DE204768C

DE204768C -

Info

Publication number: DE204768C
Application number: DE1908204768D
Authority: DE
Filing date: 1908-03-27
Anticipated expiration: 1928-03-28

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 204768 ·- KLASSE 21 c. GRUPPE

Zusatz zum Patente 167804 vom, 18. April 1905.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. März 1908 ab. Längste Dauer: 17. April 1920.

Gemäß nachfolgend beschriebener Erfindung wird die im Patent 167804 beschriebene Einrichtung sogenannter Variationsanlasser, nach der Leiter von hohem positiven Temperaturkoeffizienten, z. B. Eisendrähte oder -bänder (Variatoren), in den Kreis des anzulassenden Motors geschaltet sind, auf Wechsel- und Drehstrommotoren ausgedehnt, wobei besondere für diese Art Motoren geeignete Schaltungen der Variatoren Anwendung gefunden haben.

In Fig. ι bis 8 sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung dargestellt, durch die in der Hauptsache bezweckt wird, lediglich durch Schließung und Öffnung des Statorkreises, also ■ tunlichst ohne Öffnung und Schließung des Rotorkreises, die In- und Außerbetriebsetzung der Motoren zu bewirken.

In Fig. ι geschieht dies in einfachster und . allgemeiner Form derart, daß der Rotorkreis R

ao dauernd — auch, bei stromlosem Zustande des Motors — durch die drei in Sternschaltung angeordneten Variatoren oder Variatorengruppen V in sich geschlossen ist. Wird der Statorschalter. A geschlossen, so setzt sich der Rotor in Gang, wobei ein anfänglich etwas größerer Stromstoß infolge des noch kalten Zustandes der Variatoren auftritt. Diese er-· wärmen sich aber in kürzester Zeit und erreichen bei Dunkelrotglut etwa das Achtfache ihres Anfangszustandes, so daß ein hierdurch selbsttätig geregelter Anlaufstrom erzielt wird.

Nach einiger Zeit, die beispielsweise praktisch der üblichen Anlaßdauer entsprechend 2 bis 15 Sekunden beträgt, wird durch den Schalter K, der um b drehbar ist, bei α und c der sternförmige Variationswiderstand kurzgeschlossen, und die Anlaßperiode ist beendet. Dies kann ohne erheblichen Stromstoß geschehen, da die nach der anfänglichen Einschaltung in Glut oder wenigstens in höhere Erhitzungsgrade versetzten Eisenwiderstände mit schnell steigender Rotorgeschwindigkeit eine stetig sinkende Spannung bzw. Energie aufnehmen, infolgedessen ihren Erhitzungsgrad verlieren und daher bei der Kurzschließung nur noch so wenig Eigenwiderstand aufweisen, daß bei ihrer Abschaltung ein störender Stromstoß nicht mehr auftreten kann.

Der Vorteil dieser Schaltung mit stets geschlossenem Rotorkreis besteht darin, daß lediglieh von den Statorzuführungen I, II, III die In- und Außerbetriebsetzung bewirkt werden kann, also eine bequeme Fernregelung des Motors lediglich durch diese drei Leitungen möglich ist, wobei es sogar genügt, auch nur zwei Netzleitungen zu unterbrechen und zu schließen, während die dritte dauernd am Stator s liegen kann. Der Schalter K kann von Hand oder selbsttätig bedient werden.

Fig. 2 entspricht ihrem Wesen nach vollständig der Fig. 1, jedoch sind hier die Variatoren V in Dreieckschaltung angeordnet.

(2. Auflage, ausgegeben am 2. April igog.)

Man ist durch beliebige Wahl von Stern- oder Dreieckschaltung im Rotorkreise in der Lage, verschiedenartige, gerade zur Verfügung stehende Variator elemente anwenden zu können. Z. B. würde man für. einen bestimmten Motor, sofern man nur Variatoren für etwa no Volt Spannungsaufnahme zur Verfügung hat, die Dreieckschaltung anwenden können, besitzt man aber nur solche für etwa 65 Volt, so muß man sie bei demselben Motor in Sternschaltung bringen, vorausgesetzt, daß. diese Spannungen der angenommenen Motortype entsprechen. Die Zahl der parallelen Variatorelemente bzw. die Stromaufnahmefähigkeit der Gruppen wird gewählt nach dem normalen Strombedarf des Motors im Rotorkreis unter Berücksichtigung des gewünschten Anzugsmomentes (Vollast, Leerlauf usw.) und der angewendeten Schaltung (Stern- oder Dreieck-

ao u. dgl.).

