DE598212C

DE598212C - Device for switching the auxiliary phase winding of single-phase induction motors on and off by means of a heat time relay

Info

Publication number: DE598212C
Application number: DEA64762D
Authority: DE
Inventors: Dr Alfred Cohn
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1932-01-17
Filing date: 1932-01-17
Publication date: 1934-06-09

Description

Vorrichtung zum Ein- und Ausschalten der Hilfsphasenwicklung von Einphaseninduktionsmotoren mittels eines Wärmezeitrelais Einphaseninduktionsmotoren werden meistens mittels einer Hilfswicklung angelassen, welche durch Zusammenschaltung mit Ohmschen, induktiven oder kapazitiven Widerständen das zum Anlauf benötigte Drehfeld erzeugt und nach Erreichen der Betriebsdrehzahl des Motors wieder abgeschaltet wird. Zum Abschalten des Hilfsphasenstromkreises benutzt man vielfach Fliehkraftschalter, die jedoch eine Reihe von Nachteilen haben. (Unzuverlässigkeit, umständliche und teure Konstruktion.) Auch sind bereits Schaltvorrichtungen bekanntgeworden, welche die Hilfswicklung in Abhängigkeit vom Motorstrom abschalten. Auch derartige Anordnungen arbeiten unzuverlässig und sprechen insbesondere bei mit schwacher Belastung anlaufenden Motoren zu früh an.Device for switching on and off the auxiliary phase winding of single-phase induction motors Single-phase induction motors are mostly operated by means of a heat time relay an auxiliary winding, which by interconnection with ohmic, inductive or capacitive resistances generates the rotating field required for start-up and after The motor is switched off again when the operating speed is reached. To switch off of the auxiliary phase circuit, centrifugal switches are often used, but they are have a number of disadvantages. (Unreliability, cumbersome and expensive construction.) Switching devices have also become known which use the auxiliary winding switch off depending on the motor current. Such arrangements are also unreliable and speak too early, especially in the case of motors starting with a low load at.

Um die Nachteile der genannten Schaltvorrichtungen zu vermeiden, hat man auch bereits ein zeitabhängiges Element für die Abschaltung der Hilfsphase verwendet. Eine derartige Schaltvorrichtung bietet den Vorteil, daß die Abschaltung der Hilfswicklung unabhängig von der Belastung des Motors zuverlässig erst dann erfolgt, wenn der Motor seine Betriebsdrehzahl erreicht hat. Auch Temperaturschalter hat man zu diesem Zweck bereits verwendet. Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß zum Ein- und Ausschalten der Hilfsphasenwicklung von Einphaseninduktionsmotoren die bisher verwendeten Temperaturschalter im Augenblick der Unterbrechung zu träge arbeiten. Die in die Hilfsphase der Motoren zur Erzielung der erforderlichen Phasenverschiebung eingebauten Kondensatoren oder Drosselspulen haben nämlich einen ,großen öffnungsfunken an der Unterbrechungsstelle zur Folge, welcher durch die Phasenverschiebung des Stromes gegenüber der Spannung zum Entstehen gebracht wird. Würde man einen gewöhnlichen Biinetallstreifen als Zeitelement verwenden, dann würde der Öffnungsfunke derart lange bestehen bleiben, daß er zu einer Beschädigung der Kontakte führen müßte. Dieser Nachteil läßt sich nach der Erfindung dann vermeiden, wenn als Temperaturschalter ein an sich bekannter, als Schnappstreifen ausgebildeter Bimetallstreifen verwendet wird.In order to avoid the disadvantages of the switching devices mentioned, has a time-dependent element is already used to switch off the auxiliary phase. Such a switching device offers the advantage that the auxiliary winding is switched off Regardless of the load on the engine, it only takes place reliably when the Engine has reached its operating speed. Temperature switches are also available for this Purpose already used. The invention is based on the knowledge that for Switching on and off the auxiliary phase winding of single-phase induction motors Previously used temperature switches work too sluggishly at the moment of the interruption. The in the auxiliary phase of the motors to achieve the necessary phase shift Built-in capacitors or inductors have a large opening spark at the point of interruption, which is caused by the phase shift of the The current is caused to arise in relation to the voltage. You would become an ordinary If you use bi-metal strips as a time element, the opening spark would be like this persist for a long time that it would lead to damage to the contacts. This disadvantage can be avoided according to the invention when used as a temperature switch a per se known, designed as a snap strip bimetallic strip is used will.

