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Selbsttätige Anlaßvorrichtung für Elektromotoren, insbesondere Drehstrommotoren
Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Anlaßvorrichtung für Elektromotoren, insbesondere
Wechselstrommotoren, und besteht darin, daß die in Mehrzahl vorgesehenen Kontaktvorrichtungen
für die Stern-Dreieck-oder für die Stufenschaltung durch einen Arbeitsmagneten nacheinander
mechanisch eingeschaltet werden. Der Magnet wirkt hierbei auf eine durchgehende
Welle ein, welche die Betätigungsglieder für die einzelnen Kontaktvorrichtungen
trägt. Diese Betätigungsglieder werden im allgemeinen in einer Lage gehalten, in
der sie mit den zugehörigen Bedienungsteilen der Kontaktvorrichtungen nicht in Eingriff
gelangen können, obgleich sie durch die um einen bestimmten Winkel durch den Arbeitsmagneten
hin und her bewegte Schaltwelle in Bewegung gesetzt werden. Erst wenn die vorhergehende
Kontaktvorrichtung in die Einschaltlage gebracht worden ist, wird das Betätigungsglied
der folgenden Kontaktvorrichtung durch einen besonderen Hebel in diejenige Lage
gebracht, bei der es beim folgenden -Hub des Arbeitsmagneten das Schließen dieser
folgenden Kontaktvorrichtung vollzieht. Die letzte Kontaktvorrichtung ist mit einer
in der Schließlage wirkenden Sperrung versehen, die den Kontakt für die wiederholte
Einschaltung des Arbeitsmagneten offenhält, so daß dieser nicht mehr erregt und
stillgesetzt wird. Die Bedienungsteile der Kontaktvorrichtungen werden durch Kniehebelgelenke
gebildet, die in der durchgedrückten Lage die Kontakte geschlossen halten. Durch
einen Auslöse- oder "Nullspannungsmagneten werden beim Einschalten der Steuerung
Fallge-,vichte gehoben, die eine gemeinsame Ausschaltung aller Kontaktvorrichtungen
bewirken, wenn der Magnet durch Ausschaltung von Hand, bei Ausbleiben der Spannung
oder Überstrom ausgeschaltet wird. Die Fallgewichte schlagen dann mittels einer
durchgehenden Welle sämtliche Kniehebelgelenke zurück und führen ein Öffnen aller
Kontakte herbei. Die Einschaltung wie auch die Ausschaltung . der Steuerung geschieht
durch Handschalter oder Druckknopf.
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Gegenüber den bekannten Nockensteuerungen besitzt die Anordnung gemäß
der Erfindung den Vorteil, daß die Ausschaltlage der Steuerung stets unmittelbar
und sofort erreicht werden kann, ohne daß es erforderlich wäre, die Steuerglieder
einzeln in die Ausschaltlage zurückzuführen. Es werden ferner keine einzelnen Magnete
für die Stufenschaltung benötigt, wie dies bei Schützsteuerungen der Fall ist, auch
fallen die bei Schützsteuerungen unentbehrlichen Hilfskontakte fort.
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Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, Flachbahnanlasser durch
einen Arbeitsmagneten mittels einer Klinke und eines
Sperrades stufenweise
zu schalten. Hierbei ist es jedoch nicht möglich, sämtliche Stromkreise rasch und
gleichzeitig zu öffnen, wie dies beim Erfindungsgegenstand der Fall ist.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
Die Abb. I zeigt die Gesamtanordnung der Schaltgeräte, die Abb. 2 und 3 eine einzelne
Schaltvorrichtung und die Abb. "4 die Betätigungseinrichtung für die einzelnen Schaltvorrichtungen.
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In der Abb.-i bedeutet R, S, T ein Drehstromnetz, i den Ständersclialter,
2 den Ständer eines Drehstrommotors, 3 dessen Läufer, 4., 5 und 6 Anlaßwiderstände,
7, 8 und 9 Kontakte zum Kurzschließen der Widerstandsstufen, io Kniehebelgelenke
zum Schließen der mit 1, 7, 8 und 9 bezeichneten Kontakte, 14 den Arbeitsmagneten,
15 einen Auslösemagneten, 16 den Einschaltdruckknopf und 17 den Aussehaltdruckknopf.
