DE3129043A1

DE3129043A1 - "schaltanordnung fuer elektrische maschinen"

Info

Publication number: DE3129043A1
Application number: DE19813129043
Authority: DE
Inventors: Robert 4800 Bielefeld Stahlschmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-07-23
Filing date: 1981-07-23
Publication date: 1983-02-03
Also published as: DE3129043C2

Description

Schalt anordnung für elektrische Maschinen
Die Erfindung betrifft eine Schaltanordnung für elektrische Maschinen, insbesondere für einen Einphasen-Wechselstrommotor mit einer Hauptphasenwicklung und einer Hilfsphasenwicklung.
Diese Schaltanordnurlg soll mit einem Wicklungs- und Uberlastungsschutz ausgestattet werden, so daß in einfacher und sicherer Weise/thermischer oder strombedingter Überlastung die Abschaltung des Motors bewirkt und sein unzeitiges Anlaufen verhindert wird, damit weder Personen, nochdie von dem Motor angetriebene Maschine oder das Produktionsgut gefährdet werden. Außerdem soll durch die Schaltanordnung bei Wicklungserwärmung infolge schlechter Motorkühlung.
oder häufig wechselnder Lastverhältnisse ein Ausschalten des Motors erreicht werden.
Diese aufgabe wird bei der Schaltanordnung erfindungsgemäß durch einen innerhalb des Motors angeordneten Wicklungs-Schutzschalter und einen außerhalb es Motors befindlichen, indirekt thermisch auslösbaren und manuell rückstellbaren Schutzschalter gelöst, bei welchem ein Bimetalleiter von einer Heizwicklung mgebe ist.
Der Wicklungs-Schutzschalter ist bevorzugt als Bimetall-Thermoschalter ausgebildet und in die Motorwicklung eingelegt. Es können auch mehrere solche Schutzschalter.in Reihe geschaltet und wahlweise in die Haupt- und die Hilfsphasenwicklung eingesetzt sein.
Bevorzugt ist der Thermoschalter parallel zur Håuptphase-nwicklung des Motors in den Stromkreis der Hilfsphasenwicklunl: geschaltet, wobei die Hauptphasenwicklung untl folie Hilfsphasenwicklung an den Bimetalleiter und die Hilfsphasenwicklung ohne den Thermoschalter zusätzlich an die Heizwicklung angeschlossen sind.
Der Schutzumfang der Erfindung erstreckt sich nicht nur auf die beanspruchten Einzelmerkmale, sondern auch auf deren Kombination.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen: Fig.1 Die Schaltanordnung im eingeschalteten Zustand des Motors; Fig.2 die Schaltanordnung mit geöffnetem Schutz-ChaitCr, geöffnetem Thermoschalter und cladurch bedingtem ausgeschalteten Zustand des.
Motors.
Die erfindungsgemäße Schalt anordnung enthält einen Motor 10 und einen Schutzschalter 11, sowie einen innerhalb des Motors 10 angeordneten, als Thermoschalter 12 ausgebildeten Wicklungs- Schutzschalter. Der Motor 10 ist als Einphasen-Wechselstrommotor mit einer Hauptphasenwicklung 13 und einer Hilfsphasenwicklung 14 ausgebildet. Innerhalb des Stromkreises der Hilfsphasenwicklung 14 befindet sich ein Kondensator 14a,welcher für eine Phasenverschiebung sorgt, damit der Motor 10 beim Einschalten anlaufen kann.
Der Thermoschalter 12 ist ebenfalls in den Stromkreis der Hilfsphasenwicklung 14 geschaltet, wobei dieser Stromkreis parallel zu dem Stromkreis der Hauptphasenwicklung 1.3 geschaltet ist. Diese Anordnung ermöglicht es, eine kleine Bauweise des Thermoschalters 12 auszuwählen, weil der Strom der Hilfsphasenwicklung 14 wesentlich kleiner als der Strom der Hauptphasenwicklung 13 ist. Dadurch, daß der Thermoschalter 12 eine kleinere und schwächere Ausführung bekommt, wird er preisgünstiger.
Die beiden parallel geschaltetenPhasenwicklungen des No tors 10 sind an einem Ende an eine Zuleitung 15 der zur Verfügung stehenden Spannungsquelle unmittelbar geschaltet, wlhrend i an ihrem anderen Ende mit der anderen Zuleitung 16 der Spannungsquelle über den Schutzschalter 11 verbunden Sitld. hier' erfolgt die Verbindung über eine Leitung 17 mit einem Anschluß 18 des Schutzschalters 11.
