DE2942206C3 - Selbsttätige Stufenschalteinrichtung mit Stufenschützen zum Schalten der Stufenwiderstände einer Anlaßvorrichtung für einen elektrischen Motor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Stufenschalteinrichtung mit Stufenschützen zum Schalten der Stufenwiderstände einer Anlaßvorrichtung für einen elektrischen Motor nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Stufenschalteinrichtung ist zum Anlassen von Drehstrommotoren mit Schleifringläufer aus dem Siemens-Katalog NSO/NVO 1976 (Seiten 5/44 bis 46, insbesondere Seite 5/45) bekannt. Sie kann ebenso für Gleichstrommotoren verwendet werden, an Stelle einer in Bild 605/S. 261 5. Auflage des Buches von Lehmann »Die Elektrotechnik und die elektrischen Antriebe« gezeigten Schützensteuerung mit Zeitwächtern.

Diese bekannten Schützensteuerungen haben ebenso wie die aus dem Siemens-Katalog NS3 1977 (Seiten 2/2 ff., insbesondere 2/13 und 2/18) bekannten ölgekühlten Anlasser 3PA1 mit schrittweise motorangetriebenen Nockenstufenschaltern für die ölgekühlten Stufenwiderstände mit Zeitschaltgliedern in Folgeschaltung zur ϊ zeitlichen Verlängerung der Schaltschritte den Nachteil, daß bei Ausfall eines Stufenschützes, Zeitschaltgliedes oder Blockierung des Schrittschaltmotors der Anlaßvorgang nicht zu Ende geführt werden kann, sondern auf der fehlerbehafteten Schaltstufe beendet wird, so

in daß der Motor seine Enddrehzahl nicht erreichen kann und die nur für den relativ kurzdauernden Stufenbetrieb ausgelegten Stufenwiderstände zerstört werden können.

Bei ölgekühlten Anlassern, bei denen das öl sowohl als Wärmespeicher ais auch als Isolierflüssigkeit beim Schalten benutzt wird, wird die Öltemperatur bekannterweise überwacht und bei Erreichen einer gefährlichen Öltemperatur der anzulassende Motor vom Netz getrennt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einer Stufenschalteinrichtung nach dem Oberbegriff, die sowohl luftgekühlte als auch insbesondere ölgekühlte Stufenwiderstände aufweist, bei Ausfall mindestens eines Zeitschaltgliedes und/oder eines Stufenschützes den Anlaßvorgang unter Überspringen der defekten Stufe zu Ende zu führen oder den Motor wenigstens auf der letzten Widerstandsstufe (Kurzschließstufe) zu betreiben. Letzteres ist ohne Schwierigkeiten möglich, da die Widerstände der Kurzschließstufe nur einen

ω relativ geringen Widerstandswert haben und somit Motornennstrom aushalten.

Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch die Maßnahmen nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1.

J5 Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von weiteren Ansprüchen.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für einen Anlasser mit ölgekühlten Stufenwiderständen nachfolgend näher erläutert

Ein Drehstrommotor M mi; Schleifringläufer ist durch Hauptkontakte sm 1 eines Motorschützes (oder Motorschalters) SM an die Leitungen L 1, L 2, L 3 eines Drehsiromnetzes anschaltbar. Hierzu ist zur Erregung 'des einerseits unmittelbar an eine Potentialleitung N angeschlossenen Motorschützes SAf dieses über die Reihenschaltung von Öffnern s 11 bis s 61 in Reihe mit einem die Isolierflüssigkeit überwachenden, bei gefährlicher öltemperatur öffnenden Thermoschalter TS1 und einem EIN-AUS-Taster EAS mit der Leitung L1 verbindbar. Die Reihenschaltung aller Öffner s 11 bis s%\ ist von einem als Selbsthaltekontakt wirkenden Schließer smdes Motorschützes SMüberbrückt.

Zum stufenweisen Schalten der dreiphasigen ölgekühlten Stufenwiderstände R 1 bis R 6 im Läuferkreis dienen dreiphasige Schließer S13 bis S63. Die Schließer j 13 bis 563 und die Öffner s 11 bis s61 gehören ebenso wie weitere öffner 5 1 bis 56 und ein Schließer s62 zu Stufenschützen mit den Stufenschützspulen Sl bis S6. Die das Kurzschließen des Läufers mittels des Schließers s63 bewirkende Stufenschützspule S 6 ist über die vorgeschalteten parallelen Schließer 5 62 und reb eines Zeitrelais RE6 unmittelbar dem Motorschütz SM parallelgeschaltet, d. h. an die Potentialleitung N und eine die öffner 5 1 bis 56 enthaltende Hilfsleitung HL angeschlossen, wobei der Stufenschütz.spule S6 eine Lampe L 7 parallelliegt. Hinter dem Anschluß der Stufenschützspule S6 an die Hilfsleitung HL ist der Öffner s6 angeordnet und zwischen diesem und dem

öffner s5 sowohl eine gemeinsame Leitung GL für parallel an die Potentialleitung N angeschlossene Zeitrelais RE1 und RE6 als auch an die Potentialleitung N gelegte Reihenschaltung eines Schließers reS des Zeitrelais RE5 mit der Stufenschützspule 55 samt paralleler Lampe L 6 angeschlossen. Fortlaufend sind dann zwischen solchen benachbarten Öffnern s 5 bis 51 die Reihenparallelschaltungen aus Öffnern re4 bis re I₁ Stufenschützspulen 54 bis 51 und Lampen L5 bis LI vorgesehen und über den öffner s 1 eine Lampe L 1 mit der Potentialleitung Nverbindbar.

