DE1463097A1

DE1463097A1 - Anlassvorrichtung fuer einen Einphasen-Asynchronmotor

Info

Publication number: DE1463097A1
Application number: DE19651463097
Authority: DE
Inventors: Vind Holger Vilhelm
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1965-06-25
Filing date: 1965-10-26
Publication date: 1969-04-03
Also published as: GB1142248A; US3514683A; US3559015A; GB1086968A; DE1463088B1; DK122552B; JPS503505B1; SE302640B

Description

Anlaßvorrichtung für einen Einphasen-Asynchronmotor Zusatz zu DBP ... (Deutsche Patentanmeldung D 47 593 VIIIb/21c)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlaßvorrichtung für einen Einphasen-Asynchronmotor mit einer Vorrichtung zum Offenhalten des Anlaßschaltera nach DBP ... (Deutsche Patentanmeldung D 47 593 VIIIb/21c).

Beim Hauptpatent ist eine thermische Anlaßvorrichtung für einen Einphasen-Asynchronmotor, bei der ein von dem durch ihn hinöurchfließenden Strom beheizter Bimetallschalter im Hilfswicklungszweig liegt, der zum Offenhalten von einer zusätzlichen Heizvorrichtung beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Heizvorrichtung voijÄer vektoriellen Spannungsdifferenz zwischen der Spannung der Hauptwicklung und der Spannung der Hilfswicklung gespeist wird.

Durch die Verwendung der erwähnten vektoriellen Spannungsdifferenz erhält man eine über nahezu alle Betriebszustände (Stillstand bis Nenndrehzahl; Unterspannung bis Überspannung) weitgehend konstante Steuergröße. Wenn sich beispielsweise die Extremwerte des Hauptwioklungsstromes im Verhältnis 1 : 8,5 unterscheiden, ergibt sich bei der vektoriellen Spannungsdifferenz nur ein Verhältnis von 1*1,6.

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Der Grundgedanke des Hauptpatents wird erfindungsgemäß dadurch ausgeweitet, daß die vektorielle Spannungsdifferenz zwischen der Spannung der Hauptwicklung und der Spannung der Hilfswicklung, eine beliebige elektrisch beeinflußbare Haltevorrichtung speist, die bei einer beliebigen Anlaßvorrichtung das Offenhalten des Anlaßschalters bewirkt oder unterstützt.

Die Konstanz der Steuergröße ist nicht nur bei Anlaßvorrichtungen mit Bimetall-Anlaßschalter und einer Haltevorrichtung in Form einer Heizvorrichtung vorteilhaft, sondern gilt in gleicher Weise auch für auf andere Weise thermisch gesteuerte Anlaßechalter, für magnetisch betätigte AhTaßs ehalt er, für durch Hilfsfcreise (fotoelektrisch, durch Elektronenstrahl u.dgl.) gesteuerte Anlaßschalter. Er gilt auch für Haltevorrichtungen beliebiger Art, seien sie durch Elektrowärme, elektromagnetisch, elektrostatisch oder sonstwie gesteuert. In allen Fällen kann man wegen der Konstanz der Steuergröße eine sehr viel genauere Auslegung der Anlaßvorrichtung erzielen und einen Betrieb größerer Sicherheit gewährleisten. Hinzu kommt ferner, daß die Spannungsdifferenz erst wirksam wird, wenn der Anlaßschalter öffnet. Daher werden die Verhältnisse beim Öffnen des Schalters nicht ciurch die für das Offenhalten geltenden Anforderungen beeinträchtigt.

Bei einem AusführungsbeispJeL kann der Anlaßschalter ein Bimetallschalter sein und die Haltevorrichtung durch einen Elektromagneten gebildet werden, der mit ferrcmagnetischem Material am Bimetallschalter zusammenwirkt_o Insbesondere kann die eine Schicht des Bimetalls des Schalters ferromagnetisch sein. Sobald der Bimetallschalter geöffnet hat, wirkt der Haltemagnet und hält den Bimetallsehalter in der offenen Stellung.

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Eine besondere gedrängte Bauform ergibt sich hierbei, wenn die Wicklung des Elektromagneten das Bimetall umschließt.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist der Anlaßschalter durch den in Schließrichtung belasteten Anker eines mit Bremsvorrichtung versehenen, vom Hauptwicklungsstrom durchflossenen Elektromagneten betätigt und die Haltevorrichtung wird durch eine zusätzliche Wicklung des Elektromagneten gebildet. Sobald der Elektromagnet , verzögert wegen der Bremsung, angesprochen hat, hält die Zusatzwicklung den Anlaßschalter offen. Die Anlaßvorrichtung unterscheidet sich von der bekannten Vorrichtung dieser Art mit elektromagnetischer Betätigung, daß der Schalter im Ruhezustand geschlossen ist und nur im Betrieb geöffnet wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform hat die Merkmale, daß der Anlaßschalter durch den entgegen der Schließrichtung belasteten Anker eines vom Hauptwicklungsstrom durchflossenen Elektromagneten betätigt und die Haltevorrichtung durch eine zusätzliche Wicklung des Elektromagneten gebildet wird. Dies führt, wie später noch genauer erläutert wird, zu der vorteilhaften Eigenschaft, daß eindeutige Schaltvorgänge gegeben sind. Sobald der Schalter etwas öffnet, wirkt sofort die Kraft der Haltewicklung und besorgt ein sicheres Öffnen. Beim Schließen des Schalters wirkt der volle Kontaktdruck erst nach dem Berühren der Kontakte. Insgesamt wird daher ein Schlagen und Klappern vermieden.

