DE2250091B2

DE2250091B2 - Steuerschaltung für den Motor eines Kompressors einer Kälteanlage

Info

Publication number: DE2250091B2
Application number: DE19722250091
Authority: DE
Inventors: Donald Eugene Liverpool N.Y. Neill (V.St.A.)
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 1971-10-12
Filing date: 1972-10-12
Publication date: 1978-10-26
Also published as: IT972183B; DE2250091C3; AR201992A1; JPS4846907A; FR2156238A1; GB1402905A; FR2156238B1; DE2250091A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuerschaltung für den Motor eines Kompressors einer Kälteanlage nach dem Oberbegriff des Hiauptanspruchs.

Eine derartige Steuerschaltung ist aus der l'S-PS

1¹S 3127 754 bekannt. Sie steuert den Motor eines Kälteaggregates sowie eines Gebläses, welches Luft an Kühlschlangen vorbeibläst. Ein wiederholtes Anlaufen des Motors des Kälteaggregates in kurzen Abständen, insbesondere bei noch unter Druck stehendem Kompressor soll dadurch vermieden werden, daß der Motor über ein Relais mit der Netzspannung verbindbar ist. Das Relais wird dabei über einen ansteuerbaren Schalter eingeschaltet, der in der Aus-Stellung des Relais zu ssiner eigenen Erregung über einen ersten

2) Integrator mit großer Zeitkonstante an eine Gleichspannungsquelle gelegt ist. Bei dieser Schaltung führt jedes auch noch so kurze Öffnen der Thermostatkontakte zu einem Abfallen des Schaltrelais für den Kompressor. Dieses wird dann erst nach einer Wartezeit

jo von einigen Minuten über den beim Abschalten wieder an Spannung gelegten elektronischen Schaltungsteil aktiviert. Bei einem zufälligen Abfallen und kurz darauf erfolgenden Wiederschließen der Kontakte des Thermostaten (z. B. infolge Erschütterungen) wird ein Wiederanlaufen des Kälteaggregates lange verhindert, obwohl dies von den Betriebsbedingungen des Motors her ohne Nachteile auch kurzfristig möglich wäre.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Steuerschaltung der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung derart weiterzubilden, daß unnötige Wartezeiten bis zum Wiedereinschalten des Motors des Kälteaggregates vermieden werden. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs beschriebene Erfindung gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung führt ein zufälliges Kontaktprellen des Thermostaten nur dann zu einem endgültigen Abschalten, wenn die Offenzeit größer als ein vorgegebener Wert von z. B. 2 bis 12 Millisekunde ist. Dies entspricht der Integrationszeit eines Integraltors für das Ausgangssignal des Thermostaten. Innerhalb dieser Zeit bleibt der wechselstrommäßig in Reihe mit dem Thermostaten geschaltete, ansteuerlbare Schalter geschlossen, so daß ein Wiederschließen der Kontakte des Thermostaten zu einem sofortigen Wiederschließen des Motorrelais und damit zum Weiterlaufen des Motors führt.

Bei der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 wird die Belastung des Motors über seine Stromaufnahme überwacht. Bei zu großer Stromaufnahme wird unabhängig von der Stellung des Thermostaten über einen zweiten Abschaltkreis, welcher das den ansteuerbaren Schalter öffnende Steuersignal kurzschließt, das Motorrelais abgeschaltet. Hierdurch wird nicht nur ein weiteres Kriterium für die Anlaufbedingungen geschaffen, sondern es ergibt sich auch

ein weiterer Schutz beim stationären Betrieb.

Nach Anspruch 3 ist eine Rückkopplung vorgesehen, die ein Kurzschließen des Steuersignals durch den zweiten Abschaltkreis stets dann bewirkt, wenn der ansteuerbare Schalter in seine Aus-Stellung gelangt, unabhängig davon, über welchen dev Abschaltkreise ein Kurzschließen des Steuersignals und ein Schließen dieses Schalters herbeigeführt worden ist.

Nach Anspruch 4 ist vorgesehen, den Motor bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur der Kälteanlage unabhängig von den ersten beiden Abschaltkreisen über einen dritten Abschaltkreis anzuhalten, wodurch dem Betriebszustand des Käiteaggregates Rechnung getragen wird, der sich möglicherweise von dem des Motors unterscheidet.

Nach Anspruch 5 wird ein Wiederanlaufen des Motors verschärften Kriterien unterworfen. Die über die integrierte Stromaufnahme gemessene Erwärmung des Motors kann bei gleichmäßigem Lauf zulässig, jedoch für ein Wiederanlaufen mit erhöhter Stromaufnahme schon unzulässig groß sein. Die Temperatur des Kälteaggregates kann zum Weiterlaufen noch unbedenklich sein, für sofortiges Wiederanwerfen der Anlage jedoch schon zu hoch sein. Nach Anspruch 5 setzt jedes Abschalten des ansteuerbaren Schalters die Auslösepegel des auf das Steuersignal ansprechenden Abschaltkreises, des auf das Temperatursignal ansprechenden Abschaltkreises und des auf das Öffnen der Thermostat-Kontakte ansprechenden Abschaltkreises herab. Damit erfolgt ein Wiederanlaufen nur dann, wenn die den Betriebszustand charakterisierenden Größen um eine Sicherheitsmarke unter den im Dauerbetrieb zulässigen Werten liegen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Kompressions-Kälteanlage mit einer erfindungsgemäßen Steuerschaltung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Elektronik-Schaltung für eine erfindungsgemäß ausgebildete Motor-Steuervorrichtung.

Eine Kälteanlage 10 mit einem Kolbenkompressor 11, einem Kondensator 12, einer Entspannungsvorrichtung 13 und einem Verdampfer 14 wird durch einen Elektromotor 25 angetrieben. Aus Darstellungsgründen ist zwar eine einfache Kompressions-Kälteanlage gezeigt, jedoch läßt sich die erfindungsgemäße Motorschutz- und -steuervorrichtung auch bei andersartigen Kälteanlagen verwenden, die von einem Einphasen- oder Mehrphasen-Elektromotor getrieben sind.

Die grundsätzliche Betriebsweise der Motorschutzvorrichtung wird anhand des Blockdiagramms gemäß Fig. I beschrieben. Ein Motorstromfühler 20, der vorzugsweise ein Stromwandler im Nulleiter des Motors ist, erzeugt ein Ausgangssignal, das dem Motorstrom proportional ist, und liefert somit eine Anzeige für eine Motor-Uberbelastung. Das Signal des Stromf ühlers 20 wird über einen Auslösesignalbegrenzer 26 und einen Widerstand 27 mit einer kurzen Zeitkonstanten einem Integrations-Kondensator 28 zugeführt. Der Auslösesignalbegrenzer begrenzt die Stärke des Überlastsignals auf einen bestimmten oberen Wert, dereinen blockierten Rotor oder einen anderen ernsthaften Motor-Überlastungszustand anzeigt, so daß verschiedenartige Motoren mit etwas unterschiedlichen, bei blockiertem Rotor auftretenden Maximalströmen jeweils ein Signal entsprechender Größe zur Integrationsstufe 28 liefern, und es nicht erforderlich ist, zwecks Anpassung an unter-ί schiedliche, bei Blockierung des Rotors auftretende Ströme verschiedenartiger Motoren Einstellungen oder Veränderungen in der Schaltung vorzunehmen. Ein zweites Signal entgegengesetzter Polarität wird dem Integrations-Kondensator 28 von einem Rück-Ki Stellsignalgeber 37 zugeführt. Die beiden Signale werden summiert, so daß der Integrations-Kondensator ein Signal erhält, das eine Funktion der Differenz zwischen dem den Motorstrom anzeigenden Bezugssignal und dem Rückstellsignal ist. Falls das Rückstellsignal i'i gleich oder größer als das Bezugssignal ist, verbleibt der Auslösekreis 29 im Einschaltzustand und beeinflußt die Steuervorrichtung nicht. Falls das Bezugssignal ausreichend größer als das Rückstellsignal ist, erreicht die Ausgangsspannung der Integrationsstufe schließlich den Auslöse-Schwellenwert des Auslösekreises 29, es sei denn, daß der Überlastzustand vorher verschwindet.

Nachdem das Ausgangssignal der Integrationsstufe 28 den Schwellenwert des Ausiösekreises 29, der ei- _'> nen hohen Auslösepegel hat, erreicht hat, schaltet dieser Auslösekreis den Schalter 30 in den nicht-leitenden Schaltzustand, so daß das Relais 23 und der Motor 25 abgeschaltet werden. Die Zeitdauer, die bei einer Blockierung des Rotors zum Abschalten des «ι Motors 25 erforderlich ist, hängt von der durch den Widerstand 27 festgelegten Konstantzeit ab und kann kennzeichnenderweise in der Größenordnung von etwa 1,25 see liegen. Wenn eine geringere Motorüberlastung, die unterhalb des Grenzwertes des Beil grenzers 26 liegt, auftritt, erreicht die Integrationsstufe 28 infolge ihrer Integrationswirkung während einer etwas längeren Zeitdauer nicht den Auslösepegel des Auslösekreises 29, so daß dem Motor mehr Zeit zum Andrehen gegeben wird. Da eine geringere Stromaufnahme des Motors weniger Wärme erzeugt, ist es verständlich, daß bei verhältnismäßig geringen Überlastbedingungen eine längere Einschaltzeit bis zur Auslösung erwünscht ist.

