DE368166C

DE368166C - Overcurrent protection circuit for motors

Info

Publication number: DE368166C
Application number: DEK77819D
Authority: DE
Original assignee: Krupp Stahl AG
Current assignee: Krupp Stahl AG
Publication date: 1923-02-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Ülerstromschutzschaltungen für solche Motoren, die mittels Anlaßwiderstandes angelassen werden. Die Erfindung bezweckt, die Empfindlichkeit S des Überstromschutzes derart vom Anlaßvorgange abhängig zu machen, daß die Schaltung zu Beginn des Anlassens die kleinste und nach Beendigung des Anlassens die größte Empfindlichkeit besitzt, wo^rei sich die Empfindlichkeit während des Anlassens allmählich erhöht. Dieser Zweck wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der magnetische Kreis eines mit einer Hauptstromauslösespule und mit einer Haltespule versehenen Überstromschalters durch einen Erregerstrom beeinflußbar ist, dessen Stärke von dem Widerstandswerte des jeweils eingeschalteten Teiles des Anlaßwiderstandes abhängt.The invention relates to overcurrent protection circuits for such motors which are started by means of a starting resistor. The invention aims, the sensitivity S to make the overcurrent protection such from the starter precedent dependent in that the circuit at the beginning of cranking after the completion of cranking the smallest and has the greatest sensitivity, where ^r ei, the sensitivity during cranking gradually increased. This purpose is achieved according to the invention in that the magnetic circuit of an overcurrent switch provided with a main current release coil and a holding coil can be influenced by an excitation current, the strength of which depends on the resistance value of the part of the starting resistor that is switched on.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, und zwar zeigt 'Abb. 1 das erste und Abb. 2 das zweite Ausführungsbeispiel. Two exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown schematically in the drawing shown, namely 'Fig. 1 the first and Fig. 2 the second embodiment.

Es soll zunächst das erste Ausführungs'ei-₂g spiel erläutert werden.It should be explained first the first Ausführungs'ei- ₂ g game.

In Reihe mit dem Motoranker B'² eines an eine Gleichstromquelle angeschlossenen Hauptstrommotors B-, Z?³ liegen im Zuge der Hauptstromleitung einerseits ein Anlasser D, D¹, anderseits die durch zwei in V ezug auf einander bewegliche Kontakte E und E¹ ge. ildete Unterbrechungsstelle und die Hauptstromauslösespule E² eines Überstromschalters. Der eine (E¹) der beiden Kontakte steht unter der Wirkung einer (nicht dargestellten) Feder, die den Schalter in der Einschaltstellung zu halten sucht. Der Überstromschalter tesitzt außerdem eine zweite, als Spannungsspule ausgebildete Erregerwicklung E"\ die unter Yorschaltung eines Widerstandes F parallel zu dem die Auslösespule E" und die Kontakte E, E¹ des Überstromschalters enthaltenden Teile des Hauptstromkreises liegt und im gleichen Sinne wie die Auslösespule E- gewickelt ist. Diese zweite Erregerwicklung (E³'), die dazu dient, den geöffneten Überj stromschalter in seiner Ausschaltstellung fe&t- ! zuhalten, soll im folgenden als Haltespule Ie- ! zeichnet werden. Mit den Enden des Anlaß-[ Widerstandes D ist eine dritte Magnetspule Eⁱ des Überstramschalters derart verbunden, daß sie während des Anlaßvorganges von einem im Sinne des Pfeiles w verlaufenden Strome durchflossen wird. Da dieser Strom den baim Betriebe des Überstromschalters in den Spulen E" und E^a in der Richtung der Pfeile y rnd ζ fließenden Strömen entgegengerichtet ist, so übt die zusätzliche Magnetspule E⁴ eine lie magnetische Zugkraft der beiden anderen Magnetspulen schwächende Wirkung aus. Diese Wirkung ist am stärksten, wenn der volle Anlaßwiderstand D dem Motor B², B^s vorgeschaltet ist, und geht um so mehr zurück, j e mehr im Verlaufe des Anlaßvorganges durch Drehen der Anlasserkurbel D¹ im Sinne des Pfeiles χ der vom Motorstrome durchflossene Teil des Anlaßwiderstandes Ό verkleinert wird.In series with the motor armature B ' ^{2 of} a main current motor B-, Z? ³ lie in the wake of the main flow line on the one hand, a starter D, D ^1, on the other hand the ezug by two in V ge of each other movable contacts D and E. ¹ The break point and the main current release coil E ^{2 of} an overcurrent switch. One (E ¹ ) of the two contacts is under the action of a spring (not shown) which tries to keep the switch in the on position. The overcurrent switch also has a second excitation winding E "\ which, with a resistor F connected in parallel to the parts of the main circuit containing the tripping coil E" and the contacts E, E ^{1 of} the overcurrent switch, and in the same sense as the tripping coil E- is wrapped. This second excitation winding (E ³ '), which is used to switch the open overcurrent switch in its off position fe & t-! to hold, in the following as a holding coil Ie-! be drawn. A third solenoid E ⁱ of the overcurrent switch is connected to the ends of the starting resistor D in such a way that a current flowing in the direction of arrow w flows through it during the starting process. Since this current is opposed to the currents flowing in the direction of the arrows y rnd ζ in the direction of the overcurrent switch in the coils E ″ and E ^a , the additional magnet coil E ⁴ exerts a weak magnetic pulling force on the two other magnet coils. This effect is strongest when the full starting resistance D is connected upstream of the motor B ² , B ^s , and decreases the more in the course of the starting process by turning the starter crank D ¹ in the direction of the arrow χ the part of the starting resistance through which the motor current flows Ό is reduced.

