsteuerung,
welche den Motor zwar starten, aber nicht anhalten kann.
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Gewöhnlich wird dies durch ein Relaissystem und einen mittels eines
>>Tipp«-Schalters betätigten Kontaktschalter erreicht, wobei jedoch im Belastungsfall
die Gefahr des Zusammenschweißens der Kontakte des Einschalters besteht, falls der
Motor nicht durch die bekannten Einrichtungen angehalten werden kann.
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Erfindungsgemäß wird bei Bedarf einer Tippschaltung der Umschalter
Y in die gestrichelte Stellung der Fig. 1 umgeschaltet, so daß der Startknopf K
als Tippschalter verwendet werden kann, derart, daß, wenn derselbe kurzzeitig geschlossen
und geöffnet wird, der Motor bei Kontaktgabe läuft und bei Kontaktunterbrechung
wieder anhalten wird. Die erforderlichen Bewegungsgrößen werden durch die Länge
der Kontaktgabe des Druckknopfes K bestimmt. Die Anordnung wird von der auf der
Erzeugerseite angeordneten Erregerquelle versorgt. Die Erregung von der Verbraucherseite
ist dabei durch den Umschalter Y abgeschaltet, so daß der Vorteil der gegenseitigen
Verbindung oder der Nachfolgeerregung durch die Erregerquelle auf der Verbraucherseite,
der normalerweise gegeben ist, in diesem Falle wegfällt. Die Erregung wird von der
positiven Klemme 35 des Gleichrichters F über die Leitung 40, den Hilfsschalterkontakt
V4, die Leitung 42, die Klemmen 6 und 8 an der Drosselspulenvorrichtung, das System
der Erregerwicklungen, die Klemmen 7 und 9, die Drosselspule D, die Kontakte 43
und 44 des überlastrelais Z, weiter durch die Leitung 41, den regelbaren Widerstand
Ep, welcher eine unabhängige Veränderung des durch den Tippvorgang ausgelösten Drehmoments
einzustellen gestattet, durch den Umschalter Y in der gestrichelten Stellung, den
Stopknopf J, Startknopf K, der in diesem Falle als Tippschalter dient, und weiter
durch den veränderlichen Widerstand R 1 zu der negativen Klemme 36 des Gleichrichters
F geleitet. Dabei wird eine sichere Tippsteuerung erreicht, da hierbei keine Unterbrechung
des Hauptkreises erforderlich ist, welche häufig unzuverlässig ist.
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Nach Rückschaltung des Umschalters in seine ursprüngliche Lage, welche
in Fig. 1 ausgezogen gezeichnet ist, kehrt der Druckknopf K wieder zu seiner ursprünglichen
Funktion als Startknopf zurück, und die Erregerquellen auf der Erzeuger- und Verbraucherseite
sind wieder untereinander verbunden und arbeiten in der bereits beschriebenen Weise.
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In Fig. 2 ist eine Abwandlung des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels
gezeigt. Der Hauptunterschied besteht darin, daß die gleichgerichteten Erregerquellen
der Eingangs- und Ausgangsseite gegenseitig während des Anlaufvorganges parallel
anstatt in Serie verbunden sind. Diese Vorrichtung unterscheidet sich von der ersten
lediglich dadurch, daß infolge der Parallelschaltung der beiden Erregerquellen der
in Fig. 1 gezeigte Einweggleichrichter U nicht mehr benötigt wird und daß der Umschalter
Y 1 zum Wechsel zwischen Start- und Tippschaltung in diesem Fall ein doppelpoliger
Ein-Aus-Schalter ist. Die Schaltfolge dieser Anordnung wird folgendermaßen erläutert:
Bei stillstehendem Motor und unerregter Drosselspulenanordnung C ist die Impedanz
der letzteren
hoch. Der größte Teil der Versorgungsspannung liegt
zwischen den Klemmen 4 und 5 der Drosselspulenanordnung. Zwischen den Motorklemmen
10 und 11 liegt praktisch keine Spannung. Beim Durchdrücken des Startknopfes K fließt
ein Erregerstrom von der positiven Klemme 35 des Gleichrichters F, der von der Sekundärwicklung
Es vom Transformator E auf der Eingangsseite kommt, durch den regelbaren Widerstand
R 1, den Startknopf K, den geschlossenen unteren Pol des Doppelpolsahalters Y1,
den Stopknopf J, die Leitung 40, den Hilfsschalterkontakt V4, des in diesem Fall
geschlossenen Trennschalters V, weiter durch die Leitung 42 zu den Erregerklemmen
6 und 8 an der Drosselspulenanordnung C, durch das System der Erregerwicklungen
der letzteren zu den Klemmen 7 und 9, von da aus durch die Drossel D, den Kontakt
43, 44 des überlastrelais Z und die Leitung 41 zur negativen Klemme 36 des Gleichrichters
F, wobei das Drosselspulensystem erregt wird und der Motor in der bereits beschriebenen
Weise dadurch anläuft, daß die Versorgungsspannung von der Drosselspulenanordnung
auf den Motor übertragen wird.
