DE970705C - Anordnung zur Abschaltung der Hilfsphase von Einphasenmotoren - Google Patents
Anordnung zur Abschaltung der Hilfsphase von EinphasenmotorenInfo
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Description
(WiGBl. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 16. OKTOBER 1958
A 7194 VIIIb]2ic
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abschaltung der Hilfsphase von Einphasenmotoren
und ein speziell in dieser Anordnung benutztes Relais.
Es ist bekannt, Einphasenmotoren mit Hilfsphase durch eine ein Stromrelais enthaltende Anordnung
einzuschalten. Die Verwendung von Stromrelais ist ungünstig, da bei der Einschaltung sehr
hohe Stromspitzenwerte auftreten und die Kontakte entsprechend diesen Werten groß bemessen
sein müssen. Auch ist es erforderlich, daß das Relais auf die Eigenschaften des jeweils zu schaltenden
Motors abgestimmt sein muß.
Es ist ferner bekannt, ein spannungsempfindliches Relais zu verwenden und es entweder nur
parallel zur Hilfswicklung zu legen oder parallel zur Reihenschaltung: Hilfswicklung —· Relaiskontakte.
In beiden Fällen sind die die Hilfswicklung schaltende Kontakte bei unerregtem Relais
geschlossen und bei erregtem Relais geöffnet.
Im Falle der Parallelschaltung zur Reihenschaltung: Hilfswicklung ■— Relaiskontakte fließt auch
bei geöffneten Kontakten ein Strom von dem einen Netzpol über die Relaiswicklung und den Kondensator
zum anderen Pol. Abgesehen von diesem Energieverlust wird die Lebensdauer des Kondensators,
da er dauernd eingeschaltet ist, verkürzt.
Bei der Parallelschaltung der Relaiswicklung nur zur Hilfswicklung dagegen ist mit einer höheren
Spannung für die Relaiswicklung zu rechnen.
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Diese Schaltung bietet aber gerade für den Betrieb von Einphasenmotoren Vorteile. Während des Anlaufs
des Motors steigt die Spannung an der Hilfswicklung über die Netzspannung an und fällt dann
wieder. Bei einem normalen Relais genügt der dadurch gegebene Unterschied zwischen der Anzugsspannung und der Abfallspannung zur Abschaltung
der Hilfsphase und deren nicht unmittelbare Wiedereinschaltung. Durch die Anwendung eines Relais
mit magnetisch gefesseltem Klappanker läßt sich diese Differenz zwischen der Abfallspannung
und der Anzugsspannung wesentlich steigern.
Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, zur Abschaltung der Hilfsphase von Einphasenmotoren
mit einem nur zur Hilfswicklung parallel liegenden Relais, dessen Kontakte gemeinsam mit
einem Hilfsphasenkondensator in Reihe mit der Hilfswicklung liegen, ein Relais mit einem magnetisch
derart gefesselten Klappanker zu verwenden,
so so daß Anzug- und Abfallspannung erheblich voneinander
abweichen.
In dieser Anordnung erhalten die Relaisspule und der Hilfskondensator jeweils nur während der
kurzen Anlaufzeit des Motors eine nennenswerte Spannung. Nach Abschaltung der Hilfswicklung
wird der Kondensator vollkommen spannungslos, während das Relais nur mit einer geringen Restspannung,
die ein Drittel der Netzspannung betragen kann, offengehalten wird. Mit der An-Ordnung
eines solchen Relais ist es nicht mehr nötig, daß die Relais aus führung unmittelbar· auf
den zu schaltenden Motor abgestellt zu werden braucht. Es kann vielmehr ein normaler Typ gebaut
werden, der für Motoren verschiedenster Stromaufnahme und Leistung verwendbar ist. Weitere
Merkmale der Erfindung gehen aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.
Gemäß Fig. 1 ist das Relais auf einer aus Isoliermaterial
bestehenden Grundplatte 10 aufgebaut.
Diese trägt das Magnetgestell 11, 12 mit der Erregerspule
13 und dem beweglichen Anker 14. Der Kern 11 besteht aus lamelliertem Material, 12 ist
eine ebenfalls aus magnetischem Material bestehende flache Scheibe, die mit der Schraube 15 an
dem Kern 11 befestigt ist. Das Magnetgestell ist mittels der Verschraubung 16 und Vernietung 17
an der Grundplatte 10 befestigt.
