DE1921250C3 - Schutzschaltungsanordnung für einen Elektromotor, insbesondere für einen Drehstrommotor - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltungsanordng für einen Elektromotor, insbesondere für einen ehstrommotor, die beim Ausfall einer Phase oder s Nulleiters oder des Schutzleiters oder beim Auftreeiner Überspannung im Schutzleiter den Motor so-•t vom Netz trennt.

Solche Schutzschaltungsanordnungen sind z. B. bennt aus der Liste S 202 D, April 1967, der Firma

Schrack-Elektro-Vertriebs-Gesellschaft m. b. H.. Frank-

^fUDie bekannten Motorschutzschalter sind Selbstschalter die nach einem elektromagnetischen oder einem ele'ktrothermischen Auslöseprinzip arbeiten. Das heißt, beim Überschreiten einer bestimmten, in gewissen Grenzen einstellbaren Stromstärke wird ein am Stromnetz liegender Verbraucher abgeschaltet. Diese Motorschutzschalter solien einen Motor vor gefährlicher Überlastung und beim Ausfall einer Phase oder des Nulleiters schützen. Sie können in Abhängigkeit vom Strom oder von der Spannung gesteuert werden

Die Verwendung von Motorschutzschaltern fuhrt daher zu einer Steigerung der Betriebssicherheit, zur Einsparung von Reparaturkosten und zur Verlängerung der Lebensdauer der Motoren. Auch dienen sie zum Schutz der Anlagen gegen Brandgefahr.

Mit der Erfindung soll die Aufgabe gelost werden, eine verbesserte Schutzschaltungsanordnung für Elektromotoren schaffen, die den Motor nicht nur beim Ausfall einer Phase oder des Nulleiters, sondern auch bei fehlerhaftem Nulleiter oder Schutzleiter, augenblicklich vom Netz trennt.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß zwischen dem Nulleiter und einem Phasenleitcr eine Ausschalt- und Einschalttaste und die Primärwicklung eines Transformators in Reihe geschaltet sind, dessen Sekundärwicklung einerseits am ersten Relais eines Doppelrelais liegt und andererseits mit dem über den Motor führenden Schutzleiter verbunden ist, der seinerseits an beide Relais des Doppelrelais angeschlossen ist, dessen Schaltanker zwei Gegenkontakte zugeordnet sind, von denen der eine an den Nulleiter zwischen der Einschalttaste und der Primärwicklung und der andere an ein Schaltrelais geführt ist, das in den Phasenleitern liegende Schalter steuert, und daß ein Phasenschutzschalter vorhanden ist, der Teiltransformatoren i-ufweist, deren Primärwicklungen jeweils über einen Vorwiderstand parallel zu den ihnen zugeordneten Phasenleitern liegen und zwischen deren Sekundärwicklungen jeweils ein den Schaltteil des Phasenschutzschalters bildendes Relais angeordnet ist, deren in Reihe geschaltete Anker die Einschalttaste überbrücken, indem sie einerseits am Nulleiter zwischen der Ausschalt- und der Einschalttaste und andererseits am Schaltanker des Doppelrelais angeschlossen sind.

Das bedeutet, daß auch beim Ausfall eines Phasenleiters die Abschaltung des Motors über den Nulleiterabzweig geschieht, indem einer der die Einschalttaste überbrückenden Relaisanker öffnet, der Eingangstransformator über den Schutzleiter keine Steuerspannung an das Doppelrelais abgibt, der Schaltanker in seine Ausgangslage zurückkehrt und somit das Schaltrelais abfällt und schlagartig die in den Phasenleitern liegenden Schalter öffnet und damit den Motor stillsetzt.

Auch kann die Schutzschaltung so ausgebildet sein, daß der Phasenschutzschalter Teiltransformatoren enthält, deren Primärwicklungen jeweils in dem ihnen zugeordneten Phasenleiter und parallel zu einem Widerstand liegen.

Ebenso ist eine Ausführungsform denkbar, bei der zwischen den Sekundärwicklungen der Teiltransformatoren des Phasenschutzschalters Transistoren liegen, deren Basen an die Wicklung eines einzigen Relais angeschlossen sind, dessen Anker die Einschalttastc überbrückt.

An Stelle der Schallrelaisanker kann zur Überbrükkung der Einschalttaste auch die Emitter-Kollektor-

Sirecke eines Transistors dienen, an dessen Basis Gleichrichterdioden liegen, die mil den Sekundärwicklungen der Teütransformaioren in Verbindung stehen, die ihrerseits gemeinsam am !'miner des Transistors liegen.

In der Zeichnung sind Schaltanordnungen schematisch dargestellt, die zur Besehreibung und Erläuterung des Erfindungsgegensiandes dienen seilen. Ks zeigt

F i g. 1 den Schaltplan einer Motorschut/schultungsanordnung,

Fig.2 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Schutzschaltung für den Phasenschut;:,

F i g. 3 und 4 weitere Ausführungsbeispiele des Phasensehutzschalters in Textdarstellung.

Der in der F i g 1 gezeigte Motorschutzschalter besteht im wesentlichen aus zwei Anordnungen, die jedoch zusammenwirken. Die eine Anordnung bildet einen Schutzschalter für den Nulleiter, für den Schutzleiter, während die andere Anordnung den Phasenschutzschalter bildet, der als eine in sich abgeschlossene Schalteinheit ausgebildet ist und in einfacher Weise gegen einen im Schaltungsaufbau anders gestalteten Phasenschutzschalter innerhalb der Grundschaltung ausgewechselt werden kann.

Wie sich aus der Zeichnung ergibt, besteht die G rundschalung, also die Schutzschaltanordnung für den Nulleiter und den Schutzleiter, aus dem Nulleiter O, dem Schutz- oder Erdleiter E und den Phasenleitern R.Sund 7:

Am Nulleiter O liegen ein Ausschalter It. eine Einschalttaste 12 und die mit ihrem anderen Ende am Phasenleiter R angeschlossene Primärwicklung eines Eingangstransformators 13 in Reihe. Die Sekundärwicklung des Transformators 13 liegt einerseits am Schutzleiter E und andererseits am ersten Relais 14 eines Doppelrelais 14, 15, das einen kippbar gelagerten Schaltanker 16 hat, der mittels eines Dauermagneten

17 in einer Ausgangslage gehalten wird.

Der Schutzleiter Eist über das Gehäuse des Motors

18 (von dem nur das Klemmbrett gezeigt ist) geführt und an die beiden Relais 14 und 15 des Doppelrelais angeschlossen. Das andere Ende der Wicklung des Relais 15 liegt an einer Leitung 23, die den Schaltanker 16 vor der Einschalttaste 12 mit dem Nulleiter O verbindet.

Dem Schaltanker 16 sind zwei Gegenkontaktc 19 und 20 zugeordnet, von denen der eine 19 an den Nullleiter O zwischen der Einschalttaste 12 und der Primärwicklung des Transformators 13 und der andere 20 an ein Schaltrelais 21 geführt ist. das in de» am Motor angeschlossenen Phasenleitern R. S. 7liegende mechanisch gekoppelte Schalter 22 steuert.

Bei größeren Motoren genügt schon ein Schutz des Motors durch Überwachung des Nulleiters und des Schutzleiters, wie er mit der beschriebenen Schaltanordnung möglich ist. In diesem Fall ist die Leitung 23 durchgehend ausgebildet oder zwischen zwei Anschlußpunkten 24 und 25 mit einer Brücke 26 versehen.

Bei dem in F i g. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist diese Brücke 26 entfernt und ein Phasenschutzschalter angeschlossen.

Zu diesem Zweck führen von den einzelnen Phasenleitern R, S, T Leitungen über Vorwiderständc 27, 28, 29 zu den Primärwicklungen von Tciltransformatoren 30, 31 und 32, zwischen deren Sekundärwicklungen jeweils ein Reiais 33 sowie 34 angeordnet sind. Die Anker der Relais 33 und 34 sind in Reihe geschaltet und mit Hon AnschlußDunkten 24 und 25 der unterbrochenen Leitung 23 verbunden.

