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Wirbelstromlaufwerk als Fortschalteinrichtung von Schützenanlassern
Bei stromabhängigen Selbstanlassern erfolgt bekanntlich die Weiterschaltung in Abhängigkeit
von der Stromaufnahme. Sobald der Strom auf einen gewissen Betrag abgesunken ist,
wird die nächste Widerstandsstufe kurzgeschlossen. Üblich ist es, die Weiterschaltung
durch vom Hauptstrom (Ständer- oder Läuferström) erregte Magnete, sogenannte Stromwächter,
vorzunehmen. Das sind Magnetspulen mit oder ohne Eisen, die bei einer bestimmten
Stromstärke einen Hilfskontakt für die Weiterschaltung schließen. Bei einer Stromstärke,
die möglichstnurwenig größer ist als die Weiterschaltstromstärke, wird dieser Kontakt
unterbrochen. Die Schwierigkeit beim Aufbau derartiger Selbstanlasser liegt darin,
daß vor Beginn des Anlaufs der Motor stromlos ist, also sämtliche Stromwächter die
Kontakte für die Weiterschaltung geschlossen halten. Um diese Aufgabe zu lösen,
sind zahlreiche Hilfskontakte erforderlich, insbesondere dann, wenn man mit einem
einzigen Stromwächter auszukommen sucht. Besondere Vorkehrungen sind ferner erforderlich,
um den Stromwächter unwirksam zu machen, bis daß der Motor den ersten Stromstoß
erhalten hat und der Stromwächter anspringt.
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Diese Schwierigkeit kann dadurch umgangen werden, daß die Weiterschaltung
in der Hauptsache vom Strom abhängig bleibt, aber noch eine kleine Zeitabhängigkeit
hinzukommt. Zur Lösung der Aufgabe wird ein Fortschaltwerk für die einzelnen Stufenschalter
verwendet, daß als Fexrarislaufwerk aufgebaut ist und den Stromschluß für die Schützenspulen
bewirkt. Solche Ferrarislaufwerke sind als Fortschaltwerke für Schützenanlasser
bisher in der Form bekannt, daß von einer Spannungsspule ein Magnetsystem erregt
wird. Die sich im Magnetfeld drehendeFerrarisscheibe bewirkt dieDrehung einer Kontaktwalze,
durch deren Kontaktbelagstücke Schützen nacheinander eingeschaltet werden, die ihrerseits
Anlaßwiderstände kurzschließen. Die geringe Zeitabhängigkeit der Anordnung wird
dadurch bewirkt, daß von derAusgangsstellung derKontaktwalze aus erst eine Drehung
der Walze um einen bestimmten Winkel erfolgen muß, bis vom Segment der Walze ein
Kontaktfinger berührt wird und dadurch die Einschaltung eines Schützes erfolgt.
Für die erforderliche Drehung der Walze um einen bestimmten Winkel ist also immer
eine bestimmte Zeitspanne erforderlich, und dadurch ist. eine Zeitabhängigkeit der
Anordnung gegeben. Erfindungsgemäß erhält nun ein solches als Fortschaltwerk für
Schützenanlasser wirkendes Ferrarislaufwerk außer der an der Netzspannung liegenden
Magnetspule noch eine Hauptstromspule, die der Spannungsspule (Treibspule) entgegenwirkt,
so daß die Weiterschaltung erst nach Abklingen der Einschalt- bzw. Überstromstärke
auf einen bestimmten Wert möglich ist. Ist auf diese Weise die Stromstärke auf den
gewünschten Betrag gesunken, dann macht das Fortscbalt=
werk noch
eine kleine Bewegung, und das nächste Stufenschütz wird eingeschaltet. Die bei Überstrommagneten
(Stromwächter) häufig vorkommenden Pendelungen werden auf diese Weise vermieden.
Ferner ist auch im ersten Augenblick der ersten Einschaltung keine Gefahr vorhanden,
daß der zunächst noch stromlose Magnet bereits die Einschaltung des nächsten Schützes
bewirkt, weil im Moment des Einschaltens die sämtlichen Kontakte für die Weiterschaltung
der Schützen 7, 6 und 5 geöffnet sind, im Gegensatz zu den bekannten Stromwächterschaltungen.
Es ist also im Rotorkreis beim Einschalten des Motors der ganze Widerstand eingeschaltet,
und erst nach bestimmten Zeiten kann die Weiterschaltung der einzelnen Schützen
erfolgen und auch immer nur dann, wenn das vorhergehende Schütz angesprochen hat.
Die zahlreichen sonst üblichen Hilfskontakte kommen in Wegfall. Eine Schwierigkeit
besteht bei dieser Lösung darin, daß nach dem Erreichen einer neuen Kontaktstellung
und dem Auftreten des höheren Motorstromes ein solches Fortschaltwerk zunächst versuchen
würde, rückwärts zu laufen. Es ist deshalb notwendig, durch besondere Mittel den
Rückwärtslauf des Fortschaltwerkes zu verhindern, solange die Spannungsspule erregt
ist. In einfacher Weise kann hierfür die bereits bekannteKupplungseinrichtung derTreibscheibe
solcher Fortschaltwerke mit dem Kontaktapparat benutzt werden. Bei einer derartigen
Einrichtung wird beispielsweise der Treibspule noch eine zweite Spule vorgeschaltet,
deren Eisenkern in dem Augenblick, in dem auf die Spule Spannung gegeben wird, Zahnräder
einrückt. Die gleiche Einrichtung kann beispielsweise zur Steuerung einer Nase benutzt
werden, die den Rückwärtslauf unmöglich macht. Sobald diese Spannungsmagnete stromlos
werden, kann dagegen ungehindert Rücklauf erfolgen.
