DE1166903B

DE1166903B - Automatic star-delta switch

Info

Publication number: DE1166903B
Application number: DEM51754A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Alter
Original assignee: Metzenauer and Jung GmbH
Current assignee: Metzenauer and Jung GmbH
Priority date: 1962-02-09
Filing date: 1962-02-09
Publication date: 1964-04-02

Description

Selbsttätiger Sterndreieck-Schalter Es sind selbsttätige Sterndreieckschalter für Drehstrommotoren bekannt, die im wesentlichen aus Schützen bestehen und bei denen ein Zeitelement die Verzögerungszeit bis zum Umschalten der Wicklungen des Motors beeinfiußt. Im allgemeinen sind dazu drei Schütze erforderlich, eines, das die Netzleitungen schaltet, ein zweites, das die Sternverbindung herstellt und ein weiteres Schütz, das die Dreieckschaltung herstellt. Zum Umschalten des Motors von Stern auf Dreieck wird der Sternschütz abgeschaltet und das Dreieckschütz eingeschaltet. Die Umschaltung ist abhängig von den Schaltzeiten der Schütze und daher sehr kurz.Automatic star-delta switches These are automatic star-delta switches known for three-phase motors, which essentially consist of contactors and at which a time element defines the delay time until the windings of the Motors. In general, this requires three contactors, one that switches the power lines, a second one that creates the star connection and switches on Another contactor that creates the delta connection. To switch the motor from Star to delta, the star contactor is switched off and the delta contactor is switched on. The switchover depends on the switching times of the contactors and is therefore very short.

Es sind ferner selbsttätige Sterndreieckschalter bekannt, bei denen das Stern- und Dreieckschütz zu einem Umschaltschütz vereinigt ist. Bei diesen Schaltern ist die Umschaltzeit noch kürzer, da sie lediglich von der Abfallgeschwindigkeit des Umschaltschützes abhängt.There are also automatic star-delta switches are known in which the star and delta contactor is combined into one changeover contactor. At these switches the switchover time is even shorter, as it is only dependent on the rate of fall of the changeover contactor.

Sterndreieckschalter der geschilderten Bauart ergeben Schwierigkeiten, die mit dem Aufbau aus einzelnen Schützen und dem schnellen Schalten dieser Geräte zusammenhängen. So kann es vorkommen, daß bei zu schnellem Umschalten von Stern auf Dreieck, wie es z. B. bei Umschaltschützen der Fall ist, der Lichtbogen an den sich öffnenden Sternpunktkontakten noch nicht gelöscht ist, während bereits die Dreieckkontakte schließen. Es entsteht hierdurch ein Kurzschluß, der den Sterndreieckschalter zerstören kann. Bei Einzelschützen, die elektrisch miteinander verriegelt sind, besteht eine Schwierigkeit darin, daß durch Prellen beim Abfallen die Verriegelungskontakte beeinfiußt werden, so daß der Einschaltvorgang des anderen Schützes unterbrochen wird. Durch diese Unruhe der Schütze kann ebenfalls ein Kurzschluß entstehen.Star-delta switches of the type described result in difficulties those with the structure of individual contactors and the fast switching of these devices related. It can happen that if you switch from star too quickly on triangle, as it is e.g. B. is the case with reversing contactors, the arc to the opening star point contacts has not yet been deleted, while the Close triangle contacts. This creates a short circuit that causes the star-delta switch can destroy. For individual contactors that are electrically interlocked, There is a difficulty in that the locking contacts by bouncing when falling off be influenced, so that the closing process of the other contactor is interrupted will. This restlessness of the contactors can also cause a short circuit.

Die Erfindung betrifft einen selbsttätigen Sterndreieckschalter für Drehstrommotoren und ist dadurch gekennzeichnet, daß er aus der Kombination eines Befehlsgebers, eines Netzschützes und eines motorisch angetriebenen Umschalters für die Motorwicklung besteht.The invention relates to an automatic star-delta switch for Three-phase motors and is characterized in that it consists of the combination of one Command transmitter, a line contactor and a motor-driven changeover switch for the motor winding.

