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Einrichtunguur Überwachung des Anlaufs von Motoren Die Erfindung betrifft
eine überwachungseinrichtung für das Anlassen von Wechselstrom-bzw. Drehstrommotoren,
die anspricht, wenn der Motor nach der Einschaltung nicht ordnungsgemäß anläuft.
In erster Linie kommt eine solche Ausbildung der Überwachungseinrichtung in Betracht,
die bei nicht ordnungsgemäßem Verhalten des Motors seine Verbindung mit dem speisenden
Netz wieder trennt. In vielen Fällen wird es jedoch auch genügen, durch die Überwachungseinrichtung
Signale auszulösen, welche die Bedienung darauf aufmerksam machen, daß der Motor
nicht richtig angelaufen ist. Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung für Motorantriebe,
die ohne Bedienung von entfernten Stationen her gesteuert werden. Sie hat den Vorzug,
daß sie mit einem verhältnismäßig geringen Aufwand an Schaltmitteln arbeitet.
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Bei einer bekannten Überwachungseinrichtung für den geschilderten
Zweck wird beim Einschalten des Motors ein Zeitrelais in Gang gesetzt, welches nach
einiger Zeit den Motorstromkreis wieder unterbricht, sofern der Motor nicht ordnungsgemäß
angelaufen ist. Bei ordnungsgemäßerri Anlauf des Motors wird das Zeitrelais. durch
zwei von der Motorstellung abhängige Relais wirkungslos gemacht. Jedes dieser beiden
Relais spricht bei einer anderen Stellung des Motorläufers an und bleibt-. durch
Selbsthaltung in dieser Stellung stehen. Voraussetzung dafür, daß das Zeitrelais
keine Wiederausschaltung bewirkt, ist, daß beide Relais von dem -Motor in ihre Schließstellung
gebracht worden sind.
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Die Erfindung benutzt ebenfalls zwei von der Bewegung des Motorläufers
abhängige Relais, die bei ordnungsmäßigem Anlauf durch ihr Zusammenwirken die von
einem Zeitrelais vorbereitete Wiederausschaltung bzw. Signalgabe verhindern. Während
jedoch bei der bekannten
Einrichtung diese Relais mechanisch mit
der Motorwelle gekuppelt sind, werden sie bei der Erfindung rein elektrisch beeinflußt.
Das wird dadurch erreicht, daß die Relais in-: einander entgegengesetztem Sinne
von der Stellung eines Hilfsrelais abhängen, desser# Erregerwicklung über einen
Gleichrichter an der Sekundärwicklung eines Transformators mit zwei Primärwicklungen
liegt, von denen die eine an die Ständer-, die andere an die Läuferwicklung des
Motors angeschlossen ist. Die Erfindung hat den Vorteil der erhöhten Betriebsicherheit
für sich und kann außerdem ohne bauliche Veränderungen am Motor jederzeit in bereits
bestehende Anlagen eingebaut werden.: Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher
erläutert.
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Mit 3 ist die Arbeitswicklung einer Synchronmaschine bezeichnet, die
über den Hauptschalter 5 an das Drehstromnetz x, y; z angeschlossen werden
kann. Der Hauptschalter 5 ist elektromagnetisch gesteuert und kann durch einen Druckknopfschalter
7, der seine Erregerwicklung 6 an ein Hilfsnetz AB anschließt, geschlossen
werden. An Stelle des Druckknopfschalters kann selbstverständlich ein Fernschalter
als Steuerschalter für den Hauptschalter 5 benutzt werden. Wenn die Spule 6 erregt
wird; wird - gleichzeitig der Kontakt iö geschlossen, der die gesamte Relaisanordnung
an die Spannung des Hilfsnetzes AB legt.
