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Einrichtung zum Anlassen eines Einphaseninduktionsmotors mit Hilfe
eines Doppelspulenrelais Einphaseninduktionsmotoren kann man bekanntlich mit Hilfsphasen
anlassen. Es ist nun bereits bekannt, die Hilfsphasen mittels eines Schalters selbsttätig
an das Netz zu legen. Der Schalter wurde dabei durch ein Relais gesteuert, das eine
mit der Hauptwicklung des Induktionsmotors in Reihe liegende Erregerspule besaß.
Die bekannte Einrichtung hatte daher den Nachteil, daß die Anlaufwicklung erst nach
dem Anschließen der Hauptwicklung des Motors an das Netz, und zwar nach dem Erreichen
des den Volllaststrom übersteigenden Anfahrstromes, eingeschaltet und nach Erreichen
der Vollastdrehzahl und Absinken des Stromes auf den zugehörigenWertwieder ausgeschaltet
wurde. Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtung bestand darin, daß unter
Umständen, wenn der Motor beim Sinken der Netzspannung stehenblieb, der Strom nicht
genügte, die Hilfswicklung einzuschalten oder die zur Abschaltung des Motors bestimmte
überlastsicherung zum Ansprechen zu bringen, so daß leicht die Hauptwicklung des
Motors verbrennen konnte.
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Alle diese Nachteile vermeidet die Erfindung dadurch, daß der das
Ein- und Ausschalten der Anlaufwicklung des Einphaseninduktionsmotors bewirkende
selbsttätige Schalter den Anschlußkontakt der Hilfsphase an das Netz bei Motorstillstand
stets schließt. Um dies zu erreichen, ist er mit zwei Erregerspulen ausgerüstet.
Die eine Erregerspule liegt in bekannter Weise in Reihe mit der Hauptwicklung, die
zweite Erregerspule parallel zur Anlaufwicklung des Induktionsmotors.
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Relais mit zwei Erregerspulen zum Anlassen von Einphaseninduktionsmotoren
sind nun zwar an sich bekannt. Bei der bekannten Anordnung wurde aber das Relais
zum Ein-bzw. Ausschalten von Teilen der Hauptphasenwicklung, nicht aber zum Ein-
und Ausschalten der Hilfsphasenwicklung benutzt.
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Die Erfindung ist in einer Ausführungsform gezeichnet, und zwar stellen
die Abb. r bis 3 den Aufbau des bei der neuen Einrichtung verwendeten Schalters,
die Abb.,. das Schaltbild und die Abb.5 eine Haushaltskältemaschine dar, für die
die Einrichtung beispielsweise verwendet werden kann.
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In der Abb. 4 ist der Läufer der Einphaseninduktionsmaschine mit So,
die Hauptphasenwicklung mit 51 und die Hilfsphasenwicklung mit 5a bezeichnet. In
Reihe zur Hauptphasenwicklung 51 liegt die Erregerspule
29 des
den Schalter 33, 34 steuernden Relais. Der als Kippanker ausgebildete Anker 3o des
Relais befindet sich im Ruhezustand und im Anlaufzustand des Motors in der gezeichneten
Stellung.
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In dem Stromkreis der Hauptphase 51 und der Erregerspule 29 liegt
außerdem noch die Heizspule 23 einer später zu beschreibenden Auslösevorrichtung
für den Hauptschalter 11,12. Parallel zur Anlaufwicklung 52 ist die Erregerspule
28 und in Reihe zur Anlaufwicklung der zur Begrenzung des Anlaufstromes dienende
Widerstand 25 geschaltet. Die Klemmen zum Anschluß an das Netz sind mit L1 und L,
bezeichnet.
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Die Wirkungsweise der neuen Einrichtung ist folgende: Wenn von Hand
mittels des Hauptschalters z i, 12 der Motor an das Netz gelegt wird, liegen beide
Wicklungen des Induktionsmotors, die Hauptphasenwicklung und die Hilfsphasenwicklung,
am Netz. Die an die Hilfsphasenwicklung 52 angelegte Spannung ist gleich der Netzspannung,
vermindert um den durch den Widerstand 25 verursachten Spannungsabfall. Beim Anlaufen
des Induktionsmotors tritt in der Hauptphasenwicklung und in der Serienerregerspule
29 ein großer Anlaufstrom auf, so daß zunächst der Anker 3o des Relais in der gezeichneten
Lage und damit die Anlaufwicklung am Netz angeschaltet bleibt. Nach dem Anlauf sinkt
der durch die Hauptphasenwicklung fließende Strom, so daß der von der Spule 28 ausgeübte
Zug den von der Spule 29 ausgeübten Zug überwiegt. Damit wird der Anker
30 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn verdreht und der Schalter 33 und 34
geöffnet. Die Anlaufwicklung 52 ist nunmehr vom Netz abgeschaltet. Gleichwohl ist
aber die in der Anlaufwicklung 52 induzierte Spannung hinreichend, die Spule 28
genügend zu erregen, um den Schalter 33, 34 geöffnet zu erhalten.
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Bleibt nun der Motor während des Betriebes stehen, so wächst der durch
die Hauptphasenwicklung fließende Strom, und die an der Hilfsphasenwicklung auftretende
Spannung sinkt auf Null. Infolgedessen wird der Schalter 33, 34 wieder geschlossen
und damit die Hilfsphasenwicklung an das Netz geschaltet, so daß der Motor wieder
für Anlauf geschaltet ist. Gleichzeitig wird aber dadurch auch der durch den Heizwiderstand
23 fließende Strom der thermischen Auslösevorrichtung des Hauptschalters 11, 12
erhöht, so daß sich der Heizdraht 23 sehr rasch stark erwärmt und ein Öffnen des
Hauptschalters i i, 12 und damit ein Abschalten sowohl der Hauptphasenwicklung als
auch der Hilfsphasenwicklung des Einphaseninduktionsmotors bewirkt, so daß der Motor
vor Über-Belastung geschützt wird. Da beim Wiederanschalten des Motors an das Netz
sowohl die Hauptphasenwicklung als auch die Hilfsphasenwicklung gleichzeitig an
das Netz geschaltet werden, kann der Motor auch bei starkem Abfall der. Netzspannung
anspringen.
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Der selbsttätige Schalter 33, 34 und der mit einer thermischen Auslösung
versehene Hauptschalter 11, 12 können gemäß den Abb. i bis 3 ausgebildet sein, wobei
angenommen ist, daß die Einrichtung für einen in der Abb. 5 veranschaulichten Haushaltskälteschrank
verwendet wird.
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Die Kontakte des Hauptschalters sind in der Abb. i wie in Abb. 4 mit
i i und 12 bezeichnet. Sie können von dem Temperaturüberwachungsorgan 16 und von
dem Schaltgriff 24 geschlossen und .geöffnet werden. Das Überwachungsorgan 16 ist
eine balgartige Membrane bekannter Bauart, deren Innenraum durch ein Rohr o. dgl.
mit dem Kühlraum des Kühlschrankes in Verbindung steht. Je nach der Temperaturänderung
dehnt sich die Membrane aus oder zieht sich zusammen. Diese Bewegung wird auf dem
Schaltkontakt i2 des Hauptschalters mittels eines Hebels 14 übertragen, der bei
15 drehbar gelagert ist und durch eine Feder 17 gegen das Überwachungsorgan 16 gedrückt
wird. Das freie Ende des Hebels 14 ist über einen Kipphebel 13 und eine Feder 13'
mit dem beweglichen Kontakt i2 gekuppelt.
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Die thermische Auslösevorrichtung des Hauptschalters 11, 12 besteht
aus einem Bimetallstreifen 22, der von dem bereits erwähnten Heizdraht 23 erwärmt
wird. Bei unzulässigem Überstrom biegt sich der Streifen 22 nach außen durch und
gibt hierdurch den Weg für den drehbaren Hebel 2o frei, der unter der Wirkung der
Feder 21 die Kontakte i i, 12 öffnet.
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Die Kontakte 11, 12 können auch mittels des Schaltgriffes 24 von Hand
geöffnet werden. Bewegt man nämlich den Schaltgriff 24 im Uhrzeigersinn, so drückf
der Anschlag 2q.' den Bimetallstreifen 22 nach außen. Hierdurch werden wiederum
wie im vorhergehenden Fall die Kontakte 11, 12 geöffnet. Zum Zwecke der Wiedereinschaltung
wird der Schaltgriff 24 im umgekehrten Uhrzeigersinn bewegt, wobei sich der Anschlag
24' gegen eine abgeschrägte Fläche des Hebels 2o legt und diesen hierdurch im Uhrzeigersinn
schwenkt, so daß sich die Kontakte i i, 12 wieder schließen und durch den Bimetallstreifen
22 in Schlußstellung gehalten werden.
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Außer diesen Auslöseorganen befindet sich auf dem Schaltersockel 8
noch der zur Begrenzung des Anlaufstromes bereits erwähnte Widerstand 25 sowie die
zum selbsttätigen
Ein- und Abschalten der Hilfsphasenwicklung 52
vorgesehene, aus den Spulen 28 und 29, dem Anker 30 und den Kontakten 33
und 34 bestehende Einrichtung 26 (Abb. i, 2 und 3).
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Wie im unteren Teil der Abb. i gezeigt ist, ist auf der Deckplatte
des Kühlschrankes eine besondere Isolierplatte 4o angebracht, auf der eine Anzahl
durch Leitungen 45 mit dem Induktionsmotor leitend verbundene Federkontakte 41 bis
44 (s. auch Abb. 3 und 4) befestigt sind. Diesen Kontakten sind auf der Rückseite
des Sockels 8, wie die Abb. 3 zeigt, feste Gegenkontakte 43' zugeordnet, die mit
den einzelnen auf dem Sockel 8 befindlichen Schaltelementen verbunden sind. Der
Anschluß an das Netz erfolgt durch zwei nebeneinanderliegende Anschlußklemmen, von
denen in der Abb. 3 nur die Klemme L1 sichtbar ist.
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Infolge der in den Abb. i bis 3 veranschaulichten Anordnung der Schaltelemente
auf einem Sockel 8 und durch die federnden Kontakte 41 bis 4.I. und die Gegenkontakte
,I3' ist es möglich, den Sockel 8 auf dem Kühlschrank zu befestigen, ohne daß es
einer besonderen Verbindung der Zuleitungen des Induktionsmotors mit der Schaltvorrichtung
bedarf. Die Schaltvorrichtung kann daher in einfachster Weise ausgewechselt und
nachgesehen werden. Die Schaltvorrichtung wird zweckmäßig durch den Schutzdeckel
9 abgedeckt.
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Mit der neuen Einrichtung können auch statt der Hilfsphasenwicklung
in den Stromkreis der Hilfsphasenwicklung eingeschaltete Kondensatoren nach dem
Anlauf selbsttätig ganz oder teilweise ab- und beim Stillsetzen des Motors wieder
eingeschaltet werden.