DE372672C

DE372672C - UEberstrom-Waermezeitausloeser fuer Wechselstrom

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Publication number: DE372672C
Application number: DEK80870D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1923-03-31

Description

In den letzten Jahren finden Überstromauslöser eine immer mehr zunehmende Verbreitung. Mari will durch Anwendung dieser Relais das kostspielige und umständliche Auswechseln der bisher verwandten Schmelzsicherungen umgehen. Um diese Auslöser für die mannigfachsten ZAvecke verwendbar zu machen, erfordern sie eine besondere Bauart. Im nachstehenden ist eine Erfindung beschrichen, welche sich auf einen, überstromwärmezeitauslöser bezieht, welcher allen Anforderungen, insbesondere denjenigen des Motorschutzes, in bester Weise .gerecht \vird und durch einfache Bauart ausgezeichnet ist.

Als wichtigste Forderung kommt zunächst die in Betracht, das Relais mit möglichst großer Auslösezeit und mit abhängiger Zeitauslösung zu bauen, so daß also das Relais in wirkungsvollster Weise beispielsweise den Motorschutz während des Anlaufs des Motors übernehmen kann. Das entsprechende Bild der Auslösekurve ist aus Abb. 1 ersichtlich, wo α die Auslösezeitgrenze in Abhängigkeit von der Stromstärke bedeutet. Die Auslösezeit gemäß .der Abb. 1 müßte viel größer sein als bei einer gewöhnlichen Abschmelzsicherung. Mit dem entsprechenden Auslöser wäre es dann möglich, mit dem unteren Auslösestrom nahe an den Nennstrom heranzugehen

und den Motor gegen Überlast zu schützen. Dieser Auslöser hätte jedoch den Nachteil, daß er bei hohen Kurzschlußströmen beim Anlauf des Motors noch geraume Zeit brauchte, und infolgedessen der Motor nicht mehr ge-

schützt wäre. Ein Weg zur Heseitigung des Übelstandes wäre der, -bei hohen Kurzschlußströmen durch einen eingebauten Kurzschlullschalter sofort abzuschalten. Es wür.le sich dann ein Auslösebild nach Abb. 2 ergeben.

ί wo b die obere Stromgrenze bezeichnet, bei '■ der der Schalter auslöst. Aber auch diese Auslösung ist nicht ideal. Abgesehen von den erforderlichen zusätzlichen Hilfskontakten müßte der Auslösemagnet so eingerichtet werden, daß auch die etwa auftretenden Magneti- ; sierungsstromstöße, welche beim Einschalten ; von Kurzschlußmotoren entstehen, noch unter :' seinen Einstellwert fallen, da er sonst bei die-[ sen wenige Bruchteile einer Sekunde andauernden hohen Spitzen bereits auslösen würde. Würde aber der Magnet auch für diese Stromspitzen eingestellt, dann wäre der Zweck des Auslösers wieder hinfällig.

Die vorliegende Erfindung vermeidet die geschilderten Nachteile auf einfache Weise. DasGrundelement ist ein Wärmeauslöser mit kleiner Zeitkonstante. Die Ausdehnung eines stromdurchflossenen Drahtes wirkt auf einen Schalter. Dieser unterbricht den Hauptstrom entweder unmittelbar oder den Haltestromkreis eines Nullspannungsschalters oder einer Schütze. Um aber die Zeitkonstante so zu gestalten, daß die normalen Anlaßstromstöße keine Auslösung herbeiführen und die Charakteristik ähnlich derjenigen der Abb. τ und 2 wird, ist der Zeitauslöser mit einem Stromwandler verbunden. Dieser Stronnvandler ist derart gebaut, daß das Eisen (des Sekundärkreises bereits gesättigt ist, wenn der Nennstrom im Netzkreis um 20 Prozent überschritten ist. Dann kann der Strom im Sekundärkreis weiterhin nicht mehr stark steigen, da er auf einen annähernd festen Wert begrenzt ist. Durch diese Anordnung wird -die Auslösezeit auch bei starken Anlaufströmen nicht verkürzt, da ja einem starken Primärstrom nur ein verhältnismäliig kleiner Sekundärstrom · entspricht, so daß der Auslöser längere Zeit

