DE2042935C3 - Belastungsabhängige Motorschutzschaltung - Google Patents

Description

weisenden und in der

hegen-

^rwähntrn Überstrom-

^vclbind""^6slcht

und ein vor dem erwähnter Schalter (5) vom Hauptschluß abzweigender Taster (T) vor- und ein ein->tellbarcr Wide "stand (R 2) nachgeschaltet

(vgl. F . g.

, IV und 0.1! ferner e.ne Neben_sel,lu0 abhängige J vom Kno.enpunkl der baden RclaiswK* einem .n ^H?

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»"MotÄlung und 5,_allcnden Schaher an-

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nach iVn-ipruch I. dadurch fekennieichnet. daß Anordnungen bekannt, d.c unc S vo, dem nichUinearen V.[demand (R 1) lie- Wicklungs.empera.ur ode, ^

huBlei.ung v'om Kuo.enpu.k, der beiden Re- ₅. Sc

die

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l-iunu einen weiteren Sduilter (.V 2), einen bedarf, kr muß

i c nein r (O7 ΓΙ. ein R,l_:.is (RcIl). einen 60 Motors mit e.npcru.ut werde,ν KlKani(K 3) und einen /«cite, Gleichrichter .,ehe Ausrüstung nn> eine, Sch.- ^ das Relais (RrI 1) den Weise nicht mouheh .st. .,

i) enthält wobei

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"ch mit einem Taster CD beta-i.-bau·,,

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r Jn. ch mit einem Taster CD beta-i.-bau,, Die genannte m ^

SclnlterfS) beeinflußt und daß ferner dem we,- Anoulnung cuu-s iKlithntJ. J

ίο, η ihl,(.V2) ein He.atigunusrelais (Λ,-/ 2) 6₅ Hilfswicklunp und Spe.scs , m .l

umordnet ,M. das .usamnn-n mit einem cinslcl - ^f rsi..ml «■« hc 1 K . .U- . b;„vn Wulc.siamKWl) und einen nachgeschal- H.lfsNueklune .h.oIl ...h _l telen iliillcn in Spcri ichtiin» ab-esel^^ssenem kocifi/ienien hociu.lii..i_; .

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Hilfszweig abgesenkt wird. Wird ein derartiger PTC-Widerstand in den Hauptschluß zwischen Motor und Speisespannung gelegt (z.B. bekannt aus der Zeitschrift »Elektronische Rundschau«. J 963, Seite 135), so erfolgt ebenfalls lediglich eine Absenkung des durch die Motorwicklung fließenden Stromes ohne vollständige Trennung des Motors von der Speiseob ^ '

. wobei es kerne Rolle spiel. Wechselstrom, gegebenenfalls zur Anwendung kommt. Bei manu,*«,.' kann jede Phasenleiumg e,nzeln mit der neuen Schu^tjmga.gestat.t wer-

wird, jedoch alle drei Phaunterbrochen werden. Die

DeS_gen,ber Hegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zu schaffen, die fur den jeweiligen Elektromotor nicht nur em Höchstmaß an Sicherheit bietet, sondern die auch in vorausbesumm-,en Ze.tabständen nach einer Abschaltung Prüfungen zuläßt, ob noch eine Überlast vorhanden isi unu beim Fehlen einer solchen den Stromfluß wieder herstellt. Außerdem soll die Schaltung bei dauernder

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D.eses ZuI wird bei der eingangs genannten schaltung nach der Erfindung erreicht durch ei nc an den Anschlußenden des als M'talWraht-PTC-Widerstand ausgeführten nichtlinearen W.derstands liegende Nebenschlußleitung, die in Reihe mit einem einstellbaren Widerstand cmc dem ö inen des. S-.halters dienende Wicklung eines Haltrela.s enthalt, unu daß für das Schließen des Schalters ein unabhängiger Gleichstromkreis vorgesehen ist. Der %or dem nichtlinearen Widerstand Hegende Schalter steht unter dem Hinfluß eines zwei hintereinaniergeschaUeU.-Wicklungen aufweisenden und in der Nebenschlußleitung !fegenden Ha.trelais, welchen Wicklungen e,n Gleichrichter, ein Widerstand und ein vor dem erwähnten Schalter vom Haupischluß abwesender Taster vor und ein einstellbarer Widerstand nachgeschaltet sind, der mit dem freien Ende zwischen dem Schalter und dem nichtlinearen W .derstand Heut. Ferner geht eine Nebenschlußle.tung xom Knotenpunkt der beiden Relais*icklungen aus und münde,' hinter dem nichtlinearen Widerstand m den Hauptschluß.

