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Höchststromausschalter. Die Erfindung bezieht sich auf Höchststromatisschalter,deren
beweglicher Teil unter dem Einfluß eines Kraftspeichers, einer Hauptstroniauslösespule
und einer mit dieser Spule gleichsinnig wirkenden Haltespule steht.
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Die Erfindung bezweckt, einen Höchststromausschalter dieser Art mit
einer einen Hilfsschalter enthaltenden Einrichtung zu versehen, die es ermöglicht,
eine Auslösung des Höchststromausschalters auch dann herbeizuführen, wenn im Hauptstromkreise
kein >_berstrom herrscht, ohne daß am Hilfsschalter eine störende Lichtbogenbildung
auftreten könnte. Dieser Zweck wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der
Höchststroniausschalter eine mit einem Hilfsschalter i;i Reihe liegende, ebenfalls
mit der Hauptstromauslösespule gleichsinnig wirkende zweite Auslösespule besitzt,
die an den zu schützenden Stromkreis so angeschlossen ist, daß sie beim Schließen
des Hilfsschalters den zur Auslösung erforderlichen Strom aufzunehmen vermag und
beim Ausschalten des Höchststromausschalters stromlos wird.
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Auf der Zeichnung ist als. Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
ein zum Schutze eines Hauptstrommotors bestimmter Höchststromausschalter schematisch
dargestellt.
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Von den an eine Gleichstromquelle angeschlossenen Hauptleitungen A,
Al ist eine LeitungB abgezweigt, welche einen Anlasser C, Cl, die Feldwicklung Dl
und den Anker D des Hauptstrommotors D, Dl sowie die durch zwei Kontakte e3 und
e4 gebildete Unterbrechungsstelle, eine Blasinagnetspule e1° und die Hauptstromauslösespule
e2 eines Höchst-stroinausschalters in Reihenschaltung enthält. Die Hauptstromauslösespule
e1 ist um einen Magnetkern E gewickelt, an dem ein zum Überbrücken der Unterbrechungsstelle
e3, e4 bestimmntes StronischIußstück e1 befestigt ist. Mine an dem Stromschlußstück
e1 angreifende Zugfeder e' sucht den Höchststromatissehalter in der gezeichneten
Einschaltstellung festzuhalten ; sie stellt daher einen, der Hauptstromauslösespule
e= entgegenwirkenden Kraftspeicher dar. Um den Magnetkern E sind noch zwei weitere
(der Deutlichkeit halber oberhalb ,les Magnetkernes E gezeichnete) Spulen gewickelt,
von denen die eine, e', als Haltespule dient und unter Vorschaltung eines
Widerstandes F parallel zu dem die Hauptstromauslösespule ez und, die L nterbrechungsstelle
e3, e4 enthaltenden Teile des Hauptstromkreises, angeschlossen ist, während die
andere, e7, die zweite Auslösespule des Höchststromausschalters darstellt und in
Hintereinanderschaltungmit einem Widerstande G und dem als Handausschalter ausgebildeten
Hilfsschalter H im Zuge einer Leitungl liegt, die zu dem den Motor D, Dl und den
Anlasser C, Cl enthaltenden Teile des Hauptstromkreises parallel geschaltet ist.
Die beiden Spulen e6 und e7 sind in solchem Sinne gewickelt und angeschlossen, daß
sich bei Stromrlurchfluß ihre Amperewindungszahlen zu der Amperewindungszahl der
Hauptstromauslös.espule e-«' addieren. Die Haltespule ell ist aus möglichst dünnem
Draht gewickelt und so bemessen, daß sie unter allen Umständen den geöffneten Höchststromausschalter
entgegen der Wirkung der Feder e5 in der Ausschaltstellung festzuhalten vermag.
Die zweite Auslösespule e, besteht aus dickerem Draht und kann daher einen kräftigeren
Strom als die Haltespule e'' aufnehmen..
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Im Zuge der Leitung I liegt noch eine aus einem festen Kontakt e3
und einem beweglichen, an dem Magnetkern E befestigten Kontakt e9 bestehende Stromschlußvorrichtung.
Die Verhältnisse dieser Stromschlußvorrichtung ee, el sind .so gewählt, daß sich
heim L bergange des Höchststromausschalters in seine Ausschaltstellung der bewegliche
Kontakt e9 nur um ein so kleines Stück von dem festen Kontakt e' entfernt, daß bis
zum Augenblick der Unterbrechung des Hauptstromes ein kleiner Lichtbogen zwischen
den Kontakten e" und' e' stehen bleibt, anderseits ist aber der
Abstand:
der Kontakte e$ und e9 voneinander in derAusschaltstellung desHöchststromauisschalters
groß genug, um den beim Abschalten des Hauptstromes infolge .der Selbstinduktion!
des Motors D, Dl etwa entstehenden Stromstoß den Weg durch die Auslösespule e7 zu
versperren.