Für die Schaltung des Bimetallstreifens würde es naheliegen, den Strom der Hilfsphase zu verwenden. Dies hat aber den Nachteil, daß der Streifen jeder Stromstärke angepaßt werden müßte, so daß eine große Lagerhaltung erforderlich wäre. Um dies zu vermeiden, schlägt die Erfindung weiterhin vor, den Bimetallstreifen an die Netzspannung zu legen. Da Einphaseninduktionsmotoren in erster Linie zum Anschluß an Lichtnetze ausgelegt werden, kommt man dann mit einem Minimum von Typen aus, so daß die Lagerhaltung sehr vereinfacht wird. Erst wenn man demnach erfindungsgemäß einen als Schnappstreifen ausgebildeten Bimetallstneifen, der beim Einschalten des Einphaseninduktionsmotors an die Netzspannung gelegt wird, zum Steuern der Hilfsphasenwicklung des Motors verwendet, erhält man ein in allen Betriebsverhältnissen befriedigend arbeitendes Schaltorgan.For the circuit of the bimetallic strip it would be obvious to use the current the auxiliary phase. But this has the disadvantage that the strip every Amperage would have to be adjusted, so that large stocks would be required. In order to avoid this, the invention also proposes before, the bimetal strip to be connected to the mains voltage. Since single-phase induction motors are primarily used for Connection to light networks are designed, one then comes with a minimum of types off, so that storage is very simplified. Only when you are accordingly according to the invention a bimetallic strip designed as a snap-on strip, which is activated when the Single-phase induction motor is connected to the mains voltage to control the auxiliary phase winding of the engine, one obtains a satisfactory one in all operating conditions working switching element.

Die Heizung des Bimetallstreifens kann über Vorschaltwiderstände aus dem Netz @erfolgen. Um die durch die Vorschaltwiderstände entstehenden Verluste zu vermeiden, ist es zweckmäßig, einen netzgespeisten Transformator vorzusehen, welcher den Heizstrom für den Schnappstreifen liefert. Wenn der Bimetallstreifen so ausgeführt bzw.eingespannt wird, daß er bei seiner Abkühlung nicht von selbst in seine Anfangsstellung zurückkehrt, ist es zweckmäßig, die von dem Schnappstreifen betätigten Kontakte zur Abschaltung der Hilfsphase gleichzeitig zu benutzen. Falls der Bimetallstreifen jedoch bei seiner Abkühlung selbsttätig in seine Anfangslage zurückkehrt, wird gemäß der Erfindung beim Abschalten des Hilfsphasexistromes in den Heizstromkreis ein zusätzlicher Widerstand eingeschaltet.The heating of the bimetal strip can be switched off via series resistors the network @success. About the losses caused by the series resistors to avoid it, it is advisable to provide a mains-fed transformer, which supplies the heating current for the snap strip. When the bimetal strip is designed or clamped in such a way that it does not by itself when it cools down returns to its initial position, it is expedient to remove from the snap strip to use actuated contacts to switch off the auxiliary phase at the same time. If however, the bimetallic strip automatically returns to its initial position when it cools down returns, is according to the invention when switching off the auxiliary phase exit flow in an additional resistor is switched on for the heating circuit.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Abbildungen dargestellt, und zwar zeigt Abb. i eine Schaltung eines Relais nach der Erfindung, während in den Abb. z und 3 ein konstruktives Beispiel eines Relais nach der Erfindung dargestellt ist.An embodiment of the invention is shown in the figures, namely Fig. i shows a circuit of a relay according to the invention, while in Figs. Z and 3 show a structural example of a relay according to the invention is.

In der Abb. i ist i der Läufer des Einphaseninduktionsmotors, z die am Netz liegende Hauptwicklung und 3 die über einen Kondensator q. vom Netz gespeiste Hilfswicklung des Motors. 6 ist das Wärmezeitrelais nach der Erfindung. Zur Heizung des Bimetallstreifens 9 dient ein Transformator mit der Primärwicklung 7 und Sekundärwicklung B. An dem Schnappstreifen 9 ist ein Kontaktstück 13 befestigt, welches bei der in der Abbildung dargestellten Lage des Schnappstreifens die Kontakte i o und i i überbrückt und so den Stromkreis der Hilfsphase schließt. Die Primärwicklung 7 des Transformators liegt mit ihrem einen Ende am Netz, während das andere Ende mit einem Ende der Sekundärwicklung verbunden ist. Zwischen dem letztgenannten Ende der Primärwicklung und dem Kontakt i i ist ein Widerstand 19 vorgesehen.In Fig. I, i is the rotor of the single-phase induction motor, z is the main winding connected to the network and 3 is the winding via a capacitor q. Auxiliary winding of the motor fed by the mains. 6 is the heat time relay according to the invention. A transformer with the primary winding 7 and secondary winding B is used to heat the bimetallic strip 9. A contact piece 13 is attached to the snap strip 9, which bridges the contacts io and ii in the position of the snap strip shown in the figure and thus closes the circuit of the auxiliary phase. One end of the primary winding 7 of the transformer is connected to the network, while the other end is connected to one end of the secondary winding. Between the latter end of the primary winding and the contact ii a resistor 1 is provided. 9

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende. Zu Beginn des Anlaßvorganges befindet sich der Schnappstreifen 9 in der in der Abbildung dargestellten Lage. Die Kontakte io und i i sind durch das an dem Schnappstreifen befestigte Schaltstück 13 geschlossen, so daß die Hilfswicklung 3 über den Kondensator q. Strom erhält. Zugleich ist durch die Überbrückung dieser Kontakte auch der Primärstromkreis des Transformators über den Bimetallstreifen 9 geschlossen, so daß dieser durch den Sekundärstrom des Transformators geheizt wird. Nach einiger Zeit wird der Schnappstreifen 9 infolge seiner Erwärmung aus der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung gebracht und hierbei die Verbindung der Kontakte i o und z i geöffnet. Zugleich wird bei diesem Ausschaltvorgang die direkte Verbindung des Kontaktes i i über den Bimetallstreifen 9 mit dem Ende der Primärwicklung 7 unterbrochen, und der Primärstrom des Transformators fließt nunmehr über den Widerstand i g. Dieser Widerstand ist so abgeglichen, daß der Sekundärstrom des Transformators gerade noch genügt, um den Bimetallstreifen 9 in seiner Ausschaltstellung zu halten.The mode of operation of the arrangement described is as follows. At the start the starting process is the snap strip 9 in the one shown in the figure Location. The contacts io and i i are through the contact piece attached to the snap strip 13 closed so that the auxiliary winding 3 via the capacitor q. Receives electricity. At the same time, by bridging these contacts, the primary circuit of the Transformer closed over the bimetal strip 9, so that this through the Secondary current of the transformer is heated. After a while the snap strip will 9 brought as a result of its heating from the on position to the off position and here the connection of the contacts i o and z i is opened. At the same time, this switching off the direct connection of the contact i i via the bimetallic strip 9 interrupted with the end of the primary winding 7, and the primary current of the transformer now flows through the resistor i g. This resistance is balanced so that the secondary current of the transformer is just enough to pass the bimetal strip 9 to hold in its off position.

In den Abb. z und 3 sind für die einzelnen Teile des Relais die gleichen Bezeichnungen gewählt wie in Abb. i. Der Schnappstreifen 9 ist zwischen zwei federnden Haltern 16 und 17 eingespannt. Die Spannung des Streifens kann durch eine bei .dem Halter 17 vorgesehene Stellschraube 2o reingestellt werden. i ¢ ist der Eisenkern des Transformators, dessen Wicklungen auf dem Spulenkörper 15 angeordnet sind. Bei dem in den Abbildungen dargestellten Relais ist angenommen, daß der Schnappstreifen 9 bei seiner Erkaltung aus seiner Ausschaltlage 9' nicht von selbst in seine Einschaltlage zurückkehrt. Um den Bimetallstreifen 9 in seine Anfangshage zurückbringen zu können, ist ein Druckknopf 18 vorgesehen. Die Zuführung des Heizstromes zu den Enden des Bimetallstreifens 9 erfolgt bei der praktischen Ausführung nicht durch die federnden Halter 16 und 17, sondern durch besondere, an dem Bimetallstreifen vorgesehene Klemmen.In Figs. Z and 3 the same designations have been chosen for the individual parts of the relay as in Fig. I. The snap strip 9 is clamped between two resilient holders 1 6 and 17. The tension of the strip can be adjusted by an adjusting screw 2o provided with .dem holder 17. i ¢ is the iron core of the transformer, the windings of which are arranged on the bobbin 1 5. In the case of the relay shown in the figures, it is assumed that the snap strip 9 does not automatically return to its switched-on position when it cools down from its switched-off position 9 '. In order to be able to bring the bimetallic strip 9 back into its initial state, a push button 18 is provided. The heating current is supplied to the ends of the bimetallic strip 9 in the practical version not by the resilient holders 16 and 17, but by special clamps provided on the bimetallic strip.

Das Relais nach der Erfindung bietet den Vorteil, daß der Bimetallstreifen leicht und bequem ausgewechselt werden kann, so daß das Relais durch Einsetzung eines anderen Bimetallstreifens für die verschiedensten Motortypen und für die verschiedensten Anlaufzeiten geeignet gemacht werden kann.The relay according to the invention has the advantage that the bimetallic strip can be exchanged easily and conveniently, so that the relay can be replaced by inserting another bimetal strip for the most varied types of engines and for the most varied Lead times can be made suitable.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for switching the auxiliary phase winding on and off of single-phase induction motors by means of a heat time relay, characterized by a bimetallic strip designed as a snap-on strip, which is activated when the motor is switched on is connected to the mains voltage. a. Device according to claim i, characterized in that that the heating current for the bimetal strip from a mains-fed transformer is delivered. 3. Apparatus according to claim i and z, characterized in that at the same time as the auxiliary phase current, the heating current for the snap strip is also interrupted will. .4. Device according to claims i to 3, characterized in that when switching off. of the auxiliary phase current, additional resistance in the heating circuit of the snap strip is switched on.