Wenn der Schalter 30 in den nicht-leitenden 4^r> Schaltzustand gebracht wird, gelangt ein Rückkoppc-Iungssignal über die Rückkoppelungsstufe 35 zur Integrationsstufe 28, durch welches das Ausgangssignal der Integrationsstufe erhöht wird. Ferner wird im nicht-leitenden Schaltzustand des Schalters 30 ein to zweites Rückkoppelungssignal über eine Rückkoppelungsstufe 36 erzeugt, durch das der Auslösepegel des Auslösekreises 29 gesenkt wird. Dieses Rückkoppelungssignal bewirkt, daß im Auslösekreis 29 mit dem hohen Auslösepegel ein geringerer Rückstellpegel als derjenige eingestellt wird, der vor der Auslösung vorhanden war.

Der Schalter 30 bleibt während einer vorgegebenen Zeitdauer im abgeschalteten Zustand, die kennzeichnenderweise in der Größenordnung von fünf Minuten bo liegen kann. Da kein den Motorstrom anzeigendes Bezugssignal vorhanden ist, wird diese Abschaltzeit allein durch die Zeitdauer bestimmt, die das Rückstellsignal 37 benötigt, um den Widerstand 38 mit langer Zeitkonstante zu durchwandern, in der Integrate tionsstufe 28 integriert zu werden und einen Integrations-Ausgangswert zu erreichen, der dem im Auslösekreis 29 mit dem hohen Auslösepegel eingestellten Rückstellpegel entspricht. Daraufhin wird der

Auslösekreis 29 mit dem hohen Auslösepegel abgeschaltet, so daß der Schalter 30 in seinen leitenden Schaltzustand gebracht wird. Im Einschaltzustand des Schalters 30 kann das Relais 23 durch einen von einem Transformator oder einer anderen Stromquelle über die Thermostal-Kontaktstücke 22 fließenden Strom erregt werden, vorausgesetzt, daß die Thermostat-Kontaktstücke geschlossen sind. Wenn sich die Thermostat-Kontaktstücke öffnen, wird die Stromzufuhr zum Relais 23 unterbrochen und dadurch der Motor 25 angehalten.

Ein Temperaturfühler 21, der unterschiedliche Temperaturzustände erfassen kann, ist vorzugsweise an der Druckgasleitung des Kompressors angebracht und führt einem Auslösekreis 40 mit einem niedrigen Auslösepegel ein Signal zu, das einen Schutz gegen ungewöhnliche Betriebszustände der Kälteanlage, beispielsweise bei einem allmählichen Verlust des Kältemittels, gewährleistet. Wenn der Temperaturfühler 21 eine übermäßige Temperatur im komprimierten Gas feststellt, wird der Auslösekreis 40 mit dem niedrigen Auslösepegel durch das Ausgangssignal des Temperaturfühlers 21 dazu gebracht, den Schalter 30 in den nicht-leitenden Schaltzustand zu bringen, wodurch der Motor 25 abgeschaltet wird. Wenn der Schalter 30 ausgeschaltet wird, werden durch die oben beschriebenen Rückkoppelungsstufen 35, 36 das Ausgangssignal der Integrationsstufe 28 angehoben und der Auslösepegel so weit abgesenkt, daß eine Auslösung des Auslösekreises 29 mit dem hohen Schwellenwert erfolgt. Infolgedessen haben sämtliche Auslösekreise einen Rückstellpegel, der niedriger als ihr anfänglicher Auslösepegel liegt. Wenn sich sämtliche Fühler unterhalb des Auslösepegels befinden, wird anschließend der Schalter 30 wieder in den leitenden Zustand gebracht, und zwar nach einer Verzögerungszeit, die durch den Widerstand 38 und den Integrations-Kondensator 28 festgelegt ist.

Die Kontaktstücke 22 des Thermostaten liegen an einer Schwachstrom-Wechselstromquclle, beispielsweise einem nicht gezeigten Transformator, der an die Klemmen 90,91 angeschlossen ist. Die Kontaktstückc 22 sind geöffnet, wenn keine Kühlung erforderlich ist, und das an ihnen anliegende Wechselstromsignal wird über eine Integrationsstufe 42 einem Auslösekreis 41 mit einem niedrigen Auslösepegel eingegeben, der den Schalter 30 nach einer geringen Verzögerungszeit, die ausreicht, unnötige Abschaltungen zu verhindern, jedoch lang genug ist. eine Beschädigung der Kontaktstücke zu unterbinden, in den nichtleitenden Schaltzustand bringt. Bei einem Kältelcistungsbedarf schließen sich die Kontaktstückc 22, und der spannungsschwache Wechselstrom kann über die Kontaktstücke 22 und den Schaller 30 zum Relais 23 gelangen, woraufhin der Motor 25 eingeschaltet wird.