De an den Anschlußenden des n.chilincaren

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Erfindung ist vorgesehen. da* un ω. ...... .ι.-.·-

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Trennung des Motors von der S; . , daß sich die Motorwicklung nichi erhitzt. Der verwendete Metalldraht-PTC-Widerstand sichert ein flinkes Ansprechen der Schutzschaltung. Wenn die überlastung des Motors beseitigt ist, kann der im Hauptschluß liegende Schalter mittels eines Tasters über einen unabhängigen Gleichstromkreis wieder geschlossen werden. Die Schaltung ist daher gut geeignet für große Schalthäutigkeit. Die Ansprechemplindlichkeit ist mit dem in der Nehensehlul.Meitung 'liegenden einstellbaren Widerstand regelbar. Dabei xerändeii sich ein einmal eiiijje--iellier Wert nicht und unterliegt auch bei laiiücrem Metrieb keinen Abweichungen. Weiterhin ist lest/.ustellcii. daß bei der Schaltunn nach il-.-r Irlindiing nur !!,!udeisünin. he iJ.uiieile /ur Anwendung kommen. Schtvtel/sichcnmüeti ήΙ,-γ sonstige nur einni.il verwendbare Teile ^;" ' \ et lüiaii '■ Die eri'iiidungsiiema! ist ' -ondeis tin lii-iiiensdi'ii!'·!.

ITU CS lur /.»aMiuu^ ....j, ,

von einer zweiten Phasenleilung kommende Leitung einen weiteren Schaller, einen Gleichrichter, ein Relais, einen Widerstand und einen zweiten Gleichrichter enthalt, wobei das Relais den ersten, auch nut einem Taster betätigbaren Schalter beeinflußt und das ferner dem weiteren Schalter ein Betätigungsrelais zugeordnet ist. das zusammen mit einem einstellbaren Widerstand und einem nachgeschalteten diine:! in SperiichUmg angeschlossenen Gleichrichtet in Reihe liegt, welcher einstellbare Widerstand an .!cm /weiten Gleichrichter und der dritte Gkichricherste Phase hinter eiern nichtlinearen angeschlossen Miui. Aus,ührungstonn ergibt sich als daß durch den Neben- ■'''' eier übe. den weiteten Schaller, den (ilcicmi¹ das ,-iwähnu Relais, eine'ii WideisKiml und den let! Gk κ!νκ!ι^;..■' i'-ci¹.!. der Scha',!.·! in. Ilalipl'"

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in Schließrichtung gehallen wird. Man kann den den Haftrclais handelt, verbleibt der Anker auch nach Relaisanker haltenden Strom genau einstellen und öffnen des Tasters T in dieser Stellung, so daß der den während des Betriebs herrschenden Bedingungen Schalter S ebenfalls geschlossen bleibt. Die Speiseanpassen, spannung für den Motor gelangt daher über den ge-Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der 5 schlossencn Schalter 5 und den nichtlinearcn Wider-Schutzschaltung besteht nach der Erfindung darin, stand R 1 zu den Motorwicklungen. Wenn der Motor daß der Schalter als Umschalter ausgeführt ist und wegen Überlastung unzulässig hohen Strom /ieht, daß dem nichtlinearcn Widerstand ein Abschalter wird der Widerstand R 1 wegen seines positiven Temnachgcschaltet ist und die hinter dem nichtlinearcn peraturkoeffizienten hucholimig, so daß an seinen Widerstand abzweigende Nebenschlußleitung über io Anschlußenden ein hoher Spannungsabfall entsteht, einen Schalter zu einem Übcrstromschalter läuft und Es fließt daher in der an den Anschlußenden des von dort über einen Gleichrichter zu einem die Wick- nichtlinearen Widerstandes R 1 liegenden Nebenlung eines Relais überbrückenden Kondensator führt Schlußleitung über den einstellbaren Widerstand R 2 bzw. gleichzeitig einen einstellbaren Widerstand er- und die Wicklung 2 des Haftrelais HR Strom, der den reicht, der an das Relais angeschlossen ist, das über 15 Relaisanker zum Abwurf bringt. Dabei wird der mit einen weiteren Schalter mit der Phase verbunden ist, dem Relaisanker gekuppelte Schalter S geöffnet, so und zwar hinter dem Umschalter. Ferner führt eine daß die Speisespannung vom Motor getrennt ist.
vom Umschalter abzweigende Leitung zu einem ein- Soll der Motor wieder in Betrieb gesetzt werden, so stellbaren Widerstand, dem ein selbstregelnder wird der vom Hauptanschluß unabhängige Glcich-Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten 20 Stromkreis über T, R 3, Gl und die Wicklung 1 des nachgcschaltet ist, welcher mit dem erwähnten Über- Haftrelais HR wieder eingeschaltet, um den Schalstromschaltcr in stromleitender Verbindung steht. ter S erneut zu schließen.

