DE2041162A1 - Mehrphasige Motorsteuerung mit UEberstrom- und Unterstromschutz - Google Patents

Mehrphasige Motorsteuerung mit UEberstrom- und Unterstromschutz

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DE2041162A1
DE2041162A1 DE19702041162 DE2041162A DE2041162A1 DE 2041162 A1 DE2041162 A1 DE 2041162A1 DE 19702041162 DE19702041162 DE 19702041162 DE 2041162 A DE2041162 A DE 2041162A DE 2041162 A1 DE2041162 A1 DE 2041162A1
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relay
switch
control
phase
winding
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DE19702041162
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Jones Johnny W
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Borg Warner Corp
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Borg Warner Corp
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Description

PATENTANWÄLTE ^ UH J I
dr. ing. H. NEGENDANK · dipl.-ing. H. HAUCK · dipl.-phys. W. SCHMITZ
HAMBURG-MÜNCHEN ZUSTELI/UNGSANSCHRIFT: HAMBURG 36 · NEUER WALL 41
TEX,. 30 74 28 UND 364119
TELBGB. NEGEDAPATBNT BAMBTTRO MÜNCHEN 15 · MOZARTSTR. 23
TEL.3 380Π80
TEXBGR. NEGEDAPATENT MÜNCHEN
Hamburg, 18, Aug. 1970
Borg-Warner Corporation,
200 South Michigan Avenue,
Chicago, Illinois βθ6θ4
(V. St. A.)
Mehrphasige Motorsteuerung mit überstrom- und Unterst romschut ζ .
Die Erfindung eignet sich in Verbindung mit verschiedenen Motorsteuerungen und insbesondere zur Regelung eines Motors, der eine Tauchpumpe in einem Tiefbohrloch wie z.B. einer Erdölbohrung in größerer Tiefe unterhalb der Erdoberfläche antreibt. Normalerweise sind der Motor und die Pumpe zu einer Einheit zusammengefaßt, die sich im Bohrloch an der Pumpstelle selbst befindet. Dabei ist erforderlich, daß diese ferngesteuerte Anlage gegenüber unerwünschten Betriebsbedingungen geschützt wird, wie z.B. das NichtVorhandensein von Flüssigkeit in dem Bohrloch, ein Zustand der als "pump-off" bezeichnet wird. Es ist gleichermaßen wichtig, den Motor gegen überlastungs- oder Kurzschlußbedingungen zu schützen, bei denen dem Motor mehr Strom zugeführt wird, als dieser aufnehmen kann. Wenn außerdem nur eine Phasenleitung des Motors unterbrochen
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oder zu einer anderen Phasenleitung oder zur Masse hin kurzgeschlossen ist, muß ein Schutz gegen das sich dadurch ergebende Phasenungleichgewicht vorhanden sein.
Beträchtliche Anstrengungen sind zur Lösung dieser Probleme .unternommen worden. Ein erheblicher Portschritt auf diesem Gebiet ist in der U.S. Reissue-Patentschrift 26 483 mit dem Titel "Steuersystem für Krafteinheiten wie z.B. Elektromotoren fi und dgl.", Ausgabedatum 5. November 1968 derselben Anmelderin beschrieben und beansprucht. Dieses System gewährt keinen Schutz gegenüber einigen der vorgenannten Bedingungen, und außerdem werden sehr umfangreiche Einrichtungen benötigt, z.B. werden für jedes Meßrelais ein eigenes Steuerrelais und ein eigenes Spreisegerät benötigt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine kompakte und wirtschaftliche Motorsteuerung zu schaffen, durch die nicht nur die vorstehend aufgezählten Schwierigkeiten beseitigt ψ werden, sondern die auch preiswerter ist und einen geringeren Raumbedarf hat als bekannte Anordnungen, weniger Bauteile benötigt und einen wirksamen, fehlerfreien Betrieb gestattet.
Die erfindungsgemäße Motorsteuerung eignet sich für die Regelung der Speisung eines Mehrphasenmotors durch eine Mehrphasenspeiseschaltung. Das System weist ein Hauptschalterrelais mit einer Wicklung und Hauptschalterkontakten für die Zufuhr der Mehrphasenenergie zu dem Motor auf. Ein StromtranBformator ist so geschaltet, daß er Stromsignale liefert,
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die jeweils eine Funktion des dem Motor über eine Phasenleitung zugeführten Stroms sind.
