DE355310C - Overcurrent switch to protect motors - Google Patents
Overcurrent switch to protect motorsInfo
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Description
DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE
AUSGEGEBEN AM 24. JUNI 1922ISSUED JUNE 24, 1922
REiCHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE
PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING
- JVe 355310 -KLASSE 21c GRUPPE 50 . - JVe 355310 - CLASS 21c GROUP 50.
Fried. Krupp Akt-Ges. in Essen, Ruhr.Fried. Krupp Akt-Ges. in Essen, Ruhr.
Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. Dezember 1920 ab.Patented in the German Empire on December 31, 1920.
Die Erfindung bezieht sich auf Überstromschalter zum Schütze von Motoren, die mittels Anlaßwiderstandes angelassen werden, und bezweckt, einen Überstromschalter dieser Art zu schaffen, dessen Empfindlichkeit bei Beginn des Anlassens gering ist und sich beim Anlassen selbsttätig erhöht.The invention relates to overcurrent switches for protecting motors by means of Starting resistor are started, and the purpose of an overcurrent switch of this type to create, the sensitivity of which is low at the beginning of the tempering and when Starting automatically increased.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung anIn the drawing the invention is on
drei Ausführungsbeispielen in schematischerthree embodiments in schematic
ίο Darstellung veranschaulicht, und zwar zeigen Abb. ι das erste,ίο illustration illustrates, namely show Fig. Ι the first,
Abb. 2 das zweite undFig. 2 the second and
Abb. 3 und 4 das dritte Ausführungsbeispiel. Fig. 3 and 4 the third embodiment.
Es soll zunächst dlas erste Ausführungsbeispiel erläutert werden.The first embodiment will be explained first.
Im Ankerstromkreüse eines von einem Gleichstromnetz A gespeisten Hauptstrommotors B B1 liegen ein Anlaßwiderstand C sowie die aus zwei Kohlekontakten D D1 bestehende Unterbrechungsstelle und die Hauptstromausiösespule D2 des mit zwei Auslösespulen versehenen Überstromschalters, Die zweite Auslösespule Ds des Überstromschal-In the armature circuit of a main current motor BB 1 fed by a direct current network A , there are a starting resistor C as well as the interruption point consisting of two carbon contacts DD 1 and the main current release coil D 2 of the overcurrent switch provided with two release coils, the second release coil D s of the overcurrent switch.
ters ist mit ihrem einen Ende an das mit dem positiven Pole des Netzes A verbundene Ende der Hauptstroinauslösespule· D2 angeschlossen; ihr anderes Ende ist unter Zwischenschaltung eines Vorschältwiderstandes F durch eine Leitung B mit dem mit der Feldwicklung B1 des Motors B B1 leitend verbundenen Ende des Anlaßwiderstandes C verbunden, an dessen anderem Ende sich ein Leerkontakt c1 für die ίο Schaltkurbel c2 desAnl'assers befindet. Die Auslösespule Ds und der Yorschaltwiderstand F sind so bemessen, daß einerseits bei jeder beliebigen Stellung der Schaltkurbel c2 auf dem Anlaßwiderstande C die Auslösespule D3 genügend stark erregt ist, um den geöffneten Überstromschalter entgegen der Wirkung einer (nicht dargstellten) Feder in seiner Öffnungsstellüng festzuhalten, und daß andererseits beim Kurzschließen des Anlaßwiderstandes C und geschlossenem Überstromschalter die magnetische Zugkraft desselben sich so veritärkt, daß der Überstromschalter nach Be- \ endigung des Anlassens bei einer Stromstärke : im Hauptstromkreise auslöst, die einen vorausbestimmten Bruchteil derjenigen Stromstärke ausmacht, bei welcher der Überstromschalter beim Fehlen der zweiten Auslöse- ! spule Z3a, also ttnter der Wirkung der Hauptstromspule D2 allein auslösen würde.ters is connected at one end to the end of the main current release coil · D 2 connected to the positive pole of the network A; its other end is connected with the interposition of a Vorschältwiderstandes F by a line B with the with the field winding B 1 of the engine BB 1 conductively connected to the end of the starting resistor C, at the other end to an empty contact c 1 for the ίο switch crank c 2 desAnl'assers is located. The tripping coil D s and the Yorschaltharz F are dimensioned so that on the one hand, in any position of the crank c 2 on the starting resistor C, the tripping coil D 3 is sufficiently excited to open the overcurrent switch against the action of a spring (not shown) in its hold Öffnungsstellüng, and on the other hand, when short-circuiting the starting resistor C and closed line circuit breaker, the magnetic tensile force thereof so veritärkt that the overcurrent switch according loading \ termination of cranking at a current intensity: triggers in the main circuits, which makes up a predetermined fraction of that current, wherein the overcurrent switch in the absence of the second trip ! coil Z3 a , so ttunter the action of the main current coil D 2 would trigger alone.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Überstromschalters soll an einem Beispiel erläutert werden.The mode of operation of the overcurrent switch described is explained using an example will.
