DE229076C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

-JV* 229076-KLASSE 21 c. GRUPPE-JV * 229076-CLASS 21 c. GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. April 1908 ab.Patented in the German Empire on April 28, 1908.

Bei gewissen Verwendungen von Elektromotoren ist es notwendig, zu vermeiden, daß der Anlaßwiderstand zu schnell ausgeschaltet wird, damit nicht zu großer Anlaufstrom entsteht. Dafür kann auch der Widerstand, bei einer Belastungsvermehrung z. B., ganz oder teilweise in den Stromkreis wieder eingeschaltet werden. Die Erfindung betrifft nun empfindliche, einstellbare Relais, von denen je einsIn certain uses of electric motors it is necessary to avoid that the starting resistor is switched off too quickly so that the starting current is not too high. For this, the resistance, in the event of an increase in load z. B., fully or partially switched back into the circuit will. The invention now relates to sensitive, adjustable relays, one of which each

ίο in Reihe mit je einer Widerstandsstufe des Arilaßwiderstandes für den Anker geschaltet wird, so daß der Strom in der Relaisspule jeweils dem Strom in der betreffenden Widerstandsstufe entspricht. Das betreffende Relais wird also angezogen, wenn die Widerstandsstufe eingeschalteNßt, und wenn der Strom in der Widerstandsstufe^gjjien bestimmten Wert überschreitet. Es wirkt üäbei mechanisch oder elektrisch auf Schalter, die den Widerstand bedienen. ίο in series with one resistance level each Arilaßharzes is switched for the armature, so that the current in the relay coil respectively corresponds to the current in the resistance level concerned. The relay in question is therefore attracted when the resistor stage is switched on and when the current is in the value determined for the resistance level exceeds. It has a mechanical or electrical effect on switches that operate the resistor.

Die Erfindung läßt sich sowohl für Gleichstrommotoren wie Mehrphasenmotoren verwenden. Ebenso ist sie für jede Art des Anlassens zu benutzen, so z. B. für Anlassen von Hand oder auch für selbsttätiges Anlassen, wobei letzteres entweder durch einen besonderen Regler für die das selbsttätige Anlassen bewirkenden elektromagnetischen Schalter oder auch ohne diesen Regler durch die z. B. an der Ankerspannung liegenden Schalter allein bewirkt werden kann.The invention can be used for both DC motors how to use polyphase motors. It can also be used for any kind of start-up, e.g. B. for starting Hand or for automatic starting, the latter either by a special one Regulator for the automatic starting electromagnetic switch or even without this controller through the z. B. causes the armature voltage switch alone can be.

Fig. ι zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, wobei der Motor durch einen von der Hand bedienten Regler und empfindliche Relais i, 2, 3 gesteuert wird, die je mit einem der Anlaßwiderstände des Motors hintereinander oder aber zu diesen in Nebenschluß geschaltet sind. Es werden also die Relais nur dann vom Strom durchflossen, wenn die entsprechenden Widerstände selbst Strom erhalten. Die Relais sind so eingerichtet, daß sie ansprechen, wenn die Stromstärke in ihnen um einen gewissen Betrag den normalen Strombetrag überschreitet. Sprechen sie an, so öffnen sie die Schalter II, III, IV und schalten damit die beim Anlassen durch den Hands teuerapparat kurzgeschlossenen Anlaßwiderstände wieder vor den Anker. Dies kann eintreten, wenn der Regler z. B. zu schnell gehandhabt wird und plötzlich z. B. in die Stellung 3 geführt wird. Der Strom überschreitet dann in dem hinter der Schaltstufe C liegenden Relais 2 seinen Grenzwert, und das Relais öffnet den Schalter III, welcher den Widerstand R₂ einschaltet, so daß der Strom unabhängig von der Willkür des Bedienenden auf seinen richtigen Wert herabsinkt. Ist der Strom genügend geschwächt, hat also der Motor eine der Stellung des Reglers entsprechende Geschwindigkeit erreicht, so schließt sich der Schalter III selbsttätig wieder vom Relais 2 aus. Ebenso wird, wenn der Motor unter Ausschaltung aller Widerstände normal läuft und eine Belastungsveränderung eintritt, die seinen Strom ansteigen läßt, das dauernd im Stromkreis liegende Relais 3..ansprechen, öffnet den Schal-Fig. Ι shows an embodiment of the invention, wherein the motor is controlled by a manually operated controller and sensitive relays i, 2, 3, which are each connected to one of the starting resistors of the motor in series or to these in shunt. The relay will only have current flowing through it if the corresponding resistors themselves are receiving current. The relays are set up so that they respond when the current strength in them exceeds the normal amount of current by a certain amount. If they respond, they open switches II, III, IV and thus switch the starting resistors, which were short-circuited by the handheld control device when starting, back to the armature. This can occur if the controller z. B. is handled too quickly and suddenly z. B. is performed in position 3. The current then exceeds its limit value in relay 2 located behind switching stage C , and the relay opens switch III, which switches on resistor R ₂ , so that the current drops to its correct value regardless of the operator's discretion. If the current is sufficiently weakened, that is, if the motor has reached a speed corresponding to the position of the controller, then switch III is automatically disconnected from relay 2 again. Likewise, if the motor runs normally with the disconnection of all resistors and a change in load occurs which causes its current to increase, the relay 3, which is permanently in the circuit, will respond, and the switch

