-
Selbsttätige Anlaßvorrichtung für Elektromotoren. Es sind bereits
verschiedene selbsttätige Anlaßvorrichtungen für elektrische Motoren bekannt, bei
welchen die vor den Motor geschalteten Anlaßwiderstände stufenweise mittels elektromagnetischer
Schalter bzw. sogenannter Schützen kurzgeschlossen werden, und zwar in Verbindung
mit besonderen Vorrichtungen, welche zum Zweck haben, die Kontroll- bzw. Steuerstromkreise
besagter Schützen momentan offen zu halten, damit dieselben in einer vorgeschriebenen,
bestimmten Reihenfolge unter Einhaltung eines passenden Zeitabstandes zwischen je
zwei aufeinanderfolgenden Widerstandsstufen in Wirkung trete=n.
-
Die verwendeten Schützen tragen meist je eine einzige Wicklung, die
entweder vom Hauptstrom des Motors oder von einem schwächeren, vom Netz abgezweigten
oder von einer Hilfsstromquelle gelieferten Strom durchflossen wird; es sind aber
auch solche Schützen bekannt, welche mit zwei oder mehr Wicklungen versehen sind,
die im allgemeinen mit einem vom Netz abgezweigten Strom gespeist werden, und es
dient in diesem Fall die eine Wicklung (die sogenannte Einschalt-oder Arbeitsspule)
zum Schließen der Schütze, während- die andere Wicklung (die sogenannte Haltespule)
meistens eine kleinere Anziehungskraft erzeugt und lediglich bezweckt, die Schütze
geschlossen zu halten, nachdem der das Schließen vermittelnde Stromkreis beim normalen
Funktionieren des Systems geöffnet worden ist.
-
Andererseits ist es auch wohlbekannt, in dem Hauptstromkreis des Motors
ein vom Hauptstrom durchflossenes Relais anzuordnen, welches eine Art Ventilwirkung
derart ausübt,
daß dasselbe den Kontrollstromkreis der Schützen
so lange unterbricht, bis der Hauptstrom auf einen bestimmten Wert zurückgefallen
ist, so daß dadurch ein zu rasches Anwachsen der Drehzahl des Motors verhindert
wird.
-
Die gleichzeitige Verwendung obengenannter Apparate bedingt meistens
eine ziemlich verwickelte Leitungsführung und hatte bisher außerdem den Nachteil,
daß die Anlaßschützen in bezug auf deren Ausrüstung und auf die Windungszahlen ihrer
Spulen verschieden ausgeführt werden mußten.
-
Die Notwendigkeit, diese Nachteile zu beheben, hat zur vorliegenden
Erfindung geführt, wobei die Aufgabe darin bestand, zum selbsttätigen Anlassen von
elektrischen Motoren eine Vorrichtung zu schaffen, welche die Verwendung von mit
einfachster Leitungsführung verbundenen Schützen möglichst gleicher Ausführung ermöglicht,
so daß durch einheitliche Fabrikation, vereinfachte Montage und Vermeidung jeglichen
unnützen Stromverbrauchs eine einfache, übersichtliche und zugleich absolut betriebssichere
Anlage entsteht, die sich durch niedrige Anschaffungskosten und hohe Wirtschaftlichkeit
auszeichnet. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach eine selbsttätige
Anlaßvorrichtung für Elektromotoren mittels Schützen, welche in Kombination mit
einem mit dem Motor hintereinandergeschalteten Serienrelais der oben gekennzeichneten
Art solche Anlaßschü.tzen benutzt, die je mit zwei in gleichem Sinne wirkenden Wicklungen
versehen sind, wobei die eine, dünndrahtige, als Nebenschluß- bzw. Arbeitsspule
bezeichnete Wicklung an den Klemmen entweder des Netzes oder einer besonderen Stromquelle
beliebiger Spannung angeschlossen ist, während die andere, dickdrahtige, Hauptstrom-
bzw. Haltespule genannt, vom Hauptstrom des Motors beeinfiußt werden kann. Wesentlich
ist bei dieser Erfindung die Tatsache, daß bei jeder Anlaßschütze die Nebenschlußspule
allein zur Anziehung des Ankers dient, bis die Hauptkontakte sich berühren und somit
die Haüptstromspule der betreffenden Schütze in den Stromkreis einsetzen, welche
Spule dadurch vom Hauptstrom beeinfiußt wird und alsdann allein genügt, um die Schließbewegung
zu vollenden und die Schütze geschlossen zu halten, falls das Serienrelais inzwischen
ansprechen und den Stromkreis der Nebenschlüßspule unterbrechen sollte.
