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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Steuervorrichtung,
die verwendet werden kann, um Stromfluss zu einer elektrischen Einrichtung,
wie beispielsweise einem elektrischen Motor, zu begrenzen.
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Eine
bekannte elektrische Steuervorrichtung weist ein paar von parallelen
stationären
Kontaktarmen und ein paar von beweglichen Kontaktarmen auf. Die
beweglichen Kontaktarme sind seriell bzw. in Reihe miteinander verbunden.
Der elektrische Strom fließt
in entgegengesetzten Richtungen in den benachbarten stationären Kontaktarmen
und den beweglichen Kontaktarmen. Abstoßung bzw. Gegensatz zwischen
magnetischen Feldern, die von Strom herrühren, der durch die beweglichen
und stationären
Kontaktarme geleitet wird, verursacht, dass die beweglichen Kontaktarme
einen elektrischen Schaltkreis öffnen,
wenn es einen zu großen
bzw. exzessiven Stromfluss durch den Schaltkreis gibt. Eine elektrische
Steuervorrichtung, die diese Konstruktion besitzt ist in dem U.S.
Patent Nr. 5,073,764 offenbart. Eine andere bekannte elektrische
Steuervorrichtung ist offenbart in den U.S. Patenten Nr. 3,815,059; 4,810,841;
und 5,495, 083.
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Die
DE 37 44 586 A offenbart
eine kontaktgebende Einrichtung zur Befestigung einer selbstschaltenden
Einrichtung für
strombegrenzende Zwecke und ist verwendet worden als eine Basis
zum Entwerten der Präambel
des Anspruchs 1.
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Ferner
wird die Aufmerksamkeit gelenkt auf die US-A-4,485,283, die eine
Strombegrenzereinheit offenbart, die eine Vielzahl von magnetischen Stahlseitenlaminierungen
einschließt.
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Es
ist somit das Ziel der vorliegenden Erfindung die Nachteile zu überwinden,
die mit dem Stand der Technik assoziiert sind und eine verbesserte elektrische
Steuervorrichtung vorzusehen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung sieht eine elektrische Steuervorrichtung gemäß Anspruch
1 vor. Bevorzugte Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung können
den abhängigen
Ansprüchen
entnommen werden.
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Die
beweglichen Kontaktarme sind vorzugsweise entlang Schlitzen beweglich,
die in einem Stapel von Laminierungen bzw. Schichten angeordnet sind.
Die Laminierungen bzw. Bleche konzentrieren magnetische Felder,
die von elektrischem Strom herstammen, der durch die bewegliche
Kontaktarme geleitet wird. Wenn die Steuervorrichtung mit einem elektrischen
Dreiphasenmotor verwendet wird, kann die elektrische Stromsteuervorrichtung
drei strombegrenzende Schalt- bzw. Schalteranordnungen aufweisen,
die Kontaktarme besitzen, die beweglich sind, und zwar in Schlitzen,
die in einem einzelnen Stapel von Laminierungen gebildet sind.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist eine erste Reihe von Splitterplatten entlang des Pfades
der Bewegung eines der Kontaktarme in einer strombegrenzenden Schaltanordnung
angeordnet. Eine zweite Reihe von Splitterplatten ist entlang des Pfades
der Bewegung eines zweiten Kontaktarms in der strombegrenzenden
Schaltanordnung angeordnet. Die Splitterplatten empfangen einen
elektrischen Lichtbogen beim Betrieb der strombegrenzenden Schaltanordnung
von einem geschlossenen Zustand zu einem offenen Zustand.
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Eine
der Splitterplatten kann in einer Bypass- bzw. Umgehungsschaltung
verbunden sein, die eine Einrichtung schützt, wie beispielsweise einen
Motorstarter, und zwar durch Leiten von exzessivem Stromfluss, um
die Einrichtung herum. Eine gemeinsame Splitterplatte bzw. Teilerplatte
kann vorgesehen sein, um Strom direkt zwischen den zwei Reihen von
Splitterplatten zu leiten, und zwar eher als durch den beweglichen
Kontakt. Während
des Betriebs der Kontakte von einem geschlossenen Zustand zu einem
offenen Zustand, werden heiße
Gase, die mit dem elektrischen Lichtbogen bzw. Lichtbogenschlag assoziiert
sind, in Richtung der Splitterplatten gelenkt, und zwar durch mindestens
teilweise blockierende Enden der Schlitze in dem Stapel von Laminierungen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorgenannten und andere Merkmale der Erfindung werden klarer werden
bei einer Betrachtung der folgenden Beschreibung, und zwar zusammen
mit den begleitenden Zeichnungen, wobei
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1 eine
schematische Darstellung einer elektrischen Motorsteuervorrichtung
ist, die gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruiert ist.
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2 eine
teilweise aufgebrochene Draufsicht auf eine elektrische Stromsteuervorrichtung
ist, die gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruiert ist und in der elektrischen Motorsteuervorrichtung
der 1 verwendet wird;
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3 eine
Schnittansicht ist, und zwar hauptsächlich entlang der Sichtlinie
3-3 der 2 und die Beziehung darstellt
zwischen einer Vielzahl von Schalt- bzw. Schalteranordnungen und
einer Vielzahl von Splitterplattenanordungen in der elektrischen
Stromsteuervorrichtung.
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4 eine
Schnittansicht ist, und zwar hauptsächlich entlang der Linie 4-4
der 2, die die Beziehung darstellt einer gemeinsamen
oder Kurzschlusssplitterplatte in einer der Splitterplattenanordnungen,
und zwar zu einer der Schaltanordnungen in der elektrischen Stromsteuervorrichtung;
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5 eine
bruchstückhafte
Schnittansicht ist, und zwar hauptsächlich entlang der Linie 5-5
der 3, die ein paar langer Splitterplatten in der
einen Splitterplattenanordnung darstellt;
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6 eine
bruchstückhafte
Schnittansicht ist, und zwar hauptsächlich entlang der Linie 6-6
der 2, die eine Umgehungs- bzw. Bypasssplitterplatte
und eine lange Splitterplatte in der einen Splitterplattenanordnung
darstellt;
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7 ist
eine bruchstückhafte
Schnittansicht, und zwar hauptsächlich
entlang der Linie 7-7 der 2, die Kurzschlusssplitterplatten
in der einen Splitterplattenanordnung darstellt;
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8 eine
erweiterte Draufsicht eines stationären Kontaktarms oder Leiters
ist, der in der einen Schaltanordnung benutzt wird;
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9 eine
Seitenansicht ist, und zwar hauptsächlich entlang der Linien 9-9
der 8, die ferner die Konstruktion des stationären Kontaktarms
darstellt;
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10 eine
Aufrissansicht des beweglichen Kontaktgliedes ist, das ein paar
von Armen oder Leitern besitzt, das in der einen Schaltanordnung
benutzt wird;
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11 eine
Schnittansicht ist, und zwar hauptsächlich entlang der Linie 11-11
der 10, die ferner die Konstruktion eines der beweglichen
Kontaktarme darstellt;
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12 eine
Draufansicht bzw. Planansicht einer oberen Laminierung ist, die
in der elektrischen Stromsteuervorrichtung der 2 verwendet
wird;
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13 eine
Planansicht einer unteren Laminierung ist, die in der elektrischen
Stromsteuervorrichtung der 2 verwendet
wird;
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14 eine
Draufsicht auf ein Gehäuse
ist, das einen Stapel der Laminierungen der 12 und 13 umschließt;
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15 eins
Schnittansicht ist, und zwar hauptsächlich entlang der Linie 15-15
der 14, die ferner die Konstruktion des Gehäuses für den Stapel von
Laminierungen darstellt;
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16 eine
Schnittansicht ist und zwar hauptsächlich entlang der Linie 16-16
der 14, die ferner die Konstruktion des Gehäuses für den Stapel von
Laminierungen darstellt;
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17 eine
Planansicht einer der langen Splitterplatten der 5 ist;
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18 eine
Planansicht einer der kurzen Splitterplatten der 7 ist;
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19 eine
Planansicht der Bypass- bzw. Umgehungssplitterplatte der ^ 6 ist;
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20 eine
Planansicht der gemeinsamen Splitterplatte der 4 ist;
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21 eine
Planansicht von einem eines Paares von Befestigungsplatten ist,
das die Splitterplatten der 17, 18 und 19 in
einer der Splitterplattenanordnungen der 3 hält;
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22 eine
Draufsicht auf einen Teil einer Splitterplattenanordnung ist, die
die Splitterplatten der 17, 18 und 19 und
ein paar von Befestigungsplatten der 21 aufweist;
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23 eine
seitlich erhöhte
Ansicht ist, und zwar hauptsächlich
entlang der Linie 23-23 der 22, die
ferner die Beziehung der Splitterplatten zu einer der Befestigungsplatten
darstellt;
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24 eine
untere Planansicht eines oberen Endes oder Kappenteils eines Gehäuses in
der elektrischen Stromsteuervorrichtung der 2 ist;
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24 eine
Schnittansicht ist, und zwar hauptsächlich entlang der Linie 25-25
der 24, die ferner die Konstruktion des Kappenteils
des Gehäuses
darstellt;
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26 eine
bruchstückhafte
Schnittansicht ist, und zwar hauptsächlich entlang der Linie 26-26 der 24,
die ferner die Konstruktion des Kappenteils des Gehäuses darstellt;
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27 eine
seitlich erhöhte
Ansicht eines Deflektors bzw. Abweisers ist, der einen Teil des
Gehäuses
für die
elektrische Stromsteuervorrichtung bildet;
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28 eine
untere Planansicht ist, und zwar hauptsächlich entlang der Linie 28-28
der 27, die ferner die Konstruktion des Deflektors
darstellt; und
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29 eine
bruchstückhafte
Schnittansicht ist, und zwar hauptsächlich entlang der Linie 29-29 der 28,
die ferner die Konstruktion des Deflektors darstellt.
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Beschreibung eines speziellen
bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung
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Allgemeine
Beschreibung
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Eine
elektrische Steuervorrichtung 40, die gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruiert ist, und zwar zur Verwendung bei der Steuerung
eines elektrischen Motors 42, ist in 1 schematisch
dargestellt. Es sollte klar sein, dass die elektrische Steuervorrichtung 40 verwendet
werden könnte,
um andere elektrische Einrichtungen als den elektrischen Motor 42 zu
steuern, z.B., einen Draht. Die elektrische Motorsteuervorrichtung 40 umfasst
einen Hauptschaltkreis 44, der elektrischen Strom zu dem Motor 42 leitet,
und zwar während
einem normalen Betrieb des Motors.