Die Kapazität des Kondensators und die Einstellung Bei der Schutzschaltung nach Fig. 1 wird der

des einstellbaren Widerstands bestimmen die Fest- Relaisanker des Haftrelais HR, wie beschrieben, mit-

haltezeit des Relais. Fällt der Relaisanker ab, 25 tels Gleichstrom aufgezogen und bei Überlast mittels

werden die Schalter im Hauptanschluß und der hin- Wechselstrom abgeworfen.

ter diesem abgezweigte Nebenschlußschaltcr wieder Bei einer Drehstromschaltung kann jede Phasengeschlossen, so daß sich der Vorgang wiederholt. leitung diese Schutzschaltung enthalten, was aber wenn die Überlastung noch vorliegt. Das bedeutet. nicht ausschließt, daß mit einer einzigen Schutzschaldaß die Schutzschaltung automatisch arbeitet, und 30 tung in einer Phasenleitung unter Zuhilfenahme eines zwar in Zeitabständen, die durch den Kondensator mechanisch gekuppelten Mehrfachschalters alle drei und durch den einstellbaren Widerstand bestimmt Phasenleitungen geschaltet werden. Hier sei auch sind. Es wird dabei in vorbestimmten Zeitabständen noch erwähnt, daß die erfindungsgemäße Schutzvon der Schutzschaltung selbsttätig überprüft, ob die schaltung sowohl für Stern- als auch für Dreieck-Überlastung des Motors noch vorliegt. 35 schaltungen anwendbar ist.

