DE2260786A1

DE2260786A1 - OVERLOAD INTERRUPTION SYSTEM FOR A THREE-PHASE ELECTRIC MOTOR

Info

Publication number: DE2260786A1
Application number: DE2260786A
Authority: DE
Inventors: Gil Hagiz
Original assignee: HAGIZ; SHARNOA Ltd
Current assignee: HAGIZ; SHARNOA Ltd
Priority date: 1971-12-27
Filing date: 1972-12-12
Publication date: 1973-07-05
Also published as: FR2165985B1; AT324475B; ZA728249B; CH547025A; NL7217420A; BE793355A; GB1423158A; ES410087A1; AU4923072A; IL38457A0; FR2165985A1; RO64898A; IL38457A; AU466358B2

Description

Patentanwalt Dipl.-Phys. Gerhard Liedl 8 München 22 Steinsdorfstr.21-zT m 2m62Patent attorney Dipl.-Phys. Gerhard Liedl 8 Munich 22 Steinsdorfstrasse 21-zT m 2m62

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Sharnoa Limited und GiI Hagiz, Hasibim Street, PETAH-TIKVAH, IsraelSharnoa Limited and GiI Hagiz, Hasibim Street, PETAH-TIKVAH, Israel

Overload interruption system for a three-phase electric motor

Die Erfindung betrifft ein Überlast-Unterbrechungssystem für einen von einem dreiphasigen Netz belieferten Dreiphasen-Induktionsmotor, wobei durch dieses System insbesondere weniger der Motor selbst als die vomThe invention relates to an overload interruption system for one of a three-phase network supplied three-phase induction motor, with this system in particular less the motor itself than that of the

enen

Motor angetriebenen mechanischen Teile bzw. Vorrichtung/ge schützt werden sollen.Motor-driven mechanical parts or device / ge protects should be.

Es sind verschiedene Arten solcher Überlast-Unterbrechungssysteme bekannt. So weist ein bekanntes System ein Wattmeter auf, das die vom Elektromotor verbrauchte Gesamtleistung misst und den Anschluss an das Netz unterbricht, wenn diese Leistung einen vorgegebenen Maximalwert überschreitet. Dieses System ist jedoch relativ langsam wirkend,There are several types of such overload interruption systems known. For example, a well-known system has a wattmeter that measures the total power consumed by the electric motor and the connection to it the grid interrupts when this power reaches a predetermined maximum value exceeds. However, this system is relatively slow-acting,

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Z/beZ / be

da ee nach dem Feststellen der Überlast etwa O, 5 - 1, O Sekunden benötigt, um den Netzanschluss zu unterbrechen. So mag dieses System Ewai* ausreichend sein, um den Motor vor einer Überlastung zu schützeii, Jedoch wirkt es nicht immer ausreichend schnell genug, um eine vom Motor angetriebene mechanische Vorrichtung zu schützen, da es hierbei, beispielsweise im Falle einer mechanischen Störung oder Hemmung, von wesentlicher Bedeutung ist, schnell den Motor stillzusetzen, um eine _: Beschädigung der vom Motor angetriebenen Vorrichtung zu verhindern.since it takes about 0.5 - 1.0 seconds to disconnect the power supply after the overload has been determined. This Ewai * system may be sufficient to protect the motor from overloading, but it does not always work fast enough to protect a mechanical device driven by the motor, is essential to quickly shut down the engine to _one: to prevent damage to the engine-driven device.

Bei einer weiteren Art eines bekannten Überlast-Unterbrechungssyetema sind Schalter vorgesehen, die bei einer Überlastung des Motors oder bei einer Störung bzw. Hemmung der von diesem Motor angetriebenen mechanischen Vorrichtung die mechanische Bewegung dee Motors oder der Kupplung zur angetriebenen Vorrichtung abtasten. Dieses Oberlast Unterbrechungssystem erfordert jedoch eine spezielle verschiebbare Halterung für den Motor. Darüber hinaus sind sie ganz allgemein nicht exakt und ausserdem nur schwer einzustellen.Another type of known overload interruption system switches are provided, which in the event of an overload of the motor or a malfunction or inhibition of the mechanical driven by this motor Device sense the mechanical movement of the motor or the coupling to the driven device. This overload interruption system however, requires a special sliding mount for the motor. In addition, they are generally not exact and also difficult to adjust.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachtelle zu beseitigen und ein Überlast-Unterbrechungssystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das äusserst schnell anspricht, genau arbeitet und auf leichte Weise vorher auf jeden beliebigen Ansprechzustand einstellbar ist,The invention is therefore based on the object of eliminating this disadvantage and an overload interruption system of the type mentioned in the opening paragraph To create kind that responds extremely quickly, works precisely and on can easily be set to any response state beforehand,

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das ^berlast-Unterbrechungssystem für einen von einem dreiphasigen Netz belieferten Dreiphasen-Induktionsmotor gemäss der Erfindung gekennzeichnet durch eine erste Einrichtung zur Erzeugung einer ersten Spannung, die zu dem durch eine erste Phase des Netzes zum Induktionsmotor fliessenden Motorstrom proportional Und hierzu in Phase ist, durch eine zweite Einrichtung zur Erzeugung ötiier zweiten Spannung, die mit der Spannung zwischen den beiden anderenThe overload interruption system for a three-phase induction motor supplied by a three-phase network according to the invention characterized by a first device for Generation of a first voltage which is proportional to the motor current flowing through a first phase of the network to the induction motor And this is in phase, by a second device for generating ötiier second tension equal to the tension between the other two