Fig. 3 und 4 weichen von den Fig. 1 und 2 insofern ab, als hier jedem der Variatoren noch zur Abschwächung des anfänglichen Stromstoßes ein Widerstand W mit geringem Temperaturkoeffizienten, z. B. aus Nickelin, vorgeschaltet ist. In Fig. 3 wird dieser gleichzeitig am Schlüsse der Anlaufperiode durch den Schalter K mit den Variatoren zusammen kurzgeschlossen, während in Fig. 4 die Abschaltung der Widerstände im Rotorkreis in zwei Stufen erfolgt, indem zunächst durch die Kontakte d und f des um e drehbaren Schalters z. B. nach 3 Sekunden die konstanten Widerstände W abgeschaltet und z. B. nach etwa weiteren 3 Sekunden durch den um b drehbaren Schalter K bei α und c auch die Variationswiderstände V kurzgeschlossen werden.

Nach Belieben kann man in Fig. 3 und 4 wiederum Stern- oder Dreieckschaltung anwenden. In der Praxis kann man in der Regel die zweistufige Abschaltung entbehren.

In Fig. 5 ist das Anlassen eines Drehstrommotors nach beiden Drehrichtungen dargestellt.

Es wird hierbei durch den Umkehrschalter A eine Vertauschung von zwei Zuführungsleitungen I und II zum Stator s infolge der Kreuzverbindung der Kontakte 1 und 6 bzw. 3 und 4 vorgenommen, während die dritte Leitung III mittels der Kontakte 7 und 9 für beide Rieh-' tungen an derselben Klemme des Stators liegen bleibt. Die Leitungen I, II, III führen zu den Drehpunkten des Schalters 2, 5 und 8. Im übrigen erfolgt die Abschaltung der Variatoren, denen, wie ohne weiteres verständlich, zur Stromabschwächung auch konstante Zusatzwiderstände vorgeschaltet sein können, von Hand oder selbsttätig durch den Schalter K. Es ist ersichtlich, daß auch hier für einen selbsttätigen Umkehranlasser die In- oder Außerbetriebsetzung des Motors nach beiden Richtungen hin lediglich vom Stator aus in einfachster Art bewirkt werden kann, wobei wiederum der Rotorkreis durch die Variatoren und etwaigen sonstigen Widerstände dauernd geschlossen bleiben kann· und vor allem dieselben Variatoren und dieselbe Schalteinrichtung K für beide Bewegungsrichtungen in gleicher Art dient.

Fig. 6 zeigt eine Einrichtung, um mit Gegenstrom zu bremsen, wie dies bei Drehstrom nicht selten geschieht. Während der Rotorkreis, sei es in Stern- oder Dreieckschaltung der Variatoren, keine Unterschiede gegenüber Fig. 5 zeigt, ist hier an dem Umschalter A des Statorkreises, der im übrigen wie in Fig. 5 angeordnet ist, ein Abschwächungswiderstand χ in die Verbindungen der Kontakte 1 mit 6, 3 mit 4 und 7 mit 9 geschaltet, der aus Widerstandsmaterial mit geringem Temperaturkoeffizienten oder aus Variatoren bestehen kann und dazu dient, bei plötzlicher Bremsung, d. h. Umlegen des Schalters A auf die Kontakte i, 4 und 7, den Stromstoß und damit die auf die Variatoren V wirkende Spannung im Moment der Umschaltung abzuschwächen, da bei dieser Stromumkehr zwecks Gegenstrombremsung eine, erheblich erhöhte Spannung an und für sich im Rotorkreis auftritt, welche sonst die nur für eine Bewegungsrichtung, also normale Rotorspannung, bemessenen Variatoren zerstören könnte. Natürlich ist das Anlaufmoment im entgegengesetzten Drehsinne, also im Sinne der Bremswirkung, durch die Widerstände im Stator bedeutend geschwächt, kann jedoch für manche Fälle in der Praxis zur Bremsung ausreichen.