Der Schalter gemäß der Erfindung vermeidet die oben angegebenen Schwierigkeiten grundsätzlich dadurch, daß an Stelle von Stern- und Dreieckschützen ein motorisch angetriebener Umschalter verwendet wird. Dieser, zusammen mit einem Schütz als Netzschalter, gibt einem selbsttätigen Sterndreieckschalter bedeutende technische Vorteile. Das Netzschütz verleiht einem solchen Sterndreieckschalter die Möglichkeit einer Nullspannungsauslösung, während der motorisch betätigte Umschalter sowohl die Sicherheit in dem Umschaltaugenblick gewährt als auch gleichzeitig das sonst noch erforderliche Zeitelement einspart, das die Verzögerung des Umschaltvorganges bewirkt.The switch according to the invention avoids the difficulties indicated above basically by the fact that instead of star and delta contactors there is a motorized powered changeover switch is used. This, together with a contactor as a mains switch, gives an automatic star-delta switch significant technical advantages. That Mains contactor gives such a star-delta switch the possibility of zero voltage tripping, while the motorized changeover switch both security in the changeover instant granted and at the same time saves the otherwise required time element, which causes the delay in the switching process.

Das Netzschütz und der motorisch angetriebene Umschalter sind elektrisch derart verriegelt, daß ein Einschalten des Sterndreieckschalters nur in der Ausgangsstellung des Umschalters möglich ist, während durch Abschalten des Netzschützes das Ausschalten des Motors zu jedem beliebigen Zeitpunkt erfolgen kann. Diese Einschaltsicherheit wird erreicht durch zwei am Umschalter angebrachte Hilfsschalter, die mit anderen Hilfskontakten des Netzschützes zusammenwirken. Der motorisch angetriebene Umschalter besteht aus einem dreipoligen Umschaltkontakt, dessen Schaltstücke von einer Nockenscheibe betätigt werden. Die Nockenscheibe wird durch einen kleinen Stellmotor angetrieben, der die Umschaltkontakte bei ausgeschaltetem Netzschütz langsam zurückführt. Das Umschalten von Stern auf Dreieck erfolgt schnell; es kann durch eine entsprechende Ausbildung der Stufenform des Schaltnockens, z. B. durch Verwendung einer Zwischenstufe oder durch Abschrägung, verzögernd beein-$ußt werden. Durch Hilfsschalter am motorisch angetriebenen Umschalter wird Sorge getragen, daß während des IZückführens der Umschaltkontakt, das Netzschütz, nicht eingeschaltet sein kann.The line contactor and the motor-driven changeover switch are electrical locked in such a way that the star-delta switch is only switched on in the initial position of the changeover switch is possible, while switching off the mains contactor of the engine can take place at any point in time. This switch-on security is achieved by two auxiliary switches attached to the changeover switch, which are connected to others Auxiliary contacts of the line contactor interact. The motor-driven changeover switch consists of a three-pole changeover contact, the contact pieces of which are controlled by a cam disk be operated. The cam disk is driven by a small servomotor, which slowly returns the changeover contacts when the line contactor is switched off. That Switching from star to delta is quick; it can be through an appropriate Formation of the step shape of the switch cam, z. B. by using an intermediate stage or be influenced by bevelling, retarding. By auxiliary switch on the motor driven changeover switch, care is taken that during the return of the changeover contact, the line contactor cannot be switched on.

In der Ausgangsstellung, in der sich die Umschaltkontakte in der Sternstellung befinden, bleibt der Umschalter selbsttätig stehen. Erst dann kann das Netzschütz eingeschaltet werden. Vom Augenblick des Einschaltens des Netzschützes an läuft der Stellmotor und bewirkt durch Drehen der Nockenscheibe nach einer gewissen Zeit das Umschalten von Stern auf Dreieck. Nach erfolgter Umschaltung bleibt der Stellmotor erneut stehen und läuft, erst wenn das Netzschütz ausgeschaltet ist, selbsttätig in die Ausgangsstellung zurück. Die Vorlaufzeit bis zum Umschaltaugenblick ist verstellbar. Zu diesem Zweck ist eine zweite Nockenscheibe vorgesehen, die relativ zu der Scheibe, die die Umschaltkontakte beeinflußt, verstellbar ist. Die zweite Nockenscheibe bestimmt die Ausgangsstellung, womit je nach den Anlaufverhältnissen des Motors die Vorlaufzeit einstellbar ist.In the starting position, in which the changeover contacts are in the star position the switch stops automatically. Only then can the line contactor be switched on. Runs from the moment the line contactor is switched on the servomotor and caused by turning the cam disk after a switching from star to delta for a certain period of time. After the switchover, remains the servomotor stops and runs again only when the line contactor is switched off, automatically returns to the starting position. The lead time to the moment of switching is adjustable. For this purpose, a second cam disk is provided, which is relatively to the disc that influences the changeover contacts, is adjustable. The second The cam disc determines the starting position, which depends on the starting conditions of the motor the lead time is adjustable.

Obwohl die Umschaltung von Stern auf Dreieck gemeinsam für alle Kontakte und schnell erfolgt, kann durch Ausgestaltung der Nockenscheibe der Umschaltvorgang selbst verzögert werden, entweder durch eine schräge Ablauffläche des Nockens oder durch Anbringen einer Zwischenstufe auf der Nokkenscheibe.Although the changeover from star to delta is common for all contacts and takes place quickly, the switching process can be carried out by the design of the cam disk be delayed either by an inclined run-off surface of the cam or by attaching an intermediate stage to the cam disc.

In der Zeichnung ist ein Schaltschema als Ausführungsbeispiel eines Sterndreieckschalters gemäß der Erfindung dargestellt, in F i g. 1 in der Ausgangsstellung und in F i g. 2 in der Dreieckstellung.In the drawing is a circuit diagram as an embodiment of a Star triangle switch according to the invention shown in F i g. 1 in the starting position and in FIG. 2 in the triangle position.

Ein Netzschütz 1 besitzt Hauptkontakte 2 und Hilfskontakte 3 und 4 und einen Selbsthaltekontakt 5. Durch das Netzschütz 1 wird ein Drehstrommotor 6 geschaltet, dessen Wicklungen durch einen Umschalter 7 für den Anlauf in Stern und für den Betrieb in Dreieck geschaltet werden. Der Umschalter 7 besitzt eine Schaltbrücke 8, die durch eine Nockenscheibe 9 beeinflußt wird. Mittels einer Stufe 10 der Nockenscheibe erfolgt das Umschalten von Stern auf Dreieck. Durch Schrägung dieser Stufe oder durch eine Zwischenstufe 11 kann die Umschaltzeit beeinflußt werden. Durch eine flache Steigung 12 des Umfangs der Nockenscheibe wird die Schaltbrücke 8 allmählich durch einen Stellmotor 13 in die Ausgangsstellung zurückgeführt.A line contactor 1 has main contacts 2 and auxiliary contacts 3 and 4 and a self-holding contact 5. The line contactor 1 switches a three-phase motor 6, the windings of which are switched by a changeover switch 7 for star start and delta for operation. The changeover switch 7 has a switching bridge 8 which is influenced by a cam disk 9. Switching from star to delta takes place by means of step 10 of the cam disk. The switching time can be influenced by inclining this step or by using an intermediate step 11. Through a flat slope 12 of the circumference of the cam disk, the switching bridge 8 is gradually returned to the starting position by a servomotor 13.

Die Nockenscheibe 9 wird durch den Stellmotor 13 unmittelbar angetrieben. Dieser erhält seinen Strom über verschiedene Kontakte aus dem Netz 21.The cam disk 9 is driven directly by the servomotor 13. This receives its current from the network 21 via various contacts.

