DE1613970A1 - Anordnung/um Erhalten einer verzoegerten Unterspannungsausloesung fuer elektromagnetisch betaetigte Schaltgeraete - Google Patents

Description

Anordnung zum Erhalten einer verzögerten UnterspannungsauslQsung für elektromagnetisch betätigte Schaltgeräte

Elektrische Maschinen werden gewöhnlich mit elektromagnetischen Schaltgeräten, z.B. Schützen, gesteuert, die bei einem Spannungsausfall des speisenden Fetzes auslösen und nicht selbsttätig in die geschlossene Lage zurückgehen, wenn die Spannung zurückkehrt.' In vielen Industrieanlagen ist es jedoch von großer Bedeutung, daß die Maschinen nach kurzen Spannungsausfallen ohne Unterbrechung weiterarbeiten können. Dies kann nur geschehen, wenn die elektromagnetischen Schaltgeräte der Antriebsmotoren mit irgendeiner Art verzögerter Unterspannungsäuslösung versehen sind, die entweder das G-erät .bei Spannungsausfall in geschlossener Lage hält oder das Unterbrechen von irgendeinem Kontakt verzögert, so daß das Gerät beim Zurückkehren der Spannung erneut schließen kann. Zweck der Erfindung* ist, eine einfache Anordnung zu schaffen, die das Schaltgerät bei Spannungsausfall einige Sekunden lang in geschlossener Lage halten kann.

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Es ist bekannt, Betätigungsspulen für Schütze von einem Umformer zu speisen, der aus einem Asynchronmotor und einem Generator besteht. Der Umformer mu3 eine große Schwungmasse haben und wird deshalb gewöhnlich mit einem Schwungrad versehen. Bei einem kurzzeitigen Spannungsausfali des Netzes rotiert ein solcher Umformer weiter, wobei die Spannung zu den Spulen der Schaltgeräte aufrechterhalten wird, bis die Netzspannung wiederkehrt. Der Generator des Umformers ist gewöhnlich ein Einphasen-Synchrongenerator. Man kann jedoch auch in an sich bekannter Weise eine mittej-s Kondensatoren magnetisierte Asynchronmaschine als Generator benutzen, was bedeutend billiger wird als ein Synchrongenerator. Da bei einer solchen Anordnung die Spuien der Schaltgeräte ständig vom Asynchrongenerator gespeist werden, dessen Spannung von der Größe der Kondensatorbatterie und der Belastung abhängt, ist jedoch dabei eine Anordnung für die Spannungsregelung erforderlich.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung kann man in einer-bedeutend einfacheren Weise eine verzögerte Unterspannungsauslösung für elektromagnetisch betätigte Schaltgeräte erhalten. Die Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsspulen der Schaltgeräte bei normalem Betrieb sowohl an einem speisenden Wechselstromnetz als auch an einer durch Kondensatoren magnetisierten Asynchronmaschine angeschlossen sind. Normalerweise läuft dabei die Asynchronmaschine als Motor in Leerlauf und die Betätigungsspulen werden vom Metz gespeist. Bei einem kurzen Spannungsausfall des Netzes wird die Spannung zu den Betätigungsspulen von der

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Asynchronmaschine aufrechterhalten, die dann mit Hilfe der Kondensatorbatterie und des Schwungrades als Generator arbeitet. Bei einer, solchen Anordnung ist nur eine rotierende Maschine erforderlich, die außerdem einfach und billig ist.

Ferner ist keine Spannungsregelung erforderlich, da die Betätigungsspuien und eine etwa vorkommende Übrige Belastung nur während der kurzen Zeit, in der die Netzspannung ausfallt, einer möglichen Spannungserhöhung ausgesetzt; sind. (