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Der Transformator G auf der Ausgangsseite erhält hierbei die gleiche
Spannung an seiner Primärwicklung Gp wie der Motor, mit welchem die Primärwicklung
parallel geschaltet ist. Die Sekundärwicklung Gs erzeugt eine normale Erregerspannung
über den Doppelweggleichrichter H, mit welchem dieselbe über die Leitungen 14 und
15 verbunden ist. Die Erregung fließt in diesem Fall von der positiven Klemme 37
des Gleichrichters H auf der Ausgangsseite durch den regelbaren Widerstand Rd, den
geschlossenen oberen Kontakt des Schalters Y1, den Stopknopf J, die Leitung 40,
weiter durch den Kontakt des Hilfsschalters V 4, die Leitung 42 zu den Klemmen 6
und 8 an der Drosselspulenanordnung C, durch das Erregerwicklungssystem zu den Klemmen
7 und 9, weiter durch die Drossel D, das Kontaktpaar 43, 44 des überlastrelais Z
und durch die Leitung 41 zurück zur negativen Klemme 38 des Gleichrichters H auf
der Ausgangsseite. Auf diese Weise wird eine parallel zu der Drosselspulenanordnung
geschaltete Erregerquelle geschaffen. Beim Löschen des Startknopfes übernimmt die
Quelle auf der Ausgangsseite die Erregung und hält die Drosselspulenanordnung während
der Laufzeit des Motors erregt. Falls der Stopknopf J durchgedrückt wird oder ein
Versorgungsfehler auftritt, hält der Motor an und läuft nur durch Betätigung des
Startknopfes wieder an, wie dies bereits in Verbindung mit der in Fig. 1 gezeigten
Anordnung erläutert wurde. Da die zwei gleichgerichteten Erregerquellen während
des Anlaufvorganges parallel verbunden sind, verhalten sich ihre Spannungen nicht
additiv wie im Fall der Serienschaltung von Fig.1. Demzufolge wird auch keine stärkere
Beschleunigung beim Anlaufvorgang beobachtet. Die in Fig. 2 gezeigte Tippvorrichtung
ist im wesentlichen der in Fig. 1 gezeigten gleich. Das bedeutet, daß beim Öffnen
des Schalters Y1 der obere Pol desselben die Erregerquelle auf der Ausgangsseite
abtrennt. Gleichzeitig wird ein Haltestromkreis geschaffen und der regelbare Widerstand
Rp in den Steuerkreis eingeschaltet.
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Der Startknopf dient in diesem Fall als Tippschalter, wobei das durch
den Tippvorgang ausgelöste Drehmoment am Motor durch den regelbaren Widerstand Rp
genau einstellbar ist, wie dies auch bei der in Fig. 1 gezeigten Zeichnung der Fall
war.
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Fig. 3 zeigt eine weitere der Fig. 1 ähnliche Schaltanordnung. Bei
dieser Schaltung werden zwei Drosselspulenanordnungen C und Ca verwendet. Die erste
ist an die Versorgungsleitung L 1 und die zweite an die Versorgungsleitung L 2 angeschlossen.
Der Motor M liegt in Serie mit den beiden Drosselspulenanordnungen auf der Ausgangsseite.
Auf diese Weise wird eine Zweipolanordnung geschaffen, welche sich zur Zwischenschaltung
in eine Phase eines Dreiphasenversorgungssystems, gegebenenfalls mit geerdetem Nulleiter,
oder zur Anschaltung an eine Einphasenversorgungsleitung eignet.
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Im Fall der Fig. 3 sind zwei Quellen für die gleichgerichtete Erregung
vorgesehen, welche von der Eingangs- bzw. der Ausgangsseite der beiden Drosselspulenanordnungen
her arbeiten und welche miteinander während des Anlaufvorganges in Reihe geschaltet
sind, wodurch eine stärkere Beschleunigung des Motors in der beschriebenen und gezeigten
Weise erfolgt. Im vorliegenden Fall liegen zwei Drosselspulenanordnungen C und
Ca vor, deren Erregerwicklungssysteme zwischen den Klemmen 7 und 9 der ersten
und 6 a und 8 a der zweiten in Serie verbunden sind, wobei die Leitung 46 die gegenseitige
Verbindung herstellt. Die beiden Drosselspulenanordnungen können jedoch auch untereinander
parallel verbunden sein. Die Arbeitsweise der Schaltung entspricht genau der in
Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Arbeitsweise.
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Wie aus Fig. 3 hervorgeht, ist in diesem Falle ein Überlastrelais
Z vorgesehen.