Entsprechend der Erfindung ist insbesondere eine Anzeige- und Detektoreinheit mit dem Stromtransformator gekoppelt. Diese Einheit weist ein Meßrelais für jeden Phasenkreis auf, das mit einem ersten und einem zweiten Halbleiterschalter versehen ist. Der erste Halbleiterschalter in jedem Meßrelais ist dann leitfähig, wenn der entsprechende Phasenstrom unterhalb des vorher eingestellten hohen Wertes ist, während der zweite Halbleiterschalter in jedem Meßrelais dann leitfähig ist, wenn der entsprechende Phasenstrom oberhalb des vorher eingestellten niedrigen Wertes ist. Eine erste Reihenschaltung weist eine in Reihe mit allen ersten Halbleiterschaltern geschaltete erste Leitung auf, die dazu dient, ein erstes Steuersignal abzugeben, durch welches angezeigt wird, daß sich alle Phasenströme unterhalb des vorher eingestellten hohen Wertes befinden. Eine zweite Reihenschaltung weist eine in Reihe mit allen zweiten Halbleiterschaltern geschaltete zweite Leitung auf, die dazu dient, ein zweites Steuersignal abzugeben, durch welches angezeigt wird, daß sich alle Phasenströme oberhalb des· vorher eingestellten niedrigen Wertes befinden.
Ferner ist eine Steuerschaltung vorgesehen, die ein Einschaltrelais aufweist, dessen Wicklung in Reihe mit einer Einschalt- ■ Drucktaste und einem normalerweise geschlossenen Verzögerungskontaktsatz geschaltet ist. Ein weiterhin vorgesehenes Verzögerungseinschaltrelais dient zur Betätigung des Verzögerungs-
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kontaktsatzes, nachdem die Phasenströme den vorher eingestellten niedrigen Wert überschreiten. Die Wicklung des Verzögerungs· Einschaltrelais ist parallelgeschaltet zu einer Reihenschaltung aus der Einsehaltrelaiswicklung und dem Verzögerungskontaktsatz. Die Hauptschalterrelaiswicklung ist so geschaltet, daß sie in Abhängigkeit von dem Schließen eines Kontaktsatzes des Einschaltrelais betätigbar ist, um die Hauptschalterkontakte zu schliessen und den Motor unter Strom zu setzen. Relais sind so geschaltet, daß sie bei Abwesenheit des ersten oder des zweiten Steuersignals betätigbar sind, um das Hauptschalterrelais stromlos zu machen und den Motor abzuschalten.
Außerdem ist eine Vorrichtung zur Speisung der Steuerung vorgesehen, die aus zwei an eine Stromquelle anschließbaren Leitungen oder einem inneren Speisegerät bestehen kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in welcher gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren jeweils gleiche Elemente bezeichnen und
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer entsprechend der Erfindung geschalteten Motorsteuerung ist, und Figuren 2 und 3 schematische Schaltbilder sind, in denen Einzelheiten der allgemein in Fig. 1 dargestellten Steuerung dargestellt sind.
Die Steuerung soll zunächst allgemein beschrieben werden. In dem in Fig. 1 dargestellten Blockschaltbild ist ein mehrphasiger Motor 15 über einen Hauptschalter 29 an- und abschaltbar, wenn eine Wechselstrom-Speisespannung über einen Wechsel-
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Spannungsschaltkreis zugeführt wird, der aus den Leitungen loo, lol und Io2 besteht. Diese Wechselspannungsschaltung wird ihrerseits durch Schließen eines Unterbrecherschalters Io3 gespeist, wodurch Wechselspannungsenergie aus dem Netz, das durch die Leitungen 18, 19 und 2o dargestellt ist, den Leitungen loo, lol und Io2 zugeführt wird., Ein Stromtransformator 25 ist so geschaltet, daß er einer Anzeige- und Detektoreinheit Ho Stromstärkensignale über die Leitungen Io4, Io5 und Io6 zuführt. Die Einheit Ho wird außerdem über eine (
Leitung Io7 von einem Speisegerät Io8 mit Stronyversorgt. Wenn sich alle Phasenströme in den Leitungen loo, lol und io2 unterhalb des eingestellten hohen Wertes befinden, führt die Anzeige- und Detektoreinheit Ho der Steuerschaltung 26 ein erstes Steuersignal über die Leitung 112 zu. Wenn alle Phasenströme oberhalb eines vorher eingestellten niedrigen Stromstärkewertes liegen, liefert die Einheit Ho ebenfalls ein zweites Steuersignal über die Leitung 114 an die Steuerschaltung Wenn entweder das erste oder das zweite Steuersignal verschwin- g det, wodurch ein Phasenungleichgewicht oder eine andere Störung in der Netzleitung angezeigt wird, tritt die Steuerschaltung 26 über die durch die Leitung 113 angedeutete Schaltung in Tätigkeit und öffnet den Hauptschalter 29, wodurch der Motor abgeschaltet wird.