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Phasen des Netzes in Phase ist und unter Leerlaufbedingungen des Motprs, d.h. bei Nichtbelastung« die gleiche Grössenordnung wie die erste Spannung aufweist, durch einen Schaltkreis, der die zweite Spannung von der ersten Spannung vektoriell subtrahiert und eine der Energiekomponente des Motorstromes angenähert proportionale resultierende Spannung erzeugt, durch eine von der resultierenden Spannung gesteuerte Schaltvorrichtung und durch einen von der Schaltvorrichtung gesteuerten Schalt« kreisunterbrecher, der den Elektromotor vom Netz trennt,Phases of the network is in phase and under no-load conditions of the Motpr, i.e. if there is no load «the same order of magnitude as the first voltage has, by a circuit that the second voltage from the first voltage vectorially subtracted and one of the energy component of the motor current generated approximately proportional resulting voltage, by a switching device controlled by the resulting voltage and by a switching device controlled by the switching device circuit breaker that disconnects the electric motor from the mains,

Aue den ünteransprtichen ergeben sich weitere Merkmale der Erfindung»Other features of the invention result from the sub-claims »

Es zeigt sich, dass die zweite Spannung, die mit der Spannung zwischen den beiden anderen Phasen des Netzes in Phase ist, gegenüber der Spannung der ersten Phase um 90 ausser Phase ist. Wenn daher die zweite Spannung von der ersten Spannung subtrahiert wird, wird in Wirklichkeit der Blindstrom, d.h. die wattlose, leistungslose oder keine Energie aufweisende Komponente, vom Motorlast·*·' bzw,*" Arbeite strom subtrahiert. Demgemäßs ist die erzeugte resultierende Spannung zur Energiekpmppnente des Laststromes angenähert proportional, Diese Komponente ent* spricht angenähert dem vom Motor erzeugten Drehmoment, weswegen die erzeugte resultierende Spannung, wenn dieses Drehmoment « beispiels? weise im Fall einer mechanischen Störung <* plötzlich ansteigt, schnell die Stromzufuhr zum Motor unterbricht.It turns out that the second tension that corresponds to the tension between is in phase with the other two phases of the network, is 90 out of phase with the voltage of the first phase. So if the second Voltage is subtracted from the first voltage becomes real the reactive current, i.e. the wattless, powerless or no energy component, subtracted from the motor load · * · 'or, * "work current. Accordingly, the resulting voltage generated is the energy component approximately proportional to the load current, this component ent * speaks approximately to the torque generated by the engine, which is why the generated resulting voltage when this torque «example? wise in the case of a mechanical failure <* increases suddenly, quickly the power supply to the motor is interrupted.

Dieses Überlast -Unterbrechungssystem spricht sehr schnell .an, gybeitet genau und lässt sich leicht derart vorher einstellen, dass es bei jeder, gewünschten Lastbedingung anspricht, ....>· ·-,- ,,·. ..·.■■·This overload interruption system responds very quickly precise and can easily be set in advance so that it the desired load condition responds, ....> · · -, - ,, ·. .. ·. ■■ ·

Die Erfindung wird im folgenden in Form bevorzugter spiele anhand der Zeichnung erläutert. Diese zeigt in;The invention is explained below in the form of preferred games with reference to the drawing. This shows in;

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Fig. 1 einen Teil eines konventionellen Kreisdiagramms für einenFig. 1 shows part of a conventional pie chart for a

Induktionsmotor zur weiteren Erläuterung der Erfindung;Induction motor to further explain the invention;

Flg. 2 im Diagramm die Spannungevektoren in einem dreiphasigen Stromnetz sy stern ;Flg. 2 in the diagram the voltage vectors in a three-phase Power grid system;

Fig. 3 ein Vektordiagramm zur Erläuterung der Erfindung;3 shows a vector diagram for explaining the invention;

Fig. 4 eine bevorzugte AusfUhrungeform der Erfindung Im Schaltdiagramm;Fig. 4 shows a preferred embodiment of the invention Circuit diagram;

Fig. 5 ein Netzwerk, das in den Eingang zum Verstärker geschaltet werden kann, um die Empfindlichkeit des Systems gegenüber schnellen Laetwechseln zu variieren;Fig. 5 shows a network which can be switched into the input to the amplifier in order to reduce the sensitivity of the system to vary rapid changes of language;

Fig. β die Hinzu schaltung eines Differenzlernetzwerke β in den Eingang zum Verstärker, um das System gegenüber der Lastwecheelge sch windigkeit empfindlich zu machen, undFig. Β the addition circuit of a differential learning network β in the Input to the amplifier to make the system sensitive to the load change speed, and

Fig. 7 eine abgewandelte Ausführungeform des Schaltkreises zum7 shows a modified embodiment of the circuit for