Das Polstück 18 des Kerns 11 ist geschliffen. Der
Teil 19 des Ankers 14 bildet den Gegenpol. Die Erregerspule
13 ist auf dem aufwärts gerichteten Arm des Kerns 11 angeordnet und treibt einen magnetischen
Fluß durch den Kern 11 über den Anker 14 zur Druckplatte 12. Der Fluß durchsetzt dabei den
Luftspalt zwischen der Polfläche 18 und 19. Die Spule 13 ist über die flexiblen Leiter 20 und 21 an
Kontaktklemmen 25 und 26 angeschlossen. Bei Er-
. regung der Spule 13 sucht sich der Anker 14 in
eine solche Lage einzustellen, daß der Luftspalt zwischen der Polfläche 18 und 19 verringert wird.
Als Folge der dadurch auftretenden Kräfte dreht sich der Anker im Uhrzeigersinne, so daß die untere
Hälfte des Ankers in eine nahezu yertikale Lage gegenüber der Polfläche 18 gebracht wird. |
Der Radius der von dem Polstück 19 dabei beschriebenen Kurvenbahn ist gegenüber der Bogenlänge,
die der Anker durchdreht, verhältnismäßig groß, so daß das Polstück 19 senkrecht zu der Normalen
der Polfläche 18 oder im wesentlichen parallel zur Polfläche 18 sich bewegt. Zur drehbaren
Lagerung des Ankers 14 ist die magnetische Platte 12 mit abgebogenen Teilen 27, 28, die bei 29 und
30 Einfräsungen aufweisen, versehen (Fig. 4). Die
Einfräsungen 29 und 30 stellen zusammen mit der Kante 31 der Platte 12 einen Schlitz der Platte 12
dar, der von dem unteren Ende des Ankers 14 durchtreten wird. Die beiden Teile des Ankers 14
sind flach und verlaufen im wesentlichen parallel zueinander. Sie sind jedoch auf dem Wege über die
Abkröpfung 32 gegeneinander versetzt. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, sind in dem Teil 32 des Ankers
14 Absätze 33 und 34 vorgesehen, mit denen sich der Anker auf der Oberfläche 27 und 28 abstützt.
Der untere Teil des Ankers ist daher etwas schmaler als der Abstand zwischen den Einfräsungen
29 und 30.
An dem oberen Ende des Ankers 14 ist mit einer Schraube 35 eine Blattfeder 36 befestigt; diese
trägt an ihrem unteren Ende das Kontaktstück 37. Die Blattfeder 36 liegt zwischen den Abbiegungen
27 und 28 der Platte 12, ihr unteres Ende ist zu einem Haken ausgebildet, mit dem sie durch eine
öffnung 39 des Ankers 14 ragt. Mittels dieser Ausführung
wird erreicht, daß bei erregter Spule 13 der Kontakt 37, 40 so lange geschlossen ist, bis
der Anker 14 einen bestimmten Teil seines Weges ausgeführt hat. Bevor jedoch der Anker 14 bei erregter
Spule seine Endlage erreicht, greift er den abgebogenen Teil 38 der Blattfeder 36 und trennt
dadurch das Kontaktstück 37 von dem festen Kontakt 40. Dieser sitzt mittels einer Stellschraube in
der Kontaktklemme 45, die ihrerseits in der Grundplatte
10 angeordnet ist. Damit man die notwendigen Einstellungen z. B. an dem festen Kontakt 40
vornehmen kann, ist die Grundplatte 10, wie mit dem Bezugszeichen 46 angedeutet, ausgespart.
Der Anker ist lose in die Platte 12 eingesetzt. Damit er aus dem Gestell nicht herausfallen kann,
ist eine Verklinkung des Ankers vorgesehen; diese besteht darin, daß von der Blattfeder 36 Ansätze
47 vortreten, die sich mit Absätzen 47a einerseits unter die Unterseite der Platte 12, andererseits
gegen die Rückseite der Winkel 27, 28 legen. Die Ansätze 47 werden entlang dem Mittelstück 32 abgebogen
und legen sich hinter Absätze 48 des Ankers 14.
An dem oberen Ende des Ankers 14 ist mittels eines nichtmagnetischen Zwischenstückes 49 ein
permanenter Magnet 50 angeordnet. Der Magnet hat Stabform und dient zur Erzeugung einer magnetischen
Fesselung des Ankers. Sein Gegenpol ist mit 51 bezeichnet und an dem Träger 52 befestigt,
der einerseits verstellbar auf der Platte 12 sitzt. Zur Befestigung dient die Schraube 15, die einen
Schlitz 54 des Trägers 52 durchsetzt. Damit der Träger 52 sich nicht verdrehen kann, greift er mit
einem Winkel 55 in eine Aussparung der Platte 12.
Der Gegenpol 51 ist mittels des Nietes 53 an dem
Träger 52 befestigt. Es kann auch noch gegebenenfalls eine Scheibe aus unmaginetischein Material
vorgesehen werden, um zu vermeiden, daß direkter magnetischer Kontakt zwischen dem Magneten 50
und dem Gegenpol 51 entstehen kann, also eine Scheibe, die das Klebenbleiben des Magneten verhindert.