Die Erfindung wird nunmehr anhand der Figuren 2 und 3 im einzelnen beschrieben. Wenn der Unterbrecherschalter Io3 geschlossen wird, gelangt elektrische Energie von den Netzspeise-
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leitungen 18, 19 und 2o über die Eingangsleitungen loo, lol und Io2 zu den Wicklungen 38, 39 und 4o des Stromtransformators 25, sowie über die Kontakte des Schalters 29 zu dem mehrphasigen Motor 15, wodurch dieser unter Strom gesetzt wird. Wenngleich der hier dargestellte Stromtransformator 25 aus •sechs einzelnen Stromtransformatoren besteht, läßt sich die gleiche Wirkungsweise auch mit nur drei Transformatoren erzielen. Obwohl weiterhin die Steuerung hier in Verbindung mit einer Dreiphasenschaltung beschrieben wird, dürfte es für den Fachmann ohne weiteres ersichtlich sein, daß sich die Lehre der Erfindung in gleicher Weise auch auf andere mehrphasige Steuerungen anwenden läßt.
Wenn der Unterbrecherschalter Io3 geschlossen ist, gelangt Energie einer Phase von den Leitungen lol, Io2 über den Transformator 6o und die mit der Sekundärwicklung des Transformators verbundenen Leitungen 61, 62 zu den Speiseleitungen 117, für die Steuerschaltung 26. Die Spannung in den Leitungen 61, 62 wird außerdem der Primärwicklung 121 eines Abwärtstransformators 12o zugeführt, der eine Sekundärwicklung 122 mit Mittenabgriff aufweist. Mit dem oberen Ende der Sekundärwicklung
122 ist ein Widerstand 123 verbunden. Zwei Zenerdioden 124, 125 sind im Qegensinn in Reihe geschaltet, wobei die Anode der Diode 124 mit dem anderen Ende der Sekundärwicklung 122, und die Anode der Diode 125 mit dem Ende des Widerstandes 123 verbunden ist. Die gemeinsame Verbindung zwischen dem Widerstand
123 und der Diode 125 ist über die Leitung 126 mit dem einen
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Anschluß einer ersten Steuerrelaiswicklung 127 verbunden, zu der ein Kondensator 128 parallelgeschaltet ist. Die Leitung 126 ist außerdem mit dem einen Anschluß einer zweiten Steuerr relaiswicklung 13o verbunden, zu der ein Kondensator 131 parallelgeschaltet ist. Eine erste Ausgangsleitung 112 ist von dem ersten Halbleiterschalter 142 in dem Zähler- oder Meßrelais (meter relay) 132 zur-Wicklung 127 des ersten Steuerrelais geführt, das zur Anzeige dient, daß sich alle Phasenströme unterhalb des vorher eingestellten hohen Wertes befinden. Eine J zweite Ausgangsleitung 114 verbindet den zweiten Halbleiterschalter I4l in dem Meßrelais 132 mit der Wicklung 13o des zweiten Steuerrelais, das zur Anzeige dient, daß sich alle Phasenströme oberhalb des vorher eingestellten niedrigen Wertes befinden. Eine gemeinsame Leitung 135 verbindet den unteren Anschluß der Sekundärwicklung 122 des Speisegerätes mit den Kathoden der lichtempfindlichen oder lichtbetätigten steuerbaren Siliziumgleichrichter (Vierschicht-Schalt-Dioden) 136» 137 in dem Meßrelais 134. Das Meßrelais 133 weist gleicherweise einen für den niedrigen Wert eingestellten lichtbetätigten steuerbaren Siliziumgleichrichter 138 und einen zur Anzeige des hohen Wertes dienenden Halbleiterschalter l4o auf.
Innerhalb des Meßrelais 132 sind zwei Lampen 143, 144 zur Beleuchtung und Betätigung der lichtbetätigten steuerbaren Siliziumgleichrichter l4l, 142 vorgesehen. Ein entsprechendes Lampenpaar 145, 146 befindet sich in dem Meßrelais 133, sowie ein weiteres Lampenpaar 147, 148 in dem Meßrelais 134. Alle
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Lampen 143-148 sind zwischen zwei Leitungen 15o, 151 parallelgeschaltet, welche wiederum in dem Speisegerät Io8 parallel zu den in Reihe geschalteten Zenerdioden 152, 153 angeschlossen sind. Zwischen dem Mittenabgriff der Sekundärwicklung 122 und der gemeinsamen Verbindung zwischen der Leitung 15o und der Zenerdiode 152 ist ein Widerstand 154 angeordnet. Außerdem besteht eine gemeinsame Verbindung vermittels der Leitung 111 zwischen der Anode der Zenerdiode 153 und der Anode der
" Zenerdiode 124.
Obgleich in der Zeichnung nicht dargestellt, weist jedes Meßrelais zwei einstellbare Blenden oder Verschlußglieder auf, wobei sich das eine in der Nähe des oberen Endes der Meßskala, und das andere in der Nähe des unteren Endes derselben befindet. Die Einstellung der Verschlußlage in der Nähe des oberen Endes der Meterskala des Meßrelais 132 bestimmt beispielsweise den oberen Stromstärkenwert durch Festlegung der Stelle, an welcher der Verschluß das Auftreffen des Lichtes der Lampe 144 auf den Siliziumgleichrichter 142 verhindert. Im unbeleuchteten Zustand ist der Schalter 142 geöffnet und das Steuerrelais 127 ist stromlos. Dabei ist zu beachten, daß sich dieses Relais in einer ersten Reihenschaltung befindet, die aus der Wicklung 127, der Leitung 112 und sämtlichen Halbleiterschaltern 142, I4o und 137 besteht. In entsprechender Weise besteht eine zweite Reihenschaltung aus der Wicklung 13o des zweiten Steuerrelais, der Leitung 114 und sämtlichen lichtbetätigten steuerbaren Siliziuingleichrichtern l4l, 138 und 136.
