DE651460C - Mit Waermeschalter arbeitende Schutzvorrichtung fuer Repulsionsmotoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
14. OKTOBER 1937

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 651460 KLASSE 21c GRUPPE 59

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. September 1934 ab

ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft eine mit Wärmeschalter arbeitende Schutzeinrichtung für Induktionsmotoren. Durch die Erfindung soll die Motorwicklung vor Überlastungen sowohl beim Anlauf als auch beim Betrieb geschützt werden, was namentlich für Repulsionsmotoren von Bedeutung ist.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Wärmeschutzschalter, .dessen Kontakte im Stromkieis des Motors oder einer Spule des Motorschalters liegen, mit dem Ständergehäuse oder der Ständerwicklung selbst in wärmeleitender Verbindung steht und vom Läuferstrom durchflossen ist. Bei der Anordnung nach der Erfindung wird der Wärmeschutzschalter im Gegensatz zu einer bekannten Schutzeinrichtung unmittelbar vom Läuferstrom durchflossen. Diese Maßnahme bedingt insbesondere bei Repulsionsmotoren eine wesentliche Vereinfachung und Erhöhung der Sicherheit. Die in der Anlaufperiode 'auftretenden Überlastungen haben ein Anwachsen des Stromes in der Läuferwicklung zur Folge, und sobald dieser die zulässige Höhe überschreitet, spricht der Wärmeschalter an und schaltet den Motor vom Netz ab. Bei normalem Betrieb ist die Läuferwicklung kurzgeschlossen; die dann auftretenden Überlastungen des Motors haben eine Erwärmung der Ständerwicklung zur Folge, wodurch der Wärmeschalter ebenfalls zum Ansprechen gebracht wird und den Motor abschaltet. Um die Abhängigkeit des Wärmeschalters von der Strombelastung der Ständer- und Läuferwicklung zu erzielen, wird er zweckmäßig in wärmeleitende Verbindung mit einer der beiden Wicklungen, und zwar vorzugsweise der Ständerwicklung, gebracht, während die Abhängigkeit von der Läuferwicklung mittels einer Hilfsspule erhalten werden kann, die vom Läuferstrom durchflossen wird. Der Wärmeschalter besteht zweckmäßig aus einem Bimetallstreifen, auf den einerseits die Temperatur der Ständerwicklung, andererseits die Temperatur der vom Läuferstrom durchflossenen Hilfsspule einwirkt. Dieser Bimetallstreifen ist mit Kontakten versehen, die im Stromkreis des Motorhauptschalters liegen und diesen zum Auslösen bringen, sobald die auf den Wärmeschalter einwirkende Temperatur einen bestimmten Wert überschreitet.

Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar

Fig. ι einen Repulsionsinduktionsmotor mit einer Schutzeinrichtung gemäß der Erfindung im Schnitt,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Motor, bei dem die Schutzeinrichtung gemäß der Erfindung unmittelbar auf der Ständerwicklung angeordnet ist,

Fig. 3 ein Schaltbild,

Fig. 4 die Vorderansicht eines Wärmeschalters und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch die Ebene V-V der Fig. 4.

Wie Fig. ι und 2 zeigen, hat der Repulsionsmotor 11 ein Gehäuse 13 und Lagerschilder 15 und 17, Der Ständer besteht aus dem Blechpaket 23 und einer zweiteiligen Ständerwicklüng 25. Der Läufer 19 besteht aus dem Blechpaket 27, der Läuferwicklung; 29, dem Kommutator 46 mit dem Bürsten^, paar 47 und der durch Fliehkraft betätigten Kurzschlußvorrichtung 49 für den Kommutator. Die Läuferwelle ist mit 21 bezeichnet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist an dem Ständergehäuse 13 eine wärmeempfindliche Schalteinrichtung 31 angeordnet, deren Aufbau aus Fig. 4 und 5 ersichtlich ist. Sie besteht aus einer Kappe 33, die mittels der Schrauben 35 an dem Ständergehäuse 13 . befestigt ist, so daß sie in guter wärmeleitender Verbindung mit diesem steht. An der Innenwand der Kappe 33 ist eine Isolierscheibe 37, z. B. aus Glimmer, angebracht, an der mehrere durch geeignete Befestigungsmittel, wie Nieten oder Bolzen, gehaltene Kontäktstücke 39 angeordnet sind. Ferner ist ein Kontaktpaar 40 vorgesehen, das durch die Kappe 33 nach außen geführt ist und zum Anschluß der Leitungen 45 dient.

Innerhalb der Kappe 33 sitzt eine Bimetallscheibe 41, die so lange in einer ihrer beiden Endlagen verbleibt, bis die auf sie einwirkende Temperatur eine bestimmte Hohe erreicht hat, unter deren Einfluß¹ sie sich plötzlich in die entgegengesetzte Endlage bewegt. An der Bimetallscheibe 41 sind mehrere voneinander isolierte Kontaktstücke 43 angebracht, die mit den festen Kontaktstücken 39 und 40 zusammenwirken. Diese liegen über die Leitungen 45 im Stromkreis der Ständerwicklung 25.

Wie Fig. 3 zeigt, ist an die Kommutatorbürsten 47 eine als kleines Heizelement wirkende Hilfsspule 51 angeschlossen, die in geeigneter Weise zwischen .der Bimetallscheibe 41 und der Gehäusekappe 33 angeordnet ist. Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende:

Bei niedrigen Drehzahlen des Läufers 19 ist die Kurzschlußvorrichtung 49 noch unwirksam. Der Motor wirkt deshalb als Repulsionsmotor, und es fließt ein Strom in dem Läuferkreis zwischen den Bürsten 47 und der ' Hilfsspule 5r. Wenn der Motor nun einer starken Überlastung beim Anlauf ausgesetzt ist oder der Motor gar zum Stillstand kommen würde, so fließt ein verhältnismäßig großer Strom in der Läuferwicklung 29 und der Hilfsspule 51, die die Bimetallscheibe 41 erwärmt. Dadurch gelangt diese schließlich in ihre andere Endlage, in welcher die im Stromkreis der Ständerwicklung des Motors liegenden Kontaktstücke des Wärmeschalters 31 getrennt werden und der Motor dadurch spannungslos wird. Die durch die Hilfsspule 51 erzeugte Wärme ist im wesentlichen proportional den Kupferverlusten der Läuferwicklung.

■' " /Wenn der Motor ohne Störungen in der rrörmalen Zeit seine Betriebsdrehzahl erreicht hat, so hat die Kurzschluß vorrichtung 49 bei einer etwas unterhalb der Betriebsdrehzahl liegenden Drehzahl angesprochen und den Kommutator kurzgeschlossen, wobei auch die Hilfsspule Si kurzgeschlossen und damit unwirksam gemacht ist, so daß sie nicht langer die Temperatur der Bimetallscheibe 41 beeinflussen kann.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 wird der Wärmeschalter 31 den Motor vor übermäßigen oder lange andauernden Überlastungen während des Betriebes schützen, weil durch den Ständerstrom nicht nur Wärme in der S tänder wicklung, sondern auch in den Ständerblechen erzeugt wird. Die vom Ständerstrom erzeugte Wärme wirkt dann über die·Ständerbleche und das Gehäuse auf die Bimetallscheibe 41, so daß der Wärmeschalter bei geeigneter Ausbildung und Anordnung bei einer bestimmten zulässigen Höchsttemperatur des Ständers anspricht und den Motor spannungslos macht. Die Fli'ehkraftkurzschlußvorrichtung 49 überträgt also die Steuerung des Wärmeschalters bei bestimmten Drehzahlen von dem Läufer auf den Ständer.

Wie Fig. 3 zeigt, besteht die Ständerwicklung 25 aus zwei Teilen, zum Zwecke, den Motor an Netze mit verschiedenen Spannungen anzuschließen. Wenn die beiden Wicklungsteile in Reihe geschaltet sind, kann der Motor z. B. an ein Netz von 220 Volt und bei Parallelschaltung der beiden Wicklungsteile 25 an 110 Volt angeschlossen werden. In beiden Fällen ist der Strom in der Läuferwicklung und in der Hilfsspule 51 im wesentlichen gleich, so daß der Wärmeschalter den Motor stets in gleicher Weise unabhängig von der Betriebsspannung des Motors schützen kann. Bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist der Wärmeschalter 31. in unmittelbarer wärmeleitender Verbindung mit der Ständerwicklung 25. Hierdurch werden im wesentlichen dieselben Verhältnisse für den Schutz des Motors gegen Überlastung erhalten wie bei der Anordnung gemäß Fig. 1, nur mit dem Unterschied, daß die in der Ständerwicklungerzeugte Wärme nicht durch die Ständerbleche und das Gehäuse zu fließen braucht, sondern nur durch die Isolierung der Ständerwicklung 25, um auf die Bimetallscheibe einzuwirken.

Der Zweck der Erfindung besteht also darin, einen Induktionsmotor mit Ständerund Läuferwicklung nicht nur während des

Anlaufs, sondern auch während der Betriebsdauer in wirkungsvoller Weise durch einen Wärmeschalter zu schützen, der also während des Anlaufs unter unmittelbarem Einfluß des Läuferstromes und während des Betriebes unter unmittelbarem Einfluß der Wärmewirkung des Ständerstromes steht. In jedem - Falle wird der Wärmeschalter durch die Wärmewirkung des Ständer- bzw. des Läuferstromes gesteuert.

Die Erfindung ist nicht auf Repulsions-• motoren beschränkt, sondern kann init gleichem Vorteil auch für ähnliche Motoren, z. B. Induktionsmotoren mit Schleifringläufer, verwendet werden, bei denen die Läuferwicklung nur während des Anlaufs eingeschaltet und während des Betriebes kurzgeschlossen ist.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Mit Wärmeschalter arbeitende Schutzvorrichtung für Repulsionsmotoren,» dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeschutzschalter, dessen Kontakte im Stromkreis des Motors oder einer Spule des Motorschalters liegen, mit dem Ständergehäuse oder der Ständerwicklung selbst in wärmeleitender Verbindung steht und vom Läuferstrom durchflossen wird.

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der, an den Läuferstromkreis angeschlossene T^eil des Wärmeschutzschalters (z. B. eine Spule) infolge Erwärmung durch den Läuferstrom auf den anderen \värmeempfindlichen Teil des Schalters (z. B. eine Bimetallscheibe) einwirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen