DE2354594A1 - Schutzschaltung zum abschalten eines wechselstromverbrauchers beim auftreten von unregelmaessigkeiten in der stromversorgungsschaltung - Google Patents
Schutzschaltung zum abschalten eines wechselstromverbrauchers beim auftreten von unregelmaessigkeiten in der stromversorgungsschaltungInfo
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Description
.piJ f
p^ Γη,
J ' ■
7300 Esslingen (Neckar), Fabrikstraße 24, Postfach.
31. Oktober 1973 Telefon
Stuttgart (0711)356539
ΡΛ 31 rüku . ssse«
Telegramme Patentschutz Esslingenneckar
Firma Square D Company, Executive Plaza, Park Ridge,
Illinois, USA
Schutzschaltung zum Abschalten eines Wechselstrom-Verbrauchers beim Auftreten von Unregelmäßigkeiten
in der Stromversorgungsschaltung
Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltung zum Abschalten eines Wechselstromverbrauchers beim Auftreten
von Unregelmäßigkeiten in der Stromversorgungsschaltung.
Eine solche Schutzschaltung erzeugt beim Auftreten vorbestimmter Bedingungen, wie etwa eines Überlastzustandes
oder des "Ausfalles einer Phase in einem elektrischen Stromkreis ein Signal, das zur Abschaltung
des Verbrauchers benutzt wird, so daß dieser gegen eine 'Beschädigung geschützt ist.
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Der Erfindung liegt hierbei die Aufgabe zugrunde, eine derartige Schutzschaltung zu schaffen, die sich
dadurch auszeichnet, daß sie bei einfachen betriebssicherem Aufbau eine einwandfreie Abschaltung des
Verbrauchers beim Auftreten von Unregelmäßigkeiten in der Stromversorgung gewährleistet, während andererseits
bei einem langer dauernden überlastzustand die Abschaltung zu einem Zeitpunkt erfolgt, der dadurch
gegeben ist, daß der Temperaturanstieg in dem Stromverbraucher einen vorbestimmten Grenzwert erreicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Schutzschaltung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Speichereinrichtung
aufweist, die über eine zugeordnete, von dem in der Stromversorgung-sschaltung fließende! Strom
erregte Schaltung in Abhängigkeit von der Große des in der Stromversorgungsschaltung fließenden Stromes in einer
nicht-linearen zeitlichen Abhängigkeit aufladbar ist und der eine bistabile Schalteinrichtung sowie eine bei in der
Stromversorgungsschaltung fließendem Strom wirksame Gleichstromquelle zugeordnet sind, die während der Zeitabschnitte,
in denen Strom in der Stromversorgungsschaltung fließt einen zeitgebenden Kondensator auflädt, daß eine
Spannungspegelüberwachungsschaltung vorgesehen ist, deren Eingangsgröße von der jeweiligen Ladung der Speichereinrichtung
abhängt und durch deren Ausgangsgröße die Schalteinrichtung aus einem zweiten in einen ersten bistabilen
Zustand umschaltbar ist, v/enn die Ladung der Speichereinrichtung einen vorbestimmten Pegelwert erreicht und
daß durch eine mit ihrer Eingangsgröße auf die jeweilige Ladung des zeitgebenden Kondensators ansprechende^ zeitgebende
Schaltung eine Ausgangsgröße auf die Schalteinrichtung gebbar ist, durch die die Schalteinrichtung in
den zweiten bistabilen Zustand umschaltbar ist, wenn die Ladung des zeitgebenden Kondensators eine vorbestimmte
Zeitspanne nach der Umschaltung der Schalteinrichtung in den ersten bistabilen Zustand auf einen vorbestimmten Pegelwert
abgefallen ist.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes
der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 Ein schematisch.es Schaltbild einer Schutzschaltung
gemäß der Erfindung in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 ein schematisches Schaltbild einer Schutzschaltung
gemäß der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 3 ein schematisches Schaltbild einer abgewandelten Ausführungsform der Schaltung nach Fig. 2 und
Fig. 4 eine Schaltmagnetanordnung für eine Schutzschaltung gemäß der Erfindung.
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Bei den in den Fig. 1-3 dargestellten Schaltungen ist ein Wechselstrommotor M mit seinen Wicklungen über
Leitungen 10/ 11, 12 und geschlossene Schalterkontakte 13, 14,15 an Klemmen L1, L2, L3 einer nicht dargestellten
Wechselspannungsquelle angeschlossen. Die Kontakte 13, 14, 15 sind geschlossen, wenn eine Spule 16
erregt ist; sie sind geöffnet, wenn die Spule 16 entregt
ist. Die Spule 16 liegt über eine Reihenschaltung an den Klemmen L1, L2, welche normalerweise geschlossene
Schalterkontakte 17, normalerweise geöffnete Schalterkontakte 18 und einen Satz normalerweise
geschlossener Schalterkontakte 19 enthält. Bei kurz- ■
zeitiger Schließung der Schalterkontakte 18 wird die Spule 16 erregt, während sich die Schalterkontakte
13, 14, 15 schließen und ein Satz normalerweise offenstehender Schalterkontakte 20, der parallel zu den
Schalterkontakten 18 liegt, geschlossen wird, so daß
die Schalterkontakte 18' sich nach der Erregung der Spule 16 öffnen können. Die öffnung der Schalterkontakte
17, 19 hat zur Folge, daß die Spule 16 entregt
und die Schalterkontakte 13, 14, 15, 20 geöffnet werden,
so daß der Motor M wie auch die Spule 16 entregt bleiben.
Bei den in den Fig. 1, 2 dargestellten Schaltungen ist eine Schutzeinrichtung vorgesehen, welche ein Öffnen
der Schalterkontakte 19 veranlaßt, wenn in dem Stromkreis des Motors M eine unsymmetrische stromverteilung
oder ein Überlaststrom auftreten. Die Schutzeinrichtung enthält zwei identische Stromwandler C1, C2.
Der Stromwandler C1 weist einen geblechten, rechteckig geformten Eisenkern auf, durch dessen Fenster die Leitung
lOgeht. Die Leitung 10 wirkt als Primärwicklung des Stromwandlers C1, so daß dessen Sekundärwicklung
C1S ein Ausgangsstromsignal abgibt, dessen Größe und Phase von der -Größe und Phase des in der Leitung 10
fließenden Stromes abhängen. In ähnlicher Weise verfügt der Stromwandler C2 über einen geblechten, rechteckig
geformten Eisenkern, der ebenfalls mit einem
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Fenster versehen ist. Durch das Fenster des Eisenkerns
des Stromwandlers C2 verläuft die Leitung 11, die als
Primärwicklung wirkt, so daß eine Sekundärwicklung C2S des Stromwandlers C2 ein Ausgangsstroiusignal abgibt,
dessen Größe und Phase von der Größe und Phase des in der Leitung 11 fließenden Stromes abhängen. Die Sekun-.därwicklung
C1S weist zwei Ausgangsklemmen 2.1, 22 auf;
sie ist derart gewickelt, daß die Klemme 21 bezüglich der Klemme 22 eine positive Polarität aufweist, wenn
Strom von der Kleinme LT durch die Leitung 10 in den
Motor M fließt. In ähnlicher Weise ist die Sekundärwicklung C2S mit zwei Ausgangsklemmen 23, 24 versehen
und derart gewickelt, daß die Klemme 2 4 bezüglich der Klemme 23 eine positive Polarität aufweist,, wenn Strom
von der Klemme· L2 über die Leitung 11 zu dem Motor M
fließt. Zwischen den Klemmen 21 f 22 liegt ein verstellbarer
Widerstand 25, während zwischen den Klemmen 23,
ein verstellbarer Widerstand 26 eingeschaltet ist«
Bei den in den Fig, 1,2 dargestellten Ausführungsbeispielen
sind die Stromwandler C1, C2 derart ausgelegt und die Widerstände 25, 26 so eingestellt, daß an den .
Widerständen 25,. 26 eine Spannung von 2,0 Volt eff.
bei Motoren M erscheint, deren Vollastströme zwischen 10 und 100 Amp. liegen. Die minimale Ausgangsgröße der
Sekundärwicklungen C1, C2 liegt bei einem Vollaststrom
von 10 A bei etwa 2,0 ' mA und bei etwa 160 mA , wenn ein 8-facher Vollaststrom von 100 A
auftritt, was etwa dem Kurzschlußstrom des größten an
die Leitungen 10 - 12 anschließbären Motors entspricht. Um zu vermeiden, daß in der Schaltung Verstärker mit
hoher Verstärkung vorgesehen v/erden müssen, sind die Sekundärwicklungen der Stromwandler C1, C2 mit 4.000
Windungen 36 SWG-Kupferdraht bewickelte Die Eisenkerne der Stromwandler C1, C2 weisen eine Mindestquerschnitt-
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fläche von 0,5 cm auf; sie bestehen aus geblechten Eisenteilen, die eine Flußdichte von 1.0 kGauss vor Er-
fläche von 0,5 cm auf; sie bestehen aus geblechten Eisenteilen, die eine Flußdichte von 1.0 kGauss vor Er-
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reichen der Sättigung aufnehmen. Die Widerstände 25, 26 haben im eingestellten Zustand 833 bzw. 82 Ohm, so daß
die jeweils zugeordnete Sekundärwicklung C1S bzw. C2S
ein Ausgangssignal von 2,0 Volt eff. abgibt, wenn ein Strom von 10 - 100 A in der Leitung 10 bzw. 11 fließt.
Für zwischen 10 und 100 A liegende Stromwerte werden die Widerstände 25, 26 so eingestellt, daß sich das gewünschte
2,0 Volt-Signal ergibt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 ist eine Gleichstromquelle
27 vorgesehen^ die einen 3-phasen Vollwellengleichrichter 2 8 in Brückenschaltung aufweist, welcher
mit Dioden ausgerüstet ist und zwei Ausgangsklemmen aufweist, die an zwei Leitungen 29, 30 angeschlossen
sind. Die drei Eingangsklemmen der Gleichrichterschaltung 28 sind jeweils über einen Kondensator 31 an
eine der drei Leitungen 10, 11, 12 des Motors M auf der
Seite der Schalterkontakte 13-15 angeschlossen, so daß das öffnen der Schalterkontakt^ 13 - 15 die Stromversorgung
der Schutzeinrichtung unterbricht. Der Kondensator 31 wirkt außerdem als kapazitiver Widerstand in dieser
Schaltung.·; er wird benutzt, um die Wärmeentwicklung zu vermeiden, die bei Verwendung von Widerständen in
der Schaltung auftreten würde. Die zwischen den Leitungen 29, 3O liegende Gleichspannung wird durch einen Kondensator
33 gefiltert und durch eine Zenerdiode 34 so geregelt, daß die Leitung 29 bezüglich der Leitung 30
eine Gleichspannung von + 30 Volt führt. Die Werte der Bauelemente der Stromquelle 27 sind so gewählt, daß beim
Ausfall einer der Phasen der an die Klemmen L1 - L3 angeschlessenen
Netzspannung die Stromquelle 27 immer noch ein geregeltes 30 Volt Gleichpotential zwischen den Leitungen
29, 30 über den gesamten notwendigen Speisespannungsbereich liefert, dh. zwischen etwa 77 und 726 Volt.
Die in der Gleichrichterschaltung 27 liegenden Widerstände 35 wirken als Vorbelastunqswiderstände.
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Eine zur Verarbeitung des Ausgangsnignales des Stromwandler
s C1 vorgesehene Schaltung enthält einen Kondensator
C2, der an einer Seite über eine Leitung 36 an die Klemme 22 und an der anderen Seite über eine einen
Verzweigungspunkt 37, einen Widerstand 38 ,■ einen Verzweigungspunkt
39 und eine Diode DI enthaltende, gleichrichtende Impedanzschaltung mit der Klemme 21 verbunden
ist. Die Diode D1 ist so gepolt, daß die dem Verzweigungspunkt 37 zugewandte Seite des Kondensators C3 eine positive
Polarität aufweist. Es ist bekannt, daß bei einer einfachen RC-Zeitschaltung eine die Ladezeit des Kondensators
bis zum Erreichen einer vorbestimmten Spannung in Abhängigkeit von der Eingangsspannung der Schaltung angebende
Kurve einer inversen Funktion entspricht und ausserdem, daß eine die Zeit, die ein Motor bis zum Erreichen
einer vorbestimmten Temperatur benötigt, angebende Kurve in Abhängigkeit von dem Motorstrom ebenfalls einer inversen
Funktion entspricht (näherungsweise einer inversen quadratischen Funktion). Die Schaltung enthält außerdem
Mittel zur Veränderung der Ladung des Kondensators C3 in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Stromwandlers C1 0
so· daß die Ladung des Kondensators C3 genauer der Brwärmungswirkung
entspricht, die von dem Eingangsstrom des Motors M herrührt. Die Schaltung zur Ladung des Kondensators
C3 entsprechend einejr nicht-linearen Zeitabhängigkeit
weist zv/ei Widerstände 41, 42 auf, die in Reihe zwischen
dem Verzweigungspunkt 39 und der Leitung 30 liegen; außerdem verfügt sie über eine Diode D2 und einen Widerstand 43,
die parallel zu dem Widerstand.38 und zwischen
einem Verzweigungspunkt 44 und dem Verzweigungspunkt 37 liegen.Die Mittel zur Veränderung der Aufladung
des Kondensators C3 umfassen außerdem eine Schaltung, durch die auf den Kondensator C3 eine Vorspannung zu geben ist.
