DE735656C - Elektrisch gesteuerter Ausloeser fuer Hochleistungsschalter mit selbstanlaufendem Motor - Google Patents

Description

• Elektrisch gesteuerter Auslöser für Hochleistungsschalter mit selbstanlaufendem Motor Es ist bereits ein Zeitrelais für Wechselstromanlagen-bekannt, das durch einen selbsttätig anlaufenden, mit dem Schaltwerk gekuppelten Synchronmotor in Bewegung gesetzt wird. Hierbei wird der Synchronmotor, der mit völlig gleichbleibender Geschwindig-Iceit läuft, dazu verwendet, zwischen dem Impuls und dem beabsichtigten Stromschluß des _@-luslösestrbnikreises eine beliebig einstellbare Zeit einzuschalten. -Es sind weiter bereits Auslöseeinrichtungen für elektrische Schalter bekannt, bei denen ein Synchronmotor als einstellbares Hemmwerk verwendet wird, nach dessen Ablauf durch eine- Klinke der Anker eines magnetisch erregten Auslösemagneten für die Bewegung freigegeben wird, so daß der Anker von dem Magneten angezogen und dadurch die Auslösung eingeleitet werden kann.
• Derartige Steuereinrichtungen haben den Nachteil, daß einerseits für die Bewegung des Ankers infolge des verhältnismäßig .gtoßeh Luftspaltes eine große Amperewindungszahl und damit -ein großer Aufwand an Kupfer erforderlich ist sowie daß anderseits bei Kurzschluß sehr starke Kräfte auftreten, die zü einem raschen Verschleiß :bzw. Bruch .auch von Konstruktionsteilen aus den hochwertigsten Materialien führen können.
• Nach der Erfindung können diese Nachteile dadurch vermieden werden, daß bei einem elektrisch gesteuerten Auslöser für Hochleistungsschalter mit selbstanlaufendem Motor, bei dem der Motor das Zeitwerk für die zwischen: Auslöseimpuls und Betätigung ablaufende Zeit darstellt, der Motor auch als Kraftquelle für die Durchführung der Auslösung dient. -Die Umdrehungszahl des Motors er-, gibt hierbei die Zeitverzögerung, während das -Drehmoment des Motors unmittelbar die Auslösung bewirkt.
• Diese Anordnung kann hierbei den -ver--schiedenen für die Auslöseeinrichtung erforderlichen Charakteristiken sehr gut angepaßt werden, indem für Auslöser mit unabhängiger Charakteristik ein selbstanlaufender Motor mit wenigstens annähernd konstanter Drehzahl,, mit besonderem Vorteil ein Synchronmotor, verwendet wird. Für Auslöser, bei denen eine abhängige oder begrenzt abhängige Charakteristik verlangt ist, kann eiff Motor mit vom Strom abhängiger Drehzahlverwendet werden, wobei es sich beispielsweise um Wirbelstromläufer, Käfigläufer bz-w. ähnliche Anordnungen handeln kann; denen durch die geeignete @@ usbildung eine stromabhängige Drehzahlcharakteristik gegeben werden kann, die der erwünschten Auslösecharakteristik sehr gut entspricht. Eine besonders einfache Anordnung ergibt sich, wenn der Motor in an sich bekannter Weise unmittelbar von dem zu überwachenden Strom gespeist wird, also der Erregerteil des Motors eine vom zu überwachenden Strom gespeiste Spule erhält. Hierbei kann durch die entsprechende Ausbildung des Eisenkörpers (magnetischer Nebenschluß) auch ein Schutz gegen Zerstörungen des Motors durch Überlastungen erreicht werden. In wesentlich vollkommenerer Weise kann ein derartiger Schutz dadurch erhalten werden, daß der Motor über einen Streuwandler gespeist wird. Hierbei kann die Sättigung so gewählt werden, daß der dem Motor zugeführte Strom langsamer als der zu überwachende Strom zunimmt und von einem bestimmten Vielfachen des Nennstromes ab praktisch konstant bleibt. Der Motor kann mit Vorteil so ausgebildet werden, daß er erst von bestimmten Stromwerten freigegeben wird. So kann der Läufer des Motors durch eine Klinke oder eine andere Bremsvorrichtung festgehalten werden, die erst bei bestimmten Stromwerten ausgerückt wird< Mit besonderem Vorteil kann der Rotor des Motors in an sich bekannter- Weise axial verschiebbar ausgeführt - werden, so daß er durch den magnetischen Zug bei bestimmtem Überstrom so weit verschoben wird, daß eine Kupplung mit der Auslöseeinrichtung eingerückt wird. Die Gegenkraft kann hierbei einstehbar ausgeführt werden, so daß eine einfache Einstellung . der Stromwerte, bei denen die Kupplung eingerückt wird, also der Zeitablauf einsetzt, möglich ist. Es kann auch 'in an sich bekannter Weise eine mechanische Sperrvorrichtung vorgesehen werden, die die Axialverschiebung des Läufers unterhalb einstellbarer Stromwerte verhindert. Außerdem kann- die Auslöseeinrichtung mit einer überstromabhängigen Auslösung kombiniert Werden, die die Auslösung bei bestimmten Überströmen unter Umgehen der Verzögerungseinrichtung bewirkt. Dies kann mit Vorteil mit Hilfe eines beweglichen Ankers im Eisenkreis des vorgeschalteten Streuwandlers bewirkt werden, wobei die Bewegung des Ankers auch gleichzeitig die magnetische Leitfähigkeit eines Nebenschlusses verbessern kann, so daß die Sekundärwicklung des Streuwandlers und damit auch der Motor selbst vor Überströmen geschützt wird.
• Ein- Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
• Mit i ist der Ständer eines Synchronmotors bezeichnet, dessen Rotor .2 entgegen der Wirkung einer Feder 3 in Achsrichtung verschiebbar gelagert ist. Die Verschiebung kann hierbei durch den magnetischen Zug zwischen Ständer und Läufer erfolgen. Es kann aber auch ein besonderer magnetischer Anker angewendet werden, der in Abhängigkeit von dem Strom die V erschiebupg unterstützt. Mit 5 ist eine einseitig wirkende Kupplung bezeichnet, die über ein Untersetzungsgetriebe 6 auf ein Zahnrad 7 arbeitet, das mit Hilfe zweier Anschläge 8; 9 eine Scheibe io mitnimmt. Zwischen der Scheibe 16 und dem Zahnrad 7 ist außerdem noch ein Kraftspeicher in Form einer Spiraluhrfeder i i geschaltet, der die Anschläge 8, 9 aufeinanderdrückt. An der Scheibe io ist ein Hebel 12 befestigt, der nach Zurücklegen eines der eingestellten Zeit entsprechenden Weges mit dem Auslösehebel 13 des Schalters in Eingriff kommt. Der Hebel 12 kann hierbei an der Scheibe 1o verstellbar befestigt sein, so daß an der Winkellage die Zeit, die von dem Auftreten des Überstromes bis zum Auslösen verstreichen soll, eingestellt werden kann.
• Ebenso kann die Abstützung 14. für die Feder 3 verstellbar ausgeführt werden, so daß eine Einstellung der Stromstärke möglich ist, bei der der Anker verschoben und die Kupplung 5 eingerückt wird. Der Läufer des Motors kann hierbei als Reaktionsanker ausgeführt. werden, so daß der Motor als Synchronmotor arbeitet oder als Wirbelstromläufer, wenn eine stromabhängige Drehzahl gefordert wird. Die Wicklung 15 des Ständers i des Synchronmotors ist über einen Streuwandler 16 gespeist, dessen Windungszahl und Sättigungsverhältnisse mit Vorteil so gewählt sind, daß der Strom in der Sekundärspule 17 nicht über ein bestimmtes Vielfaches, z. B. das Fünffache des Nennstromes, ansteigt, wenn der zu überwachende Strom, der die Primärwicklung 18 durchfließt, höhere Werte annimmt. In dem Fenster des Eisenkörpers des Streuwandlers kann weiter noch ein drehbarer Anker.ig angeordnet sein, der durch eine nicht gezeichnete Feder aus der gezeichneten Lage herausgedrückt wird. Bei einem Überstrom von bestimmter Größe an wird durch die magnetische Kraft des Feldes der Anker angezogen, so daß ei sich immer mehr der gezeichneten Lage nähert und einen magnetischen Nebenschluß darstellt und dadurch die Wicklung 17 des Streuwandlers und auch den Motor _ schützt. Die Bewegung dieses Drehankers kann durch nicht gezeichnete Übertragungselemente auch unmittelbar eine Bewegung des Auslösers 13 hervorrufen, so daß bei hohen Überströmen eine schnelle Auslösung (unter Übergehen der auf eine bestimmte Zeit eingestellten Verzögerungseinrichtung) möglich ist.
• Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf das dargestellte Erfindungsbeispiel beschränkt, insbesondere kann die konstruktive Ausbildung, sowohl Motor als auch Getriebe; in beliebiger Weise ausgeführt sein. Um die Rückführung der Auslöseeinrichtung in die Nullstellung; die in dem-Ausgangsbeispiel durch die Spiralfeder ii hervorgerufen wird, sicherzustellen, ist. es wichtig, daß das Getriebe nicht selbsthemmend ausgeführt ist, oder daß der Kraftspeicher auf der entsprechenden Seite des Getriebes angeordnet wird. Es ist auch nicht notwendig, daß der Auslöser in Abhängigkeit vom Strom in dein zu überwachenden Kreis gesteuert wird. Die Überwachung kann vielmehr sinngemäß auch-in Abhängigkeit von anderen elektrischen Größen, wie Spannung, Leistung; Frequenz usw., erfolgen.

Claims (15)

1. PATENTANSPRÜCHE". i. Elektrisch gesteuerter Auslöser für $ochleistungsschalter mit selbstanlaufendem Motor, bei dem der Motor das Zeitwerk für die zwischen Auslöseimpuls und Betätigung ablaufende Zeit darstellt, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor auchals Kraftquelle für die Durchführung der Auslösung dient.
2. 2: Auslöser nach Anspruch i mit unabhängiger Charakteristik, dadurch gekennzeichnet, daß der selbstanlaufende Motor eine annähernd konstante Drehzahl hat.
3. 3. Auslöser nach Anspruch i mit abhängiger oder begrenztabhängger Charakteristik, dadurch gekennzeichnet, daß ein Motor mit, vom Strom abhängiger Drehzahl verwendet ist.
4. 4. Auslöser nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, däß der Motor von dem zu überwachenden Strom unmittelbar gespeist ist.
5. 5. Auslöser nachAnspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor erst von bestimmten Stromwerten ab freigegeben wird.
6. 6. Auslöser nach Anspruch z bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (2) des Motors axial verschiebbar ausgeführt ist und bei bestimmtem Überstrom' soweit verschoben wird, daß eine Kupplung (5) mit der Auslöseeinrichtung eingelegt wird.
7. 7. Auslöser nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine mechanische Sperre die unterhalb einstellbarer Stromwerte die -Axial@erschiebung hindert. S.
8. Auslöser näch Anspruch i bis 3 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor über einen Streuwandler (16) ge-. speist wird. g.
9. Auslöser nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß der Streuwandler hinsichtlich des Eisenquerschnittes und der Wicklung so dimensioniert ist, daß der Sekundärstrom von einem bestimmten Vielfachen des Nennstromes ab annähernd konstant bleibt. io.
10. Auslöser nach Anspruch -6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Sperre durch einen beweglichen Anker (ig) im Eisenkreis des Streuwandlers (i6) gebildet wird. ri.
11. Auslöser nach Anspruch io, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (ig) in einem magnetischen Nebenschlußkreis des Wandlers liegt.
12. 12. Auslöser nach Anspruch i bis 3 und 5 bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß ein verzögerungsfreier Kurzschlußschutz durch Auslösung des Schalters mittels des im Nebenschluß des Streitwandlers liegenden beweglichen Ankers (i9) erreicht. wird.
13. 13. Auslöser nach Anspruch i2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Anker (ig) als Drehanker in der Fensteröffnung des Streuwandlers ausgebildet ist und so gleichzeitig als Schutz der Sekundärspule des @Vandlers und des Motors dient. 1q..
14. Auslöser nach Anspruch i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseeinrichtung mit einer Rücklaufvorrichtung versehen ist.
15. 15. Auslöser nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (6) zwischen Motor und. Auslösehebel nicht bloß auf der Motorseite, sondern auch auf der Seite des Auslösehebels (i2) über eine einseitig wirkende Kupplung (5) arbeitet und bei der Bewegung einen Kraftspeicher spannt, der nach Auslösung der motorseitigen Kupplung das Getriebe in die .Ausgangsstellung zurückführt.