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Einrichtung zur selbsttätigen Steuerung von Einphasenmotoren Die Erfindung
betrifft Einrichtungen zur Steuerung von Einphasenmotoren mit Hilfe von getrennten
elektromagnetischen oder elektropneumatischen Schaltern. Sie bezieht sich im besonderen,
jedoch nicht ausschließlich, auf die Steuerung von einphasigen Bahnmotoren mit Hilfe
von mit den Regelanzapfungen eines Transformators verbundenen Anlaßschaltern.
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Bei einer derartigen Steuerung handelt es sich darum, zunächst eine
gewisse Gruppe von Schaltern zu schließen, welche mit gewissen Anzapfungen des Transformators,
z. B. drei oder vier Anzapfungen, verbunden sind, um die erste Anlaßstufe herzustellen,
worauf der erste Schalter dieser ersten Gruppe geöffnet und durch einen neuen, mit
einer neuen Anzapfung des Transformators verbundenen Schalter ersetzt wird usf.
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Hauptzweck der Erfindung ist die Schaffung einer einfachen Einrichtung
zur Vornahme dieser Vorgänge mit der gewünschten Betriebssicherheit mittels einer
Steuerwalze zur Vornahme eines vollständigen oder unvollständigen selbsttätigen
Anlassens mit Hilfe eines einzigen Beschleunigungsrelais.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine derartige Ausführung dieser
Einrichtung, daß die gleichzeitige
Schließung von Schaltern, welche
Kurzschlüsse oder Überlastungen hervorrufen können, unmöglich gemacht wird.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung zur selbsttätigen Steuerung von elektrischen
Einphasenmotoren mit Hilfe einer Steuerwalze, eines Beschleunigungsrelais und von
mit den Anzapfungen eines Regeltransformators verbundenen Anlaßschaltern ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Arbeitsspule eines jeden Anlaßschalters, der Reihe nach
überlappend, mit drei Steuerleitungen verbunden wird, von denen die erste Steuerleitung
als Anlaßleiter die Arbeitsspule über Hilfsschalter speist, die die Einschaltfolge
der Anlaßschalter festlegen, die zweite Steuerleitung als Selbsthalteleiter die
Arbeitsspule über andere Hilfsschalter erregt und die dritte Steuerleitung als Öffnungsleiter
die Arbeitsspule über weitere Hilfsschalter und über einen Offner des Beschleunigungsrelais
kurzschließt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung
eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels hervor.
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Bei diesem Beispiel ist angenommen, daß die Einrichtung zwölf Anlaßschalter
und eine Steuerwalze mit vier Arbeitsstellungen aufweist.
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Die Zeichnung stellt eine Einrichtung mit einem einzigen Beschleunigungsrelais
A mit drei Spulen a1, bi und cl dar, wobei die dickdrähtige Spule cl im Nebenschluß
zu dem Widerstand r liegt und von einem Bruchteil des Hauptstromes durchflossen
wird. Die Einrichtung enthält ferner eine Reihe von Anlaßschaltern i bis I2, welche
an die betreffenden Anzapfungen eines Regeltransformators Tr angeschlossen sind,
sowie vier Schienen in, 74 o und p, drei Übergangsinduktivitäten X1,
X2 und X3, welche in bekannter Weise an diese Schienen angeschlossen sind, mehrere
Einphasenmotoren 11,T mit ihren Hauptschaltern Li und L2 und eine von einer Stromquelle
0 mit Steuerstrom gespeiste Steuerwalze K.
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Die Steuerwalze K speist in allen Betriebsstellungen I bis IV einen
Arbeitsleiter fo, welcher in Reihe mit der Spule b1 zur Herstellung der Betriebsbereitschaft
des Beschleunigungsrelais A einen Anlaßleiter mit unter Spannung setzt. Ferner erregt
der Arbeitsleiter f o unmittelbar einen Selbsthalteleiter tust sowieeinen Öffnungsleiter
ov. Der Arbeitsleiter f o erregt ferner die Spulen BL1 und BL2 der Hauptschalter
L1 und L2, welche in der weiter unten erläuterten Weise arbeiten.
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Diese Hauptschalter weisen Hilfsschalter t1 und t2 auf, welche geschlossen
sind, wenn L1 und L2 offen sind, und in den Stromkreis des Anlaßleiters lnn. eingeschaltet
sind.
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In der ersten Anlaßstufe I erregt die Steuerwalze K die Steuerleiter
f1, f2 und f3. In der zweiten Stufe II der Schaltwalze wird der Leiter f1 entregt,
in der dritten Stufe III wird der Leiter f2 und in der vierten Stufe IV der Leiter
f3 entregt. Wenn man während des selbsttätigen Fortschreitens des Anlassens auf
den Handgriff H drückt und so den Kontakt f,' schließt, wird der Leiter
s der oberen Spule a1 des Beschleunigungsrelais A erregt, dessen Anker durch
diese Spule angehoben wird, so daß der Anlaßvorgang nicht weiter fortschreitet.
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Jeder Anlaßschalter i bis I2 (welcher ein elektromagnetischer oder
ein elektropneumatischer Schalter sein kann) besitzt eine mit B1 bis B12 bezeichnete
Arbeitsspule und mehrere Hilfsschalter zur gegenseitigen Verriegelung, welche sechs
Serien angehören. Die Offner i" bis 12" und die Schließer ib bis I Ib gewährleisten
die Schließung der Schalter in der gewünschten Reihenfolge derart, daß ein Schalter
der Ordnung zt sich nur schließen kann, wenn der vorhergehende Schalter der Ordnung
(zt-i) geschlossen ist und der Schalter der Ordnung (7t-4) offen ist. Man sieht
ferner, daß die Spule Bi des Schalters i über den Anlaßleiter rnn nur erregt werden
kann, wenn alle Offner der ersten Serie geschlossen sind, d. h. wenn alle Schalter
offen sind und wenn die Hilfsschalter t1 und t2 der beiden Hauptschalter L1 und
L 2 geschlossen sind, d. h. `nenn diese Hauptschalter offen sind.
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Die Offner der mit 2, bis ii, bezeichneten Serie und die Schließer
der mit Id bis I id bezeichneten Serie halten die geschlossenen Schalter in der
Einschaltstellung. Zu Beginn -erfolgt die Erregung zur Schließung der Schalter durch
den Anlaßleiter ynn, durch die Hilfsschalter der Serien a., b
und c und durch
die Spule b1 des Beschleunigungsrelais A, welches dadurch von dieser Spule bi angezogen
und betriebsbereit gemacht wird. Diese Einschalterregung der Spulen wird jedoch
alsbald unterbrochen und durch die Selbsthalteerregung ersetzt, welche von dem Halteleiter
nat kommt und über die entsprechenden Hilfsschalter der Reihen d und f geht. Hierfür
findet zwischen den Serien c und d eine überlappung statt, derart, daß dieser Übergang
ohne Unterbrechung der Ströme in den Spulen B1 bis Bi. erfolgt.
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Die mit d.,, bis ii, bezeichneten Schließer der Serie e und
die mit 4.f bis iif bezeichneten Offner der Serie f sind Hilfsschalter, welche den
Selbsthalteleiter ntt durch den Öffnungsleiter ov ersetzen, um gewisse Schalter
in der weiter unten ausgeführten Weise von dem Beschleunigungsrelais A abhängig
zu machen. Zwischen den Serien e und f
ist ebenfalls ein Übergreifen
vorgesehen, um die Unterbrechung der Erregung der Schalter i bis 12 zu vermeiden.
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Bei der so ausgebildeten Steuerung erregt die Stromquelle 0 somit
nacheinander eine gewisse Zahl von Spulen B1 bis B12, welche sich der Reihe nach
derart schließen und öffnen, das im Prinzip jeder Betriebsstufe, außer der ersten,
eine Gruppe von vier Schaltern entspricht, welche infolge des Arbeitens der Hilfsschalter
der Serien a. und b in der oben erläuterten Weise geschlossen werden.