Hierzu ist eine Serienschaltung vorgesehen, die eine Zenerdiode D3 enthält, deren Kathode an die Leitung 29 angeschlossen
ist, und die mit ihrer Anode über einen Widerstand 45 mit der- Leitung 36 verbunden ist und außerdem zwei in Reihe
geschaltete Widerstände 46, 47 aufweist, die zwischen den
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Leitungen 36, 30 liegen. Die Zenerdiode D3 und die Widerstände
45 - 47 sind derart ausgelegt, daß die Leitung 36 um + 4,0 Volt positiv gegenüber der Leitung 30 ist, wodurch
die Diode D3 in Rückv/ärtsrichtung vorgespannt ist und die Schaltung verhältnismäßig unabhängig von dem Diodenspannungsfall
in der Vorwärtsriehtung, d.h., weniger empfindlich auf Temperatur-und Diodenherstellungstoleranzen
ist.
Der Kondensator C3 ist zunächst vollständig entladen und bildet damit eine niedrige Impedanz für den Ladestrom,
der durch den Widerstand 38 von den Ausgangsklemmen 21, zufließt. Die Impedanz der Widerstände 41, 42 ist so gewählt,
daß bei einem unter einem vorbestimmten Wert, dh. 0,5 Volt liegenden Spannungssignal an den Klemmen 21, 22
der Verzweigungspunkt 44 eine negative Polarität bezüglich des Verzweigungspunktes 37 aufweist, wodurch die Diode D2
eine Rückspannung enthält und ein Stromfluß durch den Widerstand 43 verhindert wird. Sowie die an den Klemmen 21,
liegende Ausgangsspannung +0,5 Volt erreicht, beginnt Strom von dem Verzweigungspunkt 44 durch die Diode D2
und dem Widerstand 43 zu fließen, und damit die Ladegeschwindigkeit des Kondensators C3 zu erhöhen. Falls notwendig
können zusätzlich Schaltungen vorgesehen werden, die Widerstände und Dioden ähnlich den Widerständen 41 und
der Diode D2 aufweisen und die der erwähnten Schal- * tung zugefügt werden, um die Ladegeschwindigkeit des Kondensator
C3 in Abhängigkeit von der zwischen den Klemmen 21 ,22 liegenden Ausgangsspannung zu erhöhen, so daß die
Ladegeschwindigkeit des Kondensators C3 immer dem von dem Strom des Motors M hervorgerufenem Erwärmungseffekt folgt
und nicht mehr der Ladegeschwindigkeit entspricht, die sich ergibt, wenn lediglich ein Widerstand 38 in der Ladeschaltung
des Kondensators C3 liegt.
Die an dem Kondensator C3 sich aufbauende Spannung wird
durch eine Überwachungsschaltung mit hoher Eingangsiinpedanz
überwacht, die einer Spule 48 eines Relais 49 eine
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Ausgangsspannung liefert, wenn die an dem Kondensator C3
liegende Spannung einen vorbestimmten Spannungspegel überschreitet. Die Pegelüberwachungsschaltung enthält Transistoren
T1, T2, T3, Widerstände 50 - 55 und einen Kondensator
C4. Der Transistor T1 ist mit seiner Basis über dem Widerstand 50 und dem Verzweigungspunkt 37 an eine Seite
des Kondensators C3 angeschlossen; er liegt mit seinem
Emitter über einen Widerstand 51 und einen Teil des Widerstandes 56, dessen Größe durch die jeweilige Einstellung
des Schiebers 56 bedingt ist sowie über die Leitung 36 an der anderen Seite des Kondensators C3. Der Transistor
T1 ist mit seinem Kollektor über den Kondensator C4 an die Leitung 29 und eine Basis des Transistors T2 angeschlossen.
Der Kollektor des Transistors T1 ist außerdem über den Widerstand 53 mit einem Verzweigungspunkt 57 verbunden.
Der Transistor T2 ist mit seinem Emitter über die Zenerdiode D3 mit der Leitung 29 und über den Widerstand
mit der Leitung 36 verbunden. Der Kollektor des Transistors T2 ist 'über den Widerstand 52 mit der Basis des Transistors
T3 und über die in Reihe liegendenden Widerstände 52, 55
mit der Leitung 30 verbunden. Der Transistor T3 ist mit seinem Emitter direkt an die Leitung 30 und mit seinem
Kollektor an den Verzweigungspunkt 57 angeschlossen. Der Verzweigungspunkt 57 ist über die Spule 48 mit der Leitung
29 verbunden. Der !Widerstand 54 liegt parallel zu der Spule
48 zwischen dem Verzweigungspunkt 57 und der Leitung 29.
Die Basisschaltung des Transistors T3 enthält den Widerstand 50, dessen' Impedanz so gewählt ist, daß er einen hohen Ohmwert,
z.B. 1,2 Μ.Ω. . aufweist, um damit die Entladung des Kondensators
C3 bei der Abschaltung der Stromversorgungsschaltung sowie bei der Abnahme der hohen Basis-Emitterimpedanz des Transistors
T1 mit beginnendem Leitfähigwerden des Transistors T1 zu verringern oder auf ein Minimum zu reduzieren. Der Basis-Emitter
Vorwärtsspannungsfall des Transistors T1 wird dadurch ausgeglichen,
daß der Emitter des Transistors T-1 an eine kleine negative Spannungsquelle angeschlossen ist, die durch die jeweilige
Stellung des.Schiebers 56 auf dem Widerstand 46 gebildet
wird. '
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Der Schieber 56 ist derart eingestellt, daß der Transistor T1 leitfähig wird, wenn der Kondensator C3
die Nullspannungs-Ladung aufweist. Die Diode D8, die
parallel zu dem Widerstand 46 liegt, ist dazu vorgesehen, den Basis-3mitterspannungfall des Transistors T1 bei
Temperaturänderungen zu kompensieren.
Die Spannung, bei der der Transistor T 2 in Abhängigkeit von der an dem Kondensator C4 liegenden Spannung in den
leitfähigen Zustand übergeht, ist durch die Zehnerspannung an
der Zenerdiode - D3 plus dem EmLtter-Basisspannungsfall des
Transistors T2 bestimmt. Bei der dargestellten Schaltung entspricht diese Spannung-4,2 V. Mit Zunahme der Spannung an
Kondensator C3 nehmen auch die Leitfähigkeit des Transistors T1 und der Spannungsfall an dem Widerstand
53 zu. Der Transistor T2 wird in einen leitfähigen Zustand umgeschaltet sowie 4,2 V an den Widerständen 53,
54 erscheinen, worauf der Transistor T2 dem Transistor T3 dem Basisstrom zuführt, so daß der Transistor T3
leitfähig wird. Durch die Leitfähigkeit des Transistors T3 ergibt sich eine positive Rückkopplungswirkung, durch
die die Leitfähigkeit des Transistors T2 wegen der von dem Widerstand 53 gebildeten Rückkopplungsschleife
erhöht wird. Der Widerstand 53 liegt zwischen der Basis des Transistors T2 und dem Kollektor des Transistors T3.
Wenn der Transistor T3 leitfähig wird, beginnt die Spannung an der Klemme 57 bezüglich der Leitung 3O ab— '
zufallen. Sowie die an der Klemme 57 liegende Spannung soweit abgefallen ist, daß sie der Kollektorspannung des
Transistors T1 gleich wird, fließt kein Strom mehr durch den Widerstand 53. Der Transistor T1 ist nicht mehr länger
mit Senkenstrom über den Widerstand 53 belastet und damit in der Lage, mehr Strom von der Basis des Transistors
T2 aufzunehmen, womit der Transistor T2 weiter leitfähig
wird. Mit zunehmender Einspeisung von mehr Basisstrora von dem Transistor T2 in den Transistor T3 wird der
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Transistor T3 in einen Sättigungszustand getrieben.
Sowie die Kollektorspannung des Transistors T3 zur Sättigung hin abzusinken beginnt, beginnt der Transistor
T3 Strom von der Basis des Transistors T2 über den Widerstand 53 aufzunehmen,· welcher die Leitfähigkeit des
Transistors T 2 aufrechterhält;, auch wenn der Transistor T1 nicht-leitend werden sollte. Wenn somit die leitfähigkeit
einmal hergestellt ist, halten sich die Transistoren des Transistorpaares T2, T3 gegenseitig im leitfähigen Zustand, wobei sie die Spule
erregt halten, auch wenn der Transistor T1 nicht mehr
leitfähig ist. Das Transistorpaar T2,T3 wird in seinen
anderen Zustand wieder zurückgestellt sowie die Spännung an der Leitung 29 nach der Erregung der Spule 48 abfällt.
Die Spule 48 and die Schalterkontakte 19 sind Teile des
Relais 49, Das Relais 49 enthält einen Eisenkern 58,
einen Eisenanker 59 und eine Feder 60. Die Kontakte sind durch die Feder 60 in eine geschlossene Stellung
vorgespannt; sie werden von dem Anker 59 in die geöffnete
Stellung überführt, wenn die Spule 48 von der Leitung 29^ durch die Spule 48 und durch den leitfähigeri
Transistor T3 fließendem Strom erregt wird. Die Spule 48, der Kern 58 und der Ank-*er 59 sind derart angeordnet,
daß die erregte Spule 48 den Anker 59 in eine
solche Stellung bezüglich des Kernes 58 bringt^ daß ein Schließungskreis für den Restmagnetisinus geschlossen wird. Dieser geschlossene Schließungskreis
für den Restmagnetismus hält den Kern 58 und den Anker 59 nach der En regung der Spule 48 in dem gegebenen
Zustand. Das Relais 49 wird durch Strom zurückgestellt, der von einem Kondensator C5 geliefert wird
und von einer Verzweigungsstelle 57 durch die Spule zu der Leitung 29 fließt. Dieser Rucks teils troia fließt
in einer solchen Richtung, daß der zwischen dem Anker
und dem Kern 58 wirkende Restiaagnetismus ausgelöscht wird, so daß die Feder 60 den Anker 59 in eine Stellung über-
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führen kann, in der die Kontakte 19 geschlossen sind*
Eine Rückstellschaltung, welche den Restrnagnetismus auslöscht,
und damit das Schließen der Kontakte nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne nach der Erregung der
Spule 48 bewirkt, enthält Transistoren T4, T5, T6, T7,
den Zeitkondensator CS, einen Kondensator C6, Widerstände
61,62,63,64 und eine Diode D4. Der zeitgebende Kondensator C5 ist an einer Seite an dem Verzweigungspunkt 57 und an seiner anderen Seite an einen
Verzweigungspunkt. 65 angeschlossen. Der Verzweigungspunkt 65 ist seinerseits über den Widerstand 61
mit einer Leitung 66 verbunden, die ihrerseits an die Anode der Diode D4 angeschlossen ist, deren Kathode
mit der Leitung 30 verbunden ist. Der Emitter des Transistors T4 ist an den Verzweigungspunkt 65 angeschlossen.
Die Transistoren T4, T5 und T6 liegen mit ihren Kollektoren an der Leitung 29. Der Emitter des
'Transistors T6 ist an die Basis des Transistors T5 angeschlossen, während der Emitter des Transistors T5 an der
Basis des Transistors T4 liegt. Die Basis des Transistors T6 ist über den Widerstand 62 mit dem Verzweigungspunkt
verbunden. Die Basis des Transistors T6 ist ebenfalls mit dem Kollektor des Transistors T7 und über den Kondensator
C6 mit einem Verzweigungspunkt 67 verbunden, welcher zwischen in Reihe geschalteten Widerständen 63,64 liegt.
Der Emitter des Transistors T7 ist an die Leitung 66 angeschlossen. Die Basis des Transistors T7 ist mit dem Verzweigungspunkt
67 verbunden, während die Widerstände 63, 64 in Reihe zwischen den Leitungen 29,66 liegen.
Zunächst wird, wenn die Schalterkontakte 13-15 einen Schaltkreis zwischen dem Motor M und der Stromquelle
schließen, der Kondensator C5 durch einen Ladestrom geladen, der durch die Spule 48/den Widerstand 61 und die Diode D4
in einer solchen Richtung fließt, daß die auf der Seite
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des Verzweigungspunktes 57 liegende Seite des Kondensators C5 positiv wird. Der Widerstand 61, dessen
Impedanz 10 KXi beträgt, begrenzt den Ladestrom
auf einen solchen Wert, daß das Relais 49 nicht erregt wird, während andererseits der Transistor T4 während der
transienten Periode nach dem ersten Schließen der Schalterkontakte 13-15 in der Rückwärtsrichtung vorgespannt
wird. Die Widerstände 63,65 weisen Impedanzwerte von 20 ΜΛ bzw. 680 K'n. auf. Der Transistor T7
wird somit schließlich leitend, wenn das Potential an der Verzweigungsstelle 67 bezüglich der Leitung 66
positiv wird, während die Transistoren T6,T5,T4 nichtleitend bleiben,, weil der durch den Widerstand 62
fließende Strom von dem leitfähigen Transistor T7 aufgenommen
wird.