Schutz während des Starte,Protection during take-off,

Bei dem aus Fig. 1 ersichtlichen konventionellen Kreisdiagramm für einen Induktionsmotor stellt der am Punkt O' endende Vektor I- den gesamten Leerlaufetrom dar, wobei der Rotor sich synchron dreht, d.h. es herrscht keinerlei Schlupf; der am Punkt A endende Vektor stellt den gesamten Leerlaufetrom, d.h. den Strom bei Nichtbelastung dar, wobei der Rotor einen Schlupf aufweist; der am Punkt B endende Vektor I stellt den Gesamtstrom bei voller Belastung dar. Wie bekannt,In the conventional circle diagram shown in FIG. 1 for an induction motor is the vector I- ending at point O ' total idle current, with the rotor rotating synchronously, i.e. there is no slip; the vector ending at point A. represents the total idle current, i.e. the current at no load with the rotor slipping; the one ending at point B. Vector I represents the total current at full load. As known,

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bewirken Änderungen in der Belastung, dass der Motorstrom I« diecause changes in the load that the motor current I «die

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Kreisbahn K beschreibt, auf der die Punkte O', A und B liegen.Describes circular path K on which points O ', A and B lie.

Aufgrund der beträchtlichen Grosse des I -Vektors haben Laständerurigen, insbesondere vom Leerlaufpunkt A zum Halblastpunkt C hin auf dem Kreisbogen K, lediglich geringe Längenänderungen des Strom vektors 1 zur Folge. Demgemäss ist ein Überlastsystem, das diesen Vektor allein erfasst bzw. abtastet, nicht ausreichend empfindlich und schnellwirkend in bezug auf einen plötzlichen Anstieg der Last, um vom Motor angetriebene mechanische Vorrichtungen zu schützen.Due to the considerable size of the I vector, load changes in particular from idling point A to half-load point C. the circular arc K, only small changes in length of the current vector 1 result. Accordingly, an overload system that this Vector captured or scanned alone, not sufficiently sensitive and quick acting in relation to a sudden increase in load to move away from Protect motor driven mechanical devices.

Das erfindungsgemäase Überlast-Unterbreehungssystem beruht darauf, dass eine der Energiekomponente des Laststromes (Linie BM für Volllast im Diagramm gemäss Fig. 1) angenähert proportionale Spannung erzeugt und diese Spannung zur Betätigung des Schaltkreisunterbrechers verwendet wird. Die Energiekomponente des Laststromes (Linie BM) ist dem Drehmoment des Motors (Linie BN) angenähert proportional, weswegen jeder plötzliche Anstieg des Drehmomentes erfasst und zur Betätigung des Schaltkreisunterbrechers verwendet wird.The overload interruption system according to the invention is based on that one of the energy components of the load current (line BM for full load in the diagram according to FIG. 1) approximately proportional voltage and this voltage is used to operate the circuit breaker. The energy component of the load current (line BM) is approximately proportional to the torque of the motor (line BN), which is why every sudden increase in torque is recorded and used for Operation of the circuit breaker is used.

Wie schon erwähnt, weist das Überlast-Ünterbrechüngssystem eine Einrichtung zur Erzeugung einer ersten Spannung, die zu dem durch eine erste Phase des Netzes zum Induktionsmotor fliessenden Motorstrom in Phase und hierzu proportional ist, sowie eine weitere Einrichtung zur Erzeugung einer zweiten Spannung auf, die mit der Spannung zwischen den beiden anderen Phasen des Netzes in Phase ist. Das System weist weiterhin eine Einrichtung auf, mittels der die zweite Spannung von der ersten Spannung subtrahiert und eine resultierende Spannung erzeugt wird, die zur Energiekomponente des Motor stromes angenähert proportional ist. Diese Spannung wird zur Betätigung des Unterbrechers verwendet. As already mentioned, the overload interruption system has one Device for generating a first voltage which leads to the through a first phase of the network to the induction motor flowing motor current in phase and proportional to it, as well as one other facility to generate a second voltage that is in phase with the voltage between the other two phases of the network. That The system further comprises a device by means of which the second voltage is subtracted from the first voltage and a resulting voltage is generated, which is approximately proportional to the energy component of the motor current. This voltage is used to operate the breaker.

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Aus dem Diagramm gemäss Pig. 2 und 3 1st ersichtlich« wie diese resultierende Spannung erzeugt wird.From the diagram according to Pig. 2 and 3 can be seen «like this one resulting tension is generated.

Bei dem aus Fig. 2 ersichtlichen Phasendiagramm eines dreiphasigen Netzes stellt der Vektor QR die Spannung der einen Phase und der Vektor TS die Spannung an den beiden anderen Phasen dar, die gegenüber dem Spannungevektor QR um 90 versetzt ist.In the phase diagram of a three-phase which can be seen from FIG In the network, the vector QR represents the voltage of one phase and the vector TS represents the voltage on the other two phases, which are opposite is offset by 90 from the stress vector QR.

