DE968728C

DE968728C - Starting device for a three-phase motor that can be operated with different mains voltages

Info

Publication number: DE968728C
Application number: DEB3117A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erich Swoboda
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1950-02-16
Filing date: 1950-02-16
Publication date: 1958-03-27

Description

Anlaßvorrichtung für einen wahlweise mit verschieden großen Netzspannungen zu betreibenden Drehstrommotor Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlaßvorrichtung für einen wahlweise mit verschieden großen Netzspannungen zu betreibenden Drehstrommotor mit mehreren umschaltbaren Teilwicklungen, von denen aus, gegebenenfalls über Anzapfungen, motorfremde Erregerwicklungen gespeist werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine laiensichere Anordnung zu schaffen, die bei der Verwendung des Motors zum Antrieb von ortsveränderlichen Arbeitsmaschinen, wie Kompressoren, Pumpen od. dgl., eine Umschaltung auf die jeweilige Betriebsspannung ohne jegliche Gefährdung des Motors sowie in besonders einfacher und zuverlässiger Weise die von Hand einzuleitenden Schaltvorgänge selbsttätig abzuwickeln gestattet.Starting device for one optionally with different mains voltages Three-phase motor to be operated The invention relates to a starting device for a three-phase motor that can be operated with different mains voltages with several switchable partial windings, from which, if necessary via taps, Exciter windings that are not part of the motor are fed. The invention is based on the object To create a lay-proof arrangement when using the motor for propulsion of portable machines, such as compressors, pumps or the like., a Switching to the respective operating voltage without any risk to the motor as well as those to be introduced by hand in a particularly simple and reliable manner Switching operations allowed to be handled automatically.

Anlaßvorrichtungen für nur eine Netzspannung für Drehstrommotoren mit umschaltbaren Teilwicklungen, bei denen der Anlaßvorgang sebsttätig über Schütze gesteuert wird, sind bereits bekannt. Soll die Anlaßvorrichtung jedoch wie im vorliegenden Fall wahlweise bei mehreren Netzspannungen betrieben werden können, so müßte sie bei den bekannten Vorrichtungen für jede Netzspannung spezielle Elemente enthalten, die bei anderen Netzspannungen außer Funktion sind, so den Aufwand vergrößern und eine bewegliche Vorrichtung schwerfälliger machen. Aus diesem Grunde verzichtet man bei den bereits bekannten Vorrichtungen für mehrere Spannungen auf die selbsttätige Anlaßvorrichtung und regelt den Anlaßvorgang von Hand.Starting devices for only one mains voltage for three-phase motors with switchable partial windings, in which the starting process operates automatically via contactors are already known. Should the starting device, however, be as in this one If it is possible to operate with several mains voltages, it would have to in the known devices contain special elements for each mains voltage, which are inoperative at other mains voltages, increase the effort and make a moving device cumbersome. For this reason waived one with the already known devices for several voltages on the automatic Starting device and controls the starting process by hand.

Zur Vermeidung dieser Nachteile wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Anlaufvorgang selbsttätig über Schütze gesteuert wird, die von einzelnen Teilabschnitten der Motorwicklungen unabhängig von der Größe der angelegten Netzspannung unmittelbar oder über Vorwiderstände mit annähernd gleicher Erregerspannung versorgt werden.To avoid these disadvantages, it is proposed according to the invention that that the start-up process is controlled automatically via contactors that are controlled by individual Sections of the motor windings independently on the size of the applied mains voltage directly or via series resistors with approximately the same Excitation voltage are supplied.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung übt ein zur Spannungsverminderung für nur eine Betriebsspannung des Motors dienender Sparumspanner zugleich die Funktion des Anlaufttmspanners bei allen Betriebsspannungen bzw. auch bei dieser allein aus. Auf diese Weise kann der Motor stets, also unabhängig von der \ etzspannung, die gleiche Leistung abgeben.According to a preferred embodiment of the invention, one exercises Voltage reduction for only one operating voltage of the motor at the same time the function of the start-up tensioner for all operating voltages and / or at this one alone. In this way, the engine can always, i.e. independently of of the mains voltage, deliver the same power.