Um den Motor B², B³ anzulassen, dreht man die Anlasserkurbel D¹ im Sinne des Pfeiles x. Sobald diese den Anlaßwiderstand Ό berührt, nehmen die Magnetwicklung B^s und der Anker B² des Motors B², B^z einen Strom von maß ger Stärke auf; ebenso sind die die Spulen E² und E^s im Sinne der Pfeile y und ζ durchfließenden Ströme wegen des vorgeschalteten Anlaßwiderstandes D zunächst nur von geringer Stärke. Dagegen ist die dritte, die Wirkung der beiden anderen Magnetspulen schwächende Spule Eⁱ voll erregt. In dem Maße nun, wie die Anlasserkurbel D¹ weiter-' ewegt wird, steigt die Stromstärke in der Hauptstromauslösespule E² des Überstromschalters an, während sie in der Gegenspule E* sinkt, so daß der Motoranker B anläuft und die Empfindlichkeit des überstromschalters gegen Überstrom um so mehr zunimmt, je mehr sich der Motoranker B seiner Betriebsdrehzahl und damit seiner normalen Stromaufnahme nähert. Der Überstromschalter go spricht daher während des Anlassens nur bei einem erheblich höheren Überstrome an alsTo start the engine B ² , B ³ , turn the starter crank D ¹ in the direction of the arrow x. As soon as this touches the starting resistance Ό , take the magnet winding B ^s and the armature B ^{2 of} the motor B ² , B ^z a current of measure ger strength; likewise, the currents flowing through the coils E ² and E ^s in the sense of the arrows y and ζ are initially only of low strength because of the upstream starting resistor D. In contrast, the third coil E ⁱ , which weakens the effect of the other two magnetic coils, is fully excited. As the starter crank D ^{1 is moved} further, the current in the main current release coil E ^{2 of} the overcurrent switch increases, while it decreases in the counter coil E * , so that the motor armature B starts up and the sensitivity of the overcurrent switch against overcurrent the more it increases, the closer the motor armature B approaches its operating speed and thus its normal power consumption. The overcurrent switch go therefore only responds during starting when the overcurrent is significantly higher than that

*) Von dem Palentsucher ist als Erfinder angegeben worden:*) The inventor of the Palentucher has been indicated:

Felix Tobten in Essen, Ruhr.Felix Tobten in Essen, Ruhr.

nach Beendigung des Anlaßvorganges, wo seine magnetische Zugkraft sich infolge des Aufhörens der Gegenwirkung der Spule Eⁱ beträchtlich steigert.after the end of the starting process, where its magnetic pulling force increases considerably as a result of the cessation of the counteraction of the coil E ⁱ .