In Fig. 5 war eine solche Schutzeinrichtung für die plötzliche Umkehr der Bewegung nicht vorgesehen. Es ist hier also entweder durch genügende Pause in der Zwischenausschaltstellung des Umschalters A eventuell mit gleichzeitiger anderweitiger mechanischer, magnetischer oder sonstiger Bremswirkung in dieser Ausschaltstellung (wie es z. B. bei Aufzügen üblich ist) gegen eine Überlastung der Variatoren bei der Stromumkehr Vorsorge getroffen, oder es müssen die Variatoren V von vornherein so groß hinsichtlich der Spannungsaufnahme oder so zahlreich in Parallelschal- tung vorhanden sein, daß sie den plötzlichen, wesentlich erhöhten Energiebetrag im Moment der schnellen Stromumkehr des noch mit nahezu voller' Geschwindigkeit im ursprünglichen Sinne laufenden Motors aufzunehmen imstande sind.

In Fig. 7 ist für die Spannung der Variatoren bei plötzlicher Bewegungsumkehr folgende Einrichtung getroffen. In der normalen Drehrichtung, also auf den Kontakten 3, 6 und 9

des Umschalters A, befinden sich anfänglich lediglich die Variatoren V im Rotorkreise, indem durch gleichzeitigen Kontaktschluß mittels A¹ bei 11,12 und 14,15 die Zusatzwiderstände W von vornherein kurzgeschlossen sind. Wenn dagegen zwecks Gegenstrombremsung der Umschalter A auf die Kontakte 1, 4 und 7 umgelegt wird, so sind die Widerstände W nicht mehr kurzgeschlossen, da der Nebenschalter A¹ nur einseitig ist. Es wird also zwecks Abschwächung der sonst bei plötzlicher Bewegungsumkehr übermäßig großen, auf die Variatoren wirkenden Spannung bei der Bremsung vor jedem Variator ein Scjiutzwiderstand W aus Nickelin oder anderem Materiale von geringem Temperaturkoeffizienten vorgeschaltet, an Stelle dessen natürlich auch je ein Zusatzvariator gewählt werden könnte, der eben nur bei der Gegenstromschaltung zwecks Erhöhung der Gesamtaufnahmefähigkeit der Variatoren mitvorgeschaltet wird.

Fig. 8 zeigt endlich die Anwendung der den vorhergehenden Schaltungen zugrunde liegenden Einrichtungen unter Benutzung selbsttätiger Schaltvorrichtungen im Rotorkreise als Beispiel in einer Ausführungsform. Man kann in bekannter Weise durch einen Fliehkraftregler bei Erreichung einer bestimmten Rotorgeschwindigkeit die Kurzschließung der Variatoren oder auch der Zusatzwiderstände in einer oder mehreren Stufen bewirken lassen.

Wird die Einrichtung jedoch elektrisch getroffen bzw. elektromagnetisch, so ist mit Vorteil die Beeinflussung der selbsttätigen Schaltvorrichtungen vom Statorkreise aus vorzunehmen. So kann z. B. in einfacher Art die Schaltvorrichtung mit einem Zeitregler (Luft-, Flüssigkeit- oder sonstige Dämpfung oder Uhrwerk) G, der mit einem elektromagnetischen Relais Z verbunden ist, eingerichtet sein. Wenn der Hauptschalter A eines einseitigen oder ' eines Umkehranlassers die Statorleitungen I, II, III im einen oder denr anderen Sinne anschließt, so wird außer der in den vorhergehenden Figuren geschilderten Inbetriebsetzung des Rotors R durch die bei 3 und 9 angeschlossenen Spannungsleitungen die Wicklung Z (Zeitrelais) eingeschaltet, da der Kontakt U zunächst geschlossen ist. Nach einigen Sekunden, die einstellbar sind, schließt der Anker des Zeitrelais L bei O und Y auch den Kreis der Wicklung E eines Fernschalters, welcher nunmehr durch seinen Kern N den Anker Q anzieht und bei P und T Kontaktschluß macht. Hierdurch werden die Variatoren V und etwaige sonstige Widerstände im Rotorkreise kurzgeschlossen, und die Abschaltung ist hiermit vollendet, das Anlassen also selbsttätig beendigt. Wenn der Kern N angezogen ist, so hebt er gleichzeitig sich von einem federnden Kontakt B ab, der somit hierdurch geschlossen wird und die Wicklung E des Fernschalters nunmehr direkt, also unabhängig von den Kontakten O und Y des Zeitrelais, an die 'Stromzuführungsleitungen des Stators anschließt. Ferner wird nach beendigtem Kontaktschluß bei P und T und nach Schließung von B durch den Ankerkern N nunmehr der Kontakt U geöffnet und die jetzt überflüssig gewordene Erregung der Zeitrelaiswicklung Z unterbrochen. Das Zeitrelais braucht somit nur für ein wenige Sekunden dauerndes Arbeiten bemessen zu sein.