Beim Diagramm gemäes Fig. 3 stellen die Spannungen V₁₁ V« die erste der oben erwähnten erzeugten Spannungen dar, nämlich diejenige Spannung/ die mit dem durch eine erste Phase des Netzes zum Induktionsmotor flieeeenden Motorstrom in Phase Hegt und hierzu proportional ist, wobei die Spannung V- die Leerlauf spannung entsprechend dem Strom L in Fig. 1 darstellt, während die Spannung V₀ die Vollast spannung entsprechend dem Strom I₁₁ im Diagramm gemäes Fig. 1 darstellt. Der Vektor B stellt die zweite erzeugte Spannung dar, die mit der Spannung zwischen den beiden anderen Phasen des Netzes in Phase liegt, nämlich den Spannungevektor ST in Fig. 2. Bei der unten beschriebenen Ausführungeform der Erfindung ist diese zweite Spannung fest und von der gleichen Grössenordnung wie die Spannung V₁, d.h. der ersten erwähnten Spannung unter Leerlaufbedingungen.In the diagram according to FIG. 3, the voltages V ₁₁ V «represent the first of the above-mentioned generated voltages, namely that voltage / which is in phase with the motor current flowing through a first phase of the network to the induction motor and is proportional to it, the voltage V- represents the no-load voltage corresponding to the current L in FIG. 1, while the voltage V _{0 represents} the full load voltage corresponding to the current I ₁₁ in the diagram according to FIG. The vector B represents the second generated voltage which is in phase with the voltage between the two other phases of the network, namely the voltage vector ST in Fig. 2. In the embodiment of the invention described below, this second voltage is fixed and of the same It is of the order of magnitude of the voltage V ₁ , ie the first mentioned voltage under no-load conditions.

Wenn nun die zweite Spannung E von der ersten Spannung V.» V„ subtrahiert wird, ergibt die resultierende Spannung W., W„ einen Vektor, der der Energie komponente des Motorstromes angenähert proportional ist. D. h. sie verläuft angenähert vertikal, neigt sich jedoch tatsächlich aus der vertikalen in die eine oder andere Richtung, wenn die Motorlast von Nullast (Punkt A) auf Vollast (Punkt B) anwächst. Die Gröase dieses Vektors W₁, W₉ ändert sich mit grösserer Geschwindigkeit als Her Motorstrom I, wenn die Last von Nullast auf Vollast ansteigt, wee-If now the second voltage E differs from the first voltage V. » V "is subtracted, the resulting voltage W., W" results in a vector which is approximately proportional to the energy component of the motor current. I. E. it is approximately vertical, but actually tilts from the vertical in one direction or the other as the engine load increases from zero load (point A) to full load (point B). The size of this vector W ₁ , W ₉ changes with greater speed than Her motor current I when the load increases from zero load to full load, wee-

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wegen sie eine empfindlichere und schneller wirkende Grosse zur Steuerung bzw. Kontrolle des Überlast-Unterbrechungssystems darstellt.because of them a more sensitive and faster acting size Represents control or control of the overload interruption system.

Wie aus dem eine Ausführungsform des Überlast-Unterbrechungssystems darstellenden Schaltkreisdiagramm gemäss Fig. 4 ersichtlich, weist ein von einem Netz versorgter Dreiphasen-Induktionsmotor M die drei Phasen R, S, T auf. Die Leitung zwischen dem Netz und dem Motor M weist einen Schaltkreisunterbrecher 2 auf, der an eine Stromquelle 4 angeschlossen ist. Die Schaltung zum Unterbrecher 2 weist einen Startschalter 6 zum Erregen des Unterbrechers 2 auf, wobei der Unterbrecher 2 einen Halteschalter 8 besitzt, der geschlossen ist, wenn der Unter· brecher 2 erregt ist. Der Schaltkreis weist weiterhin im Erregungs-Bchaltkreis des Unterbrechers 2 einen weiteren Schalter 10 (Kontakte des Relais RL) auf, der vom Überlast-Unterbrechungssystern gesteuert ist und den Motor vom Netz trennt, wenn eine Überlast festgestellt wird. Im Erregungsschaltkreis des Unterbrechers 2 ist weiterhin ein manuell betätigbarer Stopschalter 12 vorgesehen.As from the one embodiment of the overload interruption system 4, a three-phase induction motor M supplied by a network has the three Phases R, S, T on. The line between the network and the motor M has a circuit breaker 2, which is connected to a power source 4 connected. The circuit for the interrupter 2 has a start switch 6 for energizing the interrupter 2, the interrupter 2 has a hold switch 8 which is closed when the interrupter 2 is energized. The circuit continues to point in the excitation circuit of the breaker 2 another switch 10 (contacts of the relay RL), which is controlled by the overload interruption system and disconnects the motor from the mains if an overload is detected. A manually operable stop switch 12 is also provided in the excitation circuit of the interrupter 2.

Das Relais RL, dessen Kontakte 10 den Unterbrecher 2 steuern, befindet sich im Überlastaufspürsystem. Dieses Relais RL wird unter normalen Arbeitsbedingungen erregt, worauf seine Kontakte 10 geschlossen sind, und es wird entregt, sobald eine vorgegebene Überlastbedingung· festgestellt worden ist, worauf seine Kontakte 10 geöffnet werden und den Unterbrecher 2 entregen sowie den Motor M vom Netz R, S₁' T trennen.The relay RL, whose contacts 10 control the breaker 2, is located in the overload detection system. This relay RL is energized under normal working conditions, whereupon its contacts 10 are closed, and it is de-energized as soon as a predetermined overload condition has been determined, whereupon its contacts 10 are opened and the interrupter 2 is de-energized and the motor M from the network R, S ₁ 'T to separate.

