DE1063693B - Circuit arrangement for monitoring the starting device of electric motors - Google Patents

Circuit arrangement for monitoring the starting device of electric motors

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DE1063693B
DE1063693B DES48061A DES0048061A DE1063693B DE 1063693 B DE1063693 B DE 1063693B DE S48061 A DES48061 A DE S48061A DE S0048061 A DES0048061 A DE S0048061A DE 1063693 B DE1063693 B DE 1063693B
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DE
Germany
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switch
starting
thermistor
time
starter
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Pending
Application number
DES48061A
Other languages
German (de)
Inventor
Dipl-Ing Heinz Geschwinde
Dipl-Ing Ludwig Treubert
Kurt Rabus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/02Details
    • H02P1/04Means for controlling progress of starting sequence in dependence upon time or upon current, speed, or other motor parameter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/0816Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors concerning the starting sequence, e.g. limiting the number of starts per time unit, monitoring speed during starting

Description

DEUTSCHESGERMAN

Anlasser für Elektromotoren können nur dann wirtschaftlich gebaut werden, wenn die stromführenden Bauteile, wie die Widerstände bei Widerstandsanlassern, die Drosselwicklungen bei Drosselanlassern und die Schaltstücke für den Stufenschalter, nur für die kurze Erwärmungsdauer während der Anlaßzeit ausgelegt werden. Deshalb sind diese Teile bei übermäßig langen Anlaßzeiten, insbesondere bei Fehlbedienung, gefährdet.Starters for electric motors can only be built economically if they are live Components such as the resistors in resistance starters, the inductor windings in throttle starters and the contact pieces for the tap changer, only for the short heating time during the starting time be interpreted. For this reason, these parts must be used if the starting times are excessively long, endangered.

Um die Gefahr des Durchbrennens von Widerständen oder Wicklungen zu bannen, wenn die Anlasser versehentlich nicht in ihre Endlage durchgeschaltet werden, sind Temperaturwächter bekannt, die in Wärmekontakt mit den Widerständen stehen und einen dem Anlasser vorgeschalteten Netzschalter ausschalten, wenn die Erwärmung zu groß wird. Derartige Überwachungseinrichtungen eilen entweder meist mit ihrer Temperatur der des zu überwachenden Schaltelemeiites erheblich nach, oder deren Anwendung ist nicht einfach, wenn die notwendige enge thermische Kopplung mit ausreichender Sicherheit hergestellt werden soll. Diese Temperatur wächter haben sich deshalb bisher bei Anlassern nicht eingeführt.To avoid the risk of resistors or windings burning out when using the starter are accidentally not switched through to their end position, temperature monitors are known, which are in thermal contact with the resistors and a power switch upstream of the starter switch off if the heating becomes too great. Such monitoring devices either rush mostly with their temperature that of the switching element to be monitored, or their application is not easy if the necessary close thermal coupling is established with sufficient reliability shall be. These temperature monitors have therefore not yet been introduced for starters.

Weiter ist eine Schutzanordnung für insbesondere unterbrechungslos schaltende, mit Überschaltwiderständen versehene Schaltapparate bekanntgeworden, bei der die Überschaltstromkreise mittelbar mit Hilfe eines Stromrelais oder unmittelbar mit einem verzögerten Relais verbunden sind, das ein Signal oder einen Auslösebefehl abgibt, wenn die Überschaltzeit einen bestimmten Wert übersteigt.There is also a protective arrangement for, in particular, uninterruptible switching, with transition resistors provided switching apparatus became known in which the over-switching circuits indirectly with the help a current relay or directly connected to a delayed relay that sends a signal or issues a trip command when the override time exceeds a certain value.