Für den Motor B B1 sei eine normale Betriebsstromstärke von 40 Ampere angenom- .A normal operating current of 40 amperes is assumed for the motor BB 1.
men, und es sei vorgeschrieben, daß der Überstromschalter im normalen Betriebe bei 60 Ampere und in der Anlaßperiode bei ■ 120 Ampere auslöst. Ist nun die Hauptstromspule D" des Überstromschalters mit 100 Windungen und die zweite Auslösespule D8 mit 1500 Windungen ausgeführt, und sind die Widerstandswerte der Auslöse- j spule Ds und des Vorschältwiderstandes F ; so bemesen, daß die Netzspannung im Strom- |men, and it is stipulated that the overcurrent switch trips at 60 amperes in normal operation and at 120 amperes in the starting period. If the main current coil D ″ of the overcurrent switch is now designed with 100 turns and the second tripping coil D 8 with 1500 turns, and the resistance values of the tripping coil D s and the pre- switching resistor F ; are dimensioned so that the mains voltage in the current |
+5 kreise dieser zweiten Auslösespule eine Strom- j stärke von 4 Ampere hervorruft, so ist bei j kurzgeschlossenem Anlaßwiderstand C der ' Beitrag der zweiten Auslösespule D2 zur Er- r regung des magnetischen Kreises des Über-Stromschalters 4 X 1500 = 6000 Amperewin- 1 düngen, während die Hauptstromspule D2 bei j Beginn des Anlassens eine erregende Kraft von 120 X 100= 12 000 Amperewindungen j zu entwickeln vermag. Soll nun der Über-Stromschalter stets bei einer Gesamterregung von 12 000 Amperewindungen auslösen, so braucht seine Hauptstromspule P2 bei kurzgeschlossenem Anlaßwiderstande nur 6 000 Amperewindungen beizutragen. Die Aus-+5 circuits of this second trip coil causes a current j strength of 4 amperes, then with j short-circuited starting resistor C the contribution of the second trip coil D 2 to the excitation of the magnetic circuit of the overcurrent switch 4 X 1500 = 6000 ampere win- 1 fertilize, while the main current coil D 2 is able to develop an exciting force of 120 X 100 = 12,000 ampere turns j at the start of starting. If the overcurrent switch is always to trip at a total excitation of 12,000 ampere-turns, its main current coil P 2 only needs to contribute 6,000 ampere-turns when the starting resistor is short-circuited. From-
go lösung erfolgt dann also schon bei einer Stromstärke von 6 000 : 100 = 60 Ampere im Hauptstromkreise, d. h. der ι1/, fachen der Betriebsstromstärke des Motors, und der Überstromschalter besitzt somit bei kurzgeschlos-t senem Anlaßwiderstande eine doppelt so hohe Empfindlichkeit als zu Beginn des Anlassens, wo erst der dreifache Betriebsstrom die Auslösung herbeiführt.go solution is then thus already at a current of 6, 000: 100 = 60 amperes in the main circuits, that is, ι 1 /, times the operating current of the motor, and thus the over-current switch has at shorted t senem occasion resistance twice as high sensitivity to Start of starting, where only three times the operating current causes tripping.
Im ersten Augenblick der Anlaßperiode, (1. h. also wenn die Schaltkurbel c- mit dem ersten Kontakt c3 des Anlaßwiderstandes C in Berührung tritt, entwickelt der stillstehende Motor B B1 keine elektromotorische Gegenkraft, so daß sich die ganze Netzspannung im Anlaßwiderstande C verzehrt, und die zweite Auslösespule Dz unerregt bleibt. In dem Maße, wie beim Anlassen die Drehzahl des Motors B B1 wächst, steigt auch der Erregerstrom in der Auslösespule D3. Die Auslösespule D8 liefert also einen allmählich steigenden Beitrag zur Erregung des magnetischen Kreises des Überstromschalters, so daß dessen Empfindlichkeit entsprechend wächst, bis sie bei kurzgeschlossenem Anlaßwiderstande, also voller Motordrehzahl, den doppelten Wert wie zu Beginn des Anlassens erreicht.In the first moment of the starting period (1st i.e. when the crank c- comes into contact with the first contact c 3 of the starting resistor C , the stationary motor BB 1 does not develop any counter-electromotive force, so that the entire mains voltage in the starting resistor C is consumed , and the second trip coil D z remains unexcited. As the speed of the motor BB 1 increases when starting, the excitation current in the trip coil D 3 also increases . The trip coil D 8 thus makes a gradually increasing contribution to the excitation of the magnetic circuit of the overcurrent switch, so that its sensitivity increases accordingly until it reaches twice the value as at the beginning of starting when the starting resistors are short-circuited, i.e. at full engine speed.