ter IV und schaltet den Widerstand i?_s ein. Die Geschwindigkeit nimmt dann ebenso wie der Strom ab. Wenn die Abnahme nicht ge- | nügt oder nicht schnell genug vor sich geht, so ' schaltet auch noch das Relais 2 mittels des Schalters III den Widerstand R₂ und so fort. Fällt dagegen die Belastung wieder, so gehen Relais 2 und 3 selbsttätig in ihre Anfangslage zurück und schalten dabei vermittels der Schalter III und IV die Widerstände R₂ und Ro nacheinander wieder aus dem Stromkreis aus.ter IV and switches the resistor i? _s a. The speed then decreases as does the current. If the decrease does not go | If it is sufficient or does not go on fast enough, the relay 2 also switches the resistor R ₂ by means of the switch III and so on. If, on the other hand, the load drops again, relays 2 and 3 automatically return to their starting position and, by means of switches III and IV, switch off resistors R ₂ and Ro one after the other from the circuit.

Fig. 2 zeigt die Anordnung bei einem Motor mit Dreiphasenstrom. Die Relais 1, 2, 3, welche in diesem Falle aus lameliiertem Eisen hergestellt werden, sind in Reihe mit den einzelnen Widerstandsstufen einer der Phasen geschaltet und wirken mittels der dreipoligen Schalter II, III, IV gerade so, wie dies eben für den Gleichstrommotor in Fig. 1 beschrieben wurde. Die dreipoligen Schalter IV, III, II schalten die Gruppen der Widerstände A₈, R/, R₃", R₂, R₂', R₂" und R₁, R₁', R₁" bei Überlastung in den Stromkreis des Motorankers. Fig. 2 shows the arrangement in a motor with three-phase current. The relays 1, 2, 3, which in this case are made of laminated iron, are connected in series with the individual resistance levels of one of the phases and, by means of the three-pole switches II, III, IV, work just as they do for the DC motor in Fig. 1 has been described. The three-pole switches IV, III, II switch the groups of resistors A ₈ , R /, R ₃ ", R ₂ , R ₂ ', R ₂ " and R ₁ , R ₁ ', R ₁ " into the circuit of the when overloaded Motor armature.

Die Fig. 3 zeigt ein Schema gleicher Anlage mit einem von Hand bedienten Anlasser, der mittels magnetischer Spulen die Schalter I bis IV beeinflußt.Fig. 3 shows a scheme of the same system with a manually operated starter, the influenced switches I to IV by means of magnetic coils.

Bringt man den Hebel des Handanlassers in die aufeinanderfolgenden Stellungen A, B, C₁ D, so schickt man Strom nacheinander in die Wicklungen der magnetischen Schalter I, II, III, IV. Nach Maßgabe ihres Schlusses schließen diese Schalter nacheinander die Widerstände R₁, R₂, R_x kurz. Die Spulen der Relais 1 und 2 liegen in Reihe mit den Widerständen R₂, R₃. Das Relais 3 ist in Reihe mit dem Motor gelegt. Die Relais 1, 2, 3 schließen bei angezogenem Anker die Wicklungen der magnetischen Schalter II, III, IV kurz. Endlich bewirken die Hilfsschalter Z und Y, daß die Schalter II, III, IV stets in der richtigen Reihenfolge geschlossen werden, indem der Hilfsschalter Z, der bei Offenstellung des Schalters II geschlossen ist, die Spule des Schalters III kurzschließt und dessen Schließung verhindert, solange er nicht geöffnet, d. h. Schalter II geschlossen ist. In derselben Weise wirkt der mit dem Schalter III gekuppelte Hilfsschalter Y auf den Schalter IV ein. Diese Anordnung eignet sich unter anderem für den Anlauf und die Regelung des Motors eines Walzwerkes. Der Anlauf geschieht, wie vorbeschrieben. Den Relais 1 bis 3 zufolge kann aber der Strom während des Anlaufes den vollen Belastungsstrom nicht überschreiten. Nimmt man an, das Walzwerk sei in voller Geschwindigkeit, so tritt in dem Augenblick, in welchem das Werkstück eingreift, ein heftiger Stromstoß auf. Wenn dieser nun den für volle Belastung normalen Stromwert überschreitet, so wird das Relais 3 angezogen und die Spule des Schalters IV kurzgeschlossen. Der Schalter IV öffnet sich, und der Widerstand R₃ ist in den Stromkreis geschaltet. Hierdurch vermindert sich die Geschwindigkeit des Motors, und die lebendige Kraft des Schwungrades unterstützt den Motor, um den Widerstand zu überwinden. Gleichzeitig mit dem Widerstand R₃ ist das Relais 2 in den Stromkreis eingeschaltet. Ist der Strom immer noch zu stark, so schließt es durch Anzug seines Ankers die Spule des Schalters III kurz, deren Anker abfällt und den Widerstand R₂ und die Spule das Relais 1 einschaltet. Die Geschwindigkeit des Motors sowie der Strom, den er aufnimmt, werden sich also immer noch verringern. Wenn die Belastung dagegen abnimmt, so vermindert sich der Strom in den Spulen der Relais 2 und 3, die die Schalter a und b von neuem öffnen und die Spulen der Schalter III und IV außer Kurzschluß setzen. Die Kontakte Z und Y wirken dabei in der oben beschriebenen Weise, indem sie beim Ansprechen der Relais geöffnet werden und durch Kurzschließen der Spulen III und IV und Freigeben derselben bei ihrer öffnung verhindern, daß die Schalter III und IV nicht eher geschlossen werden können, bevor nicht die vorhergehenden Schalter II bzw. III geschlossen sind. Auf diese Weise werden die Widerstände nacheinander aus dem Stromkreis des Motors ohne heftigen Stoß ausgeschaltet, während dieser allmählich auf volle Geschwindigkeit kommt. Über dem Relais 1 ist eine Funkenziehspule angedeutet.Bring to the lever of the manual starter in the successive positions A, B, C ₁ D, one sends current successively in the windings of the magnetic switch I, II, III, IV. In accordance with their circuit these switches close sequentially, the resistors R _1, R ₂ , R _x short. The coils of the relays 1 and 2 are in series with the resistors R ₂ , R ₃ . The relay 3 is placed in series with the motor. The relays 1, 2, 3 short-circuit the windings of the magnetic switches II, III, IV when the armature is attracted. Finally, the auxiliary switches Z and Y ensure that the switches II, III, IV are always closed in the correct order by the auxiliary switch Z, which is closed when the switch II is open, short-circuits the coil of the switch III and prevents it from closing for as long it is not open, ie switch II is closed. The auxiliary switch Y coupled to switch III acts in the same way on switch IV. This arrangement is suitable, among other things, for starting up and controlling the motor of a rolling mill. The start-up happens as described above. According to relays 1 to 3, however, the current cannot exceed the full load current during start-up. If one assumes that the rolling mill is at full speed, a violent current surge occurs at the moment in which the workpiece engages. If this now exceeds the normal current value for full load, the relay 3 is attracted and the coil of the switch IV short-circuited. Switch IV opens and resistor R ₃ is connected into the circuit. This reduces the speed of the engine and the living force of the flywheel helps the engine to overcome the resistance. At the same time as the resistor R ₃ , the relay 2 is switched on in the circuit. If the current is still too strong, it short-circuits the coil of switch III by pulling in its armature, the armature of which drops out and the resistor R ₂ and the coil switches on the relay 1. So the speed of the motor, as well as the current it draws, will still decrease. If, however, the load decreases, the current in the coils of the relays 2 and 3 decreases, which open the switches a and b again and put the coils of the switches III and IV out of short-circuit. The contacts Z and Y act in the manner described above, in that they are opened when the relays respond and by short-circuiting the coils III and IV and releasing them when they open, prevent the switches III and IV from being closed before the previous switches II or III are not closed. In this way, the resistors are switched off one by one from the circuit of the motor without a violent shock as it gradually comes to full speed. A spark pulling coil is indicated above the relay 1.

