DE401959C - Einrichtung zum Schutz elektrischer Maschinen gegen gefahrbringende Betriebszustaende - Google Patents

Description

In Betrieben, bei denen besonders starke, vorwiegend stoßweise Überlastungen auftreten, wie etwa Walzwerke, deren Motoren beim Steckenbleiben des Walzblocks, z. B. infolge zu geringer Erwärmung, auf das stärkste beansprucht werden, ist es aus wirtschaftlichen Gründen nicht möglich, die Größe der Maschinen den auftretenden Überlastungen genügend anzupassen. Man ist deshalb genötigt. Schutzvorrichtungen gegen Überlastung für die Motoren vorzusehen. Ein einfacher Überstromschutz ist aber in solchen Fällen nicht immer genügend. Wenn es sich um Gleichstrommotoren handelt, so besteht insbesondere auch die Gefahr der Schädigung des Kollektors durch Rundfeuer. Zu dessen Beseitigung ist ein Stromrelais kein ausreichender Schutz, weil die Stromstärke, bei der das Rundfeuer beginnt, eine Funktion der¹ stark schwankenden Drehzahl ist.

Es sind bereits Schutzvorrichtungen vorgeschlagen worden, die in Abhängigkeit von der Umdrehungszahl und der Stromstärke der zu schützenden Maschine den Ausschalter regeln. Die Einwirkung beider Größen auf! das bewegliche Relaisorgan war eine rein additive.

Erfindungsgemäß wird eine wesentlich genauere und daher sichere Wirkung einer derartigen Schutzvorrichtung dadurch erzielt, daß sie anspricht, wenn das Produkt von Drehzahl und Stromstärke der elektrischen Maschine einen bestimmten Wert überschreitet, von dem ab das Rundfeuer oder eine sonstige gefahrbringende Erscheinung auftreten kann. Dia Vorrichtung beruht auf der Anwendung eines Meßsystems, dessen Ausschlag einem Produkt entspricht, dessen einer Faktor der Drehzahl und dessen anderer der Stromstärke proportional ist, also eines wattmetrischen Systems.

Einrichtungen der gekennzeichneten Art können bei Gleich- und Wechselstrom maschinen, Motoren wie auch Generatoren von Bedeutung sein.

Die Abbildung zeigt in Anlehnung an die eingangs erwähnten Walzwerksanlagen beispielsweise ein Schaltungsschema für einen; Gleichstrommotor 1, der an die Klemmen 2 einer Gleichstromleitung angeschlossen ist. Der Motorstrom geht durch den Nebenschlußwiderstand 3, an den mit einem Vorschaltwiderstand 4 die Hauptstromspule 5 eines wattmetrischen Systems I angeschlossen ist. Die Spannungsspule 6 dieses Wattmeters liegt an den Klemmen einer kleinen Dynamomaschine 7, deren Welle mit der des Motors 1 gekuppelt ist. Die Spannungsspule wird also bei konstanter Erregung der Tourendynamo einen Strom erhalten; der der Drehzahl des Motors proportional ist, und der Ausschlag des Wattmeters ist gegeben durch das Produkt Stromstärke · Drehzahl des Motors.

Der Zeiger 8 des Wattmeters I, dessen Ausschlag nur in Richtung des angezeichneten Pfeiles erfolgt, trägt isoliert einen Anschlag 9, der zwei verschiedene Kontakte 10, 11 und 12, 13 beeinflußt. Bei einer gewissen Größe des Ausschlages wird der Kontakt zwischen dem festen Punkt 13 und dem an einer Feder 15 beweglich angeordneten Kontakt 12 geschlossen, wodurch der Hauptschalter 28 der Motorleitung in Ausschaltstellung gebracht wird. Dies geschieht zweckmäßig unter Zwischenschaltung eines Zeitrelais 29 in der Weise, daß beim Schließen des Kontaktes 12, 13 die Stromspule 25 des Zeitrelais aus der Batterie 24 Strom empfängt und mit der eingestellten Verzögerung ihren Ankerkontakt 26 schließt, der seinerseits den Stromkreis eines an die Batterie 24 gelegten Auslöserelais 27 schließt, durch das der von einer Feder 28' beeinflußte Hebel des Schalters 28 freigegeben und der Schalter in Ausschaltstellung gebracht wird. Zweckmäßig ist eine Überwachungsvorrich-

tung vorgesehen, die gefährliche Motorbeanspruchungen bereits vor Erreichung der Ausschaltgrenze, beispielsweise bei Annäherung bis auf 20 Prozent an den Gefahren wert, anzeigen und eine derartige rechtzeitige Regelung gestatten, daß keine an sich vermeidbaren, den Betrieb störenden Unterbrechungen hervorgerufen werden. Es ist deshalb im Stromkreis einer an die Batterie 24 angeschlossenen Signallampe 23 ein Kontakt 21, 22 vorgesehen, der so lange offen bleibt, als der Kontakt 10,11 des Wattmeterzeigers 8 geschlossen ist und dessen Schließung die Signallampe 23 aufleuchten läßt und damit

ig das Anwachsen des Wertes Stromstärke · Umdrehungszahl des Motors auf eine gefährliche ₍ Größe rechtzeitig anzeigt. Die Schließung des Kontaktes 21, 22 geschieht in folgender Weise: Der Kontaktteil 10 ist an einer Feder 14 beweglich angeordnet und wird durch den Anschlag 9 so lange an dem Kontaktteil 11 gehalten, als 80 Prozent des Gefahrwertes nicht überschritten sind. Bewegt sich der Zeiger 8 weiter in der Pfeilrichtung, so wird der Kontakt 10, 11 geöffnet und hierdurch der Stromkreis eines an der Batterie! 24 liegenden Relais 18 unterbrochen, dessen Anker 19 in der Ruhestellung den Kontakt 21, 22 geschlossen hält.

Durch das wattmetrische Zeigermeßgerät 5, 6, 8 wird nur eine Stromrichtung in dem Anker des Motors 1 und eine Spannungsrichtung der Dynamomaschine 7 in Betracht gezogen. Es kann aber das fragliche Produkt aus Umdrehungsgeschwindigkeit und Stromstärke auch bei Umkehrung der Stromrichtung oder der Spannung einen Höchst- ' wert erreichen; es kann sich z. B. die Stromrichtung des Ankers bei gleichbleibender Drehrichtung, also gleichbleibendem Vorzeichen der Spannung der Tourendynamo, umkehren, wenn gebremst wird und der Motor als Dynamo arbeitet. Es ist daher noch ein zweites Wattmeter II· vorgesehen, dessen Spulen 5' und 6* denen des Wattmeters I derart parallel geschaltet sind, daß ein Zeiger 8' anschlägt, wenn die Stromrichtung ; oder der Drehsinn des Motors allein sich ; umkehrt, in welchem Falle das Wattmeter 1 i nicht ansprechen und den Kontakt 10, 11 geschlossen halten würde. Die^beim Ausschlag des Zeigers 8' zunächst hervorgerufene i Unterbrechung des Kontaktes zwischen 10' ' und 11', der in Reihe mit dem Kontakt 10, 11 !

liegt, unterbricht den Stromkreis des Relais ^! 18 und bringt die Signallampe 23 zum Leuch- '[ ten. Bei weiterem Ausschlag des Zeigers 8' wird, sobald das Produkt den zulässigen Höchstwert erreicht hat, der zu dem Kontakt 12, 13 parallel geschaltete Kontakt 12'. 13' geschlossen, so daß die Motorleitung durch den Schalter 28 unterbrochen wird.

Das Ansprechen des Relais 29 bei Umkehr der Stromrichtung im Motoranker läßt sich auch ohne Zuhilfenahme eines zweiten 6g Wattmetersystems erreichen. Es wird zu diesem Zwecke mit dem in der Abbildung nicht gezeichneten Umschalter, der zur Bremsung den Motor in Dynamoschaltung bringt, ein Umschalter für die Spannungs- oder Stromspule des Wattmeters 1 so verbunden, daß beim Umschalten des Motors zwangläufig auch die Stromrichtung in der betr. Wattmeterspule geändert wird.

Es sei noch erwähnt, daß zur Sicherung gegen Fremdfelder, die bei den sehr großen Stromstärken des Motors im Walzbetrieb sehr hohe Werte annehmen, das Wattmeter zweckmäßig eisenlos gewählt und durch eine zweckentsprechende Panzerung geschützt wird. Der gußeiserne Schutzkasten, dessen die gesamte Schaltanordnung zur Sicherung gegen mechanische Beschädigungen in dem rauhen Walzwerkbetrieb bedarf, ist hierfür nicht ausreichend, da in dem Gußeisen sich unter 8g der Einwirkung fremder Felder leicht feste Pole ausbilden. Es ist daher nötig, das System des wattmetrischen Relais noch durch eine besondere Panzerung zu schützen, welche zweckmäßig aus isolierten Blechen zusammengesetzt ist, deren Hauptfläche senkrecht zur Achse der beweglichen Spule liegt.

Neben der Wattmeteranordnung wird auch noch das gebräuchliche Überstromrelais angebracht.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zum Schutz elektrischer Maschinen gegen gefahrbringende Betriebszustände in Abhängigkeit von Umdrehungszahl und Stromstärke der Maschine, dadurch gekennzeichnet, daß beide Größen die Spulen eines nach Art eines Leistungsrelais ausgebildeten wattmetrischen Systems beeinflussen, so daß ihr, Produkt die Bewegung des beweglichen, Relaisorgans und damit der Schaltvorrichtung regelt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von zwei Relais für verschiedene Strom- oder Umdrehungsrichtungen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.