Die Wirkungsweise der Schutzschallanordnung ist folgende: Nach dem Drücken der Einschaltlaste t2 liegt die Primärwicklung des Eingangstransformators 13 am Phasenleiter R und am Nulleiter O und induziert in die Sekundärwicklung eine Steuerspannung. die über den Schutzleiter £an beiden Relais 14 und 15 des Doppelrelais liegt. Die Steuerspannung reicht jedoch nicht aus, um das Relais 15 ansprechen zu lassen, so daß nur ίο das Relais 14 erregt wird Der Schaltanker 16 wird aus seiner Ausgangslage herausbewegt und verbindet die Gegenkontakte 19 und 20.

Die Einschalttaste 12 kann jetzt freigegeben werden, denn die Stromverbindung ist über den Nulleiter O, die IS Brücke 26, die Leitung 23, den Schaltanker 16. den Gegenkontakt 19 über die Primärwicklung des Eingangsiransformators 13 zum Phasenleiter R hergestellt, so daß das Relais 14 weiterhin erregt bleibt.

Zugleich ist eine Stromverbindung vom Nulleiter O über die Leitung 23, den Schaltanker 16, den Gegenkontakt 20 zum Schaltrelais 21 gebildet, so daß die Schalter 22 geschlossen werden und der Motor 18 in Betrieb gesetzt wird.

1st ein Phasenschutzschalter vorgesehen (F i g. !). so wird die BrücVe 26 in der Leitung 23 entfernt und an ihre Stelle treten die hintereinandergeschalteten Anker der Relais 33 und 34.

Nach dem Drücken der Einschalttasie 12 und dem Umschalten des Schaltankers 16 fließt Strom über die in Reihe liegenden Anker der Relais 33 und 34. die ihre Steuerspannung von den mit den Phasenleitern R. S und 7" verbundenen Teiliransformatoren 30. 31 und 32 erhalten.

Im Fehlerfalle, beispielsweise beim Bruch des Nulleiters O. wird der Eingangstransformator 13 stromlos, die Steuerspannung für das Relais 14 entfällt, der Schaltanker 16 kehrt in seine Ausgangslage zurück, das Schaltrelais 21 fällt ab, die Schalter 22 öffnen, und der Motor wird stillgesetzt.

Erhält der Schutzleiter feine einen Grenzwert übersteigende Spannung, so hat das zur Folge, daß das Relais 15. das stärker ist als das Relais 14. erregt wird und nun seinerseits den Schaltanker 16 in seine Ausgangslage zurückzieht, so daß das Schaltrelais 2t abfällt und der Motor stillgesetzt wird.

Bei Ausfall einer Phase R, S, T wird einer der Teiltransformatoren 30, 31, 33 stromlos, wodurch die Steuerspannung für eines der Relais 33 und 34 absinkt und das Relais abfällt, was eine Unterbrechung des Nulleiters O und damit das Außerbetriebsetzen des Motors zur Folge hat. Um zu verhindern, daß Strom durch die Relais 33 und 34 fließt, wdin der Phasenleiter S unterbrochen ist. sind zwischen die Relais 33 und 34 Dioden geschaltet.

Liegen die Primärwicklungen der den Steuerteil des Phasenschutzschalters bildenden Teiltransformatoren 30, 31, 32 beim Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 parallel zu den Phasenleitern R. S. T. so zeigt die F i g. 2 einen Schutzschalter, bei dem die Primärwicklungen an den entsprechenden Phasen R. S, Γ und parallel zu den Vorwiderständen 27, 28 und 29 liegen. Zu diesem Zweck ist in der Grundschallung (Fig. 1) in den Phasenleitern R. S. Teine Steckverbindung 35 vorgesehen, die entfernt werden muß. Zwischen die einzelnen Anschlußstecker werden dann die Primärwicklungen der Teütransformaioren 30, 31, 32 des Phasenschutzschalgeschaltet.
In F i g. 3 ist die Teilansicht einer weiteren Ausfüh-

rungsform eines Phasenschutzschalters entsprechend F i g. 1 gezeigt.