Der Arbeitsmagnet besitzt eine Erregerwicklung i8 und einen Hilfskontakt ig. Er
wirkt mit seinem Kern mittels der Federn 2o und 21 auf die Brücke 22 ein, mit der
ein Hemmwerk 23 verbunden ist. Der obere Fortsatz 24 der Brücke 22 wirkt unter Zuhilfenahme
eines nicht "dargestellten Zeitwerkes auf einen Hebel 25 ein, der durch eine Feder
27 mit dem Kontakthebel :26 verbunden ist. Die Schaltvorrichtung 26, 28 wirkt
in bekannter Weise als Momentschalter, wenn der Hebel 25 verschwenkt wird und die
Feder 27 ihre Mittellage überschreitet. .
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Wird der Druckknopf 16 geschlossen, so wird die Spule 18 des Arbeitsmagneten
14 zwischen die Netzphasen R und S geschaltet. Der Magnet i.1. zieht dann seinen
Anker an, schließt seine Hilfskontakte ig-- und mittels des ersten Knieliebelgelenkes
io den Netzschalter i und öffnet den Kontakt 28 nach einer durch das nicht dargestellte
Zeitwerk begrenzten Zeit. Die Bedienung des ersten und der weiteren Knichebelgelenke
io durch den Magneten 14 wird weiter unten an Hand der Abb. 4 erläutert werden.
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Durch den Hilfskontakt ig wird auch der Auslöseschalter 15 zum Einschalten
gebracht, dessen Spule 31 über den geschlossenen Druckknopf 17 und den Kontakt 1g
zwischen die Netzphasen R, S gelegt wird. Der Schalter 15 wird weiterhin durch den
eigenen Haltekontakt 29 in der Einschaltlage festgehalten, der Stromkreis verläuft
von R über den Druckknopf 17, die Leitung 49, den Hilfskontakt 29 und die Spule
31 nach S.
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Nachdem der Kontakt 28-geöffnet und der Druckknopf 16 losgelassen
worden ist, wird die Spule 18 des Arbeitsmagneten 14 stromlos, und sein Kern fällt
ab. Nach einer durch das Hemmwerk 23 gegebenen Verzögerung wird der Magnet wieder
eingeschaltet, und ein neues Spiel beginnt. Der Erregerstrom hat folgenden Verlauf:
Von R über den Druckknopf 17, die Leitung 49, den Hilfskontakt 3o des Magneten 15,
die Leitung 5o, einen Kontakt 48, den Kontakt 28 und die Spule 18 nach S. Der Kern
des Arbeitsmagneten wird daher wieder angezogen, wobei er auf das folgende Kniehebelgelenk
einwirkt und die Schließung der Kontakte 7 bewirkt. Der Arbeitsmagnet fällt danach
wieder ab, wird wieder eingeschaltet usw., bis alle Kontakte geschlossen und sämtliche
Widerstände kurzgeschlossen sind. Es sind nur drei Widerstandsstufen gezeichnet,
es können jedoch beliebig viele Stufen vorgesehen sein, die nacheinander geschlossen
werden.
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Der Kontakt 48 wird nach dem Schließen der letzten Stufe mechanisch
geöffnet und offengehalten, so daß der Magnet 14 stillgesetzt wird.
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In den Abb. 2 und 3 sind die Kniehebelgelenke wieder mit io, deren
fester Gelenkpunkt mit 42 und deren beweglicher, seitlich verschiebbarer Gelenkpunkt
mit 4.o bezeichnet. Der bewegliche Punkt 40 ist mit einem um den Zapfen 43 vierschwenkbaren
Hebel 41 und einem Gestänge 38 verbunden. Das Gestänge 38 wirkt seinerseits auf
einen Winkelhebel 39, der das Schließen und öffnen der Kontakte 7 herbeiführt. Die
Streckung des Kniehebelgelenkes erfolgt durch ein Schubglied 37, das mit einem Ausschnitt
oder einer Gabelung in dem Mittelpunkt der Kniehebel angreift. Das Schubglied 37
ist an einem mit der Welle 35 fest verbundenen Hebel 36 aasgelenkt. Wird die Welle
35 um einen bestimmten Winkel gedreht, so drückt das Schubglied 37 gegen den Kniehebel
und bewirkt das Schließen der Kontakte, wie dies in der Abb. 3 zur Darstellung gebracht
ist.
