Antiker Schalter für Stern Dreieckschaltung

[otmar]

Wie schon an anderer Stelle geschrieben bin ich seit einiger Zeit dabei, die Ausstattung einer alten Tischlerei museal aufzubereiten.

Ich habe nun einen vermutlich sehr alten großen Schalter in einem Blechkasten vor mir. Der Schalter hat ein Drehrad welches man von "Aus" nach "Ein" drehen kann. Im inneren befinden sich:

- Eine Reihe von groß dimensionierten Wicklungen. Ich denke das sind Widerstände
- Mit dem Rad dreht man 3 untereinander verbundene Kontaktzungen, die auf entsprechenden Kontaktböcken von einem zum nächsten gezogen werden.
- Die Kontaktböcke sind von unten mit den Wicklungen verbunden. Zu 100% sehe ich nicht durch.
- Die letzten Kontaktböcke (also Stellung "Ein") sind direkt nach aussen zu den Anschlussklemmen des Schalters geführt.

Es handelt sich ziemlich sicher um einen Schalter für eine sog. Stern Dreieckschaltung zum Anlassen eines großen Elektromotors mit Kurzschlußläufer.

Ich habe von Drehstrom relativ wenig Ahnung und habe mich gestern zu dieser Stern Dreieckschaltung belesen. Da der Drehschalter nur 3 Anschlussklemmen hat ist das dann nur der Schalter für Sternschaltung. Dazu muss nach meiner Einschätzung noch ein 3 phasiger Netzschalter und nochmal ein 3-phasiger Schalter für die Dreieckschaltung (nach Hochfahren des Motors in Sternschaltung) vorhanden gewesen sein.

Es gibt allerdings 2 Dinge die Fragen aufwerfen:

1. Bei Wikipedia hat der Sternschalter keine Widerstände und auch keine stufenweise Regelung. D.h. man schaltet die Abgänge der Motorwicklungen zum Anlaufen entweder auf Stern zusammen oder halt nicht. Was hat es mit diesen Stufen und den Widerständen auf sich?

2. Egal wie der Sternschalter steht: Ich messe immer einen Durchgang zwischen den 3 Anschlussklemmen. Auf Stellung "Aus" sind es 9 Ohm. Wenn ich Richtung "Ein" drehe wird der Widerstand immer geringer bis auf "Ein" dann kein Widerstand mehr dazwischen geschaltet ist.
Das ist mir nicht ganz klar. Bei "Aus" müssten doch die 3 Anschlussklemmen elektrisch getrennt sein, oder? Einen sichtbaren Fehler im Schalter konnte ich nicht feststellen.

Mit diesem reinen Sternschalter müsste der Motorstart ja wie folgt abgelaufen sein:

1. Sternschalter auf "Aus", Netzschalter auf "Aus", Dreickschalter auf "Aus" => also alles Aus
2. Netzschalter auf "Ein". Damit erhalten die Eingänge der Motorwicklungen die entsprechende Phase
3. Sternschalter von "Aus" in Richtung "Ein" drehen und dabei den Motor anlaufen lassen.
4. Sobald der Sternschalter auf "Ein" ist und die Motordrehzahl nicht weiter steigt: Sternschalter schnell auf "Aus" und Dreickeckschalter auf "Ein".

=> Nach Umschalten von Stern auf Dreieckschaltung erhalten die Motorwicklungen jeweils 380 Volt und der Motor geht weiter auf volle Drehzahl.

Wie wirkt sich in Dreieckschaltung die Tatsache aus, dass der regelbare Sternschalter auch bei "Aus" den 9 Ohm Widerstand zwischen den Klemmen hat?

Da ich neben dem bereits dekorativ verbauten Vorkriegs-AEG noch einen DDR E-Motor aus der Werkstatt habe, hatte ich zuerst über einen Schaubetrieb nachgedacht. Das ist mir aber irgendwie zu heiss. Man muss ja auch genau aufpassen welche Phase wo dran kommt und wie die Dreieckschaltung korrekt realisiert wird. Sonst kann es Spannungspitzen geben und die Sicherungen fliegen raus.