Zur Erläuterung des Erfindungsgedankens sind in Die Schutzschaltung in Fig. 2 gleicht im wescntder Zeichnung, die vier Figuren zeigt, vier Ausfüh- liehen der in Fig. 1. denn auch hier ist in der einen rungsbeispiele von Motorschutzschaltungen wieder- Phasenleitung ein Schalter S vorgesehen, dem ein gegeben. nichtlinearer Widerstand R 1 mit positiven Tempeln Fig. 1 ist zu erkennen, daß in einer Wechsel- 40 raturkoeffizienten (PTC). ein sogenannter Kaltleiter, oder Drehstromschaltung im Hauptanschluß zwischen nachgeschaltet ist. Der Schalter S wird durch ein im einem Elektromotor (nicht dargestellt) und der Nebenschluß liegendes Haftrelais HR geschaltet. Speisespannung ein Schalter 5 und ein nichtlinearer welches mit zwei in Reihe gelegten Wicklunucn 1 Widerstand R 1 vorgesehen sind. Der nichtlineare und 2 ausgestattet ist. Das Haftrelais HR liest über Widerstand R 1 ist vorzugsweise ein Metalldraht- 45 einem Widerstand R 3 und einem Taster T vor dem PTC-Widerstand und daher mit dem Symbol ge- Schalter S an der Phasenleitung. Die Wicklune 1 ist kennzeichnet. Er liegt in Reihe mit dem erwähnten mit dem gegenüber der Schutzschaltung nach F i e. 1 Schalter S. der in geöffneter Stellung dargestellt ist. entgegengesetzt gerichteten Gleichrichter G 1 hinter An den Anschlußenden des nichtlinearcn Widcrstan- dem Widerstand R 1 mit der Phasenleitun» Verbundes R 1 liegt eine Nebenschlußleitung, die in Reihe 50 den."Zusätzlich ist das Haftrelais HR vom Ende der mit einem einstellbaren Widerstand R 2 eine Wick- Wicklung 2 über einen einstellbaren Widerstand R 2 lung 2 eines Haftrclais HR enthält. Dem Schalter S art die Phasenleitung zwischen dem Schalter S und ist ein Taster 7" vorgelagert, der eine Phasenleitung dem Widerstand R 1 gelegt. Bei dieser Schaltung wird mit einem Widerstand R 3 zu verbinden vermag. Auf der Relaisanker mit dem Schalter S infolge der darden Widerstand R 3 folgt ein Gleichrichter G 1, des- 55 gestellten Anordnung des Gleichrichters G1 mittels sen Ausgang an einem Ende einer Wicklung 1 des Gleichstrom aufgezogen und auch abgeworfen, was Haftrelais HR liegt. Das andere Ende der Wicklung 1 für manche Stromkreise von Wichtigkeit ist. Im ist über die erwähnte Nebenschlußleitung hinter dem übrigen entspricht die Funktionsweise der Schutznichtlinearen Widerstand R 1 an die Phasenleitung schaltung nach F i g. 2 der Schutzschaltung nach angeschlossen. 60 F i g. 1. Die Schaltung nach F i g. 3 weist im Haupt-Die in Fig. 1 dargestellte belastungsabhängige Schluß wiederum einen nichtlinearen Widerstand Motorschutzschaltung arbeitet wie folgt: Beim Betäti- R 1 und einen Schalter S auf. Der Schalter S ist auch gen des Tasters T gelangt über den Widerstand R 3 hier mit einem Taster T bedienbar und steht außer-Wechselstrom an den Gleichrichter G1, wird dort dem, wie bei der vorausgegangenen Ausführung. gleichgerichtet und fließt durch die Wicklung t des 65 unter öeni EiURuG eines Relais ReI 1 das jedoch Haftrelaisi/Λ. Dabei wird der Anker des Haftrelais über einen Gleichrichter G/1 und einen Schalter S 2 HR aufgezogen, so daß der mit dem Anker gckup- an eine von einer zweiten Phasenleitung kommende pclte Schalters sich schließt. Da es sich um ein leitung angeschlossen ist.

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Der Schalter 5' 2 steht unter dem Einfluß eines Relais ReI 2, das über einen weiteren in Sperrichtung angeschlossenen Gleichrichter G/3 hinter dem Widerstand R 1 an der Phasenleitung liegt. Zwischen dem Relais ReI 1 und ReI 1 sind ein einstellbarer und ein nicht einstellbarer Widerstand R 2 und R 3 vorgesehen, von deren Verbindungslcitung ein Gleichrichter 0-7 2 abzweigt, der /wischen dem Schalter 5 und dem Widerstand R 1 an du Phasenieiumg

liegt.

Beim Betätigen des Tasters T zieht das Relais ReI 1 an, so daß der Schalter S schließt und der Motor (nicht dargestellt) über den nichtlinearen Widerstand R I Strom erhält. Der Anker des Relais ReI 1 wird durch den über den Schalter 5 2, den Gleichrichter G/i, den Widerstand R 3, den Gleichrichter G/2 und den Schalter S fließenden Gleichstrom gehalten, so daß der Schalter S geschlossen bleibt. Bei Belastung des Motors steigt dessen Stromverbrauch und damit der Spannungsabfall an dem nichtlinearen Widerstand R 1. Die Einstellung des Widerstandswertes von R 2 bestimmt die Zeit, die bis zum Erreichen der Ansprechspannung von Relais ReI 2 verstreicht. Zieht das Relais ReI 2 an. so öffnet der Schalter-9 2. Dadurch wird die Wicklung des Relais Rei 1 stromlos, so daß das Relais ReI 1 abfällt und der Schalter 5 öffnet.

