DE962184C - Sicherheitsvorrichtung zum phasenrichtigen Anschliessen ortsbeweglicher Anlagen - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 18. APRIL 1957

B 3ioi3VIIIb/2ic

Heinz Lebert, Mannheim

ist als Erfinder genannt worden

Bei ortsveränderlichen Anlagen, die mit Drehstrommotoren arbeiten, tritt häufig der Fall ein, daß nicht von vornherein feststeht, in welcher Reihenfolge die einzelnen Phasen des Netzes an die Anlagie angeschilosseni werden soMeni. Es. besteht daher die Gefahr, daß der Anschluß mit falscher Phasenfolge vorgenommen wird.

An sich sind Geräte zur Anzeige der richtigen oder falchen Phasenfolge eines anzuschließenden Netzes bekannt. Erwünscht ist aber ein Gerät, das nicht eine Anzeige liefert, sondern eine Ausgangsleistung, mit der eine Schaltung bzw. eine Verriegelung eines Einschaltschützes selbsttätig vorgenommen wird.

Andererseits sind auch Anordnungen bekannt, die mit einem Motorrelais arbeiten, das bei richtiger Phasenlage und Betriebsbereitschaft aller drei Phasen einen Schalter geschlossen hält und im Störungsfalle den Schalter öffnet.

Die bekannten Anordnungen bestehen im allgemeinen aus zahlreichen, gegeneinander beweglichen Teilen, sind also durch die Notwendigkeit einer solchen gegenseitigen Bewegung sehr störanfällig. Es soll daher durch die Erfindung angestrebt werden, den Stromkreis für die Einschaltung und Verriegelung des Schützes möglichst kontaktlos und ohne bewegliche Teile zu steuern. Dabei sollen die benutzten Teile möglichst einfach, widerstandsfähig und billig sein, insbesondere sollen geläufige Bauteile für die notwendige Schaltung benutzt werden.

Es hat sich nun gezeigt, daß diese Aufgabe mittels Widerstände und Drosselspulen in der Weise mit Vorteil gelöst werden kann, daß die

Spule des Schaltschützes mit ihrem einen Pol an die eine Phase über einen ohmschen Widerstand und an die zweite Phase über einen induktiven Widerstand (Drosselspule) angeschlossen ist, während der andere Pol der Magnetspule des Schützes an die Mittelanzapfung eines einstellbaren Transformators oder eines Regelwiderstandes angeschlossen wird, der zwischen die dritte und die zweite Phase geschaltet ist. ίο Besonders zweckmäßig wird die benutzte Schaltung, wenn der ohmsche und der induktive Widerstand in der Verkettungsleitung der beiden Phasen derart gegeneinander abgeglichen sind und der Transformator bzw. der Regelwiderstand so eingestellt wird, daß die beiden über das Schütz fließenden Ströme sich bei phasenrichtigem Anschluß der Anlage im wesentlichen aufheben.

Wird die kompensierende Spannung einem einstellbaren Transformator entnommen, so ist in der Regel der Transformator zwischen die dritte Phase und diejenige Phase eingeschaltet, die mit der Magnetspule des Schützes über die Drosselspule verbunden ist.

Wird das Schütz als Hilfsschütz ausgeführt, ist es möglich, das gesamte Relais mit den Widerständen und der Drosselspule zu einem geschlossenen Bauteil zu vereinigen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine derartige Anordnung bei Benutzung von zwei Schützen entsprechend der Ausführung als Phasenfolgerelais verwendbar, wenn die induktiven und ohmschen Widerstände in der Zuleitung zu den einzelnen Schützen in ihrer Reihenfolge vertauscht sind und gleichzeitig die Zuordnung der durch die einzelnen Schütze betätigten Schalter entsprechend gewählt ist.

Vorzugsweise ist in einem solchen Falle mit jedem Schütz noch ein zusätzlicher dreipoliger Hilfsschalter verbunden, der das in Tätigkeit gesetzte Schütz verriegelt, solange der Schaltzustand der Anlage unverändert bleibt. Dabei kann die elektrische Verriegelung des einen Schützes durch selbsttätiges Abschalten der zu dem Schütz gehörenden Zweigleitung, insbesondere der Drosselspule erfolgen.

Die Wirkungsweise der Schaltung sei zunächst an

einem einfachen Relais an Hand der Abb. 1 und 2 sowie der Vektorbilder Abb. 3 bis 6 näher erläutert.

Durch die Reihenschaltung eines Widerstandes R und einer Drosselspule L wird die verkettete Spannung zwischen zwei Phasen (z. B. S und T)

in zwei Spannungen U_R und U₁ aufgeteilt.