Ferner sind Überwachungseinrichtungen für das Anlassen von Elektromotoren bekanntgeworden, die ansprechen, wenn der Motor nach der Einschaltung nicht ordnungsgemäß anläuft. Man bedient sich hierbei meist mehrerer Zeitrelais, die beim Einschalten des Motors in Gang gesetzt werden und bei ordnungsgemäßem Anlauf durch von der Motorstellung abhängige Hilfsrelais wirkungslos gemacht werden. Derartige Schutzschaltungen erfordern einen erheblichen Aufwand an Relais und mechanischen Einrichtungen.Furthermore, monitoring devices for starting electric motors have become known which respond if the motor does not start properly after being switched on. One uses here usually several timing relays that are set in motion when the motor is switched on and when it is working properly Start-up can be rendered ineffective by auxiliary relays that are dependent on the motor position. Such Protection circuits require a considerable amount of relays and mechanical devices.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht die Überwachung des Anlaufes der Motoren oder die Überwachung von Elektromotoren, sondern eine Überwachung der Anlaßeinrichtung von Elektromotoren oder ähnlichen elektrischen Geräten. Die Erfindung bezieht sich daher auf eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der ■Anlafieinrichtung von Elektromotoren oder ähnlichen elektrischen Geräten mit Hilfe eines zeitabhängigen Elementes, das bei Überschreiten der für da* Überschalten der Anlaßstufen vorbestimmten Zeit~ den-Netzsehalter auslöst. Gemäß der Erfindung wird eine besonders einfache-Schaltungunter Vermeidung zusätzlicher Relais und media-.However, the purpose of the present invention is not to monitor the start-up of the motors or the Monitoring of electric motors, but a monitoring of the starting equipment of electric motors or similar electrical devices. The invention therefore relates to a circuit arrangement for Monitoring of the ■ start-up equipment for electric motors or similar electrical devices With the help of a time-dependent element, which is triggered when the for da * overriding of the tempering levels is exceeded the power switch triggers at a predetermined time. According to the invention, a particularly simple circuit is shown below Avoidance of additional relays and media.

Schaltungsanordnung zur Überwachung der Anlaßeinrichtung von ElektromotorenCircuit arrangement for monitoring the starting device of electric motors

Anmelder:Applicant:

Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft, Berlin und Erlangen, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Siemens-Schuckertwerke Aktiengesellschaft, Berlin and Erlangen, Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Heinz Geschwinde, Dipl.-Ing. Ludwig Treubert und Kurt Rabus, Nürnberg,
sind als Erfinder genannt worden
Dipl.-Ing. Heinz Geschwinde, Dipl.-Ing. Ludwig Treubert and Kurt Rabus, Nuremberg,
have been named as inventors

nischer Einrichtungen erreicht durch einen mit dem Einrücken des Netzschalters eingeschalteten, in der letzten Aniaßstufe abgeschalteten temperaturabhängigen Widerstand als zeitabhängiges Element, der bei Überschreiten der Überschaltzeit einen spannungsabhängigen Auslöser des Netzschalters auslöst.nischer facilities achieved by a switched on with the engagement of the power switch, in the last Aniaßstufe switched off temperature-dependent resistor as a time-dependent element, the Exceeding the over-switching time triggers a voltage-dependent trigger of the mains switch.

Als Net2schalter können sowohl handbetätigte Schalter, vorzugsweise Selbstschalter, als auch Schütze verwendet werden. Die ersteren können mit dem Stufenschalter des Anlassers baulich vereinigt sein, auch von demselben Antriebsorgan betätigt werden. Bei Selbstschaltern ist der Auslöser vorteilhaft als Spannungsrückgangauslöser ausgebildet, während bei magnetisch betätigten Schützen die Auslösung direkt durch Entregung der Schützspule erfolgen kann. In letzterem Fall bildet also die Magnetspule selbst den Auslöser.Both manually operated switches, preferably automatic switches, as well as Sagittarius are used. The former can be structurally combined with the tap changer of the starter be operated by the same drive member. The release is advantageous for automatic switches designed as a voltage drop release, while magnetically operated contactors trigger can be done directly by de-energizing the contactor coil. In the latter case, the Solenoid itself the trigger.

