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Schaltungsanordnung zum Schnellstop eines Asynchronmotors Die Erfindung
bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum Schnellstop eines Asynchronmotors
mit Hilfe eines Gleichfeldes, wie näher im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben.
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Asynchronmotoren der einfachsten Bauart weisen symmetrische Ständerwicklungen
auf, die z.B. in Dreieck- oder in einer sogenannten Senkrechtschaltung angeordnet
sein können.
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Diese Motoren laufen aber alleine nicht an, sondern benötigen zum
Anlauf in der einen Wicklung die Einführung eines Phasenschieberkondensators in
der einen tIotoranschlußleitung.
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Bs ist bekannt, derartige Motoren in der
Drehrichtung
umzuschalten, wobei diese Umschaltung z.B.
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über einen Programmschalter bewirkt werden kann, der den einen Xotoranschluß
für eine gewisse Zeit vom Netz trennt, also auf seine Nullstellung geht. Diese Zeit
ist gleich der Zeit, die der Motor zum Auslaufen in der bisherigen Drehrichtung
braucht. Erst danach wird der Schalter mit dem Xotoranschluß für die entgegengesetzte
Drehrichtung verbunden. PUr viele Anwendungsfälle ist es erforderlich, den Asynchronxotor
sehr schnell abzustoppen. Hierzu ist es bekannt, ein Gegenfeld aufzubringen oder
auch von einer Gleichspannungsquelle her über eine sehr aufwendige Relaisschaltung
ein stehendes Gleichfeld an mindestens ein Wicklung teil der Ständerwicklung des
Asynchronmotors zu schalten.
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Die Aufbringung des Gegenfeldes geschieht meist durch Einbringen einer
gesonderten Wicklung in den Ständer des Motors, wodurch sich die Herstellungskosten
des Motors wesentlich erhöhen.
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Diese Nachteile und Mängel können durch eine Schaltungsanordnung der
eingangs genannten Art nach der Erfindung vermieden werden, wenn Maßnahiaen ergriffen
werden, wie im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 näher beschrieben. In weiterer
Ausgestaltung der Erfindung können ì;aßnahmen ergriffen werden, wie im Patentanspruch
2 gekennzeichnet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben.
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Die in der Zeichnung näher dargestellte Schaltungsanordnung zeigt
im oberen Teil die unmittelbare Schaltung des Motors. Mit M ist der Asynchronmotor
bezeichnet, der z.B. eine Dreieck-Wicklung aufweisen kann, d.h. die Ständerwicklung
besteht aus drei symmetrisch zueinander liegenden Wicklungen. Die Anschlüsse der
Ständerwicklung sind mit U,V und W bezeichnet. Dieser Asynchronmotor M sei für einen
Betrieb an einem Wechselspannungsnetz von 220 V/50 Hz ausgelegt. Bei Betätigen des
Hauptschalters S wird der eine Motoranschluß 4 unmittelbar mit dem Netz verbunden,
während die anderen Motoranschlüsse 5 und 6 über die nachfolgend beschriebene Schaltung
mit dem anderen Netzanschluß verbunden werden. Hierfür sind zwischen den Motoranschlüssen
5 und 6 die mit 1 und r bezeichneten Dreipolschalter angeordnet, deren bewegbaren
Schalterteile bei 3 mit den Motoranschlüssen 5 und 6 verbunden sind.
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In der Ruhelage liegen beide Dreipolschalter 1 und r , wie gezeichnet,
auf den Ruhekontakten 1. In diesem Falle fließt also kein Strom vom Netz in den
Asynchronmotor M.
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Die Dreipolschalter 1 und r könnten in dem gezeigten husführungsbeispiel
über Relais betätigt werden, die diesen Schaltern zugeordnet sind. So ist das Relais
L dem Dreipolschalter 1 und das Relais R dem Dreipolschalter r-zugeordnet.
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Ein Drehrichtungsschalter D verbindet die Relais L und R einDoliOC
mit ihrer Versorgungsspannung, z.E. mit einem Wechselstromnetz von 220 V/50 Hz,
während die andere Zuleitung
zum Wechselstromnetz nicht unterbrochen
zu werden braucht und direkt an die Anschlüsse der Relais R und L führt.
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Wird der Drehrichtungsschalter D z.B. nach links geschaltet, so bekommt
das Relais L Strom und der Dreipolschalter 1 schaltet seinen bewegbaren Schalterteil
auf den Arbeitskontakt 2. Damit wird der eine Motoranschluß 5 über die Kontakte
3, 2 direkt mit dem anderen Teil des Netzes verbunden, und die Wicklung des Asynchronmotors
M zwischen den Anschlüssen U und W liegt unmittelbar am Netz. Der andere Teil der
Ständerwicklung zwischen U und V liegt nun über den Phasenschieberkondensator cl
ebenfalls am Netz. Die beiden Felder im Asynchronmotor M sind in bekannter Weise
um 900 gegeneinander verschoben. Der Motor kann anlaufen.