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ORIGINAL INSPECTED
Der Stromtransformator 25 weist die Primärwicklungen 38, 39 und 4o auf, die so angeordnet sind, daß sie jeweils die Stromstärke in den Leitungen loo, lol bzw. Io2 ermitteln. Die Wicklungen 41, 42 und 43 liefern über die Signalleitungen Io4, Io5 und Io6, sowie die gemeinsame Leitung 155 entsprechende Phasenstromsignale zu den Gleichrichter-Brückenschaltungen 45, 46 bzw. 47 der entsprechenden Meßrelais. In der Praxis befindet sich jede Gleichrichter-Brückenschaltung innerhalb des entsprechenden Meßrelais, zusammen mit der Meßbewegung, den Lampen, den Verschlußgliedern und den lichtbetätigten steuerbaren Siliziumgleichrichtern. Die Gleichrichterschaltungen sind lediglich zum besseren Verständnis der Erfindung außerhalb der Meßrelais dargestellt. Es soll zunächst nur die Schaltung der ersten Phase und das Meßrelais 132 betrachtet werden. Wenn das System eingeschaltet ist und die Stromstärke in der Leitung loo für die erste Phase den vorher eingestellten hohen Wert nicht überschreitet, wird die Lampe 144 angeschaltet und schaltet ihrerseits den steuerbaren Siliziumgleichrichter 142 an. ' Wenn sich die Ströme der anderen beiden Phasen in diesem Zeitpunkt ebenfalls unterhalb des vorher eingestellten hohen Wertes befinden, schaltet die Lampe 146 den lichtbetätigten steuerbaren Siliziumgleichrichter I4o an, und die Lampe 148 schaltet den Schalter 137 an· Somit wird die erste Reihenschaltung vervollständigt und die Relaiswicklung 127 erregt. Sobald die Stromstärke in der Schaltung für die erste Phase den vorher eingestellten niedrigen Wert überschreitet, wird die Lampe 143
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angeschaltet und betätigt den lichtbetätigten steuerbaren Siliziumgleichrichter l4l. Wenn sich die Stromstärken der anderen Phasen ebenfalls oberhalb des vorher eingestellten niedrigen Wertes befinden, beleuchten die Lampen 145 und 147 die lichtbetätigten steuerbaren Siliziumgleichrichter I38 bzw. 136 und schalten diese Schalter an. Dementsprechend wird die zweite Reihenschaltung vervollständigt und die zweite Steuerrelaiswicklung 13ο erregt. Solange sich nun die Phasenströme zwischen den vorher eingestellten hohen und niedrigen Werten befinden, bleiben die Lampen 143-148 angeschaltet und die lichtbetätigten steuerbaren Siliziumgleichrichter 136-142 leitfähig, wodurch die Relais 127 und 13o im erregten Zustand gehalten werden. Wenn der Phasenstrom in dem Stromkreis für irgendeine Phase den vorher eingestellten hohen Wert überschreitet, wird das von der entsprechenden Lampe 144, 146 bzw. 148 abgegebene Licht durch eine Bewegung des Verschlußgliedes abgeblendet, so daß sich der der Lampe zugeordnete lichtbetätigte steuerbare Siliziumgleichrichter abschalten und die erste Steuerrelaiswicklung 127 stromlos machen läßt. Wenn irgendein Phasenstrom unterhalb des vorher eingestellten niedrigen Wertes abnimmt, wird das von einer der Lampen 143, 145 oder 147 abgegebene Licht durch die Bewegung des Verschlußgliedes gesperrt, so daß der jeweils zugeordnete lichtbetätigte steuerbare Siliziumgleichrichter abgeschaltet und somit die Relaiswicklung 13o stromlos gemacht wird.
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Es soll nunmehr die Steuerschaltung 26 betrachtet werden. Im unteren Abschnitt dieser Schaltung befindet sich ein selbsttätiger Rückstell-Zeitgeber 76, der genau dem in der vorgenannten U.S. Reissue-Patentschrift beschriebenen entspricht. Die rechts von dem zur Umschaltung zwischen Handbetrieb und selbsttätigem Betrieb dienenden Umschalter 64 befindlichen Kontakte C58a und C59a ersetzen die in der genannten Patentschrift mit CR2a und CR2b bezeichneten Kontakte. Der rechts von der Relaiswicklung R2 befindliche Kontaktsatz CLRa ersetzt die Bezeichnung CRIb, und der parallel mit dem Kontaktsatz CTR2b geschaltete Kontaktsatz CTR5a ersetzt die drei ursprünglichen Kontaktsätze 52a, 54a und 56a.