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Der
Hauptschaltkreis 44 umfasst einen bekannten Motorschaltkreisschützer oder
Schaltkreisunterbrecher 48. Der Motorschaltkreisschützer 48 wird
magnetisch ausgelöst
durch schwere Fehlströme
durch den Hauptschaltkreis 44. Wenn der Motorschaltkreisschützer bzw.
-protektor 48 ausgelöst wird,
wird er in einem offenen Zustand verriegelt in der der Hauptschaltkreis 44 unterbrochen
ist.
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Der
Hauptschaltkreis 44 umfasst auch einen bekannten Motorstarter 50.
Der Motorstarter 50 umfasst einen Kontaktierer 52,
der von einem offenen Zustand zu einem geschlossenen Zustand betrieben wird,
um den Betrieb des Motors 42 zu initiieren. Zusätzlich umfasst
der Motorstarter 50 ein Überlastrelais, das ein thermisches
Element besitzt. Das thermische Element in dem Überlastrelais 54 heizt
sich auf, und zwar als eine Funktion des Strom durch das Element
und verursacht, dass sich das Relais öffnet, um den elektrischen
Strom durch den Hauptschaltkreis 44, an den Motor 42 zu
unterbrechen, wenn ein unnormaler Stromfluss auftritt. Obwohl ein
Motorstarter 50, der eine bestimmte bekannte Konstruktion
besitzt, in 1 dargestellt worden ist, ist
es klar, dass der Motorstarter 50 eine Konstruktion besitzen
könnte,
die von der dargestellten Konstruktion verschieden ist.
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Eine
elektrische Stromsteuervorrichtung 60, die gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruiert ist, ist dem Hauptschaltkreis 44 angeordnet.
Die elektri sche Stromsteuervorrichtung 60 antwortet sehr schnell
auf einen exzessiven elektrischen Stromfluss zu dem Motor 42,
um den Motorstarter 50 zu schützen. Die elektrische Stromsteuervorrichtung 60 schützt den
Motorstarter 50 durch unterbrechen des Stromflusses durch
den Motor und den Motorstarter bevor der Motorschaltkreisprotektor 48 Zeit
hat den Stromfluss zu unterbrechen.
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Nach
einer ernsten Fehlfunktion des elektrischen Motors 42 kann
ein exzessiver Stromfluss verursacht werden durch ein Kurzschalten
von Komponenten des Motors. Nur ein sehr kleiner anfänglicher Teil
des prospektiven bzw. voraussichtlichen Stroms wird an den Motor 42 durch
den Motorstarter 50 geleitet, und zwar weil die elektrische
Stromsteuervorrichtung 60 den Hauptschaltkreis 44 schnell öffnet und
den Stromfluss durch den Motorstarter 50 unterbricht.
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Während des
normalen Betriebs des elektrischen Motors wird dreiphasiger Wechselstrom
von den Versorgungsleitungen 64 und 66 an den
elektrischen Motor 42 geleitet und zwar durch den Motorstarter 50 und
den Hauptschaltkreis 44. Die Versorgungsleitungen 64 und 66 sind
verbunden mit einer Quelle mit dreiphasigem Wechselstrompotential,
das eine Spannung von ungefähr
277 Volt besitzen kann. Natürlich
können
auch andere Wechselspannungen oder sogar Gleichspannung verwendet
werden, falls dies gewünscht
ist. Obwohl die Versorgungsleitungen 64 und 66 mit
einer Wechselstromquelle verbunden sind, ist zum Zwecke einer einfacheren
Darstellung der Stromfluss hier angenommen, als wäre er in der
Richtung der Pfeile 68, 70 und 72 in 1.
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Ein
Bypass- bzw. Umgehungsschaltkreis 76 ist vorgesehen, und
zwar durch die elektrische Stromsteuervorrichtung 60 um
elektrischen Strom um den Motorstarter 50 herumzuleiten,
und zwar nach der Initialisierung eines exzessiven Stromflusses
an den Motor 42. Durch Leiten des exzessiven elektrischen
Stromes um den Motorstarter 50 herum schützt der
Umgehungs- bzw. Bypassschaltkreis 76 den Motorstarter gegen
Schaden durch den exzessiven elektrischen Stromfluss an den Motor 42.
Der Bypassschaltkreis 72 kann jedoch eliminiert werden und
die elektrische Stromsteuervorrichtung 60 kann einzig dazu
verwendet werden, den elektrischen Motorstarter 50 gegen
exzessiven Stromfluss zu schützen.
Wenn der Bypassschaltkreis 76 eliminiert wird, öffnet die
extrem schnell agierende elektrische Stromsteuervorrichtung 60 den
Hauptschaltkreis 44 um den Stromfluss durch den Motorstarter 50 zu
dem elektrischen Motor 42 zu unterbrechen, bevor der Motorschaltkreisprotektor 48 genug
Zeit gehabt hat, auf die Initiierung von exzessiven Stromfluss zu
antworten.
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Nach
der Initialisierung eines exzessiven Stromflusses an den Motor 42 durch
den Hauptschaltkreis 44 wird die elektrische Stromsteuervorrichtung 60 schnell
betrieben. Der Betrieb der elektrischen Stromsteuervorrichtung 60 öffnet unmittelbar bzw.
sofort den Hauptschaltkreis 44 um den elektrischen Stromfluss
durch den Motor und den Motorstarter 50 zu unterbrechen.
Zusätzlich
führt der
Betrieb der elektrischen Stromsteuervorrichtung 60 dazu,
dass exzessiver elektrischer Strom um den Motorstarter 50 herumgeleitet
wird, und zwar durch den Bypassschaltkreis 76.
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Nach
dem Betrieb der elektrischen Stromsteuervorrichtung 60 verbindet
der Bypassschaltkreis 76 den Motor 42 mit der
Versorgungsleitung 64 durch den Motorschaltkreisprotektor 48 und
durch die elektrische Stromsteuervorrichtung 60. Nachdem
die elektrische Stromsteuervorrichtung 60 betätigt worden
ist, wird der Motorschaltkreisprotektor 48 betrieben, um
den Stromfluss zwischen den Versorgungsleitungen 64 und 66 zu
unterbrechen. Das Öffnen
des Motorschaltkreisprotektors 48 unterbricht den Stromfluss
sowohl durch den Bypassschaltkreis 76 als auch den Hauptschaltkreis 44.
Nachdem der Motorschaltkreisprotektor 48 in einem offenen
oder betätigen
Zustand verriegelt worden ist, wird die elektrische Stromsteuervorrichtung 60 zu
ihrem anfänglichen
bzw. initialen oder unbetätigten
Zustand zurückkehren.
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Obwohl
ein einphasiger Motorschaltkreisprotektor 48 und der Motorstarter 50 schematisch
in 1 dargestellt worden sind, sollte es klar sein, dass
die Versorgungsleitungen 64 und 66 eine Quelle mit
dreiphasiger Wechselspannung sind. Deshalb besitzen der elektrische
Motor 42, der Schaltkreisprotektor 48, der Motorstarter 50 und
die elektrische Stromsteuervorrichtung 60, eine dreiphasige Konstruktion.
Die elektrische Stromsteuervorrichtung 60 ist mit jeder
der drei Phasen des elektrischen Motors 42 assoziiert,
um den Motorstarter 50 gegen exzessive Stromflüsse in jeder
der drei Phasen zu schützen.
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Die
elektrische Stromsteuervorrichtung 60 umfasst eine strombegrenzende
Schaltanordnung 80. Obwohl nur eine einzelne strombegrenzende Schaltanordnung 80 in 1 schematisch
dargestellt worden ist, umfasst die elektrische Stromsteuervorrichtung 60 drei
strombegrenzende Schaltanordnungen 80, 82 und 84 (2 und 3).
Es gibt eine separate strombegrenzende Schaltanordnung 80, 82 oder 84 für jede der
drei Phasen des elektrischen Motors 42.
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Die
drei strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84 besitzen
die gleiche Konstruktion und den gleichen Betriebsmodus. Die drei
strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84 sind
in Reihe mit dem Motor 42 und dem Motorstarter 50 in
dem Hauptschaltkreis 44 verbunden. Jede der strombegrenzenden
Schaltanordnungen 80, 82 und 84 funktioniert
um den Motorstarter 50 gegen exzessiven Stromfluss in einer
oder mehreren der drei Phasen des elektrischen Motors zu schützen.
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Strombegrenzende
Schaltanordnung
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Die
strombegrenzende Schaltanordnung 80 umfasst zwei Sätze mit
Kontakten, d.h. einen linken (wie in 1 und 4 zu
sehen) Satz 88 mit Kontakten und einen rechten Satz 90 mit
Kontakten. Die linken und rechten Sätze mit Kontakten bzw. Kontaktsätze 88 und 90 sind
in Reihe verbunden und zwar miteinander, mit dem Motor 42 und
mit dem Motorstarter 50 (1). Während dem
normalen Betrieb des elektrischen Motors 42, sind die linken
und rechten Kontaktsätze 88 und 90 in
einem geschlossenen Zustand. Der elektrische Strom wird durch die
zwei Kontaktsätze 88 und 90 zu
dem Motor 42 geleitet und zwar auf die Art und Weise die
schematisch durch die Pfeile 68, 70 und 72 in 1 für die angenommene Richtung
des Stromflusses angezeigt ist.
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Der
linke Kontaktsatz 88 (1) umfasst
einen festen bzw. fixierten Kontakt 94 (1, 8 und 9),
der auf einem stationären
Kontaktarm 96 angeordnet ist und einen beweglichen Kontakt 98 (1, 10 und 11),
der auf einen beweglichen Kontaktarm 100 angeordnet ist.
In ähnlicher
Art und Weise weist der rechte Kontaktsatz 90 (1) einen
festen Kontakt 104 (1 und 3)
auf, der auf einem stationären
Kontaktarm 106 angeordnet ist und weist einem beweglichen
Kontakt 108 auf, der auf einem beweglichen Kontaktarm 110 angeordnet ist.
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Die
beweglichen Kontaktarme 100 und 110 sind durch
einen Verbinderabschnitt bzw. eine Verbindersektion 114 (1, 4 und 10)
miteinander verbunden. Die Kontaktarme 100 und 110 und der
Verbinderabschnitt 114 sind integral ausgeformt aus einem
Stück aus
elektrischem leitendem Material, d.h. Kupfer. Die bewegliche Kontaktarme 100 und 110 und
die Verbindersektion 114 bilden einen allgemein U-förmigen einstückigen Kontaktor
bzw. Schaltschütz
oder Kontaktträger 118.
Der U-förmige
Kontaktor 118 ist schwenkbar um eine Achse, die sich durch
die Verbindersektion 114 senkrecht zu den beweglichen Kontaktarmen 100 und 110 erstreckt.
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Die
Verbindersektion 114 überträgt Kraft
und elektrischen Strom zwischen den beweglichen Kontaktarmen 100 und 110.
Somit überträgt die Verbindersektion 114 Kraft
zwischen den beweglichen Kontaktarmen 100 und 110 um
eine gleichzeitige Schwenkbewegung der beweglichen Kontaktarme 100 und 110 zwischen
den offenen und geschlossenen Zuständen zu erreichen. Zusätzlich leitet
die Verbindersektion 114 elektrischen Strom zwischen den bewegliche
Kontaktarmen 100 und 110, und zwar während des
Betriebs des elektrischen Motors 42 (1).
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Während des
Betriebs des elektrischen Motors 42 sind die linken und
rechten Kontaktsätze 88 und 90 (1)
geschlossen. Deshalb wird elektrischer Strom zwischen den stationären Metallkontaktarmen 96 und 106 durch
die beweglichen Kontaktarme 100 und 110 und die
Verbindersektion 114 geleitet. Unter Annahme einer Stromflussrichtung,
die durch die Pfeile 70 und 72 in 1 angezeigt
ist, gibt es einen nach oben gerichteten, wie in 1 zu
sehen ist, Stromfluss in dem stationären Kontaktarm 106,
und zwar auf die Art und Weise, die durch einen Pfeil in 1 angezeigt
ist. Dieser Strom fließt
durch den geschlossenen rechten Kontaktsatz 90 in den beweglichen
Kontaktarm 110. Der Stromfluss in dem bewegliche Kontaktarm 110 ist
nach unten gerichtet und zwar auf die Art und Weise die durch einen
Pfeil in 1 angezeigt ist.
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Der
Strom wird von dem beweglichen Kontaktarm 110 über die
Verbindersektion 114 geleitet. Unter Annahme einer Richtung
des Stromflusses, der durch die Pfeile 70 und 72 in 1 angezeigt
ist, wird der Strom über
die Verbindersektion 114 von rechts nach links fließen, und
zwar auf die Art und Weise die durch einen Pfeil in 1 angezeigt
ist. Der Strom wird dann nach oben durch den beweglichen Kontaktarm 100 zu
den geschlossenen linken Kontaktsatz 88 geleitet. Der Strom
fließt
dann nach unten durch den stationären Kontaktarm 96 zu
dem elektrischen Motor 42.
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Es
sollte klar sein, dass die angenommenen Richtungen des Stromflusses,
die durch Pfeile in 1 angezeigt sind, nur für einen
Augenblick sind. Die Richtung des Stromflusses ist nachfolgend umgekehrt.
Der Grund dafür
ist, dass die Versorgungsleitung 64 und 66 mit
einer Quelle mit dreiphasigem Wechselstrom verbunden sind. Die Richtungen
des Stromflusses, die in 1 angezeigt sind, sind nur angenommen
worden, um die Beschreibung der Vorrichtung zu vereinfachen.
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Die
stationären
Kontaktarme 96 und 106 sind benachbart zu den
beweglichen Kontaktarmen 100 und 110 (1 und 4)
angeordnet. Zu jeder vorgegebenen Zeit ist der Stromfluss in den
beweglichen Kontaktarmen entgegengesetzt der Richtung des Stromflusses
in den benachbarten stationären Kontaktarmen.
Deshalb sind Magnetfelder, die von dem Stromfluss in den benachbarten
stationären
und beweglichen Kontaktarmen herrühren zueinander entgegengesetzt.
Der Gegensatz zwischen den magnetischen Feldern zwingt bzw. drängt den
U-förmigen
Kontaktor 118 von der geschlossenen Position, in durchgezogenen
Linien in 3 gezeigt, hin zu der offenen
Position zu schwenken, in gestrichelten Linien in 3 gezeigt.
Eine Vorspannungsfeder 122 zwingt den U-förmigen Kontaktor 118 in
Richtung der geschlossenen Position, die in durchgezogenen Linien
in 3 gezeigt ist.
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Während der
normalen Betriebs des Motors 42 haben die magnetischen
Felder, die von dem Strom herrühren,
der zu dem Motor fließt
eine nicht ausreichende Stärke
um den U-förmigen
Kontaktor 118 gegen den Einfluss der Vorspannungsfeder 122 zu
bewegen. Zu der Initiierung von exzessivem Stromfluss zu dem elektrischen
Motor 42 erhöht
sich jedoch die Stärke
der magnetischen Felder, die von dem Strom herrühren, der zu dem Motor 42 geleitet wird.
Aufgrund der erhöhten
Stärke
der magnetischen Felder ist der Gegensatz bzw. die Abstoßung zwischen
den magnetischen Feldern ausreichend bzw. effektiv um den U-förmigen Kontaktor 118 von der
geschlossenen Position, die in durchgezogenen Linien in 3 dargestellt
ist, zu der offenen Position, die in gestrichelten Linien in 3 dargestellt
ist, zu schwenken und zwar gegen den Einfluss der Vorspannungsfeder 122.
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Unter
Annahme der Richtung des Stromflusses, wie durch die Pfeile 70 und 72 in 1 angezeigt,
und zwar während
des normalen Betriebs des Motors 42 mit den linken und
rechten Kontaktsätzen 88 und 90 in
dem geschlossenen Zustand, erstreckt sich der bewegliche Kontaktarm 100 allgemein
parallel zu und ist nah benachbart zu dem stationären Kontaktarm 96.
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Da
der elektrische Strom in entgegengesetzten Richtungen durch den
stationären
Kontaktarm 96 und den beweglichen Kontaktarm 100 liest,
ist das Magnetfeld, das von dem elektrischen Strom herrührt der
durch den stationären
Kontaktarm 96 fließt
dem magnetischen Feld entgegengesetzt, dass von dem elektrischen
Strom herrührt
bzw. verursacht wird, der durch den beweglichen Kontaktarm 100 fließt. Die magnetischen
Abstoßungskräfte zwischen
den zwei magnetischen Feldern sind nicht ausreichend, um den bewegliche
Kon taktarm 100 gegen den Einfluss der Vorspannungsfeder 122 zu
bewegen. Deshalb verbleibt der linke Kontaktsatz 88 in
dem geschlossenen Zustand.
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In ähnlicher
Art und Weise ist während
dem normalen Betrieb des elektrischen Motors 42 der rechte
bewegliche Kontaktarm 110 benachbart zu und erstreckt sich
im allgemeinen parallel zu dem rechten stationären Kontaktarm 106.
Zu dieser Zeit fließt
der Strom in eine Richtung, d.h. nach unten in den bewegliche Kontaktarm 110 und
in die entgegengesetzte Richtung d.h. nach oben in dem stationären Kontaktarm 106.
Aufgrund der entgegengesetzten Richtungen des Stromflusses sind
die magnetischen Felder, die von dem Strom in den beweglichen Kontaktarm 110 ausgehen,
dem magnetischen Feld entgegengesetzt, dass von dem Strom in dem
stationären
Kontaktarm 106 ausgeht. Jedoch ist die Stärke der
magnetischen Felder nicht ausreichend, um den bewegliche Kontaktarm 110 gegen
den Einfluss der Vorspannungsfeder 122 (3)
zu bewegen.
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Nach
der Initiierung von exzessivem Stromfluss zu dem Motor 42 (1)
erhöht
sich die Stärke der
magnetischen Felder, die von Strom herrühren, der durch die stationären Kontaktarme 96 und 106 und
die beweglichen Kontaktarme 100 und 110 geleitet
wird. Der kombinierte Gegensatz bzw. die kombinierte Abstoßung zwischen
den magnetischen Feldern ist ausreichend, um zu verursachen, dass
der U-förmige
Kontaktor 118 in eine dem Uhrzeigersinn entgegengesetzte
Richtung (wie in 3 zu sehen) geschwenkt wird,
und zwar gegen den Einfluss der Vorspannungsfeder 122.
Während
dies auftritt werden die linken und rechten Kontaktsätze 88 und 90 geöffnet um
den Fluss von exzessivem Strom zu dem elektrischen Motor 42 zu
unterbrechen.
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Obwohl
die vorhergehende Beschreibung in Zusammenhang mit der strombegrenzenden
Schaltanordnung 80 für
eine Phase des dreiphasigen elektrischen Motors 42 beschrieben
worden ist, sollte es klar sein, dass die strombegrenzenden Schaltanordnungen 82 und 84 (2 und 3)
für die
anderen zwei Phasen des elektrischen Motors 42 die gleiche Konstruktion
besitzen, wie die strombegrenzende Schaltanordnung 80.
Deshalb werden nach der Initiierung eines exzessiven Stromflusses
zu dem elektrischen Motor 42 die strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84 alle
betrieben, und zwar zu einem offenen Zustand, um den Fluss von exzessiven
Strom durch den Motorstarter 50 zu dem elektrischen Motor 42 schnell
zu unterbrechen.
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Nachdem
die strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84 von
dem geschlossenen Zustand betrieben worden sind, wird der Motorschaltkreisprotektor 48 ausreichend
Zeit gehabt haben, um von einem geschlossenen Zustand zu einem offenen Zustand
betrieben zu werden. Während
der Motorschaltkreisprotektor 48 von dem geschlossenen
Zustand zu einem offenen Zustand betrieben wird, wird der Motorschaltkreisprotektor
in dem offenen Zustand verriegelt. Das Öffnen des Motorschaltkreisprotektors 48 unterbricht
den Stromfluss in dem Hauptschaltkreis 44.
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Der
Motorschaltkreisprotektor 48 wird zu der gleichen Zeit
betrieben wie die strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84,
aber langsamer als diese Anordnungen. Bevor die strombegrenzenden
Schaltanordnungen 80, 82 und 84 sich
wieder schließen
können,
wird der Motorschaltkreisprotektor 48 geöffnet haben.
Deshalb verbleibt der Fluss von elektrischem Strom zu dem Motor 42 unterbrochen, selbst
wenn die strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84 zu
ihren initialen bzw. anfänglichen
oder geschlossenen Zuständen
durch die Vorspannungsfedern zurückgeführt werden,
die den Vorspannungsfedern 122 entsprechen, und zwar in
jeder der strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82, und 84.
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Laminierungen bzw. Bleche
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In Übereinstimmung
mit einem der Merkmale der vorliegenden Erfindung sind die strombegrenzenden
Schaltanordnungen 80, 82 und 84 alle
mit Laminierungen bzw. Schichten 128 assoziiert, die in
einem einzelnen Stapel 130 angeordnet sind (1, 3 und 4).