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Die gleichgerichteten Erregerquellen auf der Eingangs- und Ausgangsseite
sind gemäß Fig. 3 beim Anlaufvorgang in Reihe geschaltet. Sie können jedoch auch,
wie in Fig. 2, untereinander parallel geschaltet werden. Im letzteren Fall verhalten
sich jedoch ihre Spannungen nicht mehr additiv, so daß bei dieser Schaltweise sich
nicht der Vorteil der gegenseitigen Verstärkung der beiden Erregerquellen ergibt.
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Die Steuerung mittels Tippvorrichtung wird dabei genau in der unter
Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschriebenen Weise betätigt.
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Bisher wurde die Erfindung in ihrer Anwendung bei Einphasenversorgungssystemen
beschrieben.
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Fig. 4 zeigt die entsprechende Anwendung der Erfindung auf Dreiphasenversorgungssysteme
und entspricht im Aufbau der in Fig. 1 gezeigten Schaltung. In diesem Fall sind
drei Drosselspulensysteme C, Ca und Cb der beschriebenen Art verwendet, von
denen jede an jeder der drei Leitungen L 1, L 2 und L 3
eines Dreiphasenversorgungssystems
angeschlossen ist und welche mit einem Käfigankermotor M in Sternschaltung verbunden
sind. Außerdem ist ein Trennschalter V vorgesehen, dessen Hauptkontakte V 1, V 2
und V 3 in den Hauptversorgungsleitungen L 1, L 2 und L 3 liegen und welcher einen
Hilfskontakt V 4 zur Unterbrechung der Steuerkreise der Drosselspulen vor Betätigung
der Hauptkontakte aufweist.
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Weiterhin ist ein überlastrelais Z bekannter Bauart vorgesehen, mit
je einer Ankerspule in jeder der drei Leitungen zwischen den Drosselspulen und dem
Motor. Zwei Dreiphasenspannungstransformatoren sind mit E und G bezeichnet.
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Die Primärwicklung Ep liegt an den Klemmen 29, 30 und 31, welche mit
den Versorgungsklemmen 4, 4 a und 4 b auf der Eingangsseite der Drosselspulen
C,
Ca bzw. Cb verbunden sind, während die Primärwicklungen
Gp des anderen Transformators G an den Klemmen 25, 24 und 23 hängen, die
ihrerseits mit den Klemmen 5, 5 a und 5 b auf der Ausgangsseite der
Drosselspulen verbunden sind. Die Sekundärwicklungen Es des Transformators E sind
mit dem Dreiphasengleichrichter Fa auf der Eingangsseite über die Klemmen 32, 33
und 34 verbunden, wodurch an der positiven und negativen Klemme 35 bzw. 36 eine
gleichgerichtete Erregerquelle für die Eingangsseite geschaffen wird. Die Sekundärwicklungen
Gs des Transformators G sind in ähnlicher Weise mit dem Dreiphasengleichrichter
Ha über die Klemmen 26, 27 und 28 verbunden, wodurch eine gleichgerichtete
Erregerquelle an der positiven und negativen Klemme 37 und 38 erzeugt wird. Der
normalerweise offene Startdruckknopf K und der normalerweise geschlossene Stopdruckknopf
J sowie die regelbaren Widerstände R 1, Rd und Rp, der Umschalter Y und der in der
Nebenleitung angeordnete Einweggleichrichter U sind in genau der gleichen Art der
in Fig. 1 gezeigten Zeichnung, auch mit den gleichen Bezugszeichen, angeordnet.
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Die Erregerwicklungssysteme der drei Drosselspulenanordnungen
C, Ca und Cb weisen eine offene Dreieckschaltung auf, wobei das Gesamterregerwicklungssystem
zwischen den Klemmen 6 und 9 b liegt, durch welche die drei Drosselspulenvorrichtungen
gemeinsam von den gleichgerichteten Dreiphasenquellen erregt werden. Die Arbeitsweise
dieser Anordnung ist die folgende: Beim Schließen des Trennschalters V liegt die
Dreiphasenversorgungsspannung an den Klemmen 4, 4a und 4b der Drosselspulenanordnungen.
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Im unerregten Zustand wird in den Drosselspulenanordnungen eine höhere
Impedanz und eine Spannung von etwa der Größe des Potentialunterschiedes zwischen
Phase und Nulleiter zwischen jeder der Klemmen erzeugt. Dabei herrscht praktisch
keine Spannung zwischen den Motorklemmen 20, 21 und 22, die gegenüber den Drosselspulen
einen Sternpunkt bilden, da die Impedanz der Motorwicklungen im Ruhezustand des
Motors im Verhältnis zu der der unerregten Drosselspulenanordnungen vernachlässigbar
ist.
