DE2329373C3 - Elektronische Maschinenschutzeinrichtung zur Erfassung der Stromwärme oder direkt der Maschinentemperatur - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Maschinenschutzeinrichtung zur Erfassung der Stromwärme oder direkt der Maschinentemperatur mit Meßwertgebern -nd einem bistabilen Speicher, der nach der Ansteuerung unabhängig von einer äußeren Speisequelle in dem eingestellten Zustand bleibt, und der einerseits über eine Störsignalleitung mit einer elektronischen Schalteinheit zur Stör Jgnalverarbeitung verbunden ist, und der andererseits an eine Auslöseschaltung angeschlossen ist.

Bei allgemein bekannten mechanisch wirkenden thermischen Überstromrelais wirkt das sich unter dem Einfluß einer Stromerwärmung ausbiegende Bimetall auf einen Schnappschalter. Als Betriebsarten dieses Gerätes sind zwei Möglichkeiten bekannt, nämlich »Rückstellung automatisch« und »Rückstellung von Hand«. Im ersten Fall besitzt der Schnappschalter eine, im letzteren Fall zwei stabile Schaltstellungen. Die letztere Betriebsart wird in der Praxis bevorzugt angewendet, dabei ist es sehr vorteilhaft, daß beide Endlagen des Schnappschalters auch über einen beliebig langen Ausfall des Niederspannungsnetzes hinweg erhalten bleiben.

Weiterhin ist eine Motorschutzeinrichtung bekannt (DE-Zeitschrift »ELEKTRO-TECHNIK«; Nr. 7 vom 3. März 1965, Seite 105). Bei der über Stromwandler gespeiste thermische Relais ein Schalterschloß ansteuern, wobei im Falle eines Überschreitens der Grenz-temperatur im Rotor und Stator des Motors die Hauptschaltkontakte durch das Schalterschloß geöffnet werden. Ein Wiedereinschalten des Motors ist über ein weiteres Schalterschloß mit handbetätigter Sperre möglich. Auch in dieser bekannten Einrichtung wird ein mechanisches Speicherelement verwendet. Nachteilig ist dabei, daß eine Hilfsenergiequelle vorgesehen sein muß.

Eine weiterhin bekannte elektronische Einrichtung zur Überwachung der Temperatur einer elektronischen Maschine oder eines elektronischen Gerätes mittels eingebauter Temperaturfühler soll die ebenfalls unerwünschte Inbetriebnahme des zu schützenden Gerätes kurz nach einem Störungsfall und damit bei noch erwärmten Fühlern vermeiden (DE-OS 20 49 777). Zu diesem Zweck ist an dem Meßwertgeber eine Kippschaltung, z. B. eine aus zwei Transistoren aufgebaute Schmitt-Trigger-Schaltung angeschlossen, wobei dem Eingang der Kippschaltung ein Kondensator zugeschaltet ist und in Reihe zum Kondensator ein Schließerkontakt eines Ausgangsrelais der Schmitt-Trigger-Schaltung vorgesehen ist. Durch öffnen des Schließerkontaktes läßt sich der Strompfad in dem der Kondensator liegt, auftrennen, so daß bei Einschaltung der Versorgungsspannung für die Einrichtung der bei hohem Fühlerwiderstand störende geringe Wechselstromwiderstand des Kondensators unwirksam ist.

Allgemein stellt man bei bekannten elektronischen Maschinenschutzeinrichtungen zwei unterschiedliche Lösungen fest.

Das erste bekannte Lösungsprinzip ist in F i g. 1

dargestellt. Die Vorzugslage einer Kippschaltung 1 ist durch einen schwarzen Balken angedeutet. An die Eingänge der Kippschaltung 1 sind Leitungen 3 und 4 und an einen Ausgang ist eine Leitung 5 zum Motorschütz angeschlossen. Die eingetragene Bezeichnung L-L-O besagt, daß das über Leitung 4 am rechten Eingang anstehende Störsignal gegenüber dem Quittiersignal dominiert Nach eingegangenem Störsignal muß mit einer Quutiertaste 6 der Motor wieder eingeschaltet werden. Der Nachteil dieser bekannten Lösung besteht darin, daß nach erfolgten Speisespannungsausfall quittiert werden muß, um den Motor wieder zu starten, so daß die Einrichtung nicht zwischen Störung infolge Maschinenüberhitzung und Störung infolge Spannungsunterbruch zu unterscheiden vermag.

Die zweite bekannte Lösung arbeitet nach dem in F i g. 2 dargestellten Prinzip. Dabei dient wiederum die Leitung 4 zur Übertragung des Störsignals. Diese Anordnung mit anderer Vorzugslage der Kippschaltung gewährleistet zwar, daß nach einem Spannungsausfall der Motor ohne Quittierung wiedw anläuft, jedoch besteht der (noch gefährlichere) Nachteil darin, daß auch nach erfolgter Störauslösung und anschließendem Spannungsunterbruch der Motor wieder selbsttätig anlaufen kann. Eine Unterscheidung zwischen Störung

■*5 infolge Maschinenüberhitzung und Störung infolge Spannungsunterbruch ist somit ebenfalls nicht gegeben. Die Erfindung geht von einer Maschinenschutzeinrichtung aus, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs zum Stand der Technik genannt ist. Diese ist mit einem Meßblock, einem Auslöserelais und einer Meldeleuchte zur Überprüfung des Betriebszustandes versehen (Siemens Sonderdruck SSW 444-254 »Motorvollschutz«, 1965).
Der Erfindung liegt — ausgehend von diesem Stand der Technik — die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Maschinenschutzeinrichtung zu schaffen, die die Information über eine Störung auch über einen längeren Spannungsausfall hinweg speichert, die zwischen Störung infolge Maschinenüberhitzung und Störung infolge Spannungsunterbruch unterscheidet und die gleichzeitig sowohl für automatische Rückstellung als auch für eine Rückstellung von Hand umschaltbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der bistabile Speicher als von einer Versorgungs-

^h'> spannung unabhängiger elektronischer Speicher ausgeführt ist, der zusätzlich über mindestens eine Steuersignalleitung mit der elektronischen Schalteinheit verbunden ist, daß in die Steiiersignalleitung ein Kontakt

eingeschleift ist, der in geschlossenem Zustand eine automatische Rückstellung des Maschinenschutzes ermöglicht, und daß dem Kontakt ein Tastschalter parallelgeschaltet ist, der bei offenem Kontakt eine Rückstellung von Hand ermöglicht. ">

Dabei ist vorteilhaft, daß der Schaltspannungszustand des bistabilen Speichers unabhängig von der Versorgungsspannung ist. Ein Störsignal wird abgetrennt erfaßt, kann optisch angezeigt werden und führt zur Abschaltung. Die Wiedereinschaltung nach Beseitigung ι» oder Wegfall der Störung kann automatisch oder von Hand erfolgen.

Zweckmäßig ist das Speicherelement über mindestens zwei Leitungen mit einer elektronischen Schalteinheit zur Störsignalerfassung verbunden. Bistabiler '*> Speicher und elektronische Schalteinheit sind über zwei weitere Leitungen und eine Speise3cha!tung an das zu schützende Netz angeschlossen.

Es kann ein das Ausgangssignal verstärkender Umsetzer folgen, der ein Motorschutz ansteuert Die -'<) Speicherung kann programmierbar sein.

Zur Speicherung auf magnetischem Wege kann ein Magnetkernspeicher dienen.

Für eine elektrische Speicherung läßt sich der Ladezustand eines praktisch idealen Kondensators nutzen, wie dies auf dem Gebiet der MOS-Technik (Lewicki, »Einführung in die Mikroelektronik« 1966, Verl. Oldenbourg, S. 272) bereits realisiert ist, oder Einrichtungen mit Supraleitungseffekt, wie ein als Speicherelement verwendetes Kryotron (»Radio und to Fernsehen« Heft 2,1963, S. 40,41).

Die dem Signalausgang des Speicherelementes folgenden Schaltelemente können kontaktbehaftet sein oder kontaktlos arbeiten. Zweckmäßig ist die elektronische Schaltung nach Art einer Ruhestromschaltung » ausgebildet und somit sicher gegen häufige Einfachfehler.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen ■"·

Fig. 1 und 2 die bereits erwähnten bekannten Schaltungen,

Fig.3 ein erfindungsgemäß verwendeter, an sich bekannter. Speicher,

Fig.4 die erfindungsgemäße elektronische Maschi- ^ nenschutzeinrichtung.

Der erfindt-ngsgemäß verwendete b.stabile Speicher 101 (F i g. 3) besitzt zwei stabile Zustände, eine Setzlage und eine entsprechend der Bezeichnung L-L-O dominierende Löschlage. Über eine Steuersignalleitung 103 ·>ο wird ein Steuersignal unvJ über eine Leitung 104 gegebenenfalls ein Störsignal übertragen. Über eine Leitung 105 gelangt das Ausgangssignai des bistabilen Speichers 101 mittelbar oder unmittelbar zum Motorschütz. Das Steuersignal kann mittels eines Tasters 106 v> kurzzeitig an den Steuereingang des bistabilen Speichers 101 gegeben werden.

