DE1002871B

DE1002871B - Anlassrelais fuer Einphasen-Induktionsmotoren

Info

Publication number: DE1002871B
Application number: DEL23549A
Authority: DE
Inventors: Werner Eisert
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1955-12-02
Filing date: 1955-12-02
Publication date: 1957-02-21

Description

Anlaßrelais für Einphasen-Induktionsmotoren Einphasenmotoren mit Hilfsphase werden immer häufiger mit sogenannten Anlaßrelais ausgerüstet, die dazu dienen, die Hilfsphase beim Hochlaufen selbsttätig an-und nach erfolgtem Hochlaufen wieder abzuschalten. Es wird dabei die Tatsache ausgenutzt, daß der Hauptphasenstrom zunächst sehr groß ist und danach auf einen kleineren Wert absinkt. Durchfließt dieser Strom ein Relais, so wird dieses zunächst anziehen und dann wieder loslassen und dabei die Hilfsphase ein- und wieder abschalten.
So einfach diese Wirkungsweise grundsätzlich ist, so schwierig wird sie durch die Forderung, daß der Anlaufvorgang auch bei erhöhter oder verminderter Netzspannung noch einwandfrei vor sich gehen muß.
Zur Erläuterung dieser Schwierigkeiten dienen die Fig. 1 und 2 der Zeichnung.
Die stark ausgezeichnete Kurve ist die Stromkurve. Bei eingeschalteter Maschine und Drehzahl 0 nimmt der Hauptphasenstrom einen :Maximalwert von an. Der Ansprechstrom J8, gekennzeichnet durch eine gestrichelte waagerechte Linie, liegt unterhalb dieses Maximalwertes. Beim Anschluß des Motors an das Netz wird also die Hilfsphase eingeschaltet, und die Maschine läuft an. Mit steigender Drehzahl fällt der Hauptphasenstrom JHa immer weiter ab, bis der Stromwert J, (.Abfallstrom) erreicht ist, so daß das Relais abfällt und die Hilfsphase wieder vom Netz trennt. Der Abstand zwischen den gestrichelten Linien J, (Ansprechstrom) und Jo (Abfallstrom) bei dem üblichen Relais beträgt etwa 15 % des Nennstromes.
Es ist nun ohne weiteres ersichtlich, daß sich bei Überspannung und Unterspannung des Netzes oder bei schon warm gelaufener Maschine die Stromkennlinie wesentlich verschiebt. In Fig. 2 sind zusätzlich zu der Stromkennlinie JH" noch die Stromkennlinien und eingetragen. Aus dieser Darstellung geht klar hervor, daß z. ß. bei Überspannung am Netz, d. h. bei einer Kennlinie der Ansprechstrom J8 zwar auf jeden Fall erreicht wird, das Relais aber nicht mehr abfällt, weil der Hauptphasenstrom auch nach Absinken auf seinen Nennwert noch über dem notwendigen Abfallstromwert J, liegt. Der umgekehrte Fall liegt bei Unterspannung vor; hierbei spricht das Relais gar nicht an, weil der Ansprechstrom J5 über dem Kurzschlußstrom liegt. Es tritt daher bei derartigen Anlaßrelais häufig der Fall ein, daß bei Überspannung die Hilfsphase bei hochgelaufener Maschine nicht abschaltet oder bei Unterspannung die Hilfsphase nicht ans Netz gelegt wird, so daß die Maschine nicht anläuft. In beiden Fällen wird die Maschine überhitzt und, falls kein Überlastschutz vorgesehen ist, sogar zerstört.
Erfindungsgemäß werden die erwähnten Schwierigkeiten dadurch beseitigt, daß der Hauptphasenstromkreis in zwei Teilstromkreise aufgeteilt ist, von denen der eine die Relaisspule enthält, und daß mindestens in einem der beiden Teilstromkreise ein temperaturabhängiger Widerstand angeordnet ist. Durch die Einschaltung eines einstellbaren normalen temperaturabhängigen Widerstandes in den anderen der beiden Stromkreise wird das Relais bei gleicher Auslegung für eine Mehrzahl von Nennstromstärken verwendbar. Der temperaturabhängige Widerstand muß einen positiven Temperaturkoeffizienten besitzen, wenn er im