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Beim Drücken des StartknopfesK fließt der gleichgerichtete Strom von
der Erregerquelle von der positiven Klemme 35 des Gleichrichters Fa auf der Eingangsseite
durch die Leitung 40, den Hilfskontakt Y4 des Schalters, die Leitung 42 an die Klemmen
6 und 8 des Erregerwicklungssystems auf der Drosselspulenanordnung C und von den
Klemmen 7 und 9 an der letzteren über die Leitungen 47 und 48 zu den Klemmen 6 a
bzw. 8 a der Erregerwicklung der Drosselspulenanordnung Ca und von dort über
die Klemmen 7 a und 9 a, über die Leitungen 49 bzw. 50 zu den Klemmen 6 b und 8
b der Erregerwicklung in der Drosselspulenanordnung Cb. Von hier erfolgt die übertragung
über die Klemmen 7 b und 9b, den Kontakt 34, 44 des überlastrelais
Z, die Leitung 41,
weiter über den Umschalter Y in der gezeichneten Schaltlage
durch den regelbaren Widerstand Rd zu den negativen Klemmen 38 des Dreiphasengleichrichters
Ha auf der Ausgangsseite, durch dessen Gleichrichterelemente, wobei noch
keine Ausgangsspannung erzeugt wird, zur positiven Klemme 37, anschließend über
den Startknopf K, der sich in seiner niedergedrückten Stellung befindet, und den
regelbaren Widerstand R 1 zurück an die negative Klemme 36 des Gleichrichters Fa
auf der Eingangsseite.
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Auf diese Weise werden alle drei Drosselspulenanordnungen zusammen
und gleichzeitig erregt, wobei deren Impedanz erniedrigt wird.
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Die an diesen Anordnungen liegende Speisespannung wird an den Motor
M gelegt, der anläuft. Beim Beschleunigen des Motors wird in der Sekundärwicklung
des Transformators G auf der Ausgangsseite eine Ausgangsspannung erzeugt, während
die Primärwicklungen dieses Transformators mit dem Motor parallel verbunden sind.
Das gleichgerichtete Äquivalent der Ausgangsspannung an der Sekundärwicklung erscheint
zwischen den Klemmen 37 und 38 des Dreiphasengleichrichters Ha auf der Ausgangsseite,
und diese Spannung wirkt additiv zur gleichgerichteten Spannung, die zwischen den
Klemmen 35 und 36 des Dreiphasengleichrichters Fa auf der Eingangsseite liegt, wobei
die letztere verstärkt und die Motorbeschleunigung bei weiterhin betätigtem Startknopf
K verstärkt wird. Nach Beschleunigung des Motors auf volle Geschwindigkeit übernimmt
das Gleichrichtersystem auf der Ausgangsseite bei gelöstem Startknopf K, welches
nunmehr unter Spannung ist, die völlige Erregung von den Klemmen 37 und 38, wobei
der Strom von der positiven Klemme 37 über folgende Schaltelemente fließt: Stopknopf
J, Leitung 45, Gleichrichter U in der Nebenleitung, Klemme 35, Leitung 40, Hilfskontakt
V4 im Trennschalter V, Leitung 42, Klemmen 6 und 8 auf dem Erregerwicklungssystem
der Drosselspulenanordnung C, Verbindungsleitungen zwischen den Drosselspulenanordnungen
Ca und Cb, Ausgangsklemmen 7 b und 9 b der letzten Drosselspulenanordnung,
Kontaktpaare 43, 44 des überlastrelais Z, Leitung 41, Umschalter Y, regelbarer Widerstand
Rd und zurück zur negativen Klemme 38 des Gleichrichters Ha. Auf diese Weise
wird die gemeinsame Erregung der Drosselspulenanordnungen sowie der Lauf des Motors
aufrechterhalten.
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Beim Drücken des Stopknopfes J wird die Erregung vom Gleichrichter
Ha auf der Ausgangsseite unterbrochen, und die Impedanz der Drosselspulenanordnungen
wächst wieder auf ihren vorigen hohen Wert an. Ebenso erhöht sich die Versorgungsspannung,
welche sich wieder vom Motor an die Drosselspulenanordnungen verlagert, wobei der
Lauf des Motors angehalten wird. Der Motor kann anschließend lediglich durch Drücken
des Startknopfes K wieder gestartet werden.
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Falls die Versorgungsspannung während des Motorlaufes ausfällt und
später wiederkehrt, kann der Motor in ähnlicher Weise nur durch Drücken des Startknopfes
K wieder angelassen werden, da die Drosselspulenanordnungen einen hohen Impedanzwert
haben und praktisch die gesamte Versorgungsspannung bis zur neuen Erregung an den
Drosselspulen liegt.
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Auf diese Weise wird ein Spannungsausfallschutz geschaffen, welcher
im wesentlichen der in Verbindung mit der entsprechenden Einphasenschaltung der
Fig. 1 beschriebenen Wirkungsweise entspricht.
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Die Tippsteuervorrichtung entspricht genau der in Verbindung mit Fig.