Der EIN-AUS-Taster £45 mit zwei gleichzeitig betätigbaren Umschaltkontakten I und II ist als Schlüsselschalter direkt am Anlassergehäuse, ebenso wie die Lampen LX bis L 7, angebracht. Eine Fernbetätigung mit nicht dargestellten Schaltern kann über Klemmen paralleigsschaitet werden. Beim Einschalten des Tasters £45 nach rechts erhält das Motorschutz SM über den Umschaltkontakt II Spannung und schließt mittels der Hauptkontakte sw 1 den Ständer des Motors an das Netz an. Über den in Mitteisteilung bleibenden UmschaltKontakt I und den in Reihe liegenden Schließer sm bleibt der Stromkreis des Motorschützes SM solange geschlossen, bis der EIN-AUS-Taster £45 durch Verstellen nach links öffnet oder der Thermoschalter TSi anspricht. Die Lampe L 1 leuchtet auf und zeigt damit an, daß der gesamte Anlaßwiderstand wirksam ist. Mit dem Einschalten des Motorschützes SM werden gleichzeitig alle Zeitrelais REi bis RE6 erregt. Die Anspruchverzögerung der Zeitrelais ist verschieden und an die erforderliche kürzeste Anlaßzeit der einzelnen Schaltstufen angepaßt, so daß zuerst das Zeitrelais RE i und fortlaufend nacheinander die übrigen Zeitrelais ansprechen und dabei ihre Schließer re 1 bis re 6 begütigen, so daß entsprechend nacheinander die Stufenschützspulen 51 bis 56 erregt werden und die Stufenschütze ansprechen. Mit dem Erregen der ersten Stufenschützspule 51 wird die Lampe L 2 eingeschaltet, durch den Öffner s 1 die Lampe L 1 ausgeschaltet. Dieser Vorgang wiederhol" sich für folgende Stufen, bis durch Erregen der letzten Stufenschützspule 56 über den Öffner 56 eine Abschaltung aller Zeitrelais und Entregung der vorhergehenden Stufenschützspule 55 erfolgt und die über ihren Schließer 5 62 erregt haltende Stufenschützspule 56 durch Dauerlicht der Lampe L 7 das Kurzschließen des Anlaßwiderstandes anzeigt.

Ein Ausschalten des Motorschützes SM soll dann erfolgen, wenn die Erwärmung des Öles während des Anlassens zu Temperaturen führt, bei denen eine Gasbildung im öl auftraten kann. Um eine Erwärmung auf diese Temperatur zu vermeiden, ist der besagte Thermosohalter TS1 auf eine entsprechende Ansprechschwclle eingestellt Zur Überwachung einer Überschreitung der den einschlägigen Vorschriften entsprechenden öltemperatur, die wesentlich unter der vorgenannten Gefahrtemperatur liegt, ist ein zweiter Thermoschalter TS2 zum Schalten einer Warnvorrichtung, z. B. in Form einer Lampe L 8 vorgesehen. Nach den Vorschriften soll nur so oft hintereinander angelassen werden, bis die niedrigere Grenztemperatur erreicht ist, die bei 90% der zulässigen öltemperatur

liegt. Somit kann ein laufender Anlaßvorgang zu Ende geführt werden, jedoch ist durch das Aufleuchten der Lampe LS angezeigt, daß ein weiterer Anlaßvorgang zur Vermeidung eines Unterbrechens desselben nicht eingeleitet werden soll. Ein Erlöschen der Lampe LS zeigt an, daß die öltemperatur wieder soweit abgesunken ist, daß ein weiterer Anlaßvorgang erfolgen kann. Der EIN-AUS-Taster £45als Schlüsselschalter erlaub'.. die Anlasserbetätigung vor Ort und gibt bei abgezogenem Schlüssel die Gewähr für die Vermeidung unzulässiger mißbräuchlicher Anlasserbetätigungen vor Ort, wobei aber eine Fernbetätigung von einer Zentrale her nicht behindert wird.

