DE473043C

DE473043C - Electromagnetic switching device

Info

Publication number: DE473043C
Application number: DEA47570D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Welsch
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1926-04-20
Filing date: 1926-04-20
Publication date: 1929-03-11

Description

Elektromagnetische Schalteinrichtung Es ist bei elektrischen Maschinen in manchen Fällen erforderlich, mehrere Punkte einer umlaufenden Wicklung direkt oder über Widerstände kurz zu schließen. In der beiliegenden Zeichnung sind in den Abb. i bis 3 Anordnungen dargestellt, für die solche Schaltungen in Frage kommen. Es bedeuten a die umlaufende Wicklung der Maschine, b außerhalb der Maschine liegende Widerstände und k die entweder direkt oder über Widerstände kurzzuschließenden Kontakte, die mit den einzelnen Punkten der umlaufenden Wicklung verbunden sind.Electromagnetic switching device It is used in electrical machines In some cases, several points of a continuous winding are required directly or to be short-circuited via resistors. In the accompanying drawing, the Fig. I to 3 shows arrangements for which such circuits come into question. It means a the revolving winding of the machine, b outside the machine Resistors and k the contacts to be short-circuited either directly or via resistors, which are connected to the individual points of the revolving winding.

Die Abb. i stellt einen Gleichstromgenerator dar, der über einen Widerstand b abgebremst werden soll und bei dem zur Entlastung des Kollektors drei Punkte d der Ankerwicklung a über Widerstände c durch die Schaltkontakte k kurzgeschlossen werden können. Bei der Anordnung gemäß Abb. 2 wird ein Einphasen-Repulsionsmotor über einen zwischen den Bürsten e liegenden Widerstand b angelassen. Bei annähernd synchroner Drehzahl werden drei oder mehrere Punkte d der Ankerwicklung a durch die Kontakte k überbrückt. In Abb. 3 ist eine Anordnung dargestellt, bei der ein Ein- oder Mehrphasen-Synchronmotor mit der Läuferwicklung d über drei oder mehrere Punkte d angelassen oder geregelt wird, während der weitere Lauf bei kurzgeschlossenen Kontakten k erfolgen kann. Der durch die Kontakte k hergestellte Kurzschlußkreis ist in den Abb. i, a und 3 durch punktiert gezeichnete Linien angedeutet.The Fig. I shows a direct current generator, which has a resistor b is to be braked and in which three points d the armature winding a short-circuited via resistors c through the switching contacts k can be. In the arrangement shown in Fig. 2, a single-phase repulsion motor is used started via a resistor b located between the brushes e. At approximately synchronous speed are three or more points d of the armature winding a through the contacts k bridged. In Fig. 3 an arrangement is shown in which a Single or multi-phase synchronous motor with the rotor winding d over three or more Points d is started or regulated while the further run is short-circuited Contacts k can be made. The short circuit established by the contacts k is indicated in Figs. i, a and 3 by dotted lines.

Bei den zur Durchführung solcher Schaltungen bisher bekannten Schalteinrichtungen werden die Kurzschließkontakte mittels besonderer Schleifringe oder Zentrifugalschalter gesteuert. Derartige Einrichtungen sind jedoch verhältnismäßig verwickelt, außerdem besitzen sie sich ständig reibende Teile, so daß sie einer mechanischen Abnutzung unterworfen sind.In the switching devices known hitherto for carrying out such circuits the short-circuiting contacts are made using special slip rings or centrifugal switches controlled. Such facilities, however, are relatively involved, as well they have constantly rubbing parts, so they are subject to mechanical wear are subject.

