DE528598C - Fernbetaetigter Selbstschalter, insbesondere zum Schutz von Motoren - Google Patents

Description

Es sind Motorschutzschalter in Schützenform bekannt, bei welchen im Schalter eingebaute thermische Überstromauslöser bei längerer oder kürzerer Überlastung die Einschaltspule unterbrechen und dadurch die Auslösung herbeiführen. Bei den bekannten .Schaltern dieser Art zeigt sich jedoch der Nachteil, daß unter Umständen der auf die Einschaltspule wirkende Kontaktgeber dauernd in der Einschaltstellung verharrt, wie es beispielsweise bei Druck- oder Schwimmerschaltern für Pumpenantriebe der Fall ist. Dadurch wird beim Abkühlen des Wärmeauslösers der Unterbrechungskontakt für die Einschaltspule im Schalter wieder geschlossen, so daß der Motorstromkreis ebenfalls wieder geschlossen wird, worauf die noch bestehende Überlastung eine erneute Abschaltung bewirkt, so daß sich dieses Spiel

so dauernd wiederholt.

Das gleiche, sehr schädliche Spiel tritt ferner ein, wenn bei einer bestehenden Überlastung der Einschaltdruckknopf eines fernbetätigten Schalters längere Zeit in der Einschaltstel-

«5 lung gehalten wird. Man hat zwar bei derartigen fernbetätigten Schaltern versucht, den Mangel dadurch zu beseitigen, daß man in dem Schalter besondere Relaisanordnungen vorsah, die dafür Sorge tragen, daß bei einer überlastung dieEinschaltspule dauernd unterbrochen wird. Diese zusätzlichen Einrichtungen machen jedoch den an und für sich einfachen, schützartigen Motorschutzschalter in unerwünschter Weise kompliziert, und es besteht außerdem der Nachteil, daß der Bedienende, sofern die Betätigung aus der Ferne mit Druckknopf erfolgt, nicht ohne weiteres erkennen kann, ob das Schütz ein- oder ausgeschaltet ist.

Man könnte sich nun vorstellen, in das Schütz eine mechanische Freiauslösung zwischen Einschaltspule und Kontakttraverse anzuordnen. Der Apparat würde durch diese Maßnahme jedoch nicht nur kompliziert, sondern die mechanischen Schloßteile müßten für den vollen Schalterkontaktdruck bemessen sein, wobei eine konstruktive Erschwerung durch den Umstand eintritt, daß die zur Verfügung stehenden Auslö'Sekräfte in der Regel sehr schwach sind.

Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, ■daß man bei fernbetätigten Selbstschaltern, welche insbesondere zum Schutz von Motoren dienen, in den Steuerstromkreis der Einschaltspule einen kleinen elektromagnetischen und gegebenenfalls auch thermisch wirkenden Überstromschalter mit Freiauslösung anordnet, der infolge Kurzschließer von Teilwindungen der Einschaltspule oder infolge des Zuschaltens einer parallelen Drossel zu der Einschaltspule durch die den Verbraucherstromkreis überwachenden Auslöser anspricht.

An Stelle des kleinen Schalters für den Steuerstromkreis kann beispielsweise ein normaler Installationsselbstschalter Verwendung finden, da dieser durch seine Kennvorrich-

tung die Unterbrechung des Steuerstromkreises dem Bedienenden sofort anzeigt.

Die Überstromauslösung des Installationsselbstschalters wird nun derart eingestellt, daß der normale" Einschaltstromkreis keine Auslösung des Installationsselbstschalters verursacht. Die thermischen oder elektromagnetischen Uberstromauslöser des Schützes erhalten nun parallel geschaltete Schließungs-

kontakte, die bei schädlicher Überlastung nach entsprechender Zeit sich schließen und hierdurch den Strom im Steuerstromkreis so weit verstärken, daß die Überstromauslösung des Installationsselbstschalters anspricht und eine Freiauslösung des kleinen Automaten eintritt. Die Unterbrechung des kleinen Automaten bewirkt alsdann ein Abfallen des Schützes und hiermit eine Unterbrechung des Motorstromkreises.

