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Elektronische Schutzeinrichtung für elektrische Maschinen
Die Erfindung betrifft eine elektronische Schutzeinrichtung für elektrische Maschinen auf der Basis des thermischen Abbildes, welches mittels oxydischen Halbleiterwiderständen realisiert wird.
Es sind Schutzeinrichtungen für elektrische Maschinen insbesondere für Motore bekannt, bei denen das thermische Abbild durch strombeheizte Bimetallstreifen dargestellt wird. Hat der Bimetallstreifen eine bestimmte Temperatur erreicht und sich entsprechend ausgebogen, so wird über eine Klinkvorrichtung der Auslösekontakt betätigt. Nachteilig wirkt sich besonders bei indirekt beheizten Bimetallstreifen die Nachheizung und die Ungenauigkeit bei kleinen überlastungen aus.
Ausserdem ist eine Anpassung an die Stromkennlinie der elektrischen Maschine nur sehr unvollkommen möglich, weil sich z. B. bei Anpassung an erschwerten Anlauf auch in unzulässiger Weise der Dauerstrom-Uberlastungsbereich erhöht. Des weiteren sind Schutzeinrichtungen bekannt, bei denen die Temperatur in der Motorwicklung mittels Messfühler überwacht und bei zu hoher Wicklungstemperatur eine Auslösung erfolgt. Die Messfühler beruhen auf der Basis oxydischer Halbleiter oder auf dem Prinzip kleiner Bimetall-Sprungkontakte. Diesen Methoden haftet der Nachteil der höheren Wärmeträgheit bedingt durch die Isolation der Messfühler an, was bei hohen überströmen einen schlechten Schutz gewährleistet. Ausserdem macht die Anbringung der Messfühler sowie der notwendigen Messleitung Schwierigkeiten.
Zweck der Erfindung ist es, die aufgezeigten Nachteile zu beheben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zu schaffen, bei der das thermische Abbild durch Heissleiterwiderstände dargestellt wird und durch Messen des sich verändernden Widerstandes eine kontaktlose Auslösung erfolgt.
Erfindungsgemäss wird das dadurch erreicht, dass der Sekundärwicklung eines Gegentaktstrom- übertragers zwei um 1800 phasenverschobene Ströme entnommen werden, die über Dioden einen Messbrückenkreis, bestehend aus einem Halbleiterwiderstand und einem Widerstand, durchfliessen, dem über eine Diode ein Spannungsteiler, bestehend aus einem Halbleiterwiderstand und einem veränderlichen Widerstand, ein Kondensator und ein Bewertungstrigger nachgeschaltet ist.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen Fig. l eine Schaltungsanordnung der Schutzeinrichtung und Fig. 2 ein Strom-Zeit-Diagramm.
Der Nennstrom einer elektrischen Maschine oder ein proportionaler Anteil desselben fliesst durch die Primärwicklung des Stromübertragers --1--, wobei die Einspeisung an zwei Klemmen der Primärwicklung erfolgt. Die Anpassung an den Nennstrom der elektrischen Maschine erfolgt im Groben
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Stromübertragers besitzt eine Mittelanzapfung. Die an den beiden Skundärwicklungshälften liegende Spannung besitzt eine einzige Richtung, doch sind die Spannungen an den beiden Sekundärwicklungshälften, bezogen auf die Mittelanzapfung um 1800 phasenverschoben, Diese beiden
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Spannungen rufen um 1800 phasenverschobene Ströme hervor, welche nach Gleichrichtung durch die Dioden-3, 4, 5 und 6-den Messbrückenkreis durchfliessen.
Der Messbrückenkreis wird durch die beiden Sekundärwicklungshälften dem wärmeabhängigen Halbleiterwiderstand --7-- und dem Widerstand --8-- gebildet. Die Brückendiagonale verläuft zwischen der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung und dem Verbindungspunkt der Widerstände --7 und 8--.
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--8-- ist,Diode -12-- nicht weitergeleitet wird.
Tritt, bedingt durch die überlastung der elektrischen Maschine, an der Primärwicklung des Gegentaktstromübertragers --1-- ein unzulässiger überstrom auf, so wird durch den erhöhten
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einen durch den Spannungsteiler, bestehend aus dem veränderlichen Widerstand --17-- und dem Halbleiterwiderstand--16-, vorgegebenen Spannungspegel überschritten, so spricht der Bewertungstrigger-15-an und veranlasst die Abschaltung der elektrischen Maschine. Der Halbleiterwiderstand --16- hat ausserdem die Aufgabe, unzulässige Spannungsüberhöhung vom Bewertungstrigger--15--fernzuhalten. An die Dioden-13 und 14-können weitere Messkreise
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Erhöhung der Auslösezeiten nur bei hohen Strömen wie z.
B. beim Anlaufstrom erwünscht wird, schaltet'die Zenerdiode --10- den veränderlichen Widerstand --9-- erst bei einem Maschinenstrom ein, der über dem möglichen Betriebsüberlaststrom liegt. Dadurch wird auch bei schwer anlaufenden Maschinen im überlastbereich der volle Schutz gewährleistet. Um nach dem Bewertungstrigger--15--ein konstantes Ausgangssignal zu erhalten, wird die pulsierende Eingangsgleichspannung durch den Kondensator --18-- geglättet.