Der Schutzschalter 11 hat insgesamt drei Anschlüsse, nämlich den mit der Zuleitung 16 verbundenen Anschluß 19, den Anschluß 18 für die Phasenwicklungen des.Motors 10 und einen Anc!iluß 20, weJ.(:her über eine Leitung 21 unter Umgehung des Thermoschalters 12 mit der Hilfsphasenwicklung. 14 und dem dahinter geschalteten Kondens-ator 15 verbunden ist. Der Anschluß 19 führt zu einem innerhalb des Gehäuses 22des Schutzschalters 11 angeordneten Kontakt 23, der mit einem Kontakt 24 eines Winkelteils 25 in Berührung bringbar ist.
Dieses Winkelteil ist über eine Blattfeder 26., die mit einem Lande an dem Winkelteil 25 befestigt ist, von einem rotationssymmetrischen Schaltorgan 27 gehalten, wobei die Blattfeder 26 in eine in das Schaltorgan-27 eingearbeitete Nut fest eingesetzt ist, während das Schaltorgan 27 durch eine-Bohrung des Winkelteils 25 hindurch verläuft. Das Schaltorgan ragt, mit einem als Druckknopf 28 ausgebildeten Ende durch eine Bohrung des Gehäuses 22-hindurch nach außen und kann von dort betätigt werden. Am anderen Ende stützt sich das Schaltorgan 27 an einer innerhalb des Gehäuses 22 gelagerten Druckfeder 29 ab.
Das von dem Kontakt 24 abgewandte Ende des Winkelteils 25 ist für den Eingriff mit einer Klinke 30 vorgesehen, dienn seinem Ende eines im kalten Zustand geradlinigen-Bimetallleiters 31 angeordnet ist. Dieser Leiter ist auf dem-gröl',-ten Teil seiner Länge mit eine Isolation 32 umgeben und endet an seinem von der Klinke 30 abgewandten Ende in dem Anschlu.ß 18. Der Bimetalleiter 31 einschließlich der Isolation 32 ist von einer Heizwicklung 33 umgeben. Diese beginnt an der Klinke 30 und endet in dem Anschluß 20 des Schutzschalters 11. Der elektrische Widerstand der Heizwicklung 33 ist wesentlieh größer als der elektrische Widerstand des Bimetalleiters 31.
Die erfindungsgemäße Schaltanordnung arbeitet wie folgt. Der '3torn fließt von det Spannungsquelle über die Zulel.tuiIg 1b, den Anschluß- 19, die Kontakte 23 und 24, das Winkelteil 25, die Klinke 30 und den Bimetalleiter 31 über den Anschluß 18 und die Leitung 17 zu den beiden parallel geschalteten Phasenwicklungen 13 und 14. Von dort gelangt er über die Zu-:Leitung 15 wieder zur opannungsquelle. Der Motor .lj.uft irn normalen Betrieb. Sollte sich eine Störung im Betrieb des Motors einstellen, die eine Erhöhung der Wicklungstemperatur zur Folge hat, so verbiegt das Bimetall des Thermoschalters 12 sich soweit, bis der Thermoschalter 12 sich öffnet. Nun muß der Strom der Hilfsphasenwicklung 14 vollständig über die Leitung .21 und die Heizwicklung 33 fließen. Während dieser Stromanteil bei geschlossenem Thermoschalter 12 infolge des hohen Widerstandes der Heizwicklung 33 sehr gering war, ist er nun bei geöffnetem Thermoschalter 12 so groß, daß die Heizwicklung 33 den Bimetalleiter 31 aufheizt, so daß dieser sich ausbiegt, wie in Fig.2 der Zeichnung dargestellt.
Sobald die Klinke 30 beim Ausbiegen des Bimetalleiters 31 das Ende des Winkelteils 25 freigibt, drückt die Druckfeder 29 das Schaltorgan 27 in axialer Richtung, wobei der Druckknopf 28 aus dem Gehäuse 22 herausgeschoben wird. Außerdem zieht die Blattfeder 26 das Winkelteil 25 mit seinem Kontakt 24 von dem Kontakt 23 des Anschlusses 19 ab. Der Stromkreis wird also auf diese Weise an zwei Stellen innerhalb des Schutzschalters unterbrochen,so daß der Motor 10 ausgeschaltet ist.
Wenn der Motor 10 wieder abgekühlt ist, so daß sich der Thermoschalter 12 wieder geschlossen hat, und wenn gleichzeitig der Bimetalleiter 31 infolge der Abkühlung wieder seine geradlinige Lage eingenommen hat, läßt sich der Motor 10 durch Drücken des Druckknopfes 28 wieder in Betrieb setzen. Dabei gleitet das Ende des Winkelteils 25 an der Klinke 30 entlang und rastet ein. Infolge der Wirkung der Druckfeder 29 wird das Winkelteil 25, welches an einem Ende nun von der Klinke 30 gehalten wird, soweit verschwenkt, daß sein Kontakt 24 mit dem Kontakt 23 in Berührung kommt. Der Motor 10 kann nun wie der anlaufen und bleibt in Betrieb, falls die Störung beseitigt ist.
Die erfindurigsgemäße Schaltanordnui6 0 stellt ein Anschlußsystem für elektrische Maschinen dar, welches so in einfacher Weise eine Stromüberwachung vornimmt und zusätzlich die Motorerwärmung kontrolliert. Bei zu hoher Stromaufnahme oder starker Motorerwärmung wird der Motor ausgeschaltet und kann erst dann wieder eingeschaltet werden, wenn eine ausreichende Abkühlung der Wicklungen erfolgt ist.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß mit der Schaltanordnung zusätzlich zu der Stromkontrolle die Wicklungserwärmung durch den in die Wicklung eingelegten Thermoschalter direkt kontrolliert wird. Dadurch werdenauch die durch die Stromüberwachung nichterfabaren Erwärmungseinflüsse, wie z.B. Ausfall der Belüftung, registriert und bei zu großer Erwärmung der Motor abgeschaltet.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Speisung der Heizwicklung des Bimetalleiters durch den Stromkreis der Hilfsphasenwicklung, weil das Verhältnis des Ililfsphasenstroms zwischen Lerlauf-, Nennlast- und Kurzschlußwerten wesentlich geringer ist, als beim Motorgcsastrom, Dadurch läßt sich bei der Auslegung der Heizwicklung der Ansprech- und Auslösestrom besser definieren.
Der Wicklungs-Schutzschalter wird ebenfalls nur von Hilfsphasenstrom des Motors durchflossen und braucht dadurch auch nur für diesel geringeren Strom dimensioniert zu werden. Daraus ergeben sich kleinere Abmessungen des Wicklungs-Schutzschalters.
Durch die erfindungsgemäßeSchaltanordnung ist eine außerst sichere Überwachung von Störungen geschaffen worden. Der Motor kann nur bei ordnungsgemäßer Wicklungstemperatur dauerhaft wieder eingeschaltet werden, da alle anderen Schaltversuche von dem Bimetalleiter bzw. von dem-Wicklungsschutzschalter verhindert würden.
Unabhängig von der Auslösung durch die Wicklungserwärmung kann auch bei einer zu hohen Stromaufnahme, z.B. bei einer Blockade des Motors, eine stromabhängige Abschaltung durch den vom Gesamtstrom durchflossenen und somit direkt beheizten Bimetalleiter 31 erfolgen. Dadurch wird auch jederzeit eine kurzfristige, nicht von der Erwärmungszeit der Wicklung abhängige Abschaltung gewährleistet und eine unzulässige Überlastung des Motoranschlusses vermieden. Der Schutzschalter 11 kann also bei zu hohem Stromdurchfluß durch den Bimetalleiter 31 auch direkt thermisch ausgelöst werden, neben der Möglichkeit der indirekten thermischen Auslösung mit Hilfe der Heizwicklung 33.
Leerseite

Claims

Schaltanordnung für elektrische Maschinen Patentansprüche Schaitanordnung für elektrische Maschinen, insbesondere für für einen Einphasen-Wechselstrommotor mit einer Hauptphasenwicklung und einer Hilfsphasenwicklung, gekennzeichnet durch einen innerhalb des Motors (10) angeordneten Wicklungs-Schutzschalter und einen außerhalb des Motors (10) befindlichen, indirekt thermisch auslösbaren und manuell rückstellbaren Schutzschalter (11), bei welchem ein Bimetalleiter (31) von einer Heizwicklung (33) umgeben ist.
2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wicklungs-chutzsel-lalUcr als lsimetall-Thermoschalter (12) ausgebildet ist.
3. Schaltanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet daß der Thermoschalter (12) parallel zur Hauptphasenwicklung (13) des Motors (10) in den Stromkreis der Hilfsphasenwicklung (11) geschaltet ist, wobei die Hauptphasenwicklung (13) und die Hilfsphasenwicklung (14) an den Bimetalleiter (31) und die Hilfsphasenwicklung (14) ohne den-Thermoschalter (12) zusätzlich an die Heizwicklung (33y angeschlossen sind.