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Impulsabhängiger elektromagnetischer Schalter, insbesondere für Elektromotoren
mit Gegenstrombremsung Bei Arbeits- oder Kraftmaschinen sind häufig Einrichtungen
erforderlich, die abhängig von dem Bewegungszustand, insbesondere der Drehzahl der
Maschine, selbsttätig bestimmte Arbeits- oder Schaltvorgänge einleiten oder durchführen.
Falls nicht eine andere mit der Drehzahl veränderliche Betriebsgröße zur Auslösung
der zu dem Schaltvorgang nötigen Kräfte benutzt werden kann, müssen Einrichtungen
vorgesehen werden, die bei einer bestimmten Drehzahl ansprechen, z. B. Tachometerdynamos
in Verbindung mit Spannungsrelais oder Fliehkraftschalter. Diese bekannten Einrichtungen
versagen jedoch, wenn- bei Drehzahlen geschaltet werden soll, die im Verhältnis
zur Betriebsdrehzahl sehr niedrig liegen, also insbesondere in der Nähe des Stillstandes
beim Gegenstrombremsen. Unter diesen Umständen arbeiten nämlich die bekannten Einrichtungen
sehr ungenau, da sie ja für die volle Betriebsdrehzahl bemessen sein müssen und
infolgedessen in der Nähe des Stillstandes gegen Drehzahländerungen verhältnismäßig
unempfindlich sind.
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, die diese Nachteile vermeidet
und sich durch besondere Einfachheit auszeichnet. Sie benutzt einen mit dem bewegten
System gekuppelten Unterbrecher, der einen Stromkreis mit einer der Geschwindigkeit
des bewegten Systems proportionalen Frequenz öffnet und schließt, wobei dieser Stromkreis
zeitabhängige Elemente enthält, die bei einer bestimmten Frequenz der Stromunterbrechungen
oder Stromschließungen ansprechen.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Abb. i zeigt eine Einrichtung, durch welche ein Asynchronmotor, der durch Drehfeldumkehr
gebremst wird, beim Durchgang durch den Stillstand vom Netz getrennt wird; in Abb.
2 ist eine Ausführung des Stromunterbrechers gemäß der -Erfindung dargestellt; Abb.
3 zeigt die Anwendung bei einer Waschzentrifuge als Verriegelung, um die Öffnung
des Zentrifugendeckels während des Laufes der Maschine zu verhindern.
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In Abb. i bezeichnet 4 einen Drehstrommotor, der über den dreipoligen
Schalter 5 an das Drehstromnetz 6 angeschlossen ist. Ein Umschalter 7 dient in an
sich bekannter Weise zur Umkehr der Drehfeldrichtung zwecks Bremsung der Maschine.
Der Netzschalter 5 besitzt Nullspannungsauslösung, und zwar ist der Stromkreis des
Nullspannungsmagneten 8 über die Kontakte g des Zeitrelais io geführt. Die Wicklung
des Zeitrelais liegt über einen Unterbrecher, ii, der auf der Motorwelle oder auf
einer mit dieser gekuppelten Nebenwelle angeordnet ist, am Netz. Der Unterbrecher
ii besteht aus einem zweiteiligen, auf der Welle
isoliert befestigten
Schleifringkörper; der eine Teil (Abb.2) besteht zur Hälfte aus einem Isolierstück
12. Die Stromabnehmer 13 und 1q. schleifen auf dem Umfang des Unterbrechers und
schließen bzw. öffnen je nach der augenblicklichen Lage des Isolierstückes i2 den
Stromkreis des Zeitrelais io. Das Zeitrelais hält in erregtem Zustande die Kontakte
9 geschlossen und läßt, sobald die Erregung wegbleibt, seinen Anker langsam sinken,
wobei die Kontakte noch geschlossen bleiben. Erst wenn der Relaisanker nach einer
einstellbaren Zeit in die untere Endlage kommt, werden, wie durch den Mitnehmer
15 schematisch angedeutet ist, die Kontakte 9 geöffnet.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Ist der Motor in Betrieb,
so ist der Schalter 5 geschlossen, und der Umschalter 7 befindet sich in der rechten
oder linken Stellung. Der Stromkreis des Zeitrelais io, das in der Anzugsrichtung
nicht gedämpft ist, wird bei jeder Umdrehung des Unterbrechers ii kurzzeitig unterbrochen.
Die Stromstöße folgen jedoch so schnell aufeinander, daß der Relaisanker angezogen
bleibt und die Kontakte 9 dauernd geschlossen sind. Infolgedessen ist der Nullspannungsmagnet
8 erregt und hält den Netzschalter 5 in der Einschaltstellung fest. ' Soll nun der
Motor q. stillgesetzt werden, so wird der Umschalter 7 umgelegt, und es tritt infolge
der Drehfeldumkehr eine starke Bremswirkung ein. Mit abnehmender Drehzahl wird die
Dauer der Stromunterbrechungen der Wicklung des Relais io immer größer, so daß der
Relaisanker einen größeren Weg in der Ausschaltrichtung zurücklegt. Da er jedoch
bei jedem Stromschluß sofort wieder in seine obere Endlage zurückkehrt, so werden
die Kontakte 9 erst dann geöffnet, wenn die Drehzahl des Motors so gering geworden
ist, daß die Dauer einer Stromunterbrechung größer ist als die eingestellte Ablaufzeit
des Zeitrelais io. Man hat es also durch Einstellung der Dämpfung des Zeitrelais
in der Hand, die Öffnung der Kontakte 9 und damit die Auslösung des Netzschalters
5 bei einer ganz beliebigen Drehzahl, insbesondere in der Nähe des Stillstandes,
erfolgen zu lassen. Anstatt die Dämpfung des Zeitrelais zu verstellen, könnte man
auch den Unterbrecher ii auf einer besonderen Welle anordnen, die mit der Motorwelle
über ein Getriebe mit veränderlicher Übersetzung gekuppelt ist. Aüch ist es möglich,
anstatt mit Ruhestrom sowohl im Relaiskreis als auch im Auslösekreis mit Arbeitsstrom
zu arbeiten.
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Die Erfindung eignet sich besonders auch dazu, Verriegelungen, die
zur Verhütung von Unfällen beim Lauf von Maschinen vorgesehen sind, im Stillstand
aufzuheben. Diese Forderung wird vor allem bei Zentrifugen, besonders Waschzentrifugen
gestellt, bei denen der Deckel geschlossen zu halten ist, bis die Maschine nahezu
stillsteht.
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Abb.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Sperrvorrichtung.
Die Zentrifuge 16, die durch einen nicht gezeichneten Motor angetrieben wird, ist
durch den Deckel 17 verschlossen. Während des Laufes der Zentrifuge ragt die Klinke
18 in die Schlitzöffnung i9 und verhindert hierdurch das Hochziehen des Deckels.
Auf der Zentrifugenwelle 2o sitzt ein Stromunterbrecher 2i, der, ebenso wie bei
den Abb. i und 2, auf das Zeitrelais 22 wirkt. Sobald die Drehzahl der Zentrifuge
so stark zurückgegangen ist, daß der Deckel ohne Gefahr geöffnet werden darf, schließt
das Relais 22 die Kontakte 23. Hierdurch wird der Stromkreis des Elektromagneten
aq. geschlossen, der die Klinke 18 anzieht und damit den Deckel zum Öffnen freigibt.