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Einrichtung zum Inbetriebsetzen elektromagnetischer oder elektrodynamischer
Kreisschwinger Gegenstand der Erfindung ist eine besonders einfache Einrichtung
zum Inbetriebsetzen elektromagnetischer und elektrodynamischer Kreisschwinger für
Drei- oder Mehrphasenstrom.
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Ein Kreisschwinger ist ein Antrieb, der eine mit ihm schwingbar verbundene
Masse in Schwingbewegung von Kreisform oder ähnlicher, z. B. elliptischer Form erhält.
Die Schwingbewegungen werden beispielsweise rein mechanisch mittels umlaufender
Unwuchtmassen oder auch mittels Kurbelgetriebe erzeugt. Bei elektromagnetischen
und elektrodynamischen Kreisschwingern werden die Schwingbewegungen durch kreisförmig
angeordnete nacheinander erregte Elektromagnete erzeugt. Elektromagnetische Kreisschwinger
beispielsweise bestehen aus mehreren sternförmig zueinander im Kreise angeordneten
Elektromagneten, die bei wechselweiser Erregung, beispielsweise heim Anschluß an
je eine Phase eines mehrphasigen Wechselstromnetzes, eine ihren Polen vorgelagerte
und mit ihnen schwingbar verbundene Ankermasse durch ihre auf diese ausgeübte Anziehungskräfte
in Schwingbewegungen von Kreisform oder ähnlicher Form versetzen. Statt oder außer
der Ankermasse kann gegebenenfalls auch die Masse der untereinander fest verbundenen
Magnete schwingbar vorgesehen
sein. Auch bei den elektrodynamischen
Kreisschwingern sind die Elektromagnete im wesentlichen kreisförmig angeordnet,
doch sind diese sowie ihre Anker derart ausgebildet, daß die von ihnen hervorgerufenen
Schwingbewegungen nicht durch magnetische Anziehungskräfte, sondern durch von ihnen
auf stromdurchflossene Leiter des Ankers ausgeübte elektrodynamische Kräfte erzeugt
werden.
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Schwierigkeiten bereitet das Inbetriebsetzen der elektromagnetischen
und elektrodynamischen Kreisschwinger, denn es kommt beim Einschalten des elektrischen
Stromes leicht vor, daß die zunächst in Ruhe befindliche Ankermasse mit so großer
Wucht aus ihrer Ruhelage gerissen wird, daß die betriebsmäßige Schwingungsweite
überschritten und hierdurch eine Beschädigung oder gar ein Zerbrechen der Federelemente
hervorgerufen wird. Bei. elektromagnetischen Kreisschwingern kommt außerdem hinzu,
daß die Ankermasse an die Stirnfläche der Magnetpole anschlägt und hierbei sich
oder auch den Pol beschädigt.
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Vermeiden kann man dies durch Verwendung von Spannungs- oder Frequenzanlaßgeräten,
doch bedingt dies zusätzliche komplizierte Geräte.
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Bei der Einrichtung nach der Erfindung wird dieser Nachteil durch
eine besondere Ausbildung der in der Regel ohnehin zur Spannungszuführung vorhandenen
Schaltgeräte erreicht. Erfindungsgemäß werden die Schaltelemente zum Einschalten
der einzelnen Phasenwicklungen des Kreisschwingers derart ausgebildet, daß die Betriebsspannung
an eine oder mehrere der Phasenwicklungen später als an die übrigen Phasenwicklungen
angelegt wird. In der Regel wird man dies bei den Schaltelementen der Magneterregerwicklungen
tun, doch kann es bei den elektrodynamischen Kreisschwingern auch bei den Schaltelementen
der Ankerwicklungen geschehen.
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Für die praktische Ausbildung der Einrichtung nach der Erfindung gibt
es verschiedene Möglichkeiten, die an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele
erläutert werden.