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Mit 13 ist ein Zitterrelais bezeichnet, welches, wenn es erregt ist,
den Kontakt 15 schließt und damit das mit Zeitverzögerung arbeitente Relais 16 an
Spannung legt. Wird seine Erregung ausgeschaltet, so pendelt sein Anker 18 hin und
her und schließt dabei abwechselnd die Kontakte 14 und 15 mit einer Frequenz, die
von dem Gewicht des Ankers und der Federspannung abhängt. Die Zeitverzögerung des
Relais 16 ist so bemessen, daß es während der Periode zwischen dem Öffnen des Kontaktes
14 und dem Schließen des Kontaktes 15 bzw.' umgekehrt nicht abfallen kann. Sobald
der Kontakt 15 das erste Mal geschlossen wird, zieht das Relais 16 an. Über den
dadurch geschlossenen Kontakt ig bildet sich dabei ein weiterer Haltestromkreis,
der über den Kontakt 14 des Relais 13 geführt ist. Diese Anordnung hat den Zweck,
daß das Relais 16 eindeutig abfällt, wenn das Relais 13 nur noch mit so geringer
Amplitude schwingt, daß einer der Kontakte 14 und 15 sich nicht mehr schließt.
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Am Relais 16 sitzt weiterhin der Kontakt 2o, der, wenn er geschlossen
wird, das Relais 17 erregt und somit eine Öffnung des Kontaktes 21 hervorruft. Die
Öffnung des Kontaktes 21 entregt das Relais 13 und setzt dadurch die durch dieses
Relais festgelegte Verzögerungszeit in Lauf. Wenn das Relais 16 angezogen hat, ist
ein Kontakt 22, der in dem Stromkre# s der Auslösespule 23 des Hauptschalters 5
liegt, offen, so daß der Hauptschalter, wenn er eingeschaltet ist, in dieser Stellung
stehenbleibt. Am Ende der Schwingungsperiode des Ankers 18 wird das Relais 16 wiederum
entregt, wobei sich sein Kontakt 22 schließt.
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@- In dem Stromkreis der Erregerwicklung 4 der Synchronmaschine 3
liegt ein Schalter 36, der entweder von Hand bedient öder 'selbsttätig in Abhängigkeit
von irgendwelchen Betriebsgrößen der Maschine gesteuert werden kann. Dieser Schalter
ist in einer Stellung dargestellt, in welcher er einen Widerstand 37 parallel zu
der Erregerwicklung 4 schaltet. 37 ist ein Widerstand, wie er im allgemeinen als
Entladewiderstand für die magnetische Energie der Feldwicklung beim Einschalten
des Feldes benutzt wird. In der anderen Stellung des Schalters 36 wird die Erregerwicklung
4 an eine Gleichstromquelle angeschlossen.
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Der Transformator 35 trägt zwei einander entgegenwirkende Wicklungen
38 und 39, von denen die erste an die Klemmen der Synchronmaschine, die andere
an die Feldwicklung angeschlossen ist. Die dritte Wicklung 40 speist über einen
Vollweggleichrichter 41 die Erregerwicklung des Relais g.
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Sobald der Hauptschalter 5 geschlossen ist, liegt an der Tränsformatorwicklung
38 eine Spannung mit der Frequenz des speisenden Wechselstromnetzes. - Wenn nun
die Synchron-. maschine aus irgendeinem Grunde nicht anläuft, wird in der Erregerwicklung
q. eine Spannung induziert, welche ebenfalls Netzfrequenz besitzt. In diesem Fall
heben sich die Spannungen an den Wicklungen 38 und 39 des Transformators
35 hinsichtlich ihrer magnetisierenden Wirkung auf, so daß in der Wicklung 4o keine
Spannung induziert wird. Das Relais g bleibt infolgedessen entregt, so daß, wie
bereits oben geschildert, der Hauptschalter 5 durch die Spule 23 zum Auslösen gebracht
wird. Läuft dagegen die Synchronmaschine richtig an, so wird in der Erregerwicklung
4 eine Spannung von geringerer Frequenz als der Netzfrequenz induziert, so daß an
den Wicklungen-38 und 39 des Transformators 35 Spannungeri verschiedener
Frequenzen liegen, die sich somit nicht mehr aufheben. In der Wicklung 40 wird dann
eine Spannung induziert, deren Frequenz gleich der Differenz dieser beiden Frequenzen
ist, und der Erregerspule g wird eine Folge von Gleichstromimpulsen zugeführt; deren
Frequenz ebenfalls gleich der Differenz zwischen der Netzfrequenz und der in der
Erregerwicklung 4 induzierten Frequenz ist. Das Relais g wird infolgedessen abwechselnd
ansprechen und wieder abfallen, wobei der Kontakt ii geschlossen und der Kontakt
12 geöffnet wird, wenn das Relais g abgefallen ist. Durch den Kontakt =i und des
Kontakt 25 des Relais 17 wird das Hilfsrelais 24 gesteuert.