-
Die so gekennzeichnete Anlaßvorrichtung wird meistens verwendet im
Zusammenhang mit irgendeiner an sich bekannten Fernsteuerung, wobei erfindungsgemäß
jede Steuerschütze mit einem zusätzlichen Hilfsschalter ausgerüstet ist, welcher
beim Schließen der betreffenden Schütze eine zu diesem Zweck in dem Kontrollstromkreis
vorgesehene Unterbrechungsstelle überbrückt.
-
Die betreffende Vorrichtung findet Anwendung beim selbsttätigen Anlassen
bzw. Fernanlassen von elektrischen Motoren, insbesondere von Gleichstrommotoren
beliebiger Erregungsart, mit oder ohne Umkehr der Drehrichtung, mit oder ohne durch
Schwächung des Magnetfeldes erfolgender Drehzahlregelung, welche zum Antrieb von
Werkzeugmaschinen, von gewissen Hebezeugen u. dgl. dienen.
-
Die beiliegenden Zeichnungen zeigen beispielsweise Ausführungen der
Erfindung mit Gleichstrom-Nebenschlußmotoren, und zwar zeigt Abb. r das Schaltungsschema
einer Fernanlaßvorrichtung für einen Motor ohne Umkehr der Drehrichtung und ohne
Nebenschlußregelung, Abb. z das Schaltungsschema einer Fernanlaßvorrichtung für
einen Motor mit Nebenschlußregelung, Abb, 3 das Schaltungsschema einer Fernanlaßvorrichtung
für einen Motor mit umkehrbarer Drehrichtung.
-
Bei den angeführten Beispielen kommen nur je drei Anlaßschützen zur
Verwendung, jedoch ist es für den Fachmann selbstverständlich, daß einer feineren
Abstufung der Anlaßwiderstände eine größere Anzahl Anlaßschützen entsprechen muß.
-
Die Abb. q. und 5 zeigen mögliche Abänderungen der obigen Schaltungen.
Bei anderer Erregungsart des Motors ist natürlich die Schaltung sachgemäß abzuändern.
-
Bei sämtlichen Abbildungen beziehen sich die gleichen Buchstaben auf
gleiche Teile, und zwar bedeuten: M# den Motoranker, E die Nebenschlußerregerwicklung
des Motors, D den Anlaßwiderstand, B1 den als Druckknopf gedachten Schalter zum
Stillsetzen des Motors, B., und B3 die ebenfalls als Druckknöpfe gedachten Anlaßschalter
für Vorwärts- bzw. Rückwärtslauf, Cm" Cm3 Steuerschützen für Vorwärtslauf,
Cm,, Cm4 Steuerschützen für Rückwärtslauf, Cd, Cd, Cd3 Anlaßschützen, F1,
F. usw. Schmelzsicherungen, 1g Hauptschalter, I Schalter für eine Signallampe (Druckknopfschalter),
L Signallampe, R Schutzwiderstand, .
-
Rc Nebenschlußregulierwiderstand, RM Maximalstromrelais, RS Serienrelais.
Die
Steuerschützen sowohl für Vorwärtsals auch für Rückwärtslauf besitzen nur eine dünndrähtige
Wicklung, mit welcher ein bzw. mehrere Druckknöpfe Bi hintereinandergeschaltet werden,
je nachdem es erwünscht ist, den Motor von einer oder von mehreren Stellen aus stillsetzen
zu können. Mit besagten Druckknöpfen werden ebenfalls diejenigen ;ß, und B3 für
Vor- bzw. Rückwärtslauf in Reihe geschaltet, welche mit den Hilfskontakten der denselben
zugeordneten Steuerschützen verbunden sind. Soll der Motor von mehreren Stellen
aus angelassen werden, so müssen natürlich ebenso viele Schalter B., bzw. B", vorgesehen
werden, und zwar sind sämtliche Schalter B. unter sich und sämtliche Schalter B3
ebenfalls unter sich parallel zu schalten.
-
Wie oben gesagt, besitzen die Anlaßschützen dagegen je zwei in gleichem
Sinne wirkende Wicklungen, wovon die eine, dünndrähtige (Arbeitsspule) im Nebenschluß
zu einem einzigen mit Strom von beliebiger Spannung gespeisten Kontrollstromkreis
liegt und zum Schließen der betreffenden Schütze dient, während die andere, dickdrähtige
Wicklung (Haltespule), welche gegebenenfalls eine kleinere Anziehungskraft entwickeln
darf, als erstere vom Hauptstrom des Motors durchflossen wird, sobald die Schütze
geschlossen ist, und besagte Schütze geschlossen hält, sobald der Kontrollstromkreis
durch das Serienrelais RS geöffnet worden ist.