Nachdem durch irgendeines der Eingangssignalc der Schaltung eine Auslösung erfolgt ist, bewirkt das Rückstellsignal 37. das über den Widerstand 38 mit langer Zeitkonstante zur Integrationsstufc 28 gelangt, daß die Schaltung nach einer vorgegebenen Zeitdauer zurückgestellt wird, vorausgesetzt, daß die Eingangssignalc unter dem Rückstellpegel liegen. Bei einer durch ein normales Offnen der Thcrmostatkontaklstiickcerfolgten Auslosung ist die erforderliche Rückstcllzeil jedoch nicht ebenso lang wie bei einer durch eine Mntnr-Üherbeliislung verursachten Auslösung, da das Ausgangssignal der Integrationsslufc zum Aus-Inse/eilpunkl zunächst geringer ist.

Wie Fig. 2 zeigt, besteht die Schaltung im einzelnen aus einer Stromversorgung 50, einer Auslöseschaltung 51 und einem Schalterkreis 52. Die Stromversorgung 50 liefert eine regulierte Anodenspannung an der > Klemme 55 und wird nicht im einzelnen beschrieben, da sie von herkömmlicher Bauart sein kann.

Der Schalterkreis 52 enthält einen Triak 56 oder einen anderen Halbleiterschalter in Reihe mit der Schaltschützspule des Relais 23. Das Umschalten des

ι» Triaks 56 wird durch ein Darlington-Transistorpaar 57 gesteuert, das durch Stromzufuhr zu seiner Basis eingeschaltet wird.

Die Auslöse- und Zeitgeberschaltung 51 enthält die oben beschriebenen Eigangssignalkreise, Rückstellsi-

i'i gnalschaltung, Integrationsstufen, Auslösekreise und Rückkoppelungsstufen.

Die Klemmen 60 und 61 liegen vorzugsweise in Reihe mit dem Nulleiter der Motorwicklungen. Der Transformator 62 versorgt gemeinsam mit dem Nein benschlußwiderstand 103 eine Gleichrichterbrücke 63 mit Spannung. Der Ausgang der Gleichrichterbrücke erzeugt über den Widerstand 65 ein Signal, das den Kondensator 66 zu entladen sucht, welcher über den Widerstand 67 und die Torschaltung des Triaks 56

_>"> an den Pluspol der Anodenspannungsquelle angeschlossen ist. Der Kondensator 66 übernimmt die Integrationsfunktion der Stufe 27. Eine Diode 68 begrenzt die Spitzen-Ausgangsspannung der Gleichrichterbrücke auf eine Spannung, die geringfügig

in oberhalb der Anodenspannung liegt, und übernimmt die Aufgabe der Begrenzung des Auslösesignals entsprechend dem Begrenzer 26. Der Widerstand 65 bildet gemeinsam mit dem Kondensator 66 einen Verzögerungskreis kurzer Zeitkonstante, durch den die zum

i) Entladen des Kondensators 66 bis zum Auslösen des Schalterkreises benötigte Zeitdauer festgelegt wird.

Wenn der Signaipegel an der Eingangsklemme 70, die über einen Widerstand 89 mit der Basis des Darlington-Transistorpaares 71 verbunden ist, infolge ei-

JH nes Entladens des Kondensators 66 über den Widerstand 65 eine vorgegebene positive Spannung erreicht, wird das Darlington-Transistorpaar leitfähig, so daß durch den Widerstand 72, die Kollektor-Emitterstrecke des Transistorpaares 71 und die Widerstände

•ι-) 73, 74 Strom fließt. Infolge des Stromdurchgangs durch das Transistorpaar 71 wird die an der Basis-Emitterstrecke des Transistorpaares 57 anliegende Spannung verringert, so daß das Transistorpaar 57 abgeschaltet wird. Wenn das Transistorpaar 71 an- und

,ο das Transistorpaar 57 abschaltet, fließt vom Triak 56 kein Strom mehr über die Widerstände 67, 69 und das Transistorpaar 57, so daß der Triak 56 in den nicht-leitenden Schaltzustand gelangt, wodurch das Relais 23 und somit der Motor 25 abgeschaltet wird.