Hat sich der Überstromschalter E bis .£* unter dem Einfluß eines Überstromes geöffnet, so steigt der Strom in der Haltespule E^s unter der Wirkung der sich rasch vermindernden elektromotorischen Gegenkraft des Motors B², B³ so weit an, daß die Spule E³ imstande ist, den geöffneten Überstromschalter in der Ausschaltstellung festzuhalten. ' Der Schalter kann nun nach Beseitigung der störenden Ursache dadurch wieder eingeschaltet werden, daß man die Anlasserkurbel D¹ rückwärts dreht, bis sie nicht mehr auf dem Anlaß widerstand D aufliegt. Dadurch wird der Strom in der den Motor B², B^s enthaltenden Hauptleitung unterbrochen, so daß auch die Haltespule E³ stromlos wird und der Überstromschalter sich unter der Wirkung seiner (nicht dargestellten) Feder schließt.If the overcurrent switch E to £ * has opened under the influence of an overcurrent, the current in the holding coil E ^s rises under the effect of the rapidly decreasing counter-electromotive force of the motor B ² , B ^{3 to} such an extent that the coil E ³ is able to hold the open overcurrent switch in the off position. 'The switch can now be switched on again after eliminating the disturbing cause by turning the starter crank D ¹ backwards until it no longer rests on the starting resistor D. As a result, the current in the main line containing the motor B ² , B ^s is interrupted, so that the holding coil E ^{3 is also} de-energized and the overcurrent switch closes under the action of its spring (not shown).

Die beschriebene Schaltung eignet sich besonders für solche Fälle, wo bei einem vorhandenen Überstromschalter eine Erhöhung der magnetischen Zugkraft über den durch die Hauptstromauslösespule bestimmten Wert nicht in Frage kommt, wohl aber während des Anlaßvorganges eine Verminderung der magnetischen Zugkraft zwecks Herabsetzung der Empfindlichkeit des Überstromschalters zweckmäßig erscheint.The circuit described is particularly suitable for those cases where an existing one Overcurrent switch increases the magnetic pulling force above the value determined by the main current release coil is out of the question, but a reduction in the magnetic value during the tempering process is possible Pulling force is useful in order to reduce the sensitivity of the overcurrent switch appears.

Bei dem durch Abb. 2 veranschaulichten zweiten Ausführungsbeispiele ist der Über-Stromschalter im Gegensatz zu der Schaltung nach Abb. 1 so angeschlossen, daß der vom positiven Pole der Stromquelle ausgehende Strom zuerst die Unterbrechungsstelle E, E-sowie den Vorschaltwiderstand F und erst dann d'e Hauptstromauslösespule E² sowie die Haltespule- E³ durchfließt. Ferner ist der , Anlasser D, D¹ zwischen den Überstromschalter und den als Hauptstrommotor ausgebildeten Motor B², B³ gelegt. Das offene Ende des Anlaßwiderstandes D ist durch eine einen Widerstand G¹ enthaltende Leitung G an die Verbindungsstelle der Haltespule E³ und -des Vor Schaltwiderstandes F angeschlossen. Die Stärke des während des Anlaßvorganges die Haltespule E³ in der Richtung des Pfeiles s durchfließenden, der Richtung des Stromes in der Auslösespule E² (Pfeil y) entgegengesetzten Stromes hängt infolgedessen von dem SpannungsaMalle ab, den der den Anlaßwiderstand D durchfließende Strom in diesem hervorruft. Dieser Spannungsabfall ist am größten, wenn die Anlasserkurbel D¹ das freie Ende des Anlaß Widerstandes D berührt; er wird gleich Null, wenn die im Sinne des Pfeiles χ bewegte Kurbel D¹ das andere Ende des Anlaßwi'derstandes D erreicht, der in dem Ankerstromkreis eingeschaltete Teil des Anlaßwiderstandes D also ebenfalls gleich Null ist. Die Haltespule E³ wirkt demnach während des Anlaßvorganges schwächend auf die magnetische Zugkraft des Überstromschalters, und zwar ist diese schwächende Wirkung zu Beginn des Anlaßvorganges am größten und zum Schlüsse desselben am kleinsten. Die Wirkungsweise der durch Abb. 2 veranschaulichten Schaltung gleicht also durchaus derjenigen des Ausführungsbeispieles nach Abb. ι; doch hat die Schaltung nach Abb. 2 vor dieser den Vorteil voraus, daß keine zusätzliche Magnetwicklung, sondern nur ein weiterer Widerstand gebraucht wird.In the second exemplary embodiment illustrated by Fig. 2, the overcurrent switch, in contrast to the circuit according to Fig. 1, is connected in such a way that the current coming from the positive pole of the current source first reaches the interruption point E, E and the series resistor F and only then d 'e main current trip coil E ² as well as the holding coil ^{E 3} flows through. Furthermore, the starter D, D ^{1 is placed} between the overcurrent switch and the motor B ² , B ^{3 designed} as a main current motor. The open end of the starting resistor D is connected to the junction of the holding coil E ³ and the upstream switching resistor F by a line G containing a resistor G ¹ . The strength of the current flowing through the holding coil E ³ in the direction of arrow s during the starting process, which is opposite to the direction of the current in the tripping coil E ² (arrow y) , consequently depends on the voltage that the current flowing through the starting resistor D causes in it . This voltage drop is greatest when the starter crank D ¹ touches the free end of the starting resistor D; it becomes equal to zero when the crank D ¹ moved in the direction of the arrow χ reaches the other end of the starting resistor D , the part of the starting resistor D switched on in the armature circuit is therefore also equal to zero. The holding coil E ³ accordingly has a weakening effect on the magnetic pulling force of the overcurrent switch during the starting process, and this weakening effect is greatest at the beginning of the starting process and smallest at the end of the same. The mode of operation of the circuit illustrated by Fig. 2 is quite similar to that of the exemplary embodiment according to Fig. Ι; but the circuit according to Fig. 2 has the advantage over this that no additional magnet winding, but only an additional resistor is needed.

Beiden vorstehend beschriebenen Überstromschutzschaltungen ist der Vorteil gemeinsam, daß vorhandene Überstromschalter mit Hauptstromauslösespule und Haltespule ohne kostspielige Änderungen für die Zwecke des Erfindungsgegenstandes eingerichtet werden können.Both overcurrent protection circuits described above have the common advantage, that existing overcurrent switches with main current trip coil and holding coil without costly changes for the purposes of the subject matter of the invention can be set up.

Claims

Patent Claims:

1. Overcurrent protection circuit for motors that are started by means of a starting resistor, characterized in that the magnetic circuit of an overcurrent switch provided with a main current release coil (E ² ) and a holding coil ^{(E 3} ) can be influenced by an excitation current, the strength of which depends on the resistance values of the each switched-on part of the starting resistor (D) al depends.

2. Overcurrent protection circuit according to claim i, characterized in that the overcurrent switch (E to Ε ⁴ ") contains a special magnetic winding (E ⁴ ) counteracting the trip coil (£ *), which is arranged in the shunt to the starting resistors (D) (Fig. 1).

3. Overcurrent protection circuit according to claim ι or 2, characterized in that the starting resistor (D) between the armature (B ² ) of the motor to be protected (B ² , B ³ ) and the interruption point '(E, E ¹ ) of the overcurrent switch and arranged the holding coil (E ³ ) is connected in such a way that it is on the one hand in the shunt to the interruption point (E, E ¹ ) of the overcurrent switch and on the other hand in the shunt to the starting resistor (D) (Fig. 2).

1 sheet of drawings.