Wie bereits erwähnt, bewirkt die Spannungspegelüberwachungsschaltung
ein Öffnen der Schalterkontaktei9 , wenn die
Ladung des Kondensators C3« einen vorbestimmten Wert erreicht, während die Schalterkontakte 19 offen bleiben,
wenn die Spule 48 entregt ist, weil bei der ersten Erregung der Spule 48 zv/ischen deir. Anker 59 und dem Kern
ein Schließungskreis für den Restrnagnetismus hergestellt
worden ist. Zufolge des Öffnens der Schalterkontakte wird die Spule 16 entregt, während die Schalterkontakte
13,15 und 20 geöffnet werden, womit die Leistungse.ingangsschaltung des Motors M und der Stromquelle 27
unterbrochen wird. Wegen des Abschaltens der Eingangsleistung zu der Stromquelle 27 kann der Kondensator C5
sich mit einer Geschwindigkeit entladen, die.durch eine Schaltung bestimmt ist, welche den Verzweigungspunkt 57, den Widerstand 62, die Kollektor - Emitter -STrecke
des Transistors T7 und den Widerstand 61 sowie eine Schaltung enthält, zu der der Verzweigungspunkt 57,
die Spule 48, der Widerstand 63, die Basis-Emitterstrecke des Transistors T7 und der Widerstand 61 gehören.
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Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne reicht der Spannungsfall an dem Widerstand 64 nicht mehr aus,
um den Basisreststrom des Transistors T7 aufrechtzuerhalten, so daß der Transistor T7 nicht-leitend wird.
Dies hat zur Folge/ daß durch den Widerstand 62 zur Basis des Transistors T6 ein Basisstrom fließt und damit
die Transistoren T6,T5,T4 schnell in einen leitfähigen Zustand umgeschaltet werden. Die verbleibende, in dem
Kondensator gespeicherte Energie wird über den von den leitenden Transistoren T4 - T6 gebildeten Weg geringer
Impedanz über die Spule 48 entladen; sie erscheint als ein Strom, der in einer solchen Richtung fließt, daß er den
zwischen dem Kern 58 und dem Anker 59 vorhandenenRestmagnetismus
aus löscht^ so daß die Feder 60 den Anker aus seiner Stellung bezüglich des Kernes 58 herausbewegen
und die Schalterkontakte 19 schließen kann.
Eine Schaltung zur Ladung des Kondensators C3 beim Auftreten eines einphasigen unsymmetrischen Betriebszustandes
oder eines Betriebszustandes mit falscher Phasenfolge in der Leistungsschaltung des Motors M enthält die
"folgenden Bauelemente: Einen Transistor T8, Kondensatoren C7, C8, eine Diode D5 und Widerstände 68 - 73.
Der Kondensator C7 liegt zwischen der Klemme 21 und einem Verzweigungspunkt 74, während der Widerstand 68
zwischen dem Verzweigungspunkt 74 und der Leitung 36
angeordnet ist. Der Transistor T 8 ist mit seiner Basis an den Verzweigungspunkt 7 4 und mit einem Kollektor
über einen Verzweigungspunkt 75 und den Widerstand 69 an die Leitung 29 angeschlossen.. Ein Emitter des Transistors
C8 ist über den Widerstand 70 mit einem Verzweigungspunkt 76 verbunden, der über dem Widerstand
71 an die Leitung 30 und über den Widerstand 72 an die
Klemme 23 angeschlossen ist. Der Kondensator C8 ist auf einer Seite an den Verzweigungspunkt 75 und auf der
anderen Seite über den Widerstand 73 an den Verzweigungspunkt 37 angeschlossen. Eine Anode der Diode D5 ist mit
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der Leitung 36 verbunden, während die Kathode der DxoÖe D5 an einen zwisehen dem Kondensator C8
und dem Widerstand 73 liegenden Verzweigungspunkt 77 angeschlossen ist.
Die Ausgangsklemmen 21,22 der Sekundärwicklung CIS
sind mit "der Basis-Emitterschaltung des Transistors T8 über eine Schaltung verbunden, welche den Kondensator
C7, die Basis-Emitterstrecke des Transistors TS, den
Widerstand 70, den verzweigungspunkt 76, den Widerstand
72, die Sekundärwicklung C2S, die Leitung 30, den
Widerstand 47, den Widerstand 46 und die Leitung 36 enthält. In ähnlicher Weise sind die Ausgangsklemmen 23,24 der
Stromwandlersekundärwicklung C2S mit der Basis-Emitterschaltung
des Transistors T8 über eine Schaltung verbunden, welche die Leitung 30, den Widerstand 47, den
Widerstand 46, die Leitung 36, die Sekundärwicklung ClS, den Kondensator C7, die Basis-Emitterstrecke des Transistors
T8, den Widerstand 70 und den Widerstand 72 enthält.
Die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung C1S wird in
ihrer Phase durch ein Phasenvoreilungsnetzwerk, das aus dem Widerstand 6β und dem Kondensator C7 besteht,
derart verschoben, daß die zwischen dem Verzweigungspunkt 74 und der Klemme 22 auftretende Spannungswelle gegenüber
der zwischen den Klemmen 21,22 auftretenden Spannungswelle um 60° voreilend in der Phase verschoben
ist, während sie mit der Spannung zwischen den Klemmen 23,24 in Phase ist. Wenn die Leitungen 10-12 somit
eine symmetrische gleichmässige Stromverteilung aufweisen, ist die Spannung an den Verzeigungspunkten 74,76 in
Größe und Polarität gleich,während der Transistor T 8 nicht—leitend ist, weil die Summe der beiden.Spannungen,
die an dem Emitterlastwiüerstand 70 .erscheint, Null ist.
Der von der. Widerständen 71,72 gebildete Spannungsteiler liegt in der Schaltung mit der Aufgabe, die an dem
Phasenverschiebungsnetzwerk auftretende Spannungs-
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/1$
dämpfung auszugleichen.
Wenn eine falsche Phasenfolge oder eine Stromunsymmetrie in den Leitungen 10-12 der Stromversorgung des
Motors M auftritt, erscheinen an den Verzweigungspunkten 74,76 unterschiedlich große Spannungen; die Differenz
wird durch den Transistor T8 verstärkt, sie erscheint an dem Widerstand 69, an dem Verzweigungspunkt 75, der
über den Trennkondensator C8 an die Diode D5 angekoppelt ist.Das verstärkte Signal wird von der Diode D5 gleichgerichtet;
es lädt den zeitgebenden Kondensator C3 über den Widerstand 73 auf, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
22O K-Tl. hat. Wie bereits erwähnt, wird
der Kondensator C3 in Abhängigkeit von normalen Überlastungszuständen in der Energieversorgung des Motors M
aufgeladen; er macht die Transistoren T1,T2,T3 leitend und bewirkt, daß die Spule 48 des Relais 49 erregt wird,
wenn die Ladung des Kondensators C3 einen vorbestimmten Wert erreicht. Die Summierung der Unsyminetrieausgangsspannungen
der Wicklungen C1S, C2S geschieht über den
Emitterlastwiderstand 70 des Emitterfolgetransistors T8;
sie erscheint an dem Verzweigungspunkt 75 als ein Wechselspannungssignal, das durch die Diode DS gleichgerichtet
wird und das den zeitgebenden Kondensator c3 schnell über die Impedanz des Widerstandes 7 3 auflädt,
so daß nach Ablauf einer minimalen Zeitspanne nach der Feststellung des ünsymmetriezustanäs das Relais 49 bereits
erregt und die Stromversorgung des Motors M unterbrochen werden. Falls gewünscht, kann die Auslösung der Überlastüberwachungsschaltung
in Abhängigkeit von Umgebungstemperaturänderungen in der Nähe des Motors M abgeändert
ausgebildet v/erden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß ein Thermistor 78 mit negativem Temperaturkoeffizienten
in der Nähe des Motors M angeordnet und zwischen die Basis des Transistors T2 und die Leitung 36 eingeschaltet
wird. Diese Anordnung hat die Wirkung, daß die Bezugsspannung mit"zunehmender Temperatur des Thermistors 78
abnimmt, so daß die Transistoren T27T3 in Abhängigkeit
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von niedrigeren Ladungspegeln an dein Kondensator C3 in ihren leitfähigen Zustand umgeschaltet werden.
Änderungen der Umgebungstemperatur können auch dadurch kompensiert werden, daß ein Thermistor?8a mit positive
Temperaturkoeffizienten in der Nähe des Motors M ange-.
ordnet und zwischen dem Verzweigungspunkt 37 und der
Leitung 30 eingeschaltet wird. Diese Anordnung hat die wirkkung, daß die Ladegeschwindigkeit des Kondensators C3
mit steigender Temperatur des Thermistors78a zunimmt, mit dem Ergebnis, daß der Transistor T1 in Abhängigkeit
von einem erniedrigten Pegel des Überlaststromes des Motors M in den leitfähigen Zustand" geschaltet wird.
Beide Arten von Thermistoren können auch in dem Motor oder in der Motorwicklung angeordnet werden, um damit
einen zusätzlichen Temperaturanstieg -festzustellen, der beispielsweise von einer verstopften Lüftung und damit
nicht von einer übermässigen Strombelastung des Motors M herrührt. Selbstverständlich kann die Einschaltung der Thermistoren
in die Schaltung einen gewissen Einfluß auf die Schaltungseigenschaften haben, die durch entsprechende
Einregulierung anderer Schaltungsparameter kondensiert werden muss.
Die Schutzeinrichtung enthält außerdem Mittel zur Feststellung von Erdungsfehlern geringer Potentialdifferenz
in der Motorenergieversorgungsschaltung. Die Mittel zur Feststellung des Erdungsfehlers enthalten
einen Differentialtransformator 79, einen Vollwellengleichrichter
80 in Brückenschaltung,einen einstellbaren Widerstand
81, Transistoren T9, T10, einen Kondensator C9, Dioden D6, D7, Widerstände 82 - 87 und gegebenenfalls
eine Erregerspulenwicklung 88 eines Relais, welches eine Alarmschaltung auslöst.
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- -wer -
Der Differentialtransformator 79 überwacht den in den
Leitungen 10-12 fließenden Strom;er weist einen Ringkern 89 auf, der aus einem Material mit hoher
. magnetischer Permeabilität besteht. Die Leitungen 1Ο-12
verlaufen durch eine Öffnung in dem Ringkern 79; sie
bilden Primärwicklungen mit zumindest einer Windung. Der Differentialtransformator 79 weist ausserdem eine
Sekundärwicklung 90 auf, die aus einer Anzahl auf den Ringkern 89 aufgebrachter Drahtwindungen besteht. Die
Sekundärwicklung 90 versorgt den Vollwellengleichrichter 80, der mit Dioden arbeitet und dessen Ausgangsklemmen
an zwei Leitungen 91,92 angeschlossen sind. Die Dioden des Gleichrichters 80 sind derart gepolt, daß die Leitung
91 bezüglich der Leitung 92 eine positive Polarität aufweist. Der verstellbare Widerstand 81, der zwischen
den Leitungen 91,92 an den Ausgangsklemmen des Gleichrichters 80 liegt, ermöglicht eine Empfindlichkeitsein-Stellung,
die es gestattet, den Ansprechpegel der Überwachungsschaltung derart einzustellen, daß er auf
den Vollastnennstrom des Motors abgestimmt ist. Die Ausgangsgröße des Gleichrichters 80 wird durch einen Kondensator
C9 geglättet, welcher zusammen mit dem
"Widerstand 82 die Ansprechgeschwindigkeit der überwachungsschaltung
bestimmt. Der Widerstand 82 liegt in der Leitung 91 zwischen dem Gleichrichter 80 und dem
Kondensator C9, während der Kondensator C9 zwischen dem Widerstand 82 und der Leitung 92 liegt. Der
Transistor C9 ist mit seinem Emitter an die Leitung
92 und mit seiner Basis über den Widerstand 83 an die der Leitung 91 zugewandte Seite des Kondensators C9 angeschlossen.
Ein Kollektor des Transistors C9 ist über den Widerstand 85 mit der Easis des Transistors T10 verbunden.