Als temperaturabhängiger Widerstand können sowohl Heißleiter mit stark negativem Temperaturbeiwert als auch Kaltleiter mit stark positivem Tem- peraturbeiwert Verwendung finden. Die Heißleiter werden parallel zur Wicklung des Auslösers über einen in der letzten Anlaß stufe geöffneten Unterbrecherkontakt geschaltet. Steigt die Temperatur im Heißleiter abhängig von der Einschaltzeit an, so sinkt dessen Widerstand schließlich so weit ab, daß der Haltemagnet entregt wird. Uni einen Kürzschluß in diesem Stromkreis zu vermeiden,; wird dem AuslöserBoth NTC thermistors with a strongly negative temperature coefficient and PTC thermistors with a strongly positive temperature coefficient can be used as temperature-dependent resistance. The thermistors are switched in parallel to the winding of the release via an interrupter contact that was opened in the last starting stage. If the temperature in the thermistor rises depending on the switch-on time, its resistance finally drops so far that the holding magnet is de-energized. Uni to avoid a short circuit in this circuit ; becomes the trigger

—und dem." Heißleiter ein gemeinsamer Strombegren- : JiangswiderBtand vorgeschaltet.- and the. "NTC thermistor a common current limit: JiangswiderBtand connected upstream.

909 608/331909 608/331

Claims (6)