ao Die Verstärkung des Steuerstromkreises kann in verschiedener Weise erfolgen. Die Konstruktion kann derart vorgesehen werden, daß die thermischen oder elektromagnetischen Uberstromauslöser des Schützes einen parallel zu der Einschaltspule gelegten Widerstand oder eine Drosselspule zuschalten. Die Anordnung kann jedoch auch derart sein, daß die thermischen oder elektromagnetisch gesteuerten Auslösekontakte des Schützes einen Teil der Zugspule kurzschließen. Hierdurch wird die Stromstärke im Betätigungskreis derart erhöht, daß gleichfalls der Installationsselbstschalter zur Auslösung kommt. Es ergeben sich durch diese Anordnung folgende Vorteile:

1. Als Betätigungsorgan kann ein handelsüblicher Kleinautomat mit Freiauslösung verwendet werden.

2. Das Betätigungsorgan selbst braucht in seiner mechanischen und elektrischen Konstruktion nur für den Steuerstrom bemessen sein.

3. Es wird in billigster und einfachster Weise die Freiauslösung erzielt.

4. Der Bedienende kann am Bedienungsort die vollzogene Freiauslösung erkennen.

5. Nach vollzogener Freiauslösung kann der Bedienende sofort wieder einschalten.

6. Die Schützenkonstruktion selbst wird außerordentlich vereinfacht.

Abgesehen von diesen Vorteilen ergibt sich die weitere Möglichkeit, daß statt dreier thermischer Auslöser das Schütz nur mit elektromagnetischen Kontaktgebern ausgerüstet wird, die bei einfachen Überlastungen nur eine verhältnismäßig kleine Erhöhung der Steuerstromstärke bewirken und bei großer Überlastung durchpuffern, um den Steuerstromkreis wesentlich höher zu verstärken. In diesem Falle würde der Installationsselbstschalter nicht nur elektromagnetische Überstromauslösung, sondern auch thermische Überstromauslösung erhalten, eine Konstruktion, die ebenfalls handelsüblich zu haben ist.

Bei kleinen Überlastungen würde also nach einer gewissen Zeit der thermische Auslöser des Installationsselbstschalters die Abschaltung bewirken, während bei kurzschlußartigen Überlastungen die bestehende Steuerstromstärke derart verstärkt wird, daß eine Schnellauslösung des Installationsselbstschalters erfolgt. Hierdurch ergeben sich also die weiteren Vorteile:

7. Das Schütz erhält nur einfache elektromagnetische Überstromkontaktgeber.

8. Man hat es nur mit einem einzigen thermischen Auslöser zu tun, der handelsüblich in vorhandenen billigen Installationsselbstschartern fertig und mit geringsten Kosten zu haben ist.

9. In Fällen, in denen keine Nullspannungsauslösung gebraucht wird, kommt man mit nur zwei S teuer leitungen aus, und man benötigt in diesem Falle zum Ein- und Ausschalten nur den kleinen Installationsselbstschalter (beispielsweise AEG- oder V & H-Sockelautomat).

Der Nachteil dieser Konstruktion besteht in manchen Fällen darin, daß keine vollwertige Abhängigkeit der Auslösezeit von dem Überlastungsgrad vorhanden ist. Da jedoch der thermische Auslöser des Installationsselbstschalters durch den Steuerstrom vorbelastet ist, ergibt sich von selbst die Möglichkeit, daß die Auslösung um so schneller erfolgt, je länger die Maschine in Betrieb war.

In den Abb. 1 bis 4 ist die Erfindung schematisch dargestellt.

In Abb. ι sind die drei Phasen vom Netz mit RST bezeichnet. In diesem Stromkreis liegen die drei Sicherungen 1, die zweckmäßigerweise als sogenannte träge Sicherungen ausgebildet werden und die so bemessen sein müssen, daß sie die Anlaufspitzenströme dauernd aushalten, während sie bei sehr schweren Kurzschlüssen, die das Schütz selbst nicht zu bewältigen vermag, abschmelzen. Es sei darauf hingewiesen, daß die zu bewegenden Massen eines Schützes eine verhältnismäßig geringe Schaltgeschwindigkeit ergeben, so daß die Kurzschlußleistung nur eine verhältnismäßig geringe sein wird.