-
Jede Schütze ist mit Hilfskontakten versehen, welche durch mit dem
beweglichen Teil genannter Schütze zwangläufig verbundene, aber von demselben elektrisch
isoliert befestigte Kontaktstücke bzw. -scheiben überbrückt werden können; die so
gebildeten Hilfsschalter werden beim Schließen der Steuerschützen geschlossen, desgleichen
ist dies .auch der Fall, nur mit einer kleinen Verzögerung, bei den Anlaßschützen
mit Ausnahme der letzten, deren Hilfskontakte beim Schließen derselben geöffnet
werden. Erstere Hilfskontakte werden bekanntlich meist als Schließungs-, letztere
als Öffnungs- oder Unterbrechungskontakte bezeichnet. Die elektrischen Verbindungen
sind aus dem Schema ohne weiteres ersichtlich. Zum besseren Verständnis der vorliegenden
Beschreibung wurde angenommen, daß sämtliche Schützen durch Drehen des beweglichen
Teiles nach links (umgekehrt der Richtung des Uhrzeigers) geschlossen werden.
-
Die die einzelnen Apparate miteinander verbindenden Leitungen sind
derart vorgesehen, daß beim Schließen der Anlaßschützen jede derselben, mit Ausnahme
der letzten, die Arbeitsspule der demnächst zu schließenden Anlaßschütze in den
Kontrollstromkreis einsetzt, während die letzte Anlaßschütze besagten Stromkreis
unterbricht und somit die Arbeitsspulen sämtlicher Anlaßschützen stromlos macht.
-
Die Anlaßvorrichtung arbeitet nun folgendermaßen Nach Schließen des
Hauptschalters 1g (Abb. i) wird zuerst durch Zudrücken des Druckknopfes B1 kontrolliert,
ob die Hauptleitung wirklich Spannung führt; hiermit wird ein Prüfstromkreis zwischen
der positiven Leitung über die jetzt überbrückten Kontakte des Maximalstromrelais
RM, Signallampe L,
Schmelzsicherung F1 und Druckknopfschalter lt zur negativen
Leitung hergestellt; ist nun die Schmelzsicherung F1 in Ordnung, so brennt die Signallampe
L hell.
-
Dann wird auf den Druckknopf B2 gedrückt; dadurch wird über die Kontakte
des Maximalrelais RM und diejenigen des Schalters bzw. der Schalter B1 und B2 in
der Spule der Steuerschütze Cm1 ein Strom hergestellt, der diesle Schütze und zugleich
deren Hilfskontakte a zum Schließen veranlaßt. Durch letztere wird einerseits der
Kontrollstromkreis in a vervollständigt, anderseits aber der Strom in der Spule
der Schütze Cm, erhalten, nachdem der Druckknopf B2 wieder losgelassen worden
ist.
-
Nun fließt der Hauptstrom durch den aus Motoranker M, Serienrelais
RS, Anlaßwiderstände D, den Hauptkontakten der Schütze Cm, und dem Maximalstromrelais
RM gebildeten Stromkreis, während ein Bruchteil dieses Stromes zwischen den Punkten
N und Gr zur Erregung der Feldmagnete E abgezweigt wird. Der Motor läuft an. Die
Schützen Cd" Cd" Cd3 bleiben einstweilen offen; auch deren Hilfsschalter
bleiben mit Ausnahme desjenigen der letzten Schütze Cd3 offen, und wird der Kontrollstromkreis
infolge des beim Anlaufen entstehenden Stromstoßes durch das Serienrelais RS unterbrochen.
Erst wenn der Motor bereits eine gewisse Geschwindigkeit angenommen hat, nimmt dessen
elektromotorische Gegenkraft zu und infolgedessen die Hauptstromstärke entsprechend
ab.
