DE2351106C3

DE2351106C3 - AnIaB and protection device for a DC motor

Info

Publication number: DE2351106C3
Application number: DE19732351106
Authority: DE
Inventors: Hugo DipL-Ing. 1000 Berlin Klotz
Original assignee: Licentia Patent-Verwaltung s-GmbH, 6000 Frankfurt
Filing date: 1973-10-09
Publication date: 1977-02-24

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlaß- und Schutzeinrichtung für einen Gleichstrommotor, bei der ein Anlaßwiderstand motorstromabhängig von einem Parallelthyristor kurzgeschlossen und abhängig von auftretenden Spannungsspitzen an einem Meßwiderstand durch einen den Parallelthyristor sperrenden Löschkreis mit Löschthyristor wieder vorgeschaltet wird.The invention relates to a starting and protection device for a DC motor in which a starting resistor depending on the motor current shorted by a parallel thyristor and depending on occurring voltage peaks at a measuring resistor by a blocking the parallel thyristor Extinguishing circuit with extinguishing thyristor is connected upstream again.

Es ist bekannt, für einen Umformermotor eines fahrleitungsgespeisten rotierenden Gleichspannungsumformers eine derartige Anlaß und Schutzeinrichtung vorzusehen (DT-AS 20 21 974). Sie ist notwendig, um Ausgleichsströme am Antriebsmotor auszuschalten, die durch Spannungssprünge, Kurzschlüsse oder Netzlükken entstehen können, und die die Kommutierung bis zum Überschlag am Kommutator verschlechtern können. It is known for a converter motor of a catenary-fed rotating DC voltage converter to provide such a starting and protective device (DT-AS 20 21 974). It is necessary to switch off equalizing currents on the drive motor through voltage jumps, short circuits or network gaps, and the commutation up can worsen to flashover on the commutator.

Ob eine solche Anlaß- und Schutzeinrichtung wirklich funktioniert, ist im Fahrbetrieb nicht, und wenn, dann erst bei Ausfall oder größeren Schaden am Umformermotor feststellbar.Whether such a starting and protective device really works is not possible when driving, and if then only detectable in the event of failure or major damage to the converter motor.

Hier setzt die Erfindung ein mit dem Ziel, die Aufgabe zu lösen, durch eine einfache Kontrolle die Funktion der Anlaß- und Schutzeinrichtung zu erkennen, um die aufgezeigten plötzlichen Ausfälle verhindern zu könnea Dies wird für eine Einrichtung der eingangs näher bezeichneten Art durch eine die Funktion von Parallel- und Löschthyristor überwachende Anordnung, die Fehler in der Zündzeit 'bzw. Zündimpulsfolge bis zur Durchzündung von Parallel- und I^öschthyristor erfaßt, gelöst mit einem eine Aa?eige beeinflussenden Steuerthyristor, dessen Zündstromkreis einerseits über eine Schwellwertstufe am Kondensator eines dem Zündstromkreis des Parallelthyristors über einen Impulstransformator zugeordneten ÄC-Gliedes und andererseits über einen weiteren Impulstransformator sowie eine Schwellwertstufe am Kondensator eines parallel zum Zündstromkreis des Löschthyristors am Meßwiderstand liegenden zusätzlichen /?C-Gliedes angeschlossen istThis is where the invention comes in with the aim of solving the task by simply checking the function the starting and protective device to be able to prevent the sudden failures indicated a This is for a device of the type described in more detail by a function of parallel and quenching thyristor monitoring arrangement, the errors in the ignition time 'resp. Ignition pulse sequence up to Ignition of parallel and I ^ erase thyristor detected, solved with a control thyristor influencing an Aa? its ignition circuit on the one hand via a threshold level on the capacitor of the ignition circuit of the parallel thyristor via a pulse transformer associated ÄC element and on the other hand Via another pulse transformer and a threshold stage on the capacitor one in parallel to the ignition circuit of the quenching thyristor connected to the measuring resistor additional /? C element is