1 gezeigten und beschriebenen Vorrichtung, wobei gleiche Teile verwendet werden,
die ebenfalls mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
Fig. 5 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel der letztbeschriebenen Schaltung, welche sich nur
dadurch unterscheidet, daß die gleichgerichteten Erregerquellen auf der Eingangs-
und Ausgangsseite während des Anlaufens parallel anstatt in Reihe geschaltet sind.
Die Schaltung entspricht etwa der in Fig.2 gezeigten Anordnung. Die Arbeitsweise
der Schaltung ist genau die gleiche wie die in Verbindung mit der in Fig. 2 beschriebenen
Anordnung, wobei wiederum die gleiche Bezeichnung der Schaltelemente verwendet wurde.
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Die Gesamtarbeitsweise entspricht der in Fig.4 gezeigten Schaltung,
lediglich mit der Ausnahme, daß die Erregungen auf der Eingangs- und Ausgangsseite
sich nicht additiv verhalten und dementsprechend der Vorteil der obererwähnten gegenseitigen
Verstärkung nicht auftritt.
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Abgesehen von dem Fall, in dem besonders starke Anlaufdrehmomente
für den Motor benötigt werden, ist es jedoch nicht erforderlich, eine verstärkte
Erregung vorzusehen, welche den Anlaufstrom nur nutzlos erhöhen würde.
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Die Steuerung mittels Tippvorrichtung wird in der in Verbindung mit
Fig. 2 gezeichneten und beschriebenen Weise unter Verwendung gleicher Teile mit
gleichen Bezugszeichen durchgeführt.
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Zum Schutz des Motors bzw. Arbeitskreises gegen Überlastung sind bekannte
Überlastrelais verwendet worden, welche entweder elektromagnetisch oder thermisch
arbeiten. Diese überlastrelais dienen zur Unterbrechung des Erregerkreises beim
Auftreten von Überlastungswerten an den Kontakten 43, 44 und haben in einem derartigen
Fall die gleiche Funktion wie das Drücken des Stopknopfes J, worauf der Motor angehalten
wird und lediglich durch Drücken des Startknopfes K wieder zum Anlaufen gebracht
werden kann.
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Was die Anwendung von Sicherheitsvorrichtungen für die Abtrennung
betrifft, so ist in den Fig. 1, 2 und 3 ein zweipoliger Trennschalter zum Abtrennen
des Drosselspulensystems von der Einphasenversorgungsleitung gezeigt worden, welcher
die Kontakte V 1 und V 2 in den Versorgungsleitungen L 1-L 2
_oder L 1-N (Nulleiter)
zusammen mit einem Hilfskontakt V 4 enthält, wobei der letztere zur Abtrennung der
Erregerquelle vor dem Öffnen der Hauptkontakte vorgesehen ist. Dadurch wird sichergestellt,
daß die Impedanz der Drosselspulenanordnungen auf ein Maximum ansteigt, bevor die
Hauptkontakte den Kreis unterbrechen; weiterhin, daß der Strom auf eine dem Magnetisierungsstrom
entsprechende Größe bereits vor der Unterbrechung des Kreises abgeschwächt ist.
Diese Anordnung macht in einfacher Weise jeden Versuch unmöglich, den Belastungsstrom
durch den Trennschalter zu unterbrechen, selbst wenn letzterer bei laufendem Motor
vor Niederdrücken des Stopknopfes geöffnet wird. Dadurch erreicht man, daß der Hauptkreis
nur bei einem maximalen Wert der Impedanz des Drosselspulensystems geschlossen oder
unterbrochen werden kann.
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Ein ähnlicher Vorschlag wurde für die Dreiphasenanordnung der in den
Fig. 4 und 5 gezeigten Schaltung gemacht, wobei ein dreipoliger Trennschalter V
mit Kontakten V l, V 2 und V 3 in den Versorgungsleitungen L 1, L 2 und L 3 vorgesehen
wurde, welcher ebenfalls einen Hilfskontakt V 4 zum Abtrennen der Erregerquelle
vor der Betätigung der Hauptkontakte beim öffnen enthält. Dadurch erzielt man den
gleichen bei Behandlung der Einphasenanordnung beschriebenen Vorteil.
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in Abänderung der Erfindung können auch die Klemmen 4 und 5 an den
Hauptwicklungen liegen, während die Klemmen 6 und 8 bzw. 7 und 9 an den Erregerwicklungen
liegen.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Primärwicklungssystem
des Transformators E auf der Eingangsseite mit dem Versorgungssystem am Eingang
verbunden, und der sekundäre Ausgang wird von dem Gleichrichter F oder Fa auf der
Eingangsseite gleichgerichtet, soweit die Erregung für die Eingangsseite von dem
auf dieser Seite angeordneten Transformator E abgeleitet wird.
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Andere Ausführungsbeispiele für die Anordnung der Erregungsleitung
auf der Eingangsseite sind in den Fig. 6, 7, 8 und 9 dargestellt.