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Abb. i zeigt eine beispielsweise Anordnung. i ist der Netzschalter
des Motors, der von Hand betätigt werden kann oder selbsttätig wirkt. 2, 3 und q.
sind Läuferstufenschützen, die die Widerstandsstufen 5,6 und 7 kurzschließen.
Die Stouerung der zugehörigen Schützenspulen geschieht durch die Kontaktwalze S
des Fortschaltwerkes g. Dieses Fortschaltwerk erhält einen Magneten, dessen Spule
io an der Netzspannung liegt, sowie einen Magneten, dessen Spule i i vom Läuferoder
Ständerstromkreis durchflossen wird. Diese beiden Magnete wirken gegeneinander auf
die Treibscheibe 12. Sobald der Strom auf einen gewissen Betrag gesunken ist, wird
die Spannungsspule io gegenüber der Stromspule i i das Übergewicht erhalten und
die Walze so lange weiterdrehen, bis die nächste Kontaktstellung erreicht ist. Dann
wird die erste Stufe kurzgeschlossen. Der Strom in Spule i i steigt wieder an, so
daß die Spannungsspule zunächst zum Weiterdrehen nicht in der Lage ist. Nach einiger
Zeit wiederholt sich der Vorgang. Auf diese Weise wird, genau wie bei einem einfachen
zeitabhängigen Selbstanlasser, das Fortschalten der Schützen bewirkt. Die einzige
Zusatzeinrichtung besteht in der Stromspule i i und dem zu ihr gehörigen Magneten.
Die Kupplungsspule 13 ist der Spannungsspule io vor oder parallel geschaltet. Sie
bewirkt die Kupplung der Treibscheibe 12 mit dem Räderwerk zur Vermeidung großer
Schwungmassen beim Rücklauf der Walze. Im vorliegenden Falle erhält sie gleichzeitig
noch Zusatzeinrichtungen, die den Rücklauf der Treibscheibe i2 verhindern, solange
die Stromspule i i stärker ist als die Spannungsspule io, beispielsweise indem nach
Abb. 2 mit dem Einrücken der Scheibe gleichzeitig eine Sperrnase 14 in das Sperrad
15 eingreift. Werden die Spulen io und 13 spannungslos, dann wird diese Rücklaufhemmung
aufgehoben, und die Kontaktwalze kann unter dem Einfluß der Feder 16 sofort in ihre
Ausgangsstellung zurückgehen. Meistens wird man, um die Dauerbelastung der Spule
des F ortschaltwerkes und der ersten Stufenschützen zu vermeiden, die Geräteteile
mit dem letzten Schütz durch den Hilfskontakt 17 abschalten (s. Abb. i). Durch den
Hilfskontakt i8 wird das letzte Schütz unmittelbar an Spannung gelegt. Ferner ist
es zweckmäßig, die Stromspule gleichzeitig mit der letzten Widerstandstufe kurzzuschließen,
so daß auch deren Dauerbelastung vermieden wird. Die Verhinderung des Rücklaufs
kann natürlich auch mit allen anderen bekannten Mitteln, z. B. Reibung, bewirkt
werden. Um die Schwierigkeiten der Rücklaufheininung zu vermeiden, kann man auch
das Anlaßgerät so durchbilden, daß die Treibscheibe des Fortschaltwerkes unter dem
Einfluß der Überströme bis in die Ausgangsstellung zurückläuft und nach Verschwinden
des Überstromes von der Ausgangsstellung bis zur nächsten Kontaktstellung wieder
vorläuft. Die Stellungen, auf denen bereits Schützen eingeschaltet wurden, werden
dann einfach übergangen. Das Gerät läuft vor bis zu der Stellung, auf der eine neue
Stromspitze eintritt. Diese Anordnung hat weiterhin den Vorzug, daß kleine Rückpendelungen
des Fortschaltwerkes von der Kontaktlage ohne Bedeutung sind; denn man wird allen
Stufenschützen einen Haltekontakt geben.
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Die Schaltung zeigt Abb.3. Der Stromverlauf ist im wesentlichen der
gleiche wie bei der Schaltung nach Abb. i. Die einzelnen
Schützenschalter
halten sich nach erfolgter Einschaltung selbsttätig über ihre Haltekontakte 18.
Die Kontaktwalze dieses Fortschaltwerkes geht in ihre Ausgangsstellung zurück. Eine
Sperrnase in. Verbindung mit dem Kupplungsmagneten 13 ist nicht vorhanden.
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Um den Gegenstand der Erfindung restlos den geforderten Anlaufbedingungen
für die zu steuernden Maschinen anpassen zu können, ist es notwendig, die Anordnung
so auszuführen, daß sie die verschiedensten Veränderungsmöglichkeiten bietet. Dieselben
können erreicht werden durch gleichzeitige oder einzelne Anwendung nachstehender
Möglichkeiten: Unterteilung der Wicklung der Strom-und Spannungsmagnete, Vergrößern
oder Verkleinern der Größe der Rückstellkraft der Rückzugfeder, Änderung des Luftspaltes
.der Magnete und Änderung der Antriebsradien der Strom- und Spannungsmagnete.