DE225835C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21c. GKUPPE

Dr. MARTIN KALLMANN in BERLIN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Juli 1909 ab.

Die Erfindung bezweckt eine Einrichtung an sogenannten Variationsanlassern,' welche Leiter von hohem positiven Temperaturkoeffizienten (Variatoren) gemäß dem Patent 167804 u. ä. benutzen, mittels deren die Variatoren in allen Fällen des Betriebes gegen Überlastung und Zerstörung geschützt sind, so daß man bei Anwendung dieser neuen Einrichtung in der Bemessung der Variatoren und hierdurch in den Herstellungskosten der Anlasser überhaupt erhebliche Ersparnisse erzielen kann. Diese Einrichtung besteht in der Zusammenschaltung eines Widerstandes mit geringem Temperaturkoeffizienten in Reihe mit den in einer Anlaßstufe· liegenden Variatoren, der kürze Belastungsstromstöße aufnimmt, aber bei länger dauernden Überlastungsstößen ein an die Variatoren im Nebenanschluß angelegtes Schutzrelais ansprechen läßt, welches bei Erreichung einer bestimmten Höchstspannung, welche an den Variatoreri auftritt, die Abschaltung oder Kurzschließung des Motorstromkreises oder sonstige Schutzschaltungen für denselben veranlaßt.

In der Regel sind besondere Schutzwiderstände erforderlich. Es können aber an sich schon im Anlasserkreis vorhandene Widerstände, z. B. die Rotorwicldungswiderstände von Induktionsmotoren bei einstufigem Anlassen mit Variatoren, als solche dienen.

In Fig. ι ist ein Handanlasser dargestellt, bestehend aus einem Hebel H, welcher in der gezeichneten Stellung das gesamte Stromkreisnetz unterbricht, bei Weiterdrehung auf das Schleifstück T die Widerstände W₁, W₂, die Variatoren V und den Motoranker M in Reihe einschaltet, bei Weiterdrehung auf das Schleif- · stück U sodann, nachdem der Motor eine angemessene Tourenzahl erreicht hat (bei 220 Voltanlagen entsprechend etwa 110 Volt Anker- spannung), den Widerstand W₁ aus Nickelin o. dgl. abschaltet und endlich bei Weiterdrehung auf das Schlußstück Z auch die vor dem Motoranker verbliebenen Variatoren V nebst dem kleinen Widerstände TF₂ (ebenfalls aus Nickelin) kurzschließt.

Wie ersichtlich, würden im obigen Falle noch 110 Volt Restspannung im Augenblick der Berührung von H mit U durch W₂ und V aufzunehmen sein. Wird jetzt z. B. augenommen, daß sich der Motor M nicht sofort beschleunigt, so würden die Variatoren, die z. B. der Ersparnis halber nur für eine Höchstspannung von 55 Volt in obigem Falle bemessen sind, wahrscheinlich zerstört werden, da sie den plötzlichen Spannungsstoß von 110 Volt nicht aushalten können, wenn sie nicht durch den kleinen Widerstand W₂ geschützt wären. Bemißt mail diesen nur so groß, wie dem Widerstände der kalten Variatoren entspricht, z. B. ¹I₂ Ohm, wenn die Variatoren anfangs V₂ Ohm besitzen, so werden von den 110 Volt rund 55 Volt von dem Widerstände W₂ noch aufgenommen werden, so daß die Variatoren nicht über 55 Volt erhalten. Wenn sich der Motor alsdann weiter beschleunigt, so sinkt die Restspannung von 110 Volt, so daß trotz der eintretenden Er-

(2. Auflage, ausgegeben am 24. April igi2.)

hitzung der Variatoren und der Widerstandszunahme derselben die Verhältnisse doch selbst bei schwerem Anlauf des Motors mit Leichtigkeit so gewählt werden können, daß die Spannung an den Variatoren die Grenze von 55 Volt nicht überschreitet. .