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Die in Fig. 6 gezeigte Schaltung unterscheidet sich von den in den
Fig. 1, 2 und 3 gezeigten insofern, als die Primärwicklung Ep des Transformators
E auf der Eingangsseite von den Klemmen 4 und 5 erregt wird, welche parallel zu
den Hauptwicklungen der Drosselspulenanordnung liegen. Im urerregten Zustand der
DrosselspulenhauptanordnungC liegt praktisch diegesamte Versorgungsspannung an diesen
zwei Punkten.
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Wenn die Drosselspulen jedoch erregt werden, wird die bisher an denselben
gelegene Spannung auf den Verbraucherkreis verlagert, an welchem parallel der (im
vorliegenden Fall nicht gezeigte) Transformator der Ausgangsseite liegt. Demzufolge
liegt auf der Eingangsseite des Transformators keinerlei Spannung an dessen Primärwicklung,
was auch nicht nötig ist, da in diesem Stadium der Drosselspulenerregung dieselbe
bereits von der Erregung auf der Ausgangsseite übernommen wurde, bis die Drosselspulenerregung
entweder absichtlich oder infolge eines Fehlers abgebaut wird, so daß die Erregung
von der Eingangsseite wieder verfügbar ist.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 ist zwischen den
Klemmen 10 und 11 eine Sekundärwicklung auf der DrosselspulenanordnungC vorgesehen,
die direkt mit dem Gleichrichter F auf der Eingangsseite verbunden ist und die gleichen
Ergebnisse wie die in Fig. 6 gezeichnete Schaltung erbringt. Auf diese Weise kann
der Transformator E von Fig. 6 weggelassen werden. Sekundärwicklungen der beschriebenen
Art sind bei den Spulenanordnungen der Fig. 1 bei den Klemmen 10, 11 und 10 a und
11a gestrichelt gezeichnet.
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Fig. 8 zeigt die der Einphasenanordnung gemäß Fig.6 entsprechende
Mehrphasenanordnung. Dabei sind die Primärwicklungen Ep des Mehrphasentransformators
E alle mit einer eigenen getrennten Drosselspulenvorrichtung anstatt mit den Versorgungsleitungen
verbunden.
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Eine Wicklung liegt an den Klemmen 4, 5 der Drosselspulenanordnung
C, eine andere an den Klemmen 4a und 5a der DrosselspulenanordnungCa und die dritte
Wicklung an den Klemmen 4 b und 5 b
der Drosselspulenanordnung Cb. Die Sekundärwicklungen
Es sind an den Gleichrichter F anders als in Fig. 4 angeschlossen.
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Fig. 9 zeigt die der Einphasenanordnung gemäß Fig.7 entsprechende
Mehrphasenschaltung. Dabei erfolgt die Versorgung des Gleichrichters F auf der Eingangsseite
von den auf der Drosselspulenanordnung C befindlichen Sekundärwicklungen 10, 11,
den Wicklungen 10a, 11a auf der Drosselspulenanordnung
Ca
und den Wicklungen 10 b, 11 b auf der Drosselspulenanordnung Cb. Bei
dieser Schaltung kann der Transformator E auf der Eingangsseite weggelassen werden.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt in der Verhütung
starker Kurzschlußströme. Die von der Vorrichtung ausgeübte Schutzwirkung beim Auftreten
von Störungen wird ohne zusätzliche Schaltelemente erreicht, wenn die Erregungen
von der Eingangs- bzw. Ausgangsseite, wie beschrieben, erfolgen. Dabei spielt sich
folgender Vorgang ab: Es sei unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 angenommen, daß
der Motor durch Drücken des Knopfes K in der beschriebenen Weise zum Anlaufen gebracht
worden ist und sich ein Kurzschluß zwischen dem Punkt 5 und dem Nulleiter N auf
der Ausgangsseite der Drosselspulenanordnung C eingestellt habe. Dadurch wird der
Spannungswandler E auf der Ausgangsseite kurzgeschlossen, da die Primärwicklung
desselben an den gleichen Punkten liegt. Außerdem bricht die gleichgerichtete Spannung
der Erregerquelle augenblicklich zusammen, ebenso die zusätzliche Erregung der Wicklungen
der Drosselspulenanordnung C, welche an den Klemmen 6, 8 und 7, 9 liegen. Diese
Hilfserregung ist während des Motorlaufs die einzige Erregung der Drosselspulenanordnung.
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Die Impedanz der Drosselspulenanordnung steigt sofort, und der Strom
verringert sich auf einen angenähert der Größe des Magnetisierungsstromes entsprechenden
Wert. Dabei erfolgt eine Verlagerung der Versorgungsspannung vom Motor M auf die
Drosselspulenanordnung C, so daß der Motor anhält. Beim Auftreten eines Kurzschlusses
wird jeder zwischenzeitliche Stromanstieg sofort gehemmt und der Strom auf den Wert
des Magnetisierungsstromes erniedrigt, da die Impedanz der Drosselspulenanordnung
erhöht wird. Die minimale Impedanz der Drosselspulenanordnung bewirkt dagegen im
Normalbetrieb eine natürliche Begrenzung für den Strom. Es hat sich gezeigt, daß
wegen der Anstiegsgeschwindigkeit der Impedanz der Drosselspulenanordnung im Kurzschlußfall
kein kurzzeitiger Stromanstieg im Vollastfall vor dem Zusammenbruch auf die Größe
des Magnetisierungsstromes möglich ist. Falls nach Anhalten des Motors der Startknopf
K gedrückt wird, um den Motor unbeachtet der Tatsache, daß ein Kurzschluß den Grund
für das Anhalten gebildet hat, welcher noch in der Schaltung vorliegt, wieder anlaufen
zu lassen, wird die Drosselspulenanordnung voll von dem Gleichrichter F auf der
Eingangsseite erregt, wobei ihre Impedanz verringert wird. Diese Verringerung erfolgt
jedoch nicht bis zu einer Größe, die den Durchgang anormaler Kurzschlußströme erlaubt.
Derartige Ströme würden auf etwa die Größe des normalen Anlaufstromes des Motors
begrenzt, welcher durch die Stärke der angewendeten Erregung bestimmt ist. Dieser
Vorteil der Strombegrenzung ergibt sich aus der Impedanz für die Oberwellen des
Drosselspulensystems und dem Sättigungseinfluß der Rückkopplungserregung sowie daraus,
daß die harmonischen Frequenzen in einer Wellenform gebildet werden, welche derjenigen
des im Belastungskreis infolge der Kurzschlußbedingung fließenden Stromes entspricht.
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Unter der Annahme, daß der Kreis nicht mehr weiter durch einen Kurzschluß
gestört ist, kann der Motor durch Drücken des Startknopfes K auf normale Weise,
wie bereits erläutert, wieder angelassen werden.
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Das Verhalten der in Fig. 3 gezeigten Schaltung im Kurzschlußfall
ist dem oben beschriebenen ähnlich. Die Funktion der Vorrichtung gemäß den Fig.4
und 5, welche schematisch die Mehrphasenäquivalente der in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten
Schaltungen zeigen, ist gleich der im Zusammenhang mit den Fig. 1, 2 und 3 b; schriebenen.
Angenommen, daß der Motor M durch Drücken des Startknopfes K in Betrieb genommen
wurde und daß sich ein dreiphasiger Kurzschluß zwischen den Leitungen 5,
5a und 5b ausbilden würde, so würde der Dreiphasentransformator G
auf der Ausgangsseite ebenfalls kurzgeschlossen werden und die gleichgerichtete
Spannung auf der Ausgangsseite für die Drosselspulenanordnungen folglich zusammenbrechen,
wobei die Impedanz der Drosselspulen anwachsen würde, und umgekehrt der durch dieselbe
fließende Strom auf die Größe des Magnetisierungsstromes vermindert würde. Dabei
wird wiederum die Versorgungsspannung von dem Motor auf die Drosselspulenvorrichtungen
übertragen, so daß der Motor anhält.
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Wie bei der Einphasenanordnung beschrieben, tritt nur ein geringer
oder kein Momentanstieg des Stromes im Kurzschlußfall auf, da dieser sofort von
der wachsenden Impedanz der Drosselspulenanordnungen gehemmt und auf die Größe des
Magnetisierungsstromes in der bereits beschriebenen Weise verringert wird.
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Falls nach Anhalten des Motors der Startknopf K gedrückt wird, während
die Störung im Kreis noch vorliegt, werden die Drosselspulenanordnungen von dem
Gleichrichter Fa auf der Eingangsseite voll erregt.
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Dabei wird die Impedanz erniedrigt, wobei entsprechend der Impedanz
für die Oberwellen des Drosselspulensystems, welches durch die Kurzschlußbedingungen,
wie oben erläutert, herbeigeführt wurde, der erlaubte Stromfluß etwa auf die Größe
des Anlaufstromes für den Motor begrenzt wird. Dieser Strom ist durch die Stärke
der angewendeten Erregung bestimmt.
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Unter der obigen Annahme, daß der Motor M nach seinem Start auf normale
Weise, d. h. durch Drücken des Startknopfes K läuft und daß ein zweiphasiger Kurzschluß
zwischen einem beliebigen Phasenpaar zwischen den Drosselspulenanordnungen und dem
Motor auftritt, beispielsweise zwischen den Klemmen 5 und 5a oder an beliebiger
anderer Stelle zwischen diesen Klemmen und den Klemmen 20 und 21 am Motor M, wird
die Dreiphasenversorgung bei Kurzschluß in eine Einphasenversorgung umgewandelt.
