DE203252C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

K PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVI 203252 KLASSE 21 c. GRUPPE

Steuerungsvorrichtung für Elektromotoren. Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. Dezember 1903 ab.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung, um elektrische Antriebsmotoren von einer entfernten Stelle aus vorwärts und rückwärts zu steuern, bei welcher die Steuerstromkreise über Kontakte geführt sind, die während des Ganges des Motors unterbrochen und nur in der Nullstellung des Anlassers geschlossen sind.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Fig. ι ist eine schematische Darstellung der verschiedenen Stromkreise und der Steuerungseinrichtung.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des Hauptsteuerungssolenoids.

Fig. 3 ist ein Längsschnitt desselben.

Fig. 4 stellt eine Anordnung der Steuerungsschalter dar.

Fig. 5 ist ein Längsschnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4.

Fig. 6 ist ein Querschnitt nach Linie 6-6 derselben Figur.

Die Schließung des Motorstromkreises für Vorwärts- und Rückwärtslauf erfolgt einerseits durch die Kontaktvorrichtung 1 bis 4 des Anlassers, andererseits durch zwei elektromagnetisch gesteuerte einpolige Schalter A¹, C¹, von denen der eine zum Vorwärtslauf, der andere zum Rückwärtslauf des Motors geschlossen wird. Zur Steuerung dieser Schalter und des Anlassers dienen vier elektromagnetische Vorrichtungen A, B, C, D, welche als Solenoide dargestellt sind. Das Solenoid B ist nach Fig. 2 und 3 mit einem Tauchkern Β^λ ausgerüstet, an welchem Bürsten B- befestigt sind, die auf Kontakten B³ schleifen, mit denen Widerstandsspulen B⁹ (Fig. 1) derart verbunden sind, daß, wenn der Kern heruntersinkt, der Widerstand aus dem Motorstromkreis ausgeschaltet wird, wogegen, wenn der Kern sich hebt, Widerstand in den Stromkreis des Motors eingeschaltet wird. Eine zweite Reihe von Kontakten 5⁴ mit entsprechenden Widerstandsspulen steht ebenfalls mit den genannten Bürsten in Verbindung. Zwischen den beiden Reihen von Kontakten sind die Isolierstücke B⁶ angeordnet. Befinden sich die Bürsten auf diesen letzteren, so geht kein Strom durch den Motor. Der Kern B¹ ist mit einer Haltevorrichtung ausgerüstet, die gleichfalls von einer entfernten Stelle aus betätigt werden kann und dazu dient, den Kern in bestimmten Lagen festzuhalten. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, besteht diese Vorrichtung aus einem Solenoid E mit dem Kern J?¹, mit dem ein an den Träger E³ angelenktes Sperrstück E² verbunden ist, welches in Einkerbungen des Kernes B¹ eingreifen kann. Ist der Magnet E erregt, so wird der Kern E¹ nach innen gezogen und gibt den Kern B¹ frei. Ist hingegen der Stromkreis des Magneten E unterbrochen, so bewegt sich der Kern E¹ nach außen, wodurch das Sperrstück E'² in den Kern B¹ eindringt. Letzterer ist mit einem Bremskolben versehen, um zu schnelle Bewegungen des Kernes zu verhindern.

Oberhalb des Solenoids B ist eine Schaltvorrichtung vorgesehen, welche durch die Bewegungen des Kernes gesteuert wird. Letz-

terer ist zu diesem Zwecke mit einer Stange Β^Ί verbunden, die mit dem Kern gehoben oder gesenkt wird. An der Stange B⁷ ist ein Stück F angebracht, das drei leitend miteinander verbundene Bürsten F¹, F² und F^s trägt, die mit den Kontakten Fⁱ, F^s, F⁶, F⁷ und F^s zusammenarbeiten. Auf Grund dieser Anordnung kann irgendeiner dieser Kontakte mit dem Kontakt F⁸ elektrisch verbunden

ίο werden, je nach der Stellung der einzelnen Teile.

Die anderen in Fig. ι veranschaulichten Solenoide können bekannter Konstruktion sein und werden daher nicht in ihren Einzelheiten dargestellt.

Mit dem Kern des Solenoids A sind die voneinander isolierten Schalter A¹ und A² verbunden (Fig. 1). Dieselben treten in Funktion, wenn der Kern des Solenoids sich ganz oben bzw. ganz Unten befindet.