Die Basis des Transistors T10 ist über den Widerstand 84 an die Leitung 29 angeschlossen. Kin Emitter des
Transistors T10 ist mit der Leitung 29 verbunden, während ein Kollektor des Transistors T10 an einem Verzweigungspunkt
93 liegt. Der Widerstand 67 liegt zwischen den Verzweigungspunkt 93 und der Basis des Transistors T9,
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während die Erregerwicklung 88 zwischen dem
Verzweigungspunkt 93 und der Leitung 30 liegt. Der Verzweigungspunkt 93 ist ausserdem mit der Anode der
Diode D6 und der Kathode der Diode D7 verbunden. Die Kathode der Diode D6 ist über einen Widerstand R an die
Basis des Transistors T3 angeschlossen, während die Anode der Diode D7 mit der Leitung 30 verbunden ist.
Ein Widerstand 86 liegt zwischen der Basis des Transistors T9 und der Leitung 30. Ausserdem verbindet eine Leitung
94 die Leitung 36 mit der Leitung 92, so daß die Leitungen
36,92 auf einem gemeinsamen Potential stehen, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel plus
0,4 V Gleichspannung beträgt.
Im folgenden soll die Wirkungsweise der Erdungsfehler-Schutz- oder Überv/achungseinrichtung beschrieben werden:
Wenn kein Erdfehler vorhanden ist, ist die Summe der von der an die Klemmen L1,L2,L3 angeschlossenen Stromquelle
durch den Motor M und die Leitung 10-12 fließenden Ströme Null, so daß auch die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung
90 Null ist. Tritt auf der Motorseite des Kernes 79 ein Erdschluß oder Erdfehler auf, so ist
die Summe der durch die Leitungen 10-12 fließenden Ströme nicht mehr Null; es wird in der Sekundärwicklung 90 ein
Strom induziert, der zur .Folge hat, daß von der Sekundärwicklung 90 ein Ausgangssignal abgegeben wird,
dessen Größe von dem Ausmaß des Erdschlusses abhängt. Das Ausgangssignal der Sekundärwicklung 90 wird von·dem
Vollwellengleichrichter 80 gleichgerichtet; es erscheint zwischen den Leitungen 90,92 als Gleichstromsignal,
dessen Größe durch dieEinstellung des Widerstandes 81 bestimmt ist. Der Kondensator C9 filtert das-Signal
und verzögert gemeinsam mit dem Widerstand 82 den Spannungsanstieg zwischen den Leitungen 91,92. Der
Emitter des Transistors T9 ist an die Leitung 92 angeschlossen, die wegen der durch die Leitung 94 gebildeten
Verbindung auf einen; + 4,0 V positiven 'Gleichpotential
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steht. Die Basis des Transistors T9 ist über den Widerstand
86 an die Leitung 30 angeschlossen, die auf einem NuIlvoltpotential
steht. Damit ist der Transistor T9 normaler-' weise entgegen seinem leifähigen Zustand vorgespannt. Der
Transistor T9 wird leitfähig sowie die Ladung des Kondensators C9 ein Potential erreicht/ welches die Vorspannung
und den Basis-Emitterspannungsfall des Transistors T9 übersteigt. Der leitfähige Transistor T9 bewirkt die Umschaltung
des Transistors T10 in den leitfähigen Zustand, womit die Erregerwicklung 88 erregt wird. Wegen der Leitfähigkeit
des Transistors T1O steigt ausserdem das Potential
an dem Verzweigungspunkt 93, womit Strom durch die Diode D6 und den Widerstand R zu der Basis des Transistors T3 fließt
und der Transistor T3 in den leitfähigen Zustand umgeschaltet wird, so daß die Spule 48 in der bereits beschriebenen
Weise erregt wird. Die Spule 48 öffnet bei der Erregung die Schalterkontakte 19; ausserdem werden die
Schalterkontakte 13-15 und 20 geöffnet, womit die Energieversorgungsschaltung
des Motors M unterbrochen und die Stromquelle 27 in bereits beschriebener Weise abgeschaltet
werden. Der Widerstand R dient zur Begrenzung des von der Diode D 6 zu Basis des Transistors T3 zur überführung
des Transistors T3 in den voll leitfähigen Zustand fließenden Stromes. Ausserdem verhindert er, daß der Verzweigungspunkt
93 über die Diode D6 und die Basis-Emitterstrecke des Transistors T3 spannungsmässig an die negative
Leitung 30 angeklemmt ist. Die Widerstände 84,85 wirken als Kollektorbelastungswiderstände des Transistors T9,
während der Widerstand 84 als Basisbelastungswiderstand für den Transistor T10 dient. Der Widerstand 87, der zwischen
dem Verzweigungspunkt 93 und der Basis des Transistors T9 liegt, gibt ein Rückkopplungssignal, welches die Leitfähigkeit
des Transistors T9 bei leitfähigem Transistor T10 erhöht.
Die Diode D7 liegt an der Erregerwicklung 88, um die in der Erregerwicklung 88 gespeicherte induktive Energie bei der
Entregung der Erregerwicklung 88 abzuleiten. Ais elektrischer Störschutz können die Kondensatoren C in der in Fig. 1 darstellten
Weise vorgesehen v/erden.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 weist die Gleichstromquelle
27 einen Dreiphasen-Vollwellengleichrichter 28 in Brückenschaltung auf, der mit Dioden arbeitet und dessen
zwei Ausgangsklemmen an zwei Leitungen 29,30 angeschlossen sind. Die drei Eingangsklemmen der. Gleichrichterschaltung
28 sind jeweils über zwei in Reihe liegende Kondensatoren 31/32 an die drei Leitungen 10,11,12 auf der Motorseite der
Schalterkontakte 13-15 angeschlossen, so daß beim öffnen .der Schalterkontakte 13-15 die Stromversorgung der Schutz-
und Überwachungseinrichtung unterbrochen wird. Die Kondensatoren 31,32 wirken in ihren Schaltungen als kapazitive
Impedanzen;sie sind vorgesehen, um die bei Verwendung von Widerständen sonst auftretende Wärmeentwicklung zu vermeiden.
Die zwischen den Leitungen 29,30 liegende Gleichspannung wird durch einen Kondensator 33 gefiltert und durch eine
Zehnerdiode 34b geregelt, so daß die Leitung 25 auf einem positiven Gleichpotential von + 15V bezüglich der Leitung
30 steht. Die Bauelemente der Stromquelle 27 sind derart ausgelegt, daß beim Ausfall einer der Phasen der an die
Klemmen L1,L2,L3 angeschlossenen Energiequelle die Stromquelle 27 immer noch in der Lage bleibt, das geregelte + 15V
Gleichpotential zwischen den Leitungen 29,30 über den gesamten Bereich der notwendigen Speisespannungen,d.h.
zwischen etwa 77 bis 726V,zu liefern. Die Widerstände 35, die in der die Stromquelle 27 bildenden Schaltung vorgesehen
sind, wirken als Vorbelastungswiderstände.
Eine zur Überwachung und Verarbeitung des Ausgangsspannungssignales
des Stromwandlers C1 vorgesehene Schaltung enthält einen Kondensator C3b, der auf einer
Seite über eine Leitung 36b an die Klemme 22 und auf der anderen Seite über eine gleichrichtende Impedanzschaltung,
welche einen Verzweigungspunkt 37b, einen Widerstand 3 8b, einen Verzweigungspunkt 39b und eine Diode D1b enthält, an die
Klemme 21 angeschlossen ist. Die Diode Dib ist derart gepolt, daß die auf der Seite der Verzveigungspunkte 37b liegende
Seite des Kondensators C3b eine positive Polarität auf v/eist. Es ist an sich bekannt, daß in einer einfachen RC-Zeitschaltung
eine die Ladezeit des Kondensators bis zum Erreichen einer bestimmten Spannung in Abhängigkeit von der Eingangs-
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spannung der RC-Schaltung anhebende Kurve einer inversen
Funktion entspricht. Außerdem entspricht eine Kurve, welche
bis
bei einem Motor die Zeit/ zum Erreichen einer vorgegebenen Temperatur in Abhängigkeit von dem Motorstrom angibt, ebenfalls einer inversen Funktion (näherungsweise einer inversen quadratischen Funktion),Die Schaltung enthält außerdem Möglichkeiten' zur Veränderung der Ladung des Kondensators C3b in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Wandlers C1, derart, daß die Ladung des Kondensators C3b genauer der von den Eingangsströmen des Motors M hervorgerufenen Wärmewirkungen entspricht. Die Schaltung,die eine Ladung des Kondensators C3b in einer nicht-linearen Zeitabhängigkeit bewirkt, enthält einen Widerstand 40b und eine Zenerdiode D2b,die in Reihe zwischen Verzweigungspunkten 39b und 37b und parallel zu dem Widerstand 3 8b liegen.
bei einem Motor die Zeit/ zum Erreichen einer vorgegebenen Temperatur in Abhängigkeit von dem Motorstrom angibt, ebenfalls einer inversen Funktion (näherungsweise einer inversen quadratischen Funktion),Die Schaltung enthält außerdem Möglichkeiten' zur Veränderung der Ladung des Kondensators C3b in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Wandlers C1, derart, daß die Ladung des Kondensators C3b genauer der von den Eingangsströmen des Motors M hervorgerufenen Wärmewirkungen entspricht. Die Schaltung,die eine Ladung des Kondensators C3b in einer nicht-linearen Zeitabhängigkeit bewirkt, enthält einen Widerstand 40b und eine Zenerdiode D2b,die in Reihe zwischen Verzweigungspunkten 39b und 37b und parallel zu dem Widerstand 3 8b liegen.
Der Kondensator C3b ist zunächst vollständig entladen; er bildet eine niedrige Impedanz für den durch den Widerstand 3 8b
von den Ausgangsklemmen 21,22 zufließenden Ladestroms.Die
Parameter des Widerstandes 40b und der Zenerdiode D2b sind derart gewählt, daß,wenn das an den Klemmen 21r22 auftretende
Spannungssignal kleiner als ein vorbestimmter Wert,d.h.5,6V
ist, die Zenerdiode D2b einen Stromfluß durch den Widerstand 40b verhindert. Sowie die Ausgangsspannung an den
Klemmen 21,22 5,6V erreicht, beginnt Strom durch die Diode D2b und den Widerstand 40 zu fließen, womit die Ladegeschwindigkeit
des Kondensators C3b erhöht wird. Falls notwendig können zusätzliche Schaltungen mit Widerständen und Dioden ähnlich
dem Widerstand 40b und der Diode D2b der Schaltung hinzugefügt werden, um damit die Ladegeschwindigkeit des Kondensators
C3b in Abhängigkeit von der zwischen den Klemmen 21,22 auftretenden Ausgangsspannung zu erhöhen, so daß die Ladegeschwindigkeit
des Kondensators C3b tatsächlich der von der Strombelastung des Motors M herrührenden Wärmeentwicklung und
nicht einer Ladegeschwindigkeit entspricht,die sich ergibt, wenn lediglich ein Widerstand 38b in der Ladeschaltung des
Kondensators C3b liegt.
Die an dem Kondensator C3b auftretenden Spannung wird von einer
Überwachungsschaltung mit hoher Eingangsirapedanz überwacht,
die eine Ausgangsspannung zu einer Spule 48 eines Relais liefert, wenn die an dem Kondensator C3b auftretende Spannung
einen vorbestimmten Spannungspegel überschreitet.
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Die Pegelüberwachüngsschaltung enthält Transistoren TIh,
T2b. Der Transistor Tib ist mit seiner Basis über Verzweigungspunkt 37b an eine Seite des Kondensators C3b
angeschlossen, während er mit einem Emitter über, einen Widerstand 50b und einen Widerstand 51b an die andere
Seite des Kondensators C3b angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors T1b ist außerdem über den Widerstand 50b
und einem Widerstand 52b mit der Leitung 3O verbunden.
Der Transistor Tib ist mit einem Kollektor über einen Stör
schutzkondensator " 10b rait der Leitung 29 und über
einen Widerstand 54b mit einer Leitung 55b verbunden. Der Kollektor des Transistors TIb ist außerdem mit der
Basis des Transistors T2b verbunden. Der Transistor T2b ist mit seinem Emitter über eine Zenerdiode D3b an die
Leitung 29 und über einen Widerstand 56b an.die Leitung
36b angeschlossen. Eine Diode D4b liegt parallel·zu dem
Widerstand 51b zwischen der Leitung 36b und einem Verzweigungspunkt 57b, welcher zwischen den Widerständen
50b, 52b vorgesehen ist. Der Kollektor des Transistors T2b
ist über zwei in Reihe liegende Widerstände 58b, 59b mit der Leitung 30 verbunden. Ein Thyristor SCR ist mit seiner
Kathode unmittelbar an die Leitung-30 angeschlossen; er
liegt mit seiner Anode über einem Verzweigungspunkt in der Leitung 55b und die Spule 48 an der Leitung 29. Die
Steuerelektrode des Thyristors SCR ist mit einem zwischen den in Reihe liegenden Widerständen 58b, 59b angeordneten
Verzweigungspunkt 60b verbunden. Zwischen der Anode und ' der Kathode des Thyristors SCR liegt ein Filterkondensator
C 4b.'