Man kann dies für schwierige Verhältnisse durch geringe Vergrößerung des Widerstandes W₂, wie ohne weiteres klar, mit Sicherheit

ίο erreichen. Der Widerstand W₂ soll lediglich bewirken, daß der betriebsmäßig unvermeidliche, aber nur einen kleinen Bruchteil einer Sekunde währende Spannungsstoß von z. B. no Volt das an die Variatoren V angeschlossene Schutzrelais R noch nicht erregen kann. Die Erscheinung beruht somit auf einer Art von »Spannungsverschiebung«, welche zwischen den konstanten Widerständen W₂ und den Variatoren V eintritt, indem erst mit zunehmender Erwärmung der Variatoren die Spannung an diesen ansteigt. Erst dann also wächst die Spannung an V, ■ wenn die Variatoren Zeit gehabt haben, ihren Widerstand zu erhöhen, und diese »Schutzzelt« genügt für alle Be-

S5 triebsverhältnisse, um einerseits durch den lediglich momentanen Spannungsstoß das Schulzrelais nicht zu betätigen, andererseits bei wirklicher Überlastung die Variatören zu schützen.

Beschleunigt sich z.B. in letzterem Falle der Motor nicht genügend bei fortgesetzter Drehung des Hebels und werden 55 Volt an den. Variatoren schließlich überschritten, so wird das Relais R ansprechen und z. B. in Fig. ι bei α b einen Kurzschluß herbeiführen, der die Sicherung S zum Abschmelzen bringt. Das Relais R spricht also selbsttätig an, wenn z. B. der Motor gar nicht anläuft oder bei Überlastung sich nach Anlauf nicht weiter beschleunigt, oder wenn ein Teil der Variatoren defekt, der Rest also überlastet ist, oder wenn man den Hebel bei Handanlassern übermäßig schnell über die Kontakte bewegt. Dagegen ist durch den Zusatzwiderstand W₂ ein unerwünschtes Funktionieren des Schutzrelais bei normalen Verhältnissen verhütet.

Fig. 2 stellt die Einrichtung an selbsttätigen Variationsanlassern dar. Nach Schließung des Hauptschalters / läuft der Motor M an, dessen Feld bei N dargestellt ist. Das Schutzrelais R ist wie vorhin an die Variatoren V angeschlossen. Bei einer Spannung von etwa no Volt ■— in obigem Beispiel — wird das erste Relais X, welches an den Anker des.

Motors angeschlossen ist, erregt und schaltet bei c d den Widerstand W₁ und W₂ ab. Die Restspannung von z. B. 110 Volt wird nun von dem übrigbleibenden kleinen Widerstände W₃ und den Variatoren V zusammen aufgenommen. Erst wenn nunmehr der Motoranker etwa 200 Volt Gegenspannung erreicht hat, wird das an ihn ebenfalls angelegte Relais Y erregt und schließt bei e f den gesamten Vorschältwiderstand einschließlich der Variatoren kurz.

Wenn das Schutzrelais R im Störungsfalle, wie erläutert, anspricht, so schließt es bei a b einen Stromkreis, in welchem sich z.B. noch der Widerstand W₁ befinden kann, um nicht durch einen starken Kurzschluß, sondern nur durch genügenden Überstrom die Sicherung S zum Abschmelzen zu bringen.

Man kann auch statt der beiden Einzelrelais X- und Y ein zweistufiges Relais benutzen oder auch einen Zentrifugalschalter oder bekannte Einrichtungen mit Zeitabschaltung (Luftpumpe o. dgl.) und so entweder mit Hand- oder mit selbsttätiger oder mit Fernbeeinflussung arbeiten, da durch das Schutzrelais jede Gefährdung der Variatoren verhütet ist. Auch für . das, Schutzrelais lassen sich statt des Anschlusses an die Variatoren andere Schaltungen, stets jedoch auf Grundlage des vorher erläuterten Prinzips anwenden.

