DE426261C - Schutzschalter fuer Induktionsmotoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 10. SEPTEMBER 1926

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Vr 426261 -KLASSE 21 c GRUPPE 59

Firma Siemens-Schuckertwerke G. m. b. H. in Berlin-Siemensstadt*).

Schutzschalter für Induktionsmotoren. Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Mai 1923 ab.

Gegenstand der Erfindung ist ein Schutzschalter für Induktionsmotoren, der den Motor selbsttätig abschalten soll, erstens, wenn der Motor bei normaler Spannung längere Zeit überlastet wird, zweitens, wenn

die Spannung stark zurückgeht, drittens, wenn der Strom beim Anlassen die normale Anlaufstromstärke übersteigt, beispielsweise wegen eines Kurzschlusses in der Wicklung.

*.) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Gottlieb Speiser in Nürnberg.

Schutzschalter, die diese Forderungen erfüllen; sind bekannt. Bei einem solchen Schalter steht das Aüslösewerk unter dem Einfluß· wenigstens eines Uberiastungsrelais, dessen Wirkung durch eiiien Thermostaten¹ verzögert wird, und wenigstens eines Spannungsrückgangsrelais. Das Auslosewerk ist außerdem noch der Einwirkung eines Anlaufrelais unterworfen, das die öffnung des Schalters bei Überschreitung der normalen Anlaufstromstärke um einen bestimmten Betrag bewirkt. Als Überlastungsrelais wird ein vom Motorstrom oder einem Teil dieses Stromes geheizter Thermostat verwendet, als Spannungsrückgangsrelais ein Elektromagnet. Das Überlastungsrelais wirkt mittelbar auf das Auslösewerk ein, durch Abschaltung des Spannungsrückgangsrelais oder durch Kurzschließung seiner mit Vorwiderstand versehenen Wicklung.

Die Besonderheit des neuen Schalters besteht in der Hauptsache darin, daß ein elektromagnetisches Überlastungsrelais verwendet wird, das beim Ansprechen einen von konstanter Spannung erregten, auf das Auslösewerk des Schalters wirkenden Thermostaten einschaltet. Dieser Thermostat wird am besten in einen von der Spannung des Motors erregten Stromkreis gelegt und für die an sich bekannte mittelbare Einwirkung axif das Auslösewerk des Schalters, nämlich durch Vermittlung des Spannungsrückgangsrelais, eingerichtet. Diese Anordnung bietet gegenüber dem bekannten Hitzdrahtrelais besonders den Vorteil, daß die Wirkung des Überlastungsrelais und der Verzögerungseinrichtung sich weniger stark mit der Gebrauchsdauer des Schalters ändert.

Auf der Zeichnung ist beispielsweise eine Ausführungsform des neuen Schutzschalters für Drehstrom in schematischer Weise dargestellt.

R, S, T sind die drei Leitungen des Drehstromnetzes, U, V, W die drei Klemmen des Drehstrommotors. In die drei gesicherten Zuleitungen i, 2,3 des Motors sind drei einpolige Selbstausschalter A₁, A₂, A₃ mit Auslösemagneten B₁, B₂, B_s und in Reihe mit ihnen die Überlastungsrelais C₁, C₂, C₃ eingeschaltet. Bei den Schaltern A₁ und A₃ ist die Wicklung 4 des Auslösemagneten B₁ bzw. B₃, der als Anlaufrelais dient, mit den Schalterkontakten 5, 6 in Reihe geschaltet; bei dem Schalter A₂ ist der Auslösemagnet B₂ mit einer Spannungswicklung 7 versehen und als Spannungsrückgangsrelais ausgebildet.

Die Überlastungsrelais C₁, C₂, C₃ und die Anlaufrelais B₁, B₃ sind mit Tauchkernen 8 ausgestattet; die Tauchkerne ruhen bei Stromlosigkeit der Relaiswicklungen auf Anschlägen 9 und werden angehoben, wenn die Stromstärken in den Wicklungen bestimmte, durch Verstellung der Anschläge 9 einstellbare Werte überschreiten. Das Spannungsrückgangsrelais B₂ hat einen die Wicklung 7 R* tragenden festen Kern 10 und einen bei 11 gelenkig gelagerten Anker 12, der unter der Einwirkung einer Abreißfeder 13 steht.