Damit der Asynchrongenerator bei Spannungsausfall des Netzes Spannung aufnehmen kann, ehe die Schaltgeräte abfallen, muß das Netz einige Millisekunden lang weggeschaltet werden. Pur diesen Zweck werden nach der Erfindung die Betätigungsspulen und die Asynchronmaschine an das speisende Netz über einen Schnellauslöser angeschlossen, der bei Spannungsausfall oder bei Absinken der Netzspannung auf einen gewissen Wert anspricht. Der Schnellauslöser kann zweckmäßig ein Schaltgerät sein, dessen bewegliches Kontaktorgan an einen federbelasteten Anker eines mit einer Abschaltspule versehenen Permanentmagneten geschaltet ist. Das Zuführen ^ der Spannung zur Abschaltspule wird am einfachsten mit Hilfe eines bei normalem Betrieb ständig geladenen Kondensators erhalten, der sich bei Unterspannung des netzes über einen Thyristor durch die Spule entlädt. Der !Thyristor wird von einem am speisenden Netz angeschlossenen spannungsabtastenden Kreis gesteuert.

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Die Erfindung ist im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben.

In der Zeichnung ist mit 1 eine Belastung bezeichnet, die Betätigungsspulen für Schaltgeräte und gegebenenfalls auch andere Organe enthält, die man nicht der Einwirkung eines kurzzeitigen Spannungsausfalles des speisenden Netzes aussetzen will. Die Belastung 1 wird bei normalem Betrieb von einem Drehstromnetz 2 über ein Schütz 3, einen Schnellauslöser 4 und einen Netzspannungsschalter 5 gespeist. Eine Asynchronmaschine 6 mit Schwungrad 7 und eine Kondensatorbatterie 8 sind am gleichen Drehstromnetz 2 über den Schnellauslöser 4 und Schalter 5 angeschlossen. Der Sehnellauslösei 4 besteht aus einem Schütz, das mit einer starken, nicht gezeigten Abschaltfeder versehen ist und dessen bewegliches Kontaktorgan mechanisch mit dem Anker 8 eines Schnellmagnets zusammengekuppelt ist, der einen Jermanentmagnet 11 mit Abschaltspule 12 enthält. Wenn der Spule 12 des Schnellmagneten Gleichspannung zugeführt wird, wird der Kraftlinienweg des permanenten Magnetfeldes geändert, so daß 'sich der Anker 9 mit Hilfe der Federbelastung von den Hagnetpolen trennt, wobei auch das mit dem Anker zusammengekuppelte Schütz 4 abfällt und schnell das Netz abschaltet. Die Zurückstellung des Ankers 9 und Schützes 4 kann mit einem Wechselstrommagnet en 13 ausgeführt werden.

Die gezeigte Anordnung für verzögerte Unterepannungsauslösung wirkt im übrigen wie folgtι

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Wenn der Schalter 5 geschlossen wird, wird die Betätigungsspule eines Schützes 14 unter Spannung gesetzt und das Schütz eingeschaltet. Der Wechselstrommagnet 13 führt dabei mechanisch den * Schnellmagneten 10 und dasSchütz 4 in die geschlossene lage zurück. Dabei wird der Spulenstrom zum Schütz 14 unterbrochen, welches fällt, was wiederum den EÜekführungsmagneten 13 abschaltet. Beim Schließen des Schützes 4 startet der Asynchronmotor 6 mit dem Schwungrad 7, und die Kondensatorbatterie 8 wird unter Spannung

.'.■■. "■". - . -as- .. ' -"■-...■ gesetzt. Gleichzeitig erhält ein Dreiph^ngleichriohter 15 Spannung, das Hauptschütz 3 der Belastung schließt und ein Kondensator 16 wird über einen Widerstand 17 und eine Diode 18 geladen. Die Diode 18 verhindert, daß der Kondensator 16 entladen■wird. Ein in Reihe mit dem Kondensator 16 und der Absehaltspule- 12 eingeschalteter Thyristor 19 ist dabei in seinem Sperrzustand und verhindert, daß Strom durch die Spule 12 fließen kann. Bin Kondensator '20 wird über einen Widerstand 21 und eine Diode 22 auf die Zenerspannung einer Zenerdiode 23 geladen. Die Diode 22 hindert den Kondensator 20 am Entladen. Eine parallel zu dem Kondensator 20 eingeschaltete Doppelbasisdiode 24 sperrt in dieser Lage. Ein zusätzlicher Kondensator 25 ist über einen Widerstand 26 geladen worden.