Aus der Fülle der möglichen Ausführungsformen sind zur Erläuterung der Erfindung drei Beispiele herausgegriffen, die nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es geigen:

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Fig. 1 eine Schaltung mit einem Bimetall-Anlaßschalter und einer elektromagnetischen Haltevorrichtung,

Pig. 2 eine Abwandlung dieser Ausführungsform,

Fig. 3 eine Schaltung mit einem elektromagnetisch betätigten, abgebremstem Anlaßschalter und einer elektromagnetischen Haltevorrichtung und

Fig. 4 eine Ausführungsform mit einer elektromagnetisch betätigten Anlaßschalter und einer elektromagnetisch betätigten Haltevorrichtung.

In Fig. 1 ist an. die Klemmen 1 und 2 eines Wechselstromnetzes ein Einphasen-Asynchronmotor 3 gelegt, der mit einer Hauptwicklung 4 und einer Hilfswicklung 5 ausgestattet ist. In die eine Zuleitung ist ein Hauptschalter 6 gelegt, über den die Spannung direkt an die Hauptwicklung 4 und über eine Anlaßvorrichtung 7 an die Hilfswicklung 5 geführt ist.

Die Aiiaßvorrichtung besteht aus einem Bimetallschalter 8, dessen beweglicher Kontakt 9 mit einem feststehenden Kontakt 10 zusammenwirkt. Der Schalter ist durch einen Elektromagneten 11 überbrückt, dessen Wicklung 12 bei offenem Schalter 8 von der vektoriellen Differenz zwischen der Spannung der Hauptwicklung 4 und der Spannung der Hilfswicklung 5 gespeist wird.

Beim Einschalten des Hauptschalters 6 führt zunächst die Hauptwicklung 4 den Kurzschlußstrom und die Hilfswicklung 5 den Anlaßstrom. Demzufolge läuft der Motor hoch. Der Anlaßstrom erwärmt aber den Bimetallschalter 8, so daß dieser nach einiger Zeit öffnet und den Anlaßstrom unterbricht. Sobald der Schalter 8 geöffnet hat, ist der Elektromagnet 11 voll wirksam und hält das Bimetall in der gestrichelt gezeichneten Stellung, bis der Motor abgeschaltet wird. Besonders erwähnenswert hierbei ist, daß die

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Speisespannung des Elektromagneten 11 nicht vom Zeitpunkt des öffnens des Bimetallschalters 8 abhängt, weil die verwendete Spannungsdifferenz während des gesamten Laufvorganges nahezu konstant ist.

Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist vorausgesetzt, daß die dem Magneten 11 zugewandte Materialschicht des Bimetalls ferromagnetisch ist, also z.B. aus Eisen besteht. Selbstverständlich kann man auch einen Bimetallstreifen mit nicht magnetischen Eigenschaften verwenden und an ihm ein Stück magnetisches Material anbringen.

Bei der Ausführungsform der Figur 2 ist ein aus zwei Bimetallstreifen 15 und 14 bestehender Anlaßschalter 15 gezeigt. Eine Spule 16 umschließt diese beiden Bimetallstreifen. Der Anlaßschalter 15 ist wiederum in Reihe mit der Hilfswicklung 5 geschaltet. Sobald der Schalter geöffnet hat, werden die Bimetallstreifen durch die magnetische Wirkung der Spule 16 in der gestrichelt gezeichneten öffnungsssteilung gehalten.

Bei den Ausführungsformen der Figuren 3 und 4 wird unter Verwendung gleicher Bezugszeichen für gleiche Teile eine ahnliche Schaltung gezeigt, bei der lediglich die AnIaßvorrichtungen abgewandelt sind.

In Fig. 3 ist eine Anlaßvorrichtung 17 mit einem Elektromagneten 18 gezeigt, dessen Anker 19 in einem Gehäuse 20 gebremst bewegbar ist. Zum Bremsen kann beispielsweise eine Flüssigkeitsfüllung verwendet werden, wobei der Spalt zwischen Anker und Gehäuse als Drosselspalt dient. Der Anker wird von einer vom Hauptwicklungsstrom durchflossenen Wicklung 21 und von einer zusätzlichen Wicklung 22 beeinflußt, die bei geöffnetem Anlaßschalter von der vektoriellen Spannungsdifferenz zwischen der Spannung der Haupt-

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wicklung und der Spannung der Hilfswicklung gespeist wird. Der Anlaßschalter besteht aus einer Kontaktbrücke 23, die durch eine Feder 24 gegen feste Kontakte 25 gepresst wird und von einer Mitnehmerscheibe 26 am Anker 19 von den festen Kontakten abgehoben werden kann.

