DD140521B1 - Elektronische ueberstromausloeseeinrichtung - Google Patents

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine elektronische Überstromauslöseeinrichtung für elektrische Einrichtungen, z. B. Schaltgeräte, bei der der Ausiösezeitverzug vom reziproken Wert des Quadrates des Überstromes abhängt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In bisher bekannten elektronischen Überstromauslöseeinrichtungen, deren Zeitverzögerung vom reziproken Wert des Quadrates des Überstromes abhängt, wird das Stromsignal mittels eines elektronischen Funktionsgenerators quadriert (DE-OS 2539727). Dieser Funktionsgenerator besteht im wesentlichen aus Operationsverstärker, Dioden und Widerständen, mit denen die quadratische Funktion durch eine Anzahl von Geraden angenähert wird. Nachteilig ist, daß für eine genaue Annäherung eine hohe Anzahl von Geraden erforderlich ist und die den Aufstieg und Lage der Geraden bestimmenden Bauelemente, wie Dioden und Widerstände, in ihren Kennwerten genau stimmen müssen und nur kleinen Toleranzen unterliegen dürfen. In der Regel stimmen die verfügbaren Widerstandswerte nicht mit den geforderten Werten überein, so daß Einstellregler verwendet werden müssen.

Nachteilig dabei ist der große Aufwand für den Abgleich der Einstellregler. Ein weiterer entscheidender Nachteil ist die große Temperaturabhängigkeit der Bauelemente, insbesondere der Dioden. Dies kann gerade bei kleinen Spannungen, die in der Größenordnung der Flußspannung liegen, zu größeren Fehlern führen.

Weiterhin ist ein elektronisches Motorschutzrelais mit stromabhängiger Auslösung bekannt geworden, bei dem eine vom Quadrat des Stromes abhängige Auslösekennlinie erreicht wird, indem das Meßsignal mittels Quadrierblock quadriert wird und einem Verzögerungsglied zur Motornachbiidung zugeführt wird. Über die Ausbildung des Quadriergliedes selbst sind keine Hinweise enthalten (CH-PS 534444).

Eine weitere Schaltungsanordnung für eine Überstromauslöseeinrichtung beinhaltet zwei hintereinandergeschaltete Integratoren, wovon der erste steuerbar ist und an dessen Eingang die Summation von Meßsignal, Schwellwertspannung und Rückführungssignal gelegt wird. Der Ausgang des zweiten Integrators wird von einem Schwellwertschalter überwacht. Mit dieser Schaltung wird eine stromabhängige Zeitverzögerung erreicht, die aber nicht vom Quadrat des Meßsignals abhängig ist (US-PS 4012669).

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine elektronische Überstromauslöseeinrichtung, deren Zeitverzögerung vom reziproken Wert des Quadrates des Überstromes abhängt, unter Vermeidung der Mängel bekannter Einrichtungen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Quadrierglied anzugeben, mit dessen Hilfe eine vom reziproken Wert des Quadrates des Überstromes abhängige Zeitverzögerung erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Eingang eines steuerbaren Zweifachintegrators mit einer einstellbaren Konstantspannungsquelle verbunden ist und der Ausgang des Zweifachintegrators mit einem Spitzenwertspeicner verbunden ist und der Steuereingang des Zweifachintegrators mit einem Impulsgeber zusammengeschaltet ist, dessen Impulspausendauer von einem dem zu überwachenden Strom proportionalen Spannungssignal steuerbar ist.

Ausführungsbeispiel

In der Zeichnung ist ein Blockschaltbild der Überstromauslöseeinrichtung dargestellt.

Solange am Eingang des Impulsgebers 3 kein stromproportionales Spannungssignal U, anliegt, befindet sich der Impulsgeber 3 im Ruhezustand. Der Steuereingang des Zweifachintegrators 2 erhält einen Dauerimpuls, so daß sein Anfangswert bzw. seine Ausgangsspannung den Wert Null haben. Allen anderen Glieder haben ebenfalls eine Ausgangsspannung mit dem Wert Null.

Das Auslöseglied 7 befindet sich folglich im unausgelösten Zustand.

Tritt nun ein stromproportionales Spannungssignal Ui am Eingang des Impulsgeber 3 auf, beginnt dieser zu arbeiten. Er gibt Impulsfolgen ab, deren Impulspausen mit dem stromproportionalen Spannungssignal U, wachsen. Während der Impulspause integriert der Zweifachgenerator 2 das in der einstellbaren Konstantspannungsquelle 1 erzeugte Spannungssignal auf, so daß

am Ende der Integrationszeit am Ausgang des Zweifachintegrators 2 ein Spannungswert anliegt, der dem Quadrat des stromproportionalen Spannungssignals entspricht. Dieser Wert liegt ebenfalls am Ausgang des Spitzenwertspeichers 4 vor. Erhöht sich nach der nächsten Impulsperiode die Ausgangsspannung des Zweifachintegrators 2, so übernimmt der Spitzenwertspeicher 4 diesen Wert sofort. Verringert sich die Ausgangsspannung des Zweifachintegrators 2, so beginnt sich der Spitzenwertspeicher 4 selber zu entladen. Seine Entladezeitkonstante entspricht etwa der Impulsfolgedauer, so daß der Spitzenwertspeicher 4 nach etwa fünf Impulsfolgen auf den momentanen Wert der Ausgangsspannung des Zweifachintegrators 2 abgesunken ist. Dieses Prinzip hat eine geringe Welligkeit der Ausgangsspannung des Spitzenwertspeichers 4 zur Folge, die sich aber nicht als störend bemerkbar macht, da die Zeitkonstante des nachgeschalteten Verzögerungsgliedes 5 wesentlich größer als die Impulsfolgedauer ist.

Die Ausgangsspannung des Spitzenwertspeichers 4 speist ein elektrisches Verzögerungsglied 5 in der Art, daß entsprechend der Zeitkonstante des Verzögerungsgliedes 5 seine Ausgangsspannung steigt. Die Ausgangsspannung wird von einem Schwellwertschalter 6 überwacht, welcher ein Auslösesignal an das elektromechanische Auslöseglied 7 abgibt, sobald ein vorbestimmter Ausgangsspannungswert überschritten wird.

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch:

   Elektronische Überstromauslöseeinrichtung für elektrische Einrichtungen, z. 8. Schaltgeräte, bei der der Auslösezeitverzug vom reziproken Wert des Quadrates des Überstromes abhängt, unter Verwendung eines Zweifachintegrators, wobei dessen Ausgang mit einem Funktionsblock verbunden ist und dem Ausgang des Funktionsblockes ein Verzögerungsbild nachgeschaltet ist, dessen Ausgang von einem Schwellwertschalter überwacht wird, gekennzeichnet dadurch, daß der Eingang des Zweifachintegrators (2) mit einer einstellbaren Konstantspannungsquelle (1) verbunden ist, daß der Zweifachintegrator (2) steuerbar ist und sein Steuereingang mit einem Impulsgeber (3) zusammengeschaltet ist, dessen Impulspausendauer von einem dem zu überwachenden Strom proportionalen Spannungssignal (Ui) steuerbar ist und daß der Funktionsblock (4) ein Spitzenwertspeicher ist.