DE1130060B

DE1130060B - Schalteinrichtung fuer Einphasen-Wechselstrommotoren

Info

Publication number: DE1130060B
Application number: DEL23048A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Armin Richter
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1955-09-27
Filing date: 1955-09-27
Publication date: 1962-05-24

Description

Schalteinrichtung für Einphasen-Wechselstrommotoren Die Erfindung betrifft eine nur bei Schweranlauf betätigte Schalteinrichtung zur Erhöhung des Anzugsmomentes bei Einphasen-Wechselstrommotoren mit Hilfsphase und diesen gleichgeartete Motoren.
Zur Erhöhung des Anzugsmomentes bei Asynchronmotoren mit Kurzschlußläufer werden Kondensatoren oderTransformatoren vorgeschaltet, die dann nach erfolgtem Anlauf wieder abgeschaltet werden. Bei Einphasen-Wechselstrommotoren erfolgt die Erhöhung des Anzugsmomentes z. B. durch Vergrößern der Kapazität im Hilfsstromkreis. Diese Verfahren bedingen aber auch eine erhöhte Erwärmung, so daß die Schalthäufigkeit mitbestimmend ist für die Größe des Motors.
Zur Vermeidung allzu hoher Erwärmung sind wiederum Schaltungen bekanntgeworden, die den hohen Einschaltstromstoß vermindern sollen.
Andererseits sind aber auch Schaltungen bekanntgeworden, die gegenüber diesen Grobanlaufschaltungen einen sanften Anlauf bewirken. Abgesehen von der üblichen Stern-Dreieck-Schaltung wird zu diesem Zweck z. B. ein Widerstand vor eine Phase geschaltet, der durch ein stromabhängiges Relais ein- und ausgeschaltet wird. Ähnliche Schaltungen werden auch angewandt, um eine bestimmte Betriebsdrehzahl einzuhalten. Da durch den vorgeschalteten Widerstand das Anzugsmoment herabgedrückt ist, wird für den Anlauf gegebenenfalls der Widerstand überbrückt.
Es ist außerdem für Zerkleinerungsmaschinen im Bergbau zur Erreichung eines sanften Anlaufes, bei deren möglichem hohem Gegenmoment, vorgeschlagen worden, den Motor bei vorgeschaltetem Widerstand über ein zeitabhängiges Relais einzuschalten, das nach einer bestimmten einstellbaren Zeit den Vorschaltwiderstand überbrückt. Läuft hierbei der Motor nicht sogleich an, so tritt nach der eingestellten Zeit durch Überbrückung des Widerstandes das volle Drehmoment auf. Das Betriebsdrehmoment des Motors entspricht hierbei dem maximal auftretenden Gegenmoment.
Bei Einphasen-Wechselstrommotoren hängt die Größe des Anzugsmomentes von der Dimensionierung der Hilfsphase und/oder der Größe der Kondensatoren oder Drosseln. ab; sie sind um so größer zu wählen, je höher das geforderte Anzugsmoment ist. Aus Gründen der Phasenverschiebung werden vorwiegend Motoren mit Hilfsphase und Kondensator, sogenannte Kondensatormotoren verwendet. Mit der Größe des Anzugsmomentes steigt die Stromaufnahme, insbesondere die Anlaufstromstärke. Da diese das Mehrfache des Nennstromes beträgt, ist die Häufigkeit des Einschaltens für die Erwärmung des Motors und des Kondensators, wie vor erwähnt, von großer Bedeutung. Die Größe eines Motors und Anlaufkondensators ist also auch hier nicht nur bedingt durch die Größe des Anzugsmomentes, sondern auch durch die Schalthäufigkeit.
In allen jenen Antriebsverhältnissen mit hoher Schalthäufigkeit und im allgemeinen unter oder etwa gleich dem Nennmoment liegenden und nur hin und wieder auftretendem sehr hohem Anlaufmoment sind deshalb Motor und Kondensator in bezug auf den eigentlichen Bedarf im Gegensatz zu den vorbeschriebenen Betriebsfällen überdimensioniert. Um einen sicheren Anlauf zu gewährleisten, müssen Motor und Kondensator für das nur vielleicht auftretende hohe Anzugsmoment ausgelegt sein. Solche Antriebsverhältnisse finden sich z. B. bei Büromaschinen durch vorübergehendes Verklemmen eines mechanischen Teiles oder Stehenbleiben der Maschinen in der Stellung des höchsten Gegenmomentes, bei Ölförderpumpen nach langem Stillstand durch verdicktes oder verharztes Öl, oder allgemein bei Pumpen beim Durchgang eines Fremdkörpers, oder beim Anlauf von Maschinen mit während des Arbeitstaktes stark wechselndem Momentbedarf, wie Kompressoren u. dgl.