Der verwendete Selbstausschalter ist von der bekannten Bauart, die eine Öffnung des Schalters durch den Auslösemagneten bei Schließstellung des Schaltergriffes und auch die Öffnung mittels des Schaltergriffes ermöglicht. Auf einer Grundplatte 14, die für die drei Schalter A₁, A₂, A₃ gemeinsam sein kann, sind die Metallstücke 5 und 15 befestigt, die den Strom zum eigentlichen Schalter leiten. Das Metallstück 5 dient zugleich als Schalterkontakt. Der zweite Schalterkontakt 6 sitzt am Ende einer Feder 16, die an dem Metallstück 15 befestigt ist. Auf diese Feder wirkt die Achse 17 eines Gelenkes, das einen bei 18 drehbar gelagerten Lenker 19 mit einer Schubstange 20 verbindet. Diese Schubstange trägt an ihrem freien Ende eine lose Rolle 21 auf einer Achse 22, die auf einer zur Grundplatte 14 etwa senkrecht stehenden Bahn 23 gerade geführt ist. Auf die Schubstange wirkt ein unrunder Schaltnocken 24 mit einer Nase 25. Die Schaltnocken der drei Schalter sitzen auf einer gemeinsamen Achse 26 mit einem Handgriff 27.

Die Auslösemagnete B₁, B₂, B₃ sind so angeordnet, daß die Rollen an den Schubstangen der Schalter in den Stoßbereichen der Tauchkerne bzw. des Ankers der Auslösemagnete liegen.

In den Stoßbereichen der Tauchkerne der Überlastungsrelais C₁, C₂, C₃ sind Schalter D₁, D₂, D₃ so angeordnet, daß die an einem Isolierstück 28 befestigten Kontaktfedern 29, 30 miteinander in Berührung gebracht werden, wenn der Tauchkern 8 angehoben wird. Diese Schalter liegen parallel zueinander in einem von der Spannung erregten Stromzweig, der bei 31 von der Zuleitung 2 abgezweigt ist, außer den Schaltern die Heizwicklung 32 eines Thermostaten E und ihren Vorwiderstand 33 enthält und bei 34 an die Zuleitung 3 angeschlossen ist.

Der Ausdehnungskörper des Thermostaten besteht aus einem Messingrohr 35, das mit Schneiden zwischen einem festen Widerlager und einem bei 37 gelenkig gelagerten, durch eine Feder 38 gegen das Messingrohr gezogenen beweglichen Widerlager 39 eingespannt ist. Das bewegliche Widerlager bildet zusammen mit einem festen Kontakt einen Schalter im Stromzweig der Wicklung 7 des Spannungsrückgangsrelais B₂, der durch die Leitung 41, 31 mit der Zuleitung 2,

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durch die Leitung 37, 34 mit der Zuleitung 3 verbunden ist.

Um die Wirkungsweise des Schutzschalters zu erläutern, sei angenommen: Die Überlastungsrelais C₁, C₂, C₃ seien so eingestellt, daß sie bei 30 Prozent Überlastung des Motors ihre Tauchkerne anheben und die Schalter D₁, D₂, D₃ schließen. Der Thermostat E sei so eingestellt, daß von der Ein-

ίο schaltung der Heizwicklung 32 zehn Minuten vergehen, bis das Messingrohr 35 durch seine Ausdehnung den Schalter 39, 40 öffnet. Die Anlaufrelais B₁, B_s seien so eingestellt, daß sie bei 2oprozentiger Überschreitung des normalen Anlaufstromes ansprechen. Das Spannungsrückgangsrelais B₂ sei so eingestellt, daß es bei einem Rückgang der Spannung um 30 Prozent anspricht.