Zwischen dem Anzapfpunkfc A und der anderen Phase R herrscht dann eine Spannung U_AR, die durch entsprechende Bemessung des Widerstandes R und der Drosselspule L in Richtung einer Spannung Ur_x gelegt wird.

Ein Transformator oder Regelwiderstand, der zwischen die Phasen R und T geschaltet ist, wird so mit seiner Regelanzapfung mit dem Schütz verbunden, daß der über das Schütz fließende Strom bei phasenrichtigem Anschluß des Motors angenähert zu Null wird.

Liegt nun eine Verfauschung der Phasen S und T vor, dann entsteht zwischen dem Punkte und dem Abgriff des Transformators bzw. Regelwiderstandes eine Spannung, die jedoch wesentlich größer ist als im ersteren Fall. Diese Spannung genügt ohne weiteres, um entsprechende Schütze oder Hilfsschütze zu steuern. Während somit bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bei phasenrichtigem Anschluß das Schütz in Ruhe bleibt, wird es bei phasenunrichtigem Anschluß das Abschalten des Netzes bewirken. Grundsätzlich wäre es auch möglich, die Drosselspule und den Widerstand derart zu bemessen, daß das Anschalten des Netzes bei phasenrichtiger Lage erfolgt, während im stromlosen Zustand oder bei phasenunrichtigem Anschluß das Schütz nicht in Tätigkeit tritt.

Besonders zweckmäßig ist die Verwendung zweier derartiger Schütze mit vertauscht zueinander angeordneten Widerständen und Drosselspulen, so daß beim Anschließen der Anlage an ein Netz mindestens eines der beiden Schütze anspricht und in diesem Falle das phasenrichtige Anschließen der Anlage durchführt. Alsdann ist es möglich, die Schaltung so aufzubauen, daß der einstellbare Transformator oder der Regelwiderstand zur Herstellung einer Hilfsspannung in Wegfall kommen kann.

In den Abb. 7 bis 9 ist die Wirkungsweise eines auf diese Art geschalteten Phasenfolgerelais im einzelnen dargestellt:

Die Abb. 7 zeigt das Phasenfolgerelais in Bereit-Schaftsstellung bei abgeschaltetem Netz, d. h. bei geöffnetem Hauptschalter H. Die beiden die Phasenfolge vertauschenden Leistungsschalter P₁ und P₂, die durch die Schütze S₁ bzw. S₂ gesteuert werden, sind geöffnet. In den Stromkreisen, welche die Phase mit den Schützen^ und S₂ verbinden, sind zwei dreipolige Hilfsschalter Q₁ und Q₂ vorgesehen, deren Schaltorgane derart angeordnet sind, daß die unmittelbare Zuleitung von der einen Phase zu den Schützen unterbrochen, die anderen Stromwege aber geschlossen sind.

Wird nun der Hauptschalter H eingelegt (Abb. 8), so trifft die Phase 5" bei der dargestellten Schaltung auf den Widerstand R₁ des einen Schützes ^₁ und die Drosselspule L₂ des zweiten Schützes S₂, während die Phase T mit der Drosselspule L₁ des ersten Schützes S₁ und mit dem Widerstand^ des zweiten SchützesS₂ verbunden wird. Die Drosselspulen und Widerstände seien bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel so aufeinander abgestimmt, daß das Schütz V^₁ Strom erhält, während der etwa durch das Schütz S₂ fließende Reststrom nicht ausreicht, um dieses Schütz zum Ansprechen zu bringen.

Dann fließt also ein Strom zwischen den Phasen R und 5" über den Widerstand Ji₁, den Anzapfungspunkt A₁ und das Schütz S₁, das auf diese Weise erregt wird und in die Schaltstellung emäß Abb. 9 gelangt.

Der Leistungsschalter P₁ wird dadurch geschlossen und damit der gewünschte phasen-

richtige Anschluß des Verbrauchers V an das Netz RST hergestellt. Gleichzeitig wird durch den dreipoligen Hilfsschalter Q₁ das Schütz S₁ unmittelbar zwischen die Phasen R und 5" geschaltet und dadurch elektrisch verriegelt, bis der Häuptschalter geöffnet, also das Netz abgeschaltet wird. Der hierdurch gebildete Stromkreis kann einen Widerstand aufweisen, der den Haltestrom durch das Schütz begrenzt.

ίο Ist das Schütz erregt, so wird gleichzeitig durch die beiden anderen Schaltelemente des Hilfsschalters Q₁ der Strom über die Abgleichvorrichtung R₁, L₁ unterbrochen.