Handelt es sich darum, das Verhältnis der Empfindlichkeiten, die der Überstromschalter bei Stillstand des Motors und bei Lauf besitzt, zu ändern, so genügt es in vielen Fällen, die Größe des Vorschältwiderstandes F entsprechend zu ändern.Is it a matter of the ratio of the sensitivities that the circuit breaker has when the engine is at a standstill and when it is running, it is sufficient in many cases to to change the size of the pre-peeling resistance F accordingly.
Das durch Abb. 2 veranschaulichte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem beschriebenen nur dadurch, daß der Motor B B1 ein Nebenschlußmotor ist, dessen Feldwicklung S1 mit ihrem einen Ende an eine Ankerbürste b2 und mit ihrem anderen Ende an den ersten Kontakt c3 des Anlaßwiderstandes C angeschlossen ist, so daß das Motorfeld beim Übergange der Schaltkurbel c2 auf den ersten Kontakt c3 des Anlaßwiderstandes voll erregt ist. Die Wirkungsweise stimmt in allem Wesentlichen mit der des ersten Ausführungbeispieles überein.The embodiment illustrated by Fig. 2 differs from the one described only in that the motor BB 1 is a shunt motor, the field winding S 1 with its one end to an armature brush b 2 and with its other end to the first contact c 3 of the starting resistor C is connected so that the motor field is fully excited when the crank c 2 passes to the first contact c 3 of the starting resistor. The mode of operation is essentially the same as that of the first exemplary embodiment.
Beim dritten Ausführungsbeispiel (Abb. 3 und 4) sind durch den Überstromschalter statt eines Motors zwei Motoren eines Fahrzeuges, z. B. eines Straßenbahnwagens, zu schützen, die zwecks wirtschaftlicher Geschwindigkeitsregelung sowohl in Reihenschaltung (Abb. 3) als auch in Parallelschaltung (Abb. 4) betrieben werden können.In the third embodiment (Fig. 3 and 4) are held by the overcurrent switch one engine two engines of a vehicle, e.g. B. a tram, to protect, the for the purpose of economical speed control both in series connection (Fig. 3) as well as in parallel connection (Fig. 4).
Bei der Reihenschaltung (Abb. 3) ist die Hauptstromauslösespule G2 des Überstromschalters mit ihrem einen Ende über einen Stromabnehmer H~ mit dem Fahrdraht T1 mit ihrem anderen Ende mit einem, G, der beiden Kontakte G G1 des Überstromschalters leitend verbunden. An den anderen Kontakt G1 In the series connection (Fig. 3), the main current release coil G 2 of the overcurrent switch is conductively connected at one end to the contact wire T 1 via a pantograph H ~ with its other end to one, G, of the two contacts GG 1 of the overcurrent switch. To the other contact G 1
schließen sich in Reihenschaltung die beiden Hauptstrommotoren M M1 und N N1 und der Anlaßwiderstand P an, zu dem eine mit der Erde verbundene Schaltkurbel p1 gehört. Die zweite Auslösespule G3 ist mit ihrem einen Ende an den Stromabnehmer H. angeschlossen; das andere Ende steht über einen Vorschaltwiderstand Q mit der Verbindungsstelle des zweiten Motors N N1 mit dem Anlaßwiderstände P in Verbindung. Zwischen die zweite Auslösespule G3 und den Kontakt G1 des Überstromschalters ist noch ein Widerstand R geschaltet, der so bemessen ist, daß die Auslösespule G3 bei geöffnetem über-the two main current motors MM 1 and NN 1 and the starting resistor P, to which a crank p 1 connected to earth belongs, are connected in series. One end of the second trip coil G 3 is connected to the current collector H. connected; the other end is connected to the junction of the second motor NN 1 with the starting resistors P via a series resistor Q. Between the second trip coil G 3 and the contact G 1 of the overcurrent switch, a resistor R is connected, which is dimensioned so that the trip coil G 3 when the over-
t5 Stromschalter einen genügend starken Erregerstrom aufnimmt, um den Schalter entgegen der Wirkung einer (nicht dargestellten) Feder in der Öffnungsstellung festzuhalten. Dabei ist berücksichtigt, daß unter Umständen der volle Anlaßwiderstand P eingeschaltet sein kann!t5 current switch a sufficiently strong excitation current receives to hold the switch against the action of a spring (not shown) in the open position. It is taken into account that the full starting resistor P may be switched on can be!
Die Parallelschaltung (Abb. 4) unterscheidet sich von der Schaltung nach Abb. 3 nur dadurch, daß die beiden Motoren M M1 und N N1 statt hintereinander jetzt parallel zueinander geschaltet sind, und das unter Aufrechterhaltung der Verbindung zwischen der Feldwicklung M1 des einen und der Ankerwicklung N des anderen Motors bisher mit dem Anlaßwiderstande P leitend verbundene Ende der den Widerstand Q enthaltenden Leitung 6* an den Kontakt G1 des Überstromschalters angeschlossen ist.The parallel connection (Fig. 4) differs from the circuit according to Fig. 3 only in that the two motors MM 1 and NN 1 are now connected in parallel to one another instead of one behind the other, while maintaining the connection between the field winding M 1 of one and the other of the armature winding N of the other motor so far with the starting resistor P conductively connected end of the line 6 * containing the resistor Q is connected to the contact G 1 of the overcurrent switch.
Die Wirkungsweise des durch Abb. 3 und 4 veranschaulichten Ausführungsbeispiels entspricht bei der Schaltung nach Abb. 3 hinsichtlich der Vorgänge beim Anlassen vollständig derjenigen des ersten Ausfüih'rungsbeispieles (Abb. 1), wie ohne weiters einzusehen ist. Durch die Verlegung des Anschlusses des Widerstandes Q vom Anlaßwiderstand P an den Kontakt G1 beim Übergange zur Schaltung nach Abb. 4 ."verliert die Spule G3 ihre Eigenschaft als Auslösespule, da die sie speisende Spannung bei geschlossenem Überstromschalter annähernd gleich Null ist. Demgemäß geht jetzt die Empfindlichkeit des Überstromschalters auf den durch die Auslösespuie G2 allein bestimmten Wert zurück. Das ist aber derselbe Wert, der bei der Schaltung nach Abb.· 3 bei Beginn des Anlassens bestand.The mode of operation of the exemplary embodiment illustrated by FIGS. 3 and 4 corresponds in the circuit according to FIG. 3 with regard to the processes during starting completely to that of the first exemplary embodiment (FIG. 1), as can be readily seen. By moving the connection of the resistor Q from the starting resistor P to the contact G 1 at the transition to the circuit according to Fig. 4. "The coil G 3 loses its property as a tripping coil, since the voltage feeding it is almost zero when the overcurrent switch is closed the sensitivity of the overcurrent switch now goes back to the value determined solely by the tripping coil G 2. However, this is the same value that existed in the circuit according to Fig. 3 at the start of starting.
Bei der in Abb.4 abgebildeten Parallelschaltung der Motoren ist die den Vorschaltwiderstand Q enthaltende Leitung 51 an die mit dem Kontakt G1 des Überstromschalters leitend verbundene Klemme des Motorankers M angeschlossen, ohne daß diej Verbindung zwischen der Leitung 61 und der in Abb. 3 mit dem Anlaßwiderstande P verbundenen Klemme der Feldwicklung N1 vorher gelöst zu werden brauchte. Diese Schaltungsweise bringt z. B. bei Straßenbahnwagen den V orteil mit sich, daß der zugehörige Fahrschalter keiner besonderen Stromschiene und Schleifbürste für den Anschluß der Leitung 5" bedarf, sondern daß jeder vorhandene für Reihenparallelschaltung eingerichtete Fahrschalter benutzt werden kann, wenn es sich darum handelt, den den Gegenstand der Erfindung bildenden Überstromschalter einzubauen. In the parallel connection of the motors shown in Fig. 4, the line 5 1 containing the series resistor Q is connected to the terminal of the motor armature M which is conductively connected to the contact G 1 of the overcurrent switch, without the connection between the line 6 1 and the circuit shown in Fig. 3 connected to the starting resistor P terminal of the field winding N 1 had to be released beforehand. This circuit brings z. B. in trams the V orteil with it that the associated drive switch does not require a special busbar and brush for connecting the line 5 ", but that any existing drive switch set up for series parallel connection can be used when it comes to the subject of the Invention forming overcurrent switch to be installed.
Claims (3)
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1920
- 1920-12-31 DE DEK75748D patent/DE355310C/en not_active Expired
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