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Die Blasmagnetspule e10 gehört einer Funkenblasvorrichtung an, die
dazubestimmt ist, die an den Kontakten e3 und e4 entstehenden Unterbrechungsfunken
auszublasen.
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Von der Kurbel Cl des Anlassers C, Cl führt eine Leitung K über einen,
Widerstand :M zu dem Punkte der Leitung 1, wo der Hilfsschalter H an die.
Auslösespule e7 angeschlossen, ist. Die Auslösespule e7 ist daher durch Vermittlung
der Leitungen 1 und K zum Motor D, Dl parallel .geschaltet. Infolgedessen wird sie
beim Betriebe des Motors dauernd von einem der elektromotorischen Gegenkraft des
Motors D, Dl proportionalen Strome durchflossen. Der Widerstand 1U ist nun so bemessen,
daß der erwähnte Dauerstrom in der Auslösespule e7 nicht ausreicht, den Höchststromausschalter
zum Ansprechen zu bringen, solange nicht der die Hauptstromauslösespule e2 durchfließende
Strom- einen im voraus .bestimmten Grenzwert übersteigt. Infolge der Parallelschaltung
der zweiten Auslösespul'e e7 zum Motor D, Dl empfängt diese Spule während .des Anlassens
des; Motors D, Dl einen ständig anwachsenden Strom, so daß .die Empfindlichkeit
des Höchststromausschalters gegen Überstrom zu Beginn der Anlaßperiode am kleinsten
und nach Beendigung des Anlassens am größten ist.
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.Die vorstehend beschriebene Einrichtung wirkt wie folgt: Nach dem
Anlassen des Motors fließt in der Hauptstrounauslösespule e2 normalerweise ein Strom,
der nicht stark genug ist, den Höchststromausschalter zum Auslösen zu bringen. Die
Haltespule es bleibt zunächst unerregt, da sie nebst ihrem Vorschaltwi.derstande
F an zwei Punktender Leitung B angeschlossen ist, zwischen. denen bei geschlossenem
Höchststromausischafiter kein merklicher Potentialunterschied besteht. Die zweite
Auslösespule e7 -nimmt in dein Augenblicke, wo die Anlaßkurbel Cl den Anlaßwiderstand
C berührt und der Motor D; Dl anzulaufen beginnt, einen Strom von allmählich wachsender
Stärke auf, der aber infolge des für den Widerstand lvl gewählten Widerstandwertes
auch in Verbindung mit der Wirkung der 'Hauptstromauslösespule e2 -.nicht ausreicht,
den Höchststromausschalter zum Auslösen< zu bringen, solange kein Üfberstrom
auftritt.
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Soll nun der Höchststromau.sschalter unabhängig von der Stärke des
im Hauptstromkreise fließenden Stromes zum Ansprechen gebracht werden, so schließt
man den Hilfsschalter H. Dadurch wird folgender .Stromkreis geschlossen -f-
A, B, I, G, H, e-, 1, e9, es,
e,', e1, e4, e19, e2,
B, Al -,und der die Auslösespule e7 durchfließende Strom so weit verstärkt,
daß der Höchststrom-ausschalter anspricht und der Hauptstromkreis an den. Kentakten
e3, e4 unterbrochen wird, wobei sich zwischen den Kontakten e3, e4 und ,dem Stromschlußstück
e1 Lichtbogen bilden. Beim Auslösen des Höchststromausschalters trennt sich auch
der an dem Magnetkern E :befestigte Kontakt es von dem zugehörigen festen Kontakt
es. Der Strom in der Auslösespule e7 wird aber hierdurch nicht sofort unterbrochen,
sondern es bleibt wegen .des geringen Abstandes der voneinander .getrennten Kontakte
es und: e9 an diesen ein kleiner Lichtbogen stehen. Dieser Lichtbogen wird jedoch
rasch dadurch wieder zum Verschwinden gebracht, daß .die mit ihm in Reihe liegenden
Lichtbogen an den Kontakten e3, e4 .des Höchststromausschalters durch dessen Funkenblasvorrichtung
el° ausgelöscht werden. Infolge des raschen Erlöschens des Lichtbogens an den Kontakten
es, e9 ist die Abnutzung ,dieser Kontakte auf ein Mindestmaß verringert.