Steuerstromzweig liegt, also mit dem Relais in Reihe geschaltet ist. Wird er hingegen in dem zum Steuerstromzweig parallelen Stromzweig angeordnet, so soll sein Temperaturkoeffizient negativ sein. Der temperaturabhängige Widerstand hat eine Stromkurve im Steuerstromzweig zur Folge, die mit dem Anlauf der Maschine verhältnismäßig steil abfällt. Das Intervall zwischen der Anlaufstromstärke und der bei voller Drehzahl ist so groß, daß die Ansprech- und Abfallgrenze des Relais selbst bei großen Netzspannungsschwankungen in diesem Intervall liegen, wenn nur der Arbeitsbereich des Relais bei normaler Netzspannung in die Mitte des Steuerstromintervalls gelegt wird.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der temperaturabhängige Reihenwiderstand für eine hohe Arbeitstemperatur ausgelegt, damit Raumtemperatureinflüsse ausgeschaltet werden. Auch ist es möglich, die von diesem Reihenwiderstand abgegebene Wärme zur Aufheizung eines zusätzlich angeordneten thermischen Überlastschutzgliedes zu verwenden, wobei je nach den Erfordernissen noch eine zusätzliche Heizung vorgesehen sein kann. Zur Erzielung einer den Erfordernissen angepaßten Zeitkonstante soll der erfindungsgemäße temperaturabhängige Widerstand nur eine geringe Masse besitzen.
Die Fig. 3 bis 5 sind Schaltbilder von Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Anlaßrelais.
In Fig. 3 ist mit 1 ein Einphasen-Induktionsmotor mit seiner Hauptwicklung 2 und seiner Hilfswicklung 3 gezeigt. Der Hauptwicklung 2 ist das Anlaßrelais 4 vorgeschaltet, dessen Gehäuse durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist. Innerhalb des Anlaßrelais verzweigt sich der Hauptphasenstrom am Punkt 5 in zwei parallele Stromzweige 6 und 7, die im Punkt 8 wieder zusammenlaufen. In dem Stromzweig 7 liegt ein normaler Widerstand 9, der im wesentlichen temperaturunabhängig ist und der vorzugsweise auf verschiedene Widerstandswerte einstellbar ist. Im Stromabzweig 6 liegt die Relaisspule 10, die mit einem positiv temperaturabhängigenWiderstand 11 in Reihe geschaltet ist. Die Relaisspule 10 steuert über einen Magnetanker in bekannter Weise den Hilfsphasenschalter 12, über den die Hilfsphase 3 ein- bzw. ausgeschaltet wird.
Beim Einschalten des Motors, d. h. bei Drehzahl 0, fließt ein hoher Kurzschlußstrom, der über den Nebenstromzweig 7 und den Steuerstromzweig 6 in zwei Teilströme aufgeteilt wird. Da in dem Steuerstromzweig der positiv temperaturabhängige Widerstand 11 in diesem Augenblick nur einen geringen Widerstandswert hat, ist der Gesamtwiderstand in dem Steuerstromzweig wesentlich geringer als in dem N ebenstromzweig 7. Die Relaisspule 10 wird daher von einem Strom durchflossen, der den Ansprechstrom übersteigt oder zumindest erreicht, so daß die Hilfsphase 3 über den Schalter 12 eingeschaltet wird. Der Motor läuft an. Der Reihenwiderstand 11 im Stromzweig 6 erwärmt sich schnell, so daß der Gesamtwiderstand im Stromzweig 6, d. h. in dem Steuerstromzweig, zunimmt. Der Gesamtwiderstand in der Hauptphasenleitung kann jedoch den Widerstandswert des Widerstandes 9 nicht übersteigen. Je höher jedoch der Widerstandswert des temperaturabhängigen Widerstandes 11 wird, desto geringer wird der durch die Relaisspule fließende Steuerstrom. Dieser Steuerstrom unterschreitet daher auf jeden Fall den Abfallstromwert, so daß die Hilfsphase abgeschaltet wird.
Die Auslegung und Dimensionierung des Widerstandes 11 und der am Widerstand 9 eingestellte Widerstandswert bestimmen, wann im Steuerstromzweig der Abfallstromwert wieder erreicht wird.
