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Vorrichtung zum Anlassen von Elektromotoren. Nach dem bisher bekannten
Verfahren zum Anlassen von Elektromotoren wird der Motor mit einem regelbaren Vorschaltwiderstande
in den- Betriebsstromkreis eingeschaltet und danach der Widerstand allmählich verringert,
bis der Motor seinte volle Geschwindigkeit erreicht hat. Bei diesem Verfahren, das
nach dem in Fig. i dargestellten Diagramm verläuft, tritt bekanntlich ein großer
Anlaßverlust (die Hälfte des Rechtecks A-B-C-D, nämlich das Dreieck A-B-C) ein.
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Diese Verluste. an elektrischem Strom werden dann vermieden, wenn
der Anlaßstrom nach einem weiter bekannten Verfahren ohne das Vorhandensein eines
Vorschaltwiderstandes eingeschaltet und nach sehr -kurzer Zeit der Einwirkung auf
den Elektromotor, bevor er eine den Motor gefährdende Stärke erreicht hat, wieder
völlig abgeschaltet wird, worauf nach diesem ersten Stromstoß noch so viel weitere
Stromstöße folgen, bis die volle Geschwindigkeit des Motors erreicht ist. Der elektrische
Strom fließt also nicht dauernd durch den Motor, sondern nur vorübergehend in kurzen
Zeitabständen, wie sich dies aus dem Diagramm (Fig. 2) ergibt. Der Stromverbrauch
ist hierbei nur ein Bruchteil von dem Verbrauch bei dem zuerst erwähnten Verfahren.
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Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß dieselbe Schalteinrichtung,
die die Unterbrechung des Stromes und die darauffolgende Wiedereinschaltung bewirkt,
während des Betriebes als Maximalschalter wirkt, also die Sicherungen bzw. einen
besonderen Maximalschalter ersetzt, und außerdem noch als Minimalschalter bei sinkender
oder ausbleibender Spannung arbeitet.
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In der Zeichnung sind als Ausführungsbeispiele zwei Vorrichtungen
zum Anlassen, und zwar in Fig.3 für Gleichstromnebenschlußelektromotoren und in
Fig. 4 für asynchrone Drehstromkurzschlußankermotoren, dargestellt. _ Die Wirkungsweise
der Schaltanordnung für Gleichstromnebenschlußmotoren nach Fig.3 ist folgende. Durch
das Schließen eines doppelpoligen Schalters Hl erhält die Magnetwicklung !11 des
Motors N Strom, der von dem Kontakt 2 durch die Leitung i über die Magnetwicklung
ill und von dort über die Leitung II durch die Spule Stl nach dem Kontakt i fließt.
Der Motor wird also voll erregt, wenn der Hauptstrom eingeschaltet ist. Gleichzeitig
erhält aber auch die Wicklung Spl eines Schützes a durch die Leitung I Strom, der
über zwei Hilfskontakte 3 und 4 am Schütz a selbst und über zwei Kontakte 8, 7 an
einem Maximalstromrelais b zum Kontakt i zurückgeht. Die Spule Spl zieht den Anker
a an, öffnet hierdurch die Kontakte 3, 4 und schließt Kontakte 5, 6 und i 1, 12.
Durch die beiden ersteren wird ein Vorschaltwiderstand w zur Stromersparnis vor
Spl gelegt. Über die beiden letzten Kontakte i i, i2 fließt nunmehr der Hauptstrom
von dem Kontakt 2, Leitung I, Anker von 1@@, Leitung III, Kontakte :2, 11, Spule
Stl des Maximalstromrelais b nach dem Kontakt 1: Da der Hauptstrom infolge des geringen
Ankerwiderstandes und des Fehlens der elektromotorischen
Gegenkraft
von N sofort stark anwächst, wird der Kern des Maximalrelais b angezogen, so daß
der Nebenschluß,-stromkreis der Spule Spl ' des Schützes bei den Kontakten 7,- 8
unterbrochen und gleichzeitig durch die Kontakte 9, io kurzgeschlossen wird. Das
Schütz geht in seine Ausgangslage zurück und unterbricht daher den Hauptstrom bei
den Kontakten il, 1a und den eigenen Stromkreis bei den Kontakten 5, 6. In der Ausgangslage
werden die Kontakte 3, 4 wieder geschlossen. Durch die Unterbrechung des Hauptstromes
wird aber auch die Spule Stl des Maximalstromrelais stromlos, der Kern b sinkt herab,
hebt den Kurzschluß von Spl bei 9, io auf und legt Spl erneut durch Überbrückung
der Kontakte 7, 8 an die den Strom zuführenden Leitungen. Es ist also der Anfangszustand
nach Fig. 3 wiederhergestellt.
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Dieser sich im Bruchteil einer Sekunde abspielende Vorgang wiederholt
sich so lange, bis der Motor die volle Geschwindigkeit erreicht hat und der Ankerstrom
auf seinen normalen Wert gesunken ist, wonach. das Relais Stl zunächst nicht mehr
anspricht, sondern nur noch das Relais Spl, welches den Motoranker an das Netz gelegt
hat. Da die durch den Anker N des Elektromotors geschickten Stromstöße sehr rasch
aufeinanderfolgen, so 'wird ein gleichmäßiger Anlauf des Motors erreicht, weil infolge
der Trägheit der Ankermasse ein merkbarer Abfall der Geschwindigkeit während der
Stromunterbrechungen nicht eintritt. Die Anzahl der zur Inbetriebsetzung erforderlichen
Stromstöße ist abhängig von der Belastung des Motors und von der Höhe des Anlaßstromes
; mit der Belastung nimmt die Zahl zu, mit der Höhe des Anlaßstromes ab. Diese wird
durch das Maximalstromrelais eingestellt und für normale Verhältnisse auf den -
etwa i,5fachen Betrag des normalen Betriebsstromes gewählt.
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Das Anlassen geschieht lediglich durch Schließen, das Ausschalten
durch Öffnen des Schalters Hl.
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Während des Betriebes erfolgt das Ausschalten des Motors bei ausbleibender
oder sinkender Spannung durch das Schütz a selbsttätig, da die Spule Spl dann stromlos
wird bzw. nicht mehr die erforderliche Zugkraft ausüben kann. Bei einer eintretenden
Überlastung wird Spl ebenfalls stromlos gemacht, da in diesem Falle das Maximalstromrelais
anspricht und die Kontakte 9, io verbindet, also das Schütz a kurzschließt.
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Das Schütz a dient also gleichzeitig als Nullspannungsausschalter,
während das Maximalstromrelais b die sonst üblichen Sicherungen ersetzt. Für den
Betrieb muß das Maximalstromrelais mit einer gewissen Verzögerung arbeiten, damit
nicht bei jedem vorkommenden kurzen Belastungsstoß in der Stromzuführung eine Abschaltung
stattfindet. Für das Anlassen ist andererseits jedoch eine Verzögerung in der Wirkung
des Maximalstromrelais unerwünscht, damit der anwachsende Strom bis zum Augenblick
der Abschaltung nicht eine unzulässige Größe annimmt. Es ist daher zweckmäßig, das
Maximalstromrelais. so einzustellen, daß es bei etwa i,5facher Normalstromstärke
plötzlich anspricht.
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Die Schaltungsanordnung für Hauptstrom-und Koinpoundmotoren ergibt
sich hieraus ohne weiteres.
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Die für asynchrone Drehstrommotoren in Fig. 4. als Ausführungsbeispiel
dargestellte Schaltungsanordnung unterscheidet sich von der nach Fig. 3 nur dadurch,
daß der Schütz a zweipolig ist und das Maximalstromrelais b zwei in verschiedenen
Phasen liegende Wicklungen Stl und Stl besitzt, von denen jede allein genügt, um
das Relais bei Überschreitung des Stromes zum Ansprechen zu bringen: Eine einzelne
Spule, genau wie bei Gleichstrommotoren, ist ebenfalls anwendbar. Die Maximal- und
Minimalabschaltung im Betriebe erfolgt in gleicher Weise wie bei Gleichstrommotoren.
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Alle zu der Ausführungsform nach Fig. 3 gemachten Bemerkungen gelten
auch hier. Im Gegensatz .zum Gleichstromschema ist es jedoch bei Drehstrommotoren
möglich, das Schütz entweder in den Statorstromkreis zu legen, wie in Fig. 4 gezeigt,
oder in den Rotorstromkreis, wenn ein Schleifringankermotor vorhanden ist. Im letzteren
Falle wird Schalter H2 zweckmäßig dreipolig gewählt. Die Spule Spe bleibt an die
Statorleitungen_ angeschlossen, und die Kontakte 13, 14, 15,
16 werden mit
zwei Phasen des Rotors verbunden. Die Spulen St= und St' sind entweder in der Stator-
oder in der Rotorleitung eingeschaltet. Wird die Spule Spe als Hauptstromspule zum
Öffnen der Kontakte 13, 14; 15, 16 unter Fortfall des Maximalstromrelais gewählt,
so kann sie im Stator- oder Rotorstromkreis liegen. Im letzteren Falle wird die
dritte Phase an die miteinander verbun-, denen Kontakte 14 und 15 gelegt. Die dann
besonders anzuordnende Spannungsspule, die beim Rückgang der Spannung wirkt, muß
aber an die Statorzuleitungen angeschlossen sein.
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Während der ersten Stromstöße beim Anlassen, solange keine `oder nur
eine geringe elektromotorische Gegenkraft des Motors vorhanden ist, ist die nur
durch den Motorwiderstand bedingte Stromstärke sehr groß. Ihr Anwachsen erfolgt
sehr rasch, in etwa
"", Sekunden. Selbst wenn das Schütz,-
das mit einer kräftigen Funkenbläsereinrichtung versehen sein muß, sehr rasch wirkt,
so vergeht dennoch immerhin so viel -Zeit, daß der Strom über das zulässige
Maß anwachsen kann. Zur Schonung der Kontakte des Schützes kann das Maximum
des Stromes, das er zu erreichen strebt, ganz wesentlich dadurch herabgesetzt werden,
daß unmittelbar vor den Schaltern H' (Fig. 3) bzw. H' (Fig. ¢) ein kleiner
fester Widerstand eingebaut wird, der durch Hl bzw. Hz eingeschaltet und sofort
wieder kurzgeschlossen wird. In einfachster Weise ist dies z. B. möglich durch Anwendung
eines Vorkontaktes, über den der Schalter ohne Unterbrechung auf den Hauptkontakt
gleitet. Die Einschaltdauer wird hierdurch nicht geändert. Diese Einrichtung genügt,
um einen zu hohen Stromstoß zu vermeiden und das Schütz zu schonen.