Das Überlastaufspürsystem, d.h. das System zum Peststellen einer Überlast, weist einen Stromtransformator T₁ mit einer Primärwicklung auf, die in Reihe mit der Phase R des Netzes geschaltet ist, wodurch in der Sekundärwicklung des Transformators T- eine Spannung erzeugt wird,The overload detection system, ie the system for plotting an overload, has a current transformer T ₁ with a primary winding which is connected in series with the phase R of the network, whereby a voltage is generated in the secondary winding of the transformer T-,

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die zu dem durch die Phase R des Netzes zum Induktionsmotor M flies«· senden Motorstrom proportional ist und hierzu in Phase liegt. Parallel zur Sekundärwicklung des Transformators T₁ ist einwhich is proportional to the motor current flowing through the phase R of the network to the induction motor M and is in phase with it. In parallel with the secondary winding of the transformer T ₁ is a

Abgleichwideretand R. geschaltet. Ein Ende des Widerstandes (Punkt C) 1st über einen Gleichrichter D. und einen einstellbaren testwiderstand R- mit dem Eingang eines Schmitt-Trigger β verbunden, der die Transistoren Q₁ und Q. aufweist. Das andere Ende des Widerstandes R₁ ist mit dem Punkt b verbunden. .Adjustment resistor R. switched. One end of the resistor (point C) is connected via a rectifier D. and an adjustable test resistor R- to the input of a Schmitt trigger β, which has the transistors Q ₁ and Q. The other end of the resistor R ₁ is connected to point b. .

Die Primärwicklung eines zweiten Transformators T„ ist parallel zu den verbleibenden zwei Phasen des Netzes, d.h. zu den Phasen S und T* geschaltet. Der Transformator T. erfüllt einen doppelten Zweck, nämlich einerseits dem Schmitt-Trigger über den Gleichrichter D„ Leistung zuzuführen und andererseits die feste Spannung E (Pig. 3) vektoriell von der am Widerstand R. anliegenden Spannung zu subtrahieren. Das eine Ende (Punkt a) der Sekundärwicklung des Transformators T₀ ist geerdet, während das andere Ende (Punkt b) über den Gleichrichter D. mit den Kollektoren der Schmitt-Trigger-Transistoren Q., Q. verbunden 1st. Das Relais RL, dessen Kontakte 10 den Schaltkreieunterbrecher 2 steuern, befindet sich im Schaltkreis des Kollektors des Transistors Q₂.The primary winding of a second transformer T ″ is connected in parallel to the remaining two phases of the network, ie to phases S and T *. The transformer T. fulfills a double purpose, namely on the one hand to supply power to the Schmitt trigger via the rectifier D and on the other hand to subtract the fixed voltage E (Pig. 3) vectorially from the voltage applied to the resistor R. One end (point a) of the secondary winding of the transformer T ₀ is grounded, while the other end (point b) is connected to the collectors of the Schmitt trigger transistors Q., Q. via the rectifier D. The relay RL, whose contacts 10 control the circuit breaker 2, is located in the circuit of the collector of the transistor Q ₂ .

Der Schmitt-Trigger ist insofern von bekannter Art, als die Transisto* renemitter miteinander verbunden und an einen gemeinsamen Emitterwide rat and R„ angeschlossen sind. Dieser Emitterwiderstand 1st Jedoch an das Erdbezugpotential angeschlossen, und zwar über eine Zenerdiode, die für eine konstante Vorspannung von etwa 7 Voll; sorgt. Die durch die Zenerdiode Z in Verbindung mit den Widerständen R₄, R₄ geschaffene Vorspannungen sind derart, daee der Widerstand R„ im unbelasteten Leerlauf zu stand des Motors M "0" Ist; d.h. die Einstellung des Widerstandes R₀ für die Lastbedingung zur Betätigung des Schmitt-TriggersThe Schmitt trigger is of a known type insofar as the transistor emitters are connected to one another and to a common emitter-wide ratio and R 1. However, this emitter resistor is connected to the ground reference potential, namely via a Zener diode, which ensures a constant bias voltage of about 7 full; cares. The bias voltages created by the Zener diode Z in connection with the resistors R ₄ , R ₄ are such that the resistor R "is" 0 "in the unloaded idling state of the motor M; ie the setting of the resistor R ₀ for the load condition for actuating the Schmitt trigger

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beginnt yon "0".starts from "0".

Der Schmitt-Trigger weist weiterhin Basisvorspannungswiderstände R., R_, den Kollektorwiderstand R_ und zum Schutz des Transistors Q₀ gegen Spannungsspitzen eine Diode D₁₃ im Nebenschluss zum Relais RL auf.The Schmitt trigger also has base bias resistors R., R_, the collector resistor R_ and, to protect the transistor Q ₀ against voltage peaks, a diode D ₁₃ shunted to the relay RL.

Der vom Transformator T- kommende gleichgerichtete Eingangswort wird durch den Kondensator C- und den Widerstand R- gefiltert, die zwischen den Gleichrichter D₁ und Erde geschaltet sind. Weiterhin wird der vom Transformator T₀ kommende gleichgerichtete Eingangswert vom Kondensator C₀ gefiltert, der zwischen den Gleichrichter D₀ und Erde geschaltet ist.The rectified input word coming from the transformer T- is filtered by the capacitor C- and the resistor R-, which are connected between the rectifier D ₁ and earth. Furthermore, the rectified input value coming from the transformer T _{0 is} _{filtered by the capacitor C 0} , which is connected between the rectifier D ₀ and earth.

Es wird hieraus deutlich, dass die Spannung zwischen den Punkten b und c proportional zu dem durch die Phase R des Netzes zum Induktionsmotor M fliessenden Motorstrom ist und hierzu in Phase liegt. Diese Spannung entspricht daher der Spannung V₁, V₀ im Diagramm gemäss Fig. 3. Weiterhin ist die Spannung zwischen den Punkten a, b zu der Spannung zwischen den beiden anderen Phasen S, T des Netzes proportional und liegt hierzu in Phase, weswegen sie dem Vektor E gemäss Fig. 3 entspricht. Der Abgleichwider stand R₁ wird zur Einstellung der Spännung zwischen den Punkten b, c verwendet, so dass sie bei Nullast angenähert gleich der Spannung zwischen den Punkten a, b ist. Wenn z. B. die Spannung zwischen den Punkten a, b (Vektor E gemäss Fig. 3) etwa 24 Volt beträgt, wird der Abgleichwiderstand R. bei Nullast derart eingestellt, dass zwischen den Punkten b, c eine Spannung von etwa 24 Volt (Vektor V₁ gemäss Fig. 3) liegt, die dadurch für eine minimale Grosse von W. gemäss Fig. 3 sorgt. Der Widerstand R₀ wird dann derart eingestellt, dass sich zur Betätigung des Schmitt-Triggers und dee Relais RL die It is clear from this that the voltage between points b and c is proportional to the motor current flowing through phase R of the network to induction motor M and is in phase with this. This voltage therefore corresponds to the voltage V ₁ , V ₀ in the diagram according to FIG. 3. Furthermore, the voltage between points a, b is proportional to the voltage between the two other phases S, T of the network and is in phase with this, which is why it corresponds to the vector E according to FIG. The balancing _{resistor R 1} is used to adjust the voltage between points b, c so that it is approximately equal to the voltage between points a, b at zero load. If z. As the voltage between the points a, b (vector E according to Fig. 3) approximately is 24 volts, the balancing resistor R. is set at zero load such that b between the points c, a voltage of about 24 volts (vector V ₁ according to FIG. 3), which thereby ensures a minimal size of W. according to FIG. The resistor R ₀ is then set in such a way that to actuate the Schmitt trigger and the relay RL the

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vorbestimmte Spannung ergibt, welche die vorgegebene Laetbedingung darstellt.predetermined voltage results, which the given loading condition represents.

Wenn der Motor M unter normalen Bedingungen arbeitet, ist das Relais RL erregt, weswegen seine Kontakte 10 auch geschlossen Bind. Sobald gemäss der Voreinstellung des Widerstandes R₁₉ eine Überlaetbedingung festgestellt wird, wird die resultierende Spannung W- gemäss Fig. Sl die durch Subtraktion der zwischen den Funkten a, b gegebenen Spannung von der zwischen den Punkten b, c gegebenen Spannung in der oben beschriebenen Weise erzeugt wird, ausreichend gross, um den Schmitt-Trigger Q., Q₂ zu betätigen, so dass die Erregung dee Relais RL unterbrochen wird, worauf sich dessen Kontakte 10 öffnen. Wenn sich dies ergibt, wird der Schaltkreisunterbrecher 2 entregt, wodurch sich die Schaltkreisverbindung vom Netzsystem zum Motor M öffnet,When the motor M is operating under normal conditions, the relay RL is energized, which is why its contacts 10 are also closed. As soon as an overload condition is determined according to the presetting of the resistor R ₁₉ , the resulting voltage W- according to FIG is generated, sufficiently large to actuate the Schmitt trigger Q., Q ₂ , so that the excitation of the relay RL is interrupted, whereupon its contacts 10 open. When this occurs, the circuit breaker 2 is de-energized, opening the circuit connection from the mains system to the motor M,

Gemäss der bisherigen Beschreibung diente das System gemäss Fig. 4 zur Unterbrechung des Schaltkreises, wenn die Last einen bestimmten vorgegebenen Maximalwert überschreitet. Selbstverständlich kann dasselbe System jedoch auch zum Abtrennen eines Elektromotors vom Netz verwendet werden, wenn der Laststrom unter einen bestimmten vorgegebenen Minimalwert abfällt, und zwar beispielsweise in einem System, in dem mehrere Motoren eine Laetvorrichtung antreiben und der Antrieb beendet werden soll, wenn die Belastung eines der Motoren bis unter einen bestimmten vorgegebenen Minimalwert abfällt.According to the previous description, the system according to FIG. 4 was used to interrupt the circuit when the load exceeds a certain predetermined maximum value. Of course, the same system can also be used to disconnect an electric motor from the network be used when the load current drops below a certain predetermined minimum value, for example in a system in which several motors drive a charging device and the drive should be terminated when the load on one of the motors falls below a certain predetermined minimum value.