Bei ordnungsgemäßem Zustand der Stufenschützspulen 51 bis 56 und der Zeitrelais REi bis RE 6 samt deren Schaltkontakten leuchten bei einwandfreier richtiger Einstellung der Ansprechverzögerungen die Lampen Li bis L 6 nacheinander im Anlaßtakt vorübergehend auf, wobei die Leuchtdauer der jeweils nächstfolgenden Lampe etwa der halben Leuchtdauer der gerade ausgeschalteten Lamn? entspricht, bis die dauernd leuchtend bleibende Lanue L 7 das Ende des ordnungsgemäß verlaufenden Anlaßvorganges kenntlich macht. Eine Abweichung vom Leuchtdauer-Takt der Lampen H bis L 6 oder eine Störung in der Reihenfolge läßt auf unrichtige Zeiteinstellung der Zeitrelais schließen und gibt somit Veranlassung zu einer entsprechenden Korrekturverstellung der Zeitrelais.

Bei Ausfall eines Stufenschützes leuchten die Lampen dieser und der vorhergehenden Stufe auf und zeigen an, daß der Anlaßvorgang bei Überspringen der betreffenden Anlaßstufe unter vorübergehendem gleichzeitigen Wirksamwerden zweier Schaltstufen weiterläuft.

Bei fehlerhaftem Zeitrelais bleibt die Lampe der betreffenden Schaltstufe dunkel. Auch hier ist der gleiche Anlaßablauf wie vorbeschrieben gegeben. Bei Ausfall des Stufenschützes für die Kurzschließstufe gibt die Lampe L 6 der vorangehenden Stufe Dauerlicht.

Da Art und Weise des Fehlers sowie die fehlerhafte Schaltstufe selbst angezeigt wird, kann eine schnelle und einfache Fehlerbeseitigung in der nächsten Betriebspause eingeleitet werden.

An Stelle von zeitverzögert ansprechenden Zeitrelais können zeitverzögert abfallende Zeitrelais vorgesehen sein, die alle gleichzeitig ansprechen und nacheinander, beginnend z. B. mit dem der ersten Widerstandsstufe R 1 zugeordneten Zeitrelais abfallen, wobei dann über deren Öffner die Stufenschütze 51 bis 56 unter Erlöschen ihrer parallelgeschalteten Lampen abfallen und statt der Öffner si bis s6 Schließer vorgesehen sind.

An Stelle der einzelnen Zeitrelais kann auch ein gemeinsamer Zeitintegrator verwendet werden, der den Anstieg der Spannung über die Zeit erfaßt. Im gewünschten Zeittakt der Anlaßsteuerung kann liann je Stufenschütz über einen einstellbaren Widerstand (kleiner Spannungsteiler) ein einfaches Relais angesteuert werden, das das zugehörige Stufenschütz schaltet. Die Widerstände veranlassen dabei die Zeitstaffelung der Stufenschütze.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Selbsttätige Stufenschalteinrichtung mit Stufenschützen zum Schalten der Stufenwiderstände einer Anlaövorrichtung für einen elektrischen Motor, wobei jedem Stufenschütz ein Zeitschaltglied zugeordnet ist, so daß dessen Schließer jeweils im Stromkreis der Stufenschützspule liegt und im Stromkreis der Stufenschützspule des letzten Stufenschützes dem Schließer des betreffenden Zeitrelais ein Schließer des letzten Stufenschützes zur Selbsthaltung parallelgeschaltet ist, daß alle Stufenschützspulen und Zeitschaltglieder einerseits unmittelbar an eine gemeinsame Potentialleitung angeschlossen sind und in der an einen an das Netz anschaltbaren Hilfskontakt einer Motorschalteinrichtung und einer zu diesem Hilfskontakt parallelen Reihenschaltung von Öffnern der Stufenschütz angeschlossenen Hilfsleitung zwischen je zwei Stufenschützspulenkreisen ein Offner des jeweils folgender. Stufenschützes angeordnet ist, wobei von dem öffner des letzten Stufenschützes die Schützspulen der übrigen Stufenschütze und sämtliche Zeitschaltglieder erregungsabhängig sind, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreisen der Stufenschützspulen (Sl bis S 5) der übrigen Stufenschütze jeweils nur ein Schließer (re 1 bis re5) des zugehörigen Zeitschaltgliedes (REt bis RE 5) liegt und daß sämtliche Zeitschaltglieder (RE 1 bis RES) gleichzeitig über eine gemeinsame Leitung (GL) unmittelbar an den in der Hilfsleitung (HL) liegenden öffner (s€) des letzten Stufenschützes (S6) angeschlossen sind.

2. Schalteinrichtung nacii Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeitschaltglieder anzugs- oder abfallverzögerte Zeitrelais (REt bis RE6) vorgesehen sind.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zeitschaltglieder einfache Relais vorgesehen sind, die von einem gemeinsamen Spannungs-Zeitintegratcr nacheinander ansteuerbar sind.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Hilfsleitung (HL) und der Potentialleitung (N)'m Reihe mit dem Öffner (s 1) des ersten Stufenschützes eine Anzeigevorrichtung (L 1) und jeweils parallel zu den Stufenschützspulen (S \ bis S6) zusätzliche Anzeigevorrichtungen (L 1 bis L 7) vorgesehen sind.