Mit 2 sind die elektromagnetischen Auslöser und mit 3 die thermischen Auslöser bezeichnet. Diese Auslöser arbeiten auf die Kontakte 4, die entweder in jedem einzelnen Auslöser enthalten sind, oder falls nur ein einziger Kontakt verwendet werden soll, so arbeiten die Auslöser 2 und 3 auf dem gemeinsamen Kontakt. Mit 5 sind die Kontaktbrücken bezeichnet, die von dem Einschaltmagnet 6 in bekannter Weise in die Einschalt-

stellung gezogen werden. 7 sei der zu schützende Stromverbraucher, beispielsweise ein Drehstrommotor. 8 ist der Steuerschalter, der am Betätigungsort sich befindet. Er besitzt Freiauslösung und eine Überstromspuleo. Wenn der kleine Überstromselbstschalter 8 eingeschaltet wird, fließt ein Strom von der Phase R durch die Zugspule 6 über den Betätigungsschalter 8 zur Phase T. Die Kontakte 5 werden geschlossen. Bei einer Überlastung werden nach entsprechender Zeit die Kontakte 4 geschlossen, wobei ein Teil der Zugspule 6 kurzgeschlossen wird. Hierdurch nimmt der Steuerstrom, der durch die Cberstromspule 9 fließt, derart zu, daß der Installationsselbstschalter frei auslöst. Die Zugspule 6 unterbricht, wodurch der Motor 7 abgeschaltet wird. Der Bedienende ersieht an der Kennvorrichtung des Installationsselbstschalters 8 die vollzogene Auslösung, und er kann den Motor sofort wieder einzuschalten versuchen. Da der Selbstschalter 8 Freiauslösung besitzt, erfolgt die Abschaltung auch dann, wenn der Bedienende versuchen sollte, den Griff des Installationsselbstschalters dauernd in der Einschaltstellung zu halten.

Diese einfachste Anordnung hat nicht die Charakteristik eines Spannungsrückgangsschalters, denn falls das Netz spannungslos würde, würde wohl der Motorstromkreis geöffnet werden, obwohl der Steuerschalter 8 dauernd in der Einschaltstellung steht. Sobald jedoch die Netzspannung wiederkommt, würde die Schützenspule 6 sofort den Motor wieder einschalten.

Um bei Verwendung des Installationsselbstschalters auch einen Apparat zu erhalten, der die Charakteristik der Spannungsrückgangsauslösung besitzt, ist es zweckmäßig, gemäß Abb. 2 den Schützen durch Ein- und Aueschaltdruckknopf zu steuern und in die Zugspulenleitung den Installationsselbstschalter 8 zu legen. Zu diesem Zweck erhält das Schütz einen Überbrückungskontakt 10, der in der eingeschalteten Stellung den Einschaltdruckknopf 11 in bekannter Weise überbrückt. Die Ausschaltung kann alsdann durch den Installationsselbstschalter 8 oder durch einen Öffnungsdruckknopf 12 bewirkt werden.

Der Installationsselbstschalter würde in diesem Falle immer in der Einschaltstellung verbleiben. Soll eingeschaltet werden, drückt man einen Augenblick auf den Druckknopf 11, wobei die Zugspule 6 erregt wird. Der Kontakt 10 hält auch nach Loslassen des Druckknopfes 11 die Zugspule dauernd unter Strom. Bei Überlastungen würde auch in diesem Falle der Kontakt4 sich schließen und die Auslösespule 9 des Steuerschalters so hoch erregen, daß eine Freiauslösung des Installationsselbstschalters erfolgt. Es wäre in keinem Falle möglich, durch Betätigen der Organe ii, 12 oder 8 eine dauernde Einschaltung bei Überlastung zu erreichen. Zweckmäßigerweise würde man den Installationsselbstschalter 8 und die Druckknöpfe 11 und 12 in ein gemeinsames kleines Steuergehäuse zusammenbauen. Es steht jedoch nichts im Wege, den Installationsselbstschalter in oder bei dem Schütz selbst anzuordnen, wobei man den Nachteil mit in Kauf nehmen muß, daß nach einer Freiauslösung der Bedienende an das Schütz zwecks Wiederinbetriebsetzung gehen muß.