In dem beschriebenen Zustand, der normalen Betrieb darstellt, wird die Belastung 1 vom Fetz gespeist, und die Asynchronmaschine 6 läuft als Motor in Leerlauf. Wenn jedoch die Spannung des Netzes auf einen gewissen Wert sinkt (der gewünschte Wert wird mit einem Widerstand 27 eingestellt) oder ganz verschwindet, sinkt auch die

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Spannung zwischen den Basiselektroden B1 und B2 der Doppelbasisdiode 24 auf einen solchen Wert ab, daß die Doppelbasisdiode zwi schen der Emitterelektrode B und Basiselektrode B1 leitend wird. . Hierbei entlädt sich der Kondensator 20 über einen Widerstand 30, wobei ein Zündspannungsimpuls dea Thyristor 19 zugeführt wird. Der Kondensator 16 entlädt sich dabei durch die Spule 12 auf dem Schnellmagneten 10, sein Anker 9 und auch das Schütz- 4- fallen ab. Der Vorgang vom Verschwinden der Spannung des Netzes bis zum Unterbrechen des Schützes 4 dauert nur einige KLlIiSekunden, dabei ist kein Sehaltgerät in der Belastung abgefallen.

Sobald das Schütz 4 das Netz abgeschaltet hat, kann die Asynchronmaschine mit Hilfe der Kondensatorbatterie 8 und des Schwungrades 7 Spannung aufnehmen und anfangen, als Generator zu arbeiten und die Belastung zu speisen.

Wenn die Spannung des Netzes ganz oder bis zu einem gewissen Wert wiederkehrt, der gewünschte Wert wird mit einem Widerstand 31 eingestellt, der in Reihe mit der Betätigungsspule des Schützes 14 liegt, wird das Schütz 4 wieder eingeschaltet und die Belastung 1 wird erneut vom Netz gespeist.

Wenn die Spannung nach einer längeren Zeit wiederkehrt, als mit Rücksicht auf die Motoren zugelassen werden kann, die von den

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_ω Schaltgeräten der Belastung geschaltet werden, d.h. mit Rücksicht

oo auf den Drehzahlabfall der Motoren während des Spannungsausfalles, <i

ist das Hauptschütz 3 der Belastung bereits abgefallen. Die Ver-

J₀ zögerungszeit des Schützes wird von der Größe des Kondensators 25 und des Widerstandes 26 bestimmt. Die Verzögerung des Schützes 3 kann auch in anderer Weise ausgeführt werden.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Erhalten einer verzögerten Unterspannungsauslösung für elektromagnetisch betätigte Schaltgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsspulen der Schaltgeräte bei normalem Bet riet sowohl an einem speisenden Wechselstromnetz (2) ■ ale auch an einer durch Kondensatoren magnetisiertenAsyhchrönmaschine (6) angeschlossen sind.

2* Anordnung nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, daß die Asynchronmaschine (6) mit einem Schwungrad (7) gekuppelt ist.

5· Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsspulen und die Asynchronmaschine am Netz (2) über einen bei Netzspannungsausfall oder bei einer wesentlichen Spannungsabsenkung ansprechenden Schnellauslöser (4) angeschlossen siiü

4· Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Söhnellauslöser (4) ein Schaltgerät ist, dessen bewegliches Kontaktorgan mit einem federbelasteten Anker (9) eines mit einer Abschaltspule (12) versehenen Permanentmagneten (It) verbunden ist.

5* Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei normalem Betrieb ständig geladener Kondensator (16) an der Ab-■ohaltspule (12) über einen Thyristor (19) angeschlossen ist, der ■it Hilfe eines an das speisende Netz (2) geschalteten spannungsabästenden Kreises geKUndet wird. ORIGINAL

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6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der spannungsabtastende Kreis eine Doppelbasisdiode (24) enthält, die bei einem Spannungsausfall oder einer bedeutenden Spannungsabaenkung des Hertzes von ihrem Sperr- zu ihrem leitenden Zustand oder umgekehrt übergeht.

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