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Anlaßschützensteuerung für Gleichstrommotoren Es ist bereits bekannt,
beim Anlassen von Gleichstrommotoren eine fortschreitende Steuerung der Anlasschütze
dadurch zu erreichen, das die beim Anlegen der Zugspulen an die Netzspannung durch
Selbstinduktion hervorgerufene Verzögerung des Stromanstieges in den Spulen dazu
benutzt wird, die Anlasschütze in Zeitabständen nacheinander zu schalten.
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Der Erfindung liegt außer der Aufgabe, eine Anlassteuerung zu schaffen,
die unabhängig von den Anlasströmen des Motors das Anlassen mit völlig gleichbleibender
Anlaßgeschwindigkeit vollzieht, die weitere Aufgabe zugrunde, beim Anlassen unzulässig
hohe Anlaufströme zu vermeiden, wie sie beispielsweise auftreten, wenn ein Gleichstrommotor
während des Laufes auf die andere Drehrichtung umgeschaltet wird.
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Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch gelöst, das zum Einleiten
des Anlaßvorganges ein stark induktiver Stromkreis, in dem die Wicklungen von Relais
liegen, die die Anlasschützen steuern, von der ihn speisenden Stromquelle abgeschaltet
wird. In diesem induktiven Steuerstromkreis setzt sich nach dem Abschalten die aufgespeicherte
magnetische Energie in elektrische Energie um, und der abklingende Entladestrom
wird zur Steuerung der Anlaßrelais benutzt.
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Nach der Erfindung wird -das Abschalten des induktiven Stromkreises
durch ein Unterbrechungsrelais 35 bewirkt, dessen Wicklung durch den Spannungsabfall
am Anlaßwiderstand erregt wird, zu dem Zwecke, um nach völligem Kurzschluß des Anlaßwiderstandes
die Neuaufladung des induktiven Steuerstromkreises mit magnetischer Energie für
den nächsten Anlaßvorgang zu bewirken. Auf diese Weise ist der induktive Steuerstromkreis
sofort nach Beendigung eines Anlaßvorganges für den nächsten Anlaßvorgang vorbereitet.
Die Anlaßgeschwindigkeit wird nach der Erfindung durch Änderung der Zeitkonstanten
des induktiven Steuerstromkreises geregelt. Dies kann am einfachsten durch Einschaltung
eines regelbaren Ohmschen Widerstandes erfolgen.
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Zur Begrenzung des Anlaufstromes auf einen zugelassenen Wert werden
nach der Erfindung in den Hauptstromkreis Strombegrenzungsrelais eingeschaltet,
welche das Kurzschließen des Anlaßwiderstandes und eines vor dem Anlaßwiderstand
liegenden zusätzlichen Begrenzungswiderstandes verhindern, solange der sie erregende
Strom den.
zugelassenen Wert überschreitet. Zur Durchführung dieser
Begrenzung des Anlaufstromes wird nach der Erfindung ein Begrenzungsschütz 26 verwendet,
welches von dein Strombegrenzungsrelais gesteuert wird und das. den vor dein Anlaßwiderstand
liegenden zusätzlichen Begrenzungswiderstand vorgeschaltet läßt und das Abschalten
des - induktiven Stromkreises verhindert, solange der Anlaufstrom den unzulässigen
Wert hat.
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Die Erfindung sei an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausfiihrungsbeispiels
erläutert.
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Abb. i zeigt ein Schaltbild mit den Einzelheiten der Steuerung. Abb.
2 ist das gleiche Schaltbild, jedoch in vereinfachter Form, aus dem das Prinzip
der Erfindung deutlicher hervorgeht.
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io ist der Anker eines Gleichstrommotors, i i seine Erregerwicklung.
i2 ist der Hauptschalter, 13 ein Umkehrschalter für die Einschaltung der Umkehrschützen
14 und 15. Die Umkehrschützen halten mit armartigen Ansätzen 16, 17 die beiden Überstrombegrenzungsrelais
18, ig in ihrer Offenstellung fest, solange sie selber geöffnet sind. Die Druckfedern
2o, 2i suchen die Überstrombegrenzungsrelais i8 und ig in die Schließstellung zu
drücken.- Die Wicklungen dieser Relais sind so geschaltet und bemessen, daß Überströme,
welche den zugelassenen Wert überschreiten, die Relais entgegen der Federkraft in
der Offenstellung festhalten. Die magnetische Kraft, «-elche Ströme von normalem
Wert "erzeugen, ist dagegen kleiner als die Kraft der Federn 2o und 2i, so daß die
Überstrombegrenzungsrelais bei normalem Strom durch die Federn in die Schließstellung
gedrückt werden.
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Der Anlaßwiderstand des Motors ist in drei Abschnitte 23 bis 25 unterteilt,
denen ein zusätzlicher Begrenzungswiderstand 22 vorgeschaltet ist. Die drei Abschnitte
der Anlaßwiderstände werden der Reihe nach von den Anlaßschützen 27 bis 29 kurzgeschlossen,
während der Begrenzungswiderstand22 durch das Begrenzungsschütz 26 kurzgeschlossen
wird. Das Begrenzungsschütz trägt außer dem Kurzschlußkontäkt noch einen zweiten
Kontakt 26a, mit - dem es den induktiven Steuerstromkreis abschaltet, wovon weiter
unten ausführlicher die Rede sein wird. Das Anlaßschütz2g hat einen zweiten Kontakt29a,
mit dem es den Kontakt des Anlaßrelais 34 überbrückt und sich daher selbst verriegelt.
Mit 32 bis 34 sind die drei Anlaßrelais bezeichnet, welche die Anlaßschützen 27
bis 2g steuern. Ihre Wicklungen liegen in Reihenschaltung mit dem induktiven Widerstand
36 in dem obengenannten induktiven Steuerstromkreis, der -sich über den regelbaren
Ohmschen Widerstand 37 schließt. Dieser Steuerstromkreis ist einerseits über den
Kontakt#z6a des Begrenzungsschützes und andererseits über das Unterbrechungsrelais
35 mit dem Netz verbunden.
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In dem Schaltbild Abb. 2 sind bei den einzelnen Relais und Schützen
die Kontakte mit den Ziffern ohne Index, ihre Spulen mit der betreffenden Bezugsziffer
und dem Index s bezeichnet. Trägt ein Schalter zwei ILOntakte, so sind diese mit
den Indizes d und b versehen.
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Diese Steuerung wirkt auf folgende Art und Weise: In der gezeichneten
Stellung ist der Hauptschalter-i2 geöffnet. Die Umkehrschützen 14, i 5 sind daher
ebenfalls unerregt und offen, ebenso .die Anlaßschützen 27 bis 29 und das Begrenzungsschütz
26. Die Anlaßrelais 32 bis 34 werden dagegen durch Federn in der geschlossenen Stellung
.gehalten. Ebenso sind die Kontakte 26a und, 35 geschlossen. Wird also der Hauptschalter
i2 geschlossen, so wird sofort der induktive Steuerstromkreis über die Kontakte
35 und 26a erregt und mit magnetischer Energie aufgeladen. Hierbei öffnen sich auch
die Anlaßrelais 32 bis 34.
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Erst einen Augenblick später schließt sich wegen der ihnen eigenen
Trägheit eines der Umkehrschützen 14 oder 15. Nun bekommt der Motoranker Strom,
welcher nach Durchfließen des Ankers die Wicklungen der Überstrombegrenzungsrelais
18, ig, die Anlaßwiderstände und den Begrenzungswiderstand durchfließt. Bei der
in der Zeichnung dargestellten Stellung des Schalters 13 schließt sich das Schütz
14 und gibt das Strombegrenzungsrelais i$ frei. Wird der Motor aus dem Stillstand
angelassen, dann genügt die magnetische Kraft des Relais 18 nicht, um es entgegen
der Federkraft in der Offenstellung zu halten, sondern es schließt sich. Hierdurch
wird das Begrenzungsschütz 26 erregt und schließt den Begrenzungswiderstand 22 kurz.
Gleichzeitig unterbricht es mit dem Kontakt 26a die eine Verbindungsleitung des
induktiven Steuerstromkreises mit dem Netz. Da sich zugleich mit dem Anschließen
des Motorankers an das Netz ein Spannungsabfall in dem Anlaßwiderstand, ausbildet,
an .dem die Wicklung 358 des Unterbrechungsrelais 35 liegt, öffnet sich dieses
ebenfalls, und hiermit ist der induktive Steuerstromkreis abgeschaltet. Nunmehr
setzt sich die magnetische Energie dieses Stromkreises in elektrische um, und in
dem Maße, wie dies geschieht, erfolgt das Anlassen. Zunächst sind die Spulen 32S,
33s und 34.s der Anlaßrelais vom vollen Strom durchflossen. Die Steuerkontakte dieser
Relais sind also offen, mithin sind auch die Kontakte der Anlaßschützen 27, 28 und
2g offen
und der volle Anlaßwiderstand vorgeschaltet. Klingt der
Strom im induktiven Stromkreis ab, so schließt sich zuerst, der Zugkraft seiner
Feder folgend, das- Relais 32 und damit das Anlaßschütz 27 und schließt den Abschnitt
23 des Anlaßwiderstandes kurz, dann folgt das Relais 33 und schließlich das Relais
3q.. Das stufenweise Schließen kann durch verschieden starkes Spannen der Relaisfedern
oder auch durch verschieden starke Erregung ihrer Magnete erzielt werden. Hat sich
das letzte Relais 34. geschlossen, so ist der ganze Anlaßwiderstand durch das Anlaßschütz
29 kurzgeschlossen. Da nun der Spannungsabfall am Anlaßwiderstand, von dem das Unterbrechungsrelais
35 erregt ist, gleich Null ist, schließt sich dieses, so daß der induktive Steuerstromkreis
wieder eingeschaltet wird. Um nun zu verhindern, .daß die sich öffnenden Anlaßrelais
wieder den ganzen Anlaßwiderstand vorschalten, ist das letzte Anlaßschütz 29 mit
dem Verriegelungskontakt 29a ausgerüstet, über den es seine Wicklung verriegelt
hält, solange der Hauptschalter 12 geschlossen bleibt.
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Wird der Motor io während des Laufes auf die andere Drehrichtung umgeschaltet,
dann würde er aus dem Netz einen hohen Strom aufnehmen, falls nach der Umschaltung
nur der normale Anlaßwiderstand vor seinen Anker geschaltet wird. Um diesen Stromstoß
zu vermeiden, wird der Begrenzungswiderstand 22 vorgeschaltet. Wenn beispielsweise
aus dem früher beschriebenen Betriebszustand der Hauptschalter 12 geöffnet, hierauf
der Umkehrschalter 13 umgeschaltet und der Hauptschalter 12 sogleich wieder geschlossen
wird, fließt ein t_Tberstrom über die Kontakte des Umkehrschützes i5', den noch
in der umgekehrten Drehrichtung laufenden Anker des Motors und die Wicklungen der
C'berstrombegrenzungsrelais 1ä und ig. Das Relais ig wird daher durch seine Feder
2i nicht in die Schließstellung gedrückt, sondern bleibt offen. Infolgedessen wird
auch das Begrenzungsschütz 26 nicht erregt und läßt den Begrenzungswiderstand 22
vorgeschaltet. Gleichzeitig bleibt auch sein Kontakt 26d geschlossen, so daß der
induktive Steuerstromkreis nicht abgeschaltet wird. Das überstrombegrenzungsrelais
ist nun so bemessen, daß die Federkraft auch bei vorgeschaltetem Begrenzungswiderstand
22 die magnetische Kraft nicht überwinden kann, wenn der Strom größer als der Normalstrom
ist.
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Um das rechtzeitige Öffnen der Anlaßrelais 32 bis 34 zu Beginn des
Anlaßvorganges zu gewährleisten, kann der induktive Steuerstromkreis statt hinter
dem Hauptschalter 12, wie in der Zeichnung dargestellt, von diesenn mit dem Netz
verbunden werden. Es ist auch möglich, ihn aus einer getrennten Stromquelle zu speisen.