Die Basis-Emitter-Schaltung des Transistors Tib enthält
die Widerstände 50b, 51b, die derart ausgelegt sind, daß sie eirie hohe Impedanz aufweisen; um die Entladung des Kondensators
C3b zu verzögern, wenn die Energieversorgung der Schaltung abgeschaltet wird und die hohe Eingangsimpedanz
zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors Tib verschwindet. Der Basis-Emitter-Spannungsfall in der
Durchlaßrichtung des Transistors Tib.wird dadurch ausge-
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2 3 5 Λ 5 9 4 XH
glichen, daß der Emitter des Transistors an eine kleine negative Spannungsquelle angeschlossen ist, die
durch den Verzweigungspunkt 57b gebildet wird und die bewirkt, daß der Transistor Tib dann leitfähig wird, wenn
die an dem Kondensator C3b auftretende Spannung 1,15 Volt beträgt. Die Diode D4b, die parallel zu dem Widerstand 51b
liegt, ist dazu vorgesehen, die Basis-Emitterleitfähigkeit des Transistors Tib bei Temperaturänderungen zu kompensieren
.
Ein parallel zu dem Kondensator C3b zwischen dem Verzweigungspunkt
37b und der Leitung 36b liegender Widerstand 41b weist einen Widerstandswert von 10 H-*- auf; zusammen
mit dem Transistor T1b und den Widerständen 50b, 51b steuert er die Entladung des Kondensators C3b. Wenn die an
dem Kondensator C3b liegende Spannung größer ist als 0,6 Volt wird die Entladung von den Widerständen 41b, 50b, 51b gesteuert.
Ist die Spannung kleiner als 0,5 Volt, so ist der Transistor Tib nicht-leitend, womit die Entladegeschwindigkeit
ausschließlich durch den Widerstand 41b bestimmt ist.
Der Spannungspegel, bei dem der Transistor T2b in Abhängigkeit
von der an dem Kondensator C3b auftretenden Spannung in den leitfähigen Zustand umgeschaltet wird, ist durch die
Zenerspannung an der Zenerdiode D3b plus dem Emitter^-Basis-Spannungsfall
des Transistors T2b bestimmt. Bei der dargestellten Schaltung beträgt dieser Spannungspegel 5,2 Volt.
Eine Zunahme der an dem Kondensator C3b liegenden Spannung hat zur Folge, daß die Leitfähigkeit des Transistors Tib
zunimmt, so daß an dem Widerstand 5 4b eine Spannungserhöhung auftritt. Der Transistor T2b wird in einen leitfähigen
Zustand umgeschaltet, sowie 5,2 Volt an dem Widerstand 54b erscheinen; er liefert dann einen Steuerelektrode-Kathodenstrom
zu dem Thyristor SCR, womit der Thyristor SCR in den leitfähigen Zustand umgeschaltet wird. Im leitfähigen
Zustand ergibt der Thyristor SCR eine positive Rück-
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koppelung, unter deren Wirkung die Leitfähigkeit des
Transistors T2b wegen der von dem Widerstand 54b gebildeten Rückkoppelungsschleife vergrößert wird. Der in den
leitfähigen Zustand umgeschaltete Thyristor SCR zieht über den Widerstand 54b Strom aus der Basis des Transistors
T2b. Diese positive Rückkopplungswirkung treibt den Transistor T2b in eine erhöhte Leitfähigkeit, so daß
dem Thyristor SCR mehr Steuerelektrodenstrom zugeführt wird. Der leitende Thyristor SCR bewirkt die Erregung
der Spule 48.
Die Spule 48 und die Schalterkontakte 19 sind Teile eines Relais, das einen Eisenkern, einen Eisenänker und eine Feder
enthält. Die Schalterkontakte 19 sind durch die Feder in die geschlossene Stellung vorgespannt; sie werden in
die geöffnete Stellung überführt, sowie die Spule 43 durch
von der Leitung 29 durch den leitenden Thyristor SCR fliessenden Strom erregt wird. Die Spule 48, der Eisenkern und
der Anker des Relais sind derart ausgelegt, daß die erregte Spule 48 den Anker in eine solche Stellung bezüglich des
Eisenkernes überführt, daß ein Schließungskreis für den
Restmagnetismus geschlossen wird. Der geschlossene Schliessungskreis für den Restmagnetismus hält den Anker nach der
Entregung der Spule 48 in seiner Stellung bezüglich des Eisenkernes fest.
Das Relais wird durch Strom zurückgestellt, der durch einen
Kondensator C5b geliefert und der von der Leitung 55b zu
der Leitung 29 über die Spule 48 fließt. Dieser Rückstellstrom fließt in einer solchen Richtung, daß er den zwischen
dem Anker und dem Eisenkern des Relais v/irkenden Restmagnetismus auslöscht und damit der Feder die Möglichkeit gibt,
den Anker in eine Stellung zu überführen, in der die Schalterkontakte 19 geschlossen sind.
Eine Rückstellschaltung, welche den Restmagnetismus auslöscht und das Schließen der Schalterkontak-te 19 nach Ablauf einer
vorbestimmten Zeitspanne nach der Entregung der Spule 48 be-
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wirkt, enthält zwei als Darlington-Verstärker DT geschaltete Transistoren, einen Transistor T3b, den zeitgebenden
Kondensator C5d, einen Kondensator C6b, Widerstände 61b, 62b
63b, 64b, eine Diode D5b und einen Kondensator C9b. Der
zeitgebende Kondensator C5b ist auf einer Seite an die Leitung 55b und auf.der anderen Seite an einen Verzweigungspunkt 65b angeschlossen. Der Verzweigungspunkt 65b ist über
den Widerstand 61b mit einer Leitung 66b verbunden, die ihrerseits über die Diode D5b an die Leitung 3O angeschlossen
ist. Der Emitter der Darlington-Transistoren ÖT ist an den Verzweigungspunkt 65b angeschlossen, während der
Kollektor der Darlington-Transistoren DT mit der Leitung verbunden ist. Die Basis der Darlington-Transistoren DT
ist über den Widerstand 62b mit der Leitung 55b verbunden, während die Basis der Darlington-Transistofen DT ebenfalls
an den Kollektor des Transistors T3b und über den Kondensator C9b an einen Verzweigungspunkt 67b angeschlossen ist,
der zwischen in Reihe geschalteten Widerständen 6 3b, 6 4b liegt. Der Emitter des Transistors T3b ist mit der Leitung
66b verbunden. Die Basis des Transistors T3b ist an den Verzweigungspunkfc 67b angeschlossen, während die Widerstände
63b, 64b in Reihe zwischen den Leitungen 29, 66b liegen.
Bei geschlossenen Schalterkontakten 13-15 und damit eingeschaltetem
Motor M und eingeschalteter Stromquelle 27 wird ainächst der Kondensator C5b mit einem Ladestrom aufgeladen,
der durch die Spule 48, den Widerstand 61b und die Diode D5b in einer solchen Richtung fließt, daß die der Leitung
55b zugewandte Seite des Kondensators C5b positiv wird. Der Widerstand 61b, dessen Wert 4,5 k-Τ- ist, begrenzt den
Ladestrom auf einen solchen Wert, daß das Relais nicht erregt und die Darlington-Transistoren DT v/ährend der transienten"
Periode nach den ersten Schließen der Schalterkontakte
13 - 15 in Rückwärtsrichtung vorgespannt v/erden. Die Widerstände
6 3b, 64b weisen Impedanzv/erte von 8,2 11-n- bzw. 82O
k-o- auf. Der Transistor T3b wird sodann schließlich leitfähig,,
v/enn das Potential an dem Verzweigungspunkt 57b be-
409819/0379 " 28 "
züglxch der Leitung 66b positiv wird, während die Darlington-Trahsip.toren
DT nicht—leitend bleiben, weil der durch den Widerstand 62b fließende Strom durch den leitenden
Transistor T3b von den Darlington-Transistoren DT abgeleitet wird.
Wie bereits erwähnt, bewirkt die Spannungspegelüberwachungsschaltung
ein öffnen der Schalterkontakt 19, wenn die Ladung des Kondensators C3b einen vorbestimmten Wert erreicht,
wobei die Schalterkontakte nach der Entregung der Spule wegen des bei der vorherigen Erregung der Spule 8 zwischen
dem Anker und dem Eisenkern des Relais hergestellten
Schließungskreises des Restmagnetismus offen bleiben. Mit dem Öffnen der Schalterkontakte 19 wird die Spule 16 entregtp
womit die Schalterkontakte 13 - 15, 2O die Stromversorgung
des Motors M unterbrechen und die Stromquelle 27 abschalten. Die Abschaltung der Stromquelle 27 hat zur
Folge, daß der Kondensator C5b sich in einem vorbestimmten zeitlichen Verlauf über eine Schaltung entladen kann,
welche die. Leitung 55b, den Widerstand 62b, die Kollektor-Emitterstrecke
des Transistors T3b und den Widerstand 61b sowie eine Schaltung enthält, zu der die Leitung 55b,
die Spule 48, der Widerstand 63b, die Basis-Emitterstrecke
des Transistors C3b und der Widerstand 61b gehören.
Nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspänne reicht der Spannungsfall
an de Widerstand 6 4b nicht mehr aus, um den Basis-Reststromes des. Transistors T3b zu liefern, womit
der Transistor T3b nicht-leitend wird. Der nicht-leitende Transistor T3b bewirkt, daß durch den Widerstand 62b ein
Basis-Reststrom zu der Basis der Darlington-Transistoren DT
fließt, womit die Darlington-Transistoren DT rasch in den leitfähigen Zustand umgeschaltet werden. Die verbleibende t
in dem Kondensator C5b gespeicherte Energie wird über einen durch die leitenden Darlington-Transistoren DT gebildeten
Weg geringenmpedanz in die Spule 48 entladen; sie erscheint
als Strom, der in solchen Richtung fließt, daß der Re3tmagnetismus
zwischen dem Kern und dem Anker des Relais aus-
4098 19/0 3 79
— 29 —
gelöscht wird, so daß die Feder den Anker aus seiner Stellung bezüglich des Kernes herausbewegt und die
Schalterkontakte 19 schließen kann.
Eine Schaltung, die das Auftreten eines 1-phasigen oder unsymmetrischen Zustandes oder einer falschen
Hiasenfolge in den Netzleitungen des Motors M feststellt
und den Kondensator C3b lädt, enthält einen Transistor C8b, Kondensatoren C7b# C8b, eine Diode
D6b und Widerstände 68b, 73b. Der Kondensator C7b liegt zwischen der Klemme 21 und einem Verzweigungspunkt 74b, während der Widerstand 68b zwisehen dem
Verzweigungspunkt 74b und der Leitung 36b angeordnet- ist. Der Transistor C8b ist mit seiner Basis an
den Verzweigungspunkt 74b und mit seinem Kollektor über einen Verzweigungspunkt 75b und dei Widerstand
69b an die Leitung 29 angeschlossen. Ein. Emitter des Transistors C8b ist über einen Emitterlastwiderstand
73b mit einem Verzweigungspunkt 76b verbunden, der seinerseits über den Widerstand 7Ob an die Leitung
und über den Widerstand 71b an die Klemme 23 angeschlossen
ist. Der Kondensator C8b ist auf einer Seite mit dem Verzweigungspunkt 75b und auf der anderen Seite
über den Widerstand 72b mit dem Verzweigungspunkt 37b verbunden. Eine Anode der Diode D6b ist an die Leitung
36b angeschlossen, während die Kathode der Diode D6b mit einem Verzweigungspunkt 77b verbunden ist, der
zwischen dem Kondensator C8b und dem Widerstand 72b liegt.
Die Ausgangsklemmen 21, 22 der Sekundärwicklung C1S liegen
in der Basis-Emitterschaltung des Transistors T8b über eine Schaltung, welche den Kondensator C7b, die
Basis-Emitterstrecke des Transistors T8b, den Emitter-Lastwiderstand 73b, den Widerstand 71b, die Sekundärwicklung
C2S, die .Leitung 30, den Widerstand 52b, den Widerstand 51b und die Leitung 36b enthält. In ähnlicher Weise
- 30 -409819/0379
- 3β- -
liegen die Ausgangsklemmen 23, 24, der Stromwandler-Sekundärwickrurig
C2S in der Basis-Emitterschaltung des Transistors T8b über eine Schaltung, welche die Leitung
30, den Widerstand 52b, den Widerstand 51b, die Leitung 36b, die Sekundärwicklung C1S, den- Kondensator
C7b, die Basis-Emitterstrecke des Transistors T8b, den. Emitter-Lastwiderstand 73b und den Widerstand 71b enthält.