Beim Schließen des Hauptschalters 6 fließt der Hauptwicklungsstrom durch die Wicklung 21, wodurch der Anker 19 angezogen wird und sich mit einer durch die Bremsung verursachten Verzögerung nach oben bewegt. Sobald der Schalter 23, 25 geöffnet wird, ist die zusätzliche Wicklung 22 voll wirksam und hält den Anlaßschalter geöffnet, auch wenn der Hauptwicklungsstrom auf den niedrigen Betriebswert abgesunken ist.

In Pig. 4 ist eine Anlaßvorrichtung 27 vorgesehen, bei der der Anker 28 eines Elektromagneten von einer ersten im Hauptwicklungskreis liegenden Wicklung 29 und einer zusätzlichen Wicklung 30 beeinflußt werden kann,die von der mehrfach erwähnten vektoriellen Spannungsdifferenz gespeist wird. Der Anker trägt eine Kontaktbrücke 31, die mit zwei Pestkontakten 32 zusammenwirkt. Das Gewicht der beweglichen Teile 28,31 hält den Schalter im Ruhezustand offen. Die Wicklung 28 wirkt in Öffnungsrichtung, die Wicklung 29 in Schließrichtung.

Es sei angenommen, daß die Wicklung 29 im Anlaufaugenblick mit 500 AW und im hochgelaufenen Zustand mit 200 AW wirksam ist, währendäie Wicklung 28 konstant mit 100 AW wirkt, und das Gewicht der beweglichen Teile 300 AW entspricht. Somit wirken beim Einlagen des Schalters6 Ό0 AW in Schließrichtung. Sobald der Schalter geschlossen hat, wird die zusätzliche Wicklung 28 unwirksam und der Kontaktdruck verstärkt sich auf 200 AW. Wenn der

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Hauptwicklungsstrom wegen des Hochlaufens des Motors abnimmt, " wird sdäießlich der Zustand erreicht, in dem das Gewicht gerade die Kraft der Wicklung 29 überwindet. Sobald de2?6chalter ge-r öffnet hat, wird die Haltewicklung 30 voll wirksam, so daß der ÖffnungsVorgang rasch und sicher vor sich geht. Der Öffnungszustand bleibt erhalten, auch wenn der Hauptwicklungsstrom schwankt.

Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsformen sind in vielerlei Richtung denkbar, ohne daß vom Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird. Beispielsweise kann die Betätigungswicklung 21 auch in Reihe mit dem Anlaßschalter 25, 25 liegen. Der Bimetallschalter 8 kann von einer Heizvorrichtung beheizt werden, die vom Hauptwicklungsstrom durchflossen wird. Der Anlaßschalter kann von einem Relais betätigt werden, in dessen Steuerungekreis sich die beschriebenen Vorgänge abspielen. Bei einer fotoelektrischen Schaltvorrichtung kann die vektorielle Differenzspannung beispielsweise eine Lichtquelle speisen und dadurch eine konstante Dauerbelichtung erzeugen. Bei der Steuerung mittels Kathodenstrahlen kann die vektorielle Differenzspannung an Ablenkelektroden gelegt werden, die dem Kathodenstrahl eine konstante Ablenkung geben.

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Claims

Patentansprüche t

J Anlaßvorrichtung für einen Einphasen-Asynchronmotor mit einer — Vorrichtung zum Offenhalten des Anlaßsohalters, nach DBP .. ' (deutsche Patentanmeldung D 47 593 VIIIb/21c), dadurch gekennzeichnet, daß die vektorielle Spannungedifferenz zwischen der Spannung der Hauptwicklung und der Spannung der Hilfswicklung eine beliebige elektrisch beeinflußbare Haltevorrichtung speist, die bei einer beliebigen Anlaßvorrichtung das Offenhalten des Anlaßschalters bewirkt oder unterstützt.
2. Anlaßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlaßechalter ein Bimetallschalter ist und die Haltevorrichtung durch einen Elektromagneten gebildet wird, der mit " ferromagnetisohem Material am Bimetallschalter zusammenwirkt.
3« Anlaßvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ein· Schicht des Bimetalls des Schalters ferromagnetisch ist.
» Anlaßvorrichtung nach Anspruch 2 o-der 3» dadurch gekennzeichnet, dal die Wicklung des Elektromagneten das Bimetall umschließt.
5. Anlaßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlaßechalter durch den in Schließrichtung belasteten Anker eines mit Bremsvorrichtung versehenen, vom Hauptwicklungsstrom durohflose«n*n Elektromagneten betätigt und die Haltevorrichtung duroh eine zusätzliche Wicklung dee Elektromagneten gebildet wird.
6. Anlalirt !richtung naok Anspruch 1, dadurch ",gekennetichnet, daß der Anlalechalter duroh den entgegen der iohlieirichtung belasteten Anker eines vom Hauptwicklungsstrom durohfloeeenen Elektromagneten betätigt und die Haltevorrichtunf duroh eine auaatEliohe Wicklung des Elektromagneten gttlldtt vird.

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BAD ORDINAL