Der im oberen Teil der Steuerschaltung 26 zwischen den Leitungen 117, 118 angeordnete erste Stromkreis weist die Kontakte eines überlastungs-Rückstelldrucktastenschalters 7o auf, der in Reihe mit der ersten Wicklung LR eines Verriegelungsrelais geschaltet ist. Damit ist gemeint, daß der unmittelbar rechts von der Wicklung R2 befindliche Kontaktsatz CLRa bei Erregung der Relaiswicklung LR geschlossen und im geschlossenen Zustand gehalten wird. Wenn die Entriegelungswicklung ULR, die zwischen den Leitungen 117, 118 in Reihe mit dem Kontaktsatz CTRl geschaltet ist, erregt wird, wird außerdem der Kontaktsatz CLRa geöffnet und bleibt in der geöffneten Stellung. Eine Kontrollampe 155a ist zwischen den Leitungen 117, 118 in Reihe mit dem normalerweise geöffneten Kontaktsatz CLRb geschaltet.
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Die Wicklung des Relais TRl ist zwischen den Leitungen 117, 118 in Reihe mit dem normalerweise geschlossenen Kontaktsatz 127a geschaltet. Der Kontaktsatz 127a wird geöffnet, wenn die Relaiswicklung 127 erregt wird. Das Relais TRl weist eine eingebaute Verzögerung auf, so daß zwischen der Erregung der Wicklung TRl und dem Schließen des Kontaktsatzes CTRl eine kurze Zeitspanne verstreicht. Die Wicklung TR5 ist zwischen den Leitungen 117, 118 in Reihe mit dem normalerweise geöffneten Kontaktsatz 13oa geschaltet. Der Kontaktsatz 13oa wird durch die Erregung der Relaiswicklung 13o normalerweise geschlossen. Das Relais TR5 ist von einer Ausführung, bei der eine Verzögerung zwischen der Abschaltung der Relaiswicklung und dem öffnen des zugeordneten Kontaktsatzes CTR5a auftritt. Somit verhindern die in die Relais TRl und TR5 eingebauten Verzögerungen eine Abschaltung des Motorspeisekreises durch die Steuerschaltung 26, wenn der Strom in einer Phase nur kurzzeitig größer oder kleiner ist, was ansonsten zu einer sehr kurzen Abschaltung einer der beiden Relafewicklungen 127 oder 13o führen könnte.
Zur Anschaltung des Systems wird zunächst der Unterbrecherschalter Io3 geschlossen, so daß die über die Leitungen l8-2o zugeführte dreiphasige Wechselstromenergie über die Leitungen Ioo-lo2 an die offenen Kontakte des Schalters 29 angelegt wird. Gleichzeitig wird die Energie einer Phase über den Transformator 6o den Leitungen 117, 118 der Steuerschaltung 26 zugeführt. Diese Energie gelangt auch zu dem Transformator 12o
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ORIGINAL INSPECTED
in dem Speisegerät Io8 und stellt eine Wechselspannung zum Betrieb der Lampen 143-148 und zur Betätigung der Relais 127» 13o dar, wenn die diesen zugeordneten lichtbetätigten steuerbaren Siliziumgleichrichter angeschaltet sind. Gleichzeitig wird ein Stromkreis von dem Stromtransformator zu den entsprechenden Gleichrichter-Brückenschaltungen 45-47 in den Meßrelais vervollständigt, wobei jedoch keine Stromzufuhr zu den Meßrelais erfolgt, da die Kontakte des Schalters 29 offen sind. Da sich die Phasenströme alle unterhalb des vorher eingestellten hohen Wertes befinden, schalten die Lampen 144, und 148 die entsprechenden Halbleiterschalter 142, l4o bzw. 137 an und vervollständigen die erste Reihenschaltung, welche die Leitung 112 und die Relaiswicklung 127 umfaßt. Das Relais wird betätigt und öffnet den Kontaktsatz 127a» wodurch der Speisekreis für die Relaiswicklung TRl unterbrochen wird. Da sich die Phasenströme in diesem Zeitpunkt, alle unterhalb des vorher eingestellten niedrigen Wertes befinden, ist keiner der lichtbetätigten steuerbaren Siliziumgleichrichter 141, 138 bzw. f 136 leitfähig, so daß das Relais 13o stromlos ist.
Wenn die Steuerung zum ersten Mal in Betrieb genommen wird, sollte der Uberlastungs-Rückstelldrucktastenschalter 7o gedrückt werden, um zu gewährleisten, daß sich der Kontaktsatz CLRa nicht versehentlich in der geöffneten Stellung befindet. Der Kontaktsatz bleibt dann geschlossen und der überlastungs-Rückstelldrucktastenschalter muß nicht jedes Mal bei Inbetriebnahme des Systems betätigt werden, sondern nur wenn die Anlage
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durch Überlastung abgeschaltet worden ist.