-
Sobald die Stromstärke auf den vorgeschriebenen Mindestwert zurückgekommen
ist, fällt der Anker des Relais RS ab und schließt somit den Kontrollstromkreis
auf die dünndrähtige Arbeitsspule der Anlaßscllütze Cdl, welche sofort anspricht
und die erste Stufe des Anlaßwiderstandes kurzschließt. Die Stromstärke springt
plötzlich auf ihren Höchstwert und hält, da sie jetzt die Hauptstromspule (Haltespule)
der Schütze Cdl durchfließt, dieselbe geschlossen; kurz nach Schließen der Hauptkontakte
dieser Schütze schließt selbige ihren Hilfsschalter; inzwischen
ist
infolge des entstandenen Stromstoßes der Anker des Relais RS angezogen und der Kontrollstromkreis
bei den Hilfskontakten desselben unterbrochen worden; dieser Zustand dauert so lange
fort, bis der Strom infolge des allmählichen Steigens der elektromotorischen. Gegenkraft
des Motors wiederum auf den ihm angewiesenen Mindestwert gesunken ist. Dann läßt
Relais RS seinen Anker fallen und stellt somit den Kontrollstromkreis über die dünndrähtige
Arbeitsspule der Anlaßs.chütze Cd2 und den Hilfsschalter von Cd, wieder her, so
daß Schütze Cd" ihrerseits zum Schließen kommt; demgemäß wird die zweite Stufe des
Anlaßwiderstandes kurzgeschlossen; somit sind die beiden ersten Stufen nunmehr unwirksam.
Da die dickdrähtige Haltespule der Schütze Cdl uun praktisch stromlos geworden ist,
so öffnet sich diese Schütze und kommt in ihre Ruhelage zurück. Der neuentstehende
Stromstoß zwingt das Relais RS dazu, seinen Anker anzuziehen und somit den Kontrollstromkreis
wieder momentan zu unterbrechen. Schütze Cd. wird hierbei durch ihre Hauptstromspule
geschlossen gehalten.
-
Das Anlassen schreitet in dieser Weise allmählich fort, wobei die
Hilfsschalter der einzelnen Anlaßschützen bekanntermaßen derart eingestellt sind,
daß jeder derselben kurz nach den Hauptkontakten der zugehörigen S S chütze schließt,
damit dem Relais RS genügende Zeit übrigbleibt, um seinen Anker anzuziehen.
-
Sobald die letzte Anlaßschütze Cds ihre Schließbewegung vollzogen
hat, ist der gesamte Anlaßwiderstand D über Kreis P-Cd3-G kurzgeschlossen,
der gesamte durch den Motoranker gehende Hauptstrom durchfließt also die Haltespule
von Ccl3; der Kontrollstromkreis wird zufolge Öffnung des Hilfsschalters der letzten
Schütze Cd, unterbrochen; die vorhergehende Schütze Cd.# öffnet ihre Kontakte und
fällt in die Ruhelage zurück.
-
Der Kontrollstromkreis bleibt während der ganzen Betriebszeit des
Motors an den Hilfskontakten der letzten Anlaßschütz.e unterbrochen; demzufolge
wird jeder unnütze Stromverbrauch in den Arbeitsspulen der Anlaßschützen vermieden
und dieselben dürfen daher mit dickerem, also billigerem Draht ausgeführt werden.
-
Um den Motor stillzusetzen, genügt ein Druck auf irgendeinen der vorgesehenen
Druckknöpfe B, -, dadurch wird die Erregung der Steuerschütze Cm, unterbrochen,
welch letztere sich dann sofort öffnet und sowohl den Haupt- als auch den Kontrollstromkreis
unterbricht; die Schützen kehren in ihre Ruhelage zurück und liegt dann die ganze
Vorrichtung zu einem neuen Anlaßprozeß bereit.
-
Die letzte Anlaßschütze Cds darf auch mit nur einer Wicklung aus dünnem
Draht ausgeführt werden; dann muß diese Wicklung während der ganzen Betriebszeit
des Motors unter Strom bleiben; es ist in diesem Falle erfindungsgemäß dafür Sorge
zu tragen, daß (Abb. ia) der Hilfsschalter besagter Schütze am Ende des Anlaßprozesses
nur den Stromkreis der dünndrähtigen Wicklung der vorherigen Anlaßschützen Cdl,
Cd2 unterbricht und .außerdem, daß die letzte Anlaßschütze Cds mit einem beim Schließen
derselben schließenden Hilfsunterbrecher versehen wird, der beim Schließen besagter
Schütze den Hilfsunterbrecher, der vorhergehenden Schütze überbrückt.
