DE2223676B1 - Vorrichtung zum Schutze von Drehstrommotoren,insbesondere Drehstrombremsmotoren,gegen Phasenausfall - Google Patents

Description

• Die Anschlüsse6 und7 sind mit Gleichrichtern 9 in Grätz-Schaltung verbunden. Zur Glättung der Gleichspannung ist ein Kondensator 10 vorgesehen.
• Parallel zum Kondensator liegt ein Widerstand 11.
• der für eine rasche Entladung des Kondensators 10 sorgt. Der Kondensator 10 und der Widerstand 11 stehen mit der Basis eines Transistors 12 in Verbindung, der ein npn-Epitaxial-Transistor ist. Der Emitter dieses Transistors 12 steht über einen Widerstand 13 mit der Basis eines Leistungstransis tors 14 in Verbindung, dessen Kollektor-Emitter-Strecke in Reihe mit einem Relais 15 liegt, bei dessen Stromlosigkeit die Bremse des Drehstrommotors wirksam und gleichzeitig der Drehstrommotor abgeschaltet wird.
• Die Kollektor-Emitter-Strecke des Leistungstransistors 14 kann auch direkt im Gleichstromkreis der Bremse des Drehstrommotors liegen.
• Hintereinandergeschaltete Widerstände 16, 17 dienen als Spannungsteiler. Parallel zum Widerstand 16 liegt ein Kondensator 18. Eine Freilaufdiode 19 schützt den Leistungstransistor 14, der ein npn-Transistor ist, vor induktiven Überspannungen. In Reihe mit der Freilaufdiode 19 liegt ein Varistor 20. Zur Versorgung mit Gleichstrom sind Gleichrichter 21 in Grätz-Schaltung vorgesehen. Ein parallel zu den Netzanschlüssen geschalteter Varistor 22 und der Varistor 20 schützen die Gleichrichter 21 vor induktiven Überspannungen. Der Kondensator bewirkt die Glättung der von den Gleichrichtern 21 erzeugten Gleichspannung damit keine Oberwellen all die Basis des Leistungstransistors 14 gelangen.
• Die Wirkungsweise der dargestellten Vorrichtung ist folgende: Wie bereits erwähnt, wird infolge des hohen Sättigungsgrades der Kerne 8 der Stromwandler4 eine dritte Harmonische in den Sekundärwicklungen 5 erzeugt, deren Summenspannung sich aus den drei Teilspannungen phasengleich addiert. Beim Ausfall einer Phase des Drehstrommotors wird in die Sekundänvicklung des entsprechenden Stromwandlers eine Spannung nicht induziert, so daß sich die verbleibenden zwei Teilspannungen der dritten Harmonischen zu Null addieren, da die beiden verbleibenden Phasen sich zu einem Einphasensystem überlagern und die beiden Stromwandler nun sekundärseitig gegensinnig geschaltet sind. Dieses Nullsignal gelangt über die Gleichrichter 9, den Widerstand 11, den Kondensator 10 an die Basis des Transistors 12.
• Dadurch wird die Emitter-Kollektor-Strecke dieses Transistors 12 und des Leistungstransistors 14 gesperrt, so daß auch der Strom im Relais 15 unterbrochen wird und damit die Magnetspule der elektromagnetischen Bremse stromlos und die Bremse wirksam wird. Gleichzeitig kann durch das Relais 15 der Drehstrommotor vom Netz abgeschaltet werden.
• Kommt eine Phasenausfall im Betriebe des Drehstrommotors nicht vor, dann wirkt die Summenspannung der dritten Harmonischen (dreifache Netzfrequenz) der hintereinandergeschalteten Sekundärwicklungen der drei Einphasentransformatoren nach Gleichrichtung durch die Gleichrichter 9 und Glättung durch den Kondensator 10 auf die Basis des Transistors 12, der sofort in leitenden Zustand versetzt wird und über den Widerstand 13 positives Potential an die Basis des Leistungstransistors 14 heranführt, wodurch auch dieser leitend und das Relais 15 erregt wird, so daß die Bremse gelüftet und der Drehstrommotor eingeschaltet bleibt.
• Die beschriebene Vorrichtung kann sowohl bei Stern- und Dreieckschaltungen als auch bei Schaltungen mit einem künstlich herausgeführten Sternpunkt verwendet werden. Die an der vom Netz unterbrochenen Motorklemme auftretende Motorrtickspannung hat auf die Vorrichtung keinen Einfluß.

Claims (1)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Schutze von Drehstrommotoren, insbesondere Drehstrombremsmotoren, deren Bremse durch Federkraft betätigt und elektromagnetisch gelüftet wird, gegen Phasenausfall, durch die beim Ausfall einer Phase der Drehstrommotor vom Netz abgeschaltet bzw. die Bremse wirksam wird, mit je einem mit seiner Primärwicklung in Reihe mit einer Phasenwicklung des Drehstrommotors liegenden Stromwandler, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromwandler (4) bei Nennstrom hochgesättigte Kerne (8) aufweisen, daß die Sekundärwicklungen (5) der Stromwandler (4) hintereinandergeschaltet sind und daß die in ihnen erzeugte dritte Harmonische einer Steuereinrichtung zugeführt ist, die beim Ausfall einer Phase in Abhängigkeit von den sich gegenseitig aufhebenden restlichen zwei Phasenspannungen den Drehstrommotor bzw. die Magnetspule der elektromagnetisch gelüfteten Bremse abschaltet 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hintereinandergeschalteten Sekundärwicklungen (5) der Stromwandler (4) an Gleichrichter (9) in Grätz-Schaltung angeschlossen sind und der eine Pol der Grätz-Schaltung mit der Basis eines Transistors (12) der Steuereinrichtung verbunden ist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch2, dadurch gekennzeichnet, daß der Transistor (12) ein Epitaxial-Transistor ist, dessen Basis mit dem positiven Pol der Grätz-Schaltung in Verbindung steht.