Der Motor G ist als Compoundmaschine dargestellt, kann aber auch ein Motor irgendeines anderen Systems sein. Dieser Motor wird durch die Schalter 1,2,3,4 gesteuert, von denen zwei Reihen in der Zeichnung dargestellt sind. An Stelle /der gezeichneten zwei kann auch eine beliebige Anzahl derartiger Schalterreihen verwendet werden, die dann an verschiedenen Stellen angeordnet werden, um den Motor von den betreffenden Punkten aus steuern zu können.

Zum Anlassen des Motors dient der Einrückschalter I. Dieser löst mittels der Elektromagnetspule E den Kern des Anlassers B aus, der mittels des Schalters F durch Er-. regen des Solenoids A den Ankerstromkreis bei A¹ schließt und dadurch den Motor in Gang setzt.

Der Stromlauf dieser und der übrigen Schaltungen wird weiter unten auseinandergesetzt werden.

Zur Verringerung der Geschwindigkeit des Motors und zum langsamen Anhalten desselben dient der Ausrückschalter 2. Er erregt die Solenoide D und B. Letzteres zieht seinen Kern an und schaltet dadurch Widerstand in den Ankerstromkreis ein, bis die gewünschte Tourenzahl erreicht oder der Motor stillgesetzt ist. Dies tritt ein, sobald bei andauerndem Heben des Kernes B¹ die Bürsten B'² (Fig. 2) die Isolierstücke B ⁶ erreicht haben. Die Kontakte am oberen Teile des Anlassers B werden zweckmäßig so angeordnet, daß der Schalter den Stromkreis des SoIenoids A kurz vor dem Erreichen des neutralen Punktes unterbricht, so daß der Kern des Solenoids herunterfällt und den Stromkreis des Motors mittels des Schalters A¹ unterbricht, wodurch die Entstehung von Funken am Anlasser vermieden wird.

Soll der Motor beispielsweise bei einem Unglücksfall plötzlich angehalten werden, so wird der Notschalter 3 geschlossen und dadurch der Stromkreis des Solenoids A geöffnet, so daß sich dessen Kern plötzlich abwärts bewegen kann. Gleichzeitig wird der Motoranker durch den Schalter A²- kurzgeschlossen und der Motor dadurch zum raschen Anhalten gebracht. Außerdem wird aber durch den Schalter 3 auch der Stromkreis der Solenoide B und D geschlossen, so daß das Solenoid B seinen Kern aufwärts zieht, bis die Isolierstücke B^r> erreicht sind.

Um die Bewegungsrichtung des Motors umzukehren, wird der Umkehrschalter 4 betätigt. Dieser schließt das Solenoid D, das seinen Kern aufwärts zieht und das Solenoid B einschaltet, so daß dieses seinen Kern aufwärts zieht. Der Schalter am oberen Teil des Solenoids B unterbricht nun den Stromkreis durch das Solenoid A und schaltet das Solenoid C ein, welches nunmehr seinen Kern aufwärts zieht und den Schalter C¹ schließt. Der Strom in dem Anker wird dadurch umgekehrt und der Motor in entgegengesetzter Richtung bewegt. Wird der Kern B¹ des Solenoids derart angeordnet, daß die Vorrichtung E² denselben nicht festhält, wenn er oberhalb der Isolierstücke B^e gehoben wird, so läuft der Motor so lange rückwärts, als der Schalter 4 geschlossen bleibt, und sobald nun der Schalter 4 geöffnet wird, fällt der Kern B¹ bis zu den Isolierstücken B^a, wodurch der Motor zum Stillstand gebracht wird. Selbstverständlich kann der Kern B¹ aber auch so angeordnet werden, daß er durch die Sperrvorrichtung E² in seiner Lage verriegelt wird, während der Motor rückwärts läuft; in diesem Falle muß der Schalter 1 bewegt werden, um den Motor zum Stillstand zu bringen. Die beiden Schalter K sind für gewöhnlich geschlossen, so daß der Strom durch sie hindurchfließen kann, und werden nur dann geöffnet, wenn die Nottaster 3 bewegt werden.

