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Einschaltvorrichtung für Elektromotoren zum Antrieb von Pumpen, Kompressoren
und ähnlichen Arbeitsmaschinen 1n letzter Zeit bemüht man sich immer mehr, den Drehstromkurzschlußmotor
auch für größere Leistungen an Stelle des Schleifringankermotors zu verwenden. Er
ist einfacher, billiger, macht den Läuferanlasser völlig überflüssig und kann durch
einfaches Anlegen des Ständerschalters an das Netz in Betrieb genommen werden. Seine
Nachteile . sind das niedrige Anzugsmoment und der hohe Anlaßstrom, die man durch
Sonderausführungen der Motoren, durch Anwendung von Rei.bungs- oder Fliehkraftkupplungen
zu verringern bzw. zu beseitigen sucht. Auch bei Schleifringankermotoren mit Läufer-
i anlassern ist es bekannt, die Anlaßarbeit der Arbeitsmaslchine selbst herabzusetzen,
dadurch, daß die unter Druck stehende Arbeitsmaschine während des Amlaßvorganges
auf Leerlauf .geschaltet wird. Für den Anlauf genügt dann, je nach der Konstruktion
der Arbeitsmaschine und der eingebauten Leerlaufeinrichtung, ein Drehmoment von
2o bis . 30 °/o des bei voller Drehzahl vorhandenen Nennmomentes. Diese bekannten
Anlaßeinrichturigen sind nun für Kurzschlußtnotoren oder solche Motoren, die ohne
Zwischenschaltung eines Anlassers unmittelbar an das Netz gelegt werden, nicht verwendbar,
da ein Kurbelanlasser oder ein anderer mehrstufiger Anlasser, der bei den bekannten
Vorrichtungen in der Endstellung durch einen Anschlag den Magnetstromkreis der Leeranlaufeinrichtung
unterbricht, nicht vorhanden ist.
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Um nun den selbsttätigen Leeranlauf bei beliebig gebauten Motoren,
insbesondere auch bei Kurzschlußmotoren, verwenden zu können, wird gemäß der Erfindung
eine nur im Einschaltmoment von der Stellung des Ständerschalters (bzw. von der
Stellung des sonst erforderlichen Einschalt- oder Anlaßapparates) abhängige Vorrichtung
benutzt, die einen Anlauf des Motors nur bei entlasteter Arbeitsmaschine zuläßt,
und die nach einer bestimmten, beliebig einstellbaren Zeit den Motor auf die betriebsmäßige
Last umschaltet. Durch diese Einrichtung ist eine völlig unbeaufsichtigte Regelung
möglich, so daß beispielsweise bei Kompressoren in Abhängigkeit von einem Druckschalter
das ganze Aggregat bei einem Höchstdruck im Preßluftnetz stillgesetzt und nach Erregung
einer eingestellten unteren Druckgrenze wieder eingeschaltet werden kann.
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In der Abbildung stellt a einen Kurzschlußmotor, b einen mit Fernschaltung
versehenen Ständerschalter, c den Hauptschalter, d einen Hilfsfernschalter, der
einen zur Bewegung eines Leerlaufregulierventils dienenden Magneten e steuert
und feinen in Abhängigkeit vom Preßluftnetz schaltenden Druckschalter dar;
g ist ein Verzögerungsrelais und h ein weiteres, mit einer Luftdämpfung i für die
Ausschaltverzögerung
versehenes Relais mit den Kontakten h und
an; parallel zur Spule k liegt über dem Kontakt iia der Kurzschlufviderstand
n.
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Der Anlauf vollzieht sich in folgender Weise: Sobald .bei eingeschaltetem
Hauptschalter c der Druckschalter f geschlossen ist, werden die Spulen der Relais
g und h geschlossen. Das Relais h schließt ohne Verzögerung seinen Kontakt h, so
daß auch der Hilfsschalter d und der Magnet e sofort eingeschaltet werden. Je nach
der Länge der Steuerluftleitung und den Dimensionen ;der Leerlaufsteuerzylinder
wird der Kompressor in etwa o,i bis i Sekunde auf Leerlauf geschaltet. Das Verzögerungsrelais
g ist possend eingestellt und schaltet mit einer Verzögerung bis zu einer Sekunde
!den Ständerschalter b ein, worauf der Motor a entlastet anläuft.
Nach erfolgtem Anlauf muß der das Leerlaufregulierventil steuernde Magnete wieder
ausgeschaltet werden, damit der Kompressor von der Leerlaufs- in die Arbeitsstellung
übergehen kann. Zu diesem Zweck wird gleichzeitig mit dem Ansprechen des Relais
h. durch den Kontakt m die Spule des Relais zweckmäßig über den Widerstand rz kurzgeschlossen.
Durch passende Einstellung des Widerstandes za wird einerseits das- magnetische
Feld von h so weit geschwächt, und andererseits wird auch das beim abfallenden Schalter
im Zylinder i entstehende Luftpolster derart dämpfend eingestellt, daß die Unterbrechung
des Kontaktes k urnd,somit auch die Aberregung des Magneten e erst nach vollendetem
Anlauf des Motors erfolgt. Die erforderliche Leerlaufzeit, die jeweils bei der ersten
In#b.etriebsetzung eingeregelt wird, liegt etwa zwischen 2 bis io Sekunden.