Ist bei einem neuen Anschluß aus irgendeinem Grund die Phase vertauscht, dann spricht beim Anschalten des Hauptschalters das auf die vertauschte Phase abgestimmte Schütz S₂ an, es schließt den Leistungsschalter P₂ und vertauscht dabei die Phase für den Verbrauchsanschluß V.

ao Die Hilfsschalter Q₂ verriegeln dann sinngemäß das Schütz S₂ und machen den Stromkreis über die Abgleichvorrichtung R₂, L₂ stromlos, bis das Netz abgeschaltet wird.

In diesem Falle wird die Aufteilung der verketteten Spannung U_ST so vorgenommen, daß die kleinstmögliche Restspannung eingestellt ist. Diese Restspannung hat dann eine Größe, bei der ein Wechselstromschütz mit Sicherheit nicht mehr anspricht und der Spulenstrom nicht größer ist als der normale Betriebsstrom. Da eines der beiden Schütze auf jeden Fall anspricht, wodurch alle anderen Stromkreise unterbrochen werden, ist für den Fall des Phasenfolgerelais der bei dem einfachen Relais notwendige einstellbare Transformator bzw. Regelwiderstand entbehrlich. Die Schaltfolge der Relais kann durch Vertauschen der Anschlüsse umgekehrt wirken. Die Relais schalten dann bei unrichtiger Phasenlage und bleiben bei richtiger Phasenlage in Ruhe.

An Stelle der Drosselspulen können auch grundsätzlich Kondensatoren entsprechender Abmessungen benutzt werden.

Außerdem ist die Erfindung nicht auf die beiden dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann auch noch in anderer Weise durch Aufteilung der verketteten Spannung zwischen zwei Phasen ausgeführt sein.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Sicherheitsvorrichtung zum phasenrichtigen Anschließen ortsbeweglicher Anlagen an ein Drehstromnetz mittels lösbarer elektrischer Verbindungen durch Abschalten des Drehstrommotors vom Netz bei falsch angeschlossener oder ausfallender Phase, insbesondere für Motoren von fahrbaren Kälteanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule eines Schaltschützes mit ihrem einen Pol an die eine Phase über einen ohmschen Widerstand und an die zweite Phase über einen induktiven Widerstand (Drosselspule) angeschlossen ist, während der andere Pol der Magnetspule des Schützes an die Mittelanzapfung eines einstellbaren Transformators oder eines Regelwiderstandes angeschlossen ist, der zwischen die dritte und zweite Phase geschaltet ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ohmsche und induktive Widerstand in der Verkettungsleitung der . beiden Phasen und der Transformator bzw. der Regelwiderstand so eingestellt sind, daß der über das Schütz fließende Strom bei phasenrichtigem Anschluß des Motors angenähert zu Null "wird.
3. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche, 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schütz als Hilfsschütz ausgeführt und mit den Widerständen und der Drosselspule zu einem geschlossenen Bauteil vereinigt ist.
4. 4. Vorrichtung zum selbsttätigen phasenrichtigen Anschalten eines Drehstrommotors an das Netz unter Verwendung zweier Schütze nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die induktiven und ohmschen Widerstände in der Zuleitung zu dem einen Schütz und in derjenigen zu dem zweiten Schütz gegeneinander vertauscht sind, ebenso die Zuordnung der durch die einzelnen Schütze betätigten Schalter. go
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem Schütz noch ein zusätzlicher dreipoliger Hilfsschalter verbunden ist, der das in Tätigkeit gesetzte Schütz verriegelt, solange der Schaltzustand der Anlage unverändert bleibt.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verriegelung des einen Schützes unter Wegfall des einstellbaren Transformators bzw. des Regel-Widerstandes durch selbsttätiges Abschalten der zu dem Schütz gehörenden Abgleichleitungen und unmittelbares Anschließen des Schützes an die verkettete Spannung erfolgt.
7. 7. Vorrichtung, insbesondere Phasenfolgerelais, nach, einem ■ der vorhergehenden¹ Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselspule durch einen entsprechend bemessenen Kondensator ersetzt ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   AEG-Handbucib, Essen 1949, S. 445, 446;
   H. Titze, »Fehler und Fehlerschutz«, Wien ^Χ953> S. 92, Absatz 2, insbesondere Abb. 86 und 87;

   W.Lehmann, »Die Elektrotechnik und die elektromotorischen Antriebe«, Berlin 1948, S. 245, Abb. 581; S. 291, Abb. 681; S. 341, Abb. 768.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

   © 609 659/570 10.55 ■ (609 863 4.57)