Die Vorzüge dieser Einrichtung sind zufolge der Kurzschließung der Schalterspulen durch die Relais 1, 2, 3 die nur in bestimmter Reihenfolge gesicherte Öffnung der Schalter IV, III, II bei Überlast und die durch die Schalter Z, Y ebenso gesicherte Reihenfolge der Schließung der Schalter II, III, IV beim Anlauf bzw. beim Wiederauftourenkommen des Motors. Dies würde nicht der Fall sein, wenn z.B. die Relais 1 und 2 in Reihe mit dem Relais 3 lägen, statt daß jedes in Reihe mit einer Widerstandsstufe geschaltet ist. Dann würden sich bei einer heftigen Stromzunahme, z. B. bei einem Walzwerk, mehrere der Unterbrecher IV, III und II gleichzeitig öffnen und dadurch einen zu großen Geschwindig'keitsabfall herbeiführen. Das letztere kann bei der beschriebenen Einrichtung, nicht eintreten, da die Schalter nur Schritt für Schritt abfallen und darauf die Geschwindigkeit des Motors sofort allmählich wieder erhöht wird, sobald die Überlastung nachläßt.The advantages of this device are, due to the short-circuiting of the switch coils by the relays 1, 2, 3, the opening of the switches IV, III, II in the event of overload, which is only secured in a certain sequence, and the sequence of closing the switch II , which is also secured by the switches Z, Y , III, IV when starting or restarting the engine. This would not be the case if, for example, relays 1 and 2 were in series with relay 3, instead of each being connected in series with a resistor stage. Then with a violent increase in current, e.g. B. in a rolling mill, several of the breakers IV, III and II open at the same time and thereby bring about a drop in speed that is too great. The latter cannot occur with the device described, since the switches only drop off step by step and then the speed of the motor is immediately gradually increased again as soon as the overload subsides.

Fig. 4 zeigt eine vollständig selbsttätige Anordnung für das Anlassen. Die Anlage des Hauptstromkreises und des Stromkreises derFigure 4 shows a fully automatic cranking arrangement. The plant of the Main circuit and the circuit of the

