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Einrichtung zum Anlassen und Betrieb von Drehstrominduktionsmotoren.
Beim Betrieb von Drehstrominduktionsmotoren hat man Einrichtungen verwendet, durch
welche es möglich gemacht wird, daß nach Wegbleiben oder Rückgang der Netzspannung
der Ständer auf den kurzgeschlossenen Läufer geschaltet wird. Das kann beispielsweise
durch ein Sicherheitsschütz am Ständerschalter erreicht werden, «-elches bei Spannungsrückgang
stromlos wird und den Ständer ausschaltet, wobei durch Kontakte am Anlasser dafür
gesorgt ist, daß das Schütz den Ständer nur dann wieder einschalten kann, wenn der
Anlasserhebel in der Anfang-Stellung steht.
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Um die Reibungsverluste herabzusetzen, werden die Schleifringbürsten
nach vollendetem Anlassen mechanisch oder elektromagnetisch von den Schleifringen
abgehoben und dafür die Schleifringe durch eine Kurzschließvorrichtung kurzgeschlossen.
Die Bürstenkurzschluß- und Abhebevorrichtung hat den -Nachteil, daß der Ständerschalter
bei abgehobenen Schleifringbürsten und kurzgeschlossenem Läufer geschlossen werden
kann. U m das zu verhindern, muß ein Höchststromschalter in den Ständerkreis geschaltet
werden. Bei größeren Motorleistungen ist die Anordnung eines Überstrom- und Spannungsrückgangschalters
erforderlich.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum Anlassen und Betrieb
von mit Bürstenabhebevorrichtung versehenen Drehstrominduktionsmotoren, bei denen,
ohne daß ein Überstrom- und Spannungsrückgangschalter verwendet wird, eine Einschaltung
des Läufers bei falscher Anlasserstellung und bei
abgehobenen Bürsten
unmöglich gemacht wird. Die Einrichtung läßt sich erfindungsgemäß auch dahin erweitern,
daß sie auch bei überlastung und bei Wegbleiben einer Phase wirksam wird.
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Die Erfindung besteht darin, daß lediglich durch Bewegung des Anlasserhebels
nach vollendetem Kurzschließen der Anlaßwiderstände die Schleifringe elektromagnetisch
kurzgeschlossen «,erden und eine Bürstenabhebevorrichtung wirksam wird, und daß
insbesondere der Anlasser so ausgebildet ist, daß in der Anfangsstellung und in
der Endstellung die Anlasserbürste die gleiche Lage einnimmt, daß also die Anlasserbürste,
ohne daß ihre Schaltrichtung geändert wird, von der Anfangsstellung an soweit gedreht
wird, bis sie -wieder die Anfangsstellung erreicht.
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In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung dargestellt,
bei welcher die Bürsten beim Bewegen des Anlasserhebels mittels eines Elektromagneten
von den Schleifringen abgehoben werden. Dies ist besonders dann zweckmäßig, wenn
der Anlasser nicht unmittelbar am Motor angebracht ist, sondern sich in einiger
Entfernung von ihm etwa auf einer Schalttafel befindet. Man kann aber die Einrichtung
natürlich auch so treffen, daß die Bürsten beim Bewegen des Anlasserhebels mechanisch
abgehoben werden, indem etwa ein Gestänge mittels einer Kurve am Anlasser bewegt
wird und die Bürsten abhebt.
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Der Ständer 21, a2, 23 des Motors wird über den Ständerschalter 2o
an das Netz R, S, T gelegt. Der Rotor 31, 32, 33 trägt auf seiner Welle 36
die Schleifringe 37, an welche über die Bürsten 38 die Anlaß- -widerstände 39 angeschlossen
sind. Mit der Welle 36 sind Kontakte 34 verbunden, die mittels eines Kontakthebels
3o kurzgeschlossen werden können, der unter der Wirkung der Fliehkraft steht. Man
kann die Zentrifugalwirkung des Hebels 30 gegebenenfalls durch die Wirkung
eines Magneten 35 unterstützen, der im Stromkreis einer Läuferphase, beispielsweise
der Phase 34 liegt und auf der Läuferwelle angeordnet ist, also an ihrer Drehung
teilnimmt. Es kann auch der Strom mehrerer Läuferphasen auf den Magnet 35 wirken.