Es hat sich herausgestellt daß die bloße Überwachung der Funktion von Parallel- und Löschthyristor als am stärksten gefährdete Glieder der Einrichtung völlig für die geforderte Sicherheit ausreicht. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist im Längsstromkreis des Steuerthyristors die Wicklung eines Relais angeordnet das beim Ansprechen einen Kontakt für die Anzeige auslöstIt has been found that the mere monitoring of the function of the parallel and quenching thyristor as the most vulnerable members of the facility is completely sufficient for the required security. In a Expedient embodiment, the winding of a relay is arranged in the series circuit of the control thyristor that triggers a contact for the display when spoken to

In weiterer Ausbildung der Anordnung ist es sinnvoll, daß für das ÄC-Glied zur Überwachung des Löschthyristors eine η-mal größere Zeitkonstante als für das ÄC-Glied des Zündstromkreises des Löschthyristors vorgesehen ist, wobei η ein Mehrfaches von 1 darstellt. Der Durchbruch der nachgeschalteten Schwellwertstufe stellt dann ein Maß für ein n-maliges vergebliches Zünden des Löschthyristors dar. Ferner ist es zweckmäßig, daß den Kondensatoren der flC-Glieder jeweils ein Entladewiderstand zur Festlegung einer Grenzimpulszahl parallelgeschaltet ist.In a further development of the arrangement, it makes sense that an η times greater time constant is provided for the ÄC element for monitoring the extinguishing thyristor than for the ÄC element of the ignition circuit of the extinguishing thyristor, where η is a multiple of 1. The breakthrough of the downstream threshold stage then represents a measure of n-times unsuccessful triggering of the quenching thyristor. It is also useful that a discharge resistor is connected in parallel to each of the capacitors of the FIC elements to determine a limit pulse number.

Anhand eines schematischen Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im nachstehenden näher erläutert. Die Figur zeigt eine Anlaß- und Schutzeinrichtung für einen Gleichstrommotor mit zugeordneter Überwachungsanordnung. The invention is explained in more detail below on the basis of a schematic exemplary embodiment. The figure shows a starting and protection device for a DC motor with an associated monitoring arrangement.

Mit 1 ist darin ein Gleichstrommotor bezeichnet, der über Vorwiderstände 2, 3 und ein Einschaltschütz 4 an die Spannung eines Netzes 5 gelegt wird. Die Vorwiderstände sind zunächst voll als Anlaßwiderstände vorgeschaltet. Abhängig vom Strom wird der im Vorwiderstand 2 auftretende Spannungsabfall dazu benutzt, ein ÄC-Glied, bestehend aus den Elementen 9,11, 12, über eine Entkopplungsdiode 10 aufzuladen. Hat die Aufladung einen bestimmten Spannungswert erreicht, wird über eine Triggerdiode 13 (Diac) ein Entladeimpuls an einen Impulstransformator 14 abgegeben. Entsprechend der Zeitkonstante dieses RC-GYiedzs werden Impulse erzeugt die über die Sekundärseite des Impulstransformators 14 ein weiteres nachgeschaltetes RC-GYied »5, 16 mit größerer Zeitkonstante beaufschlagen. Bei einer definierten Ladespannung gibt eine weitere Triggerdiode 17 einen Zündimpuls auf einen Parallelthyristor 6, der den Vorwiderstand 2 überbrückt. Der Vorwiderstand 3 bleibt ständig vorgeschaltet. Treten an diesem Widerstand 3 den Motor 1 gefährdende Spannungssprünge auf, die z. E. durch Lastabwurf, Kurzschluß oder Neizlücken entstehen können und bei 4fachem Nennstrom oft l,8fache Nennspannung bei Zeiten um 30 ms erreichen können, so wird über einen parallelgeschalteten Spannungsteiler 18, 19, 20 ein ÄC-GIied 21, 22 mit kleiner Zeitkon.uante1 denotes a direct current motor which is connected to the voltage of a network 5 via series resistors 2, 3 and a switch-on contactor 4. The series resistors are initially fully connected upstream as starting resistors. Depending on the current, the voltage drop occurring in the series resistor 2 is used to charge an AC element, consisting of the elements 9, 11, 12, via a decoupling diode 10. When the charge has reached a certain voltage value, a discharge pulse is sent to a pulse transformer 14 via a trigger diode 13 (diac). According to the time constant of this RC-GYiedz , pulses are generated which act on the secondary side of the pulse transformer 14 to another downstream RC-GYied »5, 16 with a larger time constant. At a defined charging voltage, another trigger diode 17 sends an ignition pulse to a parallel thyristor 6, which bridges the series resistor 2. The series resistor 3 remains connected upstream at all times. Occur at this resistor 3, the motor 1 endangering voltage jumps that z. E.g. through load shedding, short circuit or gap gaps and with 4 times the nominal current can often reach 1.8 times the nominal voltage at times around 30 ms, then a parallel-connected voltage divider 18, 19, 20 is a C-GIied 21, 22 with a small time constant