Ich habe dafür gestern eine andere Idee probiert. Ich habe einen Pol einer 6 Volt Batterie über den Sternschalter geschaltet. Damit kann man dann einen Glühlampe dimmen. Allerdings fliesst auch bei "Aus" ein Strom, da der Schalter ja die 9 Ohm hat. Die 21 Watt Lampe leuchtet aber nicht, da aufgrund des hohen Widerstands zu wenig Strom fliesst.
Auf jeden Fall ist das vollkommen ungefährlich und zeigt, dass der Schalter funktioniert.

[flotter 3er]

Für dich erst einmal zum grundsätzlichen Verständnis - man hat diese Schaltungen gemacht, um die hohen Anlassströme (so etwa das 8 - 10fache des Nennstroms) zu begrenzen - es ging dabei nicht um Spannungsspitzen. Wenn der Motor unter Last angelaufen ist (z.B. Verdichter, Kompressoren) war der Anlaufstrom noch deutlich höher, ich habe schon Trafostationen deswegen rauchen sehen... Widerstände in solchen Schaltern kenne ich nicht und machen auch keinen Sinn - evtl. einfach nur Kontaktkorrosion?

[ea2873]

zeig doch mal Bilder, ohne Bilder glaub ich gar nichts

[otmar]

Für dich erst einmal zum grundsätzlichen Verständnis - man hat diese Schaltungen gemacht, um die hohen Anlassströme (so etwa das 8 - 10fache des Nennstroms) zu begrenzen - es ging dabei nicht um Spannungsspitzen. Wenn der Motor unter Last angelaufen ist (z.B. Verdichter, Kompressoren) war der Anlaufstrom noch deutlich höher, ich habe schon Trafostationen deswegen rauchen sehen... Widerstände in solchen Schaltern kenne ich nicht und machen auch keinen Sinn - evtl. einfach nur Kontaktkorrosion?

Grundsätzlich habe ich das schon einigermaßen verstanden. Die Spannungspitzen können wohl beim Umschalten von Stern auf Dreieck auftreten, wenn die Phasen für die Dreiecksschaltung "ungünstig" zur Drehrichtung angeschlossen sind.

Und ja: Ich werde den ganzen Kram nicht mehr an das Stromnetz anschließen. Das ist nichts zum Rumspielen Die Funktion interessiert mich dennoch.

Auf jeden Fall hat der Schalter ein Drehrad und im inneren sieht man auch, dass es 5 Schaltstufen gibt. Jede Stufe schaltet jeweils andere Widerstände zwischen die 3 Klemmstellen und den Sternpunkt.
Der Schalter stammt wohl aus den 1920er oder 1930er Jahren.

[Luse]

Das klingt nach einem Widerstandsanlasser für Schleifringläufermotoren.
Ist da ein Motor in der Werkkstatt mit Transmissionsriemen?

Mach mal je ein Foto von dem Ding, dem Motor und den Typenschildern.

[Nordlicht]

eine Sterndreieckschaltung ist nicht anderes wo die Wicklungen vom Motor in Stern geschaltet werden und der Sternpunkt ist Null...also läuft der Motor mit 220V an....beim Umschalter auf Dreieck bekommen die Wicklungen 380 V...so dreht der Motor bis zur Nenndrehzahl hoch..siehe hier klick diese Schltung ist mit 3 schützen gemacht ..eigendlich fehlt doch noch eine Zeitschaltuhr...denn bei der Umschaltung sollte schon ein bischen die Umschaltzeit gesteuert werden...auch fehlt eine Verriegelung zw. Stern und Dreieckschütz...sollte eins mal kleben (Kontakte festgebrannt) beim Sternschütz und das Dreieck Schütz geht rein...knallt es fürchterlich...alles erlebt..beim Motore mit so 500kw..

