DE843864C

DE843864C - Relaisanordnung zum Anlassen und zum UEberlastschutz von Einphasen-Asynchronmotoren,insbesondere fuer den Antrieb von Kompressions-Kaeltemaschinen

Info

Publication number: DE843864C
Application number: DES2168A
Authority: DE
Original assignee: Siemens SpA
Current assignee: Siemens SpA
Priority date: 1949-04-02
Filing date: 1950-03-14
Publication date: 1952-07-14

Description

Relaisanordnung zum Anlassen und zum Uberlastschutz von Einphasen-Asynchronmotoren, insbesondere für den Antrieb von Kompressions-Kältemaschinen Die Erfindung betrifft eine Relaisanordnung zum Anlassen und für den Überlastschutz von Einphasen-Asynchronmotoren. Die Anordnung ist besonders geeignet für Motoren zum Antrieb der Kompressoren von kleinen Kühlanlagen, wie Kühlschränken für den Haushalt.
Dabei wird angenommen, daß der Asynchronmotor in an sich bekannter Weise eine Anlaßhilfswicklung aufweist. Die Relaisanordnung nach der Erfindung soll dafür sorgen: a) daß die Hilfswicklung bei jedem Anlassen des Motors in den Stromkreis eingeschaltet wird, b) daß die Hilfswicklung nicht länger eingeschaltet bleibt, als für das An- , lassen des Motors unter normalen Bedingungen erforderlich ist, c) daß der Motor prompt ausgeschaltet wird, wenn er aus irgendeinem Grunde nicht anläuft oder einen höheren Strom aufnimmt, als dem normalen Betriebsstrom entspricht.
In einer bekannten derartigen Anordnung werden die drei obengenannten Funktionen von drei Relais besorgt, wovon zwei normalerweise verzögerte Thermorelais sind und das dritte Relais ein elektromagnetisches Relais ist. Letzteres dient für den Anlaßvorgang, während von den beiden thermischen Relais eines für die Überwachung des Anlaßvorgangs und das andere als Motorschutz dient. 1=s ist ferner vorgeschlagen worden, die Wicklung des elektromagnetischen Relais in zwei Teilwicklungen aufzuteilen, so daß die von ihnen erzeugten magnetischen Teilflüsse sich gegenseitig schwächen.
Die Relaisanordnung gemäß der Erfindung besteht demgegenüber darin, daß die Parallelschaltung der beiden Teilwicklungen in Reihe zur Hauptwicklung des Motors liegt, wobei die eine Teilwicklung dauerii;l voni Strom der Motorhauptwicklung durchflossen wird, während die andere Teilwicklung so geschaltet ist, daß sie-im Nel>enschluß zur ersten Teilwicklung vom Strom der Motorhauptwicklung nur dann durchflossen wird, wenn der Motor aus irgendeinem Grunde nicht anläuft.
\Torzugsweise ist die Relaisanordnung derart, daß die zweite Teilwicklung an das Verzögerungsrelais angeschlossen ist, das bei nicht anlaufendem Motor anspricht und durch Schließung seiner Kontakte dieselbe Teilwicklung in den Stromkreis der Motorhauptwicklung einschaltet, so, daß infolge der gegensinnigen Wirkung der beiden Teilwicklungen das elektromagnetische Relais abfällt und damit die Motorhilfswicklung abschaltet.
Weitere Merkmale der erfindungsgemäßen Relaisanordnung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor, dessen Schaltbild in der Zeichnung veranschaulicht ist.
Darin sind mit R, S die beiden Klemmen zum Anschluß an das Stromnetz bezeichnet, mit i der Hauptschalter, der im Falle einer Kühlanlage auch ein Thermostat sein kann, mit 2 der Einphasen-Asynchronmotor, mit 3 und 6 seine Haupt- bzw. Hilfswicklung, mit 1, 1I, 111, drei für das Anlassen und den Schutz des Motors 2 dienende Relais.
Das Relais I ist ein elektromagnetisches Relais und besteht aus einem Elektromagneten und einer in zwei Teilwicklungen 4 und 12 aufgeteilten und im Punkt 18 gespeisten Erregerwicklung, aus einem Anker 5 und einem von letzterem gesteuerten Kontaktpaar 7, B.
Das Relais II ist ein Thermorelais und besteht aus einem ein Kontaktpaar 10; 1 i steuernden Bimetallstreifen. 9.
Das Relais 111 ist gleichfalls ein Thermorelais und besteht aus einem Bimetall 14, das von einem Widerstand 13 angeheizt wird und ein Kontaktpaar 16, 17 steuert.
Die Arbeitsweise der Anordnung ist folgende: Beim Schließen des Hauptschalters i wird folgender Stromkreis hergestellt: Klemme R, Hauptwicklung 3 des Motors 2, Teilwicklung 4 des Relais 1, Bimetall. 9 des Relais II, Widerstand 13 und Bimetall 14 des Relais 111, geschlossene Kontakte 16, 17, Klemme S. Der starke Anlaßstrom, der sich in diesem Stromkreis einstellt und somit auch die Teilwicklung 4 durchfließt, bewirkt den Anzug des Ankers 5 und damit die Schließung der Kontakte 7, 8, an denen so die ' Hilfswicklung 6 des Motors .2 in den Stromkreis eingeschaltet Wird. Die Teil-Wicklung 12 ist noch immer stromlos, da ihr Stromkreis an den Kontakten io und i i unterbrochen'ist.
