-
Umkehrschützensteuerung für Induktionsmotoren mit einem an der Läuferspannung
liegenden Überwachungsrelais Wird ein Drehstrommotor nach dem Anlassen umgeschaltet,
so wird der Läufer durch Gegenstrom gebremst, bis er zum Stillstand kommt. Dann
setzt sich der Läufer in der anderen Drehrichtung in Bewegung. Bei einer derartigen
Umkehrsteuerung darf das Kurzschließendes Anlaßwiderstandes für die neue Drehrichtung
des Läufers erst dann vor sich gehen, wenn der Motor durch Gegenstrombremsung mit
voll einbeschaltetem Anlaßwdderstand die Drehzahl Null erreicht hat. Der Durchgang
der Motordrehzahl durch Null wird mittels eines Spannungs- oder Stromrelais überwacht,
das beim Stillstand des Läufers seine Kontakte schließt und dadurch das Anlassen
des Motors in der neuen Drehrichtung einleitet.
-
Der Nachteil der bisher bekannten Umkehrsteuerungen besteht darin,
daß besondere umständliche Schaltmittel vorgesehen sind, die zur richtigenFunktion
desüberwachungsrelais zu diesem hinzugefügt werden müssen. Ist beispielsweise das
Überwachungsrelais ein an ,der Läuferspannung liegendes Spannungsrelais und ist
die Anlaßschützensteuerung mit Zeitwächtern versehen, die ,das Ansprechen der Schütze
nacheinander in bestimmten Zeitabständeh bewirken, so müssen die Kontakte des Überwachungsrelais,
dass beim Anlassen des Motors die Spule .des zur letzten Widerstandsstufe gehörigen
Schützes an Spannung legt, im stromlosen Zustand des Motors offen sein und beim
Umschalten des angelassenen Motors so lange offen bleiben, bis der Läufer zum Stillstand
gekommen ist, um dann erst den Anlaßvorgang für die neue Drehrichtung einzuleiten.
Letztere Forderung wird dadurch erfüllt, daß das Relais nur bei einer Spannung anspricht
und dabei seine Kontakte öffnet, die über der bei stillstehendem Motor vorhandenen
Läuferspannung liegt und beim Umschalten des Motors his zum Stillstand des Läufers
vorhanden ist. Im stromlosen Zustand des Motors, d. h. vor dem Anlassen aus dem
Stillstand und beim Umschalten, wenn die Ständerwicklung vom Netz getrennt wird;
müssen die Kontakte des Überwachungsrelais durch Anwendung besonderer Mittel offen
gehalten werden. Sind nämlich die Kontakte desüberwachungsrelais geschlossen und
öffnen sich erst, wenn der Motor beim Umschalten wieder ans Netz geschaltet wird,
so hängt, da mit dem Einschalten zugleich auch die Anlaßschütze erregt werden, die
einwandfreie Funktion der Anlaßschaltung von den Schaltgeschwindigkeiten der Anlaßschütze
und des Überwachungsrelais ab. Es besteht dann die Gefahr; daß
bei
zu spätem Ansprechen des überwachungsrelais Fehlschaltungen auftreten oder das Überwachungsrelais
zumindest den gesamten Spulenstrom der im Einschalten begriffenen Anlaßschützen
unterbricht, was einen großen Kontaktabbrand zur Folge hat. Zur Beseitigung dieser
Nachteile hat man vorgeschlagen, die Kontakte des Überwachungsrelais dadurch bei
stromlosem Motor offen zu halten und beim Einschalten erst nach Ansprechen der Zeitwächter,
die den Erregerstrom der Anlaßschützen unterbrechen, zu schließen, daß der Anker
des Überwachungsrelais unter der Wirkung einer Feder steht, die den Anker in der
Stellung, in der die Kontakte des Relais offen sind, festhält und die beim Einschalten
durch einen mittels des Meisterschalters eingeschalteten Magneten Überwunden wird.
Diese Anordnung ist umständlich, teuer und nicht unbedingt zuverlässig.
-
Nach der Erfindung wind dem an der Läuferspannung liegenden Überwachungsrelais,
das die Erregung der Schützspulen wirksam und unwirksam macht, eine Widerstandsanordnung,
bestehend aus Selbstinduktion und Kapazität in Parallelschaltung, vorgeschaltet.
Selbstinduktion und Kapazität werden so bemessen, daß däsÜberwachungsrelais nicht
genügend Strom zum Ansprechen bei Läuferfrequenzen bekommt, die größer sind als
die Stillstandfrequenzund beim Vertauschen zweier Anschlüsse der Ständerwicklung
zum Umkehrender Drehrichtung des laufenden Motors auftreten, bis die Drehzahl des
Motors durch Null geht. Beim Vertauschen zweier Anschlüsse der Ständerwicklung wird
nünlich die Drehrichtung des Ständerfeldes gegenüber der Drehrichtung des Läufers
umgekehrt, was zur Folge hat, daß im Läufer höhere Spannungen und Frequenzen auftreten
als bei stillstehendem Läufer. Wendet man das Überwachungsrelais in der oben beschriebenen
Weise derart an, :daß über seine Kontakte der Stromkreis der Schützspulen geschlossen
werden, so wird erfindungsgemäß das Überwachungsrelais so ausgebildet, .daß bei
abgefallenem Relais die Kontakte offen sind. Es werden damit in einfacher Weise
Fehlschaltungen beimAnlassen und beimUmschalten desDrehstrommotors ausgeschlossen.
-
Man kann das Überwachungsrelais aber auch so anwenden, daß es im abgefallenen
Zustand die Schützsp:ulen über einen Widerstand kurzschließt, der zur Vermeidung
eines Kurzschlusses der Phasen, an denen die Schützspulen liegen, vorgesehen . ist.
Das Überwachungsrelais hebt dann beim Anlassen bz-#V. dann, wenn beim Umschalten
des Motors die Läuferstillstandsfrequenz erreicht wird, den Kurzschluß der Schützspulen
auf. Es läßt sich in diesem Falle in der normalen Ausführung anwenden, bei der es
im abgefallenen Zustand seine Kontakte schließt und, wenn es erregt wird, öffnet.
-
In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Umkehrschützensteuerung
für Induktionsmotoren nach der Erfindung dargestellt.
-
Mit 1Z, S, T sind die Phasen eines Drehstromnetzes bezeichnet,
mit dem über die Umkehrschütze io und i i der Ständer eines Drehstrominotors i2
verbunden wird. 13 ist der Meisterschalter, mit der die Umkehrschütze io und i i
eingeschaltet werden und der auch in bekannter Weise als Druckknopfschalter mit
einem Druckknopf für Vorwärtsfahrt und einem Druckknopf für Rückwärtsfahrt ausgebildet
sein kann. 1q., 15 und 16 sind Widerstände, die zusammen den Anlaßwi:derstan.d für
die dreiphasige Läuferwicklung bilden. 17, 18, i9 und 2o sind Schütze, die den Anlaßwiderstand
stufenweise kurzschließen. Die Spulen der Anlaßschütze liegen zwischen den Leitungen
2i und 22. Zu den Schützen 17, 18, ig .gehören Zeifwächter 26, 27, 28. Über tli.e
Kontakte 23, 2q., 25 der Zeitwächter ist die Verbindung der Spulen der Schütze 17,
18, ig mit der Leitung 22 geführt. Die Wicklungen der Zeitwächter liegen an den
Stufen des Anlaßwiderstandes, die von dem jeweils vorhergehenden Schütz kurzbeschlossen
werden. Im Stromkreis der Zeitwächterwicklungen liegen Trockengleichrichter
29, 30 und 34 so daß die Zeitwächter-mdt Gleichstrom erregt werden. Die Trockengleichrichter.sind
in der Zeichnung der Übersichtlichkeit halber als einfache Gleichrichter dargestellt.
Zweckmäßig verwendet man die an sich bekannten Doppelwellengleichrichter, mit denen
jede zweite Halbwelle, die beim einfachen Gleichrichter fortfällt; zum Erregen der
Zeitwächter nutzbar gemacht wird.' Bei Verwendung von Doppelwellengleichrichtern,
die an den Widerstandsstufen liegen, werden beim Ansprechen der Anlaßschütze nicht
die Wicklungen der Zeitwächter, sondern die Gleichrichter kurzgeschlossen.
-
Die Leitung 21 verbindet die Spulen der Anlaßschütze mit der Klemme
W der Ständerwicklung. Die Leitung 22, mit der das andere Ende der Schützspulen
verbunden ist, führt zu dem Kontakt 32 eines Überwachungsrelais 33, dessen Einschaltwicklung
an einem Doppelwellengleichrichter 34 liegt, der mit den Klemmen 2t, v der
Läuferwicklung verbunden ist. Vor den Doppelwellengleichrichter ist eine Widerstandsanordnung
geschältet, die aus einer Drosselspule 35 und einem zu dieser parallel geschalteten
Kondensator 36 besteht. Der Kondensator und die Drosselspule sind so bemessen, daß
bei Frequenzen, die größer sind als die Stillstandsfrequenz
des
Läufers, das Überwachungsrelais über den Gleichrichter nicht genügend Strom bekommt,
um anzusprechen und seinen im stromlosen Zustand des Drehstrommotors offenen Kontakt
32 zu schließen. Vom Kontakt 32 des Überwachungsrelais 33 führt eine Leitung 37
über den Meisterschalter 13 zur Phase S des Drehstromnetzes.
-
Die Wirkungsweise der Anlaßsteuerung ist folgende: Beim Drehen des
Meisterschalters 13 nach links oder nach rechts entsprechend dem Vorwärts- oder
Rückwärtslauf des Motors erhält auf-- Stufe i das Ständerschütz 1o oder i1 Spannung
und legt die Ständerwicklung ans Netz. In der Läuferwicklung wird dann eine Spannung
induziert, und die Zeitwächter 26, 27 und 28 werden über die Gleichrichter 2g,
30 und 31 mit Gleichstrom erregt und öffnen beim Ansprechen ihre Kontakte23,
24. und 25. Das Überwachungsrelais 33 spricht ebenfalls an und schließt seinen Kontakt
32: Wird nun der Meisterschalter weiter auf Stufe :2 gedreht, so wird die Spule
des Anlaßschützes 2o über die Leitungen 21, 22, 37 und 38 an die Phasen S und 1'
bzw. R gelegt. Das Schütz 2o spricht an und schließt die letzte Stufe des Anlaßwiderstandes
und dabei gleichzeitig den Zeitwä chter28 bzw. bei Anwendung eines Doppelwellengleichrichters
diesen kurz. Der Zeitwächter 28 fällt verzögert ab und schaltet durch Schließen
seines Kontaktes 25 das Schütz 19 ein, das die nächste Widerstandsstufe und den
Zeitwächter 27 kurzschließt. Der Anlaßvorgang schreitet dann in gleicher Weise weiter,
bis schließlich das Schütz 17 anspricht und die Läuferwicklung kurzschließt.
-
Wird der Drehstrommotor nach dem Anlassen für den Lauf in der entgegengesetzten
Drehrichtung umgeschaltet. was durch Drehen des Meisterschalters über die Nullstellung
in die andere Endstellung erfolgt, so fallen die Anlaßschütze 17, 18, 19 .und 2o
ab, wenn der Meisterschalter auf Stufe o die Ständerwicklung vom Drehstromnetz trennt.
Ebenso fällt das Überwachungsrelais 33 ab und öffnet seinen Kontakt 32. Wird dann
die Ständerwicklung 12 mit vertauschten-- Phasen R, T wieder an das Drehstromnetz
gelegt, so wird der Läufer des Motors durch Gegenstrom abgebremst, bis er zum Stillstand
kommt und dann in der anderenDrehrichtung anläuft. Obwohl beim Wiederenschalten
des Motors in der Läuferwicklung eine höhere Spannung auftritt, als sie beim Anlassen
des Drehstrommotors aus dem Stillstand vorhanden ist, spricht das Überwachungsrelais
33 nicht an, da es infolge der aus Kapazität und Selbstinduktion bestehenden und
vor den Doppelwellengleichrichter 34. geschalteten Widerstandsanordnung bei über
der Läuferstillstandsfrequenz 1.iagendenFrequenzennicht genügend Strom bekommt,
um seinen- Anker anzuziehen und seinen Kontakt zu schließen. Der Kontakt 32 wird
erst geschlossen, wenn die Drehzahl des Motors .durch Null geht und die Läuferstillstandsfrequenz
erreicht ist, worauf dann für die andere Drehrichtung des Motors der Anlaßvorgang
in .der oben beschriebenen Weise vor sich geht.