Dabei wird die Erregerquelle durch den TransformatorG ebenfalls in eine einphasige
umgewandelt, wobei sich eine beträchtliche Verringerung der mittleren gleichgerichteten
Ausgangsspannung im Falle der Einphasengleichrichtung im Vergleich mit der Dreiphasengleichrichtung
in bekannter Weise ergibt. Dies bedingt einen teilweisen Zusammenbruch der zusätzlichen
und der Rückkopplungserregung für die Drosselspulenanordnungen, woraus sich ein
plötzlicher Impedanzanstieg der letzteren und die dadurch bedingte Spannungsverlagerung
vom Motor zurück zu den Drosselspulenanordnungen ergibt, so daß der Motor schnell
anhält. Während des Anhaltens des Motors infolge der Spannungsübertragung von demselben
sinkt die Impedanz des Motors plötzlich auf
einen sehr niedrigen
Wert ab, wodurch der zweiphasige Kurzschluß praktisch in einen dreiphasigen verwandelt
wird, da die niedrige Impedanz jeder Phase der Motorwicklungen nur wenig größer
als der Ohmsche Widerstand ihrer Wicklungen ist. Daraus folgt, daß die Erregerquelle
auf der Ausgangsseite schließlich genauso kurzgeschlossen wird wie im Fall eines
dreiphasigen Kurzschlusses.
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Falls der Knopf K gedrückt wird, während der Zustand eines zweiphasigen
Kurzschlusses anhält, werden die Drosselspulenanordnungen von dem Gleichrichter
Fa auf der Eingangsseite voll erregt, wobei die Impedanzen der Drosselspulenanordnung
in den gestörten Phasen verkleinert werden. Der sonstige Zustand entspricht dem
für den Fall eines dreiphasigen Kurzschlusses beschriebenen Fall.
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Der Schutz gegen Phasenfehler bzw. Einphasenlauf besteht bei der Dreiphasenanordnung
in der Anordnung von Erregungseinrichtungen gemäß den Fig. 4 und 5. Es können Sicherungen
zum Schutz gegen Überlast aus Gründen der Billigkeit Verwendung finden. Diese sind
in den verschiedenen Darstellungen jeweils mit X bezeichnet.
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Wird beispielsweise der Motor M auf normale Weise durch Drücken des
Startknopfes K zum Laufen gebracht und tritt eine Unterbrechung in einem der Phasenleiter
an beliebiger Stelle auf der Eingangsseite der Drosselspulenanordnungen auf, beispielsweise
in der Leitung L 1 durch Schmelzen der Sicherung, so läuft der Motor nur mit einer
Phase, und der Dreiphasentransformator G auf der Ausgangsseite wird zum Einphasentransformator.
Da die mittlere gleichgerichtete Spannung einer Einphasenquelle niedriger als die
einer Dreiphasenquelle ist, werden die zusätzliche Erregung und die Rückkopplungserregung
für die Drosselspulenanordnung teilweise abgeschwächt, so daß die Impedanz derselben
plötzlich anwächst und ihre Spannung auf den Motor verlagert wird. Bei völliger
oder teilweiser Belastung des Motors wird dieser im Falle eines Phasenfehlers angehalten,
wobei die abnehmende Impedanz des Motors bei der Spannungsverlagerung den unausgeglichenen
Zustand des Kreises etwas ausgleicht. Die Beseitigung dieser Störung geschieht auf
ähnliche Weise wie bei einem zweiphasigen Kurzschluß, auf den weiter oben bereits
eingegangen wurde. Falls andererseits der Motor M im Leerlauf oder unter leichter
Belastung beim Auftreten eines Phasenfehlers läuft, so läuft er einphasig, jedoch
mit verminderter Spannung weiter. Die Spannungsverminderung ergibt sich aus der
teilweisen Spannungsübertragung vom Motor auf die Drosselspulenanordnung. Diese
erfolgt so lange, bis eine Belastung bis etwa zur Größe der halben Vollast angelegt
wird, bei welcher der Motor außer Tritt fällt. Dabei wird in dem Maße der Belastungszunahme
die Spannungsübertragung infolge der zunehmenden Ausgleichung des Kreises, wie oben
beschrieben, stillgesetzt. Das Endergebnis der Schutzvorrichtung ist somit die Verhinderung
jeglicher thermischer Überlastung der Motorwicklungen.
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Der Schutz gegen Phasenfehler ist im Kreis auf der Eingangsseite der
Vorrichtung bis zu demjenigen Punkt vorgesehen, an welchem die Primärwicklungen
des Dreiphasentransformators G auf der Ausgangsseite mit den Drosselspulenanordnungen
verbunden sind. Falls ein Schutz bis zum Motor selbst erwünscht wird, ist es nur
notwendig, die Primärwicklungen Gp des Transformators G mit den Motorklemmen 20,
21 und 22 zu verbinden, wie dies durch die gestrichelte Linie in Fig. 4 dargestellt
ist.