Die einzelnen Stromläufe sind aus dem Schaltungsschema Fig. 1 zu ersehen. Beim Schließen des Schalters 1 wird folgender Stromkreis hergestellt: Klemme X, Leitung 1 \ Schalter K, Schalter ], Leitung 1', Magnet E, "» Leitung i\ unterer Kontakt B³, Klemme Y. Wenn der Schalter am oberen Teil des Solenoids B den Punkt erreicht, wo die Bürste F^:i auf dem Kontakt.· F¹ steht, erhält das Solenoid A Strom auf folgendem Wege:

Klemme X, Leitung i¹, Schalter K, Leitung A, Aiagnet A, Leitung A, Schalter am oberen Ende des Magneten B, Kontakt F⁶, Leitung' A, Leitung G, Klemme Y. Befindet sich der Magnetkern A unten, so geht der durch diesen Magneten hindurchfließende Strom über den Schalter A³, befindet sich

jedoch der Kern in seiner oberen Stellung, so hebt er den Schalter an, so daß dieser Stromweg unterbrochen und der Strom genötigt wird, durch den Widerstand A^ hindurchzugehen. Der Widerstand schwächt den Strom, läßt aber genügend Strom hindurch, um den Kern festzuhalten. Solange letzteres "der Fall ist, ist der Motor eingeschaltet. Beim Schließen des Schalters 2 ist der

ίο Stromweg der folgende: Klemme X, Leitung 2¹, Magnet D, Leitung 2¹, Schalter 2, Leitung 2¹, Kontakt F⁶ am oberen Teil des Solenoids B, Kontakt F⁸, Leitungen A und G, Klemme Y. Der Magnet D, der durch diesen Strom erregt wird, zieht seinen Kern nach oben und schaltet das Solenoid B ein, wobei dann der Stromweg sich wie folgt gestaltet: Von der Klemme X durch Leitung 2¹, Schalter D¹, Leitung -B, Solenoid B, dann durch Leitungen B und G zurück zu der Klemme Y.

Beim Schließen des Schalters 3 wird der Schalter K geöffnet (Fig. 6), wodurch der Stromkreis des Magneten A, der über diesen Schalter K führt, unterbrochen wird. Der genannte Magnet verliert seine Erregung und läßt den Kern sinken, wodurch der Ankerstromkreis unterbrochen wird. Der durch den Schalter 3 geschlossene Stromkreis ist der folgende: Von der Klemme X durch Leitung 2¹ und das Solenoid D zu dem Punkt M in der Nähe des Schalters 4, über Schalter 3, zu dem einen Kontakt des Schalters 2 und von dort durch Leitung 2¹ über Kontakte F⁶, F⁸ und Leitungen A und G zu der Klemme Y. Der Strom im Solenoid D zieht den Kern nach oben und schließt dadurch den Stromkreis des Solenoids B, welches nunmehr seinen Kern -B¹ aufwärts zieht, bis die Isolierstücke B⁶ erreicht sind und der Kern B¹ in seine Ausgangsstellung zurückgekehrt ist.

Durch den Umkehrungsschalter 4 wird folgender Stromweg geschlossen: Klemme X, Leitung 2¹, Solenoid D, Leitung 2¹, Schalter 4, Leitung 4¹, Kontakt F*, Kontakt F⁸, Leitungen A und G, Klemme Y. Das Solenoid £> wird erregt und zieht seinen Kern nach oben, wodurch der Strom, in dem Solenoid B in der zuvor angegebenen Weise geschlossen wird. Der Kern des Solenoids B wird aufwärts bewegt, wobei der Schalter am oberen Teil des Solenoids B folgenden Stromweg durch das Solenoid C herstellt:.

Klemme X, Leitung 2¹, Schalter D¹, Leitung B, eine Klemme des Solenoids jB, Leitung C, Solenoid C, Kontakt F⁵, Kontakt F⁸, Leitungen A und G, Klemme Y. Der Kern des Solenoids wird aufwärts bewegt, wodurch der Ankerstromkreis durch den Schalter C² unterbrochen und über den Schalter C¹ geschlossen wird, so daß der Strom jetzt in entgegengesetzter Richtung durch den Anker geht und der Motor folglich in entgegengesetzter Richtung umläuft.

Wenn sich der Motor vorwärts bewegt, ist der Stromweg durch den Anker folgender: Klemme X, Leitung G, Hauptstromwicklungen G¹, Leitung G, Schalter A¹, Leitung G, Ankerwicklung G, unten rechts befindlicher Kontakt B³, Widerstand B ⁹, unten links befindlicher Kontakt JB³, Leitung G, Klemme Y.