Die Bürsten 38 können von dem Magneten 28, der einerseits mittels der Leitung 2.1
beispielsweise an die Ständerpliase 23 angeschlossen ist, abgehoben werden.
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Der Anlasser 4.o ist mit beispielsweise fünfzehn Kontakten r bis
15 und einem Leer- j kontakt 48 ausgerüstet. Die fünfzehn Kontakte sind mit
den gleichbezeichneten Punkten r bis 15 des Anlaßwiderstandes 39 verbunden. Die
Verbindungsleitungen sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen. Der Anlasserhebel
4.4 trägt außer der Anlasserbürste 45 noch die Bürste 46, die entweder die,Kontaktringe
41 und 42 oder .42 und :i3 auf dem Anlasser miteinander verbindet. Durch ein Sperrad
47 am Anlasserhebel, in welches eine Klinke am Anlasser einfällt, ist dafür gesorgt,
daß der Anlasserhebel nur in einer Richtung, beispielsweise rechtsherum, bewegt,
aber nicht -zurückgedreht werden kann. Die Kontaktr inge 4.r und .i2 liegen über
Leitungen 25 und 26 im Stromkreis der Ständerphase 23; der Kontaktring 4.3 ist über
Leitung 29 mit dem Bürstenabhebemagneten 28 verbunden.
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Die Schaltvorgänge in den einzelnen Stellungen des Anlassers sind
folgende: Liegt der Anlasserhebel 4.4. in der N ullraststellung auf den Kontakten
r, 2, 3 und wird der Ständerschalter 20 geschlossen, so ist der gesamte Widerstand
39 dem Läufer 34 32, 33 vorgeschaltet. Der Läufer steht still, seine Schleifringbürsten
38 sind abgehoben, -weil der Bürstenabhebemagnet 28 über die Kontaktringe 4.2 und
43 und die Leitungen 26 und 24. an die Ständerphase 23 angeschlossen ist.
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Wird die Anlasserbürste auf die Kontakte 4., 5, 6 gelegt, so hat sich
an der Größe des Vorschaltwiderstandes nichts geändert, weil die Punkte r, 2, 3
des Anlaßwiderstandes 39 mit den Punkten 4., 5, 6 widerstandslos verbunden sind.
Die Bürste 46 verbindet aber nun die Kontaktringe 41 und 42 miteinander. Der Bürstenabhebemagnet
28 ist also stromlos und die Schleifringbürsten 38 liegen auf den Schleifringen
37 auf. Der Läufer steht noch still.
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Beim tVeiterdrehen der Anlasserbürste 45 wird der Anlaßwiderstand
39 allmählich verkleinert, und der Läufer kommt allmählich in Gang. Wenn die J#nlasserbürste
45 die Kontakte 13, t4., 15 erreicht hat, wie dies in gestrichelten Linien dargestellt
ist, so hat der Motor normale Drehzahl. Der Kontakthebel 30 schließt die Kontakte
34 und damit die Schleifringe 37 kurz. Durch Anordnung eines Magneten 35 kann man
die Wirkung des unter der Zentrifugalwirkung stehenden Hebels 30 unterstützen.