Bei Verwendung eines Kaltleiters als zeitabhängiges Element wird dieser in Serie zur Wicklung des Auslösers geschaltet. Durch einen Schalter wird der Kaltleiter in der letzten Anlaßstufe überbrückt, so daß er nach Ablauf des Aulaßvorganges außer Funktion gesetzt ist. Bei Verwendung des Kaltleiters haben wir einen ähnlichen Vorgang wie bei der Verwendung eines Heißleiters, der Haltemagnet wird auf Grund des sich beim Stromdurchgang erhöhenden Widerstandes entregt und wirft den Hauptschalter ab. Bei Verwendung von Heiß- und Kaltleitern ergibt sich zusätzlich der Vorteil, daß die durch auftretende Über- oder Unterspannung sich ergebenden Anlaßzeitänderungen selbsttätig berücksichtigt werden, denn bei Überspannung ist die Schaltzeit auf Grund des höheren im zeitabhängigen Element fließenden Stromes verkürzt. An Hand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Schaltanordnung gemäß der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert. Die Fig. ί zeigt eine Ausführung der Schaltanordnung gemäß der Erfindung unter Verwendung eines Heißleiters. Der Anlasser für den Motor 1 besitzt Anlaßwiderstände 2, die mit Hilfe eines Stufenschalters 3 kurzgeschlossen werden, und einen Netzschalter 4, der mit oder ohne Freiauslösung 5 von einer Spanuungsspule 6 in Einschaltstellung gehalten wird. Beim Einlegen des z. B. mit dem Stufenschalter 3 mechanisch gekuppelten Netzschalters 4 werden auch die Spannungsspule 6 und der Heißleiter 10 über den Vorwiderstand 7 an Spannung gelegt. Während der Heißleiter aufgeheizt wird, sinkt sein Widerstandawert beträchtlich ab, so daß die Stromverteilung zwischen Spule 6 und Heißleiter 10 zuungunsten der ersteren verändert wird und der durch die Spule fließende Stromanteil nicht mehr ausreicht, um den für den Einschaltzustand des Netzschalters 4 notwendigen Magnetfluß aufrechtzuerhalten. Damit fällt dieser Schalter nach einer von den elektrischen Verhältnissen des Hilfsstromkreises abhängigen und damit wählbaren Zeit heraus. Mit Hilfe des Einstellwiderstandes 9 kann die Aufheizzeit des Heißleiters und damit der Ansprechzeitpunkt des Anlassers nach Bedarf verändert werden. Wird der Stufenschalter 3 vor Erreichen dieses Zeitpunktes in seine Endlage gebracht und damit der Anlaßvorgaug ordnungsgemäß beendet, so wird der mit dem Stufenschalter gekuppelte Hilfsschalter 8 geöffnet, so daß die Spannungsspule 6 wieder ihren vollen Strom erhält und der Anlasser in Einschaltstellung verbleibt. In Fig. 2 ist die Schaltanordnung mit einem Kaltleiter 11 dargestellt; die übrigen Teile sind dieselben wie in F'ig. 1. Das Schaltschloß 5, das für den Gegenstand der Erfindung nicht wesentlich ist, ist weggelassen. Wegen der Widerstandserhöhung des Kaltleiters bei steigender Temperatur ist er mit der Spule 6 in Reihe geschaltet. Im übrigen ist die Wirkungsweise dieselbe, wie oben beschrieben. Um bei ordnungsgemäß durchgeführtem Anlaßvorgang den Schalter 4 m Einschaltstellung zu halten, wird der Kaltleiter 11 durch den in diesem Fall parallel geschalteten Hilfsschalter 8 kurzgeschlossen und damit unwirksam gemacht. An Stelle des Kaltleiters kann auch ein mechanisch betätigtes Zeitglied treten, das in der Null-Stellung des Anlassers gespannt wird, während des Anlaßvorganges abläuft und die. .Spannungsspule des Netzschalters unterbricht, wenn nicht rechtzeitig in die Endstellung durchgeschaltet wird. Selbstverständlich kann zwischen dem Netzschalter und den Anlaßschaltelementen eine zusätzliche Verriegelung vorgesehen werden, so daß ersterer nur in der die geringste Motorspannung bewirkenden Anlaßstufe geschlossen werden kann. Diese kann entweder magnetisch durch ein entsprechendes, auf das Schaltschloß des Netzschalters wirkendes Gestänge oder auch elekirisch durch entsprechende, die Anlaßstellung des Netzschalters sichernde Kontakte erreicht werden. Insbesondere kann im einfachsten Fall der Netzschalter durch das erste Schaltglied des Stufenschalters gebildet werden. Bei schweren Anlassern kann zusätzlieh ein motorischer Antrieb vorgesehen werden, der nach dem öffnen des Netzschalters einen Rücklauf der Anlaßschaltelemente in die Ausgangsstellung bewirkt. Die für Gleichstrom dargestellte Anordnung kann auch für Drehstrommotoren verwendet werden, wenn ao der Netzschalter zwei- oder dreipolig und der Stufenschalter dementsprechend ausgebildet ist. Desgleichen ist sie für Drosselanlasser, Anlaßtransformatoren und ander Anlaßeinrichtungen verwendbar, bei denen die Zeitdauer des Anlaßvorganges überwacht werden soll. Patentansprüche:When using a PTC thermistor as a time-dependent element, it is connected in series with the winding of the release. The PTC thermistor is bridged by a switch in the last starting stage, so that it is disabled after the discharge process. When using the PTC thermistor, we have a similar process as when using a thermistor, the holding magnet is de-energized due to the resistance increasing with the passage of current and throws off the main switch. When using hot conductors and PTC thermistors there is the additional advantage that the starting time changes resulting from overvoltage or undervoltage are automatically taken into account, because with overvoltage the switching time is shortened due to the higher current flowing in the time-dependent element. Exemplary embodiments of the switching arrangement according to the invention are described and the mode of operation explained with reference to the drawing. Fig. Ί shows an embodiment of the switching arrangement according to the invention using a thermistor. The starter for the motor 1 has starting resistors 2, which are short-circuited with the aid of a step switch 3, and a power switch 4, which is held in the on position by a voltage coil 6 with or without trip-free 5. When inserting the z. B. with the step switch 3 mechanically coupled power switch 4, the voltage coil 6 and the thermistor 10 are connected to voltage via the series resistor 7. While the thermistor is heated up, its resistance drops considerably, so that the current distribution between coil 6 and thermistor 10 is changed to the disadvantage of the former and