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Nach beendetem Anlauf und Leerlauf beginnt der Kompressor runter Vollastaufnahme
die angesaugte Luft ins Preßluftnetz zu fördern. Bei Erreichung des Höchstdruckes
schaltet der Druckschalter f aus, das Relais g wird stromlos, und der Schalter b
fällt ab, so daß die ganze Anlage zum Stillstand kommt. Sobald f wieder einschaltet,
vollzieht sich der Anla&vorgang völlig selbsttätig von neuem in der oben beschriebenen
Weise.
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Die Einrichtung kommt in erster Linie für völlig selbsttätig arbeitende
Drehstromkurzschlußmotoren in Betracht, kann aber selbstverständlich auch beim Anlassen
von Hand und für alle anderen Motoren, beispielsweise Synchron- und Gleichstrommotoren,
verwendet werden: Dabei ist auch gleichgültig, welche Apparate für den Anlauf verwendet
werden. Es kann also beispielsweise ein Sterndr, eieckschalter, Anlaßtransformator,
Kurbel- oder Schützenanlasser sein. In j edem Fall kommt es nur - darauf an, @daß
die Entlastungseinschalüvorrichtung während der Anlaufzeit stets wirksam, während
der Betriebszeit dagegen stets ausgeschaltet ist.
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Die Vorrichtung kann auch so getroffen werden, daß -die Entlastungseinrichtung
für die Arbeitsmaschine außer während der Anlaufzeit auch während der Stillstandzeiten
eingeschaltet ist. Man braucht in diesem Falle das Relais h nur anstatt mit Arbeitskontakten
k mit Ruhekontakten auszuführen und. die Luftdämpfung i umgekehrt wirken zu lassen.
Der Magnet c ist dann stets eingeschaltet, wenn die Spule h stromlos ist. Erst wenn
der Druckschalter f einschaltet, wird das Relais h mit der für den Anlauf notwendigen
Zeitverzögerung ansprechen und den Mragneten e ausschalten; der Hilfskontalct m
mit dem Kurzschlußwiderstand n sind dann nicht notwendig.
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Man könnte ferner einen an den Motor angebauten Zentrifugalschalter
als Entlastungseinschalüvorrichtung benutzen, der den Hilfsstromkreis immer nur
nach Erreichung der vollen Drehzahl unterbricht. Man wird diese Lösung selten wählen,
weil sie teuer und. nicht so betriebsicher ist, außerdem ist der Anbau an Motoren,
besonders bei nachträglichem Anbau, immer unbequem. Schließlich ist es auch denkbar,
daß an Stelle eines besonderen Zentrifugalschalters das Verbindungsglied zwischen
Motor und Arbeitsmaschine, z. B. die Zenürifugalkupplung, mit einer geeigneten Schaltvorrichtung
versehen wird, derart, da.ß nach erfolgtem Anlauf die Kupplung eunäohst die leerlaufende
Arbeitsmaschine mitnimmt und erst darauf die Ar= beitsmaschinebelastet wird. Auch
besteht die Möglichkeit, den Leerlauf der Arbeitsmaschine rein mechanisch während
.der Anlaufzeit herzustellen, beispielsweise dadurch, daß das Leerlaufregulierventil,
mit Hebelübersetzung versehen, von der Welle durch Zentrifugalwirk_ung bei voller
Drehzahl ausgeschaltet wird und im Stillstand und Anlauf durch Feder- oder Gewichtswirkung
stets eingeschaltet bleibt. In allen Fällen handelt es sich :bei der Neuerung darum,
-währenddes Anlaßvorganges einen Leerlauf der Arbeitsmaschine durch eine Enülastungseinschaltvorrirhtung
herbeizuführen, die völlig selbsttätig und zeitlich unabhängig von der Anlaufanfangs-
und Anlaufendstellung eines Anlassers arbeitet.
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Das in der Abbildung gezeichnete Verzögerungsrelais g wirrt ,häufig
nicht erforderlich sein, weil bei kurzer Preßluftsteuerleitung die Leerlaufeinrichtung
des Kompressors fast gleichzeitig mit dem Einschalten des Netzschalters in Tätigkeit
tritt; außerdem ließe sich auch der Netzschalter unmittelbar
mit
Zeitverzögerung ausbilden. Sollte sich andererseits die Luftdämpfung in Ausnahmefällen
nicht für genügend lange Zeit einstellen lassen, dann kann man die Preßluftsteuerleitung
zwischen Leerlaufr.eguilierventil -und Kompressor mit einer einstellbaren Anlaßdüse
versehen, damit nach Ausschaltung die Steuerluft nur allmählich entweichen kann,
auch könnte man einen kleinen Topf einschalten, der, mit Preßluft gefüllt, nur ein
langsames Sinken des Druckes veranlaßt. Die Leerlaufzeit könnte auf diese Weise
um etwa i o bis 2o Sekunden verlängert werden, eine Zeitverlängerung, die selbst
für den Anlauf von großen Maschinen genügen würde.
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Statt des in den Motorzuleitungen liegenden Hauptschalters c kann
man auch einen in den Steuerleitungen liegenden Schalter verwenden.