Es ist auch bereits bekannt, mit der Maschinen#,velle umlaufende axial verschiebbare Kontaktvorrichtungen vorzusehen, die unter Zuhilfenahme von Schalthebeln oder Gestängen von Hand betätigt werden. Wollte man derartige Vorrichtungen durch Elektromagnete steuern, so müßten diese notgedrungen ebenfalls umlaufend angeordnet sein und es müßte die Stromzuführung zu den Erregerspulen über Schleifringe und Bürsten erfolgen. Ordnet man dagegen beide Teile des Elektromagneten feststehend an, so sind schleifende Kontaktvorrichtungen zur Steuerung von umlaufenden Wicklungspunkten gleichfalls unerläßlich.It is also already known with the machine #, velle rotating axially Provide sliding contact devices with the help of shift levers or rods can be operated by hand. If you wanted to go through such devices To control electromagnets, these would necessarily also have to be arranged circumferentially and it would have to be the power supply to the excitation coils via slip rings and Brushing done. If, on the other hand, both parts of the electromagnet are arranged in a fixed position on, sliding contact devices are used to control rotating winding points also indispensable.

Ferner ist bereits in Vorschlag gebracht worden, bei elektromagnetisch betätigten Reibungskupplungen einen Teil des magnetischen . Eisens umlaufend, den anderen Teil dagegen stillstehend anzuordnen .und in dem stillstehenden Teil die Erregerspule einzubetten. Hierbei werden jedoch durch die relative Bewegung des umlaufenden magnetischen Eisens gegen das ruhende Eisen Wirbelstromverluste erzeugt.Furthermore, a proposal has already been made for electromagnetic actuated friction clutches part of the magnetic. Circulating iron, the however, to arrange the other part stationary. and in the stationary part embed the excitation coil. However, this is due to the relative movement of the rotating magnetic iron against the static iron eddy current losses generated.

Gegenstand der Erfindung ist eine elektromagnetische Schaltvorrichtung, durch welche diese Nachteile vermieden werden. Dieses wird dadurch erreicht, daß ein mit der Maschinenwelle umlaufendes Magnetsystem vorgesehen ist, welches aus mehreren Teilen besteht, von denen mindestens einer axial verschiebbar angeordnet ist und die Kontakte trägt, die mit den einzelnen kurzzuschließenden Punkten zusammenarbeiten. Die Erregerspule ist feststehend angeordnet, und ihre Haltevorrichtung ist durch einen Luftspalt des Systems durchgeführt, der eine Unterbrechung des magnetischen Eisenschlusses, darstellt. In besonderen Fällen, in denen die Speisung der Erregerspule durch die umlaufende Wicklung des Maschinenrotors erfolgen kann, kann die Spule ebenfalls mit der Welle umlaufen. In beiden Fällen werden Schleifringe und Bürsten zur Übertragung des Erregerstromes für die Magnetspule vermieden. Der . Stromschluß zwischen den Kontakten des Magnetsystems und den zu schaltenden Wicklungspunkten erfolgt in jedem Falle durch feste Kontakte, die während des Betriebes der Maschine nicht aufeinander zu schleifen brauchen.The subject of the invention is an electromagnetic switching device, through which these disadvantages are avoided. This is achieved in that a magnet system rotating with the machine shaft is provided, which consists of consists of several parts, of which at least one is arranged to be axially displaceable and carries the contacts that work together with the individual items to be short-circuited. The excitation coil is fixed and its holding device is through an air gap of the system is carried out, which is an interruption of the magnetic Iron closure, represents. In special cases where the excitation coil is fed can be done by the revolving winding of the machine rotor, the coil also revolve with the wave. In both cases there are slip rings and brushes for the transmission of the excitation current for the magnet coil avoided. Of the . Short circuit between the contacts of the magnet system and the winding points to be switched always takes place through fixed contacts that are made during operation of the machine do not need to drag on each other.

In der beiliegenden Zeichnung sind in den Abb. q., 5 und 6 mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In allen drei Fällen ist oberhalb der Achse das Magnetsystem mit offenen und unterhalb der Achse mit geschlossenen Kontakten dargestellt.In the accompanying drawing, Figs. Q., 5 and 6 show several Illustrated embodiments of the invention. In all three cases is above the axis the magnet system with open and below the axis with closed Contacts shown.

In Abb. q. bedeutet s die Erregerspule der Schalteinrichtung, die aus einer mit Gleich-oder Wechselstrom betriebenen Strom- oder Spannungsspule bestehen kann. Die Spule ist konzentrisch zur Maschinenachse angeordnet und wird durch einen oder mehrere Arme l in ihrer Lage festgehalten. Durch die ortsfeste Anordnung der Spule werden die Hilfsschleifringe für die Erregerspule erspart. Man kann aber bei Speisung der Magnetspule durch den Ankerstrom die Spule auch umlaufend anordnen. Das Magnetsystem der Schalteinrichtung besteht aus zwei Teilen g und la, die beide konzentrisch zur Maschinenachse angeordnet sind und mit dieser umlaufen. Außerdem ist der Teil 1a noch axial verschiebbar. a ist die umlaufende Wicklung oder der umlaufende Widerstand, von dem aus Leitungen f durch die hohle Welle zu den Kontakten k geführt sind. Diese Kontakte sind an den Teilen g des Magnetsystems angebracht, während an dem axial verschiebbaren Teil h eine mit den Kontakten k zusammenarbeitende Kontaktplatte befestigt ist, die zweckmäßig aus unmagnetischem Material, z. B. aus Messing, hergestellt ist. Ferner ist noch eine Feder i vorgesehen, die bestrebt ist, den Teil h möglichst weit von dem Teil ä entfernt zu halten. _ Sobald die Wicklung s erregt wird, nähert sich der verschiebbare Teil h dem Teil g, so daß die Kontakte k geschlossen werden.In Fig.q. s means the excitation coil of the switching device, which can consist of a current or voltage coil operated with direct or alternating current. The coil is arranged concentrically to the machine axis and is held in place by one or more arms l. The stationary arrangement of the coil saves the auxiliary slip rings for the excitation coil. However, when the magnet coil is fed by the armature current, the coil can also be arranged circumferentially. The magnet system of the switching device consists of two parts g and la, which are both arranged concentrically to the machine axis and rotate with it. In addition, the part 1a is still axially displaceable. a is the circumferential winding or the circumferential resistor from which lines f are led through the hollow shaft to the contacts k. These contacts are attached to the parts g of the magnet system, while a contact plate cooperating with the contacts k is attached to the axially displaceable part h , which is expediently made of non-magnetic material, e.g. B. made of brass. Furthermore, a spring i is also provided, which strives to keep the part h as far away as possible from the part ä. As soon as the winding s is excited, the displaceable part h approaches the part g, so that the contacts k are closed.

Die in Abb. q. dargestellte Anordnung bietet beim Regeln oder Anlassen von Asynchronmotoren gegenüber den bekannten, durch Zentrifugalkraft gesteuerten, umlaufenden Schalteinrichtungen u. a. den Vorteil, daß das Kurzschließen der Kontakte in einem bestimmten Augenblick in Abhängigkeit von der Stellung anderer Schaltapparate, z. B. eines Sterndreieckschalters, für die Ständerwicklung erfolgen kann.The in Fig.q. The arrangement shown offers control or starting of asynchronous motors compared to the known, controlled by centrifugal force, revolving switching devices, among other things. the advantage that the short-circuiting of the contacts at a certain moment depending on the position of other switching devices, z. B. a star-delta switch, can be done for the stator winding.

Soll das Kurzschließen des umlaufenden Läuferwiderstandes eines Asynchronmotors (s. Abb. 3) durchgeführt werden, so ordnet man die Schalteinrichtung gemäß der Erfindung zweckmäßig in der in Abb. 5 dargestellten Weise an. In dieser Abbildung bezeichnen die gleichen Buchstaben gleiches wie in Abb. q.. Die Feder i ist jedoch in diesem Falle bestrebt, die Kontakte k geschlossen zu halten. s1 ist eine an die Läuferspule angeschlossene umlaufende Spule, die während des Anlassens bis zu einer bestimmten Mindestläuferspannung den Teil h angezogen hält, so daß die Kontakte k geöffnet sind. Sobald bei steigender Drehzahl die Läuferspannung unter das bestimmte Maß gesunken ist, überwiegt die Kraft der Feder i die Anzugswirkung der Spule auf den Teil h, so daß die Kontakte k geschlossen werden.Should short-circuit the rotating rotor resistance of an asynchronous motor (see Fig. 3) are carried out, then one arranges the switching device according to the invention appropriately in the manner shown in Fig. 5. Designate in this figure the same letters as in Fig. q .. The pen i is however in this one Trap strives to keep the contacts k closed. s1 is a to the armature coil connected revolving coil, which during starting up to a certain Minimum rotor voltage keeps part h attracted so that contacts k open are. As soon as the rotor voltage falls below the certain level with increasing speed has decreased, the force of the spring i outweighs the tightening effect of the coil on the Part h, so that the contacts k are closed.