In Fig. 4 sind wie in Fig. 3 ebenfalls die beiden parallelen Steuerstromzweige 6 und 7 vorgesehen. Jedoch ist im Steuerstromzweig 6 außer der Relaisspule 10 kein Widerstand mehr notwendig. Dafür ist im Nebenstromzweig 7 der temperaturabhängige Widerstand 11 eingeschaltet, der jedoch in diesem Falle negativ temperaturabhängig ist. Da dieser Widerstand il in kaltem Zustand einen hohen Widerstandswert hat, fließt der hohe Einschaltstrom über den Steuerstromzweig 6 durch die Relaisspule 10. Der Ansprechstromwert wird erreicht, die Hilfsphase eingeschaltet, der Motor läuft an. Bei zunehmender Erwärmung des Widerstandes 11 sinkt der Widerstand im Nebenstromzweig 7 schnell ab, so daß .bald nur noch ein geringer Teilstrom über die Relaisspule 10 fließt. Dadurch wird der Abfallstromwert im Steuerstromzweig 6 erreicht und die Hilfsphase wieder abgeschaltet.
In Fig. 5 wird eine Schaltung wie in Fig. 4 gezeigt, jedoch ist im Steuerstromzweig 6 zusätzlich noch ein einstellbarer normaler temperaturunabhängiger Widerstand mit der Relaisspule 10 in Reihe geschaltet. Die Funktion ist dieselbe wie die an Hand von Fig. 3 beschriebene.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Schaltungsanordnung für Anlaßrelais für Einphasen-Induktionsmotoren mit Haupt- und Hilfsphase, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptphasenstromkreis in zwei parallele Teilstromkreise (6, 7) aufgeteilt ist, von denen der eine die Relaisspule enthält, und daß mindestens in einem der beiden Teilstromkreise ein temperaturabhängiger Widerstand angeordnet ist.
2. Schalturgsanordnung für Anlaßrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem die Relaisspule enthaltenden Steuerstromzweig (6) ein zur Relaisspule (10) in Reihe geschalteter, positiv temperaturabhängiger Widerstand (11) und in dem parallelen Stromzweig (7) ein normaler temperaturunabhängiger Widerstand (9) angeordnet ist (Fig. 3)-
3. Schaltungsanordnung für Anlaßrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Nebenstromzweig (7) ein negativ temperaturabhängiger Widerstand (11) angeordnet ist, während im Steuerstromzweig in Reihe mit dem Relais ein normaler temperaturunabhängiger Widerstand liegt.
4. Schaltungsanordnung für Anlaßrelais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der normale temperaturunabhängige Widerstand (9) in seinem Widerstandswert einstellbar ist, so daß bei unveränder terRelaiswicklung (10) und unverändertem temperaturabhängigem Widerstand (11) eine Verwendung des Anlaßrelais für verschiedene Nennstromstärken möglich ist (Fig. 5).
5. Schaltungsanordnung für Anlaßrelais nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer den Erfordernissen angepaßten Zeitkonstante der temperaturabhängige Widerstand (11) nur eine geringe Masse besitzt.
6. Schaltungsanordnung für Anlaßrelais nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem jeweiligen temperaturabhängigen Widerstand (11) ausgehende Wärmeleistung zur teilweisen oder ausschließlichen Aufheizung eines zusätzlich angeordneten Überlastschutzorgans ausgenutzt wird,
7. Schaltungsanordnung für Anlaßrelais nach Anspruch 1, 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausschaltung von Raumtemperatureinflüssen der positiv temperaturabhängige Reihenwiderstand (11) für eine hohe Arbeitstemperatur ausgelegt ist. B. Schaltungsanordnung für Anlaßrelais nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der temperaturunabhängige Widerstand im Steuerstromzweig durch das Relais selbst gebildet wird (Fig. 4).