Die Zeichnung zeigt die Schalter A₁, A₂, A₃ in geschlossenem Zustand. Sind die Schalter eben geschlossen worden, um den Motor anzulassen, so ergibt sich, falls in der Wicklung des Motors nicht etwa ein Kurzschluß besteht, folgendes Spiel: Die Überlastungsrelais C₁, C₂, C₃ sprechen an, schließen die Schalter D₁, D₂, D₃ und schalten dadurch die Heizwicklung des Thermostaten ein. Die Überlastungsrelais sprechen an, weil der Anlaufstrom den Vollaststrom um mehr als 30 Prozent überschreitet. Diese Einschaltung des Thermostaten bleibt aber wirkungslos, weil die Zeit des Anlaufes nicht ausreicht, das Messingrohr des Thermostaten bis zur Öffnung des Schalters 39, 40 und somit zur Abschaltung des Spannungsrückgangsrelais B₂ auszudehnen.

Wird beim Anlauf die normale Anlaufstromstärke um mehr als 20 Prozent überschritten, so wird wenigstens eines der Anlaufrelais B₁, B₃ ansprechen. Der Tauch-

kern 8 stößt dabei die Rolle 21 nach oben; der Kniehebel, den die Schubstange 20 der Schaltnocken 24 bei der gezeichneten Schließstellung der Teile miteinander bilden, wird im Gelenkpunkt aufgelöst. Die Schalter feder 16 federt zurück und stößt vermittels der Schubstange 20 und Rolle 21 gegen die Nase 25 am Schaltnocken 24, dreht dadurch die Achse 26 im Uhrzeigersinn und bewirkt so auch die öffnung der Schalter A₂ und A₃.

Wird der Motor längere Zeit stark überlastet, beispielsweise zehn Minuten lang um mehr als 30 Prozent, so wird durch den Thermostaten E das Spannungsrückgangsrelais B₂ abgeschaltet. Sein Anker 12 wird durch die Feder 13 abgerissen. Der Schlag seines freien Endes gegen die Rolle 21 des Schalters A<, löst dann wieder alle drei Schalter in der eben beschriebenen Weise aus.

Die Wirkung des beschriebenen Schutzschalters kann weiter verfeinert werden, wenn man die Überlastungsrelais C₁, C₂, C₃ verschieden empfindlich einstellt und in die Zweige der Schalter D₁, D₂, D₃ verschiedene Widerstände legt, derart, daß die für die Öffnung des Schalters 39, 40 erforderlichen Erhitzungszeiten des Thermostaten je nach dem Grade der Überlastung verschieden, und zwar bei größerer Überlastung kleiner werden.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Schutzschalter für Induktionsmotoren, auf dessen Auslösewerk ein Überlastungsrelais mit durch einen Thermostaten verzögerter Wirkung und ein Spannungsrückgangsrelais einwirken und dessen Auslösewerk auch noch der Einwirkung eines Anlaufrelais (z. B. B₁) unterworfen ist, das die öffnung des Schalters bei Überschreitung der normalen Anlauf Stromstärke um einen bestimmten Betrag bewirkt, gekennzeichnet durch ein elektromagnetisches Überlastungsrelais (z. B. C₁) zur Einschaltung eines Thermostaten (E), dessen Heizkörper (Wicklung 32) in einem Spannungsstromzweig liegt und der in an sich bekannter Weise durch Vermittlung des Spannungsrückgangsrelais (B₂) auf das Auslösewerk des Schutzschalters einwirken kann.

2. Schutzschalter nach Anspruch 1 für einen Drehstrommotor mit mehreren Überlastungsrelais, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlastungsrelais für verschiedene Empfindlichkeiten eingestellt sind und Widerstände verschiedener Größe in den Heizstromzweig des Thermostaten einschalten.

3. Schutzschalter nach Anspruch 1 für einen Drehstrommotor, gekennzeichnet durch drei einpolige, mechanisch gekuppelte Selbstausschalter (A₁, A₂, A_s) mit Auslösemagneten, von denen zwei (B₁, B₃) als Anlaufrelais eingestellt, der dritte (B₂) als Spannungsrückgangsrelais ausgebildet ist und durch drei Überlastungsrelais (C₁, C₂, C₃) mit Schaltern (D₁, D₂, D₃), die parallel zueinander im Heizstromzweig (31, 33, 32, 37, 34) des Thermostaten (E) liegen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.