-
Das in Abb.2 angegebene Schema-unterscheidet sich vom vorhergehenden
nur dadurch, daß der Motor eine Geschwindigkeitsregelung mittels Feldschwächung
besitzt. Zu diesem Zweck wird mit der Erregerwicklung desselben ein von Hand regelbarer
Widerstand Rc in Reihe geschaltet, deren beide Anschlußklemmen byzw. zu zwei am
Serienrelais RS vorgesehenen weiteren Hilfskontakten geführt werden. Andererseits
fällt derjenige Teil des Kontrollstromkreises weg, der nach Abb. i vom (Linken)
Hilfskontakt der Schütze Cd3 über die unteren Hilfskontakte der Steuerschütze Cm,
zum negativen Hauptleiter führte, und wird derselbe erfindungsgemäß durch eine zwischen
dem Hilfskontakt von Cds und dem Punkte G führende feste elektrische Verbindung
ersetzt, während die von der Steuerschütze Cm, im Punkte a
besorgte Unterbrechung,
nunmehr zwischen der dünndrähtigen Wicklung der ersten Anlaßschütze Cd, und
dem .einen (rechten) Hilfskontakt der letzteren Cd, (im Schema rechts unten) erfolgt.
-
Demgemäß gestattet das Serienrelais RS das Anlassen mit maximalem
Felde, wie auch immer der Feldwiderstand eingestellt sein mag. Tatsächlich wird
letzterer bei jedem innerhalb der Anlaßzeit stattfindenden Stromstoß durch besagtes
Relais abwechselnd kurzgeschlossen und in den Erregerstromkreis wieder eingesetzt,
wodurch die Schwächung des Feldes nebst derjenigen des im Hauptstromkreis befindlichen
Widerstandes zusammen zur Beschleunigung des Motors beitragen.
-
Bei der Anlaßvorrichtung nach Abb. 3 handelt es sich um einen umsteuerbaren
Nebenschlußmotor, und wird die Umkehrung der Drehrichtung in an sich bekannter Weise
mittels zweier aus je zwei miteinander zwang-Läufig verbundenen einfachen Schützen
bestehenden doppelpoligen Steuerschützen eingeleitet,
wobei. die
eine aus den Schützen Cm, und Cm3, die andere aus den Schützen Cm.
und
Cm¢ zusammengesetzt sind. Die oberen Hilfskontakte der Doppelschützen Cmi, Cm3 sind
.an den Klemmen des z. B. für Vorwärtslauf bestimmten, als Druckknopf gedachten
Schalters B2 angeschlossen, während die oberen Hilfskontakte der Doppelschützen
Cm.,
Cm4 in gleicher Weise zu den Klemmen des dann für Rückwärtslauf bestimmten
Druckknopfschalters B3 geführt sind.
-
Bei beiden Doppelschützen sind die unteren Hilfsschalter a1 und a2
in dem Kontrollstromkreis parallel geschaltet, und wird dieser Stromkreis erfindungsgemäß
ungeachtet der jeweiligen Drehrichtung durch einfaches Zudrücken auf den Knopf Bi
unterbrochen.
-
Der mit der Feldwicklung E des Motors parallel geschaltete
Schutzwiderstand 12 dient dazu; den beim Abschalten des Motors in der Feldwicklung
von der Selbstinduktion hervorgerufenen Extrastrom in bekannter Weise unschädlich
zu machen. Dieser Schutzwiderstand wäre natürlich ebenfalls bei den Vorrichtungen
nach Abb. i und a notwendig, falls das Ende G der Nebenschlußwicklung des Motors
am Hauptstromkreis zwischen Steuerschütze Cm, und Netz .anstatt zwischen
Schütze Cm, und Anlaßwiderstand D angegeschlossen wäre.
-
Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, das Serienrelais I2 nicht
durch den Hauptstrom, sondern durch einen jederzeit zu demselben proportionalen
Strom zu erregen.
-
Selbstverständlich kann zum Schutze des Motors gegen Überlastungen
bei allen vorher beschriebenen Vorrichtungen das Höchststromrelais IZM durch nach
Abb. q. hinter dem Hauptschalter Ig in bekannter Weise vorgesehene Schmelzsicherungen
Fg ersetzt werden.
-
Sollte vorgezogen werden, daß die Anlaßschützen während des Anlassers
geschlossen bleiben, anstatt daß sie der Reihe nach in die Ruhelage zurückkommen,
so kann man deren Hauptstromwicklungen (Haltespulen) erfindungsgemäß nach Abb. 5
schalten, und zwar derart, daß die betreffenden Wicklungen bei allen Anlaßsch,ützen,
mit Ausnahme der letzten Cd3, hintereinandergeschaltet und somit bis zum Schlusse
der Anlaßperiode fortwährend vom Strome durchflossen werden. In Abb. 5 wurde der
Einfachheit halber der Kontrollstromkreis nicht eingezeichnet.