Der Motor läuft an, und mit der Zunahme seiner Umdrehungszahl nimmt der ihn durchfließende Strom an Stärke ab, um bei Erreichen der Nenndrehzahl den normalen Betriebsstromwert anzunehmen. Dieser Stromwert ist, wie früher ausgeführt, nicht mehr ausreichend, um den Anker 5 in angezogenem Zustande zu erhalten. Der Anker 5 fällt daher ab und schaltet damit auch die jetzt überflüssig gewordene Hilfsphase 6 aus.
Wenn aus irgendeinem Grunde (kaltes Schmiermittel, unzulängliche Netzspannung usw.) der Motor nicht anläuft, so wird durch den im obengenannten Stromkreis fließenden Kurzschlußstrom nach einiger Zeit das Bimetall 9 des Relais 1I 'so weit angeheizt, daß durch dessen Verformung die Kontakte io und i i geschlossen werden und damit die Einschaltung der anderen Teilwicklung 12 des Relais 1 erfolgt. Da aber die Amperewindungen der beiden Teilwicklungen 4 und 12 einander gleich sind, heben sich die von diesen beiden Teilwicklungen erzeugten magnetischen Flüsse gegenseitig auf, so daß der Anker 5 abfällt und die Hilfsphase 6 des Motors 2 ausschältet. Gleichzeitig oder kurz nachher verformt sich auch das Bimetall 14, angeheizt durch den im Widerstand 13 fließenden Kurzschlußstrom, und unterbricht an den Kontakten 16, 17 endgültig den Stromkreis des Motors 2. Das Spiel wiederholt sich, sobald bei genügender Abkühlung des Bimetalls 14 seine Kontakte 16, 17 wieder schließen und nachdem sich durch die Abkühlung des Bimetalls 9 die Kontakte i o, iiwieder geöffnet haben.
Das Relais III hat natürlich auch die Aufgabe, den Stromkreis des Motors auch während des Betriebs zu unterbrechen, wenn aus irgendeinem Grunde der Betriebsstrom des Motors seinen normalen Betriebswert überschreitet. Die Ausschaltung erfolgt in einer Zeit, die um so kürzer ist, je stärker der sich einstellende Überstrom ist.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung gehen aus den folgenden Überlegungen hervor. Das direkt geheizte Bimetall 9 muß in kürzester Zeit (meist Bruchteile einer Sekunde) ansprechen, weswegen seine Masse klein und die durch dasselbe entwickelte mechanische Schließkraft für das Kontaktpaar io, i i gering ist. Eine trotzdem sichere Kontaktgabe am Kontaktpaar i o, i i kann dadurch gewährleistet werden, daß i. diese Kontakte nach Möglichkeit geschont werden und 2. für das Vorhandensein einer genügend hohen Spannungsdifferenz zwischen diesen Kontakten gesorgt wird. Beides wird durch die erfindungsgemäße Aufteilung der Relaiswicklung in zwei Teilwicklungen 4 und 12 erreicht. Tatsächlich wird eine weitgehende Schonung der Kontakte dadurch erzielt, daß der über diese Kontakte bei Kontaktschluß fließende Strom nicht der gesamte Kurzschlußstrom, sondern ein Bruchteil davon ist. Andererseits wird eine genügend hohe Spannungsdifferenz an den Kontakten io, i i dadurch erzielt, daß an denselben die geometrische Summe der an den beiden Teilwicklangen 4 und 12 vorherrschenden Spannungen liegt, wobei die Wicklungsanordnung 4 und 12 als Spartransformator arbeitet.
In der erfindungsgemäßen Relaisanordnung Kann natürlich das Relais III auch fehlen, wenn auf den trberstromschutz während des Betriebs verzichtet bzw. dieser überstromschutz mit anderen Mitteln oder in anderer Weise gesichert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE i. Relaisanordnung zum Anlassen und zum Überlastschutz von Einphasen-Asynchronmotoren mit Hilfswicklung, bestehend aus wenigstens einem elektromagnetischen Relais und wenigstens einem mit Verzögerung arbeitenden Relais, wobei die Wicklung des elektromagnetischen Relais in zwei Teilwicklungen aufgeteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallelschaltung der beiden Teilwicklungen in Reihe zur Hauptwicklung des Motors liegt, wobei die eine Teilwicklung dauernd vom Strom der Motorhauptwicklung durchflossen wird, während die andere Teilwicklung so geschaltet ist, daß sie im Nebenschluß zur ersten Teilwicklang vom Strom der Motorhauptwicklung nur dann durchflossen wird, wenn der Motor aus irgendeinem Grunde nicht anläuft.
2. Relaisanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Teilwicklung (i2) an das Verzögerungsrelais (9) angeschlossen ist, das bei nicht anlaufendem Motor anspricht und durch Schließung seiner Kontakte (io, ii) dieselbe Teilwicklung in den Stromkreis der Motorhauptwicklung einschaltet, so, daß infolge der gegensinnigen Wirkung der beiden Teilwicklungen (4, 12) das elektromagnetische Relais (I) abfällt und damit die Motorhilfswicklung (2) abschaltet. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 508 328.