Zur Umschaltung des Motors auf verschiedene Betriebsspannungen dient ein handbedienter Umschalter, der mit nur vier zusätzlichen Kontakten vermittels eines einzigen Zeitgliedes jeweils bei den verschiedenen Betriebsspannungen und Betriebszuständen (Anlauf, Normalbetrieb) die erwünschte bzw. erforderliche Umspannerspannung zwangläufig heranführt.It is used to switch the motor to different operating voltages a manually operated changeover switch that switches with only four additional contacts a single timing element for the different operating voltages and Operating states (start-up, normal operation) the desired or required transformer voltage inevitably leads to it.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Anlaßvorrichtung nach der Erfindung dargestellt. Mit RST ist das elektrische Netz bezeichnet, an welches über die Sicherungen 38, 39, 4o ein zur Spannungsverminderung für nur eine von drei Betriebsspannungen dienender Sparumspanner 9 angeschlossen ist, der zugleich die Funktion des Anlaufumspanners bei allen Betriebsspannungen ausübt. Zur Umschaltung eines durch die Unterteilung der Wicklungen mit den Klemmen 2i bis 23 wahlweise für mehrere Betriebsspannungen, z. B. 500, 38o und22o Volt, geeigneten Drehstrom-Asynchroninotors 8 dient ein handbedienter Umschalter i, der von vornherein in die der anzulegenden Betriebsspannung (Netzspannung) entsprechende Stellung zu schalten ist. jeder Spannung ist eine Schaltstellung des Umschalters i zugeordnet, wobei, von der Nullstellung ausgehend, zunächst die Stufe für die höchste Spannung geschaltet wird.In the drawing is an embodiment of the starting device shown according to the invention. The electrical network is denoted by RST, on which via the fuses 38, 39, 4o to reduce the voltage for only one of three operating voltages serving Sparumspanner 9 is connected, which at the same time performs the function of the starting transformer at all operating voltages. To switch one by dividing the windings with terminals 2i to 23 as an option for several operating voltages, e.g. B. 500, 38o and 220 volts, suitable three-phase asynchronous motors 8 is a manually operated switch i, which is from the outset in the to be created Operating voltage (mains voltage) must be switched to the corresponding position. any tension a switch position of the switch i is assigned, where, from the zero position starting out, the level for the highest voltage is switched first.

Als Leistungsschalter dient ein in den drei Hauptzuleitungen vorgesehener Motorschutzschalter 7 mit Handantrieb und dreipoliger Auslösung durch einen thermischen Primär -Überstromauslöser 17. Dem Motorschutzschalter 7 ist ein Schütz 5 vorgeschaltet, das zum Heranführen der vollen Netzspannung an den Motorschutzschalter 7 und zum Betätigen eines Sternpunktschützes :2 des Umspanners 9 dient, an den ein -weiteres, einen Teil der Umspannerwindungen abgreifendes Schütz 4. angeschlossen ist.One provided in the three main supply lines serves as a circuit breaker Motor protection switch 7 with manual drive and three-pole tripping by a thermal Primary overcurrent release 17. A contactor 5 is connected upstream of the motor protection switch 7, to bring the full line voltage to the motor protection switch 7 and to Operation of a star point contactor: 2 of the transformer 9 is used, to which another, a part of the Umspannerwindungen tapping contactor 4. is connected.

Der Umschalter i ist finit nur vier zusätzlichen Hilfskontakten 34 bis 3.7 derart versehen, daß vermittels eines einzigen Zeitgliedes jeweils bei den verschiedenen Spannungs- und Betriebszuständen (Anlauf und Normalbetrieb) die gewünschte bzw. erforderliche Umspannerspannung an den Teilabschnitten der Motorwicklung liegt.The changeover switch i is finite with only four additional auxiliary contacts 34 to 3.7 provided in such a way that by means of a single timing element each in the different voltage and operating states (start-up and normal operation) the desired or required transformer voltage is on the sections of the motor winding.

Beim Anlegen der Spannung, beispielsweise über einen in der Zeichnung nicht näher dargestellten Stecker, zieht das Schütz 3 an entweder über die Widerstände 50 und 51 (gezeigte Schalterstellung. an den Hilfskontakten 34,35) oder über den Widerstand So und die Kurzschlußleitüng des Widerstandes 51 (Stellung des Schalters 34: Kontakthebel auf mittlerem Kontakt) oder über die Kurzschlußleitunä beider Widerstände 50 und 51 (Stellung des Schalters 35: Kontakthebel auf linkem Kontakt). Dem Schütz 3 ist ein Ruhekontakt 13 zugeordnet, der beim Einschalten des Schützes 3 den Spulenstroinkreis der Schütze 4 und 5 unterbricht und erst nach dem erfolgten Abfallen des Schützes 3 wieder schließt.When the voltage is applied, for example via a plug not shown in the drawing, the contactor 3 pulls either via the resistors 50 and 51 (switch position shown on the auxiliary contacts 34, 35) or via the resistor So and the short-circuit line of the resistor 51 (Position of switch 34: contact lever on middle contact) or via the short-circuit line of both resistors 50 and 51 (position of switch 35: contact lever on left contact). The contactor 3 is assigned a normally closed contact 13 which, when the contactor 3 is switched on, interrupts the dry coil circuit of the contactors 4 and 5 and only closes it again after the contactor 3 has dropped out.