Zur Nockenscheibe 9 verstellbar angeordnet ist eine weitere Nockenscheibe 14. Diese läuft zusammen mit der Nockenscheibe 9 um und ist mit ihr verrastet. Sie trägt eine Zeitskala zum Einstellen der Vorlaufzeit vom Einschalten bis zum Umschalten und einen Nocken 15, der Hilfsschalter 16 und 17 beeinflußt. Der Schalter 16 dient zum Stillsetzen des Stellmotors 13 in der Ausgangsstellung des Umschalters 7. Ein Nocken 18 auf der Nockenscheibe 9 beeinflußt einen Endschalter 19, der den Stellmotor 13 in der Stellung stillsetzt, in der die Umschaltung erfolgt ist. Another cam disk 14 is arranged to be adjustable relative to the cam disk 9. This rotates together with the cam disk 9 and is locked with it. It has a time scale for setting the lead time from switching on to switching and a cam 15 which influences auxiliary switches 16 and 17. The switch 16 is used to stop the servomotor 13 in the initial position of the switch 7. A cam 18 on the cam disk 9 influences a limit switch 19 which stops the servomotor 13 in the position in which the switchover took place.

Betätigt wird der selbsttätige Sterndreieckschalter durch einen Befehlsgeber 20, der als Dauerkontaktgeber dargestellt ist.The automatic star-delta switch is actuated by a command generator 20, which is shown as a permanent contact generator.

Der Einschaltvorgang ist wie folgt: Beim Schließen des Befehlsgebers 20 fließt vom Netz 21 über diesen Befehlsgeber 20, über den geschlossenen Schalter 17, der in der Ausgangsstellung des Umschalters eingeschaltet ist, ein Strom zur Spule 22; die das Netzschütz 1 nunmehr einschaltet. Das eingeschaltete Netzschütz legt über die Hauptkontakte 2 den Motor 6 an Spannung, dessen Wicklungen durch die Schaltbrücke 8 des Umschalters 7 in Stern geschaltet sind. Gleichzeitig wird durch die Hilfskontakte 3 des Netzschützes 1 der Stellmotor 3 in Betrieb gesetzt. Dadurch setzt sich die Nockenscheibe 9-in Bewegung, und die Schalter 17 und 16 schalten um. Das Öffnen des Schalters 17 ist für den Schaltzustand des Netzschützes 1 ohne Bedeutung, da sich das Netzschütz 1 über den Haltekontakt 5 inzwischen so lange selbst hält, wie der Befehlsgeber 20 eingeschaltet bleibt. Nach Ablauf der an der Zeitskala eingestellten Zeit erreicht die Stelle 10 der Nockenscheibe 9 den Fühler der Schaltbrücke 8, die das Umschalten von Stern auf Dreieck bewerkstelligt. Sobald diese erfolgt ist, öffnet der Nocken 18 den Endschalter 19, so daß der Stellmotor 13 spannungslos wird und stehenbleibt. In dieser Betriebsstellung (F i g. 2) verharrt der Sterndreieck-Schalter so lange, wie der Befehlsgeber 20 eingeschaltet bleibt.The switch-on process is as follows: When the command generator 20 is closed, a current flows to the coil 22 from the network 21 via this command generator 20, via the closed switch 17, which is switched on in the initial position of the changeover switch; which now switches on the line contactor 1. The switched-on mains contactor applies voltage to the motor 6 via the main contacts 2, the windings of which are connected in star by the switching bridge 8 of the changeover switch 7. At the same time, the servomotor 3 is put into operation by the auxiliary contacts 3 of the mains contactor 1. As a result, the cam disk 9 starts moving and the switches 17 and 16 switch over. The opening of the switch 17 is irrelevant for the switching state of the line contactor 1, since the line contactor 1 now holds itself via the holding contact 5 as long as the command generator 20 remains switched on. After the time set on the time scale has elapsed, point 10 of cam disk 9 reaches the sensor of switching bridge 8, which switches from star to delta. As soon as this has taken place, the cam 18 opens the limit switch 19 so that the servomotor 13 is de-energized and stops. The star-delta switch remains in this operating position (FIG. 2) as long as the command generator 20 remains switched on.