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In der Abb.4 sind die bereits beschriebenen Teile mit den gleichen
Bezugszeichen versehen wie in den übrigen Abbildungen. Die Welle 35 wird durch den
Arbeitsmagneten (Teil 14 gemäß der Abb. i) mittels der Teile 12 und 13 beim wiederholten
Anziehen und Abfallen des Magnetkernes um einen bestimmten Winkel hin und her bewegt.
Bei dem zunächst stattfindenden Magnethub sei durch das Schubglied 37 das erste
Kniehebelgelenk durchgedrückt und der erste Kontaktsatz (des Netzschützes i) in
Berührung gebracht. Die weiteren Schubglieder 37 nehmen dann zunächst die rechts
an der letzten Schließvorrichtung 9 dargestellte Lage ein, bei der sie an einem
Zapfen 45 des Hebels q4 durch das Eigengewicht oder unter dem Einfluß einer nicht
mit abgebildeten Feder anliegen. Erfolgt die Bewegung
der Welle
35 bei dieser Lage der Kontakthebel, so gleiten die Schubglieder 37 wirkungslos
an den Kniegelenken vorüber. Bei der Einschaltung des ersten Kniegelenkes der Schaltvorrichtung
i wurde mit dem Hebel 41 gleichzeitig auch der mit ihm gekuppelte Hebel 44 verschwenkt,
wobei das Schubglied der Schaltvorrichtung 7 in die dargestellte Lage gebracht wurde.
Der Ausschnitt des Schubgliedes steht dann mit dem Mittelpunkt des zugehörigen Kniegelenkes
im Eingriff und bewirkt bei einer erneuten Drehung der Welle 35 das Durchdrücken
des Kniehebels und ein Schließen der zugehörigen Kontakte. Bei der Bewegung des
Kniegelenkes der Schaltvorrichtung 7 wird dann durch den zugehörigen Hebel 44 das
Schubglied der weiteren Schaltvorrichtung 8 in die Wirklage gebracht usw. Durch
das wiederholte Anziehen und Abfallen des Arbeitsmagneten werden in dieser Weise
sämtliche Kontakte nacheinander geschlossen. Wird während des Schaltvorganges oder
nach dessen Vollendung der Druckknopf 17 gemäß der Abb. i niedergedrückt, so fällt
der Magnet 15 ab, unterbricht die Steuerstromkreise und läßt die Stange 32 mit den
Fallgewichten 33 los. Die Stange fällt dabei auf die nach oben durchgedrückten Kniehebelgelenkeund
führt eine gleichzeitige und rasche Ausschaltung sämtlicher Schaltvorrichtungen
herbei. Ein erneutes Anlassen kann dann sofort wieder durch Drücken des Knopfes
16 veranlaßt werden.
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Das Kniehebelgelenk der letzten Schaltvorrichtung besitzt eine über
den festen Lagerpunkt 42 hinausgehende Verlängerung 46, an der eine mit einem Schlitz
versehene Leiste 47 angelenkt ist. Diese vorzugsweise aus Isolierstoff bestehende
Leiste steht mit dem Kontakt 48 (Abb. i) in Verbindung und bewirkt dessen Unterbrechung,
wenn die letzte Stufe eingeschaltet ist, der Magnet 14 also stromlos bleiben soll.
Diese Leiste kann auch unmittelbar auf den Kontaktarm 26 gemäß der Abb. i derart
wirken, daß sie ein neuerliches Schließen des Kontaktes 28 verhindert, wenn der
letzte Stufenkontakt geschlossen ist. Die beschriebene Anordnung ist natürlich nicht
nur bei Steuerungen der beschriebenen Art anwendbar. Sie kann unter Verwendung von
zwei oder drei Schaltgliedern als Stern-Dreieckschalter oder Anlasser für Induktionsmotoren
mit Hilfsphase ausgebildet werden oder auch zum Anlassen von Gleichstrommotoren
dienen. Wie aus der Darstellung der Übertragungsvorrichtungen hervorgeht, sind die
einzelnen Hebel, Schubglieder, Wellen usw. einheitlich ausgeführt, so daß Reihenherstellung
und -zusammenbau außerordentlich begünstigt werden.