Die Eingangsklemmen41, 42, 43 des Motorschutzschalters ; werden durch die Einschaltung des Schützes 3 an Spannung gelegt. Durch die Einschaltung des Motorschutzschalters 7 wird die Spannung einesteils über den Umschalter i an die entsprechenden Klemmen (z. B. 23, 27, 31) des Motors 8, andererseits über den thermischen Überstromauslöser 17 direkt an die anderen Klemmen (z. B. 24, 28, 32) des spannungsumschaltbaren Motors 8 herangeführt. Durch die zum Schütz 3 führenden Anzapfleitungen -..4 bis 46 des Umspanners 9 wird dem Klotor 8 die reduzierte Spannung aufgedrückt. Da im ersten Augenblick des Anlaufs das Sternschütz 2 noch geöffnet ist, wirkt der Umspanner 9 während dieser Anlaufperiode als eine Drosselspule ohne Luftspalt. Dadurch wird die Spannung stärker herabgesetzt, als es mit eingeschaltetem Ulmspannersternpunkt der Fall wäre. Damit das Schütz 2 trotz des vergrößerten Spamiungsabfalls anzieht, wird dieses normalerweise mit seinem Spulenkreis an einem Teilzweig 21, 22 des Motors 8 liegende Schütz für eine geringere Spulenspannung ausgelegt, als es der Nennspannung an diesem Teilzweig entspricht, wobei die Spule über einen den Vorwiderstand i9 überbrückenden Ruhekontakt 18 des Schützes 2 direkt an die Spannung des Teilzweiges 2r-22 gelegt wird. Durch die Einschaltung des Schützes 2 wird der Sternpunkt des Umspanners 9 geschlossen. Die Spannungsherabsetzung für die einzelnen Wicklungsteile des Motors ist damit gemäß dem Übersetzungsverhältnis des Sparumspanners 9 gegeben.The input terminals 41, 42, 43 of the motor protection switch; will be through the switching on of the contactor 3 applied to voltage. By switching on the motor protection switch 7 the voltage is partly applied to the corresponding terminals via switch i (e.g. 23, 27, 31) of the motor 8, on the other hand via the thermal overcurrent release 17 directly to the other terminals (e.g. 24, 28, 32) of the voltage switchable motor 8 introduced. Through the tap lines leading to contactor 3 - .. 4 to 46 des Umspanners 9 is pressed onto the Klotor 8, the reduced tension. There in the first As soon as star contactor 2 is started up, the transformer is active 9 during this start-up period as a choke coil with no air gap. This will the voltage is reduced more than it would with the Ulm voltage star point switched on would be the case. So that the contactor 2 picks up despite the increased spam waste, this is normally with its coil circuit on a sub-branch 21, 22 of the motor 8 horizontal contactor designed for a lower coil voltage than the nominal voltage corresponds to this sub-branch, the coil via a series resistor i9 bridging normally closed contact 18 of the contactor 2 directly to the voltage of the branch 2r-22 is placed. When contactor 2 is switched on, the star point of the Umspanners 9 closed. The voltage reduction for the individual winding parts of the motor is thus given according to the gear ratio of the economy converter 9.