Das Ausschalten erfolgt durch das Öffnen des Befehlsgebers 20, wodurch die Spule 22 des Netzschützes 1 spannungslos wird und das Netzschütz abfällt. Dieses öffnet die Hauptkontakte 2 und schließt die Hilfskontakte 4, über die nunmehr der Stellmotor 13 erneut Spannung erhält. Dieser dreht die Nockenscheibe 9 weiter und bewirkt über den flachen Anstieg 12 das Rückführen der Schaltbrücke 8 in die Ausgangsstellung, d. h. in die Sternstellung.It is switched off by opening the command transmitter 20, as a result of which the coil 22 of the line contactor 1 is de-energized and the line contactor drops out. This opens the main contacts 2 and closes the auxiliary contacts 4, via which the servomotor 13 now receives voltage again. This rotates the cam disk 9 further and, via the flat rise 12, causes the switching bridge 8 to be returned to the starting position, ie to the star position.

Ein erneutes Einschalten des Befehlsgebers 20 kann währenddessen nicht zum Einschalten des Netzschützes 1 führen, da der Schalter 1.7 noch nicht geschlossen ist. Erst wenn die Ausgangsstellung des Umschalters 7 wieder erreicht ist, öffnet sich der Schalter 16, wodurch der Stellmotor 13 außer Betrieb gesetzt wird, und es schließt sich der Schalter 17, der das Netzschütz 1 erneut einschaltbereit macht.Switching on the command generator 20 again cannot lead to the mains contactor 1 being switched on since the switch 1.7 is not yet closed. Only when the initial position of the changeover switch 7 is reached again does the switch 16 open, whereby the servomotor 13 is put out of operation, and the switch 17 closes, which makes the mains contactor 1 ready to be switched on again.

Der motorisch angetriebene Umschalter 7 und das Netzschütz 1 sind nur elektrisch miteinander verbunden, so daß eine räumliche Trennung dieser beiden Schaltelemente möglich ist. Der motorisch angetriebene Umschalter 7 läßt sich zu jedem geeigneten Netzschütz ohne Änderung hinzufügen, so daß auf diese Weise die Herstellung eines selbsttätigen Sterndreieckschalters aus handelsüblichen Einzelteilen leicht möglich ist.The motor-driven changeover switch 7 and the line contactor 1 are only electrically connected to each other, so that a spatial separation of these two Switching elements is possible. The motor-driven switch 7 can be to any suitable line contactor without modification, so that in this way the Manufacture of an automatic star-delta switch from off-the-shelf individual parts is easily possible.

Claims

Claims: 1. Automatic star-delta switch for three-phase motors, characterized in that it consists of the combination of a command generator (20) of a mains contactor (1) and a motor-driven changeover switch (7) for the motor winding.

2. Switch according to claim 1, characterized in that that the switching time of the motor-driven changeover switch (7) is adjustable.

3. Switch according to claim 1 and 2, characterized in that the switching of the changeover switch (7) by means of a cam (10) of a cam disc (9) takes place quickly, but the return of the changeover switch (7) takes place automatically slowly when the line contactor (1) is switched off .

4. Switch according to claim 1 to 3, characterized in that the cam (10) has a step shape (11) influencing the switching time .

5. Switch according to claim 1 to 4, characterized in that that auxiliary contacts (3 to 5) on the line contactor (1) and auxiliary switch (16, 17) the motor-driven switch (7) is provided are that one Prevent switching on the power switch during the return time of the changeover switch.

6. Switch according to claim 1 to 5, characterized in that the cam disc (9) has a further cam (18) for a limit switch (19) and that a second The cam disk (14) is adjustably attached to the first cam disk (9), which in turn influences the associated auxiliary switches (16, 17).