Die Ausgangsspannung" der Sekundärwicklung C1S wird durch
ein voreilendes Phasenschieber-Netzwerks in der Phase verschoben, welches aus dem Widerstand 6 8b und dem Kondensator
C7b besteht, und zwar derart, daß die zwischen dem Verzweigungspunkt 74b und der Klemme 22 auftretende
Spannungswelle der zwischen den Klemmen 21, 22 auftretenden Spannungswelle um 60° voreilt und in Phase mit
der Spannung zwischen den Klemmen 23, 24 ist. Bei symmetrischen Strombedingungen in den Leitungen 10 - 12
ist somit das Potential an den Verzweigungspunkten 74bf
76b in der Größe gleich, wobei der Transistor T8b nichtleitend
ist und die Summe der beiden Spannungen, die an dem Emitter-Lastwiderstand 73b erscheint, Null ist. Der
aus den Widerständen 70b, 71b bestehende Spannungsteiler
ist in der .Schaltung dazu vorgesehen, eine an dem Phasenschieber-Netzwerk
auftretende Spannungsdämpfung zu kompensieren.
Wenn in den Speiseleitungen 10-12 des Motors M eine falsche Phasenfolge oder eine Stromunsymmetrie auftritt,
wird die Spannung an den Verzweigungspunkten 74b, 76b unterschiedlich groß; die Differenzspannung wird durch
den Transistor T8b verstärkt; sie erscheint an dem Widerstand·
69b an der Verzweigungsstelle 75b, die über den Trennkondensator C8b an die Diode D6b angekoppelt
ist. Das verstärkte Signal wird von der Diode D6b gleichgerichtet;
es.lädt über den Widerstand 72b, der bei den
dargestellten Ausführungsbeispiel einen Wert von 1oo k_rshat,'den
zeitgebenden Kondensator C3b auf. Wie bereits er-
0.98 1 9/0 3 79
- 31 -
wähnt, wird der Kondensator C3b in Abhängigkeit von normalen Überlastbedingungen in der Stromversorgung
des Motors M aufgeladen; er bewirkt, daß die Transistoren TIb, T2b leitfähig werden und die Spule 48 des
Relais erregt wird, wenn die Ladung des Kondensators C3b einen vorbestimmten Wert erreicht. Die Summierung
der Unsymmetrie-Ausgangsspannungen der Wicklungen C1S,
C2S geschieht zwischen der Basis-Emitterstrecke des Folge-Transistors T8b und dem Emitter-Lastwiderstand
37b. Die verstärkte Suiame erscheint an dem Verzweigungspunkt 75b als ein Gleichsignal, welches durch die Diode
D6b gleichgerichtet wird und das über die von dem Widerstand 72b gebildete !impedanz rasch den zeitgebenden Kondensator
C3b auflädt, so daß nach Verstreichen einer minimalen Zeitspanne nach dem Eintreten des Unsymmetrie—
zustandes das Relais erregt und die Motorstromversorgung unterbrochen v/erden.
Gegebenenfalls kann das Ansprechen der Uberlastschutz-
und überwachungsschaltung derart beeinflußt werden, daß Änderungen der Umgebungstemperatur in der Nähe des Motors
M in der gleichen Weise berücksichtigt werden wie die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1 durch die
Anordnung eines Thersistorsmit positivem oder negativem
Temperaturkoeffizienten in bereits beschriebener Weise
verändert worden ist. Beide Thermistoren können auch in dem Motor oder dessen Wicklungen selbst angeordnet
werden, um damit zusätzliche Temperaturanstiege festzustellen, die beispielsweise von einer verstopften
Lüftung und nicht von einer zusätzlichen Strombelastung des Motors M herrühren. Die Anordnung der Thermistoren
in der Schaltung hat naturgemäß einen gewissen Einfluß auf die Schaltungseigenschaften, der unter Umständen durch
entsprechende Einregelung anderer Schaltungsparaneter ausgeglichen werden muß.
Die in Fig. 2 veranschaulichte Schutzeinrichtung kann außerdem Fittel zur Feststellung von Erdfehlern in der Mo-
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torstromversorgung aufweisen, wie dies in Fig. 1 dargestellt
ist Tand die darin bestehen, daß der Thyristor SCR
beim Feststellen eines Erdfehlers oder Erdschlusses in
der Motorschaltung in seinen leitfähigen Zustand umgeschaltet wird.
Die Schaltungen nach den Fig« 1 und 2 weisen folgende
Vorteile auf: bei normalem symmetrischen Überlastzustand
des Motors folgt der Spannungsanstieg an den Kondensatoren C3, C3b der Wärmewirkung des Ilotorstromes, und zwar .
einschließlich des beim Einschalten des Motors auftretenden Einschaltstromstosses, wobei ein rasches Ansprechen
-auf einen Motorkurzschlußstrom erfolgt. Die Kondensatoren C3, C3b sind mit einer Entladeschaltung hoher Impedanz
ausgerüstet. Wenn somit der Motor wiederholt angelassen wird, so öffnet die Schaltung die Schalterkontakte 19
schneller, wenn ein schon warmer Motor wieder eingeschaltet wird. Die Schaltung, welche einen unsymmetrischen
oder einen 1-Phasenbetrieb oder aber eine falsche Phasenfolge in der Motorstromversorgung feststellt ist vorzugsweise
derart ausgelegt, daß bei einem normalen unsymmetrischen Zustand die Kondensatoren C3>. C3b nicht soweit aufgeladen werden, daß ein öffnen der Schalterkontakte erfolgt.
Damit wird ein unnötiges Aus- und wieder Einschalten vermieden. Wenn jedoch der Unsymmetriezustand während
einer vorbestimmten Zeitspanne anhält, die geeignet ist
den Motor, zu gefährden, so werden durch die Schaltung die Schalterkontakte 19 geöffnet, womit ein überhitzen des Motors
verhindert wird. Der Erdfehler- oder Erdschlußüberwachungsteil der Schaltung dient dazu, in dem Motor fliessende
Ströme festzustellen, die weder durch den dem überstromschutz
zugeordneten Teil der Schaltung noch durch den eine unsymmetrische Stromverteilung feststellenden Teil der
Schaltung festgestellt werden können. Es ist an sich bekannt,
daß ein Erdfehler dann auftritt, wenn die Isolation der Mot or wicklungen an einer Stelle schadhaft wir.d, so daß
Strom aus der Wicklung in das Motoreisengestell und von dort
zur Erde abfließt. Dieser Strom liegt mit seinem Wert zu-
0 9819/03 79
- 33 -
Vl
nächst wesentlich unter dem Strompegel, auf den der
dem überlaststrom bzw. der unsymmetrischen Stromverteilung
zugeordnete Teil der Schaltung anspricht. Der Erdstrom kann aber doch so groß sein, daß
Personen gefährdet werden, die den Motor oder eine von dem Motor angetriebene Maschine berühren. Auch
ist es bekannt, daß die Isolation eines Motors fortschreitend zusammenbrechen kann, weil durch den
ursprünglichen vorhandenen Fehler ein kleiner Erdstrom fließt, der mit zunehmend schlechter werdender Isolation
rasch zunimmt und schließlich einen Kurzschluß zwischen den Motorwicklungen hervorruft. Wenn ein
Kurzschluß eintritt und der Motor M an eine Stromquelle
hoher Leistung angeschlossen ist, können aber u. U. di~e Schalterkontakte 13-15 nicht mehr in der
Lage sein, die Motorstromversorgung zu unterbrechen,
was zur Folge haben kann, daß der Motor M und der Schaltschütz einschließlich der Schalterkontakte 13 - 15
sowie der Spule 16 vollständig zerstört v/erden. Der zur Feststellung eines Erdfehlers dienende Teil der
neuen Schaltung bewirkt jedoch ein öffnen der Schalterkontakte
19 und damit ein Abschalten des Motors M durch die Schalterkontakte 13 - 15, wenn bereits ein sehr
kleiner Erdfehler auftritt, so daß einerseits ein Personenschutz gegeben ist und andererseits die Gefahr
bezüglich der Schaden für die Motorschaltung auf ein Minimum reduziert wird.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Schaltung v/eist die Schutz- und Überwachungseinrichtung, die ein
Öffnen der Schalterkontakte 19 beim Auftreten einer Stromunsymmetrie oder eines Überstromes in der
bewirkt
Stromversorgung des Motors M/drei gleiche Stromwandler
1T, 2T, 3T auf, die mit Primärwicklungen 1TPr 2TP, 3TP
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sowei mit Sekundärwicklungen 1TS, 2TS, 3TS ausgerüstet sind. Die Primärwicklungen ITP, 2TP, 3TP liegen in Leitungen
10 - 12; sie sind auf geblechte Eisenkerne aufgebracht, welche die zugeordneten Sekundärwicklungen
1TS, 2TS, 3TS tragen, derart, daß die Sekundärwicklungen ein Ausgangssignal abgeben, dessen Größe und Phase von
der Größe und Phase der in den Leitungen 10 - 12 fliessenden Ströme abhängt. ' Die Sekundärwicklungen 1TS, 2 TS, 3TS
sind im Stern geschaltet; ihre Ausgangsklemmen sind mit den Eingangsklemmen eines Dreiphasen-Vollwellengleichrichters
28a verbunden. Die Dioden des Gleichrichters 2 8a sind derart gepolt und die Ausgangsklemmen sind so an
zwei Leitungen 29a, 30a angeschlossen, daß die Leitung 29a bezüglich der Leitung 30 a positiv ist und zwischen
den Leitungen 29a, 30a eine dem Strom in den Leitungen 10 - 12 proportionale Gleichspannung auftritt. Eine Reihenschaltung,
die aus zwei identischen^zwischen der Leitung 29 a und einem Verknüpfungspunkt 21a liegenden Zenerdioden
Z1, Z2, einem zwischen dem Verzweigungspunkt 21a und einer Leitung 23a liegenden Widerstand 22a und
einer zwischen der Leitung 23a und der Leitung 30a liegenden Diode 24a besteht, liegt zwischen den Leitungen
29a, 30a.
Parallel zu den Zenerdioden Z1, Z2 liegt ein Kondensator
25a zwischen der Leitung 29a und dem Verzweigungspunkt 21a. Der Ausgangsstrom des Gleichrichters
28a fließt durch die die Dioden ZT,Z2 und den Widerstand 22 a enthaltende Reihenschaltung. Der
resultierende Spannungsfall an der Reihenschaltung hängt von den Strömen in den Primärwicklungen 1TP - 3TP, den
409 819/Ö3 79 " 35
setzungsverhältnissen der Stromwandler 1T-3T, dem
Wirkungsgrad des Gleichrichters 28a, den Zenerspannungen der Zenerdioden Z1 , Z2 und der Impedanz des
Widerstandes 22a ab. Die an den Zenerdioden Z1,Z2 liegende Spannung bleibt bei großen Änderungen des
Eingangsstromes des Gleichrichters 28a verhältnismässig
konstant; sie bewirkt, daß der Kondensator 25a geladen wird und eine geregelte Bezugsspeisespannung
von etwa 9,0 V Gleichspannung liefert sowie als Energiequelle wirkt, deren gespeicherte Energie zur
Erregung der Spule 48 in einer noch zu beschreibenden Weise benutzt wird. Der Kondensator 25a filtert außerdem
die Ausgangsgröße des Gleichrichters 2o;t. Ein
zwischen den Leitungen 29a,30a liegender spannungsabhängiger Widerstand 36a schützt den Gleichrichter 23a
gegen vorübergehende überspannung.
Die an dern Widerstand 22a auftretende Spannung ist proportional dem Eingangsstrompegel des Gleichrichters
28a und damit den dem Motor M über die Leitungen 10-12 zugeführten Strömen.
Eine zur überwachung und Verarbeitung des an dera
Widerstand 22a auftretenden Ausgangsspannungssignales ·
dienende Schaltung enthält einen Kondensator C3a, der auf einer Seite an die Leitung 23a und auf der anderen
Seite an die Klemme 21a über eine gleichrichtende Impedanzschaltung angeschlossen ist, die einen Verzweigungspunkt
37a, einen Widerstand 38a, einen Verzweigungspunkt 39a, eine. Diode D1a und einen Widerstand
27a enthält. Die Diode Dia ist derart gepolt, daß die dem Verzweigungspunkt 37a zugewandte Seite des Kondensators
C3a eine positive Polarität auf v/eist. Es ist bekannt, daß bei einer einfachen RC-Zeitschaltung eine
die Ladezeit des Kondensators bis zum Lrreichen einer vorbestimmten
Spannung in Zibhängigkeit von aer Eingangs-
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spannung der Schaltung angebende Kurve nach einer inversen Funktion verläuft und außerdem das eine bei
einem Motor die Zeit bis zum Erreichen einer vorbestimmten Temperatur in Abhängigkeit von dem Motorstroia
angebende Kurve ebenfalls nach einer inversen Funktion {näherungsweise einer inversen quadratischen
Funktion) verläuft. Die Schaltung enthält außerdem die Möglichkeit zur Veränderung der Ladung des Kondensators
C3a in Abhängigkeit von dem Brückengleichrichter 28a, so daß die Ladung des Kondensators C3a genau
dein von dem Eingangsstroin des Motors M hervorgerufenen
Erwärimangsef fekt entspricht. Die Schaltung zur Ladung
des Kondensators C3a in nicht-linearer zeitlicher Abhängigkeit
enthält einen Widerstand 40a und eine Zenerdioöe D2a, die in Reihe zwischen den Verzweigiangspunkten
39a,37a und parallel zu dem Widerstand 38a liegen.