Eine im Aufbau großzügiger ausgelegte, dafür aber empfindlichere und besonders flinke Schaltung ergibt sich aus Fig. 4, Man erkennt, daß in der Phasenleitung wiederum ein nichtlinearer Widerstand R vorgesehen ist. Vor ocm Widerstand R 1 liegt ein Umschalter S1, und hinter ihm ist ein Abschalter S 4 vorgesehen. Der Abschalter S 4 ist mit einem Schalter S 3 kombiniert, der eine Nebenschlußkitung zu unterbrechen vermag, die zu einem Überstromschalter US führt. An den Überslromschalter US ist ein Gleichrichter G/ angeschlossen, auf den ein Kondensator C folgt. Dieser Kondensator C liegt an einem Relais ReL dessen anderer Ausgang mit einem einstellbaren Widerstand R 2 verbunden ist. der. wie der Kondensator C an dem Gleichrichter G/ liegt. Das Relais ReI und der Kondensator C stehen mit einem weiteren Schalter 5 2 in Verbindung, der zwischen 5 1 und R 1 an der Phasenleitung liegt.

Von dem Umschalter S1, das heißt von seiner Umschaltstellung, zweigt eine Nebenschlußleitung ab. die hintereinander geschaltete Widerstände R 3 und R 4 speist, von denen der eine einstellbar und der andere ein selbstregelnder Widerstand mit negativen Temperaturkoeffizienten ist. Der Widerstand R 3 steht mit dem Überstromschalter US in stromlcitender Verbindung, so daß sich Ix 1 unterbrochener Phasenleitung eine weitere Abschaltmöglichkcit ergibt, das heißt, der nebenschlußseitig fließende Strom wird bei Überlastung durch den Überstromschalter unterbrochen.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsforrrv der Motorschutzschaltung unterbricht in Grenzen kontinuierlich einstellbaren Strom im Hauptschluß und prüft in vorher festgelegten Zeitabständen, ob die Überlast noch vorhanden ist. Fehlt diese, so wird die Hauptschlußphascnleitung automatisch wieder an die Speisespannung gelegt. Bei Kurzschluß im Motor oder Unterbrechung im Widerstand R 1 unterbricht der Überstromschalter US sofort.

In der Grundstellung sind alle Schalter geschlossen. Da der Widerstand R 1 ein nichtlinearer Wider-

* "^r-~>«a,-rit,iF.L-r»r>ffi-7ipntr»n ist. stellt

sen. Da der Widerstand η ι em nn.1111n.vu.^,

stand mit positivem Temperaturkoeffizienten ist. steigt mit wachsender Belastung auch die an ihm abfallende Spannung steil an, Sie bewirkt über den Schalter S 3. den Überstromschalter US und den Gleichrichter (H eine Aufladung des Kondensators C. An dem einstellbaren Widerstand R 2 kann die Ansprechspan nung des Relais ReI eingestellt werden. Ist sie erreicht, zieht das Relais ReI an. Dadurch wird de. Schalters 1 auf den Widerstand R 4 umgelegt. Gleichzeitig wird der Schalter S 2 geöffnet. Der Kapazitätswert des Kondensators C und der Widerstandswert des Widerstandes R 2 bestimmt die Zeitlänge, in der der Relaisanker festgehalten wird. Fällt er ab. so wird der Schalter S 2 wieder geschlossen und der SchalterS1 wieder in die in der Fig. 4 dargestellte Position umgelegt. Dauert die Überlastung an, sr steigt die Spannung an dem nichtlinearen Widerstand R 1 sofort an und das Relais Re/ zieht wieder an. so daß der Schalter S1 auf den Widerstand R 4 umgelegt und der Schalter S 2 geöffnet wird.

Die Schutzschaltung prüft somit automatisch in den durch die Werte des Kondensators C und des Widerstandes R 2 gegebenen Zeitabständen und unterbricht bei noch vorhandener überlast wieder.

Wenn die Hauptschlußphasenleitung unterbrochen ist. wird der selbtregelnde Widerstund R 3 mit negativem Temperaturkoetfizienten über den Schalter Sl an Spannung gelegt. Dabei vermindert sich sein Widerstand während einer bestimmten Zeit, die mi' dem in Reihe geschalteten Widerstand R 4 einstellbai ist. so sehr, daß der Überstromschalter US ansprich und dte Hauptschlußphasenleitune unterbricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Gleichrichter (Gi 3) in Reihe liegt,,welcher env-

   Motorwicklung und einem eine Speisespannung

   gekennzeichnet, daß

   &&Se5»
2. 2) eines Haftrelais (//R) en'hält, und aao fur

   vorgesehen ist. Sh?it^??'

   2: Belastungsabhängige Motorschutzschaltung Schalter (52)

   verbindbar ist, und _ferner eine