■■>■; Das Transistorpaar 71 entspricht somit dem oben beschriebenen Auslösekreis 29 mit hohem Auslöscpcgel. Vorzugsweise ist somit für das von der Motorbelastung abhängige Auslöse-Eingangssignal eine Auslösestufe mit hoher Verstärkung vorgesehen, jc-

ho doch kann dieser Auslösekreis mit hoher Auslöscschwellc auch gewünschtenfalls durch einen Auslösekreis mit einer niedrigen Auslöseschwelle oder r.iit einem einzigen Eingangstransistor ersetzt werden.
Wenn das Transistorpaar 57 abgeschaltet ist, fließt

(v, aus der Torschaltung des Triaks 56 ein verhüllnisniiißigschwacher Strom und der Spannungsabfall am Widerstand 67 verringert sich. Da der Kondensator 66 an die eine Klemme des Widerstands 67 angeschlossen

ist. steigt die positive Spannung an der positiven Klemme des Kondensators 66 an, mit der Folge, daß das Ausgangssignal der Integrationsstufe am Eingang

70 kurzzeitig ansteigt, da an dieser Stelle eine stärker positive Spannung vorhanden ist, wodurch dasTransi- > storpaar 71 noch leitfähiger wird, wie dies an Hand der Fig. 1 in Verbindung mit der schematisch dargestellten Stufe 35 erläutert wurde. Eine zweite Ruckkoppelungswirkung ergibt sich, wenn das Transistorpaar 57 abgeschaltet wird, da der verringerte κι Stromfluß durch die Widerstände 73, 74 zur Folge hat, daß der Emitter des Transistorpaares 71 auf eine stärker negative Spannung abfäll, wodurch der Spannungs-Schwellenwert verringert wird, der zum Umschalten des Transistorpaares 71 in den leitfähigen r> Zustand erforderlich ist. Durch Absenken der Emitterspannung des Transistorpaarcs 71 ist somit der zum Abschalten des Transistorpaares 71 erforderliche Signalpegel niedriger als der zunächst zum Einschalten des Transistorpaares 71 erforderliche Pegel, d. h. es wurde ein Rückstellpegel geschaffen, der niedriger als der Auslösepegel ist, wie dies schematisch in Verbindung mit der Stufe 36 erläutert wurde.

Nachdem der Schalterkreis 52 in den nicht-leitenden Zustand gebracht wurde, wird der Kondensator >■-> 66 langsam über den Widerstand 76 aufgeladen, der der Stufe 38 langer Konstantzeit entspricht. Schließlich liegt die negative Spannung an der Eingangsklemme 70 des Kondensators 66 unterhalb der für das Transistorpaar 71 eingestellten Rückstellspannung. Wenn die Basis des Transistorpaares 71 stärker negativ wird, gelangt dieses Transistorpaar 71 in den nicht-leitenden Zustand und die Spannung am Kollektor des Transistorpaares 71 und der Basis des Transistorpaares 57 steigt, so daß das Transistorpaar r_; 57 wieder leitend wird. Gleichzeitig wird infolge des höheren Emitter-Stromflusses durch das Transistorpaar 57 und die Widerstände 73, 74 die Spannung im Leiter 77 stärker positiv, so daß das Transistorpaar

71 abgeschaltet und das Transistorpaar 57 stärker leitend wird. Gleichzeitig wird das Transistorpaar 71 stärker nicht-leitend, da der Spannungsabfall am Widerstand 67 infolge des Stromflusses vom Steuertor des Triak 56 zunimmt, mit der Folge, daß die Spannung am Kondensator 66 und an der Eingangsklemme 70 stärker negativ wird. Wenn die Spannung an der Klemme 70 stärker negativ und die Spannung an der Stelle 78 stärker positiv wird, wird die Diode 79 in Vorwärtsrichtung betrieben und es erfolgt eine rasche Teilentladung des Kondensators 66 über diese Diode, μ Durch die Entladung des Kondensators 66 über die Diode 79 während der Rückstellung wird gewährleistet, daß nach einer vom Thermostaten eingeleiteten Auslösung eine ausreichende Zeitverzögerung für die Rückstellung vorhanden ist. «

An den Anschlüssen 81, 82 liegt ein Thermistor 80, der einem Transistor 83 ein Eingangssignal zuführt, was funktionsmäßig dem Auslösekreis 40 mit dem niedrigen Auslösepegel entspricht. Außerdem liefern die Anschlüsse 86,87 des Thermostaten einem t,o Transistor 88 ein Eingangssignal, was dem oben beschriebenen Auslösekreis 41 mit niedrigem Auslösepegel entspricht.