aufgeladen und über eine Schwellwertstufe 23 und die Primärwicklung eines Impulstransformators 24 entladen. Der Impuls wird auf den Zündstromkreis des Löschthyristors 7 gegeben, der durchzündet und mit dem Gegenstrom vom Löschkondensator 8 den Parallelthyristor 6 löscht. Der Vorwiderstand 2 ist damit wieder eingeschaltetcharged and discharged through a threshold stage 23 and the primary winding of a pulse transformer 24. The pulse is given to the ignition circuit of the extinguishing thyristor 7, which ignites and with the countercurrent from the quenching capacitor 8, the parallel thyristor 6 clears. The series resistor 2 is switched on again

Die für die Thyristoren ist nun so ausgebildet, daß im Zündstromkreis des Parallelthyristors G über eine Freilaufdiode 25 die Primärwicklung eines Impulstransformators 44 eingeschaltet ist Jeder Zündimpuls wird an ein ÄC-Glied 26, 27 geführL Der Kondensator 27 wird von den Zündimpulsen aufgeladen und zündet bei Erreichen eines definierten Spannungswertes über die Schwellwertstufe 28 (Triggerdiode) einen Steuerthyristör 29. Dieser schaltet ein Relais 30, das einen Ruhekontakt 31 einer an den Klemmen 32, 33 liegenden, nicht näher dargestellten Anzeige unterbricht Nach einer bestimmten Anzahl vergeblicher Zündimpulse wird somit ein Fehler akustisch oder optisch angezeigt. Zündet der Thyristor 6 vor Erreichen der festgelegten Grenzimpulszahl, entlädt sich der Kondensator 27 über einen Parallelwiderstand 34. Dem Zündstromkreis des Lösch thyristors 7, bestehend aus ÄC-Glied 21, 22. Schwellwertstufe 23 und Impulstransformator 24, ist am Widerstand 20 des Spannungsteilers 18, 19, 20 eine gleichartige Anordnung parallelgeschaltet Sie besteht aus einem ÄC-Glied 35,36, Entladewiderstand 45, einer Schwellwertstufe 37 und einem Impulstransformator 38. Gelangt über den Impulstransformator 38 ein Impuls, so kommt er direkt auf die Zündelektrode des Steuerthyristors 29. Dieses RC-GWea 35, 36 hat eine /3-mal größere Zeitkonstante als das ÄC-Glied 21, 22 des Zündstromkreises des Löschthyristors, so daß der Durchbruch der nachgeschalteten Schwellwertstufe 37 ein Maß für ein n-maliges vergebliches Zünden des Löschthyristors 7 darstellt. Zündet diese Anordnung, so sind bereits mehrfach vergebliche Zündimpulse auf den Löschthyristor 7 gegeben worden. Hat der Löschthyristor 7 gezündet und damit den Parallelthyristor 6 gelöscht, dann ist der Spannungsabfall am Vorwiderstand 3 durch den zusätzlich eingeschalteten Vorwiderstand 2 so gering, daß keine Fehleranzeige ausgelöst werden kann. Mit 39, 40,41 sind noch in den Zündstromkreisen des Steuerthyristors 29 und des Löschthyristors 7 liegende Sperrdioden bezeichnet.The one for the thyristors is now designed so that the primary winding of a pulse transformer 44 is switched on in the ignition circuit of the parallel thyristor G via a freewheeling diode 25 of a defined voltage value via the threshold stage 28 (trigger diode) a control thyristor 29. This switches a relay 30, which interrupts a break contact 31 of a display located at the terminals 32, 33, not shown visually indicated. If the thyristor 6 ignites before the set limit number of pulses is reached, the capacitor 27 discharges through a parallel resistor 34. The ignition circuit of the quenching thyristor 7, consisting of ÄC element 21, 22. Threshold