Beim Einschalten des Schützes 2 löst der vorerwähnte Ruhekontakt 18 des Schützes 2 den Kurzschluß des Vorwiderstandes i9 auf, und das Schütz 2 liegt über diesen Vorwiderstand i9 an der dein Wicklungsteil 21-22 entsprechenden Motorteilspannung. Durch die gleiche an den Klemmen 21-22 des Motors 8 herrschende Teilspannung werden die Spulen der Schütze 4, 5 und des Zeitrelais 6 mit Strom gespeist. An das Zeitrelais 6 wird die Spannung direkt angelegt, so daß dieses Relais sich unmittelbar einschaltet. Der verzögerte, im Spulenkreis des Schützes 3 liegende Ruhekontakt 16 des Relais 6 öffnet seinen Steuerstromkreis nach Ablauf der Zeitverzögerung und bringt das Schütz 3 zuni Abfallen. Die Zeitverzögerung für den Kontakt 16 wird je nach der Anlaufzeit des Motors 8 bemessen. Durch das Abfallen des Schützes 3 wird sein bereits erwähnter Ruhekontakt 13 geschlossen, wodurch je nach der gewählten Spannung das Schütz 4 oder 5 über die Hilfskontakte 36 bzw. 37 des Umschalters i zur Einschaltung freigegeben wird. Durch das Einschalten des Schützes 5 werden die Eingangsklemmen 41, 42, 43 des Motorschutzschalters 7 an volle Netzspannung gelegt, und das Sternpunktschütz 2 des Umspanners 9, dessen Spulenstromkreis über den Ruhekontakt 15 des Schützes 5 geführt ist, fällt ab. Auf diese Weise läuft der Motor 8 auf volle Drehzahl hoch und liegt an voller Netzspannung. Bei der Schaltstellung 500 Volt wird nicht das Schütz 5, sondern das Schütz 4. zur Einschaltung freigegeben. Hierbei greift das Schütz 4 nur einen Teil der Umspannerwindungen ab, und die Spannungsherabsetzung ist gemäß der Lage der Anzapfpunkte gegeben. Das Sternpunktschütz 2 bleibt weiterhin eingeschaltet.When the contactor 2 is switched on, the aforementioned break contact 18 of the contactor 2 releases the short circuit of the series resistor i9, and the contactor 2 is connected to the motor part voltage corresponding to your winding part 21-22 via this series resistor i9. The coils of the contactors 4, 5 and the timing relay 6 are supplied with current by the same partial voltage prevailing at the terminals 21-22 of the motor 8. The voltage is applied directly to the timing relay 6, so that this relay switches itself on immediately. The delayed normally closed contact 16 of the relay 6 located in the coil circuit of the contactor 3 opens its control circuit after the time delay has elapsed and causes the contactor 3 to drop out. The time delay for the contact 16 is measured depending on the start-up time of the motor 8. When the contactor 3 drops out, its already mentioned break contact 13 is closed, whereby, depending on the voltage selected, the contactor 4 or 5 is released for switching on via the auxiliary contacts 36 or 37 of the changeover switch i. By switching on the contactor 5, the input terminals 41, 42, 43 of the motor protection switch 7 are connected to full mains voltage, and the star point contactor 2 of the transformer 9, whose coil circuit is routed through the normally closed contact 15 of the contactor 5, drops out. In this way, the motor 8 runs up to full speed and is connected to full line voltage. In the 500 volt switch position, contactor 4 is not enabled for switching on, but rather contactor 5. Here, the contactor 4 only picks up part of the Umspannerwindungen, and the voltage reduction is given according to the location of the tapping points. The star point contactor 2 remains switched on.

Itn vorstehenden Falle ist das Schütz 4 für die Herabsetzung der dem Motor zugeführten Spannung von Netzspannung 5oo auf 440 Volt notwendig, welche durch die Spannungsumschaltung des Motors von Dreieck-Parallel (22o Volt) auf Dreieck-Serie (44o ``olt) bei gleicher Motorleistung erforderlich wird.In the above case, the contactor 4 is for reducing the dem Motor supplied voltage from mains voltage 5oo to 440 volts necessary, which by the voltage switching of the motor from triangle parallel (22o volts) to triangle series (44o `` olt) is required with the same engine power.

Die Verwendung des zur Spannungsverringerung und als Anlaufumspanner benutzten Sparumspanners ist keineswegs auf die vorstehend beschriebene :Anlaufschaltung für Asynchronmotoren beschränkt, sondern kann auch für rößere Synchronmotoren usw. verwendet werden.' Hierbei bzw. in anderen ,inngemäßen Fällen übt der Sparumspanner die Funktion des Anlaufumspanuers bei nur einer Betriebsspannung aus.The use of the for voltage reduction and as a starting transformer The economy transformer used is in no way restricted to the one described above: start-up circuit limited for asynchronous motors, but can also be used for larger synchronous motors etc. be used.' Here or in other, internal cases, the Sparumspanner exercises the function of the start-up umspanuers with only one operating voltage.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Starting device for a three-phase motor with several switchable partial windings, optionally to be operated with different mains voltages, from which, if necessary via taps, exciter windings external to the motor are fed, characterized in that the start-up process is controlled automatically via contactors, which from individual 'bearing sections of the motor windings u iiabliängig be supplied with approximately the same excitation voltage directly or via series resistors depending on the size of the applied mains voltage. Starting device according to claim i, characterized in that an energy-saving transformer (9) serving to reduce the voltage for only one operating voltage of the motor (8) simultaneously performs the function of the starting transformer at all operating voltages or even with this alone. 3. Starting device according to claim 2, characterized in that the excitation coil fed by a section (21, 22) of the motor winding of the star point contactor (2) of the Sparumspanners (9) is designed for an excitation voltage which falls below the nominal voltage on diesel subsection and via one of its upstream resistor (ig) bridging normally closed contact (18) is placed directly on the voltage of this section. 4 .. Starting device according to claim 1 to 3, characterized in that the individual sections of the motor winding are switched to the given mains voltage by a manually operated switch (i), which also controls a timer (6) via auxiliary contacts (34th to 37) that with the various mains voltages and operating states of the motor, the desired or required transformer voltage is at the sections of the I-rotor winding. . Anlalivorrichtung according to claim i to 4, characterized in that a motor protection switch (7) provided with an overcurrent release (17) is used as the circuit breaker. lii publications considered: Siemens-Zeitschrift, 1938, p.377