Fig.4 zeigt einen Übersichtschaltplan für die erfindungsgemäße elektronische Maschinenschutzeinrichtung. Die elektronische Maschinenschutzeinrichtung 107 ist mittels eines gestrichelten Blockes abgegrenzt. Sie wird von den Netzleitungen 108 und 109 über eine Speiseschaltung 110 mit Energie versorgt. Zu diesem Zweck sind zwei Leitungen 111 und 112 an Ausgänge der Speiseschaltung 110 angeschlossen. Im Leitungszuge dieser Leitungen 111 und 112 liegen eine elektronische Schalteinheit 113 zur Störsignalerfassung, der bistabile Speicher 101, sowie ein das Ausgangssignal verstärkender Umsetzer 114, der ein Motorschütz 115 ansteuerL Elektronische Schalteinheit 113 und bistabiler Speicher 101 sind über die Leitungen 103 und 104 verbunden. In der Steuersignalleitung 103 befindet sich ein Kontakt 116, an dessen Klemmen auch ein Taster 106 (Quittiertaste) angeschlossen sein kann. Die von Meßwertgebern (nicht gezeichnet) erhaltenen Signale werden der elektronischen Schalteinheit 113 über Leitungen 117 und 118 zur Auswertung zugeführt. Die elektronische Schalteinheit 113 gibt an ihrem Ausgang 119 ein Steuersignal und an ihrem Ausgang 120 ein Störsignal ab. Das Steuersignal kann üb?r den Kontakt 116 dauernd oder über den Taster 106 kurzzeitig an den bistabilen Speicher 101 gelegt werden. Dabei bedeuten ein geschlossener Kontakt 116 die eingangs erwähnte Betriebsart »Rückstellung automatisch« ein offener Kontakt 116 die Betriebsstellung »Rückstellung von Hand«, wobei mit dem Quittiertaster 106 die Rückstellung erfolgt.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der elektronischen Maschinenschutzeinrichtung erläutert.

Bei ungestörtem Betrieb befindet sich der bistabile Speicher 101 in der Setzlage, d. h. daß der Umsetzer 114 und das Motorschutz 115 aktiviert sind. Geht bei Überlastung bzw. Blockierung des Motors (nicht dargestellt) in der elektronischen Schalteinheit 113 ein Störsignal ein, so wird über den Ausgang 120 der bistabile Speicher 101 in die Löschlage gebracht, so daß der Umsetzer 114 und das Motorschütz 115 entregt werden.

Bei der Betriebsart »Rückstellung automatisch« (der Kontakt 116 ist geschlossen) dauert dieser Zustand solange an, wie das Störsignal besteht.

Bei der Betriebsart »Rückstellung von Hand« wird die Löschlage solange beibehalten, bis das Störsignal verschwunden ist und danach mit dem Taster 106 quittiert wurde (Speicherung).

Die Bewahrung der Setz- wie auch Löschlage wird über einen beliebig langen Ausfall der Energieversorgung hinweg beibehalten. Sie kann wie beschrieben nur durch einen Löschimpuls bzw. ein Steuersignal, das am Ausgang 119 der elektronischen Schalteinheit 113 verfügbar ist, geändert werden. In keinem Fall kann der Motor nach erfolgter Störauslösung und anschließendem Spannungsunterbruch wieder selbsttätig anlaufen. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann bei der Betriebsart »Rückstellung automatisch« wie an sich bekannt, eine dem Wegfall des Störsignals verzögernd folgende Wiedereinschaltung vorgesehen sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektronische Maschinenschutzeinrichtung zur Erfassung der Stromwärme oder direkt der Maschinentemperatur mit Meßwertgebern und einem bistabilen Speicher, der nach der Ansteuerung unabhängig von einer äußeren Speisequelle in dem eingestellten Zustand bleibt, und der einerseits über eine Steuersignalleitung mit einer elektronischen Schalteinheit zur Störsignalverarbeitung verbunden ist, und der andererseits an eine Auslöseschaltung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der bistabile Speicher (101) als von einer Versorgungsspannung unabhängiger elektronischer Speicher ausgeführt ist, der zusätzlich über mindestens eine Steuersignalleitung (103) mit der elektronischen Schalteinheit (113) verbunden ist, daß in die Steuersignalleitung (103) ein Kontakt (116) eingeschleift ist, der in geschlossenem Zustand eine automatische Rückstellung des Maschinenschutzes ermöglicht, und daß dem Kontakt (116) ein Tasischaiier (106) paralielgeschaltet ist, der bei offenem Kontakt (116) eine Rückstellung von Hand ermöglicht.