Bei dieser Anordnung ist der beim Einschalten der Motorständerwicklung bestehende Kurzschluß der Kontakte k, der durch die Kraft der Feder i verursacht wird, unerwünscht. Um dem abzuhelfen, ist eine zweite feststehende Spule r vorgesehen, die im Augenblick des Anlassens mit Wechselstrom gespeist wird und die Kontakte k öffnet.With this arrangement, that is when the motor stator winding is switched on existing short circuit of the contacts k caused by the force of the spring i becomes, undesirable. To remedy this, a second fixed coil r is provided, which is supplied with alternating current at the moment of starting and the contacts k opens.

Bei Verwendung einer Anlaß- oder Regeleinrichtung nach Abb.5 sind Schleifringe, Kurzschluß- und Bürstenabhebevorrichtung überflüssig. Durch Verwendung einer vom Läuferstrom durchflossenen Stromspule läßt sich eine gewisse Abhängigkeit des Läuferwiderstandes vom Motordrehmoment erreichen.When using a starting or regulating device according to Fig Slip rings, short circuit and brush lifting device superfluous. By using a current coil through which the rotor current flows, a certain dependency can be observed the rotor resistance from the motor torque.

In dem in der Abb. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine mehrstufige Kontaktanordnung vorgesehen, durch welche die einzelnen Punkte oder Phasen des Läuferwiderstandes, z. B. in versenkter Schaltung, nacheinander kurzgeschlossen werden. Die um die Achse angeordneten, auf verschiedene magnetische Kräfte ansprechenden Anker m werden von dem Magnetsystem dadurch nacheinander angezogen, daß ein Regelwiderstand w nach und nach kurzgeschlossen oder @-orgeschaltet wird.In the embodiment shown in Fig. 6 is a multi-stage Contact arrangement provided through which the individual points or phases of the rotor resistance, z. B. in a submerged circuit, be short-circuited one after the other. The around the Axis arranged to be responsive to different magnetic forces armature m attracted by the magnet system one after the other that a variable resistor w after and after being short-circuited or @-switched.

Die Schaltkontakte k können irgendeine bekannte Form besitzen, beispielsweise auch mit Funkenlöschung versehen sein. Das Magnetsystem kann bei Wechselstrom aus lamelliertem Eisen bestehen; die elektromagnetische Schalteinrichtung kann innerhalb oder außerhalb des Motorlagers sitzen.The switch contacts k can have any known shape, for example also be provided with spark extinction. The magnet system can be switched off with alternating current composed of laminated iron; the electromagnetic switching device can within or sit outside the engine mount.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electromagnetic switching device for short-circuiting individual points of revolving windings of resistors on the rotating Parts of electrical machines are arranged, characterized in that the with the rotating magnetic iron parts of the machine shaft are not twisted against each other and that at least one stationary excitation coil is provided, which acts on the moving iron masses and the external magnetic iron flux through an air gap is interrupted to carry out the holding device for the coil is used.

2. Electromagnetic switching device according to claim i, characterized characterized in that both rotating and stationary excitation coils at the same time are arranged.

3. Electromagnetic switching device according to claim i and 2, characterized in that the excitation current of the excitation coils can be regulated and the contacts carried by the magnet system are set to different response strengths are.