In Fig. 3 ist die Einrichtung für Drehstrommotoren dargestellt, wobei der Stator A durch einen Fernschalter / geschaltet wird, sobald man dessen Wicklung durch den Schalter D erregt. Alsdann läuft der Rotor B an,., wobei er. zweckmäßig von vornherein durch die Variatoren V₁, V₁₁, V_1n und erforderlichenfalls konstante Zusatzwiderstände W₁, W_n, W₁₁₁ geschlossen ist. In diesem Falle vertreten die Widerstände W₁, W_n, W_1n die Stelle des Widerstandes W₂ in Fig.' 1 bzw. W₃ in Fig. 2, oder falls konstante Widerstände W₁, W_n, W₁₁₁ gar nicht gebraucht werden, bilden die Eigenwiderstände der Wicklungen, des Rotors die für die Wirkungsweise erforderlichen Schutzwiderstände für die Variatoren. Ein Zeitrelais X, welches mit. geeigneter Zeitdämpfung P versehen ist, wird sofort bei Schließung von D mit erregt und schließt bei ede den Rotor kurz, wenn eine angemessene Anlaufszeit verstrichen ist. Bei zweistufigem Anlassen sind, wenn die konstanten, in der ersten Anlaßstufe liegenden Widerstände zu früh abgeschaltet werden in der zweiten Variatorenstufe kleine Schutzwiderstände mit den Variatoren in Reihe geschaltet, und diese wirken dann wie oben erläutert. Die' Einrichtung arbeitet auch bei einstufigern Anlassen, wie oben angegeben, wenn keine besonderen Zusatzwiderstände den Variatoren vorgeschaltet sind, da dann die Eigenwiderstände der Wicklungen im Rotor selbst als solche wirken, sobald eine die zulässige Spannung der Variatoren übersteigende Spannung an diesen auftritt, denn man wird häufig der Ersparnis halber die Variatoren nicht für die volle zwischen zwei Schleifringen bei Stillstand herrschende Spannung bemessen, sondern vielleicht nur für ¹Z₂

bis ²/₃ dieser Spannung. Bei einigermaßen schnellem Anlaufen genügt dies auch, bei erheblichen Überlastungen oder großem Trägheitsmoment spricht im -äußersten Falle das Schutzrelais an und schließt bei nur einstufigem'Anlassen sofort die Variatoren bzw. den ganzen Rotorkreis kurz.. Auf diese Weise also erspart man auch selbst bei einstufigem Anlassen die Kosten, welche durch Rücksichten auf eventuell besonders schwierige Anlaufsverhältnisse, die nur selten vorkommen, bedingt werden, und schützt sich ferner für den Fall von gelegentlichen Defekten einzelner Variatoren. Äußerstenfalls würden, z. B. bei Nichtanlauf des Motors und eintretendem Kurzschluß durch das Schutzrelais die Statorsicherungen zum Abschmelzen kommen oder ein Schalter geöffnet werden können usw.
In Fig. 3 erfolgt die Abschaltung derart, daß das Relais R, welches normal durch ein' Kontaktstück I die beiden Federn f_x f^ schließt, bei Erregung durch Überspannung an den Variatoren V₁ die Wicklung des Fernschalter / unterbricht, da bei Anziehen des Relaisankers ein Isolierstück η zwischen die Federn f_x f₂ tritt. Zur Wiedereinschaltung des Stromkreises ist, wie ersichtlich, ein Herunterdrücken des Knopfes K erforderlich, denn, wenn tier Relaisanker selbsttätig in die Schlußstellung für die Kontakte fj f₂ zurückginge, würde ein-Selbstunterbrechcrspiel eintreten, da ja die Spannung an den Variatoren alsdann immer zwischen dem Maximum und Null (bei Aus- · schaltung) wechselt.

Statt· der Schutzwiderstände W können bei Wechsel- und Drehstrom auch Drosselspulen verwendet werden.

Durch die nunmehr mögliche Momentanüberbeanspruchung der Variatoren kann die Schnelligkeit ihrer Erhitzung und dabei ihrer Selbstveränderung erheblich gesteigert werden, was zur Verbesserung der Variatoren wirkung, führt.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Einrichtung zum Schütze von Anlaßvorrichtungen , für Elektromotoren mit Anlaßwiderständen aus Leitern mit hohem positiven Temperaturkoeffizienten (Variatoren), dadurch gekennzeichnet, daß in die die Variatoren enthaltende Anlaßstufe mit diesen in Reihe ein Widerstand mit geringem Temperaturkoeffizienten geschaltet ist, .i.der kurze ÜberlastungsstromstöBe aufnimmt, aber die Einwirkung langer dauernder Überlastungsstöße auf die Variatoren , nicht verhindert, so Saß im letzten Falle in bekannter Weise ein an die Variatoren geschaltetes, durch den an ihnen zufolge ihrer Erhitzung auftretenden Spannungsabfall selbstätig ansprechendes Relais die Abschaltung oder -Kurzschließung des Motorstromkreises oder sonstige Schutzschaltung für denselben veranlaßt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.