stage 23 and pulse transformer 24, is connected to resistor 20 of voltage divider 18, 19, 20 a similar arrangement connected in parallel It consists of an ÄC element 35,36, discharge resistor 45, a threshold level 37 and a pulse transformer 38. If a pulse comes through the pulse transformer 38, it comes directly to the ignition electrode of the control thyristor 29. This RC -GWea 35, 36 has a time constant / 3 times greater than the ÄC element 21, 22 of the ignition circuit of the extinguishing thyristor, so that the breakdown of the downstream threshold level 37 is a measure for an n-times unsuccessful ignition of the extinguishing thyristor 7. If this arrangement ignites, then several unsuccessful ignition pulses have already been given to the quenching thyristor 7. If the quenching thyristor 7 has ignited and thus the parallel thyristor 6 has been quenched, the voltage drop across the series resistor 3 due to the additionally switched-in series resistor 2 is so small that no error display can be triggered. With 39, 40, 41 are also indicated in the ignition circuits of the control thyristor 29 and the quenching thyristor 7 lying blocking diodes.

Durch die Erfindung kann auf einfache und sichere Weise der Ausfall der Anlaß- und Überwachungsanordnung erkannt werden.By means of the invention, the failure of the starting and monitoring arrangement can be prevented in a simple and reliable manner be recognized.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Starting and protection device for a direct current motor in which a starting resistor is dependent on the motor current short-circuited by a parallel thyristor and dependent on occurring voltage peaks to a measuring resistor through a quenching circuit blocking the ParaJlelthyristor Quenching thyristor is connected upstream again, characterized by the function of Parallel and quenching thyristor monitoring arrangement, the errors in the ignition time or ignition pulse sequence until the parallel thyristor and the extinguishing thyristor are ignited, with an influencing display Control thyristor (29), the ignition circuit of which on the one hand has a threshold value stage (28) on the capacitor (27) of one of the ignition circuit of the parallel thyristor (6) via a pulse transformer (44) associated ÄC element (26. 27) and on the other hand via a further pulse transformer (38) and a threshold value stage (37) on the capacitor (36) one parallel to the ignition circuit of the quenching thyristor (7) on the measuring resistor (18, 19, 20) lying additional tfC element (35, 36) connected

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that in the longitudinal circuit of the Steuerth> ristor (29) the winding of a relay (30) is arranged, which when responding a contact (31) for the Display triggers.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that for there? ÄC member (35, 36) for Monitoring of the quenching thyristor (7) one n times greater time constant than provided for the ÄC element (21, 22) of the ignition circuit of the extinguishing thyristor (7) where π is a multiple of 1.

4. Arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that the capacitors (27 and 36) of the ÄC members (26, 27 and 35, 36) respectively a discharge resistor (34 or 45) is connected in parallel to define a limit number of pulses