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Die Gruppe der so geschlossenen vier Schalter wird in der Einschaltstellung
durch den Selbsthalteleiter mt gehalten, welcher durch die den Serien c und d angehörenden
Halteschalter in der oben erläuterten Weise den Anlaßleiter mit ersetzt. Die Erregung
des ersten Schalters dieser Vierergruppe
geht jedoch infolge des
Arbeitens der Hilfsschalter der Serien e und f sofort auf den öffnungsleiter
ov über. Während dieses Vorganges werden die in den Leitern ov und mt fließenden
Ströme durch die Begrenzungswiderstände r1, r2 und r3 begrenzt und ausgeglichen.
Wenn man annimmt, daß z. B. die Spulen B3, B4, B5 und BE erregt sind, sieht man
in der Zeichnung, daß einzig und allein der Schließer 6E der Serie e geschlossen
ist und daß einzig und allein der Öffner 6f der Serie f offen ist, so daß die Spule
B3 von dem Selbsthalteleiter mt abgeschaltet ist und durch den Öffnungsleiter ov
erregt wird.
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Hieraus ergibt sich unter der obigen Annahme, daß die Schalter B3,
B4, B5 und BE geschlossen sind, folgende Arbeitsweise: Sobald die durch die untere
dickdrähtige Spule c1 des Beschleunigungsrelais A fließende Anlaßstromspitze genügend
abnimmt, fällt das Relais A ab und legt über seinen Öffner dl den Öffnungsleiter
ov an Erde.
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Infolgedessen wird die Spule B3, welche durch diesen Leiter gespeist
wurde, entregt, der Schalter 3 öffnet sich, und sein Öffner 3a schließt sich. Da
die Öffner i" und 2" bereits geschlossen sind, weil die Schalter i und 2 offen sind,
erregt der Anlaßleitermit die Spule B, durch den Schließer 6b und schließt dien
Schalter 7 unter der Kontrolle des Relais A.
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Während der Schließung des Schalters 7, wie übrigens auch während
der Schließung aller anderen Schalter, werden der Anlaßleiter mii und die Spule
b, des Beschleunigungsrelais A von einem kurzen Stromstoß durchflossen, welcher
den Anker des Relais anhebt, worauf das Relais durch den durch seine untere Spule
cl fließenden Anlaßstrom in der angehobenen Lage gehalten wird. Das spätere Abfallen
des Relais bewirkt das Einschalten einer neuen Anlaßstufe.
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Man sieht, daß so das Anlassen der Motoren ?<T unter der Steuerung
durch das Beschleunigungsrelais A selbsttätig fortschreibet. Dieses Fortschreiten
hängt jedoch auch von der Stellung der Schaltwalze ab. In der Stufe i hält nämlich
der Leiter fi das Anlassen durch Verhinderung des Abfallens des Schalters i an,
da dieser Leiter weiter unmittelbar die Spule'Bl erregt. In der Stufe 1I hält der
Leiter f2 das weitere Fortschreiten des Anlassens auf, indem er in gleicher Weise
das Abfallen des Schalters 4 verhindert, während in der Stufe III der Leiter f3
das Abfallen des Schalters 7 verhindert. Hieraus ergibt sich, daß der Anlaßvorgang
nicht die den Stellungen des Handgriffs der Steuerwalze entsprechenden Stufen überschreitet.
Wenn jedoch dieser Handgriff auf die letzte Stufe gestellt wird, wird der selbsttätige
Anlaßvorgang bis zum Ende durchgeführt.
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Die Spulen BL, und BL, der Hauptschalter L1 und L2 sind parallel geschaltet
und -#verd'en, wie dargestellt, durch den Leiter fo erregt, und zwar unter Zwischenschaltung
eines Hilfsschalters 19 an dem Schalter i und von zwei Hilfsschaltern l1,
welche von einem der Hauptschalter getragen werden, z. B. von dem Schalter Li. Hieraus
ergibt sich, daß sich die Hauptschalter nur schließen können, wenn sich der Schalter
i vorher schließt. Sobald sich die beiden Hauptschalter L1 und L2 geschlossen haben,
schließen die Hilfsschalter 11
den oberen Halteleiter zna und unterbrechen
hierauf den unteren Schließungsleiber fe. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß
.die Hauptschalter nach der Öffnung des Schalters i geschlossen gehalten werden,
sich. aber nicht unerwünscht in einer beliebigen Zwischenstellung der Einrichtung
schließen können.