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In Fig.1 der Zeichnung ist ein dreipoliger Stecker gezeigt, der zum
Einschalten der drei Erregerwicklungen eines elektromagnetischen oder elektrodynamischen
Drehstromkreisschwingers bestimmt ist. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der
mittlere Steckerstift kürzer als die beiden äußeren Steckerstifte. Wird der Stecker
in eine Steckdose hineingeschoben, so stellen zunächst die leiden äußeren Steckerstifte
eine stromleitende Schaltverbindung her, so daß zwei der Elektromagnete des Kreisschwingers
erregt werden. Die Ankermasse des Kreissschwingers führt also zunächst nur eine
Pendelbewegung zwischen den Polen der beiden eingeschalteten Magnete aus, wobei
die Schwingungsweite infolge des Fehlens der dritten Phase der Drehstromanordnung
zunächst noch unterhalb ihres Normalwertes liegt. Wird beim weiteren Einschieben
des Steckers auch der mittlere Steckerstift zum Schaltungsschluß gebracht, so wird
nunmehr auch die dritte Phase des Kreisschwingers geschlossen und somit auch der
dritte Elektromagnet erregt, so claß der Kreisschwinger nunmehr auf seinen Normalbetrieb
übergeht.
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Der Zeitabstand zwischen dem Schaltungsschluß der beiden äußeren Steckerstifte
und dem Schaltungsschluß des mittleren Steckerstiftes ist zwar gewöhnlich nur sehr
klein, doch haben praktische Versuche gezeigt, daß selbst bei sehr schnellem Einführen
des Steckers in die Steckdose bereits ein schonendes Inbetriebsetzen des Kreissschwingers
stattfindet. Das schonende Inbetriebsetzen des Kreisschwingers wird also lediglich
durch die besondere Form des Einschaltsteckers erzielt, wobei irgendwelche Bedienungsanweisungen
nicht zu beachten sind. Selbst technisch ungeschultes Betriebspersonal kann den
Kreisschwinger erfindungsgemäß einwandfrei in Betrieb setzen.
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Das Ausführungsbeispiel in Fig.2 zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten
dreipoligen Messerschalter. Der Messerschalter besteht aus drei in der Zeichnung
hintereinanderliegenden Schaltmessern 1, 2 und 3, die in dem Sockel 4 gelenkig befestigt
sind und mittels eines gemeinsamen Handgriffs 5 mit drei ebenfalls in der Zeichnung
hintereinanderliegenden Gegenkontakten 6 bis 8 zum Schaltungsschluß gebracht werden
können. Die beiden äußeren Schaltmesser 1 und 3 sind, wie aus der Zeichnung ersichtlich,
mit einem fahnenartigen Vorkontakt 1' und 3' versehen, während das mittlere Schaltinesser
2 einen solchen Vorkontakt nicht besitzt. Auch bei diesem Schalter werden beim Herstellen
der Schaltverbindung zunächst nur zwei der Schaltkontakte geschlossen, während der
dritte Schaltkontakt erst eilte kurze Zeit darauf zum Schaltungsschluß gelangt.
Die Wirkung dieses Schaltgeräts ist also die gleiche wie in Fig. 1.
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Statt die Schaltmesser mit Vorkontakten zu versehen, können die Schaltmesser
auch eine gegeneinander verschiedene Winkelstellung erhalten.
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Die in den Fig. 1 und 2 an zwei Beispielen gezeigte ungleiche Ausführung
der Schaltkontakte kann auch bei Schaltern beliebiger anderer Bauart, beispielsweise
auch bei Drehschaltern, vorgesehen werden.
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Gemäß der weiteren Ausbildung der Erfindung kann die gestaffelte Einschaltung
der Phasenwicklungen der Kreisschwinger auch dadurch erzielt werden, daß bei einem
drei- oder mehrpoligen Schaltgerät je ein Widerstand derart in Reihe mit den Schaltkontakten
der später einzuschaltenden Phasenwicklungen angeordnet wird, daß die Widerstände
beim Schließen der Schaltkontakte zunächst in den Stromkreis eingereiht und alsdann
schlagartig oder allmählich kurzgeschlossen werden. Beispielsweise können also bei
einem Messerschalter eines oder mehrere der Schaltmesser mit einem Vorkontakt versehen
werden, der mit dem Schaltinesser nur über einen Widerstand in stromleitender Verbindung
steht. Ein derart mit einem oder mehreren Widerständen versehenes Schaltgerät kann
in einfacher Weise derart hergestellt werden, daß bei einem an sich bekannten, beispielsweise
dreipoligcn
\\'i<lerstatldsatilassei- in zwei Phasen die Widerstandselemente
durch je eine Kontaktschiene ersetzt werden. Beim allmählichen Einschalten eines
solchen Schaltgerätes werden dann zwei der Phasenwicklungen des Kreisschwingers
mittels der Kontaktschienen sofort an Spannung gelegt, während die dritte Phasenwicklung
erst allmählich mit abnehmendem Widerstand des Schaltgeräts auf ihre Betriebsspannung
gebracht wird.
