DE540544C

DE540544C - Einrichtung zur Verhuetung der Beschaedigung von elektrischen Maschinen bei laengerem Stillstand unter Spannung

Info

Publication number: DE540544C
Application number: DE1930540544D
Authority: DE
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown AG
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown AG
Priority date: 1930-10-03
Filing date: 1930-10-03
Publication date: 1931-12-24

Description

An Ein- oder Mehrphasen-Kommutatormaschinen werden bekanntlich bei Stillstand in den von den Bürsten kurzgeschlossenen Spulen der Ankerwicklung eine verhältnismäßig hohe EMK und ein entsprechend starker Kurzschlußstrom induziert. Steht ein Motor längere Zeit im eingeschalteten Zustand still, so können durch die entwickelte Wärme die jeweilig kurzgeschlossenen Spulen beschädigt werden. Läuft der Motor sofort nach dem Einschalten an, wobei schon bei ganz langsamer Drehung des Ankers die einzelne Spule nur kurze Zeit von den Kommutatorbürsten kurzgeschlossen ist, so fällt die genannte Gefahr weg. Bei unachtsamer Bedienung ist es möglich, daß das entwickelte Drehmoment nicht genügt, um den Motor in Drehung zu versetzen, oder es kann dadurch, daß das von der angetriebenen Maschine verlangte Drehmoment größer wird, der vorher laufende Motor zum Stillstand kommen, ohne daß dies die Bedienung beachtet. Um eine Beschädigung der Maschine bei unachtsamer Bedienung zu vermeiden, muß die Maschine bei längerem Stillstand unter Spannung selbsttätig abgeschaltet werden. Da in einzelnen Fällen eine ganz langsame Drehung des Motors, bei welcher die genannte Gefahr wegfällt, für längere Zeit zulässig sein muß, soll die Sicherheitsvorrichtung nur im Stillstand, nicht aber bei ganz langsamer Drehung ansprechen. Ein drehzahlabhängiges Organ ist deshalb als Sicherheitsvorrichtung wenig geeignet.

Gemäß der Erfindung wird der angestrebte Zweck dadurch erreicht, daß bei eingeschalteter Maschine stets mindestens ein abhängig oder unabhängig verzögertes Überstromrelais oder Wärmerelais über konstante Widerstände an die Lamellen eines mit der Maschine gekuppelten Hilfskommutators angeschlossen und über eine auf dem Kommutator schleifende Bürste mit der Stromquelle verbunden ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Mit 1 ist das Netz bezeichnet, an das über den Schalter 2 der zu schützende Motor 3 angeschlossen ist. Wenn der Schalter 2 geschlossen ist, ist zugleich die auf dem Hilfskommutator 5 schleifende Bürste 4 mit dem einen Pol der Stromquelle verbunden. Der mit dem Motor mechanisch oder elektrisch gekuppelte Kommutator 5 besitzt in dem Ausführungsbeispiel drei voneinander isolierte Lamellen a, b, c. Die Lamellenzahl kann verändert werden, muß aber immer größer als 1 sein; der Einfluß der Lamellenzahl auf die Wirkungsweise der Anordnung wird später erläutert. Diese Lamellen sind über drei Schleifringe 6 und über die unter sich gleichen Widerstände y^a, γ und y" an drei gleiche Wärmerelais 8^a, 8^b, 8^e angeschlossen, deren zweite Klemmen unter sich und mit dem anderen Pol der Stromquelle verbunden sind. Als Wärmerelais können z. B. an sich bekannte Bimetallrelais Verwendung finden.

Während der Stillstandszeit des Motors ist ein Teil der Relais dauernd stromlös, mindestens ein Relais aber führt dauernd den durch die Netzspannung und den Widerstand des Stromkreises bedingten Strom. Infolge der gezeich-

neten Schaltung der Widerstände 7 ist der Strom der Relais fast unabhängig davon, ob nur ein Relais oder ob gleichzeitig mehrere Relais stromdurchflossen sind. Alle Relais sind nun so einzustellen, daß dieser Strom sie zum Ansprechen bringt, wenn er über eine Zeitdauer fließt, die annähernd gleich der höchstzulässigen Stillstandszeit des Motors ist. Durch das Ansprechen der Relais wird in an sich bekannter Weise entweder der Motor selbsttätig abgeschaltet oder ein Warnungssignal betätigt. Wenn sich dagegen der Motor dreht, führt jedes einzelne Relais, wenn η die Zahl der Lamellen ist und wenn der Einfluß der endlichen Bürstenbreite vernach-