Die Laminierungen bzw. Bleche 128 sind aus magnetisierbarem
Material gebildet, und zwar insbesondere aus Stahl. Die Laminierungen 128 sind
effektiv um magnetischen Fluss zu konzentrieren, der von Strom herrührt, der
durch die stationären
Kontaktarme 96 und 106 und durch die bewegliche
Kontaktarme 100 und 110 in den strombegrenzenden
Schaltanordnungen 80, 82 und 84 geleitet
wird.
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Der
Stapel 130 von Laminierungen umschließt Komponenten von allen drei
strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84.
Somit besitzen die strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84 einen
gemeinsamen Stapel 130 von Laminierungen, der verwendet
wird, den magnetischen Fluss in allen drei der strombegrenzenden Schaltanordnungen
zu konzentrieren. Durch verwenden eines gemeinsamen Stapels 130 von
Laminierungen für
die drei strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84 wird
die Festigkeit der elektrischen Stromsteuervorrichtung 60 erhöht. Zusätzlich wird
der Aufbau der drei strombegrenzenden Schaltanordnugen 80, 82,
und 84 in der einheitlichen elektrischen Stromsteuervorrichtung 60 erleichtert.
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Die
stationären
Kontaktarme 96 und 106 und die bewegliche Kontaktarme 100 und 110 in
jeder der strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84 erstrecken
sich durch Schlitze in den Laminierungen 128. Die Schlitze
in den Laminierungen sind von der Größe her so ausgebildet, dass
sie nahe benachbart sind, zu den beweglichen Kontaktarmen 100 und 110 in
jeder der strombegrenzenden Schaltanordnungen.
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Die
beweglichen Kontaktarme 100 und 110 (4 und 10)
besitzen breite kopfseitige Endteile 132 und 134 und
enge Körper-
bzw. Gehäuseteile 136 und 138.
Wie in einer Ebene zu sehen ist, die sich senkrecht zu dem Bewegungsweg
der U-förmigen
Kontakte 118 zwischen den geöffneten und geschlossenen Positionen
erstreckt sind somit die kopfseitigen Endteile 132 und 134 breiter
als die Körperteile 136 und 138 (10).
Sowohl die kopfseitigen Endteile 132 und 134,
als auch die Körperteile 136 und 138 sind
in den Schlitzen in dem Stapel 130 von Laminierungen angeordnet.
Die Schlitze in dem rechteckigen Stapel 130 von Laminierungen
sind in der Größe derart,
dass sie es den Laminierungen ermöglichen, den beweglichen Kontaktarmen 100 und 110 so
nahe wie es vernünftigerweise
möglich
ist zu sein, während
sich diese zwischen den geschlossenen und offenen Positionen bewegen.
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Der
einzelne Stapel 130 von Laminierungen umfasst eine untere
Reihe 142 von Laminierungen und eine obere Reihe 144 von
Laminierungen (4). Die untere Reihe 142 von
Laminierungen ist aus stählernen
Blattmetalllaminierungen 148 gebildet (13)
die Schlitze 150 mit einer relativ enge Konfiguration besitzt.
Die obere Reihe 144 von Laminierungen (4)
ist aus stählernen
Blattmetalllaminierungen 154 (12) gebildet,
die relativ große
Schlitze 156 besitzen. Die Schlitze 156 in den
Laminierungen 154 der oberen Reihe 144 von Laminierungen sind
relativ breit um die relativ breiten kopfseitigen Endteile 132 und 134 (10)
des U-förmigen
beweglichen Kontaktors 118 aufzunehmen.
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Die
Schlitze 150 in den Laminierungen 148 die die
untere Reihe 142 (4) von Laminierungen bilden,
sind relativ klein bzw. schmal. Somit besitzen die Schlitze 150 in
der unteren Laminierung 148 (13) einen
im Allgemeinen rechteckigen Haupt- oder Körperabschnitt 160,
der wesentlich enger ist, als die Schlitze 156 in den oberen
Laminierungen 154. Jeder der Schlitze 150 in der
unteren Laminierung 158 hat einen Endteil 162,
der so breit ist wie die Schlitze 156 in der oberen Laminierung 154 (12). Die
breiten Endteile bzw. Abschnitte 162 der Schlitze 150 (13)
in den unteren Laminierungen 148 ermöglichen, dass die kopfseitigen
Endteile 132 und 134 der beweglichen Kontaktarme 100 und 110 beim Zusammenbau
durch die untere Reihe 142 der Laminierungen nach oben
(wie in 4 zu sehen ist) eingeführt werden
in die obere Reihe 144 von Laminierungen.
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Die
Laminierungen 148 in der unteren Reihe 142 von
Laminierungen und die Laminierungen 154 in der oberen Reihe 144 von
Laminierungen kooperieren um ein paar von Schlitzen oder Öffnungen 166 und 168 (4)
zu definieren. Die stationären
Kontaktarme 96 und 106 und die beweglichen Kontaktarme 100 und 110 erstrecken
sich durch die Schlitze 166 und 168. Die Schlitze 166 und 168 in
dem Stapel 130 von Laminierungen werden durch die Schlitze 150 und 156 in
den unteren Laminierungen 148 und den oberen Laminierungen 154 gebildet.
Obwohl nur die Schlitze 166 und 168 für die strombegrenzende Schaltanordnung 180 in 4 dargestellt
sind, sollte es klar sein, dass ein paar von Schlitzen, dass die gleiche
Konfiguration die die Schlitze 166 und 168 besitzt,
in dem Stapel 130 von Laminierungen für jede der strombegrenzenden
Schaltanordnungen 80, 82 und 84 ausgebildet
sind. Die beweglichen und stationäre Kontaktarme für die strombegrenzenden Schaltanordnungen 82 und 84 erstrecken
sich durch Schlitze in dem Stapel 130 von Laminierungen
und zwar auf die gleiche Art und Weise wie die in der sich die stationären Kontaktarme 96 und 106 und
die bewegliche Kontaktarme 100 und 110 für die strombegrenzende
Schaltanordnung 80 durch die Schlitze 166 und 168 (4)
erstrecken.
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Der
verbindende Abschnitt bzw. die Verbindersektion 114 des
U-förmigen
Kontaktors 118 ist unterhalb des Stapels 130 von
Laminierungen (4) angeordnet. Der U-förmige Kontaktor 118 ist schwenkbar
um eine Achse, die sich durch den Verbinder- bzw. Connectorabschnitt 114 in
eine Richtung erstreckt, die parallel zu den Hauptseitenoberflächen der
Laminierungen 128 in dem Stapel 130 von Laminierungen
ist. Die Achse, um die der U-förmige
Kontaktor schwenkbar ist, erstreckt sich senkrecht zu der zentralen
Achse in Längsrichtung
des beweglichen Kontaktarms 100 und 110.
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Die
beweglichen Kontakte 98 und 108 (1)
auf den beweglichen Kontaktarmen 100 und 110 (4)
sind in den Schlitzen 166 und 168 angeordnet.
Die kopfseitigen Endteile 132 und 134 ragen aufwärts hervor
von den Schlitzen 166 und 168 in dem Stapel 130 von
Laminierungen. Die festen Kontakte 94 und 104 auf
den stationären
Kontaktarmen 96 und 106 (1) sind
auch in den Schlitzen 166 und 168 (4)
angeordnet.
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Der
rechteckige Stapel 130 von Laminierungen ist von einem
Laminierungsgehäuse 172 (4, 14, 15 und 16)
umschlossen. Das rechteckige Laminierungsgehäuse 172 ist geformt bzw.
gegossen aus einem elektrisch isolierenden Polymermaterial. Das
Laminierungsgehäuse 172 besitzt
eine Vielzahl von Schlitzen 174 (14 und 16),
welche sich durch die Schlitze 150 und 156 in
den unteren und oberen Laminierungen 148 und 154 (12 und 13)
erstreckt. Die Schlitze 174 in dem Laminierungsgehäuse 172 erstrecken
sich durch das Gehäuse
(16). Das Laminierungsgehäuse 172 erstreckt
sich durch die Schlitze 150 und 156 um die Laminierungen 148 und 154 relativ
zueinander zu positionieren.
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Die
Schlitze 174 (14 und 15) besitzen
Stoppoberflächen 178,
die mit den kopfseitigen Endteilen 132 und 134 (10)
auf den beweglichen Kontaktarmen 100 und 110 des
U-förmigen
beweglichen Kontaktors 118 in Eingriff sind. Die Stoppoberflächen 178 sind
in Eingriff mit den kopfseitigen Endteilen 132 und 134 auf
den Kontaktarmen 100 und 110 um einen Abweisung
bzw. Ablenkung der kopfseitigen Endteile 132 und 134 des
Kontaktarms relativ zu den Körperteilen 136 und 138 zu
verhindern, und zwar während
schneller Bewegung und abrupten Stoppens der beweglichen Kontaktarme 100 und 110 in
eine offenen Position. Falls die Stoppoberflächen 178 (15)
weggelassen werden, kann die Trägheit
der kopfseitigen Teile 132 und 134 (10)
somit ein Biegen der beweglichen Kontaktarme 100 und 110 verursachen,
wenn die Kontaktarme die Enden ihrer Betriebsbewegung erreichen
wie in gestrichelten Linien in 3 gezeigt
ist.
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Splitterplattenanordnungen
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Jede
der strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84 umfasst
eine Splitterplattenanordnung. Somit umfasst die strombegrenzende Schaltanordnung 80 eine
Splitterplattenanordnung 184 (3), die
strombegrenzende Schaltanordnung 82 umfasst eine Splitterplattenanordnung 186 und
die strombegrenzende Schaltanordnung 84 umfasst eine Splitterplattenanordnung 188.
Die Splitterplattenanordnungen 184, 186 und 188 besitzen
alle die gleiche Konstruktion und sind elektrisch voneinander isoliert.
Die Splitterplattenanordnungen 184, 186 und 188 vereinfachen
bzw. ermöglichen
das Löschen
elektrischen Lichtbogenschlags nach dem Betrieb der strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84 von
dem geschlossenen Zustand zu dem offenen Zustand.
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Die
identischen Splitterplattenanordnungen 184, 186 und 188 empfangen
den elektrischen Lichtbogen nach dem Betrieb der assoziierten strombegrenzenden
Schaltanordnungen 80, 82 und 84 von einem
geschlossenen Zustand zu einem offenen Zustand. Die Splitterplattenanordnungen 184, 186 und 188 sind
durch eine Vielzahl von flachen parallelen Splitterplatten aus elektrisch
leitendem Material gebildet. Nach dem Öffnen der Kontakte in den strombegrenzenden
Schaltanordnungen 80, 82 und 84 werden
elektrische Lichtbogen in die Splitterplattenanordnungen 184, 186 und 188 getrieben
und werden in eine Vielzahl von Segmenten aufgeteilt, die relativ einfach
zu löschen
sind. Dies führt
dazu den Lichtbogenschlag zwischen Kontakten der strombegrenzenden
Schaltanordnungen 80, 82 und 84 zu minimieren,
wenn diese von ihrem geschlossenen Zustand zu ihrem offenen Zustand
getrieben werden.