Dieses
schließt über seinen Kontakt 26 seinen eigenen Haltestromkreis. Das Hilfsrelais
27 wird wiederum durch den Kontakt 12 des Relais 9 und ebenfalls durch den Kontakt
25 des Relais 17 gesteuert. Auch das Relais 2.7 schließt seinen eigenen Haltestromkreis
durch den Kontakt 28.
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In dem Erregerstromkreis der Auslösespule 23 für den Hauptschalter
5 liegen parallel zueinander die beiden Kontakte 29 und 30. In Reihe zu der Parallelschaltung
dieser beiden Kontakte liegen die Kontakte 22 und 31- Eine Signallampe 32 oder ein
sonstiges Meldegerät wird durch einen Stromkreis gesteuert, welcher hintereinander
über die Kontakte 33 und 34 der Relais 24 bzw. 27 geführt ist.
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Wenn die Synchronmaschine angelassen werden soll, wird zunächst durch
Schließen des Steuerschalters 7 der Hauptschalter 5 eingelegt, wobei gleichzeitig
durch dessen Kontakte =o das Relais 13 erregt wird. Dieses schließt seinen Kontakt
15 und bewirkt damit das An-. sprechen des Relais 16. Dabei schließt sich
der Kontakt 2o und erregt das Relais 17, welches durch TJnterbrechung des Kontaktes
21 die Erregung des Relais 13 wieder abschaltet. Der Anker =8 des Relais
13 beginnt nunmehr hin und her zu schwingen und abwechselnd die Kontakte
14 und 15 zu schließen. Dabei wird der Erregerkreis des Relais 16 zwar ständig unterbrochen,
jedoch bleibt dieses infolge seiner Abfallverzögerung angezogen. Erst wenn das Relais
13 zu schwingen aufhört, fällt auch das Relais 16 ab, so daß sich der Kontakt 2o
öffnet, der Kontakt 22 dagegen schließt.
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Man erkennt, daß das Relais 17 durch seinen eigenen Kontakt 25 erregt
bleibt, wenn es erst einmal durch das Schließen des Kontaktes 2o zum Ansprechen
gebracht wurde. Dieser Erregerkreis bleibt also auch dann noch aufrechterhalten,
wenn der Kontakt 2o wieder geöffnet wird.
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Nimmt man nun einmal an, daß die Maschine aus irgendeinem Cxrunde
nicht zu laufen beginnt, so - wird, wie oben auseinandergesetzt, das Relais 9 nicht
erregt. Infolgedessen wird das Relais 24 über die Kontakte =i und 25 zum Ansprechen
gebracht. Dadurch schließen sich die Kontakte 26 und 33, während sich der Kontakt
29 öffnet. Unter diesen Umständen iommt nach Ablauf einer Zeit, die durch die Dämpfung
des Zitterrelais 13 vorher bestimmt ist, ein Stromkreis über die Auslösespule 23
zustande, wodurch die Synchronmaschine wieder abgeschaltet wird.
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Wenn die Synchronmaschine dagegen in richtiger Weise anläuft, so wird
das Relais 9 abwechselnd erregt und entregt. Wenn das Relais 9 abgefallen ist, wird
das Relais 24 erregt und hält sich selbst, wobei es seinen Kontakt 29 öffnet und
seinen Kontakt 33 schließt. Beim Anziehen des Relais 9 wird das Relais 27 erregt
und hält sich ebenfalls selbst. Der Kontakt 30 ist dann geöffnet, während der Kontakt
34 geschlossen ist. Wenn nun die durch die Einstellung des Zitterrelais 13 vorbestimmte
Zeit abgelaufen ist, schließt sich der Kontakt 22. Da aber auch die Relais 24 und
27, wie oben erwähnt, angezogen sind, bleiben die beiden Kontakte 29 und 30 offen,
so daß die Auslösespule 23 des Hauptschalters 5 keinen Strom bekommen kann. Dadurch,
daß die Kontakte 33 und 34 geschlossen sind, erhält die Kennlampe 32 Strom und zeigt
damit an, daß die Maschine richtig angelaufen -ist.