Anstelle eines Schmitt-Triggers kann selbstverständlich auch jede andere Schaltvorrichtung, beispielsweise ein einfacher Unijunction-Transistor, verwendet werden.Instead of a Schmitt trigger, any other trigger can of course also be used Switching device, for example a simple unijunction transistor, can be used.

Das System kann auch anstelle der Einzeldiode Dl einen Brückengleichrichter mit vier Dioden aufweisen, um anstelle einer Halb wellengleich-The system can also have a bridge rectifier with four diodes instead of the single diode Dl in order to instead of a half-wave rectifier

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richtung eine Ganzwellehgleichrichtung der Signalgrösse zu ermöglichen. Hierdurch kann die Grosse des Kondensators Cl verringert werden, wodurch sich eine noch schnellere Ansprechzeit ergibt.direction to enable full-wave rectification of the signal size. As a result, the size of the capacitor Cl can be reduced, as a result of which an even faster response time results.

Darüber hinaus kann der Stromtransformator Tl derart ausgebildet sein, dass er beim zweifachen Nennstrom des Motors gesättigt ist, wodurch Anlässpannungsspitzen verringert werden.In addition, the current transformer T1 can be designed in this way be that it is saturated at twice the nominal current of the motor, which reduces starting voltage peaks.

Zur Änderung der Empfindlichkeit des Systems gegenüber schnellen Laständerungen kann weiterhin das Netzwerk gemäss Fig. 5 vorgesehen werden. Dieses Netzwerk, das Kondensatoren C3, C4, einen Widerstand R8 und einen verstellbaren Widerstand R9 aufweist, ist zwischen die Diode Dl und den Widerstand R2 (dies ist der Widerstand R2' in Fig. 5) bei dem System gemäss Fig. 4 geschaltet. Dieses Netzwerk entspricht einer üblicherweise bei einem Tonverstärker verwendeten Dreifachkontrolle und wirkt derart, dass die Verstärkung des Verstärkers gegenüber der Frequenz geändert wird. In diesem Fall wird die Empfindlichkeit des Systems gegenüber Laständerungen vergrössert, und zwar durch Vergrössern des Wertes des Widerstandes R9 (durch Anheben seines verstellbaren Abgreifers),der im Nebenschluss zu dem Eingang des Widerstandes R2' zum Transistorverstärker Ql geschaltet ist.To change the sensitivity of the system to rapid The network according to FIG. 5 can also provide load changes will. This network, the capacitors C3, C4, have a resistor R8 and an adjustable resistor R9 is between the diode Dl and the resistor R2 (this is the resistor R2 'in Fig. 5) switched in the system according to FIG. This network corresponds a triple control commonly used on a sound amplifier and acts to change the gain of the amplifier versus frequency. In this case, the sensitivity of the system is increased in relation to load changes, namely by increasing the value of the resistor R9 (by increasing its adjustable tap), which is connected in shunt to the input of the resistor R2 'to the transistor amplifier Ql.

Das System kann ausserdem in der Art ausgestaltet werden, dass es lediglich gegenüber der Laständerungsgeschwindigkeit empfindlich ist. Bei einem solchen, aus Fig. 6 ersichtlichen System, ist ein Differenziernetzwerk, das einen Kondensator C5 und einen variablen Widerstand RIO aufweist, zwischen die Diode Dl und den Eingang zum Transistorverstärker Ql geschaltet.The system can also be designed in such a way that it is only sensitive to the rate of load change. In such a system, which can be seen from FIG. 6, a differentiating network is that is a capacitor C5 and a variable resistor RIO has, between the diode Dl and the input to the transistor amplifier Ql switched.

Bei den beschriebenen Systemen kann der Schutz während der eigentlichen Inbetriebnahme des Motors M noch unvollständig sein, da beimIn the systems described, the protection can be used during the actual Commissioning of the motor M may still be incomplete, since when

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Niederdrücken dee Startechaltere 6 eine Spannung«spitze erzeugt wird, die den Tr anal et or Ql leitend macht.Depressing the start switch 6 a voltage peak is generated, which makes the door or Ql conductive.

Ee können daher im Augenblick der Inbetriebnahme der Transistor Q2 und dae Relais RL nicht leitend sein« weswegen dann die Kontakte 10 des Relais RL offen sind. Aus diesem Grund muss der Startknopf 6 so lange niedergedrückt werden, bis diese Spannungsspitze abgeklungen ist, was bedeutet, dass das System während dieser Zeit nicht geschützt ist. Wenn sich demgemäss im Augenblick der Inbetriebnahme eine Überlastbedingung ergibt, beispielsweise dadurch, dass die anzutreibende Vorrichtung gestört ist, arbeitet das Schutzsystem nicht ausreichend schnell genug, um die gestörte Vorrichtung auf befriedigende Weise zu schützen.Ee can therefore at the moment the transistor Q2 and the relay RL will not be conductive, which is why the contacts 10 of the Relays RL are open. For this reason, the start button 6 must be depressed until this voltage peak has subsided, what means that the system is not protected during this time. Accordingly, if an overload condition arises at the moment of commissioning, for example because the device to be driven is disturbed, the protection system does not work sufficiently quickly enough to satisfactorily protect the malfunctioning device.

Zu diesem Zweck ist das abgewandelte System gemäss Flg. 7 vorgesehen, das den Schutz des Motors M auch während dessen Inbetriebnahme gewährleistet. Dieser Schutz ergibt sich dadurch, dass die Schaltvorrichtung, nämlich der Transistor Ql, mit einer getrennten Spannungequelle versehen wird, um die sich hieran aufgrund von Startepannungespitzen ergebende Spannung auszugleichen. Diese gesonderte Spannung wird daher der Basis des Transistors Ql von einer Sekundärwicklung T2' des Transformators T2 aus angelegt, und zwar über einen Brückengleichrichter D3 und einen variablen Widerstand RIl. Diese Spannung wird über ein Differenziernetzwerk, das einen Kondensator C6 und einen Widerstand Rl2 aufweist, angelegt, so dass die Basis des Transietore Ql die* eer zusätzlichen Spannung lediglich während der Inbetriebnahme oder während anderer solcher Betrlebszustände unterworfen ist, die die oben erwähnte Spannung β spit ze erzeugen.For this purpose, the modified system according to Flg. 7 provided, which ensures the protection of the motor M even during its commissioning. This protection results from the fact that the switching device, namely the transistor Ql, with a separate voltage source is provided to which this is due to starting voltage peaks to compensate for the resulting tension. This separate voltage is therefore the base of the transistor Ql from a secondary winding T2 'of the Transformer T2 applied, namely via a bridge rectifier D3 and a variable resistor RIl. This tension will via a differentiating network, which has a capacitor C6 and a resistor Rl2, applied so that the base of the transit gate Ql the * additional voltage only during commissioning or while others are subject to such afflictions as those above generate the mentioned voltage β spit ze.

Die Schaltung gemäee Flg. 7 weist weiterhin eine getrennte Spannungsquelle für die T ranei stören Ql, Q2 und das Relais RL auf. Diese zusatz -The circuit according to Flg. 7 also has a separate voltage source for the T ranei disturb Ql, Q2 and the relay RL. This addition -

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liehe Spannungsquellenschaitung besitzt einen weiteren vom Relais RL betätigten Satz aus Kontakten 110 sowie ausserdem zum Rückstellen des Systems einen Rückstellschalter 112.Lent voltage source circuit has another from the relay RL actuated set of contacts 110 as well as a reset switch 112 for resetting the system.

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Claims

1.Yoverload interruption system for a three-phase induction motor supplied by a three-phase network, characterized by a first device (Tl, Rl) for generating a first voltage (V) which corresponds to that in a first phase (R) of the network to the induction motor ( M) the flowing motor current (I) is proportional and in phase with it, by a second device (T2) for generating a second voltage (E) which is in phase with the voltage between the two other phases (F, T) of the network and has the same order of magnitude as the first voltage under no-load conditions of the motor, by a circuit which vectorially subtracts the second voltage from the first voltage and generates a resultant voltage (W) approximately proportional to the energy component of the motor currents β, through a resultant voltage controlled switching device (Ql, Q2, Rh, 10) and by a controlled by the switching device circuit breaker (2), which the Elekt romotor disconnects from the grid.

2. System according to claim 1, characterized in that the first voltage generating device has a Stromtrane form ator (Tl) and has a resistor (Rl), the primary winding of the transformer with the first phase (R) of the mains connection to the induction motor (M) is connected in series and the resistor is parallel to the secondary winding of the transformer.

3. System according to claim 1 and 2, characterized in that the second voltage (E) is fixed and that the resistance (Rl) is adjustable and can be adjusted in such a way that the first voltage (V) is under no load is approximately equal to the second fixed voltage.

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4. System according to one or more of claims 1-3, characterized in that the second transformer (T2) has a second transformer (T2), the primary winding of which is connected in parallel to the other two phases (S, T) of the lietzes Secondary winding is connected in such a way, ua.ee the voltage (E) induced therein is subtracted from the first voltage (V).

5. System according to one or more of Proverbs 1 - 4, thereby .marked that a further adjustable resistor (R2) is provided that connects the resulting voltage (W) to the switching device and a presetting of the actuation of the switching device required size of the resulting voltage (W).

6. System according to one or more of claims 1-5, characterized characterized in that the switching device has a common emitter resistor (R3) having a Schmitt trigger (Ql, Q2) and a Zener diode (Z), which is connected in series to the common emitter resistor between this and the reference potential for the emitter is provided.

7. System according to one or more of claims 1-6, characterized in that the switching device has an amplifier (Ql) and has a network connected to the amplifier input, by means of which the amplitude of the input signal against the frequency and thereby the sensitivity of the system to rapid load changes is changeable (Fig. 5).

8. System naeh one or more of claims 1 - 1, characterized in that the Schaltvorrichtttng an amplifier (Ql) and

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has a differentiating network connected to the amplifier input, to make the system sensitive to the load change rate (Fig. 6),

9. System according to one or more of claims 1-8, characterized in that the switching device (Ql) is provided with a voltage source during commissioning of the motor (M) to the to compensate the voltage applied to the switching device due to initial voltage peaks and the system during commissioning to protect (Fig. 7).

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