   4. Vorrichtung nach Anspruch2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Leistungstransistor (14) aufweist, dessen Basis mit der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors (12) verbunden ist und mit dessen Kollektor-Emitter-Strecke die Magnetspule der elektromagnetisch gelüfteten Bremse des Drehstrommotors bzw. die Magnetspule eines Schützes (15) zum Abschalten des Drehstrommotors in Reihe liegt.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schutze von Drehstrommotoren, insbesondere Drehstrombremsmotoren, deren Bremse durch Federkraft betätigt und elektromagnetisch gelüftet wird, gegen Phasenausfall, durch die beim Ausfall einer Phase der Drehstrommotor vom Netz abgeschaltet bzw. die Bremse wirksam wird, mit je einem mit seiner Primärwicklung in Reihe mit einer Phasenwicklung des Drehstrommotors liegenden Stromwandler. Es ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 047 931), bei der die einen Enden der Sekundärwicklungen der Stromwandler mit dem einen Anschluß und die anderen Enden der Sekundärwicklungen über je einen Einweggleichrichter mit dem anderen Anschluß eines frequenzempfindlichen Gerätes verbunden sind. Beim Ausfall einer Phase addieren sich die 50 Hertz der beiden übrigen Phasen zu 100 Hertz, auf die das frequenzempfindliche Gerät abgestimmt ist und deshalb beim Ausfall einer Phase anspricht und die Abschaltung des Drehstrommotors bewirkt. Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß bei ihr ein fre- quenzempfindliches Gerät vorgesehen werden muß, das aufwendig ist.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung der oben bezeichneten Art so auszubilden, daß ein frequenzempfindliches Gerät wegfällt. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Stromwandler bei Nennstrom hochgesättigte Kerne aufweisen, daß die Sekundärwicklungen der Stromwandler hrntereinandergeschaltet sind und daß die in ihnen erzeugte dritte Harmonische einer Steuereinrichtung zugeführt ist, die beim Ausfall einer Phase in Abhängigkeit von den sich gegenseitig aufhebenden restlichen zwei Phasenspannungen den Drehstrommotor bzw. die Magnetspule der elektromagnetisch gelüfteten Bremse abschaltet.

   Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Kerne der Stromwandler hochgesättigt sind, wird in ihren hintereinandergeschalteten Sekundärwicklungen eine dritte Harmonische erzeugt. Fällt eine Phase des Drehstrommotors aus, dann wird auch die Sekundärwicklung des entsprechenden Stromwandlers spannungslos. Die Spannungen in den Sekundärwicklungen dder beiden anderen Stromwandler heben sich, da die beiden verbleibenden Phasen sich zu einem Einphasensystem überlagern und die beiden Sekundärwicklungen der zugehörigen Stromwandler gegensinnig geschaltet sind, gegenseitig auf, so daß ein Nullsignal entsteht, das zur Abschaltung des Drehstrommotors bzw. der Magnetspule der elektromagnetisch gelüfteten Bremse verwendet werden kann.

   Das Nullsignal kann z. B. zur Betätigung eines einfachen elektromagnetischen Relais verwendet werden, das wesentlich einfacher ausgebildet ist als ein frequenzempfindliches Gerät, das bei der bekannten Vorrichtung unbedingt notwendig ist.

   In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die hintereinandergeschalteten Sekundärwicklungen der Stromwandler an Gleichrichter in Grätz-Schaltung angeschlossen und der eine Pol der Grätz-Schaltung mit der Basis eines Transistors der Steuereinrichtung verbunden sein. Dieser Transistor kann ein Epitaxial-Transistor sein, dessen Basis mit dem positiven Pol der Grätz-Schaltung in Verbindung steht.

   Die Steuereinrichtung kann einen Leistungstransistor aufweisen, dessen Basis mit der Kollektor-Emitter-Strecke des Transistors verbunden ist und mit dessen Kollektor-Emitter-Strecke die Magnetspule der elektromagnetisch gelüfteten Bremse des Drehstrommotors bzw. die Magnetspule eines Schützes zum Abschalten des Drehstrommotors in Reihe liegt.

   Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist auf der Zeichnung dargestellt, die eine Schaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.

   Der hierbei verwendete Drehstrombremsmotor weist drei Ständerwicklungenl auf, die mittels Anschlüssen2 mit dem Netz verbunden sind. In Reihe mit den Ständerwicklungen 1 liegen Primärwicklungen 3 von drei Stromwandlern 4, deren Sekundärwicklungen5 in Reihe geschaltet sind und an Anschlüssen 6 und 7 liegen, weshalb die Summenspannung der Grundwelle Null ergibt. Kerne 8 der Stromwandler 4 sind bei Nennstrom hochgesättigt, wodurch eine dritte Harmonische erzeugt wird, deren Summenspannung sich aus den drei Teilspannungen phasengleich addiert.