Um in solchen Fällen die Überdimensionierung zu vermeiden und um die Auslegung auf den wirklichen Leistungsbedarf beschränken zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß durch ein zeitverzögertes Schaltglied kurzzeitig die Impedanz des Hilfsphasenkreises so geändert wird, daß beim erschwerten Anlauf das Anzugsmoment des Motors. sich erhöht.
Das erfindungsgemäße Schaltglied kann ein stromabhängiges, zeitverzögertes Relais sein, welches nur bei einer bestimmten Stromstärke und verzögert anspricht und bei Rückgang der Stromstärke unter den Ansprechbetrag wieder abfällt oder abschaltet. Es wird somit bei normalem, nicht erschwertem Anlauf nicht zum Ansprechen kommen, weil innerhalb der Ansprechzeit die Stromstärke wieder unterhalb des Ansprechbetrages gesunken sein wird. Vorzugsweise wird das Schaltglied in den Stromkreis der Hauptwicklung gelegt, so daß es nur vom Hauptphasenstrom beeinflußt ist. Es kann bei erschwertem Anlauf entweder parallel zu einem Betriebskondensator einen Zusatzkondensator schalten, der als Anlaufkondensator wirkt, oder eine Impedanz. Für besondere Anlauf- und Betriebsverhältnisse mag es auch vorteilhaft sein, durch das Schaltglied für den Anlauf sowohl die Kapazität zu vergrößern als auch die Windungszahl der Hilfsphasenwicklung zu verkleinern.
Im einfachsten Fall kann das Schaltglied eine handbetätigte Taste sein, die gedrückt wird, wenn der Motor bei normaler Einschaltung nicht anläuft. In Sonderfällen, wenn es sich z. B. nur so lange um erschwerten Anlauf handelt, bis die anzutreibende Maschine warmgelaufen ist, kann die Taste feststellbar ausgeführt werden. Hierbei ist allerdings die Auslegung des Zusatzkondensators zu beachten, weil er jetzt kurzzeitig als Betriebskondensator verwendet ist.
In der Zeichnung sind als Beispiel zwei Prinzipschaltungen dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Schaltung mit einem Zusatzkondensator und Relais.
Fig.2 die Umschaltung mittels Relais auf einen vorgeschalteten Teil zur Hilfsphasenwicklung.
In beiden Schaltskizzen bezeichnen M den Motor mit innerhalb des gestrichelten Kreises dargestellten Windungen, 11 die Hauptphasenwicklung, 12 die Hilfsphasenwicklung, 13 das in die Hauptphase geschaltete verzögerte Relais und 14 die Anschlußklemmen für den Netzschalter. Nach Fig. 1 dient der Kondensator 15 als Betriebskondensator, während der Kondensator 16 als Anlaufkondensator für erschwerten Anlauf verwendet wird und nur in diesem Fall durch das Relais 13 zugeschaltet wird. Nach Fig. 2 wird für erschwerten Anlauf durch den Umschalter des verzögerten Relais 13 von der Hilfsphasenwicklung ein Wicklungsteil abgeschaltet. Der Betriebskondensator 15 ist für erschwerten Anlauf auszulegen. Für den erschwerten Anlauf liegt also der Schalter an der Anzapfung der Hilfsphasenwicklung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schalteinrichtung für Einphasen-Wechselstrommotoren mit Hilfsphase zur Erhöhung des Anzugmomentes nur im Bedarfsfalle mittels eines selbsttätigen oder handbetätigten zeitverzögerten Schaltgliedes, dadurch gekennzeichnet, daß duch das Schaltglied kurzzeitig die Impedanz des Hilfsphasenkreises so geändert wird, daß das Anzugsmoment des Motors sich erhöht.
2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied ein zeitverzögertes Relais ist.
3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied eine verzögert zu betätigende oder nur vorübergehend in der Einschaltstellung festgestellte Drucktaste oder ein entsprechender handbetätigter Schalter ist.
4. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zeitverzögerte Relais durch den Hauptphasenstrom betätigt wird.
5. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Schaltglied ein zusätzlicher Kondensator parallel zum Betriebskondensator geschaltet wird.
6. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Schaltglied bei gleichbleibender Kapazität von der Hilfsphasenwicklung kurzzeitig ein Wicklungsteil abgeschaltet wird.
7. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Schaltglied kurzzeitig sowohl die Hilfsphasenwicklung als auch die Kapazität verändert wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 287 322, 567 344, 639148, 648 065, 688121, 708 537, 892158; ETZ 1935, S. 1217; SSW-Druckschrift »Die elektrischen Antriebe von Zerkleinerungsmaschinen im Bergbau«, S. 9.