Wie ersichtlich, wirkt die selbsttätige Schaltvorrichtung, bestehend aus einem Fernschalter mit Zeitregelung, gleichmäßig für beide Drehrichtungen des Motors. Auch hier lassen sich mehrere Stufen der Abschaltung anwenden und die verschiedenen, vorher dargestellten Kombinationen mit Stern- und Dreieckschaltung und mit und ohne Zusatzwiderstände anwenden.

Erwähnt sei schließlich noch, daß an Stelle der Schutzvorschaltung von gewöhnlichen Widerständen oder Variationswiderständen bei plötzlicher Bewegungsumkehr' (Gegenstrombremsung) vor die Anlaufvariatoren (gemäß Fig. 7) auch eine Umschaltung der Variatoren aus der Dreieck- in die Sternschaltung vorgenommen werden kann, da alsdann bei der Gegenstrombremsung die Variatoren nur den etwa 1,7 ten Teil derjenigen Spannung auszuhalten brauchen, die sie bei Dreieckschaltung aufzunehmen hatten. Analog den vorstehend für Drehstrommotor wiedergegebenen Schaltungen ist die Anwendung der Variatoren bei Wechselstrommotoren anderer Phasenzahl.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Selbsttätiges Anlaß verfahren nach , Patent 167804 für Wechsel- und Drehstrommotoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotorstromkreis bei Stillstand des Motors durch die Widerstände von hohem positiven Temperaturkoeffizienten und erforder- 105 ■ lichenfalls außerdem noch durch gewöhn-

■ liehe Widerstände von geringem Temperaturkoeffizienten in sich geschlossen ist und die In- bzw. Außerbetriebsetzung des Motors nur durch Schließung bzw. Öffnung des no Statorkreises erfolgt, wobei die Variationswiderstände gegen Ende der Anlaßperiode selbsttätig oder von Hand abgeschaltet werden.

2. Selbsttätiges Anlaß verfahren nach Ahspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Stator bei Umkehrung des Statorstromes zwecks Gegenstrombremsung Variationswiderstände zur Verringerung des Stromstoßes vorgeschaltet werden.

3. Selbsttätiges Anlaß verfahren nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß bei Umkehrung des Statorstromes zwecks Gegenstrombremsung die vorher mit den Rotorwicklungen in Dreieckschaltung verbundenen Variationswiderstände auf Sternschaltung umgeschaltet werden.

4. Selbsttätiges Anlaß verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschaltung der Variations- und der erforderlichenfalls vorhandenen Widerstände von geringem Temperaturkoeffizienten im Rotorstromkreise durch eine von der Statorspannung beeinflußte, mit Zeitregelung versehene, selbsttätig wirkende S.chaltvorrichtung bewirkt wird.

5. Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß ein von der Statorspannung beeinflußtes, mit regelbarer Zeitdämpfung versehenes Relais (Z) (Fig. 8) einen selbsttätig wirkenden, die Rotorwiderstände beherrschenden' Schalter (E, Q) überwacht und von dem Schalter bei Vollendung seines Arbeitshubes selbsttätig wieder abgeschaltet wird. . . .

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.