Die Wirkung der Unterbrechungsstelle es, e9 besteht nun darin, daß sie zwar den
Auslösestrom noch eine kurze Zeit fortbestehen läßt, dagegen den Stromstoß, dien
die elektromotoris,cheKraft der Selbstinduktion des Hauptstromkreises (z. B. bei
stillstehendem Motoranker D) in umgekehrter Richtung durch die Auslösespule e"r
zu
senden sucht, ein unüberwindliches Hindernis entgegenstellt. Würde nämlich
dieser Stromstoß sich ausbilden können, so würde er den Auslösestrom in der Spule
e7 zum Verschwinden bringen, diese Spule im entgegengesetzten Sinne wie vorher erregen,
.dadurch die Wirkung der Haltespule e6 aufheben und ein wiederholtes Ein- und Ausschalten
des HöehststrQmausschalters veranlassen. Mit dem Erlöschen der Lichtbogen an den.
Kanntakten e3, e4 des Höchststromausschalters erlischt auch der vorhin erwähnte
Lichtbogen zwischen den Kontakten es und e9.
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Nachdem, der Höchststromausschalter E seine Ausschaltstellung eingenommen
hat, wird er in der Ausschaltstellung durch die jetzt stromdurchflossene Haltespule
es entgegen der Wirkung ,der Feder e5 gehalten. Bei dieser Stellung des Höchststromausschalters
darf der Hilfsschalter H wieder geöffnet werden. Eine Lichtbogenbildung am Hilfsschalter
ist nun .ausgeschlossen, .da in der durch die Hilfskontaktvorrichtung es, e9 und
die Unterbrechungsstelle e3, e4 des Höchststromaussch.alters unterbrochenen Leitung
B, 1, B kein Strom mehr fließt.
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Will man den Höchststromausschalter
wieder in die
aus der Zeichnung ersichtliche Einschaltstellung bringen, so braucht man nur die
Anlaßkurbel Cl in die gezeichnete Stellung zurückzuführen, in der sie den Anlaßwiderstand
C nicht berührt. Dadurch wird der die Haltespule e9 enthaltende Stromkreis + A,
B, C, Cl, Dl, D, J#, c", B, A'1 - stromlos und der bewegliche
Schalterteil E, e1 kehrt unter der Wirkung der Zugfeder e' in die gezeichnete Einschaltstellung
zurück. Die Anlage ist nunmehr wieder betriebsbereit, und der Motor D, Dl kann von
neuem angelassen «-erden.
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Der Hauptvorteil der den Gegenstand der Erfindung bildenden Einrichtung
besteht darin, daß inan. jederzeit den Höchststromausschalter zuin Ansprechen .bringen,
kann, ohne den Nachteil in Kauf nehmen zu müssen, daß an deni dazu verwendeten Hilfsschalter
H eine Lichtbogenbildung auftritt. Infolgedessen kann dieser Hilfsschalter als Druckknopfschalter
oder als Relais ausgebildet «erden, ohne daß es nötig wäre, für den Druckknopfschalter
oder das Relais besonders große Abmessun-gen zu wählen.
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Ein weiterer Vorteil der erläuterten Einrichtung besteht in der Möglichkeit,
die die Auslösung des Höchststromausschalters ermöglichende Magnetspule e7 auch
noch dazu zu benutzen, die Empfindlichkeit des Höchststromausschalters den wechselnden
Betriebsbedingungen in der "eise anzupassen, daß der Höchststromau:sschalter während
des Anlaßvorganges weniger empfindlich ist und erst mit der zunehmenden elektromotorischen
Gegenkraft des Motors D, h' seine volle Empfindlichkeit erreicht.
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Die Wahl der iin Vergleich zur Drahtstärke der Haltespule e" größeren
Dicke des Drahtes der Auslösespule e7 bringt den Vorteil mit sich, daß die für eine
verhältnismäßig große Stromstärke bemessene :Magnetspule ell der Funkenblasvorrichtung
auch. dann imstande ist, den an den Kontakten e3, e' auftretenden Unterbrechungslichtbogen
auszulöschen, wenn der Höchststromausschalter zum Ansprechen gebracht «erden soll,
während der Motor D, Dl, r_. B. infolge Ausschaltens der Anlasserkurbel Cl,
stromlos ist.
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Ohne an der Erfindung etwas zu ändern, könnte man die Hilfskontaktvorrichtung
eg, e9 auch weglassen und die von der Auslösespule e7 kommende Leitung J an das
bewegliche Stromschlußstück e1 des Höchststromausschalters statt an dessen festen
Kontakt e3 anschließen. Die die Auslösespule e7 enthaltende Leitung J würde dann
in demselben Augenblick stromlos, in dem die Unterbrechung des Hauptstromkreises
an den Kontakten e` und e' vi>Ilendet wäre.