[ektäw]

Hallo,

Thomas hat Recht. Damit wird bei einem Schleifringläufer der Motorhochlauf geschaltet.
Er wird an die Schleifringe angeschlossen.
Es ist kein Stern-Dreieck-Schalter.

[mario l]

Hallo,

Thomas hat Recht. Damit wird bei einem Schleifringläufer der Motorhochlauf geschaltet.
Er wird an die Schleifringe angeschlossen.
Es ist kein Stern-Dreieck-Schalter.

...dem kann ich nur zustimmen.

lg mario

[otmar]

Das klingt nach einem Widerstandsanlasser für Schleifringläufermotoren.
Ist da ein Motor in der Werkkstatt mit Transmissionsriemen?

Mach mal je ein Foto von dem Ding, dem Motor und den Typenschildern.

Ja ich denke das sollte die richtige Spur sein.

Fotos konnte ich gestern leider nicht machen. Kommt noch. Allerdings habe ich auf einer alten Aufnahme nachgeschaut und der Schalter war zum Schluß (also 1980er Jahre) gar nicht mehr angeschlossen und hing nur noch so an der Wand.

[ektäw]

Hallo,

solche Anlasser hat man schon lange nicht mehr. Heute schaltet man moderne Motoren mit
Frequenzumrichter. Da kann man sie stufenlos schalten.

[otmar]

Hallo,

solche Anlasser hat man schon lange nicht mehr. Heute schaltet man moderne Motoren mit
Frequenzumrichter. Da kann man sie stufenlos schalten.

Die Anlasser stammen auch aus einer Werkstatt die schon lange nicht mehr arbeitet und waren selbst zu der Zeit als die Werkstatt noch betrieben wurde wohl schon alt.

Hier ein paar Bilder. Auf den Fotos sind 2 Anlasswiderstände und zum Schluß das Typenschild eines Motors zu sehen:

http://museumsscheune.blogspot.de/2017/ ... toren.html

Kann mir bitte jemand kurz und verständlich erklären, was der Unterschied zwischen einem Kurzschlussläufer und einem Schleifringläufer ist? Und warum man den Kurzschlussläufer mittels Stern Dreieck Schaltung und den Schleifringläufer mit dem regelbaren Widerstand anlässt.
Grundsätzlich schaltet ja der Anlasswiderstand auch die 3 Anschlüsse in einem Sternpunkt zusammen. Eine Dreickschaltung gibt es bei diesen Motoren dann gar nicht?

Habe mich mit Drehstrom noch nie befasst. Da merkt man erstmal wie dumm man noch ist

Zuletzt geändert von otmar am 9. August 2017 21:48, insgesamt 1-mal geändert.

[Spitz]

Nicht jeder kann alles wissen, deswegen gibt es doch Fachleute.
Mach Dir mal keine unnötigen Vorwürfe.
Ich kann Strom überhaupt nicht aber ich weiß, wer mir da hilft.
Ich kann trotzdem gut schlafen

[Luse]

Ja Google: KLICK

Aber der Hauptgrund ist, dass das Anlauf-Drehmoment des Schleifringläufers höher ist als das des Kurzschlußläufers.
Er kann also unter Last anlaufen, der Kurzschlußläufers nicht.

[otmar]

Um den Text bei Wikipedia vollständig zu verstehen fehlen mir doch noch ein paar Grundlagen.

Ich verstehe es jetzt so:

Beim Kurzschlußläufer ist die Läuferwicklung immer kurzgeschlossen. Um die Stromaufnahme beim Anlassen zu begrenzen werden die Enden der Statorwicklungen zuerst auf Stern zusammen geschaltet und erst später werden die Enden mit der Dreickschaltung auf die entsprechenden Phasen gelegt so dass die Wicklungen 380 Volt erhalten.

Beim Schleifringläufer sind die Anschlüsse der Läuferwicklung nach aussen geführt und können über den Schalter entweder kurzgeschlossen oder über Widerstände zusammen geschaltet werden. Der Widerstand in der Läuferwicklung erhöht das Anlaufmoment was ich allerdings nicht wirklich verstehe.