Durch den Magneten 50 wird bei unerregter Spule 13 der Anker 14 in der Anfangslage, bei der also
die Kontakte 37, 40 geschlossen sind, gehalten. Zusätzlich zu dieser magnetischen Fesselung erfüllt
der Magnet 50 noch die Aufgabe, den Anker 14
auszubalancieren. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Relais ganz unabhängig von seiner Lage
sicher arbeitet.
In Fig. 3 ist schematisch ein Schaltbild der Anordnung wiedergegeben. Das Schaltrelais ist mit
60 bezeichnet. Es dient der Abschaltung der An- !aufwicklung eines Einphasenmotors, dessen Hauptwicklung
mit 61 und dessen Anlauf wicklung mit 62 bezeichnet ist. 63 ist ein in Reihe mit der Hilfswicklung
liegender Kondensator, der die nötige Phasenverschiebung hervorruft. Die Spule 13 des
Relais liegt parallel zu den Klemmen der Anlaufwicklung 62. Bei der Einschaltung des Motors mittels
des Schalters 64 ist der Motor an die Hauptleiter L1, L2 angeschlossen. Da die an den Klemmen
der Wicklung 62 liegende Spannung mit steigender Drehzahl des Motors steigt, bewirkt das
entsprechend eingestellte Relais 6o, daß der Anker zur öffnung der Kontakte 37 und 40 dann anzieht,
wenn der Motor eine Geschwindigkeit von nahezu der Synchrongeschwindigkeit aufweist.. Bei geöffneten
Kontakten 37 und 40 ist die Anlaufwicklung 62 abgeschaltet, und der Motor läuft unter der
Wirkung der Wicklung 61 weiter. Bei Abschaltung der Anlaufwicklung erfährt die an den Klemmen
dieser Wicklung herrschende Spannung eine plötzliehe
Absenkung. Es herrscht jedoch immer noch infolge der Rückwirkung der Spule 61 in der Wicklung
62 eine erhebliche Spannung. Wie vorher ausgeführt, ist das erfindungsgemäße Relais in der
Lage, selbst bei dieser Spannung die Anzugsstellung beizubehalten.
Der große Unterschied zwischen der Anzugsund der Abfallspannung des Relais resultiert aus
dem hemmenden Einfluß des permanenten Magneten 50. Damit das Relais ansprechen und die Kontakte
öffnen, kann, ist es notwendig, daß die vom Magneten 50 auf seinen Gegenpol 51 ausgeübte
Kraft überwunden wird. Es ist klar, daß das Relais so ausgelegt werden kann, daß der den Luftspalt
zwischen 18 und 19 durchsetzende Fluß zwecks Überwindung dieser Schließkraft wesentlich größer
ist als derjenige Fluß, mit dem das Relais in seiner Anzugstellung gehalten wird. So kann z. B. die
Anzugspannung· das Dreifache der »Abfallspannung« betragen, bis zu welcher die Spannung absinken
muß, um ein Schließen der Kontakte für einen erneuten Anlauf des Motors zu gestatten.
Claims (4)
1. Anordnung zur Abschaltung der Hilfsphase von Einphasenmotoren mit einem zur
Hilfswicklung parallel liegenden Relais, dessen Kontakte gemeinsam mit einem Hilfsphasenkondensator
in Reihe mit der Hilfswicklung liegen, gekennzeichnet durch die Anwendung eines Relais mit einem magnetisch derart gefesselten
Klappanker (14), daß Anzugs- und Abfallspannung erheblich voneinander abweichen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Klappanker als Wippe ausgebildet ist, sich mit Schneiden auf einem die Ankerlagerung bildenden Tragrahmen abstützt
und durch einen oberhalb seiner Drehpunkte angeordneten permanenten Magneten (50), dessen Gegenpol (51) an einem verstellbaren
Träger (52) des Relaisgestells sitzt, sowohl magnetisch gefesselt als auch mechanisch
ausbalanciert wird.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Relaisanker (14)
eine Blattfeder (36) trägt, die mit einem abgewinkelten Ende (38) so hinter einer Aussparung
des Ankers greift, daß erst nach bestimmter Ankerbewegung eine Betätigung der Kontakte erfolgt.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (36) Arme
(47) aufweist, mit denen sie sich hinter Aussparungen (29, 30) des die Ankerlagerung bildenden
Rahmens legt und so den an sich lose auf seiner Auflage drehbaren Anker (14) an
dem Rahmen hält.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
309 635/4Ϊ 10.53
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