Relais ι, 2 und 3 ist vollständig mit der, die bei Fig. 3 beschrieben wurde, identisch. Schließt man den Schalter I, so fließt ein Strom von der Leitung — L durch den Widerstand r und die Spule des magnetischen Schalters I nach + L. Der Schalter I schließt sich und öffnet den Kontakt X. Der Hauptstrom geht von + L durch Schalter I und alle Widerstandsstufen und Relais 1 bis 3 und den Motoranker nach — L. Das Feld des Motors ist ebenfalls über den Schalter I eingeschaltet, und der Motor beginnt sich zu drehen. Sobald die Spannung an den Klemmen des Ankers genügend groß geworden ist, schließt sich der Schalter II, da seine Spule infolge der Öffnung des Schalters X von den Klemmen des Motorankers Strom über die Kontakte Z und Y, T, welche geschlossen bleiben, erhält. Schließt sich der Schalter II, so schließt er den Anlaß widerstand R₁ kurz und öffnet den Kontakt Z. Hierdurch wird die Spule des Schalters III erregt und mit der des Unterbrechers II in Reihe geschaltet. Der Motor beschleunigt sich, die Spannung an seinen Klemmen steigt, und wenn sie genügend hoch ist, schließt sich der Schalter III und so fort, bis der Motor die volle Umdrehungsgeschwindigkeit hat. Durch die Öffnung des Schalters T wird der bekannte Sparwiderstand T₁ für die elektromagnetischen Schalter eingeschaltet. Relay ι, 2 and 3 is completely identical to that which was described in FIG. 3. When switch I is closed, a current flows from line - L through resistor r and the coil of magnetic switch I to + L. Switch I closes and opens contact X. The main current goes from + L through switch I. and all resistance levels and relays 1 to 3 and the motor armature to - L. The field of the motor is also switched on via switch I, and the motor begins to turn. As soon as the voltage at the terminals of the armature has become sufficiently high, switch II closes because, as a result of the opening of switch X , its coil receives current from the terminals of the motor armature via contacts Z and Y, T, which remain closed. When the switch II closes, it short-circuits the starting resistor R ₁ and opens the contact Z. This energizes the coil of the switch III and connects it in series with that of the interrupter II. The motor accelerates, the voltage at its terminals increases, and when it is high enough, switch III closes and so on until the motor has the full speed of rotation. By opening the switch T , the known economy resistor T ₁ for the electromagnetic switch is switched on.

Diese Anordnung kann unter anderem für elektrische Spills von Bedeutung sein. Wenn man den Schalter I schließt, der im vorliegenden Falle ein Pendel sein kann, so läßt man den Motor leer an. Wenn sich das Zugseil für die in Bewegung zu setzenden Massen spannt, so verlangsamt der Motor seinen Lauf und nimmt starken Strom auf. Steigt dieser über den normalen Wert, so arbeiten die Relais 3, 2, ι nacheinander, wie dies in bezug auf Fig. 3 auseinandergesetzt ist, und schalten die Anlaßwiderstandsstufen R_s, R₂, R₁ in den Stromkreis. Läßt der Strom nach Maßgabe der sich in Bewegung setzenden Massen nach, so öffnen sich die Schalter a, b, c von neuem nacheinander und gestatten das Wiederschließen der Schalter II, HI, IV und schalten damit die Widerstände R₁, R₂, R_s nach Maßgabe der ansteigenden Geschwindigkeit des Motors wieder kurz.This arrangement can be important for electrical capstans, among other things. If you close switch I, which in the present case can be a pendulum, the engine is left empty. When the pulling rope for the masses to be set in motion is tightened, the motor slows down and absorbs a strong current. If this rises above the normal value, the relays 3, 2, ι work one after the other, as explained with reference to FIG. 3, and switch the starting resistor stages R _s , R ₂ , R ₁ into the circuit. If the current decreases in accordance with the masses that are set in motion, switches a, b, c open again one after the other and allow switches II, HI, IV to close again, thus switching resistors R ₁ , R ₂ , R _s again briefly depending on the increasing speed of the motor.

Claims

Patent Claims:

1. Device for controlling electric motors with armature current flowing through them, the relays monitoring the resistance switches, characterized in that each one of the relays in a known manner connected in series with one resistance level each of the starting resistance of the motor is such that it is simultaneous with the resistance stage through the resistance switch is short-circuited, and that a permanently switched into the circuit of the motor Relay monitors the resistance switch of the last resistance stage, for the purpose of overloading the motor to cause the starting resistor to be switched on again. .

2. Device according to claim!, Characterized characterized in that each of the relays shorted the resistance switch in front of it when the engine was started Resistance stage is monitored in such a way that it results from a load current value exceeding its limit current The switch is opened and the resistance stage concerned is switched on again causes, for the purpose of overloading, a consecutive, automatic restart of the starting resistor stages in the reverse order of their deactivation during start-up.

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the resistance switches Auxiliary switches are arranged, each of which is closed in the next sequence when the engine is started Switch monitored in such a way that the switching off of the resistance stages when starting in a certain order is effected.

1 sheet of drawings.