the current component flowing through the coil is no longer sufficient to maintain the magnetic flux necessary for the switched-on state of the power switch 4. This switch then drops out after a time that is dependent on the electrical conditions of the auxiliary circuit and can therefore be selected. With the help of the setting resistor 9, the heating time of the thermistor and thus the response time of the starter can be changed as required. If the step switch 3 is brought into its end position before this point in time and the starting procedure is ended properly, the auxiliary switch 8 coupled to the step switch is opened so that the voltage coil 6 receives its full current again and the starter remains in the on position. In Fig. 2, the switching arrangement is shown with a PTC thermistor 11; the other parts are the same as in Fig. 1. The switch lock 5, which is not essential to the subject matter of the invention, is omitted. Because the resistance of the PTC thermistor increases as the temperature rises, it is connected in series with the coil 6. Otherwise, the mode of operation is the same as described above. In order to keep the switch 4 in the switched-on position when the starting process has been carried out properly, the PTC thermistor 11 is short-circuited by the auxiliary switch 8 connected in parallel in this case and thus rendered ineffective. Instead of the PTC thermistor, a mechanically operated timing element can be used, which is tensioned in the zero position of the starter, runs during the starting process and which. .The voltage coil of the mains switch interrupts if the end position is not switched through in good time. Of course, an additional lock can be provided between the power switch and the starting switching elements, so that the former can only be closed in the starting stage causing the lowest motor voltage. This can be achieved either magnetically by a corresponding linkage acting on the switch mechanism of the mains switch or electrically by means of corresponding contacts securing the starting position of the mains switch. In particular, in the simplest case, the mains switch can be formed by the first switching element of the tap changer. In the case of heavy starters, a motorized drive can also be provided which, after opening the power switch, causes the starter switching elements to return to their starting position. The arrangement shown for direct current can also be used for three-phase motors if ao the mains switch is two- or three-pole and the tap changer is designed accordingly. It can also be used for throttle starters, starting transformers and other starting devices in which the duration of the starting process is to be monitored. Patent claims: 1. Schaltungsanordnung zur Überwachung der Anlaßeinrichtung von Elektromotoren oder ähnlichen elektrischen Geräten mit Hilfe eines zeitabhängigen Elementes, das bei Überschreiten der für das Überschalten der Anlaßstufen vorbestimmten Zeit den Netzschalter auslöst, gekennzeichnet durch einen mit dem Einrücken des Netzschalters eingeschalteten, in der letzten Anlaßstufe abgeschalteten temperaturabhängigen Widerstand als zeitabhängiges Element, der bei Überschreiten der Überschaltzeit einen spannungsabhängigen Auslöser des Netzschalters auslöst.1. Circuit arrangement for monitoring the starting device of electric motors or the like electrical devices with the help of a time-dependent element that, when the for switching over the starting stages the power switch triggers a predetermined time, marked by one that is switched on when the power switch is turned on and switched off in the last starting stage temperature-dependent resistance as a time-dependent element that occurs when the Over-switching time triggers a voltage-dependent trigger of the mains switch. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Wicklung des Auslösers über einen in der letzten Anlaßstufe geöffneten Unterbrechungskontakt ein Heißleiter geschaltet ist.2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that parallel to the winding of the release via a break contact opened in the last starting stage, an NTC thermistor is switched. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen dem Haltemagnet und dem Heißleiter gemeinsamen, vorgeschalteten Strombegrenzungswiderstand.3. Circuit arrangement according to claim 1 and 2, characterized by one of the holding magnet and Upstream current limiting resistor common to the NTC thermistor. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie zur Wicklung des Auslösers ein in der letzten Anlaßstufe überbrücktet-Kaltleiter geschaltet ist.4. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that in series with the winding of the trigger a bridged in the last starting stage - PTC thermistor is connected. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine derartige Verriegelung zwischen dem Netzschalter und den einzelnen Anlaßschaltelementen, daß ersterer nur in der die geringste Motorspannung bewirkenden Anlaßschaltstufe eingerückt werden kann.5. Circuit arrangement according to claim 1 to 5, characterized by such a lock between the power switch and the individual starter switching elements that the former only in the lowest motor voltage causing starter gear can be engaged. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei abgeworfenem Netzschalter ein z. B. motorisch betriebener Rücklauf der Anlaß schaltelemente ausgelöst wird.6. Circuit arrangement according to claim 1 to 5, characterized in that when thrown Power switch on z. B. motorized return of the starter switching elements is triggered. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 597 891, 859 874,
504;
Considered publications:
German patent specifications No. 597 891, 859 874,
504;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 037 001;
österreichische Patentschrift Nr. 120 778.
German interpretative document No. 1 037 001;
Austrian patent specification No. 120 778.
Hierzu 1 Blatt ZeichnungeinFor this 1 sheet of drawing © 909 608/331 8.59© 909 608/331 8.59
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