Wenn angenommen wird, daß sich der Umschalter 64 für Handbetrieb oder selbsttätigen Betrieb in der Handstellung (obere Stellung) befindet, wird der Ein-Drucktastensehalter 75 gedrückt, um einen Speisekreis für die Wicklung R2 zu vervollständigen, wenn der Strom von der Leitung 117 über den oberen Kontakt 71 des Schalters 74, die Kontakte des Schalters 75» die Wicklung R2, den Kontaktsatz CLRa und den Kontaktsatz CTR2b zur Leitung 118 fließt. Weiterhin fließt ein Strom von dem Ein-Drucktastenschalter 75 über die Wicklung TR2 zur Leitung 118. Die Arbeitsweise des Verzögerungsrelais TR2 ist im vorhergehenden Absatz beschrieben worden. Bei Betätigung des Relais R2 werden die parallel zueinander angeordneten und mit der Leitung 117 verbundenen Kontaktsätze CR2c, CR2d geschlossen. Dadurch wird ein Speisekreis für die Relaiswicklungen 58, 59 des Hauptschalters geschlossen, welcher in Schalter 29 die sechs Kontaktsätze 3oa-31c betätigen, d.h. schließen kann. Durch das Schließen dieser Kontakte wird der Speisekreis für den Motor 15 vervollständigt, so daß der Motor beschleunigt wird, wenn die Phasenströme in den Leitungen Ioo-lo2 zunehmen. Durch Betätigung der Relais 58, 59 werden außerdem die hintereinander geschalteten Kontaktsätze C58a, C59a geschlossen, welche einen Nebenstromweg für den Ein-Drucktastenschalter 75 vervollständigen. Der Ein-Schalter 75 weist genau wie der Überlastungs-Drucktastenschalter 7o eine Spannfeder auf,durch welche der Schalter nach seiner Betätigung in die öffnungs-
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stellung zurückgestellt wird. Die vermittels der Feder erfolgende Rückstellung des Ein-Drucktastenscharters führt daher nicht zur Unterbrechung des Speisekreises für die Relaiswicklung R2.
Zugleich mit der Vervollständigung des Speisekreises für die Relaiswicklung R2 wird auch die Relaiswicklung TR2 Über die Kontakte des Ein-Druckscharters unter Strom gesetzt. TR2 weist jedoch eine eingebaute Verzögerung auf, die bei einer Ausfuhrungsform der Erfindung etwa 2o Sekunden betragen kann und gestattet, daß die Phasenströme über die unteren Einstellpunkte der entsprechenden Meßrelais 132-134 ansteigen können. Wenn angenommen werden soll, daß sich die Phasenströme tatsächlich oberhalb des unteren Einstellpunktes befinden, bevor die Zeitverzögerung von TR2 abgelaufen ist, beleuchten die Lampen 143, 145 und 147 sämtliche lichtbetätigten steuerbaren Siliziumgleichrichter 142, 138 und 136, so daß die zweite Reihenschaltung vervollständigt wird, welche die Leitung 114 und die Relaiswicklung 13o enthält. Bei Erregung des Relais 13'o vervollständigt sein Kontaktsatz 13oa einen Speisekreis für das Relais TR5, das sofort erregt wird und seinen Kontaktsatz CTR5a schließt, der entsprechend der Darstellung parallel zu dem Kontaktsatz CTR2b geschaltet ist. Wenn daher die vorher eingestellte Verzögerung des Relais TR2 abgelaufen ist, öffnet sich der Kontaktsatz CTR2b, wobei jedoch in diesem Zeitpunkt die Haupteinschaltrelaiswicklung R2 über den Kontakt satz CTR5a noch erregt ist. Wenn die Phasenströme aus irgend-
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einem Grunde nicht über den unteren Einstellwert angewachsen sind, werden beide Kontaktsätze CTR5a und CTR2b nach Ablauf der Zeitverzögerung des Relais TR2 geöffnet und schalten das System ab, so daß die Bedienungsperson die Ursache für den Ausfall der Anschaltung feststellen kann.
Wenn sich das System im Betrieb befindet und ein Phasenstrom den vorher eingestellten hohen Wert überschreitet, wird das Licht einer der Lampen 144, 146 bzw. 148 abgeblendet, wodurch die erste Reihenschaltung mit der Wicklung 127 unterbrochen ■ wird, so daß sich der Kontaktsatz 127a schließen und den Speisekreis für die Relaiswicklung TRl vervollständigen kann. Wenn es sich bei dem hohen Stromzustand nicht um eine kurze Störung handelt und die Relaiswicklung 127 vor Ablauf der Anschaltverzögerung von TRl nicht erneut erregt wird, wird das Relais TRl betätigt und sein Kontaktsatz CTRl vervollständigt einen Speisekreis für die Entriegelungswicklung ULR, welche den Kontaktsatz CTRa öffnet. Dadurch wird der Speisekreis für das Haupteinschaltrelais R2 unterbrochen und die Anlage abgeschaltet.