Wenn die Temperatur des Thermistors 80 niedrig ist (hoher Widerstand) und die Anschlüsse 86, 87 (,5 kurzgeschlossen sind, sind weder der Transistor 83 noch der Transistor 88 leitend. Wenn der Motor in diesem Schaltzustand keinen oder nur wenig Strom aufnimmt, kann das Relais 23 durch eine geeignete Schwachstromquelle, die an den Thermostatklemmen 90, 91 anliegt, erregt werden. Dabei fließt der Strom von der Klemme 91 über das Relais-Solenoid 23, den Triak 56 und die Thermostatkontaktstücke 22 zur Klemme 90. Falls die Temperatur des Thermistors 80 ausreichend hoch ist oder die Thermostatkontaktstücke geöffnet sind, liegt an der Basis des Transistors 83 bzw. 88 eine positive Spannung, die bewirkt, daß der Schalterkreis 52 nicht-leitend wird, wodurch das Ausgangssignal der Integrationsstufe angehoben, der Auslösepegel auf die oben beschriebene Weise auf den Rückstellwert herabgesetzt und das Transistorpaar 71 umgeschaltet wird. Dabei ist es erforderlich, daß jedes der Fühler-Eingangssignale unterhalb des Rückstellwertes liegt, bevor der Schalterkreis anschließend wieder in den leitenden Zustand gebracht werden kann. Außerdem ist es erforderlich, daß eine minimale, durch die Ladegeschwindigkeit des Kondensators 66 über den Widerstand 76 bestimmte Verzögerungszeit verstreicht, bevor der Motor des Kompressors erneut eingeschaltet werden kann.

Während eine verhältnismäßig lange Verzögerungszeit von etwa fünf Minuten für den Fall verstreichen muß, daß eine Stromüberlastung des Motors eine Auslösung des Transistorpaares 71 bewirkt, tritt lediglich eine kürzere Verzögerungszeit für den Fall ein, daß die Schaltung durch einen der Transistoren 83 oder 88 ausgelöst wurde. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei einer durch eine Stromüberlastung bewirkten Auslösung die Spannung am Kondensator 66 so weit abgebaut wird, daß am Eingang 70 eine stark positive Spannung, die oberhalb des Auslösepegels liegt, vorhanden ist und der Kondensator vom Widerstand 76 her über diese starke Spannungszunahme aufgeladen werden muß, bevor die Basis des Transistorpaars 71 so weit negativ wird, daß der Rückstellpegel erreicht wird. Falls jedoch die Schaltung durch einen Übertemperaturzustand oder durch das Öffnen der Thermostatkontaktstücke ausgelöst wurde, liegt am Kondensator 66 im Auslösezeitpunkt in der Regel eine größere Spannung an, und daher muß der Kondensator 66 lediglich über eine kleinere Spannungsdifferenz beladen werden, bevor das Transistorpaar 71 den Rückstellpegel erreicht. Der Kondensator 66 bestimmt sowohl die Einschaltzeit für eine stromabhängig gesteuerte Auslösung als auch die Abschaltzeiten für die gesamte Schaltung im Falle einer Auslösung.

Kennwerte für die einzelnen Bauteile sind in der nachfolgenden Tabelle angeführt:

Halbleiter	Bau	Widerstände	Wert	Kondensatoren	Wen
Be/.ugs-	nummer	Bczugs-		Bezugs
zcichcn	IN414K	zcichcn	3,3K	zeichen	0,01 UF
108	IN414K	101	665 Ω ±	97	0,01 UF
118	IN414H	103	6,2K	Ul	0,1 UF
119	IN4148	65	I₁HM	115	220 UF
120	1N4I4K	76	120K	117	220 UF
121	IN414K	92	43K	66	1,0 UF
79	IN414S	93	1,2K	113
UO	IN414K	94	K20K
109	IN414K	104	.13(IK
112	IN414H	102	I.SK
114	IN27O	96	4,7M
UA	IN414K	89	33 K
68	2N5306	72	72
71	2N5I72	73	HK
KK	74

Halbleiter

Bezugs-/eichcn

Uiiunummer

Widerstände

Bezugs- Wert
zeichen

Kondensatoren

Bezugs- Wert
zeichen

57
95
Trink 5C

SPS2366
SPS6613

2NSOSiI

RCA-

61104

105

69

67

106

107

442
76,« Ω
110
(SXK
100

Die Betriebsweise der Motorschutzvorrichtung läßt sich aus der obigen Beschreibung entnehmen. Der Thermostat ist an eine geeignete Stromquelle angeschlossen, beispielsweise an einen mit den Klemmen 90, 91 verbundenen Transformator. Normalerweise wird das Motorrelais beim Schließen der Thermostatkontaktstücke durch die Stromquelle erregt, vorausgesetzt, daß sich der Triak 56 im leitenden Zustand befindet.