Die Bürste 4.6 verläßt den Kontaktring 41 und verbindet die Kontaktringe 42 und
4.3 miteinander, so daß der Bürstenabhebemagnet 28 Strom erhält und die Bürsten
38 abhebt. Die Anlasserbürste .45 ist wirkungslos, da die Kurzschließung der Punkte
13, z4., 15 am Anlasserwiderstand nunmehr von den Kontakten 34. übernommen
wird, und kann nun auf den Leerkontakt 48 und von diesem auf die Anfangsstellung
z, 2, 3 gelegt werden. In dieser Lage der Bürsten ist wieder der gesamte Anlaßwiderstand
39
eingeschaltet. Da aber der Magnet 28 die Bürsten abgehoben hat,
behält der Motor seine normale Betriebsdrehzahl.
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Die Bewegung der Anlasserbürste .45 von den Kontakten 13, 14,
15 auf die Kontakte i, 2, 3 kann entweder, wie beschrieben, von Hand oder auch durch
eine selbsttätige Vorrichtung, etwa durch einen Magneten oder eine Feder, bewerkstelligt
werden; so daß die Bürste 45 nicht auf den Kontakten 13, i4., 15 liegenbleiben
kann.
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Wenn nun der Motor durch Üffnen des Ständerschalters 2o stillgesetzt
wird, so wird der Magnet 28 stromlos und die Schleifringbürsten legen sich auf die
Schleifringe auf. Der Anlasserhebel liegt aber wieder in seiner Anfangsstellung,
so daß beim Wiedereinlegen des Stä nderschalters der gesamte Anlaßwiderstand vor
dem Läufer liegt.
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Geht während des normalen Betriebes die Spannung im -Netz R, S, T
zurück oder bleibt sie ganz aus und .geht demzufolge auch die Drehzahl des Motors
zurück, so wird der Bürstenabhebemagnet 28 und gegebenenfalls der Kurzschlußmagnet
35 stromlos bzw. lassen in ihrer Anzugskraft so nach, daß der Schalthebel
30 geöffnet wird und daß die Bürsten 38 sich auf die Schleifringe 37 auflegen
und dem Läufer damit der gesamte Vorschaltwiderstand vorgeschaltet ist.
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Man kann die beschriebene Einrichtung erfindungsgemäß so ausbilden,
daß der Läufer des Motors auch gegen Beschädigung durch Überlastung und durch Unterbrechung
einer Phase geschützt ist. In diesem Falle muß von der Anordnung eines Magneten
35 abgesehen werden. Der Schutz wird durch einen Magneten erreicht, der beim Anwachsen
des Stromes über ein zulässiges Maß den Bürstenabliebeinagneten 28 wirkungslos macht.
Die Motordrehzahl hat zufolge der Überlastung so nachgelassen, daß auch der Fliehkraftschalter
30 geöffnet ist. Ein solcher Überstrommagnet kann in den Stromkreis jeder Ständerphase
eingeschaltet sein. Bei dem in der Abbildung dargestellten Beispiel ist der Überstroinmagnet
27 in die Leitung 24. der Phase 23 eingeschaltet. Wenn er anspricht, schließt er
Kontakte, welche den Bürstenabhebemagneten 28 wirkungslos machen, indem sie ihn
kurzschließen. Der Läufer bleibt also stehen, da auch die Kontakte 34 geöffnet sind.
Wird eine Phase 2i oder 22 unterbrochen, so wächst der Strom in den beiden anderen
Phasen so stark an, daß der überstroinmagnet 27 anspricht. Eine Unterbrechung der
Phase 23 hat zur Folge, daß der Magnet 28 stromlos wird. In beiden Fällen wird der
Läufer durch Vorschalten des gesamten Widerstandes stillgesetzt, da auch die Kontakte
34 zufolge Drehzahlnachlaß bei einem solchen Störungsvorgang geöffnet werden.
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Es ist auch möglich, den Bürstenabhebemagneten 28 selber so auszubilden,
daß er bei Überstrom wieder wirkungslos wird. Das kann beispielsweise durch einen
zweiten Anker geschehen, der gegen eine stärkere Feder nur bei Überstrom angezogen
wird und dabei eine Klinke auslöst, so daß der erste Anker abgerissen wird.