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In Übereinstimmung
mit einem der Merkmale der vorliegenden Erfindung umfasst jede der
Splitterplattenanordnungen 184, 186 und 188 zwei
getrennte Reihen bzw. Serien mit Splitterplatten. Somit umfasst
die Splitterplattenanordnung 184 eine linke Reihe 194 mit
Splitterplatten und eine rechte Reihe 196 mit Splitterplatten
(1, 5, 6 und 7). Die
Splitterplatten in den linken und rechten Reihen 194 und 196 mit
Splitterplatten sind elektrisch voneinander isoliert. Somit ist
elektrisch isolierendes Material zwischen den linken und rechten
Reihen 194 und 196 mit Splitterplatten angeordnet.
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Eine
gemeinsame oder Kurzschlusssplitterplatte 200 (4)
erstreckt sich zwischen der linken Reihe 194 und der rechte
Reihe 196 der Splitterplatten. Die gemeinsame Splitterplatte
ist benachbart zu Enden der parallelen Wege der Bewegung der beweglichen
Kontaktarme 100 und 110 angeordnet und zwar einer
Bewegung von dem geschlossenen Zustand zu dem offenen Zustand. Die
gemeinsame Splitterplatte 200 ist elektrisch isoliert von
den Splitterplatten in der linken Reihe 194 von Splitterplatten und
der rechten Reihe 196 von Splitterplatten. Bei einer Bewegung
der beweglichen Kontaktarme 100 und 110 (1)
hin zu ihrer vollständig
geöffneten Position
wird jedoch elektrische Energie durch die gemeinsame Splitterplatte 200 von
Splitterplatten in der linken Reihe 194 der Splitterplatten
zu Splitterplatten in der rechten Reihe 196 der Splitterplatten geleitet.
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Während der
bewegliche Kontaktarm 100 sich seiner vollständig geöffneten
Position nähert,
findet ein elektrischer Lichtbogenschlag statt, zwischen der gemeinsamen
Splitterplatte 200 und Splitterplatten der linken Reihe 194 der
Splitterplatten. In ähnlicher
Art und Weise tritt ein elektrischer Lichtbogenschlag auf, zwischen
der gemeinsamen Splitterplatte 200 und der rechten Reihe 196 der
Splitterplatten. Die gemeinsame Splitterplatte 200 ermöglicht es, dass
elektrische Energie zwischen den zwei Reihen 194 und 196 der
Splitterplatten geleitet wird, während sich
die Kontaktarme 100 und 110 ihren vollständig geöffneten
Positionen nähern.
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Die
beweglichen Kontaktarme 100 und 110 (3 und 11)
besitzen metallische (Kupfer) Lichtbogenläufer 210 und 212,
die sich von einer Stelle, die benachbart zu den beweglichen Kontakten 98 und 108 ist,
zu einer Stelle erstrecken, die benachbart zu der linke und rechte
Reihe 194 und 196 der Splitterplatten ist. Somit
erstreckt sich der Lichtbogenläufer 212 auf
dem rechten beweglichen Kontaktarm 110 (3)
von einer Stelle, die benachbart ist zu dem beweglichen Kontakt 108 zu
einer Stelle, die benachbart ist zu der rechten Reihe 196 der
Splitterplatten in der Splitterplattenanordnung 184. Der Lichtbogenläufer 210 auf
dem linken beweglichen Kontaktarm 100 (11)
erstreckt sich von einer Stelle, die zu dem beweglichen Kontakt 98 benachbart
ist, zu einer Stelle, die benachbart ist zu der linken Reihe 194 der
Splitterplatten in der Splitterplattenanordnung 184.
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Nach
der Bewegung des beweglichen Kontaktarms 110 von der geschlossenen
Position, die in durchgezogenen Linien in 3 gezeigt
ist, zu der offenen Position, die in gestrichelten Linien in 3 gezeigt
ist, wird ein elektrischer Lichtbogen von dem beweglichen Kontakt 108 aufwärts geleitet
(wie in 3 zu sehen) zu dem Lichtbogenläufer 212.
Dieser elektrische Lichtbogen erstreckt sich dann zu den Splitterplatten
in der rechten Reihe 196 der Splitterplatten. Während des
Betriebs der strombegrenzenden Schaltanordnung 80 von dem
geschlossenen Zustand zu dem offenen Zustand bewegt sich ein Lichtbogen,
von dem Lichtbogenläufer 210 auf
dem linken beweglichen Kontaktarm 100 zu der linken Reihe 194 (1)
der Splitterplatten. Die Lichtbogenläufer 210 und 212 kooperieren
mit der linken und rechten Reihe 194 und 196 der
Splitterplatten um die Bewegung eines elektrischen Lichtbogens zu
unterstützen,
und zwar nach oben in die Splitterplatten und weg von den beweglichen
Kontakten 98 und 108 auf den beweglichen Kontaktarmen 100 und 110.
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Die
einstückigen
metallischen (Kupfer) stationären
Kontaktarme 96 (9) und 106 (3)
besitzen Lichtbogenläufer 216 (9)
und 218 (3). Die Lichtbogenläufer 216 und 218 verbinden
Körperteile 222 (9)
und 224 (3) auf den stationären Kontaktarmen 96 und 106 mit
oberen Endteilen 226 (9) und 228 (3)
der stationären
Kontaktarme 96 und 106. Nach dem Betrieb der strombegrenzenden
Schaltanordnung 80 von dem geschlossenen Zustand zu dem
offenen Zustand bewegt sich ein Lichtbogen an dem Lichtbogenläufer 216 hinauf
zu der linken Reihe 194 der Splitterplatten. Zu der gleichen
Zeit bewegt sich ein Lichtbogen von dem Lichtbogenläufer 218 hinauf
zu der rechten Reihe 196 der Splitterplatten.
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Um
eine aufwärtige
Bewegung eines elektrischen Lichtbogens entlang der Lichtbogenläufer 216 und 218 auf
den stationären
Kontaktarmen 96 und 106 in die linke und rechte
Reihe 194 und 196 der Splitterplatten zu fördern bzw.
zu unterstützen,
sind die Lichtbogenläufer
geneigt und zwar aufwärts
und seitwärts
relativ zu den Splitterplatten. Der Lichtbogenläufer 218 (3)
ist somit aufwärts
und nach rechts geneigt, wie in 3 zu sehen
ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist der Lichtbogenläufer 218 aufwärts und
nach rechts geneigt in einem Winkel von ungefähr 45°. Natürlich könnte der Lichtbogenläufer 218 in
einem anderen Winkel geneigt sein, falls gewünscht.
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Die
oberen Endteile 226 und 228 (9 und 3)
der stationären
Kontaktarme 96 und 106 erstrecken sich aufwärts benachbart
zu und beabstandet in einer parallelen Beziehung mit den Splitterplatten
der linken Reihe 194 der Splitterplatten und der rechten
Reihe 196 der Splitterplatten. Die Art und Weise auf die
der oberste Endteil 228 des rechten stationären Kontakts 106 sich
aufwärts
erstreckt zu einer Stelle die beabstandet ist von und parallel ist
zu den Splitterplatten in der rechten Reihe 196 der Splitterplatten,
ist in 3 dargestellt. Der obere Endteil 226 des
linken stationären
Kontaktarms 96 erstreckt sich aufwärts in einer beabstandeten
und parallelen Beziehung mit den Splitterplatten der linken Reihe 194 auf
die gleiche Art und Weise wie in 3 für den rechten
stationären
Kontaktarm 106 dargestellt ist.
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Nachdem
Betrieb der strombegrenzenden Schaltanordnung 80 von dem
geschlossenen Zustand, der in 3 in durchgezogenen
Linien gezeigt ist, zu den offenen Zustand, der in gestrichelten
Linien in 3 gezeigt ist, bewegt sich ein
elektrischer Lichtbogen aufwärts
entlang des Lichtbogenläufers 218 auf
dem stationären
Kontaktarm 106 in die Splitterplatten der rechten Reihe 196 der
Splitterplatten. Gleichzeitig damit bewegt sich der Lichtbogen aufwärts des
Lichtbogenläufers 212 auf
dem beweglichen Kontaktarm 212 in die Splitterplatten der
rechten Reihe der Splitterplatten. Zu der gleichen Zeit kann sich
ein Lichtbogen aufwärts
entlang dem Lichtbogenläufer 216 (9)
auf dem stationären
Kontaktarm 96 und entlang des Lichtbogenläufers 210 (11)
auf dem beweglichen Kontaktarm 100 in die linke Reihe 194 (1)
der Splitterplatten bewegen.
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Die
getrennte linke und rechte Reihe 194 und 196 (1)
der Splitterplatten erstrecken sich parallel zu und sind angeordnet
benachbart zu dem Weg der Bewegung der beweglichen Kontaktarme 100 und 110.
Durch Vorsehen zweier separater, elektrisch isolierter, Reihen 194 und 196 von
Splitterplatten benachbart zu den Wegen der Bewegung der oberen
Endteile der beweglichen Kontaktarme 100 und 110 kann
elektrischer Lichtbogenschlag zu den zwei Reihen der Splitterplatten
geleitet werden, und zwar von beiden der beweglichen Kontaktarme 100 und 110 während sich
die Kontaktarme zu ihren geöff neten
Zustand bewegen. Deshalb wird nach dem Betrieb der strombegrenzenden
Schaltanordnung 80 von dem geschlossenen Zustand zu dem
offenen Zustand ein elektrischer Lichtbogen zwischen den festen
Kontakten 94 und 104 und den beweglichen Kontakten 198 und 108 nach
oben bewegt, und zwar entlang der Lichtbogenläufer 210, 212, 216 und 218 zu der
linken Reihe 194 und der rechten Reihe 196 der Splitterplatten
in der Splitterplattenanordnung 184. Es sollte klar sein,
dass die Splitterplattenanordnungen 186 und 188 die
gleiche Konstruktion wie die Splitterplattenanordnung 184 besitzen
und einen elektrischen Lichtbogen auf die gleiche Art und Weise
empfangen wie die Splitterplattenanordnung 184.
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Umgehungs- bzw. Bypassschaltkreis
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In Übereinstimmung
mit einem anderen Merkmal der Erfindung ist eine Umgehungs- bzw.
Bypasssplitterplatte 286 (1, 6 und 19)
in dem Bypassschaltkreis 76 (1) verbunden.