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Noch eine weitere Art der praktischen Durchführung der Erfindung besteht
darin, daß die Schaltmittel der später einzuschaltenden Magneterregerwicklungen
derart zwangsläufig mit den Schaltmitteln der übrigen Erregerwicklungen verbunden
sind, daß sie beim Einschalten erst nach der Betätigung der letzteren betätigt werden
können, z. 13. durch Verwendung von Verriegelungsmitteln, und zweckmäßig durch diese
selbsttätig betätigt werden. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fit'. 3 gezeigt.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sollen die drei Magneterregerwicklungen ii bis
13 erfindungsgemäß gestaffelt an ein Drehstromnetz R, S, T angeschlossen werden.
Die Wicklungen liegen in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise an den Klemmen
X, Y, Z des Klemmenbrettes 14. An die Klemmen O, V, W des Klemmenbrettes
sind die Phasen R, S, T in der dargestellten Weise angeschlossen. Die Klemmen
X, Y, Z sind miteinander mittels der Verbindungsstücke 15 und 16 kurzgeschlossen.
Die anderen Enden der Erregerwick1u11gen 1i bis 13 liegen paarweise an den
Klemmen zweier zweipoliger Schalter 17 und 18 und können durch diese in der
dargestellten Weise mit den Klemmen U, h, lT' des Klemmenbrettes 14 verbunden werden.
Die beiden Schalter 17 und 18 sind als Schützschalter ausgebildet. Der Schalter
17 ist finit einem Selbsthaltekontakt i9 und einem Staffelkontakt 20, der
Schalter 18 mit einer Schließverzögerungseinrichtung 21 versehen. Die Erregung der
Schalter 17 und 18 erfolgt durch die Hilfssaininelscliienen 22. In der Erregerwicklung
des Schalters 17 liegt ein Einschaltdruckknopf 23, in Reibe mit dem Kontakt i9 ein
Ausschaltdruck-I;nOpf 24.
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1iiie Sonderheit des dargestellten Ausführungsbeispiels besteht darin,
daß die Erregerwicklungen wahlweise in Stern oder Dreieck geschaltet werden können.
Denkt inan sich die auf dem Klemmenbrett gestrichelt eingezeichneten Verbindungslinien
weg, so liegen die drei Magneterregerwicklungen beim Schließen der leiden Schalter
17 und 18 in Sternschaltung. Sollen die N-lagneterregerwicklungen aus der
Sternschaltung in die Dreieckschaltung gebracht werden, so brauchen lediglich die
gestrichelten Verbindungen des Klemmenbrettes hergestellt und dafür der Kurzschluß
der Klemmen X, Y, Z
durch Wegnahme der Verbindungsstücke 15 und 16 beseitigt
zti werden.
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Die lVirkungsweise der Anordnung ist folgende: Zum Inbetriebsetzen
des Kreisschwingers braucht lediglich der Druckknopf 23 betätigt zu werden. Hierdurch
wird der Schalter 17 z-um Schließen gebracht, wodurch die beiden Magneterregerwick-Jungen
i i und 12 des Kreisschwingers an Spannung gelegt werden. Der Kreisschwinger läuft
also in der oben geschilderten Weise zunächst zweiphasig an. Dinch Schließen des
Hilfskontaktes 20 wird auch der zeitverzögert schließende Schalter 18 geschlossen,
wodurch selbsttätig auch die dritte Erregerwicklung 13 nachträglich an Spannung
gelegt wird.
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Statt der in Fig.3 gezeigten elektrischen Verriegelungsmittel zur
Erzielung der gestaffelten Einschaltung der Magneterregerwicklungen können auch
beliebige mechanische Verriegelungsmittel zwischen den Schaltern der einzelnen Magneterr
egerwicklungen vorgesehen werden.
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Ist gelegentlich, insbesondere bei Kreisschwingern größerer Leistung,
die Verwendung von Spannungs- oder Frequenzanlaßgeräten erwünscht, wie sie zum Anlassen
von Elektromotoren bekannt sind, so steht nichts im Wege, ein solches Anlaßgerät
in Reihenschaltung mit der Einrichtung nach der Erfindung zti verwenden.