braucht, ehe er 'derartig erwärmt ist, daß er auslösen kann. Um auch während des Anlassens dem Motor den notwendigen Schutz gegen Kurzschluß zu geben, wird dem Primärmagneten ein mit Luftspalt versehener magnetischer Kreis parallel geschaltet, welcher eine zweite Sekundärwicklung trägt, die in Abb. 3 mit der Wicklung der ersten Spule hintereinander geschaltet ist. Hier bedeutet 1 den Stromwandler, 2 die Primärwicklung, -die in den Netzstromkreis geschaltet ist, 3 die erste Sekundärwicklung in dem gesättigten Kreis. 4 die zweite Sekundärwicklung in dem zweiten Kreis, wobei der Luftspalt durch den beweglidhen Anker 5 gebildet wird. Unter 6 ist der Auslösedraht und unter 7 der Auslösemechanismus mit Hilfsschalter, welcher einen Nullspannungsautomaten oder eine Schütze unterbricht, beispielsweise dargestellt. Solange der Luftspalt in dem zweiten Kreis vorhanden ist, hat .die Spule 4 wenig Spannung und mithin ist der Einfluß dieser Spule auf den Sekundärkreis fast Null. Erreicht der Primärstrom aber eine derartige Höhe, daß der bewegliche Anker entgegen der Feder 8 anziehen kann, so entsteht in diesem Kreis ein außerordentlich starkes Feld, \velches die Spule durchsetzt und eine hohe Zusatzspannung liefert. Die Folge hien^rora ist ein starkes Anwachsen des Stromes im Auslösedraht und damit ein außerordentlich schnelles Abschalten. Die Auslösekurve wird ungefähr das Aussehen haben, wie es in Abb. 4 dargestellt ist. Auch die Magnetisierungsspitzen können innerhalb der sehr kleinen Zeit, die der Draht braucht, um auszulösen, verlaufen, ohne daß der Kurzschlußanker ih Tätigkeit tritt, ebenso hat der Ständerstrom bei Kurzschhißläufermotoren oder der Anlaßstrom bei Schleifringläufern noch genügend Zeit, auf /den Motor zu wirken, ohne daß die Anlage abgeschaltet wird. Ein regelbarer Widerstand 9 im Sekundärkreis gestattet nachträglich noch eine Regelung des Auslösestromes in geringen Grenzen.

Die Schaltung des Stromwandlers kann auch dahin abgeändert werden, daß man beide Spulen 3 und 4 der Sekundärwicklungen nicht hintereinander, sondern gegeneinander schaltet. ' Solange der bewegliche Anker 5 often

ist, ist die Schwächung des Gesamtkreises durch die Spule 4 unbedeutend. Dieser Zustand wird bis über den Normalstrom hinaus aufrechterhalten, alsdann liegt der bewegliche Anker 5 an und wird bei steigender Stroinstärke und damit der Spannung der Spule 4 mit jetzt vollständigem Eisenschluß eine wesentliche Schwächung des Kreises herbeiführen und ein nennenswertes Anwachse Auslösestromes verhindern. In Abb. j deutet die punktierte Linie c die entg wirkende Spannung der Spule 4, Linie 1 der Spule 3 und e die resultierende Span am Auslöser, die sich durch Subtraktion ergibt. Hat der magnetische Kreis Spule 4 seinen Sättigungspunkt erreicht etwa bei dem 2- bis 3fachen Nennstroi .· legen wäre, so tritt eine weitere Verminde der resultierenden Auslösespannung mehr ein, und der Auslöser wird bei h Strömen schnell zum Auslösen kommen. ] Wirkungsweise ist also genau dieselbe bei der ersten Schaltung, nur, daß die t> < magnetischen Kreise bezüglich der Sätti: ihre Rollen vertauscht haben.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Überstrom-Wärmezeitauslöser

Wechselstrom, dessen Wärmeelement Sekundärkreis eines Stromwandler 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Sti wandler (1) zwei parallel liegende ma tische Kreise mit je einer Sekundärv lung (3 und 4) besitzt, die in Hintei

! anderschaltung im Sekundärkreis He j und daß ferner der eine magnetische K s eisengeschlossen ist und beim Erreii ! einer primären Grenzstromstärke gesäi ; wird, so daß trotz weiteren Ansteigens ' Stromstärke über diese Grenze

Wärmeelement mit annähernd gleichi . bender Verzögerung auslöst, dagegen I: Auftreten besonders hoher Stromstäi ein Luftspalt im andern magnetise Kreis durch einen beweglichen Ar ■ selbsttätig überbrückt wird, worauf schleunigte Auslösung durch das War element erfolgt.

^! 2. Abänderung des Überstrom-Wär

zeitauslösers nach Anspruch 1, rlaclu ■' gekennzeichnet, daß die beiden Selcunc wicklungen (3 und 4) in Gegenschalti im Sekundärkreis liegen, und daß fer beim Erreichen einer primären Gre ^: Stromstärke der Luftspalt des einen 1 gnetischen Kreises durch den Anker üt brückt wird, so daß sich die Auslöse/ des Wärmeelcments mit steigender Strc stärke wenig ändert, dagegen beim A treten besonders hoher Stromstärken d ser magnetische Kreis gesättigt wird, w auf infolge des ungesättigten anderen η gnetischen Kreises beschleunigte Aus sung durch das Wärmeelement erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.