Wie vorher erwähnt
wurde, leitet der Bypassschaltkreis 76 exzessiven Stromfluss
um den Motorstarter 50 herum. Unter Annahme der Richtung
des Stromflusses, der durch die Pfeile 68, 70 und 72 in 1 angezeigt ist,
wird der exzessive Stromfluss durch den Bypassschaltkreis 76 in
die Richtung des Pfeiles 288 zu der Bypasssplitterplatte 286 geleitet.
Dieser Strom wird um den Motorstarter 50 herum geleitet
und geht nicht durch den Motorstarter.
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Da
die Bypasssplitterplatte 286 im wesentlichen bei dem gleichen
Potential wie die Versorgungsleitung 64 ist, wird ein elektrischer
Lichtbogen dazu tendieren, zwischen der Bypasssplitterplatte 86 und
dem oberen Teil 226 des stationären Kontaktarms 96 (1 und 8)
in dem linken Satz 88 der fixierten Kontakte hergestellt
zu werden. Der elektrische Lichtbogen wird dazu tendieren zwischen
dem oberen Teil 228 des stationären Kontaktarms 106 und der
Bypasssplitterplatte 286 in dem rechten Satz 90 der
Kontakte gelöscht
zu werden, und zwar nach der Initiierung von exzessivem Stromfluss
und dem Betrieb der strombegrenzenden Schaltanordnung 80 von
dem geschlossenen Zustand hin zu dem offenen Zustand. Wenn der Lichtbogen
bei dem rechten Satz 90 der Kontakte gelöscht wird,
wird der Fluss von elektrischem Strom durch den Motorstarter 50 unterbrochen.
Dies minimiert die Möglichkeit
der Beschädigung
der Kontakte des Kontaktors 52 und der thermischen Elemente
des Überlastrelais 54 des
Motorstarters 50.
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Nach
der Initialisierung bzw. nach dem Beginn von exzessivem Stromfluss
zu dem elektrischen Motor 42 (1) werden
die strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84 unmittelbar
von dem geschlossenen Zustand hin zu dem offenen Zustand betrieben.
In der strombegrenzenden Schaltanordnung 80 muss elektrischer
Strom, der durch den Hauptschaltkreis 44 und dem Motorstarter 50 geleitet wird,
durch den elektrischen Lichtbogen an der linken Reihe 194 der
Splitterplatten zu den beweglichen Kontaktarm 100 fließen. Dieser
Strom muss dann durch den Connector-Abschnitt 114 zu dem
rechten beweglichen Kontaktarm 110 fließen. Der exzessive Stromfluss
in dem Hauptschaltkreis 44 wird dann durch den Lichtbogen
gehen und zwar an einem Teil der rechten Reihe 196 und
alle von der linken Reihe 194 der Splitterplatten zu dem
stationären
Kontaktarm 96 und dem Motor 42. Die große Mehrheit
des exzessiven Stromflusses wird um den Motorstarter 50 herumgeleitet
und zwar durch den Bypassschaltkreis 76 zu dem Motor 42 um
den Motorstarter zu schützen.
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Die
vorhergehende Beschreibung des Stromflusses in dem Hauptschaltkreis 44 und
dem Bypassschaltkreis 76 hat eine Stromflussrichtung angenommen,
die durch Pfeile 70 und 288 in 1 angezeigt
ist. Wie vorher erwähnt
sind die Versorgungsleitungen 64 und 66 mit einer
Wechselspannungsquelle verbunden. Deshalb kann zu jeder vorgegebenen
Zeit die Richtung des Stromflusses entgegengesetzt der angenommenen
Richtung des durch die Pfeile 70 und 288 in 1 angezeigten
Stromflusses sein. Es sollte klar sein, dass die strombegrenzenden Schaltanordnungen 82 und 84 die
gleiche Konstruktion wie die strombegrenzende Schaltanordnung 80 besitzen
und exzessiven Stromfluss auf die gleiche Art und Weise wie die
strombegrenzende Schaltanordnung 80 umgehen (Bypass).
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Teiler- bzw. Splitterplatten
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Es
gibt vier unterschiedliche Splitterplatten, die in der linken und
rechten Reihe 194 und 196 der Splitterplatten
in der Splitterplattenanordnung 184 verwendet werden. Diese
vier Splitterplatten umfassen eine kurze Splitterplatte 292 (7 und 8). Die
kurzen Splitterplatten 292 sind benachbart zu den stationären Kontaktarmen 96 und 106 (1 und 3)
in der linken Reihe 194 der Splitterplatten und der rechten
Reihe 196 der Splitterplatten angeordnet. Die kurzen Splitterplatten 292 sehen
eine Leerraum bzw. Abstand zwischen den Lichtbogenläufern 216 (9)
und 218 (3) auf den stationären Kontakten 96 und 106 vor.
Dieser Leerraum verhindert die Ansammlung von Teilchen bzw. Partikeln, die
die stationären
Kontakte 96 und 106 mit der Splitterplattenanordnung 184 elektrisch
verbinden könnten.
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Lange
Splitterplatten 294 (5 und 17)
sind in der linken Reihe 194 und der rechten Reihe 196 (1)
der Splitterplatten angeordnet und zwar an Stellen entlang des Weges
der Bewegung der beweglichen Kontaktarme 100 und 110 während diese
sich von ihren geschlossenen Positionen hin zu ihren offenen Positionen
bewegen. Die langen Splitterplatten 294 erstrecken sich
nach unten (wie in den 3 und 5 zu sehen)
hin zu den Wegen der Bewegung der beweglichen Kontaktarme 100 und 110.
Dies fördert
das Beibehalten der Bewegung eines elektrischen Lichtbogens in entweder
die linke Reihe 194 oder die rechte Reihe 196 der
Splitterplatten.
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Die
Bypasssplitterplatte 286 (6 und 19)
ist nur in den rechten Reihen 196 der Splitterplatten angeordnet.
Dadurch, dass man eine Bypasssplitterplatte 286 nur in
den rechten Reihen 196 der Splitterplatten (6)
besitzt, tendiert der elektrische Lichtbogen dazu, in der linken
Reihe 194 der Splitterplatten gelöscht zu werden. Das unterbricht schnell
einen Fluss von exzessivem Strom durch den Motorstarter 50 (1).
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Eine
gemeinsame oder Kurzschlusssplitterplatte 200 (4 und 20)
ist benachbart zu dem Ende der linken Reihen 194 der Splitterplatten
und be nachbart zu dem Ende der rechten Reihe der Splitterplatten 196 positioniert.
Wenn die strombegrenzende Schalteranordnung dem offenen Zustand
nahe kommt, kann ein Lichtbogen auftreten zwischen den beweglichen
Kontaktarmen 100 und 110 und der gemeinsamen oder
Kurzschlusssplitterplatte 200. Der Strom kommutiert bzw.
schaltet um von den beweglichen Kontaktarmen 100 bis 110 zu
der Kurzschlusssplitterplatte 200 und zwar den Lichtbogen
von dem beweglichen Kontaktglied entfernend.
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Die
kurzen Splitterplatten 292 (7 und 18),
die langen Splitterplatten 294 (5 und 17)
und die Bypasssplitterplatte 286 (6 und 19)
sind alle auf einem Paar von identischen Befestigungsplatten 306 und 308 befestigt,
die aus einem elektrisch isolierenden Material (21, 22 und 23)
gebildet sind. Die parallelen Befestigungsplatten 306 und 308 besitzen
eine Vielzahl von Öffnungen 312 (21)
die in linearen Anordnungen bzw. arrays angeordnet sind, und zwar
entlang entgegengesetzten sich in Längsrichtung erstreckenden Kantenteilen
der rechteckigen Befestigungsplatten. Die Splitterplatten 286, 292 und 294 besitzen
Befestigungslappen oder -ohren 316 (17, 18 und 19),
die in den Öffnungen 312 (21)
in den Befestigungsplatten 306 und 308 (22)
aufgenommen bzw. empfangen werden. Die Befestigungslappen 316 erstrecken
sich durch die Öffnungen 312 (21)
in den parallelen Befestigungsplatten 306 und 308 um
die Splitterplatten 386, 292 und 294 in
einer beabstandeten parallelen Beziehung (22 und 23)
zu halten.
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Die
rechte Reihe 196 der Splitterplatten ist in einem strombegrenzenden
Schaltanordnungsgehäuse 324 (3 und 4)
befestigt. Flache Hauptseitenoberflächen der Splitterplatten 286, 292 und 294 sind
voneinander beabstandet. Die flachen Hauptseitenoberflächen der
Splitterplatten erstrecken sich parallel zu und sind beabstandet
von einer flachen Hauptseitenoberfläche des oberen Endteils 228 (3)
des stationären
Kontaktarms 106. Der stationäre Kontaktarm 106 erstreckt
sich entlang des rechten (wie in 2 zu sehen
ist) Endes der rechten Reihe 196 der Splitterplatten.
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Da
die Bypasssplitterplatte 286 (6 und 19)
in der rechten Reihe 196 der Splitterplatten angeordnet
ist, ist es wünschenswert
irgendeine Möglichkeit
des Kurzschließens
(shorting out) des stationären
Kontaktarms 106 (3) mit der
Bypasssplitterplatte 186 zu vermeiden. Wenn der Kontaktsatz 52 geöffnet ist
und ein Kurzschließen
des stationären
Kontaktarms 106 mit der Bypasssplitterplatte 286 stattgefunden
hat, würde
es einen direkten elektrisch leitenden Pfad von der Versorgungsleitung 64 (1)
durch die Bypasssplitterplatte 286 zu dem stationären Kontaktarm 106 und
dem Motor 42 geben. Um selbst die entfernte Möglichkeit
zu vermeiden, dass ein Kurzschluss auftritt, sind zwei Splitterplatten
in der rechten Reihe 196 der Splitterplatten weggelassen
worden. Somit sind an den Stellen 328 und 330,
die durch die gestrichelten Linien in 22 angezeigt
sind, Splitterplatten von der rechten Reihe 196 von den
Splitterplatten weggelassen worden.
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Weglassen
der Splitterplatten, an der in gestrichelten Linien bei 328 in 22 gezeigten
Stelle, sieht einen relativ breiten Raum zwischen dem oberen Endteil 228 (3)
des stationären
Kontaktarms 106 und der ersten Splitterplatte in der rechten
Reihe 196 der Splitterplatten vor. Weglassen einer Splitterplatte
an der in gestrichelten Linien bei 330 (2) gezeigten
Stelle sieht einen relativ großen
Abstand bzw. eine relativ große
Lücke vor
und zwar benachbart zu der Bypasssplitterplatte 286 (22 und 23).
