DE970705C

DE970705C - Anordnung zur Abschaltung der Hilfsphase von Einphasenmotoren

Info

Publication number: DE970705C
Application number: DEA7194D
Authority: DE
Inventors: Allen G Stimson
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1941-02-18
Filing date: 1942-02-18
Publication date: 1958-10-16
Also published as: US2296123A; GB555451A

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 16. OKTOBER 1958

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Abschaltung der Hilfsphase von Einphasenmotoren und ein speziell in dieser Anordnung benutztes Relais.

Es ist bekannt, Einphasenmotoren mit Hilfsphase durch eine ein Stromrelais enthaltende Anordnung einzuschalten. Die Verwendung von Stromrelais ist ungünstig, da bei der Einschaltung sehr hohe Stromspitzenwerte auftreten und die Kontakte entsprechend diesen Werten groß bemessen sein müssen. Auch ist es erforderlich, daß das Relais auf die Eigenschaften des jeweils zu schaltenden Motors abgestimmt sein muß.

Es ist ferner bekannt, ein spannungsempfindliches Relais zu verwenden und es entweder nur parallel zur Hilfswicklung zu legen oder parallel zur Reihenschaltung: Hilfswicklung —· Relaiskontakte. In beiden Fällen sind die die Hilfswicklung schaltende Kontakte bei unerregtem Relais geschlossen und bei erregtem Relais geöffnet.

Im Falle der Parallelschaltung zur Reihenschaltung: Hilfswicklung ■— Relaiskontakte fließt auch bei geöffneten Kontakten ein Strom von dem einen Netzpol über die Relaiswicklung und den Kondensator zum anderen Pol. Abgesehen von diesem Energieverlust wird die Lebensdauer des Kondensators, da er dauernd eingeschaltet ist, verkürzt.

Bei der Parallelschaltung der Relaiswicklung nur zur Hilfswicklung dagegen ist mit einer höheren Spannung für die Relaiswicklung zu rechnen.

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Diese Schaltung bietet aber gerade für den Betrieb von Einphasenmotoren Vorteile. Während des Anlaufs des Motors steigt die Spannung an der Hilfswicklung über die Netzspannung an und fällt dann wieder. Bei einem normalen Relais genügt der dadurch gegebene Unterschied zwischen der Anzugsspannung und der Abfallspannung zur Abschaltung der Hilfsphase und deren nicht unmittelbare Wiedereinschaltung. Durch die Anwendung eines Relais mit magnetisch gefesseltem Klappanker läßt sich diese Differenz zwischen der Abfallspannung und der Anzugsspannung wesentlich steigern.

Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, zur Abschaltung der Hilfsphase von Einphasenmotoren mit einem nur zur Hilfswicklung parallel liegenden Relais, dessen Kontakte gemeinsam mit einem Hilfsphasenkondensator in Reihe mit der Hilfswicklung liegen, ein Relais mit einem magnetisch derart gefesselten Klappanker zu verwenden,

so so daß Anzug- und Abfallspannung erheblich voneinander abweichen.

In dieser Anordnung erhalten die Relaisspule und der Hilfskondensator jeweils nur während der kurzen Anlaufzeit des Motors eine nennenswerte Spannung. Nach Abschaltung der Hilfswicklung wird der Kondensator vollkommen spannungslos, während das Relais nur mit einer geringen Restspannung, die ein Drittel der Netzspannung betragen kann, offengehalten wird. Mit der An-Ordnung eines solchen Relais ist es nicht mehr nötig, daß die Relais aus führung unmittelbar· auf den zu schaltenden Motor abgestellt zu werden braucht. Es kann vielmehr ein normaler Typ gebaut werden, der für Motoren verschiedenster Stromaufnahme und Leistung verwendbar ist. Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor.

Gemäß Fig. 1 ist das Relais auf einer aus Isoliermaterial bestehenden Grundplatte 10 aufgebaut.

Diese trägt das Magnetgestell 11, 12 mit der Erregerspule 13 und dem beweglichen Anker 14. Der Kern 11 besteht aus lamelliertem Material, 12 ist eine ebenfalls aus magnetischem Material bestehende flache Scheibe, die mit der Schraube 15 an dem Kern 11 befestigt ist. Das Magnetgestell ist mittels der Verschraubung 16 und Vernietung 17 an der Grundplatte 10 befestigt.

Das Polstück 18 des Kerns 11 ist geschliffen. Der Teil 19 des Ankers 14 bildet den Gegenpol. Die Erregerspule 13 ist auf dem aufwärts gerichteten Arm des Kerns 11 angeordnet und treibt einen magnetischen Fluß durch den Kern 11 über den Anker 14 zur Druckplatte 12. Der Fluß durchsetzt dabei den Luftspalt zwischen der Polfläche 18 und 19. Die Spule 13 ist über die flexiblen Leiter 20 und 21 an Kontaktklemmen 25 und 26 angeschlossen. Bei Er-

. regung der Spule 13 sucht sich der Anker 14 in eine solche Lage einzustellen, daß der Luftspalt zwischen der Polfläche 18 und 19 verringert wird.

Als Folge der dadurch auftretenden Kräfte dreht sich der Anker im Uhrzeigersinne, so daß die untere Hälfte des Ankers in eine nahezu yertikale Lage gegenüber der Polfläche 18 gebracht wird. | Der Radius der von dem Polstück 19 dabei beschriebenen Kurvenbahn ist gegenüber der Bogenlänge, die der Anker durchdreht, verhältnismäßig groß, so daß das Polstück 19 senkrecht zu der Normalen der Polfläche 18 oder im wesentlichen parallel zur Polfläche 18 sich bewegt. Zur drehbaren Lagerung des Ankers 14 ist die magnetische Platte 12 mit abgebogenen Teilen 27, 28, die bei 29 und 30 Einfräsungen aufweisen, versehen (Fig. 4). Die Einfräsungen 29 und 30 stellen zusammen mit der Kante 31 der Platte 12 einen Schlitz der Platte 12 dar, der von dem unteren Ende des Ankers 14 durchtreten wird. Die beiden Teile des Ankers 14 sind flach und verlaufen im wesentlichen parallel zueinander. Sie sind jedoch auf dem Wege über die Abkröpfung 32 gegeneinander versetzt. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, sind in dem Teil 32 des Ankers 14 Absätze 33 und 34 vorgesehen, mit denen sich der Anker auf der Oberfläche 27 und 28 abstützt. Der untere Teil des Ankers ist daher etwas schmaler als der Abstand zwischen den Einfräsungen 29 und 30.

An dem oberen Ende des Ankers 14 ist mit einer Schraube 35 eine Blattfeder 36 befestigt; diese trägt an ihrem unteren Ende das Kontaktstück 37. Die Blattfeder 36 liegt zwischen den Abbiegungen 27 und 28 der Platte 12, ihr unteres Ende ist zu einem Haken ausgebildet, mit dem sie durch eine öffnung 39 des Ankers 14 ragt. Mittels dieser Ausführung wird erreicht, daß bei erregter Spule 13 der Kontakt 37, 40 so lange geschlossen ist, bis der Anker 14 einen bestimmten Teil seines Weges ausgeführt hat. Bevor jedoch der Anker 14 bei erregter Spule seine Endlage erreicht, greift er den abgebogenen Teil 38 der Blattfeder 36 und trennt dadurch das Kontaktstück 37 von dem festen Kontakt 40. Dieser sitzt mittels einer Stellschraube in der Kontaktklemme 45, die ihrerseits in der Grundplatte 10 angeordnet ist. Damit man die notwendigen Einstellungen z. B. an dem festen Kontakt 40 vornehmen kann, ist die Grundplatte 10, wie mit dem Bezugszeichen 46 angedeutet, ausgespart.

Der Anker ist lose in die Platte 12 eingesetzt. Damit er aus dem Gestell nicht herausfallen kann, ist eine Verklinkung des Ankers vorgesehen; diese besteht darin, daß von der Blattfeder 36 Ansätze 47 vortreten, die sich mit Absätzen 47a einerseits unter die Unterseite der Platte 12, andererseits gegen die Rückseite der Winkel 27, 28 legen. Die Ansätze 47 werden entlang dem Mittelstück 32 abgebogen und legen sich hinter Absätze 48 des Ankers 14.

An dem oberen Ende des Ankers 14 ist mittels eines nichtmagnetischen Zwischenstückes 49 ein permanenter Magnet 50 angeordnet. Der Magnet hat Stabform und dient zur Erzeugung einer magnetischen Fesselung des Ankers. Sein Gegenpol ist mit 51 bezeichnet und an dem Träger 52 befestigt, der einerseits verstellbar auf der Platte 12 sitzt. Zur Befestigung dient die Schraube 15, die einen Schlitz 54 des Trägers 52 durchsetzt. Damit der Träger 52 sich nicht verdrehen kann, greift er mit einem Winkel 55 in eine Aussparung der Platte 12.

