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Verstellmotorenanordnung D
Die Erfindung bezieht sich auf eine
Verstellmotoranordnung, bei der ein von einer Einphasenwechselspannung gespeister
Drehstromkurzschlußläufermotor mit Kondensatorhilfsphase vorgesehen ist und durch
einpolige Umschaltung die Phasenfolge des durch den Kondensator entstehenden Drehstroms.ystemis
gewechselt wird. Die Umschaltung kann von zwei Relais oder von einem Relais mit
einer Mittellage, die von der zu überwachenden Größe abhängig sind; bewirkt werden.
Als Vers,t@qllmotor kann man beispielsweise einen Drehs,trommotor verwenden, von
dem zwei Klemmen am Einphasennetz ständig angeschlossen sind, wähnend die dritte
Klemme wahlweise über einen Kondensator an die -eine und Über einen anderen Kondensator
an die andere Klemme angeschlossen werden -kann. Man kann aber auch die Anordnung
so: treffen, daß eine Klemme des. Motors ständig am Netz liegt, während die beiden
anderen durch einen Kondensator überbrückt sind und die wahlweise an den anderen
Pol des Netzes angeschlossen werden.
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Gemäß der Erfindung wird bei derartigen Anordnungen nach dem Ansprechen
der Relais das Verhältnis der Rückstellkraft zu der von der zu überwachenden Größe
abhängigen Kraft vergrößert, so daß das. Relais nach dem Ansprechen wieder in die
Ruhestellung zurückkommt. Dadurch erreicht man, daß der Unempfindlichketsgrad der
Anordnung herabgesetzt werden kann. Bei kleineren Abweichungen der zu überwachenden
Größe vom Sollwert wird der Relaiskontakt sofort wieder geöffnet, wähnend bei sehr
großen Abweichungen der Kontakt -geschlossen bleibt. Bei -kleineren Abweichungen
kommt das Relais also sofort wieder in seinen Ausgangszustand zurück und spricht
abermals an, falls der kurzzeitige Kontaktimpuls noch keine genügende Regelbewegung
veranlaßt hat. Bei großen Abweichungen der zu regelnden Größe vom - Sollwert reicht
das Rückzugsmoment
nicht aus, den Kontakt zu öffnen, so daß in diesem
Fall der Motor mit voller Geschwindigkeit durchläuft. je mehr sich die zu regelnde
Größe dem Sollwert nähert, um so geringer wird das Verhältnis der Einschaltzeit
zur Ausschaltzeit, bis schließlich die -Ansprechgrenze des Relais nicht mehr überschritten
wird.
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Es ist zwar bekannt, bei Regelrelais die Rückstellkraft zu erhöhen,
um Überregelungen zu vermeiden. Bei all diesen bekannten Anordnungen handelt es
sich :aber nicht um Verstellmotoranordnungen mit beinern von einer Einphas:enwechselspannung
gespeisten Drehstromkurzschlußläufer mit Kondensatorhilfsphase, bei dem durch einpolige
Umschaltung die Phasenfolge des durch den Kondensator entstehenden Drehstromsystems
gewechselt wird und welche den Vorteil besitzt, daß kein Stromwender und keine Bürsten
erforderlich sind. Durch Anwendung der Erfindung bei derartigen Anordnungen wird
.aber eine Verstellmotoranordnung geschaffen, die in einfachster Weise von :einem
Einphasennetz erregt werden kann und bei der der Unempfindlichkeitsgrad weitgehend
herabgesetzt wer den kann, so daß eine solche Anordnung gerade für die verschiedenen
Regelzwecke besonders vorteilhaft wird.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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In Fig. i ist der Motor, der in Stern oder in Dreieck geschaltet sein
kann, mit i bezeichnet. Zwei Klemmen des Motors, sind durch einen Kondensator io
überbrückt. Die dritte Klemme des Motors liegt ständig am Einphasennetz. Es sind
zwei Relais 12 und 13 vorgesehen. Jedes Relais besitzt zwei Kontakte 14 und 15 bzw.
16 und 17. Durch den Kontakt 14 bzw. 16 wird die linke bzw. die rechte Klemme des
Motors mit dem anderen Pol des Einphasennemes. verbunden. Das Relais 12 besitzt
eine Erregerwicklung i8, das Relais 13 eine Erregerwicklimg 2o, die im Ausführungsbeispiel
von der zu regelnden Größe, nämlich der Spannung des Einphasennetzes, erregt werden.
Die Erregerspule 7.o ist so bemessen, daß beim Sollwert der Spannung die Spule 2o
den Anker entgegen der Kraft der Feder 21 nach links zieht, so daß die Kontakte
16 und 17 geöffnet sind. überschreitet die Netzspannung ihren Sollwert, so macht
das Relais 1 2 Kontakt. Unterschreitet die Netzspannung ihren Sollwert, so macht
das Relais 13 Kontakt. Bei Kontaktgabe des Relais 12 wird über den Kontakt 14 die
linke Klemme des Motors mit dem oberen Leiter des Netzes verbunden, bei Kontaktgabe
des Relais 13 wird die rechte Klemme des Motors mit dem oberen Leiter des Netzes
verbunden, so daß der Motor entweder zum Links- oder Rechtslauf gebracht wird. Jedes
Relais besitzt außerdem noch Hilfswicklungen 22 und 23. Die Hilfswicklung 22 ist
so geschaltet, daß sie bei Kontaktgabe des Relais 12 über den ` Kontakt 15 von der
Netzspannung so erregt m%ird, daß sie der Wicklung 18 entgegenwirkt. Infolgedessen
fällt nach Kontaktgabe der Anker wieder ab, und wenn durch die Bewegung des Motors
der Spannungsfehler noch nicht ausgeregelt ist, wird der Anker wieder angezogen,
und das Spiel wiederholt sich von neuem. Die Wicklung 23 ist so geschaltet, d.aß
bei Kontaktgabe des Relais 13 die Wicklung 23 so an die Netzspannung angeschlossen
wird, daß sie im gleichen Sinn wirkt wie die Wicklung 20, so d.aß der Anker M=ieder
in die Ruhelage zurückgezogen wird. Unterschreitet dann die Netzspannung noch ihren
Sollwert, so, wird der Anker wieder angezogen. Durch diese Anordnung wird erreicht,
daß der Unempfindlichkeitsgrad verringert bzw. ganz vermieden wird.