lässigt wird, nur während — der Umdrehungszeit

des Motors Strom. Bei Berücksichtigung der endlichen Bürstenbreite ist die Zeit etwas größer, aber auch bei sehr langsamer Drehung des Motors wird sie stets wesentlich kleiner sein als die praktisch zulässige Stillstandszeit des Motors. Diese Zeit genügt aber nicht, um die Relais zum Ansprechen zu bringen. In dem jedem Stromstoß folgenden stromlosen Zustand kühlen die Relais ab, so daß auch bei erneutem Stromschluß, der nach annähernd einer Umdrehung des Motors auftritt, die Relais nicht zum Ansprechen kommen. Der gleiche Vorgang spielt sich in allen parallel geschalteten Wärmerelais ab, sie führen aber zu verschiedenen Zeiten Strom. Wenn die Lamellenzahl des Kommutators klein ist, besteht zwar die Gefahr, daß die Kühlung der Relais während der stromlosen Zeit zu gering ist, so daß die in bestimmtem Zeitabstand folgenden Stromstöße die Relais schließlich doch zum Ansprechen bringen. Diese Gefahr ist aber um so kleiner, je kleiner das Verhältnis von Bürsten- und Lamellenbreite zum Umfang des Kommutators ist. Wie groß die Lamellenzahl sein muß, damit auch bei dauerndem Lauf mit beliebiger Drehzahl die Wärmerelais nicht • zum Ansprechen kommen, hängt von der Eigenart der Relais ab. Für jedes Relais kann aber die Lamellenzahl so groß gewählt werden, daß das Relais zwar mit Sicherheit anspricht, wenn die höchstzulässige Stillstandszeit erreicht wird, daß aber 'auch bei dauerndem Lauf das Relais nicht zum Ansprechen kommt, wenn die Zeit des einzelenen Stromschlusses wesentlich kleiner als die höchstzulässige Stillstandszeit des Motors ist.

Die erläuterte Sicherheitsvorrichtung ist bei Derimotoren, die, solange die Bürsten in der Nullstellung liegen, dauernd unter Spannung stehen können, nur bei aus der Nullstellung verschobenen Bürsten erforderlich. Solange sie nicht erforderlich ist, muß dabei der Stromkreis aller Wärmerelais unterbrochen werden.

An Stelle eines Relais, dessen Ansprechen von der im Relais entwickelten Wärme abhängt, kann auch ein abhängig oder unabhängig verzögertes Überstromrelais beliebiger Bauart verwendet werden. Die Anordnung ist nicht nur bei Kommutatormotoren verwendbar, sondern auch in allen anderen Fällen, in denen längerer Stillstand einer Maschine unter Spannung verhütet werden soll. Auch Gleichstrom kann zur Speisung der Anordnung dienen.

Die Gefahr, daß infolge wiederholter Einschaltungen bei dauerndem Lauf der Maschine ein Relais doch zum Ansprechen kommt, kann in diesem Fall noch dadurch vermindert werden, daß vor jedes Relais eine Selbstinduktion geschaltet wird, wodurch der Effektivwert des Stromes eines jeden Relais um so kleiner wird, je schneller sich die Maschine dreht.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Verhütung der Be-Schädigung von elektrischen Maschinen bei längerem Stillstand unter Spannung, dadurch gekennzeichnet, daß bei eingeschalteter Maschine stets mindestens ein abhängig oder unabhängig verzögertes Überstromrelais oder Wärmerelais über konstante Widerstände an die Lamellen eines mit der Maschine gekuppelten Hüfskommutators angeschlossen und über eine auf dem Kommutator schleifende Bürste mit der Stromquelle go verbunden ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechzeit jedes Relais bei dem durch die Schaltung festgelegten Ström angenähert gleich der höchstzulässigen Stillstandszeit des Motors ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, -daß das Verhältnis von Bürsten- und Lamellenbreite zum Kommutatorumfang so gewählt ist, daß keines der Relais zum Ansprechen kommt, wenn die Drehzahl des Motors einen bestimmten Mindestwert übersteigt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das ansprechende Relais entweder den Motor selbsttätig abschaltet oder ein Warnungssignal betätigt.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 in der ■Anwendung auf-Derimotoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromkreise aller Relais selbsttätig unterbrochen sind, solange die Bürsten in der Nullstellung liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen