DE661330C - Schutz von Wechsel- und Drehstrommotoren gegen UEberstrom und UEbertemperatur - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schutz von Wechsel- und Drehstrommotoren^ gegen Überstrom und Übertemperatur mittels eines von der Motorwicklung (Wicklungskopf) getragenen, die selbsttätige Abschaltung herbeiführenden thermischen Kontaktschließers.

Die Isolation der Wicklungen in Wechsel- und Drehstrommotoren wird bekanntlich in erster Linie durch Überstrom und Übertemperatur gefährdet. Wird ein bestimmter Wert überschritten, so tritt ein Durchschlagen der Wicklung ein, und der Motor ist nicht mehr betriebsfähig. Überstrom und dessen schädliche Wirkungen entstehen z. B. bei Überlastungen, Überspannungen usw. Übertemperaturen können aber auch entstehen, wenn ein durch schadhaftes Lager verursachtes Schleifen des Läufers am Ständereisen eintritt, ohne daß eine Überlastung bzw. ein Überstrom vorbanden ist. Die durch Reibung entstehende Übertemperatur kann unter Umständen schon im Leerlauf des Motors die Isolation der Wicklung zerstören.

Als bisher bekannte Schutzmaßnahmen hat man sogenannte thermische Abbilder geschaffen, welche außerhalb des zu schützenden Motors angebracht sind. Diese thermischen Abbilder werden vom Motorstrom beeinflußt und auf diesen eingestellt. Tritt eine Überlastung des Motors ein, so sollen diese Thermoelemente bei einem bestimmten eingestellten Wert eine Abschaltung in die Wege leiten. Ein Nachteil dieser Anordnung, bedingt durch die Einstellung im bestimmten Verhältnis zum Vollaststrom, ist, daß man auf die verschiedenen Auslegungen der Motoren keine Rücksicht nehmen kann. Bekanntlich ist ein Motor älterer Bauart ganz anders zu belasten als ein solcher neuerer. Im Falle aber, daß der Läufer am Ständereisen bei geringer Last oder sogar bei Leerlauf schleift,, wird sich der Motor erhitzen und die Wicklung Schaden nehmen, ohne daß eine Überlast und damit Überstrom vorhanden ist. Das Abbild wird also· einen Überstrom und den darauf eingestellten Temperaturwert nicht erreichen; es kann somit nicht zur Wirkung kommen.

Des weiteren hat man zum Schutz der Wicklungen Lötstellen in die S tänder wicklung eingelegt. Der beim Ansprechen dieser Anordnung entstehende Lichtbogen verbietet diesen Schutz und gestattet ihn nur bei kleinen Leistungen.

Weitere bekannte Schutzmaßnahmen sind Kontaktthermometer oder in plastische Massen eingelassene Stifte, welche bei einer bestimmten Temperaturerhöhung Kontakte freigeben, Schaltvorgänge einleiten, Nebenschlüsse einschalten bzw. kurzschließen. Es ist jedoch erkannt worden, daß diese Apparate ihren Zweck, den Motor immer rechtzeitig zu

schützen, nicht erfüllen. Es ist dies dadurch begründet, daß die Apparate am Gehäuse des Motors befestigt sind und auf das Ständereisen drücken bzw. in eine Bohrung desselben hineinragen. Durch diese Anordnung sind die auslösenden Teile von der größten Gefahrenzone, welche die Mitte einer Spule ist, zu weit entfernt. Tritt nämlich ein plötzlicher Überstrom ein, welcher ein Mehrfaches des Normalstromes ist, so wird die Temperatur in der Spulenmitte rasch ansteigen. Die außerhalb liegenden Teile und die damit verbundenen Auslöser werden noch Normal temperatur besitzen, obwohl in der Spulenmitte schon eine gefährliche Übertemperatur vorhanden ist. Dadurch erfolgt ein zu spätes Ansprechen, so daß diese Apparate ihren Zweck, den Motor einwandfrei zu schützen, nicht erfüllen können.

Man hat auch die Wicklungen angebohrt und hier Stifte in plastische Massen eingelassen. Durch entstehende Übertemperatur sollen diese Schaltvorgänge oder ähnliches einleiten. Diese Anordnung verbietet sich bei Maschinen mit kleinen Leiterquerschnitten und solchen in verseilter Ausführung. Außerdem ist der Einbau sehr umständlich.

Des weiteren sind thermische Relais bekannt, die im Wickelkopf untergebracht sind. Der Einbau dieser Relais ist in vielen Fällen, z. B. bei gepreßten Wicklungen, nicht durchführbar. Außerdem ist eine umständliche Isolation erforderlich. Es ist erkannt worden, daß eine derartige Anordnung ihren Zweck, die Wicklung zu schützen, verfehlt, wenn eine plötzliche Überlastung eintritt, bei welcher der Überstrom ein Vielfaches des Normalstromesist (Kurzschlußstrom). Bei diesem Vorgang tritt ein plötzliches Hochschnellen der Temperatur insbesondere in der Spulenmitte, dort, wo diese im Ständereisen eingebettet ist, ein. Der Wickelkopf erwärmt sich später als die Spulenmitte und damit das mit dem Wickelkopf zusammenhängende Relais. Dadurch wird die Auslösung zu lange verzögert. Auch z. B. eine Verstärkung der Hitzeeinwirkung auf das thermische Relais durch Wirbelstrombildungen kann hierbei nicht Abhilfe schaffen, da das thermische 5Q Relais an und für sich auch noch eine gewisse Trägheit besitzt. Eine Momentausschaltung, wie es in manchen Fällen unbedingt erforderlich ist, ist bei derartigen thermischen Relais nicht möglich.

Um die erläuterten Mangel zu beseitigen, besteht nun das Wesen der Erfindung darin, daß der bewegliche Kontakt des thermischen Kontakschließers aus einem Bimetallstreifen mit einem an dessen Kontaktende sitzenden Magnetkörper besteht und so angeordnet ist, daß er sowohl unter thermischem als auch magnetischem Einfluß der Motorwicklung seine kontaktschließende Bewegung in Richtung auf die Motorwicklung ausführt. Des weiteren ist hervorzuheben, daß es durch die Erfindung möglich ist, jeden Motor ohne Rücksicht auf seine Auslegung bis zum letzten infolge der gegenseitigen thermischen und magnetischen Ergänzung auszunutzen. Bekanntlich kann man einen Motor älterer Bauart ganz anders be- und überlasten als einen solchen gleicher Stärke neueren Typs. Bei einem Motor älterer Bauart wird z. B. der Kontaktschließer eine Überlastung von 50 °/o zulassen, weil die Wicklung reichlich ausgelegt ist, während bei einem Motor neuerer Bauart, dessen Wicklung nicht so reichlich bemessen ist, der Kontakt z.B. schon bei 20 °/₀ Überlastung anspricht. Bei beiden Motoren wird aber der Schutz plötzlich ansprechen, wenn bedenklich hohe Überströme in der Motorenwicklung durch irgendeine Ursache auftreten.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß diese für jeden Dreh- und Wechselstrommotor, ganz gleichgültig, um welche Spulenform und Ausführung es sich handelt, verwendet werden kann.

Es ist also durch die Erfindung ein durchaus zuverlässiger Schutz gegen Überstrom und Übertemperatur geschaffen, welcher anderseits restlose Ausnutzung des Materials zuläßt.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung näher veranschaulicht. In einem Isolierkörper A schwingt frei ein Bimetallstreifen B, dessen Ende mit einem Magnetkörper C und einer Kontaktplatte H versehen ist. Der Bimetallstreifen B ist mittels eines Aluminiumstreifens E und Mieten» G, F am Isolierkörper^ befestigt. Ein verstellbarer Gegenkontakt D vervollständigt das Ganze. K sind die Anschlüsse. Die Anordnung des Kontaktschließers auf der Ständerspule ist schematisch dargestellt. Die Ständerspule ist durch- geschnitten; die Kreise zeigen die Leiterquerschnitte. Beim Schließen der Kontakte H, D können beispielsweise Schaltvorgänge eingeleitet werden.

Tritt ein plötzlicher Überstrom im Motor no auf, der das Vielfache des Normalstromes ausmacht (Kurzschlußstrom), erhält also z. B. ein Drehstrommotor mit Kurzschlußanker nur aus zwei Phasen Strom im Stillstand, so wird in den Spulenköpfen durch Übersättigung des Ständereisens ein Magnetfeld (Streufeld) entstehen, welches im Normalbetrieb nicht vorhanden ist. Dieses Magnetfeld zieht den Magnetkörper C und damit den Kontakt H des Kontaktschließers in Richtung der Spule und des Gegenkontaktes hin. Die Kontakte H, D werden augenblicklich ge-

schlossen und dadurch die Schaltvorgänge o. ä. eingeleitet,, ohne daß eine Temperatureinwirkung erforderlich ist. Tritt anderseits eine Übertemperatur auf, die durch mechanische Fehler entstehen kann, z. B. .durch Schleifen des Läufers am Ständereisen, auch wenn, der Motor wenig oder überhaupt nicht belastet ist, so wird im Ständereisen und den darin liegenden Spulen durch mechanische

ίο Reibung ein langsamer Temperaturanstieg erfolgen. Bei diesem Vorgang haben Spulenmitte und Oberfläche und der damit verbundene Kontaktschließer nunmehr annähernd gleiche Temperaturwerte. Der Bimetallstreifen kann dem Temperaturanstieg folgen und wird bei Erreichung einer kritischen Temperatur die Kontakte H, D schließen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schutz von Wechsel- und Drehstrommotoren gegen Überstrom und Übertemperatur mittels eines von der Motorwicklung (Wicklungskopf) getragenen, die - selbsttätige Abschaltung herbeiführenden thermischen Kontaktschließers, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Schaltkontakt des thermischen Kontaktschließers aus einem Bimetallstreifen (B) mit einem an dessen Kontaktende sitzenden Magnetkörper (C) besteht und so angeordnet ist, daß er sowohl unter thermischem als auch magnetischem Einfluß der Motorwicklung seine kon.taktschließende Bewegung in Richtung auf die Motorwicklung ausführt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen