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Drehstrom-Schützensteuerung mit Stromwächtern. Bei Drehstrom-Schützensteuerungen
mit Stromwächtern, die dazu dienen, unabhängig von der Schnelligkeit der Handbedienung
das Abschalten der Widerstandsstufen erst zuzulassen, wenn die Größe des Einschaltstromes
,einen bestimmten Wert unterschreitet, hast sich der Übelstand bemerkbar gemacht,
daß die Stromwächter bei übermäßig schnellem Schalten nicht sicher genug wirken.
Sie springen nämlich nicht schnell genug an, so daß der Kurzschluß des Widerstandes
ohne die Hemmung durch die Stromwächter stattfindet. Dies hat sich insbesondere
bei Drehstrom-Schützensteuerungen gezeigt, wenn gleichzeitig mit dem Einschalten
des Ständerschützes durch Anschluß der Ständerwicklung an das Netz auch das erste
Läuferschützb dessen Erregerstromkreis unter Kontrolle des ersten Stromwächters
steht, mit seiner Spule an das Netz gelegt wird. Bei der üblich-en Schaltung können
die Widerstandsstufenschütze nur dann anspringen, wenn die zugehörigen Stromwächterkontakte
geschlossen sind. Da die gebräuchlichen Stromwächter Ruhekontakte besitzen, die
den Strom bei nicht oder nur gering erregtem Stromwächter schließen, ist es notwendig,
daß die Stromwächter beim Einschalten anspringen, ihren Kontakt öffnen und ihn erst
wieder schließen, wenn der Einschaltstrom genügend gesunken ist. Bei schnellem Überschalten
der ersten Stellung springt nun der Stromwächlter infolge einer gewissen Trägheit
nicht an, so daß das erste Widerstandsstufenschütz sofort kurzschließt.
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Dieser Nachteil wird nach der vorliegenden Erfindung durch: einen
elektromagnetischen Schalter vermieden, der mit einem Arbeitskontakt versehen ist,
dessen Kontakt also erst nach dem Erregen der Spule geschlossen wird und das Widerstandsschütz
an -das Netz legt. Die Erregerspule kann in verschiedenster Weise ausgebildet werden.
Man kann z. B. bei Drehstrom diese Spule in den Ständere starke Verzögerung, weil
die Läuferschalten. Besonders vorteilhaft ist bei Drehstrom die Anordnung einer
Spannungsspule, die von der Läuferspannung aus erregt wird. Es ergibt sich nämlich
dadurch eine besondere starke Verzögerung, weil die Läuferspannung sich erst ausbilden
kann, wenn sich das Feld im Motor entwickelt hat. Bedingung ist, daß die Wirkung
des elektromagnetischen Schalters aufgehoben wird, sobald das erste Widerstandsschütz
zur Wirkung gelangt ist, denn es würde sonst bei zunehmender Beschleunigung die
Spannung, z. B. bei Drehstrom die Läuferspannung, stark sinken und die Widerstandsschütze
würden wieder zum Abfallen gebracht, so daß der Motor zwischen Stillstand und etwa
1/3 der Drehzahl hin und her pendeln würde, anstatt auf volle Drehzahl beschleunigt
zu werden.
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Die rechtzeitige Wirkung des ersten Stromwächters ist von besonderer
Bedeutung; denn es wurde oben darauf hingewiesen, daß beim Einschalten das Feld
sich noch nicht entwickelt hat und der unverzögerte Kurzschluß der ersten Widerstandsstufe,
insbesondere beim Gegenstromgeben, sehr starke Stromstöße hervorrufen kann. Beim
schnellen überschalten der weiteren Stellungen des Steuerapparates ist jedoch stets
das Feld im Motor vorhanden und die Gefahr einer zu trägen Wirkung des Stromwächters
nicht mehr von solcher Bedeutung.
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Es kann jedoch auf andere Weise eine Störung auftreten: Jede Stromwächter-Schützensteuerung
ist so eingerichtet, daß -ein Widerstandsschütz erst anspringen kann, wenn das vorhergehende
Widerstandsschütz angesprungen. war und an diesen angebrachte Hilfskontakte geschlossen
sind. Es kann nun aber im Betrieb, insbesondere in den rohen Hüttenwerksbetrieben,
bei Auswechselung derartiger Kontakte vorkommen, daß der Hilfskontakt am Widerstandsschütz
eher schließt als der Hauptkontakt. Dies hat zur Folge, daß das Widerstandsschütz
a unverzögert anspringt. Um auch diese ungenaue Einstellung der Hilfskontakte wirkungslos
zu machen, -,verden sämtliche Stromwächterspulen in Reihe geschaltet, so daß nicht
nur der erste, sondern alle weiteren Stromwächter gleichzeitig ihre Kontakte unterbrechen
und so die Sperrung der Widerstandsschütze erreicht ist.
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In der Abbildung ist die Schaltung nach der Erfindung für einen Drehstrom-Induktionsmotor
dargestellt, und zwar der Einfachheit halber nur eine Seite der für Umkehrbetrieb
eingerichteten Steuerwalze. Diese Steuerwalze k besitzt vier Stellungen I bis IV.
Der Ständer des Motors ist mit U, V, W, der Läufer mit u, v, 1v bezeichnet.
Der Ständer
kann an das Netz R, S, T über das Schütz e angeschlossen
werden. Entsprechend den vier Stellungen der Steuerwalze sind Stromwächter
b, e, d und drei Widerstandsschütze f, g, h
vorhanden. Die den Arbeitskontakt
L betätigende Spule nach- der Erfindung, durch deren Erregung das Einschalten des
ersten Widerstandsschützes f, in vorbereitet wird, ist mit ,1 bezeichnet.
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Beim Einstellen der Steuerwalze in die Kontaktstellung I er'h'ält
die Zugspule des Statorschützes e Strom über die Netzleitung R, den Kontaktfinger
R der Steuerwalze, die Kontaktsegmente der Steuerwalze, Kontaktfinger 1, Zugspule
des Schützes e zur Netzleitung S. Das dreipolige Schütz e spricht an und schaltet
den Motorstator U, V, W
an das Netz R, S, T.
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Der Rotor ct, v, w ist über den gesamten Arlaßwiderstand a
geschlossen. Die Zugspule des Spannungswächters l wird erregt, da sie an der vollen
Spannung der Rotorklemmen u und v liegt und der Rotor im Augenblick der Statoreinsc'haltung
seine Höchstspannung, die Rotorstillstandsspannung, induziert. Hierdurch wird der
Magnetkern des Spannungswächters i eingezogen und hierbei der Kontakt 1 geschlossen.
Gleichzeitig werden die Stromwächter b, c, d ihre Ruhekontakte p, g,
x
öffnen. Bei der Einschaltung der Steuer walze fz in die Kontaktstellung
II wird, wenn der Strom in der Stromwächterspule b bereits so weit abgeklungen ist,
daß der Stromwächteranker abgefallen und der Kontakt p geschlossen ist, das erste
Stufenschütz f wie folgt eingeschaltet: Vom Nehpunkt R -Kontaktfinger R der Steuerwalze
- Kontaktsegmente der Steuerwalze - Kontaktfinger z - Zugspule m des Schützes
f - Kontakt 1
des Spannungswächters i, Kontakt p des Stromwächters
b über den rechten Kontakt vom Statorschütz e zum Netzpunkt T. Das Schütz
in
wird also anziehen und einen Teil des Anlaß.-wider:tandes a kurzschließen.
Beim schnellen Schalten der Steuerwalze in die Kontak@tstellung 11 kann das erste
Stufenschütz f also nicht früher ansprechen, bis sich erstens die Spannung im Rotor
entwickelt und sich der Arbeitskontakt 1 des Spannungswächters
i geschlossen hat, und zweitens, bis der Strom im Stromwächter b bis auf.
den vorher eingestellten Wert abgeklungen ist. Die früher als schädlich empfundene
Trägheit des Stromwächters b spielt keine Rolle mehr, da gemäß der Erfindung erst
der Arbeitskontakt des Spannungswächters die Weiterschaltung vermittelt, dieser
Kontakt aber erst geschlossen wird, wenn sich das Rotorfeld entwickelt hat, wodurch
auch der erste Stromwächter seinen Ruhekontakt bereits geöffnet hat. Ist das Schütz
f eingeschaltet, so wird sowohl der Spannungswächterkontakt L als auch der Stromwächterkontakt
p durch die am Schütz f
angebrachten Kontakte y umgangen, so daß diese
Kontakte für die weitere Schaltung ohne Bedeutung sind.
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Ferner hat das Schütz f noch einen weiteren Satz Kontakte z, über
welche bei Einstellung der Kontaktwalze k in die Stellung 3 das Schütz g mit seiner
Zugspule n einge;-schaltet wird. :Die Einschaltung dieses Schützes ist also abhängig
von der Einschaltung des Schützes f durch die Kontakte z und weiter vom Stromwächter
c mit Kontakt g.
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Dieser Weitersch altkontakt g ist bereits beim ,ersten Stromstoß gleichzeitig
mit dem Kontakt p am Stromwächter b geöffnet, da alle Stromwächterspulen
von b, c und d in Reihe geschaltet sind. Das in Stellung IV einzuschaltende
letzte Stufenschütz h mit Zugspule o steht unter Kontrolle .der Kontakte r vom Schütz
g und des Kontaktes x vom Stromwächter d. Dieses letzte Stufenschütz schließt sowohl
den letzten Teil des Anlaßwiderstandes a als auch die drei Stromwächterspulen b,
c, d kurz, so daß die ganzen Anlaßapparate außer Betrieb gesetzt werden.