Zunächst ist der Kondensator C3a vollständig entladen;
er bildet eine niedrige Impedanz für den Ladestrom, der in Abhängigkeit von der an dem Widerstand 22a liegenden
Spannung durch die Widerstände 27a,38a fließt. Die Parameter des Widerstandes 40a und der Zenerdioden
D2a sind derart gewählt, daß, wenn das an dem Widerstand 38a auftretende Spannungssignal kleiner als ein vorbestimiater
Wert, d.h. 5,6 V ist, die Zenerdiode D2a einen Strorafluß durch den Widerstand 40a verhindert.
Sowie die Ausgangsspannung an dem Widerstand 38a 5,6V erreicht, beginnt Strom durch die Diode D2a und den
Widerstand 40a zu fließen, womit die Ladegeschwindigkeit des Kondensators C3a erhöht wird. Falls notwendig können
zusätzliche Schaltungen, welche Widerstände und Dioden ähnlich dem Widerstand 40a und der Diode D2a enthalten,
der Schaltung zugefügt werden, um damit die Ladung des Kondensators C3a in Abhängigkeit der an dem Widerstand
22a auftretenden Ausgangsspannung zu erhöhen, so daß die
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Ladegeschwindigkeit des Kondensators C3a dem von der Strombelastung des Motors M hervorgerufenen Erwärmungseffekt und nicht der Geschwindigkeit entspricht/
die sich ergibt, wenn lediglich ein Widerstand 38a in der Ladeschaltung des Kondensators C3a liegt.
Zwischen dem Verzweigungspunkt 39a und der Leitung 23a
liegt ein Kondensator 68a, der zusammen mit der Diode Dia der analogen Schaltung ein rascheres Ansprechen
auf die an dem Widerstand 22a auftretende Spannungsspitze gestattet. Der Kondensator 68a bildet zusammen mit dem
Widerstand 27a ein Tiefpassfilter, das dazu beiträgt, daß eine Ladung des Kondensators C3a durch vorübergehende
Spannungen verhütet.wird.
Die .an dem Kondensator C3a auftretende Sj^annung wird
von einer Schutz- und überwachungsschaltung mit hohem Eingangswiderstand überwacht, welche eine Ausgangsgröße
einer Spule 48 eines Relais liefert sowie die an, dem Kondensator
C3a auftretende Spannung den vorbestimmten Spannungspegel überschreitet. Die Spannungspegelüberwachungsschaltung
enthält Transistoren Tia, T2a.Der Transistor TIa ist mit seiner Basis über den Verzweigungspunkt
37a an eine Seite des Kondensators C3a angeschlossen, während ein Emitter über einen Widerstand
50a und einen Widerstand 51a mit der anderen Seite des Kondensators C3a verbunden ist. Der Emitter des
Transistors Tia ist ebenfalls über den Widerstand 50a an die Leitung 30a angeschlossen. Ein Kollektor des
Transistors T1a ist über einen Kondensator 52a mit der Leitung 29a und über einen Widerstand 54a mit einer
Leitung56a verbunden. Außerdem ist der Kollektor des Transistors T1a an die Basis des Transistors T2a
angeschlossen. Der Emitter des Transistors T2a ist mit einem zwischen den Zenerdioden Z1,Z2 liegenden
Verzweigungspunkt verbunden; sein Kollektor ist über zwei in Reihe liegende Widerstände 58a,59a mit einer Leitung
36a verbunden. Die Diode 24a liegt parallel zu dem
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Widerstand 51a zwischen der Leitung 23a und der Leitung 30a.
Die Diode 24a hat vier Aufgaben: 1.wirkt sie als Vorspannungsdiode, um dem Basis-Emitterspannungsfall
des Transistors Tia zu kompensieren;
2. kompensiert sie Änderungen der Auslösebezugsspannung/ die davon herrühren, daß der Strom durch Z1 sich in
einem großen Bereich ändert;
3. kompensiert sie den Temperaturdrift der Basis-Emitterspannungsänderung
des Transistors T1a;
4. verhindert sie, daß der KondehsatorC3a sich rasch
in die Basis des Transistors T1a entlädt, wenn nach der
Auslösung die Stromversorgung abgeschaltet wird und die hohe Eingangsimpedanz des Transistors T1a.verschwindet;
,
5. gestattet sie es, eine gesteuerte analoge Rückstellcharakteristik
zu erhalten, indem die Basis-Emitterausschaltspannung des Transistors TIa dazu benutzt wird,
von einer Entladungsgeschwindigkeit auf eine andere umzuschalten.
Wenn die Spannung an dem Kondensator C3a größer als etwa 0,6 V ist, wird die Entladung des Kondensators
C3a durch Widerstände 50a, 51a,41a gesteuert. Fällt aber die Spannung unter 0,5 V ab, so wird die Entladegeschwindigkeit des Kondensators C3a lediglich durch
den Widerstand 41a gesteuert. Die Basis-Emitterschaltung des Transistors Tia enthält die Widerstände 50a,51a,
welche geme'insam mit dem Widerstand 41 a derart ge- ■ wählt sind, daß sie eine hohe Impedanz aufweisen und
damit die Entladung des Kondensators C3a verzögern, wenn die Stromversorgung abgeschaltet"wird und die·hohe Eingangs-
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impedanz zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors Tia verschwindet, so daß die an dem
Kondensator C3a verbleibende Ladespannung der Temperatur des- abkühlenden Motors folgt«
Ein Tyristor SCRa ist mit seiner Kathode unmittelbar
an die Leitung 36a und mit seiner Anode über einen Verzweigungspunkt in der Leitung 55a und die Spule 48
an die Leitung 29a angeschlossen. Die Steuerelektrode des Tyristors SCRa ist mit einem Verzveigungspunkt
60a zwischen den in Reihe liegenden Widerständen 58a, 59a verbunden. Ein Fxlterkondensator C4a liegt zwischen
der Anode und der Kathode, des Tyristors ECRa. Der Pegel, bei dem der Transistor C2a in den leitfähigen Zustand
in Abhängigkeit von der an dem Kondensator C3a liegenden Spannung umgeschaltet wird, ist durch die an der Zenerdiode
Z1 liegende Zenerspannung plus dem Emitter-Basis-Spannungsfall
des Transistors C2a bestimmt. Bei der dargestellten Schaltung beträgt dieser Spannungpegel
5,2 V. Eine Spannungszunahme an den Kondensator C3a
hat zur Folge, daß die Leitfähigkeit des Transistors T1a zunimmt und an dem Widerstand 54a ein Spannungsanstieg
auftritt. Der Transistor C2a wird in den leitfähigen Zustand umgeschaltet sowie 5,2 V an dem Widerstand 54a
erscheinen; er liefert dann dem Tyristor SCRa den Steuerelektroden-Kathodenstrom,
so daß der Tyristor SCRa in einen leitfähigen Zustand übergeht. Der leitende Tyristor SCRa ergibt eine positive Rückkopplung, die
eine Zunahme der Leitfähigkeit des Transistors C2a wegen der von dem Widerstand 54a gebildeten Rückkopplungsschleife zur Folge hat. Der Tyristor SCRa ziehty sowie
er in den leitfähigen Zustand gebracht ist, über den Widerstand 54a Strom aus der Basis des Transistors T2a.
Durch diese positive Rückkoppelung wird der Transistor T2a in einem stärker leitfähigen Zustand getrieben, so
daß dem Thyristor SCRa mehr Steuerelektrodenstrom zugeliefert wird. Der leitende Thyristor SCRa bewirkt die
Erregung der Spule 48.
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Die.Spule 48 und die Schalterkontakte 19 sind Teile eines Relais, das einen Eisenkern, einen eisernen
Anker und eine Feder enthält. Die Schalterkontakte 19 sind durch die Feder in eine geschlossene Stellung
vorgespannt; sie werden bei Erregung der Spule 48 durch einen von der Leitung 29a durch den leitenden Thyristor
SCRa fließenden Strom geöffnet. Die Spule 48, der Eisenkern und der Anker des Relais sind derart angeordnet,
daß die erregte Spule 48 den Anker bezüglich des Eisenkerns in eine solche Stellung überführt, daß ein Schliessungskreis
für den Restmagnetismus geschlossen wird. Der geschlossene Schließungskreis für den Restmagnetismus
hält nach der Entregung der Spule 48 den Anker in seiner
'Stellung bezüglich des Eisenkernes. Das Relais wird durch
einen Strom zurückgestellt, der von einem Kondensator C5a geliefert wird und der von ,der Leitung 55a über die Spule
48 zu der Leitung 29a fließt..- Dieser Rückstellstrom fließt
in einer solchen Richtung, daß der zwischen dem Anker und dem Eisenkern des Relais wirkende Restmagnetismus ausgelöscht
wird, so daß die Feder den Anker in eine Stellung überführen kann, in der die Schalterkontakte 19 geschlossen
sind. .
Eine Rückstellschaltung, die den Restmagnetismus auslöscht und das Schließen der Schalterkontakte 19 nach Ablauf einer
vorbestimmten Zeitspanne nach der Erregung der Spule 48 bewirkt, enthält zwei als Darlington-Verstärker DTa geschaltete
Transistoren, einen Transistor T3a, den zeitgebenden Kondensator C5a, einen Kondensator C6a, Widerstände
61a, 62a, 63a, 64a, eine Diode D5a und einen Kondensator C9a. Der zeitgebende Kondensator C5a ist auf einer
Seite an die Leitun-g 55a und auf der anderen Seite an einen Verzweigungspunkt 65a angeschlossen. Der Verzweigungspunkt
65a ist über den Widerstand 61a mit einer Leitung 66a verbunden, die ihrerseits über die Diode D5a
an die Leitung 36a angeschlossen ist. Der Emitter der Darlington-Transistoren DTa ist mit den Verzweigungspunkt
65a-verbunden, während der Kollektor der Darlington-Transis-
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toren DTa an die Leitung 29a angeschlossen ist. Die Basis der Darlington-Transistoren DTa liegt über den Widerstand
62a an der Leitung 55a. Die Basis der Darlington-Transistoren DTa ist außerdem mit dem Kollektor des Transistors
T3a und über den Kondensator C9a mit einem Verzweigungspunkt 67a verbunden, der zwischen den in Reihe geschalteten
Widerständen 63a, 6 4a liegt. Der Emitter des Transistors T3a ist an die Leitung 66a angeschlossen. Die
Basis des Transistors T3a ist mit dem Verzweigungspunkt 67a verbunden, während die Widerstände 63a, 64a in Reihe
zwischen den Leitungen 29a, 66a liegen.
Wenn die Schalterkontakte 13 - 15 zum Einschalten des
Motors M geschlossen werden, wird zunächst der Kondensator C5a von einem Ladestrom aufgeladen, der durch die
Spule 48; den Widerstand 61a und die Diode D5a in einer
solchen Richtung fließt, daß die der Leitung 55a zugewandte Seite des Kondensators C5a positiv ist. Der Widerstand
61a begrenzt den Ladestrom auf einen solchen Wert, daß das Relais nicht erregt wird,· während die Darlington-Transistoren
DTa während der auf das Schließen der Schalterkontakte 13 - 15 folgenden transienten Periode in der
Rückwärtsrichtung vorgespannt sind. Die Widerstände 63a, 6 4a haben Impedanzen von 8,2 H-Cl. bzw. 82O kXL . Der
Transistor T3a wird schließlich leitfähig, wenn das Potential an dem Verzweigungspunkt 67a bezüglich der Leitung
66a positiv wird, wobei die Darlington-Transistoren DTa nicht-leitend bleiben,v/eil der durch den Widerstand 62a
fließende Strom durch den leitenden Transistor T3a von den Darlington-Transistoren DTa abgeleitet wird.
Wie bereits früher beschrieben, bewirkt die Spannungspegelüberwachungsschaltung
ein öffnen der Schalterkontakte 19 sowie die Ladung des Kondensators C3a einen vorbestimmten
Wert erreicht,wobei die Schalterkontakte 19 bei Entregung der Spule 48 wegen des Schließungskreises des Restmagnetismus
geschlossen bleiben, der bei der Erregung der Spule 48 zv/ischen dem Eisenkern und dem Anker des Relais
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■ ■■-**-
hergestellt worden war. Das Öffnen der Sc:r.lterkontakte
19 hat die Entregung der Spule 16 sowie das Öffnen der
Schal'terkontakte 13-15 und 20 zur Folge, wodurch die Stromversorgung des Motors M und des Gleichrichters 28a
abgeschaltet werden. Die Abschaltung der Stromversorgung des Gleichrichters 2 8a geschieht bei leitendem Thyristor
SCRa, so daß sich der Kondensator 25a über die Spule 48
und den leitenden Thyristor SCRa entladen kann. Wegen der Abschaltung der Stromversorgung des Gleichrichters 28a
entlädt sich auch der Kondensator C5a in vorbestimmter
zeitlicher Abhängigkeit über eine Schaltung, v/elche die
Leitung 55a, den Widerstand 62a, die Kollektor-Emitterstrecke des Transistors T3a und den Widerstand 61a sowie
eine Schaltung enthält, zu der ihrerseits die Leitung 55a, die Spule 48, der Widerstand 63a, die Basis-Emitterstrecke
des Transistors T3a und der Widerstand 61a gehören.
Nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalles reicht
der Spannungsfall an den Widerstand 6 4a nicht mehr aus,
um den Basis-Reststrom des Transistors T3a zu liefern, womit der Transistor T3a nicht leitend wird. Wegen des
nichtleitenden Transistors T3a fließt Basis-Reststrom durch den Widerstand 62a zu der Basis der Darlington-Transistoren
DTa, womit diese rasch in den leitfähigen
Zustand umgeschaltet werden. Die in dem Kondensator C5a gespeicherte Restenergie wird in die Spule 48 über einen
durch die leitenden Darlington-Transistoren DTa gebildeten
Weg entladen; sie erscheint als ein Strom der in einer solchen Richtung fließt, daß der zwischen dem Eisenkern
und dem Anker des Relais vorhandene Restmagnetismus ausgelöscht
wird, so daß die Feder des Relais den Anker aus seiner Stellung herausbewegen und die Schalterkontakte
schließen kann.
Falls, erxiünscht, kann das Ansprechen der Überlastschutzschaltung
im.Hinblick auf Änderungen der Umgebungstemperatur in der Nähe des Motors in der gleichen Weise verändert
werden, wie die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 1 durch die Anordnung von armistören mit positivem
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23 5L594
und/oder negativem Teraperaturkoeffizienten beeinflußt
worden ist, wie dies früher erläutert wurde. Beide Arten von iiermistoren können auch in dem Motor oder in
dessen Wicklung angeordnet v/erden, um einen zusätzlichen Temperaturanstieg festzustellen, der nicht von einer
zusätzlichen Strombelastung des Motors M, sondern beispielsweise von einer verstopften Lüftung herrührt. Es
versteht sich, daß die Anordnung der Thermistoren in
der Schaltung eine gewisse Änderung der Schaltungscharakteristik zur Folge hat, die erforderlichenfalls durch
entsprechende Abgleichung anderer Schaltungsparameter kompensiert werden kann.
Die in Fig. 3 dargestellte Schutzeinrichtung kann außerdem Mittel zur Feststellung von Erdfehlern" in der Motorschaltung
enthalten, wie dies anhand von Fig. 1 erläutert worden war, wobei der Thyristor SCRa beim Feststellen
eines Erdfehlers in der Motorschaltung in den leitenden Zustand umgeschaltet wird.
Die Schaltungen nach den Fig. 1-3 weisen die folgenden Vorteile auf:
im normalen symmetrischen überlastzustand des Motors folgt der Spannungsanstieg an den Kondensatoren C3, C3a, C3b
der von den in dem Motor fließenden Strömen einschließlich des Einschaltstromstosses herrührenden Wärmeentwicklung,,
wobei ein rasches Ansprechen auf den Kurzschlußstrom des Motors gewährleistet ist. Die Kondensatoren
C3, C3a, C3b sind mit Entladeschaltungen mit hoher Impedanz ausgerüstet. Wenn somit der Motor wiederholt eingeschaltet
wird, so öffnen diese Schaltungen die Schalterkontakte dann schneller, wenn ein bereits warmer Motor
eingeschaltet wird. Als bevorzugte Alternative zu der Relaisanordnung, d.h., zu den federnd vorgespannten Schalterkontakten
19.und dem Anker 59 kann eine in Fig. 4 veranschaulichte
Magnetanordnung verwendet v/erden, die eine bewegliche Zunge A aufweist, welche an ihrem oberen Ende
4098 19/0379
-44 -
an einem feststehenden Kontakt 19 befestigt ist und an
ihrem unteren Ende einen Kontakt G trägt, welcher mit einem feststehenden Kontakt B des anderen Kontaktes 19
zusammenwirken kann. ·
Die Zunge A ist mit einer nicht dargestellten mittigen
Öffnung versehen, in die ein sich nach unten erstreckender Finger C ragt, der an seinem oberen Ende einstückig
mit der Zunge A ausgebildet ist. Das freie Ende des Fingers C ist an einem Anker D eines Magneten E befestigt,
welcher die Spule 48 trägt. Eine Blattfeder F erstreckt sich zwischen dem freien Ende des Fingers C und dem unteren
Ende der Öffnung; sie ergibt die Schnappbewegung der Zunge A bezüglich des Fingers C.
Falls eine automatische Freigabe der Kontakte 19 gewünscht
ist, kann ein Anschlag J derart angeordnet v/erden, daß die von dem Kontakt B weggerichtete Bewegung der Zunge A
dann begrenzt ist, wenn der Anker D an den Magneten E angezogen ist. Bei in beschriebener Weise ausgelöschtem
Restraagnetismus bewegt sich der Anker D von dem Magneten E weg, während die Zunge A auf eine Stellung vorgespannt ist,
in der der Kontakt G an dem Kontakt B anliegt.
Sollen die Schalterkontakte von Hand wieder geschlossen werden, so wird der Anschlag J von dem Kontakt B veiterwegbewegt,
so daß bei der Wegbewegung de,s Ankers D von dem Magneten E die Zunge A in Anlage an dem Anschlag J
bleibt. Durch die Betätigung eines nicht dargestellten Rückstelldruckknopfes wird die Zunge A über die Totpunktlage
bezüglich der Zunge C und der Feder F hinwegbewegt, wenn der Anker D von dem Magneten E freigekommen ist.
Gleichzeitig wird ein nicht dargestelltes Sperrglied
zwischen die Kontakte G, B eingeführt. Beim Loslassen
des Druckknopfes können, sich die Kontakte G, B schließen. Wir der Anker D von dem Magneten E nicht freigelassen,
so kehrt die Zunge A ohne den Kontakt B berührt zu haben in ihre Stellung zurück, in der der Kontakt G an dem Anschlag
J anliegt.
■40 9 8 19/0379 _ 45 _
Claims (9)
- Patentansprüche( 1.) Schutzschaltung zum Abschalten eines Wechselstrom-Verbrauchers beim Auftreten von Unregelmäßigkeiten in der Stromversorgungsschaltung/ dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Speichereinrichtung (C3) aufweist die über eine zugeordnete,von dem in der Stromversorgungsschaltung fließenden Strom erregte Schaltung (02,41,42,43) in Abhängigkeit von der Größe des in der Stromversorgungsschaltung fließenden Stromes in einer nicht-linearen seitlichen Abhängigkeit aufladbar ist und der eine bistabile Schalteinrichtung (48,49,53,59) sowie eine bei in der Stromversorgungsschaltung fließendem Strom wirksame Gleichstromquelle (27) zugeordnet sind, die während der Zeitabschnitte, in denen Strom in der Stromversorgungsschaltung fließt einen zeitgebenden Kondensator (C5) auflädt, daß eine Spannungspegelüberwachungsschaltung (Tl,T2) vorgesehen ist; deren Eingangsgröße von der jeweiligen Ladung der Speichereinrichtung (C3) abhängt und durch deren Ausgangsgröße die Schalteinrichtung (48,49,53,59) aus einem zweiten in einen ersten bistabilen Zustand umschaltbar ist wenn die Ladung der Speichereinrichtung (C3) einen vorbestimmten Pegelwert erreicht und daß durch eine mit ihrer Eingangsgröße auf die jeweilige Ladung des zeitgebenden Kondensators (C5) ansprechende zeitgebende Schaltung (T4 bis T7) eine Ausgangsgröße auf die Schalteinrichtung (48,49,58,59) gebbar ist, durch die die Schalteinrichtung in den zweiten bistabilen Zustand umschaltbar ist venn die Ladung des zeitgebenden Kondensators (C5J eine vorbestimmte Zeitspanne nach der Umschaltung der Schalteinrichtung (48,49, 58,59) in den ersten bistabilen Zustand auf einen vorbestimmten Pegelwert abgefallen ist.- 46 -409819/0379
- 2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung (48,49,53,59) in einer Entladeschaltung des zeitgebenden Kondensators (C5) liegt.
- 3. Schutzschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung. (48,49,58,59) einen Zugmagneten (49) mit einem feststehenden magnetisierbaren Teil (48), einem beweglichen Teil (58) und einer in der Spannungspegelüberwachungsschaltung (Tl, T2) sowie der zeitgtibenden Schaltung (T4 bis' T7) liegenden Spule aufweist, durch die der bewegliche Teil (58) in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße der Spannungspegel-Überwachungsschaltung (Tl,T2) aus einer ersten in eine zweite Stellung sowie in Abhängigkeit der Ausgangsgröße der zeitgebenden Schaltung (T4 bis T7) aus der zweiten Stellung in die erste Stellung überführbar ist.
- 4. Schutzschaltung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil (58) durch zwischen ihm und dem feststehenden Teil (48) wirkende magnetische Haltekräfte in seiner ersten Stellung haltbar ist.
- 5» Schutzschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Schaltung (T9,T1O) aufweist, die in Abhängigkeit vom Auftreten eines Erdfehlers in der Stroraversorgungsschaltung der Spannungspegelüberwachungsschaltung (Tl,T2) eine Eingangsgröße zuliefert bei deren Empfang die Spannungspegelüberwachungsschaltung (Tl,T2) der Schalteinrichtung (43,49,53,59) eine Ausgangsgröße einspeist wenn das Maß des Erdfehlers einen vorbestimmten Wert übersteigt.
- 6. Schutzschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüchemit einer Stromversorgungsschaltung die drei an eine4098 19/0379 -47-Dreiphasenstromquelle angeschlossene Leitungen und einen von diesen versorgten Dreiphasenmotor als Stromverbraucher aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen ersten und einen zweiten Stromwandler (Cl,C2) aufweist, von denen der erste Stromwandler (Cl) ein gegenüber dem Strom in einer ersten Leitung (10) um 180° in der Phase gedrehtes Ausgangsspannungsignal und der zweite Stromwandler (C2) ein Ausgangsspannungssignal abgibt, das in Phase mit dem Strom in einer zweiten Leitung (11) ist und den beiden Stromwandlern (Cl ,C2) ein Phasenschiebernetzwerk (C7,68) zugeordnet ist, durch das das Spannungsausgangssignal des ersten Stromwandlers (Cl) um einen Betrag in seiner Phase drehbar ist, daß es mit dem Ausgangsspannungsignal des zweiten Stronwandlers (C2) in Größe und Phase übereinstimmt und daß durch eine Summierungsschaltung (T8,C7,C8,?5,63bis 73) das Ausgangsspannungssignal des zweiten Stromwandlers (C2) und das in der Phase gedrehte Spannungsausgangssignal des ersten Stromwandler (Cl) summiert werden und sie auf die Speichereinrichtung (C3) eine Ausgangsgröße gibt, durch die die Speichereinrichtung (C3) in einem von der Größe des Unterschiedes zwischen den beiden summierten Spannungssignalen abhängigen -laße geladen wird.
- 7. Schutzschaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichstromquelle (27) einen Dreiphasenvollwellengleichrichter (28) in Brückenschaltung aufweist, der eingangsseitig an die dreiphasige Stromquelle (L1,L2,L3) angeschlossen ist und zwischen dessen Ausgangsklemmen ein Kondensator (33) liegt und daß durch entsprechende Auslegung der Gleichstromquelle (27) die Ladung des Kondensators (33) auf einen Wert begrenzt ist, der ein Wirksamwerden der Schutzschaltung im Falle des vollständiger» Ausfalles einer der Phasen der dreiphasigen98 19/0379- 48 -7354Stromquelle gewährleistet.
- 8. Schutzschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer Stroinversorgungsschaltung, die drei an eine dreiphasige. Stromquelle angeschlossene Leitungen aufweist, durch die ein Dreiphasenmotor als Stromverbraucher versorgt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie drei Stromwandler (1T,2T,3T) aufweist deren Primärwicklung (ITP, 2TP,3TP) jeweils durch den Strom in einer der Leitungen (10,11,12) erregt ist und deren Sekundärwicklung (ITS, 2TS,3TS) über einen Dreiphasengleichrichter (28a) eine Ausgangsgröße zu der Speichereinrichtung (3a) liefert, durch die die Speichereinrichtung (3a) in einem von dem Strom in den Leitungen (10,11,12) abhängigen Maße aufladbar ist.
- 9. Schutzschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungspegel-Überwachungsschaltung (Tl,T2) ein temperaturabhängiges Widerstandsnetzwerk (78 bzw. 78a) aufweist, durch das
das Ansprechen der Spannungspegelüberwachungsschaltung (Tl,T2) von Änderungen der Umgebungstemperatur und/oder der Innentemperatur des Motors (M) abhängig gemacht
,werden kann.4098 19/0 3 79
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