Wenn in entsprechender Weise ein Phasenstrom unter den vorher eingestellten niedrigen Wert abfällt, wird das Relais 13o abgeschaltet und der Kontaktsatz 13oa geöffnet, wodurch der Speisekreis für das Relais TR5 unterbrochen wird, welches eine bei Abschaltung wirksame, eingebaute Verzögerung aufweist. Nach Ablauf dieser Verzögerung öffnet sich der Kontaktsatz CTR5a, und da CTR2b bereits geöffnet ist, wird das Haupteinschaltrelais R2 abgeschaltet und die Anlage stromlos gemacht.
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Der übrige Teil der Steuerung einschließlich der selbsttätigen Rückstellung durch die innerhalb des Blockes 76 dargestellten Bauglieder ist in der vorgenannten U.S. Patentschrift bereits beschrieben.
Die Wirtschaftlichkeit, der Wirkungsgrad und die Kompaktheit der Erfindung zeigen sich ebenfalls bei Vergleich mit der in der vorgenannten Patentschrift dargestellten Steuerung. Bei der hier zur Rede stehenden Erfindung werden nur zwei Relais, i nämlich die Relais 127 und 13o zur Anzeige der überstrom- und Unterstrombedingungen verwendet, wohingegen bei dem bekannten System sechs einzelne Relais erforderlich sind. Die Erfindung ermöglicht einen fehlersichernen Betrieb, da ein Ausfall einer Lampe oder eines lichtbetätigten gesteuerten Siliziumgleichrichters zu den gleichen Schaltungsbedingungen wie ein Überoder Unterstrom einer Phase führt und die Abschaltung der Anlage zur Folge hat. Außerdem ist in der hier beschriebenen Anordnung nur ein Speisegerät, nämlich das mit dem Bezugs- > zeichen I08 bezeichnete erforderlich, während bei dem früheren System drei getrennte Speisegeräte, nämlich jeweils eins für jede Phasenschaltung erforderlich sind.
- Patentansprüche -
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Claims (5)

  1. - 18 Patentansprüche :
    lJ Motorsteuerung für die Regelung der Speisung eines Mehrphasenmotors durch eine Mehrphasen-Speiseschaltung mit einem Hauptschalterrelais mit einer Wicklung und Hauptschalterkontakten für die Zufuhr der Mehrphasenenergie zu dem Motor, sowie mit einem Stromtransformator, der so geschaltet ist, daß er Stromsignale liefert, die jeweils eine Punktion des dem Motor über eine Phasenleitung zugeführten Stroms sind, gekennzeichnet durch eine mit dem Stromtransformator (25) gekoppelte Anzeige- und Detektoreinheit (llo) mit einem Meßrelais (132-134) für jeden Phasenkreis, das erste und zweite Halbleiterschalter (142 bzw. 141) aufweist, wobei der erste Halbleiterschalter in jedem Meßrelais dann leitfähig ist, wenn der entsprechende Phasenstrom unterhalb eines vorher eingestellten hohen Wertes ist, und der zweite Halbleiterschalter in jedem Meßrelais dann leitfähig ist, wenn der entsprechende Phasenstrom oberhalb eines vorher eingestellten niedrigen Wertes ist, sowie mit einer eine in Reihe mit allen ersten Halbleiterschaltern (142, l4o, 137) geschaltete erste Leitung (112) aufweisenden ersten Reihenschaltung, die dazu dient, ein erstes Steuersignal abzugeben, durch welches angezeigt wird, daß sich alle Phasenströme unterhalb des vorher eingestellten hohen Wertes befinden, und einer eine in Reihe mit allen zweiten Halbleiter-Bchaltern (111, I38, I36) geschaltete zweite Leitung (114) aufweisenden zweiten Reihenschaltung, die dazu dient, ein
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    zweites Steuersignal abzugeben, durch welches angezeigt wird, daß sich alle Phasenströme oberhalb des vorher eingestellten niedrigen Wertes befinden, ferner durch eine Steuerschaltung (26) mit einem Einschaltrelais (R2), dessen Wicklung in Reihe mit einem Einschalt-Drucktastenschalter (75) und einem normalerweise geschlossenen Verzögerungskontaktsatz (CTR2b) liegt, einem zur Betätigung des Verzögerungskontaktsatzes dienenden Verzögerungseinschaltrelais (TR2), wenn der Phasenstrom den vorher eingestellten niedrigen Wert überschreitet, wobei die Wicklung des Verzögerungseinschaltrelais parallelgeschaltet ist zu einer Reihenschaltung aus Einschaltrelaiswicklung und dem Verzögerungskontaktsatz, und die Hauptschalterrelaiswicklung (58, 59) in Abhängigkeit von dem Schließen eines Kontaktsatzes (CR2c, CR2d) des Einschaltrelais betätigbar ist, um die Hauptschalterkontakte (3oa-31c) zu schließen und den Motor unter Strom zu setzen, und schließlich durch Auslöserelais (TRl, TR5), die so geschaltet sind, daß sie bei Abwesenheit des ersten oder des zweiten Steuersignals betätigbar sind, um das Hauptsehalterrelais stromlos zu machen und den Motor abzuschalten, und eine Vorrichtung (I08) zur Speisung der Steurung.