Wenn sich die Thermostatkontaktstücke öffnen, wird dem Relais 23 kein Erregerstrom mehr vom Thermostaten über den Triak 56 zugeführt, so daß sich die Relaiskontaktstücke öffnen und der Motor 25 anhält. Zusätzlich liegt in der Öffnungslage der Thermostatkontaktstücke eine Spannung an der Basis des Transistors 88 an, die den Transistor 88 nach einer kurzen, durch den Kondensator 97 festgelegten Verzögerungszeit einschaltet und dazu führt, daß das Tr.\nsistorpaar 57 und der Triak 56 abschalten. Dies führt seinerseits zu einer Rückkoppelungswirkung, durch die die Ausgangsspannung des Integrationskondensators 66 angehoben und der Auslöse-Schwellenwert der strom- und temperaturabhängig gesteuerten Auslösekreise herabgesetzt wird. Infolge des Anhebens des Integratorausgangs in Verbindung mit dem Absenken des Auslöseschwellenwertes des stromabhängig gesteuerten Auslösekreises wird das Transistorpaar 71 in den leitenden Schaltzustand gebracht und der Schaltung zum Erreichen des Rückstellzustandes eine typischerweise kurze Zeitverzögerung verliehen.

Durch die die Widerstände 92, 93 und den Kondensator 97 enthaltende Integrationsstufe 42 wird eine kurze Verzögerungszeit eingestellt, bevor die bei geöffneten Thermostatkontaktstücken am Thermostaten vorhandene Leerlaufspannung bis zum Auslösepegel des Transistors 88 integriert werden kann. Vorzugsweise liegt diese Zeitverzögerung in der Größenordnung von 2 bis 12 Millisekunden, je nach dem Phasenwinkel des an den Thermostatkontaktstücken zum Öffnungszeitpunkt anliegenden Wechselstromsignals. Diese Verzögerungszeit kann für jede eigene Steuervorrichtung auf die erwünschte Länge eingestellt werden, derart, daß nur wenige, kurze Prellbewegungen der Thermostatkontaktstücke nicht zu einer unnötigen überflüssigen Auslösung der Vorrichtung führen. Die Verzögerungszeit wird jedoch derart gewählt, daß übermäßige Prellbewegungen der Thermostatkontaktstücke, die zu einer Beschädigung der Relaiskontaktstücke führen könnten, nicht ohne eine Auslösung der Schaltung möglich sind.

Die Verzögerungszeit für die Rückstellung der Vorrichtung bei einem öffnen der Thermostatkontaktstücke ist normalerweise weit geringer als die infolge einer durch eine Stromiiberbelastung bewirkten Auslösung in der Vorrichtung vorhandene Verzögerungszeit, da das Ausgangssignal der Integrationsstufe im Zeitpunkt der anfänglichen Auslösung weit schwächer (weniger positiv) ist. Infolgedessen werden bei der Schaltung die gleichen Zeitglicder verwendet, je-■"> doch wird zwischen einer normalen und einer ungewöhnlichen Auslösung unterschieden und im ersten Fall eine kürzere Verzögerungszeit eingestellt.

Außerdem erfolgt bei einem durch ein Kontaktprellen des Thermostaten bewirkten, kurzzeitigem

κι Öffnen der Thermoslatkontaktstücke keine Auslösung, wenn nicht die kurze Zeitdauer überschritten wird, die der Integrator 42 zum Integrieren des Leerlaulspannungssignals des Thermostaten bis zum Auslösewert des den Transistor 88 enthaltenden Auslöse -

i") kreises 41 benötigt. Infolgedessen kann eine Zeitdauer von nominell etwa 2 bis 12 Millisekunden verstreichen, während der der Thermostat kurzzeitige Prellbewegungen ausführen kann, ohne daß die Vorrichtung zurückgestellt werden muß, bevor der Kompressor erneut angeworfen werden kann. Die zum Integrieren des Leerlaufspannungssignals benötigte Zeitdauer wird ausreichend kurz gewählt, so daß die Relaiskontaktstücke infolge der Prellbewegungen nicht ernsthaft beschädigt werden können. Infolgedessen führt ein kurzzeitiges Prellen der Thermostatkontaktstücke nicht zu einer unnötigen Auslösung der Steuervorrichtung. Falls der Thermostat nach Ablauf dieser Zeitdauer weiter prellt oder geöffnet bleibt, erfolgt eine Auslösung und es wird eine Rückstellzeit

in festgelegt, bevor das Anwerfen des Kompressors erneut versucht wird.

Bei der beschriebenen Vorrichtung ist eine äußere Spannungsquelle, beispielsweise ein Transformator, zur Betätigung des Relais 23 über die Thermostatkon-

j) taktstücke vorhanden. Gewünschtenfalls kann jedoch der Schalter 30 unter Benutzung der Versorgungsspannung der Schutzvorrichtung unmittelbar das Relais 23 betätigen, und in diesem Fall steuern die Thermostatkontaktstücke lediglich den Auslösekreis in der erwünschten Weise. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wurde im Hinblick auf eine Kostensenkung die Anzahl der benötigten Einzelbauteile möglichst gering gehalten, jedoch kann gewünschtenfalls auch eine integrierte Schaltung unter Benutzung einer enlsprechenden Logiksteuerung verwendet werden.