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Man könnte auch die Anordnung z. B. so treffen, daß. die Wicklungen
18 und 2o über je einen Widerstand von der Netzspannung erregt werden. und beim
Schließen des Relais 12 die Wicklung 18 kurzgeschlossen wird, während beim Schließen
des Relais 13 der Vorschaltwiderstand der Wicklung 2o kurzgeschlossen wird.
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Um die Relaiskontakte gegen Verschmutzung oder Oxydation zu schützen,
kann man die Kontakte im Vakuum oder in einem neutralen Gas anordnen. Zweckmäßig
können auch Hitzdrahtrelais und diese wiederum vorteilhaft in gegen die Außenluft
abgeschlossener Anordnung verwendet werden. Bei diesen wird die Zusatzerregung,
die das periodische (3ünen und Wiederschließen des Kontaktes hervorruft, zweckmäßig
auf transformatorischem Wege in den Hitzdrahtstromkreis eingeführt. L m die Frequenz
der periodischen Kontaktöfinungen zu begrenzen, kann man den Kontakt z. B. magnetisch
kleben lassen oder niechanische Sprungbewegungen vorsehen.
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In Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel unter Verwendung zweier Hitzdrahtre.lais
dargestellt. Mit i ist wieder der Motor bezeichnet, dessen rechte und linke Klemme
durch den Kondensator io überbrückt sind. Mit 30 und 40 sind die beiden Hitzdrahtrelais
bezeichnet, von denen das Relais 3o bei überschreiten der Spannung die linke Klemme
und das Relais 40 bei Unterschreiten der Spannung die rechte Klemme des Motors mit
dem unteren Phasenleiter des Netzes verbindet. Die Hitzdrahtrelais besitzen einen
von der Netzspannung erregten Hitzdraht 36 bzw. 46 und einen Kompen.sationsdraht
37 bzw. 47 zum Ausgleich der i Raumtemperatur. Die beiden Drähte jedes Relais sind
durch Isolierstücke 35 bzw. 45
mit dem Glasgefäß verbunden. Die
oberen Enden der beiden Drähte sind an einem Isolierstück 33 bzw. 43 befestigt,
welches durch eine Feder 34 bzw. 44 nach oben gezog-en wird. Das Isolierstück trägt
gleichzeitig auch den beweglichen Kontaktarm 32 bzw. 42. Mit 3 1 bzw. 41
ist der feststehende Kontakt bezeichnet. überschreitet die Spannung ihren Sollwert,
so bewegt sich der Kontaktarm 32 nach links und kommt mit dem Kontakt 3 i in Berührung.
Bei Unterschreiten der Spannung kommt der Kontaktarm 42 mit dem feststehenden Kontakt
4 r in Berührung, so daß je nach der Abweichung der Spannung von ihrem Sollwert
entweder die linke oder die rechte Klemme des Motors mit dem unteren Phasenleiter
des Netzes in Berührung kommt. Im Ausführungsbeispiel ist ferner noch eine Zusatzerregung
vorgesehen, damit beim Schließen des Kontaktes der wieder bewegliche Kontaktarm
wieder zurückgeführt wird. Zu diesem Zweck dienen zwei Transformatoren 38 bzw. 48,
deren Primärwicklungen in Reihe mit der von der mittleren Klemme des Motors zur
oberen Netzleitung führenden Leiter liegen. Die Sekundärwicklungen liegen in Reihe
mit dem Hitzdraht. Parallel zu den Primär- oder Sekundärwicklungen könnten noch
Widerstände geschaltet sein. Die Schaltung -wird so getroffen, daß bei Stromaufnahme
des Motors der Strom im Hitzdraht des Relais 30 vermintert und im Hitzdraht
des Relais 40 vermehrt wird. Die Wirkungsweise ist sonst die gleiche wie bei der
Anordnung nach Fig. i.
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Im Ausführungsbeispiel liegen die Hitzdrähte unmittelbar an der Spannung
des Einphasennetzes. Sie könnten aber auch über Transformatoren erregt werden.
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Die beschriebenen Verstellmotoren eignen sich z. B. für die Regelung
von Stufentransformatoren, für die Regelung der Spannung von Geneisa.toren, indem
durch'sie beispielsweise der Erregerwiderstand im Erregerstromkreis des Generators
geändert wird. Die Vers.tellmotoren können auch beispielsweise als Drehzahlverstellmotoren
verwendet --erden. Sie werden dann in Abhängigkeit von der Abweichung der Frequenz
vom Sollwert zum Rechts- oder Linkslauf gebracht. Die Verstellmotoren können auch
beispielsweise in chemischen Betrieben angewendet werden, bei denen wegen des Oxydierens
des Kupfers Kollektormotoren nur schwer anwendbar sind. Sie können beispielsweise
auch verwendet werden für die Einstellung der Elektroden bei Lichtbogenäfen.