  2. 2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrelais (132-134) für jeden Phasenkreis zwei Lampen (143-148) aufweist, und daß der erste und der zweite Halbleiterschalter (142, 141; l4o, 138; 137, 136) so geschaltet sind, daß sie normalerweise leitfähig sind, wenn die Lampen angeschaltet sind, die erste Reihenschaltung außerdem eine
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    Steuerrelaiswicklung (127), die eingeschaltet ist, wenn alle Phasenströme unterhalb des vorher eingestellten hohen Wertes liegen, und die zweite Reihenschaltung außerdem eine zweite Steuerrelaiswicklung (13o) aufweist, die eingeschaltet ist, wenn alle Phasenströme oberhalb des vorher eingestellten niedrigen Wertes liegen.
  3. 3. Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung außerdem ein erstes Auslöserelais (TRl), , dessen Wicklung so in Reihe mit einem Kontaktsatz (127a) des ersten Steuerrelais (127) geschaltet ist, daß sich der erste Steuerrelaiskontaktsatζ bei Abschaltung des ersten Steuerrelais schließt und einen Stromkreis für das erste Auslöserelais vervollständigt, und das erste Auslöserelais außerdem einen Kontaktsatz (CTRl) aufweist, der so geschaltet ist, daß er sich in Abhängigkeit von der Betätigung des ersten Auslöserelais schließt und das erste Einschaltrelais (R2) abschaltet, durch welches das Hauptschalterrelais und durch dieses wiederum der Motor abschaltbar sind, ferner ein zweites Auslöserelais (TR5) vorgesehen ist, das eine in Reihe mit einem Kontaktsatz (Ij5oa) des zweiten Steuerrelais (13o) liegende Wicklung aufweist, so daß sich der Kontaktsatz des zweiten Steuerrelais in Abhängigkeit von der Abschaltung des zweiten Steuerrelais öffnet und einen Speisekreis für das zweite Auslöserelais unterbricht, und das zweite Auslöserelais außerdem einen parallel zu dem Verzögerungskontaktsatz (CTR2b) geschalteten
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    ORIGINAL INSPECTED
    und sich in Abhängigkeit von der Abschaltung des zweiten Auslöserelais öffnenden und zur Abschaltung des Einschaltrelais dienenden Kontaktsatz (CTR5a) aufweist, durch welchen das Hauptschalterrelais und durch dieses auch der Motor abschaltbar ist.
  4. 4. Steuerung nach Anspruch 1, insbesondere für einen Dreiphasenmotor, der von einer Dreiphasenspeiseschaltung gespeist wird, wobei die Schalterkontakte des Hauptschalters für die | Zufuhr von Dreiphasen-Wechselstrom zu dem Motor ausgelegt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßrelais für jeden Phasenkreis einen ersten und einen zweiten lichtempfindlichen Halbleiterschalter (142 bzw. I4l) aufweist, eine erste Lampe (144) in dem Meßrelais so geschaltet ist, daß sie ein Steuersignal an den ersten Halbleiterschalter anlegen und diesen leitfähig machen kann, wenn sich der jeweilige Phasenstrom unterhalb des vorher eingestellten hohen Wertes befindet, und eine zweite Lampe (143) in dem Meßrelais so geschaltet ist, daß sie ein > Steuersignal an den zweiten Halbleiterschalter anlegen und diesen leitfähig machen kann, wenn sich der jeweilige Phasenstrom oberhalb des vorher eingestellten niedrigen Wertes befindet, die erste Reihenschaltung eine in Reihe mit der ersten Leitung (112) und mit allen ersten Halbleitersehaltern (142, l4o, 137) geschaltete erste Steuerrelaiswicklung (127) zur Abgabe eines zur Erregung des ersten Steuerrelais dienenden ersten Steuersignals aufweist, wenn alle Phasenströme unterhalb
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    des vorher eingestellten hohen Wertes liegen, und die zweite Reihenschaltung eine in Reihe mit der zweiten Leitung (114) und mit allen zweiten Halbleiterschaltern (l4l, 128, 136) geschaltete zweite Steuerrelaiswicklung (13o) zur Abgabe eines zur Erregung des zweiten Steuerrelais dienenden zweiten Steuersignals aufweist, wenn alle Phasenströme oberhalb des vorher eingestellten niedrigen Wertes liegen.
  5. 5. Steuerung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöserelais aus einem ersten Auslöserelais (TRl) und einem zweiten Auslöserelais (TR5) bestehen.
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