Der durch den Schalter C¹ geschlossene Stromweg durch den Anker ist folgender: KlemmeX, Leitung G, Hauptstromwicklung G', Leiter G, Klemme des jetzt offenen Schalters A¹, Leitung G², Widerstandskontakt Bⁱ auf der linken Seite, durch die mit Kern B¹ verbundenen Bürsten zum Widerstandskontakt J5⁴ auf der rechten Seite, Leitung G³, Widerstand B⁹, Kontakt B^s auf der rechten Seite, Ankerwicklung G, Leitung G, Schalter C¹, Leitung G, zurück zu der Klemme Y. Es ist leicht ersichtlich, daß in diesem Fall der 85" Strom in einer entgegengesetzten Richtung durch den Anker hindurchfließt.

Wenn der Motor sich vorwärts bewegt und der Notschalter 3 bewegt wird, so wird der Ankerstromkreis durch den Schalter A¹ unterbrochen, welcher mit dem Solenoid A in Verbindung steht und folglich von dem Stromkreis abgetrennt ist. Der Anker wird durch den Schalter A ² kurzgeschlossen. Der Stromkreis durch den Anker verläuft in diesem Falle: Vom Anker G überLeitungen G und G*, Kontakte B³, Widerstand B\ Schalter A\ Leitung G⁵, Schalter C², Leitung G, zurück zu dem Anker.

Wie sich aus der Zeichnung ergibt, ist der Notschalter 3 (Fig. 4, 5 und 6) mit dem Schalter K derart verbunden, daß, wenn der Schalter 3 geschlossen ist, der Schalter K sich in offener Lage befindet. Während der normalen Arbeit der Vorrichtung ist der Schalter K geschlossen, der Schalter 3 dagegen geöffnet, während Schalter K nur dann offen· ist, wenn der Motor plötzlich stillgesetzt werden soll.

Es ist leicht ersichtlich, daß, wenn z.B. der Motor sich vorwärts bewegt, er nicht in seiner Drehrichtung umgekehrt werden kann, bis er zum Stillstand gekommen ist, und daß zwei Handgriffe nötig sind, um ihn umzukehren, erstens das Niederdrücken des Tasters 2 und zweitens das Niederdrücken des Tasters 4. Dies verhindert, daß der Motor plötzlich umgekehrt wird, während er sich mit voller Geschwindigkeit vorwärts bewegt; der Zweck hiervon ist, den Motor zuvor an den Isolierstücken B^e zum Stillstand zu bringen, wodurch Funkenbildung und schädliche Bean-

spruchungen verhindert werden, die entstehen würden, wenn die Vorrichtung- eine plötzliche Umkehrung herbeiführen könnte.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Steuerungsvorrichtung für Elektromotoren, bei der die Steuerstromkreise über Kontakte geführt sind, die vom Anlasser derart beherrscht werden, daß sie während des Ganges des Motors unterbrochen und nur in der Nullstellung des Anlassers geschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß Solenoide (A, C und D) mit einer Schaltvorrichtung (B) und einer Sperrvorrichtung (E) folgendermaßen zusammenwirken: Beim Anlassen des Motors wird ein Stromkreis über den Elektromagneten (E) geschlossen, wodurch der Tauchkern des Solenoids der Schaltvorrichtung (B) ausgelöst wird und den Ankerstromkreis mittels der Kontakte des Solenoids (A) derart schließt, daß der Motor unter allmählicher Ausschaltung von Widerstand anläuft. Zum langsamen Anhalten des Motors oder zur Verringerung seinerGeschwindigkeit wird ein Stromkreis über die Solenoide (D und B) geschlossen, wodurch der Tauchkern des Solenoids (B) eine Anziehung erfährt, so daß ' allmählich Widerstand eingeschaltet und die Geschwindigkeit des Motors verringert wird. Zum plötzlichen Anhalten des Motors wird der Strom im Solenoid^ geöffnet und dadurch der Ankerstromkreis unterbrochen und durch den Schalter (A²) kurzgeschlossen. Zur Umkehrung der Bewegungsrichtung des Motors wird ein Stromkreis über die Solenoide (D, B, C) so geschlossen, daß der Strom in dem Anker des Motors umgekehrt und folglieh der Motor in entgegengesetzter Richtung bewegt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.