Die beschriebene Steuervorrichtung verhindert eine durch ein Kontaktprellen bedingte Beschädigung der Motorrelaiskontaktstücke und begrenzt außerdem die Anzahl der während einer betrachteten Zeitdauer möglichen Relais-Schaltwechsel, indem eine vorgegebene Rückstellverzögerung in Abhängigkeit von dem Vorhandensein einer Leerlaufspannung an den Thermostatkontaktstücken während der zum Integrieren dieser Leerlaufspannung auf den Auslösepegel erforderlichen Zeitdauer geschaffen wird. Gleichzeitig erfolgt bei geringeren Prellbewegungcn des Thermostaten keine unnötige Auslösung, bis das Prellen des Thermostaten so stark wird, daß die Gefahr einer Beschädigung der Relaiskontaktstückc vorhanden ist.

bo Zusätzlich dazu ist der Motor durch geeignete strom- und temperaturempfindliche Fühler geschützt, und für das erneute Anlassen des Motors des Kompressors nach einer durch unterschiedliche Betriebsbedingungen bewirkten Auslösung werden die jeweils erwünschten Zeitverzögerungcn aufgeschaltet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuerschaltung für den Motor eines Kompressors einer Kälteanlage, welcher über ein Relais mit der Netzspannung verbindbar ist, wobei das Relais über einen ansteuerbaren Schelter eingeschaltet wird, der in der Aus-Stellung des Relais zu seiner eigenen Erregung über einen ersten Integrator großer Zeitkonstante mit einer Gleichspannungsquelle verbunden ist, während die Erregung des Relais direkt über den Thermostaten abgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Integrator (66, 76) mit großer Zeitkonstante stets mit der Gleichspannungsquelle (50) verbunden ist, und daß das von ihm erzeugte Steuersignal zur Ansteuerung des ansteuerbaren Schalters (52), welches ein Schließen desselben hervorruft, über einen Abschaltkreis (88) entfernt werden kann, welcher über einen zweiten Integrator (92, 93, 97) kleiner Zeitkonstante vom Thermostaten (22) so gesteuert wird, daß bei offenen Kontakten des Thermostaten (22) der Abschaltkreis (88) das Steuersignal nach einer vorgegebenen Zeitspanne entfernt.

2. Steuerschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Integrator (65, 76, 66) einen zweiten Eingang aufweist, auf den ein der Motorbelastung entsprechendes Signal mit der Polarität des konstanten, am ersten Eingang des Integrators (65, 76, 66) anliegenden Signals entgegengesetzter Polarität gegeben wird, wobei das der Motorbelastung entsprechende Eingangssignal mit kleinerer Zeitkonstante integriert wird als das konstante Eingangssignal, und daß das vom Integrator (65, 76, 66) erzeugte Signal zum Steuern des ansteuerbaren Schalters (52) einen weiteren Abschaltkreis (71) ansteuert, welcher das Steuersignal bei Erreichen eines vorgegebenen Wertes entfernt.

3. Steuerschaltung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Rückkopplung (35) zur Auslösung des von dem Steuersignal gesteuerten Abschaltkreises (71) beim Ausschalten des ansteuerbaren Schalters (52), wobei durch die Rückkopplung (35) für eine vorgegebene Zeit die Rückstellung des von dem Steuersigna! gesteuerten Abschaltkreises (71) und ein Wiedereinschalten des Relais (23) unterbunden wird.

4. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen weiteren, durch einen Temperaturfühler (80) betätigten Abschaltltreis (83) zum Entfernen des Steuersignals für den ansteuerbaren Schalter (52).

5. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche I bis 4, gekennzeichnet durch eine Schaltung (36) zum Verändern der Auslösepegel eines, mehrerer oder aller der Abschaltkreise (88, 71, 83) in Abhängigkeit von der Stellung des ansteuerbaren Schalters (52), wobei in dessen Aus-Stellung die Auslösepegel gegenüber denen bei Ein-Stellung abgesenkt sind.

6. Steuerschaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Integrator (65, 76, 66) einen Kondensator (66) aufweist, dessen einer Anschluß über einen kleineren Widerstand (65) für eine kleine Integrationszeit mit dem Ausgang eines Stromwandlers (62, 118) zur Erzeugung eines der Motorbelastung entsprechenden Signals verbunden ist und über einen größeren Widerstand (76) mit einer Gleichspannungsquelle entgegengesetzter Polarität verbunden ist.