An Stelle der Relais 33 und 34 sind die Kollekior- und Emitterzweige der Transistoren 36 und 37 mit den Sekundärwicklungen der Teiltransformatoren 30, 31 und 32 verbunden. Ihre Basen liegen an der Wicklung eines einzigen Relais 38, dessen Anker mit den Anschlußpunkten 24 und 25 der Leitung 23 verbunden ist.

F i g. 4 zeigt die Teilansicht einer weiteren Ausführungsform eines Phasenschutzschalters.

Statt der Relais 33 und 34 sind die Sekundärwicklungen der Teiltransformatoren 30, 31, 32 eingangseitig mit dem Emitter eines Transistors 39 und ausgangsseitig über Gleichrichterdioden 40 mit der Basis des Ti ansistors 39 verbunden. Der den Schaltteil des Phasenschutzschalters bildende Transistor 39 liegt mit seinem Emitter am Anschlußpunkt 24 und mit seinem Kollektor am Anschlußpunkt 25 der Leitung 23.

Die gestrichelten Linien zeigen die Verbindungsleitungen zwischen dem Steuerteil und dem Schuhteil des Phasenschutzschalters.

Weiterhin können an Stelle der Transistoren und Dioden zur Steuerung auch Transduktoren eingesetzi

ίο werden. Auch können zum Schutz gegen Berührungs Spannungen die Relais 14 und 15 so geschaltet sein, dal: der Stromkreis zum Relais 14 vom Relais 15 bei über höhter Spannung im Erdleiter Eunterbrochen wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schutzschaltungsanordnung für einen Elektromotor, insbesondere für einen Drehstrommotor, die beim Ausfall einer Phase oder des Nulleiters oder des Schutzleiters oder beim Auftreten einer Überspannung am Schutzleiter den Motor sofort vom Netz trennt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Nulleiter (O) und einem Phasenleiter (R) eine Ausschalt- (11) und Einschalttaste (12) und die Primärwicklung eines Transformators (13)

in Reihe geschaltet sind, dessen Sekundärwicklung einerseits am ersten Relais (14) eines Doppelrelais (14, 15) angeschlossen ist und andererseits mit dem über den Motor führenden Schutzleiter (E) verbunden ist, der seinerseits an beide Relais (14, 15) des Doppelrelais angeschlossen ist, dessen Schaltanker (16) zwei Gegenkontakte (19, 20) zugeordnet sind, von denen der eine (19) an den Nulleiter (O) zwisehen der Einschalttaste (12) und der Primärwicklung und der andere (20) an ein Schaltrelais (21) geführt ist, das den in den Phasenleitern (R. S. T) liegende Schalter (22) steuert, und daß ein Phasenschutzschalter vorhanden ist, der Teiltransformatoren (30, 31, 32) aufweist, deren Primärwicklungen jeweils über einen Vorwiderstand (27, 28, 29) parallel zu den ihnen zugeordneten Phasenleitern (R, S. T) liegen, und zwischen deren Sekundärwicklungen jeweils ein Relais (33. 34) angeordnet ist, deren in Reihe geschaltete Anker die Einschalttaste (12) überbrücken, indem sie einerseits am Nulleiter (O) zwischen der Ausschalt- und Einschalttaste und andererseits am Schaltanker des Doppelrelais (14, 15) angeschlossen sind.

2. Schutzschaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenschutzschalter Teiltransformatoren (30, 31,32) enthält, deren Primärwicklungen jeweils in dem ihnen zugeorndeten Phasenleiter (R, S, T) und parallel zu einem Widerstand (27,28,29) liegen.

3. Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Sekundärwicklungen der Teiltransformatoren (30, 31, 32) des Phasenschutzschalters Transistoren (36, 37) liegen, deren Basen an die Wicklung eines einzigen Relais (38) angeschlossen sind, dessen Anker die Einschalttaste (12) überbrückt.

4. Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungen der Teiltransformatoren (30, 31, 32) einerseits über Gleichrichterdioden (40) an der Basis und andererseits gemeinsam am Emitter eines Transistors (39) liegen, dessen Emitter-Kollektorstrecke zur Überbrückung der Einschalttaste (12) dient.