Die Stator-Wicklungen des Schleifringläufers werden dann immer wie bei der Dreieckschaltung beschaltet? Also jede Wicklung erhält 2 Phasen und damit 380 Volt?

Im Werkzeugschrank lagen viele Schleifkontakte herum. Die sehen so ähnlich aus wie von der ETZ Lichtmaschine nur halt größer. Die werden wohl von den Schleifringmotoren stammen. Bei Gelegenheit muss ich mal schauen ob meine Motoren solche Schleifringläufer sind. Wird aber wohl so sein.

[torbiaz]

Kann mir bitte jemand kurz und verständlich erklären, was der Unterschied zwischen einem Kurzschlussläufer und einem Schleifringläufer ist? Und warum man den Kurzschlussläufer mittels Stern Dreieck Schaltung und den Schleifringläufer mit dem regelbaren Widerstand anlässt.

Der Unterschied liegt im Aufbau des Rotors. Dieser dient bei diesen Motoren wie eine Sekundärwicklung eines rotierenden Trafos. Die Wicklung wird belastet (Widerstände) oder kurzgeschlossen und der dabei fließende Strom erzeugt das Moment.

Beim Schleifringläufer sieht der Rotor aus, wie man das aus Bohrmaschine, Lichtmaschine etc kennt: Ein Eisenpaket mit sichtbarer Wicklung aus "vielen" Kupferdrähten. Die Wicklungsenden liegen an den Schleifringen und mit externen, variablen Widerständen zwischen den Wicklungen kann man das Betriebsverhalten (zB Anlaufen) "relativ mehrstufig" steuern. Bei Nenndrehzahl und Vollast sind die Ringe kurzgeschlossen.

Beim Kurzschlußläufer ist da statt dessen eine Art Hamsterrad verbaut: dicke, gerade Stäbe auf dem Umfang verteilt, an den Stirnflächen alle miteinander verbunden. Der im Rotor induzierte Strom sieht immer den gleichen Kurzschluß. Gerade beim Anlauf entstehen sehr große Ströme und Momente, die den Motor arg belasten. Auch das E-Netz bzw. -Verteilung und ständig herausfliegende Sicherungen bedanken sich recht herzlich....

Daher gibt es den Stern-Dreieck-Anlauf, bei dem die Wicklungen des Stators umgeschalten werden. In "Stern" sind -- grob vereinfacht !! -- immer zwei Wicklungen in Reihe an der Betriebsspannung. Dadurch erhöht sich der Strangwiderstand, es fließt weniger Strom durch die Statorwicklungen (gut für ihn) -> weniger Energieübertragung an den Rotor, weniger Anlaufmoment (gut für den Motor). Bei Erreichen der Nenndrehzahl wird auf "Dreieck" umgeschaltet, jetzt liegt jede Wicklung direkt an der Betriebsspannung, es fließt der volle Strom und das Nennmoment wird erreicht.

...war gar nicht mal so kurz....

Die Stator-Wicklungen des Schleifringläufers werden dann immer wie bei der Dreieckschaltung beschaltet? Also jede Wicklung erhält 2 Phasen und damit 380 Volt?

Ja. Oder immer im Stern. Kommt drauf an, welche Spannung aus der Wand kommt und welche der Motor will.
Aber hast recht, insofern: Sie wird im Betrieb üblicherweise nicht umgeschaltet

[otmar]

Danke für Deine Erklärung. Das hat mir zum Verständnis auf jeden Fall deutlich weiter geholfen.

Hier ein Bild des Typenschildes eines ähnlchen Schalters:

https://3.bp.blogspot.com/-Vi6XTT1j18E/ ... G_5847.JPG

Ist leider etwas unscharf. Dort steht "Mot. Volt 85". War das irgendwann mal eine gängige Spannung?

[torbiaz]

Die 85V waren die Im Rotor induzierte Spannung.