Der Gegenpol 51 ist mittels des Nietes 53 an dem Träger 52 befestigt. Es kann auch noch gegebenenfalls eine Scheibe aus unmaginetischein Material vorgesehen werden, um zu vermeiden, daß direkter magnetischer Kontakt zwischen dem Magneten 50 und dem Gegenpol 51 entstehen kann, also eine Scheibe, die das Klebenbleiben des Magneten verhindert.

Durch den Magneten 50 wird bei unerregter Spule 13 der Anker 14 in der Anfangslage, bei der also die Kontakte 37, 40 geschlossen sind, gehalten. Zusätzlich zu dieser magnetischen Fesselung erfüllt der Magnet 50 noch die Aufgabe, den Anker 14 auszubalancieren. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Relais ganz unabhängig von seiner Lage sicher arbeitet.

In Fig. 3 ist schematisch ein Schaltbild der Anordnung wiedergegeben. Das Schaltrelais ist mit 60 bezeichnet. Es dient der Abschaltung der An- !aufwicklung eines Einphasenmotors, dessen Hauptwicklung mit 61 und dessen Anlauf wicklung mit 62 bezeichnet ist. 63 ist ein in Reihe mit der Hilfswicklung liegender Kondensator, der die nötige Phasenverschiebung hervorruft. Die Spule 13 des Relais liegt parallel zu den Klemmen der Anlaufwicklung 62. Bei der Einschaltung des Motors mittels des Schalters 64 ist der Motor an die Hauptleiter L₁, L₂ angeschlossen. Da die an den Klemmen der Wicklung 62 liegende Spannung mit steigender Drehzahl des Motors steigt, bewirkt das entsprechend eingestellte Relais 6o, daß der Anker zur öffnung der Kontakte 37 und 40 dann anzieht, wenn der Motor eine Geschwindigkeit von nahezu der Synchrongeschwindigkeit aufweist.. Bei geöffneten Kontakten 37 und 40 ist die Anlaufwicklung 62 abgeschaltet, und der Motor läuft unter der Wirkung der Wicklung 61 weiter. Bei Abschaltung der Anlaufwicklung erfährt die an den Klemmen dieser Wicklung herrschende Spannung eine plötzliehe Absenkung. Es herrscht jedoch immer noch infolge der Rückwirkung der Spule 61 in der Wicklung 62 eine erhebliche Spannung. Wie vorher ausgeführt, ist das erfindungsgemäße Relais in der Lage, selbst bei dieser Spannung die Anzugsstellung beizubehalten.

Der große Unterschied zwischen der Anzugsund der Abfallspannung des Relais resultiert aus dem hemmenden Einfluß des permanenten Magneten 50. Damit das Relais ansprechen und die Kontakte öffnen, kann, ist es notwendig, daß die vom Magneten 50 auf seinen Gegenpol 51 ausgeübte Kraft überwunden wird. Es ist klar, daß das Relais so ausgelegt werden kann, daß der den Luftspalt zwischen 18 und 19 durchsetzende Fluß zwecks Überwindung dieser Schließkraft wesentlich größer ist als derjenige Fluß, mit dem das Relais in seiner Anzugstellung gehalten wird. So kann z. B. die Anzugspannung· das Dreifache der »Abfallspannung« betragen, bis zu welcher die Spannung absinken muß, um ein Schließen der Kontakte für einen erneuten Anlauf des Motors zu gestatten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zur Abschaltung der Hilfsphase von Einphasenmotoren mit einem zur Hilfswicklung parallel liegenden Relais, dessen Kontakte gemeinsam mit einem Hilfsphasenkondensator in Reihe mit der Hilfswicklung liegen, gekennzeichnet durch die Anwendung eines Relais mit einem magnetisch derart gefesselten Klappanker (14), daß Anzugs- und Abfallspannung erheblich voneinander abweichen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Klappanker als Wippe ausgebildet ist, sich mit Schneiden auf einem die Ankerlagerung bildenden Tragrahmen abstützt und durch einen oberhalb seiner Drehpunkte angeordneten permanenten Magneten (50), dessen Gegenpol (51) an einem verstellbaren Träger (52) des Relaisgestells sitzt, sowohl magnetisch gefesselt als auch mechanisch ausbalanciert wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Relaisanker (14) eine Blattfeder (36) trägt, die mit einem abgewinkelten Ende (38) so hinter einer Aussparung des Ankers greift, daß erst nach bestimmter Ankerbewegung eine Betätigung der Kontakte erfolgt.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (36) Arme (47) aufweist, mit denen sie sich hinter Aussparungen (29, 30) des die Ankerlagerung bildenden Rahmens legt und so den an sich lose auf seiner Auflage drehbaren Anker (14) an dem Rahmen hält.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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