Deshalb gibt es nahezu keine Möglichkeit, dass
sich Teilchen bzw. Partikel aus Material auf so eine Art und Weise
ansammeln, dass sie die Bypasssplitterplatte 286 mit dem
stationären
Kontaktarm 106 kurzschließen.
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Zusätzlich zu
der Bypassschaltkreisplatte 286 umfasst die rechte Reihe
der Splitterplatten 196 ein paar von kurzen Splitterplatten 292 (7, 18, 22 und 23).
Die kurzen Splitterplatten 292 besitzen eine relativ große im Allgemeinen V-förmige Öffnung 336 (18),
die den kopfseitigen Endteil 134 (7 und 10)
des beweglichen Kontaktarms 110 (3) aufnehmen
kann. Die zwei kurzen Splitterplatten 292 in der rechten
Reihe von Splitterplatten erstrecken sich parallel zueinander und
zu der Bypasssplitterplatte 286. Da die kurzen Splitterplatten 292 niedrige
bzw. untere Kanten besitzen, die von dem beweglichen Kontaktarm 110 beabstandet
sind, ist die Möglichkeit
der Ansammlung von Partikeln auf den kurzen Splitterplatten minimiert.
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Eine
Vielzahl von langen Splitterplatten 294 (5 und 17)
vervollständigen
die rechte Reihe 196 der Splitterplatten (22 und 23).
Die relativ langen Splitterplatten 294 erstrecken sich
abwärts
hin zu dem Weg der Bewegung des rechten beweglichen Kontaktarms 110 (3 und 5).
Die langen Splitterplatten 294 ermutigen bzw. fördern die Bewegung
des Lichtbogens von dem Lichtbogenläufer 212 auf den bewegliche
Kontaktarm 110 aufwärts zu
der rechten Reihe 196 der Splitterplatten. Die lange Splitterplatte 294 besitzt
eine relativ kleine zentrale Öffnung 338 (17)
durch die der bewegliche Kontaktarm 110 (5)
sich bewegt. Die kurze Splitterplatte 292 (7 und 18)
besitzt eine größere Öffnung,
durch die sich der Kontaktarm 110 (3) bewegt.
Dies führt
dazu, dass die langen Splitterplatten 294 relativ nahe
zu dem beweglichen Kontaktarm 110 (5) sind
um den Transfer des elektrischen Lichtbogens von dem beweglichen
Kontaktarm zu den langen Splitterplatten 294 zu fördern.
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Die
Bypasssplitterplatte 286 ist relativ lang. Die Bypasssplitterplatte
besitzt einen Bypassarm 340 (6 und 19),
der sich auswärts
erstreckt, und zwar von der Bypasssplitterplatte 286 aus,
und in dem Bypassschaltkreis 276 (1) verbunden
ist.
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Die
linke Reihe 194 der Splitterplatten umfasst keine Bypasssplitterplatte.
Die linke Reihe 194 der Splitterplatten umfasst zwei kurze
Splitterplatten 292 (7), die
an dem Ende der linken Reihe der Splitterplatten 194 befestigt
sind, und zwar benachbart zu dem stationären Kontaktarm 196 und
den sechs langen Splitterplatten 294 (5 und 6). Die
zwei kurzen Splitterplatten 292 und die sechs langen Splitterplatten 294 sind
in den Öffnungen 312 in einem
paar von Befestigungsplatten befestigt, die den Befestigungsplatten 306 und 308 der 21 bis 23 entsprechen.
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Obwohl
vorzugsweise ein Bypassschaltkreis 76 vorzusehen ist, ist
in Erwägung
zu ziehen, dass der Bypassschaltkreis und die Bypasssplitterplatte 286 weggelassen
werden könnten.
Falls dies so wäre,
würde die
rechte Reihe der Splitterplatten 196 die gleiche Konstruktion
besitzen, wie die linke Reihe der Splitterplatten. Somit, falls
die Bypasssplitterplatte 286 von der rechten Reihe der
Splitterplatten weggelassen wäre,
würde die
rechte Reihe der Splitterplatten ein paar mit kurzen Splitterplatten 292 benachbart
zu dem stationären
Kontaktarm 106 umfassen, um den Lichtbogenläufer 218 (3)
und die sechs langen Splitterplatten 294 aufzunehmen. Falls
der Bypassschaltkreis 76 und die Bypasssplitterplatte 286 weggelassen
werden, würde
die elektrische Stromsteuervorrichtung 60 (1)
den Motorstarter 50 schützen,
und zwar durch Öffnen
des Hauptschaltkreises 44 nach der Initiierung von exzessivem Stromfluss
zu dem elektrischen Motor 42.
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Die
gemeinsame Splitterplatte 200 (4 und 20)
ist in einer Aussparung bzw. einem Rücksprung 326 (3)
in dem Gehäuse 324 an
den Enden der linken Reihe 194 der Splitterplatten und der
rechten Reihe 196 der Splitterplatten befestigt. Der Abschnitt 298 (20)
der gemeinsamen Splitterplatte 200 ist mit der linken Reihe 194 der
Splitterplatten ausgerichtet. Der Abschnitt bzw. die Sektion 302 der
gemeinsamen Splitterplatte 200 ist mit der rechten Reihe 196 der
Splitterplatten ausgerichtet.
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Heißer Gasfluß
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Während des
Betriebs der strombegrenzenden Schaltanordnung 80 von dem
geschlossenen Zustand zu dem offenen Zustand wird ein Lichtbogenschlag
stattfinden zwischen den stationären
Kontaktarmen 96 und 106 und den beweglichen Kontaktarmen 100 und 110 und
der Splitterplattenanordnung 184. Während dieser Lichtbogen auftritt,
werden heiße
Gase erzeugt.
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In Übereinstimmung
mit einem Merkmal der vorliegenden Erfindung sind Schlitzfüllglieder 360 (3)
in den Schlitzen 166 und 168 (4)
in dem unteren Teil des Stapels 130 von Laminierungen vorgesehen.
Die Schlitzfüllglie der 360 füllen die
relativ großen
Teile 162 (13) der Schlitze in den unteren Laminierungen 148 durch,
die die kopfseitigen Endteile 132 und 134 (4)
des U-förmigen
Kontaktors 118 eingefügt
werden.
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Durch
Blockieren der niedrigen bzw. unteren Endteile der Schlitze 166 und 168 mit
den Schlitzfüllglieder 360 ist
der Fluss von heißen
Gasen aus dem unteren (wie in 4 zu sehen
ist) Endteil der Schlitze 166 und 168 überwiegend
blockiert. Das führt
dazu, dass die heißen
Gase, die mit dem elektrischen Lichtbogen assoziiert sind, sich
aufwärts
hin zu der Splitterplattenanordnung 184 bewegen. Der aufwärtige Fluss
von heißen
Gasen in die Splitterplattenanordnung 184 fördert die
Bewegung des elektrischen Lichtbogens zwischen den stationären Kontaktarmen 196 und 106 und
den beweglichen Kontaktarmen 100 und 110 derart,
dass er sich aufwärts
in die Splitterplattenanordnung bewegt. Obwohl die Schlitzfüllglieder 360 in 4 im
Zusammenhang nur mit der strombegrenzenden Schaltanordnung 80 dargestellt worden
sind, sollte es klar sein, dass die Schlitzfüllglieder 360 auch
mit den strombegrenzenden Schaltanordnungen 82 und 84 (3)
assoziiert sind.
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In Übereinstimmung
mit einem anderen Merkmal der Erfindung ist ein Deflektor bzw. Abweiser 366 auf
dem oberen Teil des Gehäuses 324 (4)
befestigt. Der Abweiser 366 besitzt bogenförmig gekrümmte Abweiseroberflächen 368 und 370, die
heiße
Gase in entgegengesetzte Richtungen von vom Gehäuse 324 abweisen bzw.
ableiten. Somit werden heiße
Gase, die mit der linken Reihe 194 der Splitterplatten
assoziiert sind nach links hin gerichtet und zwar durch die bogenförmigen Abweiseroberflächen 368 (4, 5, 6 und 7).
Heiße Gase,
die mit der rechten Reihe 196 der Splitterplatten assoziiert
sind, werden nach rechts hin gerichtet und zwar durch die bogenförmige Abweiseroberfläche 370.
Durch Unterstützen
eines aufwärtsgerichteten
Flusses von heißen
Gasen hin zu den Abweiseroberflächen 368 und 370 wird
eine nach unten gerichtete Bewegung des elektrischen Lichtbogens
in den unteren Teil des Gehäuses 324 vermieden.
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Gehäuse
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Das
Gehäuse 324 umfasst
eine rechteckige Basis 380 (4). Leitungen
bzw. Leiter 384 und 386 (1) für die strombegrenzende
Schaltanordnung 80 sind mit den stationären Kontaktarmen 96 und 106 an
Anschlüssen
bzw. Terminals 388 und 390 auf der Basis 280 (4)
verbunden. Anschlüsse
für die strombegrenzenden
Schaltanordnungen 82 und 84 sind auch auf der
Basis 380 vorgesehen. Somit sind Anschlüsse 392 und 394 (2)
auf der Basis 380 vorgesehen und zwar zur Verbindung mit
den Hauptschaltkreisleitungen, die mit der strombegrenzenden Schaltanordnung 82 verbunden
sind. Anschlüsse 396 und 398 sind
auf der Basis 380 vorgesehen, um Leitungen mit der strombegrenzenden
Schaltanordnung 84 zu verbinden.
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Eine
rechteckige Federbefestigungsplatte 404 ist auf der Basis 380 (4)
befestigt. Die Federbefestigungsplatte 404 besitzt Projektionen
bzw. Vorsprünge 406 (3)
für die
Federn 122 für
den U-förmigen
beweglichen Kontaktor 118 der strombegrenzenden Schaltanordnung 80.
Zusätzlich
besitzt die Federbefestigungsplatte 404 Vorsprünge 406 um Federn
für die
strombegrenzenden Schaltanordnungen 82 und 84 zu
befestigen.
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Ein
rechteckiger Körperabschnitt 410 (3 und 4)
des Gehäuses 324 erstreckt
sich von der Basis 380 nach oben. Der Körperabschnitt 410 ist
mit der Basis 380 des Gehäuses 324 durch Befestigungsmittel 414 (2)
verbunden. Der Körperabschnitt 410 des
Gehäuses
besitzt einen rechteckigen zentralen Rücksprung 418 (4)
in dem das Laminierungsgehäuse 172 und
der Block 130 von Laminierungen aufgenommen werden.
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Ein
oberer Endabschnitt 424 (4, 24, 25 und 26)
des Gehäuses 324 ist
mit dem Körperabschnitt 410 des
Gehäuses
durch Befestigungen bzw. Befestigungsmittel 428 (2)
verbunden. Eine untere bzw. niedrigere Seitenoberfläche 432 des
oberen Endabschnitts 424 des Gehäuses ist in 24 dargestellt.
Ein rechteckiger Rücksprung 436 ist
vorgesehen, um die linke Reihe 194 der Splitterplatten
aufzunehmen. Ein zweiter Rücksprung 438 ist
vorge sehen, um die rechte Reihe 194 der Splitterplatten
aufzunehmen. Eine Wand oder ein Körper 439 (25)
aus elektrisch isolierendem Material ist zwischen den Rücksprüngen 436 und 438 angeordnet.
Die Wand 436 erstreckt sich in Eingriff mit dem Laminierungsgehäuse 172 (5, 6 und 7) und
trennt die linke und rechte Reihe 194 und 196 der Splitterplatten.
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In ähnlicher
Art und Weise sind Rücksprünge 440 (24)
vorgesehen, um die Splitterplattenanordnungen 186 und 188 (3)
für die
strombegrenzenden Schaltanordnungen 82 und 84 aufzunehmen.
Eine Vielzahl von Schlitzen 444 sind vorgesehen in einer
oberen Wand des oberen Endabschnitts 424 um es heißen Gasen,
die mit dem elektrischen Lichtbogen assoziiert sind, zu ermöglichen,
sich von den Splitterplattenanordnungen 184, 186 und 188 aufwärts zu dem
Deflektor 366 zu bewegen.
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Der
Deflektor 366 ist fest verbunden mit dem oberen Endabschnitt 424 des
Gehäuses 324 und zwar
durch geeignete Befestigungen. Der Deflektor 366 (27)
umfasst eine Vielzahl von Schlitzen auf denen die Deflektoroberflächen 368 und 370 (28 und 29)
gebildet sind. Die Schlitze 448 sind durch Kreuzschlitze 450 miteinander
verbunden.
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Betrieb
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Während normalen
Betriebs des elektrischen Motors 42 (1)
wird der elektrische Strom zwischen den Versorgungsleitungen 64 und 66 durch die
elektrische Stromsteuervorrichtung 60 geleitet. Die elektrische
Stromsteuervorrichtung 60 umfasst drei strombegrenzenden
Schaltanordnungen 80, 82 und 84, d.h.
eine strombegrenzende Schaltanordnung für jede der drei Phasen des
elektrischen Stroms, der zu dem Motor 42 geleitet wird.
Zu dieser Zeit sind die linken und rechten Sätze der Kontakte 88 und 90 in
den strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84 geschlossen,
so dass der Strom von der Versorgungsleitung 64 durch den
Motorstarter 50 zu dem Motor 42 für jede der
Phasen des Motors 42 geleitet wird.
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Nach
der Initiierung eines Flusses von exzessivem Strom zu dem Motor 42 und
zwar aufgrund einer Fehlfunktion des Motors bewirken magnetische Felder,
die von entgegengesetzten fließenden
Ströme
in den strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84 ausgehen
bzw. hervorgehen zu einem Betrieb der strombegrenzenden Schaltanordnung, von
dem geschlossenen Zustand zu dem offenen Zustand. In der strombegrenzenden
Schaltanordnung 80 wird Strom aufwärts in dem stationären Kontaktarm 106 und
abwärts
in dem beweglichen Kontaktarm 110 geleitet. In ähnlicher
Art und Weise wird Strom aufwärts
in dem beweglichen Kontaktarm 100 und abwärts in dem
stationären
Kontaktarm 96 geleitet.
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Nach
der Initialisierung von exzessivem Stromfluss zu dem elektrischen
Motor 42 führt
der erhöhte
Strom dazu, dass die magnetischen Felder, die von den entgegengesetzt
fließenden
Strömen
herrühren
in der Stärke
zunehmen. Dies erhöht
die Abstoßungskräfte zwischen
den beweglichen Kontaktarmen 100 und 110 und den
stationären
Kontaktarmen 96 und 106. Diese magnetischen Abstoßungskräfte verursachen,
dass die beweglichen Kontaktarme 100 und 110 sich
weg von den stationären
Kontaktarmen 96 und 106 bewegen, um die strombegrenzende
Schaltanordnung 80 zu öffnen.
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In Übereinstimmung
mit einem Merkmal der vorliegenden Erfindung sind die magnetischen
Felder, die von den entgegengesetzt fließenden Strömen in den drei strombegrenzenden
Schaltanordnungen 80, 82 und 84 (3)
herstammen, durch den einzelnen Stapel 130 von Laminierungen
konzentriert. Der Stapel 130 von Laminierungen erstreckt
sich um Teile von jeder der strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84 herum.
Somit erstrecken sich die stationären Kontaktarme 96 und 106 und
die beweglichen Kontaktarme 100 und 110 für die strombegrenzende
Schaltanordnung 80 durch Schlitze 166 und 168 (4)
in dem Stapel 130 von Laminierungen. In ähnlicher
Art und Weise erstrecken sich die beweglichen Kontaktarme für die strombegrenzenden
Schaltanordnungen 82 und 84 durch Schlitze in
dem Stapel 130 von Laminierungen.
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Splitterplattenanordnungen 184, 186 und 188 sind
vorgesehen in Zusammenhang mit den strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84 (3).
Die Splitterplattenanordnung 184 umfasst eine linke Reihe 194 (1, 5, 6 und 7)
der Splitterplatten und eine rechte Reihe 196 der Splitterplatten.
Eine gemeinsame Splitterplatte 200 (4) erstreckt
sich entlang einem Ende der linken und rechten Reihe 194 und 196 der
Splitterplatten. Die rechte Reihe der Splitterplatten 196 umfasst
eine Bypasssplitterplatte 286, die in einem Bypassschaltkreis 76 verbunden
ist.
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Nach
der Initiierung eines Flusses von exzessivem Strom wird die strombegrenzende
Schaltanordnung 80 schnell betätigt, und zwar von dem geschlossenen
Zustand zu dem offenen Zustand. Während die strombegrenzende
Schaltanordnung 80 geöffnet
wird, wird der elektrische Lichtbogen von den stationären Kontaktarmen 96 und 106 und
den bewegliche Kontaktarmen 100 und 110 in die
linke Reihe 194 und die rechte Reihe 196 (1)
der Splitterplatten geleitet. Zu dieser Zeit wird der elektrische Strom,
um den Motorstarter 50 herumgeleitet, und zwar durch den
Bypassschaltkreis 76, der mit der Bypasssplitterplatte 286 verbunden
ist.
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Nach
der Bewegung der beweglichen Kontaktarme 100 und 110 zu
ihren offenen Positionen erstreckt sich der elektrische Lichtbogen
zu der gemeinsamen Splitterplatte 200. Dies führt dazu,
dass elektrischer Strom von dem beweglichen Kontakt zu der Kurzschlussschaltkreissplitterplatte 200 bzw. Kurzschlusssplitterplatte 200 kommutiert
bzw umgeschaltet wird. Auch wird Strom zu der Bypasssplitterplatte 286 kommutiert.
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Die
strombegrenzenden Schaltanordnungen 82 und 84 werden
auch von ihren geschlossenen Zuständen zu ihren offenen Zuständen betrieben,
und zwar nach der Initiierung von exzessivem Stromfluss. Der Betrieb
der strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84 schützt alle
drei Phasen des elektrischen Motors 42. Die strombegrenzenden Schaltanordnungen 80, 82 und 84 besitzen
alle die gleiche Konstruktion und den gleichen Betriebsmodus. Die Vorrichtung 60 ist
auch effektiv bzw. geeignet schädlichen
Strom zu dem Starter 50 ohne den Bypassschaltkreis zu unterbrechen.
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Schlussfolgerung
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Eine
Steuervorrichtung 40 für
eine Einrichtung wie beispielsweise einem elektrischen Motor 42 umfasst
eine elektrische Stromsteuervorrichtung 60. Die elektrische
Stromsteuervorrichtung 60 kann zwei Sätze 88 und 90 von
Kontakten umfassen. Ein Kontakt in jedem Satz 88 und 90 von
Kontakten ist auf einen beweglichen Kontaktarm 100 und 110 befestigt. Die
beweglichen Kontaktarme 100 und 110 können unter
dem Einfluss von Gegensatz bzw. Abstoßung zwischen magnetischen
Feldern beweglich sein.
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Die
beweglichen Kontaktarme 100 und 110 sind vorteilhafterweise
entlang von Schlitzen 166 und 168 beweglich, die
in einem Stapel 130 von Laminierungen 128 angeordnet
sind. Die Laminierungen 128 konzentrieren magnetische Felder,
die von elektrischem Strom herrühren,
der durch die beweglichen Kontaktarme 100 und 110 geleitet
wird. Wenn die Steuervorrichtung 40 mit einem dreiphasigem
elektrischen Motor 42 verwendet wird, kann die elektrische Stromsteuervorrichtung 60 drei
strombegrenzende Schaltanordnungen 80, 82 und 84 umfassen,
die Kontaktarme 100 und 110 besitzen, die in Schlitzen 166 und 168 beweglich
sind, die in einem einzelnen Stapel 130 von Laminierungen 128 gebildet
sind.
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In
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist eine erste Reihe von Splitterplatten angeordnet, und
zwar entlang dem Weg der Bewegung von einem der Kontaktarme 100 in
einer strombegrenzenden Schaltanordnung 80. Eine zweite
Reihe von Splitterplatten 196 ist angeordnet entlang dem
Weg der Bewegung eines zweiten Kontaktarms 110 in der strombegrenzenden
Schaltanordnung 80. Die Splitterplatten 194 und 196 empfangen
einen elektrischen Lichtbogen nachdem Betrieb der strombegrenzenden Schaltanordnung 80 von
einem geschlossenen Zustand zu einem offenen Zustand.
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Eine
der Splitterplatten 286 kann in einem Bypassschaltkreis 76 verbunden
sein, der eine Einrichtung schützt
wie beispielsweise einen Motorstarter 50, und zwar durch
Leiten von exzessivem Stromfluss, um die Einrichtung herum. Eine
gemeinsame Splitterplatte kann vorgesehen sein, um Strom direkt zwischen
den zwei Reihen 194 und 196 der Splitterplatten
zu leiten, und zwar eher als durch den beweglichen Kontakt. Während des
Betriebs der Kontakte 88 und 90 von einem geschlossenen
Zustand zu einem offenen Zustand werden heiße Gase, die mit dem elektrischen
Lichtbogen assoziiert sind, in Richtung der Splitterplatten 194 und 196 geleitet
bzw. gerichtet, und zwar durch mindestens teilweise blockierende
Enden der Schlitze 166 und 168 in dem Stapel 130 von
Laminierungen.