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Da der Gleichrichter G2 nunmehr nicht mehr überbrückt ist, kann er
in jeder positiven Halbwelle am Motoranschluß 5 einen Strom hindurchlassen, der
zum Kondensator C2 fließt und diesen auflädt. Der andere Anschluß des Kondensators
C2 bleibt über den Dreipolschalter r und dessen Kontakte 1, 3 mit dem Anschluß 6
verbunden. Der Kondensator C2 kann ein Elektrolytkondensator sein und eine Kapazität
von z.B. 100 µF aufweisen, wird also in verhältnisrn(3ig kurzer Zeit aufgeladen.
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Soll jetzt der Asynchronmotor II schnell abgestoppt werden, so wird
der Drehrichtungsschalter D auf Null gestellt. Damit
fällt das vorher
eingeschaltete Relais L ab und der Dreipolschalter 1 kehrt mit seinem bewegbaren
Schalterteil wieder auf den Ruhekontakt zurück. Damit ist zunächst der Asynchronmotor
M wieder vom Netz getrennt, während andere seits der Kondensator'C2 über die beiden
Dreipolschalter 1 und r jeweils über die Kontakte 1 und 3 unmittelbar an den Motoranschlüssen
5 und 6 liegt und damit auch unmittelbar an den Ständerwicklungen zwischen V und
W des Asynchronmotors M. Der Strom, der nunmehr von dem Kondensator C2 über diese
Wicklungen fließt, erzeugt nun in der Ständerwicklung ein Gleichfeld, dessen Feldlinien
vom auslaufenden und Läufer geschnitten werden/ damit den Läufer des Asynchronmotors
M abbremsen. Auf diese Weise wird mit recht einfachen Mitteln ein Schnellstop des
Asynchronmotors M ohne die Notwendigkeit der Einbringung einer zusätzlichen Wicklung
zum Aufbringen des Gegenfeldes und ohne eine aufwendige Relaisschaltung erreicht.
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Wenn der Motor vorher in einer anderen Drehrichtung betrieben amrde,
z.B. durch Einschalten des Relais R und des zugehörigen Dreipolschalters r, wird
der Kondensator C2 iiber den Gleichrichter G1 aufgeladen, d.h. dieser läßt bei jeweils
auftretenden negativen Halbwellen am Motoranschluß 6 einen Strom auf den Kondensator
C2 fließen, der jetzt also wieder wie in dem oben genannten Fall in der gleichen
Richtung aufgeladen wird. Daher kann der Kondensator C2
also ein
Elektrolytkondensator sein. Soll jetzt der Motor Schnell gestoppt werden, so liegt
der Kondensator wiederum an der Ständerwicklung des Asynchronmotors M zwischen den
Anschlüssen V und W, wie im oben genannten Fall, und infolge dessen tritt auch wieder
eine Abbremsung des auslauf enden Läufers nach wenigen Umdrehungen auf. Wie schnell
der Läufer abgebremst wird, hängt von der Kapazität des Kondensators C2 ab. Ein
Wert von 200/uF bremste z.B. in der beschriebenen Schaltung zu hart.
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Im rechten unteren Teil der Figur ist noch ein Asynchronmotor M mit
einer Wicklung gezeichnet, die man als SenS-rechtwicklung bezeichnet, d.h. die beiden
Wicklungen liegen zueinander senkrecht in der Ständerwicklung des Asynchronmotors
M. Auch hier liegt bei Betrieb des Motors der Anschluß X immer über den Motoranschluß
4 unmittelbar am Netz, während für die eine Drehrichtung der Anschluß Y über den
Motoranschluß 5 mit dem Netz verbunden wird.
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Das ist also der Linkslauf, während beim Rechtslauf der Anschluß Z
der Ständerwicklung des hsynchronnotors M über den Motoranschluß 6 unmittelbar mit
dem Netz verbunden wird. In beiden Fällen muß aber über den Phasenschieberkondensator
Ci, der z.B. eine Kapazität von 10µF aufweisen kann, die andere 1iicklung phasenverschoben
sein, um ein Anlaufen des rotors überhaupt zu ermöglichen. In beiden Fällen ist
aber auch, wie bereits oben beschrieben, die Entladung
des Kondensators
C2 wieder über die Anschlesse 5 und 6 möglich, d.h. in diesem Fall steht also das
Gleichfeld vom Anschluß Y in der Ständerwicklung über X nach Z, so daß ein Schnellstop
gewährleistet ist. Hiermit ist gezeigt, daß die Schaltungsanordnung nach der Erfindung
nicht nur bei einer bestimmten Ständerwicklung eines Asynchronmotors anwendbar ist.
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PATENTANSPRÜCHE: