DE1023130B

DE1023130B - Thermal overcurrent relay, in particular protection relay against single-phase operation of motors

Info

Publication number: DE1023130B
Application number: DES42118A
Authority: DE
Inventors: Otto Mueller; Hans Roth
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1954-12-29
Filing date: 1954-12-29
Publication date: 1958-01-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein thermisches Überstromrelais mit Bi-Metallstreifen, das außer zum Schutz gegen Überlastung auch zum Schutz gegen Einphasenlauf von Drehstrommotoren verwendet werden kann. Eine derartige Schutzvorrichtung ist notwendig, da bei Ausfallen einer Phase der Strom in den Zuleitungen zwar nicht unzulässig ansteigt, aber der Strom in den Wicklungen des in Dreieck geschalteten Motors einen Wert annehmen kann, der im allgemeinen für die Wicklungen selbst schädlich ist. Am einfachsten wäre es an sich, die Bi-Metallstreifen direkt in die einzelnen Phasen des Motors zu legen, doch ist dies nicht ohne weiteres möglich, da in diesem Fall die Zuleitungen zu diesen Phasen getrennt herausgeführt werden müssen. Es wird nun ein Überstromrelais verwendet, das auch in die Zuleitungen eingebaut werden kann und trotzdem einen sicheren Schutz gegen Einphasenlauf gibt.The invention relates to a thermal overcurrent relay with bi-metal strips, which except for Protection against overload can also be used to protect against single-phase operation of three-phase motors can. Such a protective device is necessary because if one phase fails, the current in the supply lines does not rise in an impermissible manner, but the current in the windings of the delta connected Motor can assume a value which is generally harmful to the windings themselves. At the the simplest would be to put the bi-metal strips directly into the individual phases of the motor, but this is not easily possible, since in this case the leads to these phases are separated must be brought out. An overcurrent relay is now used, which is also in the supply lines can be built in and still provide reliable protection against single-phase operation.

Zum Schutz gegen Einphasenlauf wurde bereits vorgeschlagen, die Bi-Metallstreifen, die jeweils in einer Phase der Zuleitung angeordnet sind, mittels zweier Schieber zu betätigen, und zwar derart, daß bei gleichförmiger Auslenkung der drei Bi-Metallstreifen beide Schieber gemeinsam betätigt werden, während bei Zurückbleiben auch nur eines Streifens diese beiden Schieber gegeneinander verschoben werden, wodurch eine Auslösung herbeigeführt wird.To protect against single-phase running, it has already been proposed that the bi-metal strips, each in a phase of the supply line are arranged to be actuated by means of two slides, in such a way that If the three bi-metal strips are deflected uniformly, both slides are operated together, while if only one strip is left behind, these two slides are shifted against each other, thereby causing a trip.

Ferner ist es bekannt, zur Erfassung des Einphasenlaufes zwei durch kleine Hebelarme miteinander verbundene Schieber als Verbindungselement zwischen den Bi-Metallstreifen und dem Auslöser einzuschalten. Schließlich ist es bekannt, die drei Bi-Metallstreifen unter Verwendung zweier an ihnen befestigten Leisten so· miteinander zu verbinden, daß beim Zurückbleiben eines Streifens die Leisten so gegeneinander verkantet werden, daß eine vorzeitige Auslösung des Schalters erfolgt.It is also known to use small lever arms to detect the single-phase run together to turn connected slide as a connecting element between the bi-metal strip and the shutter release. Finally, it is known to attach the three bi-metal strips by using two on them fastened strips to be connected to one another in such a way that if a strip is left behind, the strips are in such a way be canted against each other, that a premature triggering of the switch takes place.

Das Überstromrelais gemäß der Erfindung unterscheidet sich von diesen bekannten Überstromrelais durch ein von beiden Schiebern gemeinsam beaufschlagtes Schaltglied in Form eines Hebelarms, dessen Drehpunkt sich abhängig davon, ob nur ein oder beide Schieber betätigt werden, in dem Sinne verlagert, daß bei Betätigung nur eines Schiebers schon bei kleinerer Auslenkung dieses Schiebers eine Auslösung herbeigeführt wird. Bei der Anwendung eines Überstromrelais nach der Erfindung wird also· der abzuschaltende Stromkreis schon bei einem sehr viel geringeren Strom unterbrochen, wenn eine Phase ausfallen sollte, da in diesem Fall das Auslöseglied über eine einfache, mit wenigen Drehpunkten versehene Hebelübersetzung betätigt wird, die die Bewegung des einzigen bewegten Schiebers entsprechend übersetzt. The overcurrent relay according to the invention differs from these known overcurrent relays by a jointly acted upon by both slides switching element in the form of a lever arm, whose The pivot point shifts depending on whether only one or both slides are operated in the sense that that when only one slide is actuated, even a smaller deflection of this slide triggers is brought about. When using an overcurrent relay according to the invention, the one to be switched off becomes Circuit interrupted at a much lower current if one phase fails should, as in this case the release link has a simple one with few pivot points Lever transmission is actuated, which translates the movement of the single moving slide accordingly.

Thermisches überstromrelais,Thermal overcurrent relay,

insbesondere Schutzrelais
gegen Einphasenlauf von Motorenespecially protective relays
against single-phase running of motors

Anmelder:Applicant:

Siemens-SchuckertwerkeSiemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Otto Müller und Hans Roth, Amberg (Obpf.),
sind als Erfinder genannt wordenOtto Müller and Hans Roth, Amberg (Obpf.),
have been named as inventors

Einzelheiten des Überstromrelais, deren funktioneilen und konstruktiven Vorteile werden an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert: Details of the overcurrent relay, their functional and structural advantages are on hand some of the embodiments shown in the drawing are explained:

In sämtlichen Figuren sind mit 1 jeweils die Bi-Metallstreifen bezeichnet, die auf die beiden Schieber 2 und 3 einwirken. Die Schieber sind in den Ausführungsbeispielen aus Isolierstoff. Jeweils an dem Schieber 3 greifen die Bi-Metallstreifen 1 an, wenn sie sich bei einer Erwärmung in ihrer Arbeitsrichtung bewegen. Zwischen den Schiebern 2 und 3 ist eine Mitnehmerfeder 4 vorgesehen, die bei Betätigung des Schiebers 3 den Schieber 2 dann mitnimmt, wenn dieser nicht aus bestimmten Gründen, wie noch erläutert wird, festgehalten werden sollte. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist an der Stirnseite der Schieber 2 und 3 ein Differentialhebel 5 gelagert, der durch eine Feder 6 gegen diese Stirnseiten gedrückt wird und der direkt mit dem beweglichen Kontakt 8 zusammenarbeitet.In all figures, 1 denotes the bi-metal strips that are applied to the two slides 2 and 3 act. In the exemplary embodiments, the slides are made of insulating material. Each on that Slide 3 attack the bi-metal strips 1 when they are heated in their working direction move. A driver spring 4 is provided between the slides 2 and 3, which when the Slide 3 then takes the slide 2 with it when it does not for certain reasons, as will be explained should be held. In the embodiment of FIG. 1 is on the front side of the Slide 2 and 3 mounted a differential lever 5 which is pressed by a spring 6 against these end faces and which cooperates directly with the movable contact 8.

Die Anordnung nach Fig. 1 wirkt folgendermaßen: Bei Dreiphasenlauf biegen sich alle drei Bi-Streifen 1 gleichmäßig in der eingezeichneten Pfeilrichtung durch, da ihnen gleichmäßig durch je eine Heizwicklung 9 Wärme zugeführt wird. Hierdurch werden der Schieber 3 und über die Feder 4 auch der Schieber 2 in der gleichen Richtung bewegt und der Differentialhebel 5 parallel verschoben, so lange, bis der bewegliche Kontakt von dem festen Kontakt 10 abgehoben ist. In diesem Fall wird dann der Auslösestromkreis unterbrochen und der überlastete Motor vom Netz abgeschaltet. Fällt eine der Phasen aus, dann hält der dazugehörige Bi-Metallstreifen den Schieber 2 ent-The arrangement according to FIG. 1 works as follows: In the case of a three-phase run, all three Bi-strips 1 bend evenly in the direction of the arrow, as they each have a heating coil 9 heat is supplied. As a result, the slide 3 and, via the spring 4, also the slide 2 moved in the same direction and the differential lever 5 moved in parallel, until the movable Contact is lifted from the fixed contact 10. In this case then the trip circuit interrupted and the overloaded motor disconnected from the mains. If one of the phases fails, it will hold the corresponding bi-metal strips form the slide 2

709 850/344709 850/344

gegen der Kraft der Feder 4 zurück. In diesem Fall führt der Differentialhebel 5 um seinen Drehpunkt an der Stirnseite des Hebels 3 eine Schwenkbewegung aus, und der Auslösevorgang wird sehr viel früher eingeleitet.against the force of the spring 4 back. In this case, the differential lever 5 leads around its pivot point the end of the lever 3 from a pivoting movement, and the release process is much earlier initiated.

Die Fig. 2 zeigt, wie der Differentialhebel 5 mit den Schiebern 2 und 3 verzapft werden kann, um eine formschlüssige Verbindung zu erhalten. In diesem Fall kann die Feder 6 wegfallen.Fig. 2 shows how the differential lever 5 with the slides 2 and 3 can be mortised to a to obtain a positive connection. In this case, the spring 6 can be omitted.

In der Fig. 3 bzw. 3 a ist ein etwas anders gear- ίο tetes Auslösesystem dargestellt, und zwar ist in beiden Ausführungsformen der Differentialhebel 11 auf einem einarmigen Hebel 15 gelagert. Der Schieber 2, also der Schieber, der bei Ausfallen einer Phase zurückbleibt, greift über diesen einarmigen Hebel 15 analog dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 an dem Differentialhebel an. Werden beide Schieber gleichmäßig miteinander bewegt, dann wird das ganze Hebelsystem gemeinsam, also ohne daß der Differentialhebel 11 und der einarmige Hebel 15 seine Lage gegeneinander ändern würden, miteinander bewegt und die Auslösung nach einem ganz bestimmten Auslenkwinkel erzielt. Bleibt hingegen der Schieber 2 zurück, dann findet der Differentialhebel auf dem einarmigen Hebel einen eigenen Drehpunkt, um den er sich in diesem Fall dreht, und die Auslösung wird entsprechend früher erreicht. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 wird der Differentialhebel 11 um einen Drehpunkt 16 fest auf dem einarmigen Hebel gelagert, wobei eine Feder 17 vorgesehen ist, die die beiden Hebel auseinanderdrückt, und bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 a hat der einarmige Hebel 15 eine eigene Schneide 18, um die sich der Differentialhebel 11 dann dreht, wenn der einarmige Hebel 15 festgehalten wird. Im normalen Zustand liegt durch die Feder 19, die mittels des Bolzens 20 auf den Differentialhebel wirkt, die Relativlage zwischen den Hebeln 11 und 15 fest. Die Wirkungsweise bei der Ausführungsform nach Fig. 3 a ist analog der Ausführungsform nach Fig. 3.In Fig. 3 or 3a is a somewhat different kind of ίο tetes release system is shown, namely the differential lever 11 is in both embodiments mounted on a one-armed lever 15. The slide 2, that is, the slide which, if a phase fails remains, engages via this one-armed lever 15 analogously to the embodiment of FIG. 1 on the Differential lever on. If both slides are moved together evenly, then the whole thing will be Lever system together, without the differential lever 11 and the one-armed lever 15 would change its position against each other, moved together and the release is achieved after a very specific deflection angle. If, however, slide 2 remains back, then the differential lever will find its own pivot point on the one-armed lever around which it in this case rotates and release is reached earlier accordingly. In the embodiment of FIG. 3, the differential lever 11 is around a pivot point 16 fixedly mounted on the one-armed lever, wherein a spring 17 is provided which the pushes the two levers apart, and in the embodiment of FIG. 3 a has the one-armed Lever 15 has its own cutting edge 18, around which the differential lever 11 rotates when the one-armed Lever 15 is held. In the normal state, the spring 19, which by means of the bolt 20 acts on the differential lever, the relative position between the levers 11 and 15 is fixed. The mode of action in the embodiment according to FIG. 3 a is analogous to the embodiment according to FIG. 3.

Die Fig. 4 und 4 a zeigen weitere Ausführungsmöglichkeiten, wobei der Differentialhebel 11 selbst jeweils als Federglied ausgebildet ist, so daß irgendwelche Lagerstellen wegfallen können und dieser Hebel fest auf dem einarmigen Hebel 12 befestigt sein kann. Der Vollständigkeit halber wird im folgenden · die Wirkungsweise dieser Ausführungsart nochmals erläutert.4 and 4 a show further possible embodiments, wherein the differential lever 11 itself is designed as a spring member, so that any Bearing points can be omitted and this lever can be firmly attached to the one-armed lever 12 can. For the sake of completeness, the mode of operation of this embodiment is described again below explained.

Die Fig. 4 a zeigt eine Anordnung, die analog der Anordnung nach Fig. 3 ausgebildet ist, lediglich mit dem Unterschied, daß der Differentialhebel 11, der Lagerhebel 12 und das zusätzliche Lager 13 aus einem entsprechend geformten Bauteil bestehen, das im Punkte 14 fest gelagert ist.FIG. 4 a shows an arrangement which is designed analogously to the arrangement according to FIG. 3, only with the difference that the differential lever 11, the bearing lever 12 and the additional bearing 13 from one consist of a correspondingly shaped component that is firmly mounted at point 14.

Es sei darauf hingewiesen, daß bei entsprechender Bemessung der Hilfsfeider 17, 19 (Fig. 3 und 3 a) die zwischen den beiden Isolierstoffscheiben angeordnete Feder 4 wegfallen kann.It should be noted that with appropriate dimensioning of the auxiliary fields 17, 19 (Fig. 3 and 3a) the spring 4 arranged between the two insulating disks can be omitted.

Die Ausführungsmöglichkeiten sind nicht durch die beschriebenen Beispiele erschöpft, sondern es gibt noch eine Reihe konstruktiver Abwandlungen, die in manchen Fällen sehr vorteilhaft kein können und ebenfalls ein sicheres Auslösen bei Einphasenlauf gewährleisten. So kann z. B. der Auslösehebel auch zwischen den Bi-Metallstreifen gelagert sein, wobei die Kontaktanordnung ebenfalls direkt zwischen den Streifen oder auch an beliebig anderer Stelle vorgesehen werden kann. Bei der Darstellung der Ausführungsbeispiele ist auf die Anordnung eines Kompensationsstreifens keine Rücksicht genommen. Selbstverständlich wird bei der praktischen Durchführung dieser Kompensationsstreifen in an sich bekannter Weise mit vorgesehen werden.The possible embodiments are not exhausted by the examples described, but there are still a number of constructive modifications, which in some cases can and can not be very advantageous also ensure reliable triggering in single-phase operation. So z. B. the release lever also between the bi-metal strips be stored, the contact arrangement also directly between the Strips or can be provided at any other point. In the presentation of the exemplary embodiments no consideration is given to the arrangement of a compensation strip. It goes without saying that in the practical implementation this compensation strip can also be provided in a manner known per se.

Claims

Claim ε-1. Thermal overcurrent relay with bi-metal strips, in particular protective relays against single-phase operation of three-phase motors with two mutually movable parallel slides that are positively connected to one another by a spring, such that both a uniform Deflection of both slides as well as the different deflection of the two slides one Contact interruption caused, characterized by a joint acted upon by both slides Switching element in the form of a lever arm, the pivot point of which depends on whether only one or both slides are actuated, displaced in the sense that when actuated only one Slider is triggered even with a smaller deflection of this slider.

2. Overcurrent relay according to claim 1, characterized in that a differential lever (5 or 11) is provided on which the two slides at two adjacent points of application (2, 3) act and its free end actuates the trigger mechanism.

3. Overcurrent relay according to claim 2, characterized in that that the differential lever in close proximity to the face of the two side by side arranged slide is mounted.

4. Overcurrent relay according to claim 1 to 3, characterized in that the unequal load remaining slider of the network to be monitored on the differential lever (11) acts via an in particular one-armed lever (15).

5. Overcurrent relay according to claim 4, characterized in that the differential lever (11) on the carrier lever is mounted.

6. Overcurrent relay according to claim 5, characterized in that the differential lever (11) with the carrier lever is connected by a hinge, the hinge at one end of the differential lever and comes to rest in the middle area of the carrier lever.

7. Overcurrent relay according to claim 5, characterized by a cutting edge bearing of the differential lever on the carrier lever.

8. Overcurrent relay according to claim 4 to 7, characterized in that an energy storage device is preferably in the form of a spring (17) is provided, which allows a relative movement between differential and carrier lever prevented when both slides are actuated.

References considered: U.S. Patent No. 2,494,346.

1 sheet of drawings