In Abb. 3 sind in dem Schütz nur elektromagnetische Auslöser 13 vorgesehen. Dagegen besitzt der Installationsselbstschalter 8 nicht nur die elektromagnetische Auslösung 9, sondern auch die thermische Auslösung 14. Bei kleiner Überlastung schließt der Überstromauslöser 13 die beiden Kontakte 17 und 15, so daß ein kleiner Teil der Spule 6 kurzgeschlossen wird. Infolgedessen wird der thermische Auslöser 14 bei länger dauernder Überlastung den Betätigungsstromkreis öffnen. Bei sehr starken Kurzschlüssen jedoch wird der elektromagnetische Überstromauslöser 13 auch den Kontakt 16 schließen, wodurch ein größerer Teil der Zugspule 6 kurzgeschlossen wird. Durch diesen sehr starken Anstieg wird jetzt auch die elektromagnetische Auslösung 9 des Installationsselbstschalters ansprechen und eine Schnellabschaltung bewirken. Es sind also in diesem Falle statt dreier thermischer Auslöser nur ein thermischer Auslöser notwendig, wobei der thermische Auslöser 14 durch den Strom der Spule 6 um so mehr aufgeheizt wird, je länger die Maschine 7 im Betrieb ist.

Während die Anordnung nach Abb. 3 entsprechend der Abb. 1 ohne die Charakteristik eines Nullspannungsauslösers arbeitet, ist in der Abb. 4 entsprechend der Abb. 2 die Anordnung derart vorgesehen, daß mittels des Überbrückungskontaktes 10 die Charakteristik eines Nullspannungsauslösers erreicht wird.

Vorstehende Anordnung beschränkt sich nicht nur auf Motorschutzschalter, vielmehr kann der Schalter in dieser Bauart auch für no andere Zwecke als Fernschalter, beispielsweise als Leitungsschutzschalter oder als Streckenschalter, Verwendung finden.

Claims (3)

1. Patentansprüche: "5

   i. Fernbetätigter Selbstschalter, insbesondere zum Schutz von Motoren, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Steuerstromkreis der Einschaltspule ein kleiner elektromagnetischer und gegebenenfalls auch thermisch wirkender Überstromaus-

   schalter mit Freiauslösung angeordnet ist, der infolge Kurzschließens von Teilwindungen der Einschaltspule oder infolge Zuschaltens einer parallelen Drossel zu der Einschaltspule durch die den Verbraucherstromkreis überwachenden Auslöser anspricht.
2. 2. Fernbetätigter Selbstschalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromverbraucherkreis nur elektromagnetisch ansprechende Auslöser angeordnet sind, die bei Überlastung eine Stufe der Einschaltspule zwecks Beeinflussung des thermischen Auslösers des Überstromausschalters und bei Kurzschluß zwei Stufen der Einschaltspule zwecks Beeinflussung des elektromagnetischen Auslösers des Über Stromausschalters kurzschließen.
3. 3. Fernbetätigter Selbstschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Uberstromschalter (8, 9) in einem gemeinsamen Gehäuse mit je einem Einschaltdruckknopf (11) und einem Ausschaltdruckknopf (12) angeordnet ist, von denen der erste (11) in der unmittelbar an der Phase liegenden Anschlußleitung des Überstromschalters liegt und der andere (12) in einer zu dieser Leitung parallelen Leitung angeordnet ist, deren anderes Ende über einen Kontakt (10) mittels des von der Einschaltspule (6) gesteuerten Schaltergestänges in der Offenlage des Schalters ebenfalls geöffnet ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen