DE2428053C3

DE2428053C3 - Method for monitoring a drive system and monitoring circuit for carrying out the method

Info

Publication number: DE2428053C3
Application number: DE19742428053
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl.-Ing. Mickal; Wolfgang Dipl.-Ing. Dr. Weigand
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-06-11
Filing date: 1974-06-11
Publication date: 1978-08-24
Also published as: GB1515332A; DE2428053B2; DE2428053A1; NL7506415A

Description

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Das Patent 24 02 423 bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung eines Antriebssystems mit einer Anzahl von Drehfeldmaschinen, insbesondere von Hysteresemotoren, die jeweils zürn Antrieb einer reibungsarmen Zentrifuge vorgesehen und gemeinsam aus einer Wechselspannungsquelle gespeist sind.The patent 24 02 423 relates to a method for monitoring a drive system with a Number of induction machines, especially hysteresis motors, each of which drives a Low-friction centrifuge provided and fed together from an AC voltage source.

Um ein Lauf- oder Meldesignal zu erhalten, das den Laufzustand der einzelnen Zentrifugen charakterisiert, ist jenes Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß nacheinander der Winkel zwischen Spannung und Strom jeder Drehfeldmaschine gemessen und mit einem vorgegebenen Grenzwert verglicnen wird, und daß dann, wenn der Winkel unterhalb des vorgegebenen Grenzwerts liegt, ein Meldesignal für einen ersten Betriebszustand und/oder dann, wenn der Winkel oberhalb des vorgegebenen Grenzwerts liegt, ein Meldesignal für einen zweiten Betriebszustand der Drehfeldmaschine abgegeben wird.To receive a running or message signal that characterizes the running status of the individual centrifuges, that method is characterized in that successively the angle between voltage and Current of each induction machine is measured and compared with a predetermined limit value, and that then, if the angle is below the specified limit value, a message signal for a first Operating state and / or when the angle is above the predetermined limit value Signaling signal for a second operating state of the induction machine is issued.

Bevorzugt kann hierbei so vorgegangen werden, daß aus der Spannung der Drehfeldmaschine ein erstes digitales Signal abgeleitet wird, bei dem stets pro Periode mindestens eine Flanke um den vorgegebenen Grenzwert gegenüber einem Nulldurchgang dieser Spannung phasenverschoben ist, daß jeweils aus dem Strom der Drehfeldmaschine ein zweites digitales Signal gewonnen wird, bei dem pro Periode mindestens eine F^:lanke mit dem Nulldurchgang dieses Stroms zeitlich übereinstimmt, daß das erste und das zweite digitale Sigr al logisch miteinander zu einem resultierenden Signal UND-verknüpft werden, und daß au;, diesem resultierenden Signal das Mcldcsignal für den ersten und/oder zweiten Betriebszustand hergeleitet wird.The procedure here is preferably such that a first digital signal is derived from the voltage of the induction machine, in which at least one edge per period is always phase-shifted by the predetermined limit value compared to a zero crossing of this voltage, so that a second digital signal is generated from the current of the induction machine Signal is obtained in which at least one F ^: lanke per period coincides in time with the zero crossing of this current, that the first and second digital signals are logically AND-linked to one another to form a resulting signal, and that au ;, this resulting signal the Mcldcsignal is derived for the first and / or second operating state.

Das Patent 24 02 42Ϊ bezieht sich weiterhin auf eine Überwachungsschaltung zur Durchführung des Verfahrens. Die vorgeschlagene Überwachungsschaltung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Abgriff, der die Spannung der Wechselspannungsquelle abgreift, mit dem ersten Eingang einer Winkel-Vergleichsschaltung verbunden ist, daß eine Umschalteinrichtung, die wahlweise einen der durch Stromwandler erfaßten Ströme der Drehfeldmaschinen an ihrem Ausgang abgibt, mit dem zweiten Eingang der Winkel-Vergleichsschaltung verbunden ist, und daß die Winkel-Vergleichsschaltung mit einem Grenzwertgeber zur Vorgabe eines Grenzwerts für den Winkel ausgerüstet ist.The patent 24 02 42Ϊ continues to refer to a Monitoring circuit for carrying out the method. The proposed monitoring circuit is characterized in that a tap which taps the voltage of the AC voltage source with the first input of an angle comparison circuit is connected that a switching device that optionally one of the currents of the induction machines detected by current transformers at their output outputs, is connected to the second input of the angle comparison circuit, and that the angle comparison circuit is equipped with a limit value transmitter for specifying a limit value for the angle.

Hierbei kann bevorzugt so vorgegangen werden, daß dem Abgriff und der Umschalteinrichtung jeweils eine Signalformerstufe nachgeschaltet ist, die ein zeitlich rechteckiges Ausgangssignal abgibt, dessen Flanken zeitlich mit den Nulldurchgängen ihrer Eingangsspannung übereinstimmen.The procedure here can preferably be such that the tap and the switching device each have one Signal conditioning stage is connected downstream, which is a timed emits a rectangular output signal, the edges of which are timed with the zero crossings of their input voltage to match.

Schließlich zeichnet sich eine bevorzugte Weiterbildung jener Überwachungsschaltung dadurch aus, daß die Winkel-Vergleichsschaltung ei': 'Om ersten Eingang gespeistes Verzögerungsglied, dessen ''erzögerungseingang an den Grenzwertgeber angeschlossen ist, und ein logisches Vergleichsglied, das eingangsseitig einerseits an den Ausgang des Verzögerungsgliedes und andererseits an den zweiten Eingang der Winkel-Vergleichsschaltung angeschlossen ist, enthält.Finally, a preferred development of that monitoring circuit is characterized in that the angle comparison circuit ei ':' Om first input fed delay element whose '' delay input is connected to the limit indicator, and a logical comparison element, the one hand on the input side to the output of the delay element and, on the other hand, to the second input of the angle comparison circuit is connected, contains.

Der vorgegebene Grenzwert läßt sich bei jenem Verfahren und bei jener Überwachungsschaltung so einstellen, daß man insbesondere bd Hysterese- und Reluktanzmaschinen eine Aussage erhält, ob sich die Drehfeldmaschine unerwünschtermaßen im asynchronen ersten Betriebszustand oder erwünschtermaßen im synchronen zweiten Betriebszustand befindet.The predetermined limit value can be like this with that method and with that monitoring circuit set that one receives a statement in particular bd hysteresis and reluctance machines whether the Rotary field machine undesirably in the asynchronous first operating state or desirable in the synchronous second operating state is.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, jenes Verfahren und jene Überwachungsschaltung so weiterzubilden, daß dann, wenn eine beliebige oder wenn mehrere der Zuleitungen zur Drehfeldmaschine unterbrochen werden, autoinatisch ein Meldtsigna! für den ersten Betriebszustand der Drehfeldmaschine, der insbesondere mit ihrem asynchronen Betriebszustand zusammenfällt, abgegeben wird. Bei einer solchen Störung soll also das; Meldesignal anzeigen, daß ein unerwünschter Betriebszustand vorliegt. Dabei soll es gleichgültig sein, ob die Unterbrechung der Zuleitung z. B. auf Leitungsbruch, auf Fall einer Sicherung oder auf eine andere Ursache zurückzuführen ist.The object of the present invention is to develop that method and that monitoring circuit in such a way that that if any or if several of the supply lines to the induction machine are interrupted become, automatically a message signa! for the first operating state of the induction machine, in particular with its asynchronous operating state coincides, is released. In the case of such a disturbance, this should be; Message signal indicate that a undesired operating condition is present. It should be irrelevant whether the supply line is interrupted z. B. is due to a line break, a fuse or some other cause.

Diese Aufgabe wird ausgehend von jenem Verfahren — wie im Oberbegriff des vorstehenden Anspruch 1 angegeben — erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus der Spannung der Drehfeldmaschine ein erstes digitales Kurzsignal mit einem Kurzimpuls pro Periode hergeleitet wird, dessen Läng» kleiner als 180° el ist, daß aus der·. Strom der Drehfeldmaschine ein zweites digitales Kurzsignal mit einem Kurzimpuls pro Periode hergeleitet wird, dessen Länge ebenfalls kleiner als 180° e! ist, daß die Kurzimpulse beider Kurzsignale nach Länge und Lage so gewählt sind, daß sie sich beim Betrieb der Drehfeldmaschine im ersten Betriebszustand überhaupt nicht, dagegen beim Betrieb im zweiten Betriebszustand zumindest teilweise zeitlich überdecken, daß das erste und das zweite digitale Kurzsignal logisch mileinander zu einem resultierenden Signal UND-veiknüpft werden, und daß aus diesem resultierenden Signal das Meldesignal für den ersten und/oder zweiten Betriebszustand abgeleitet wird.This task is based on that method - as in the preamble of the preceding claim 1 specified - solved according to the invention in that a first digital from the voltage of the induction machine Short signal is derived with a short pulse per period, the length of which »is less than 180 ° el, that off the·. Current of the induction machine derives a second digital short signal with a short pulse per period whose length is also less than 180 ° e! is that the short pulses of both short signals according to length and position are chosen so that they are at all when operating the induction machine in the first operating state not, on the other hand, when operating in the second operating state, at least partially overlap in time that the first and the second digital short signal logically related to one another can be AND-linked to a resulting signal, and that from this resulting signal the message signal for the first and / or second operating state is derived.

Die Erfindung beruh auf der Überlegung, daß sich eine Unterbrechung in einer der Zulcituncen zurThe invention is based on the idea that an interruption in one of the Zulcituncen for

Drehfeldmaschine als eine Änderung des Winkels /wischen Spannung und Strom der Drehfeldmaschine um einen Betrag von 30^c el äußert. Die Winkeländerung bewirkt, daß die Überdeckung der Kur/.itnpulse. die im /weiten Betriebszustand der Drehfeldmaschine vorliegt, aufgehoben wird, so daß durch das Meldesignal der erste Betriebszustand angezeigt wird. Dies ist unabhängig davon, ob sich die Drehfeldmaschine tatsächlich im ersten oder zweiten Betriebszustand befindet. Sobald die Drehfeldmaschine also kein Drehfeld mehr be kommt, und /war durch Unterbrechung einer beliebigen ihrer drei Zuleitungen, wird eine Alarmmeldung abgegeben, die anzeigt, daß ein unerwünschter Zustand vorliegt. Das kann dadurch geschehen, daß das sonst im ungestörten Betrieb abgegebene Meldesignal für den /weiten Betriebs/ustand plötzlich fehlt, oder dadurch, daß ein Meldesignal für den ersten Betriebs/ustandThe induction machine is expressed as a change in the angle / between voltage and current of the induction machine by an amount of 30 ^c el. The change in angle causes the overlap of the Kur / .itnpulse. which is present in the / wide operating state of the induction machine, is canceled, so that the first operating state is indicated by the message signal. This is independent of whether the induction machine is actually in the first or second operating state. As soon as the rotating field machine is no longer rotating field, and / was by interrupting any of its three supply lines, an alarm message is issued, which indicates that an undesirable condition is present. This can happen because the signaling signal for the wide operating state, which is otherwise emitted in undisturbed operation, is suddenly missing, or because a signaling signal for the first operating state is missing

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so vorgegangen, daß der erste mi; dem unerwünschten asynchronen Betriebszustand und daß der /weite mit dem erwünschten synchronen Betriebszustand der Drehfeldmaschine zusammenfällt.proceeded so that the first mi; the undesirable asynchronous operating state and that the / wide with the desired synchronous operating state of the The induction machine collapses.

Mine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemä-IJcη Verfahrens zeichnet sich dadurch aus. daß in jeder Penode aus der Spannung der Drehfeldmaschine das crsiL- digitale Kurzsignal so hergeleitet wird, daß die Ruckflanke des zugehörigen Kurzimpulses um einen vorgegebenen Betrag gegenüber einem Nulldurchgang dieser Spannung phasenverschoben ist. wobei sich der vorgegebene Betrag additiv aus dem vorgegebenen Grenzwert und der Länge des Kurzimpulses im zweiten digitalen Kur/signal zusammensetzt, und daß in jeder Penode aus dem Strom der Drehfeldmaschine das /weite digitale Kurzsignal so hergeleitet wird, daß die Rückflanke des zugehörigen K.urzimpulses mit einem Nulldurchgang dieses Stroms zeitlich übereinstimmt. Insbesondere sollte hierbei gewährleistet sein, daß die Summe aus der Länge des Kurzimpulses aus dem ersten digitalen Kurzsignal und der Länge des Kurzimpulses ^:n /weiten digitalen Kurzsignal nicht größer als 30° elThe preferred further development of the method according to the invention is distinguished by this. that in each penode the crsiL digital short signal is derived from the voltage of the induction machine in such a way that the trailing edge of the associated short pulse is phase shifted by a predetermined amount with respect to a zero crossing of this voltage. the specified amount being additively composed of the specified limit value and the length of the short pulse in the second digital Kur / signal, and that in each penode the / wide digital short signal is derived from the current of the induction machine in such a way that the trailing edge of the associated short pulse coincides in time with a zero crossing of this current. In particular, it should be ensured that the sum of the length of the short pulse from the first digital short signal and the length of the short pulse ^: n / wide digital short signal is not greater than 30 ° el

Die Phasenlage des Kurzimpuises im ersten digitalen Kurzsignal bleibt bei Zuschaltung einer anderen Drehfeldmaschine oder bei einer Änderung des Betriebszustands einer Drehfeldmaschine unverändert. -Xus Gründen eines einfachen Aufbaus der Überwachungsschaltung ist es daher zweckmäßig, daß die Länge des Kurzimpulses im ersten digitalen Kurzsignal kleiner ist ais die Länge des Kurzimpulses im zweiten digitalen Kur/sign»!. Experimentelle- Untersuchungen haben ergeben, daß keine besonders hohen Anforderungen an die Bauelemente, mit denen sich das Verfahren durchführen läßt, gestellt werden müssen, wenn die Länge des Kurzimpulses im ersten digitalen Kurzsignal etwa 5⁼ el und die Länge des Kurzimpulses im zweiten digitalen Kurzsignal etwa 20° el bei Nennfrequenz beträgt. Die Nennfrequenz liegt hierbei im Bereich von 600bisllOOHz.The phase position of the short pulse in the first digital short signal remains unchanged when another induction machine is switched on or when the operating state of an induction machine changes. For reasons of a simple structure of the monitoring circuit, it is therefore expedient that the length of the short pulse in the first digital short signal is smaller than the length of the short pulse in the second digital short signal. Experimental investigations have shown that the components with which the method can be carried out do not have to meet particularly high requirements if the length of the short pulse in the first digital short signal is about 5 ⁼ el and the length of the short pulse in the second digital short signal is about 20 ° el at nominal frequency . The nominal frequency is in this case in the range of 600bisllOOHz.

Bei der Bildung des ersten digitalen Kurzsignals kann insbesondere so vorgegangen werden, daß aus der Spannung der Drehfeldmaschine zunächst ein binäres Ausgangssignal abgeleitet wird, bei dem pro Periode mindestens eine Flanke mit einem Nulldurchgang der Spannung übereinstimmt, daß danach aus diesem binären Ausgangssignai ein ersies digitales Signal gebildet wird, bei dem eine Ranke um den vorgegebenen Betrag gegenüber der besagten Flanke des binären Ausgangssignals phasenverschoben ist, und daß anschließend das erste digitale Kurzsignal so aus diesem ersten digitalen Signal abgeleitet wird, daß die Anstiegsflanke des zugehörigen Kurzimpulses mit de erwähnten Flanke des ersten digitalen Signals zusamWhen generating the first short digital signal, the procedure is such that a binary output signal is derived from the voltage of the induction machine, in which at least one edge per period corresponds to a zero crossing of the voltage, so that a first digital signal is then derived from this binary output signal is formed, in which a tendril is phase shifted by the predetermined amount compared to the said edge of the binary output signal, and that then the first digital short signal is derived from this first digital signal that the rising edge of the associated short pulse with the mentioned edge of the first digital Signals together

ί menfällt. ί falls.

Bei der Bildung des /weiten digitalen Signals kann insbesondere so vorgegangen werden, daß aus dem Strom der Drehfeldmaschine zunächst ein /weite digitales Signal hergeleitet wird, bei dem pro PeriodeIn the formation of the / wide digital signal, the procedure can in particular be that from the Current of the induction machine initially on / widen digital signal is derived in which per period

ίο mindestens eine Flanke mit einem Nulldurchgang des Stroms übereinstimmt, und daß anschließend das /weite digitale Kur/signal so aus diesem /weiten digitalen Signal abgeleitet wird, daß die Rückflanke des zugehörigen Kur/impulses mit der erwähnten Hankeίο at least one edge with a zero crossing of the Stroms coincides, and that then the / wide digital Kur / signal so from this / wide digital Signal is derived that the trailing edge of the associated Kur / impulse with the mentioned slope

π des /weiten digitalen Signals zusammenfällt.π of the / wide digital signal coincides.

Bei aem erfindungsgemäßen Verfahren wird insbe sondere vorgesehen sein, daß der vorgegebene Grenzwprt rlprjpnigp Grpn/winkpl dos Winkels zwi sehen Spannung und Strom der Drehfeldmaschine ist der den asynchronen ersten Betriebszustand vorr synchronen zweiten Betriebszustand der Drehfeidma schine trennt. Dann macht sich eine Unterbrechung einer Verbindunesleimng bei synchroner Drehzahl de Drehfeldmaschin? als Erscheinen des asynchronen ersten Meldesignals und/oder als Fehlen des synchro nen zweien Meldesignals bemerkbar.In aem method according to the invention is esp special provision should be made that the predetermined limit value rlprjpnigp Grpn / winkpl dos angle between see voltage and current of the induction machine is the asynchronous first operating state vorr synchronous second operating state of the Drehfeidma machine separates. Then there is an interruption a connection at synchronous speed of the rotating field machine? as appearance of the asynchronous first message signal and / or noticeable as a lack of the synchronous two message signals.

Eine Ü^fTwachungsschaltung zur Durchführung de: erfindungsgemäßen Verfahrens geht nach dem Paten 24 02 423 davon aus, daß ein Abgriff, der die SpannungA Ü ^f Twachungsschaltung for performing de: method of the invention proceeds according to the spade 24 02 423 assumes that a tap, which voltage the

jo der Wechselspannumjsquelle abgreift, mit dem ersten Eingang einer Winkel-Vergleichsschaltung verbunden ist. daß eine Umschalteinrichtung, die wahlweise einen der Ströme der Drehfeldmaschine an ihrem Ausgang abgibt, mit dem zweiten Eingang der Winkel-Ver gleichsschaltung verbunden ist. daß die Winkel-Ver gleichsschaltung mit einem Grenzwertgeber zur Vorga be eines Grenzwerts für den Winkel ausgerüstet ist. und daß die Winkel-Vergleichsschaltung e ι vom ersten Eingang gespeistes Verzögerungsglied, dessen Verjo of the alternating voltage source taps off with the first Input of an angle comparison circuit is connected. that a switching device, optionally one of the currents of the induction machine emits at its output, with the second input of the Winkel-Ver is connected to the same circuit. that the angle comparison comparison with a limit indicator for Vorga be equipped with a limit value for the angle. and that the angle comparison circuit e ι from the first Input fed delay element whose ver

■»o zögerungseingang an den Grenzwertgeber angeschlos sen ist. und ein logisches Vergleichsglied, das eingangs seitig einerseits an den Ausgang des Verzögerungsglie des und andererseits an den zweiten Eingang de Winkei-Vergleichsschaltung angeschlossen ist, enthält■ »o delay input connected to the limit switch sen is. and a logical comparison element, the input side on the one hand to the output of the delay element des and on the other hand is connected to the second input de Winkei comparison circuit, contains

Die Überwachungsschaltung ist erfindungsgemäß da durch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgang de Verzögerungsgliedes und den einen Eingang des logischen Vergleichsgliedes eine erste Zeitstufe geschal tet ist. die das erste digitale Kurzsignal abgibt, und daC /wischen den zweiten Eingang der Winkel-Vergle^;~hs Schaltung und den anderen Eingang des logischer Vergleichsgiiedes eine zweite Zeitstufe geschaltet ist die das zweite digitale Kurzsignal abgibt According to the invention, the monitoring circuit is characterized in that a first time stage is switched between the output of the delay element and the one input of the logical comparison element. which emits the first digital short signal, and daC / wipe the second input of the angle comparison ^; ~ hs circuit and the other input of the logic comparator is connected to a second time stage which emits the second digital short signal

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der ÜberwaFurther advantageous embodiments of the monitoring

chungsschaltung sind in den Unteransprüchen gekenn zeichnetswitching circuits are characterized in the subclaims

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in folgenden anhand von sechs Figuren näher erläutert Ei zeigtAn embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to six figures shows

F i g. 1 eine Überwachungsschaltung mit Winkel-Ver gleichsschaltung zur Überwachung eines Antriebssy stems mit einer Anzahl von Drehfeldmaschinen, die zun Antrieb von Zentrifugen vorgesehen sind, in schemati scher Darstellung,F i g. 1 a monitoring circuit with an angle comparison circuit for monitoring a drive system stems with a number of induction machines, which are provided to drive centrifuges, in schemati shear representation,

(-'■ F i g. 2 den zeitlichen Verlauf von Signalen, die bei de Winkel-Vergleichsschaltung nach F i g. 1 dann auftreter wenn sich die gerade betrachtete Drehfeldmaschine in (asynchronen) ersten Betriebszustand befindet. (- '■ FIG . 2 the time course of signals that occur in the angle comparison circuit according to FIG. 1 when the induction machine under consideration is in the (asynchronous) first operating state.

I·' i g. 5 den zeitlichen Ve·ι lnuf von Signalen, die bei der Winkel- Vergleichsschaltung nach (·" i g. 1 dann auftreten, wenn sich die gerade betrachtete Drehfeldmaschine im (synchronen) zweiten Betriebszustand befindet. I · ' i g. 5 shows the temporal progression of signals which occur in the angle comparison circuit according to FIG. 1 when the induction machine being considered is in the (synchronous) second operating state.

F i g. 4 den zeitlichen Verlauf von Signalen, die bei der ', Winkel-Vergleichsschaltung nach F'ig. I dann auftreten, wenn sich die gerade betrachtete Drehfeldmaschine im (synchro.ten) zweiten Betriebszustand befindet und wenn eine ihrer Zuleitungen unterbrochen ist,F i g. 4 the temporal course of signals, which in the ', Angle comparison circuit according to Fig. I then occur if the induction machine just considered is in the (synchronous) second operating state and if one of your supply lines is interrupted,

F i g. 5 den zeitlichen Verlauf von Signalen, die bei der Winkcl-Vergleichsschaltung nach F i g. I dann auftreten, wenn sich die gerade betrachtete Drehfeldmaschine im (synchronen) zweiten Betriebszustand befindet und eine andere ihrer Zuleitungen unterbrochen ist. undF i g. 5 shows the temporal course of signals generated by the Winkcl comparison circuit according to FIG. I then occur if the induction machine just considered is in the (synchronous) second operating state and one other of their leads is interrupted. and

F i g. b ein Zeiger-Diagramm mit Spannungs- und is Strom-Zeigern bei verschiedenen Bctriebs/uständcn einer Drehfeldmaschine.F i g. b a phasor diagram with voltage and is Current indicators for different operating modes a induction machine.

Nach Fig. 1 enthält ein Antriebssystem eine größereAccording to Fig. 1, a drive system includes a larger one

AfiAaiil vufi DreMicruMiiisLi'tiMeri, /. u. Cine Gtüppc Vui'i 1000 Drehfeldmaschinen, von denen nur die Drehfeldmaschine 3 im einzelnen dargestellt ist. Es handelt sich hierbei speziell um Hysteresemotoren, die im Normalbetrieb synchron laufen sollen. Die Drehfeldmaschine 3 ist zum Antrieb ciiirr reibungsarmen Zentrifuge 7 vorgesehen und mit dieser mechanisch gekoppelt. Die Drehfeldmaschine 3 und die Zentrifuge 7 sind in einem vakuumdichten Gehäuse 11 untergebracht. Das Gehäuse Il steht unter einem Druck von beispielsweise 10 ' Torr. Die Drehfeldmaschine 3 wird über ihre Zuleitungen u'. v'. iv' aus einer Wechselspannungsquelle 13 gespci». Die Unterbringung und der Anschluß der anderen (nicht näher gezeigten) Drehfeldmaschinen des Antriebssystems sind dieselben wie die der Drehfeldmaschine 3. AfiAaiil vufi DreMicruMiiisLi'tiMeri, /. and Cine Gtüppc Vui'i 1000 induction machines, of which only the induction machine 3 is shown in detail. These are specifically hysteresis motors that should run synchronously in normal operation. The induction machine 3 is provided for driving the low-friction centrifuge 7 and is mechanically coupled to it. The induction machine 3 and the centrifuge 7 are accommodated in a vacuum-tight housing 11. The housing II is under a pressure of, for example, 10 'Torr. The induction machine 3 is u 'via its supply lines. v '. iv 'from an AC voltage source 13 spci ». The accommodation and the connection of the other induction machines (not shown in detail) of the drive system are the same as those of the induction machine 3.

Bei der Wechselspannungsquelle 13 handelt es sich ü um ein Mittelfrequenznetz mit den Phasenleitern U; V; W. Die Frequenz dieses Mittelfrequenznetzes liegt im Nennbetrieb beispielsweise bei I kHz. Das Mittelfrequenznetz wird von einem steuerbaren Umrichter 14 gespeist, der an ein übliches Drehstromnetz 15 mit den Phasenleitern R. S. T angeschlossen ist. Die Netzfrequenz dieses Drehstromnetzes 15 kann üblicherweise 50 oder 60 Hz betragen. Der steuerbare Umrichter 14 besteht insbesondere aus einem spannungssteuerbaren Gleichrichter und einem frequenzsteuerbaren Wechselrichten die über einen Gleichstromzwischenkreis miteinander verbunden sind. Der Spannungs- oder Stromsteuereingang des Umrichters 14 ist mit 16. sein Frequenzsteuereingang ist mit 17 bezeichnet. Die Ausgangsfrequenz kann über den Frequenzsteuereingang 17 von einem Anfangswert aus bis zur Nennfrequenz verändert werden.The AC voltage source 13 is a medium-frequency network with the phase conductors U; V; W. The frequency of this medium-frequency network is, for example, I kHz in nominal operation. The medium-frequency network is fed by a controllable converter 14 which is connected to a conventional three-phase network 15 with the phase conductors RS T. The network frequency of this three-phase network 15 can usually be 50 or 60 Hz. The controllable converter 14 consists in particular of a voltage-controllable rectifier and a frequency-controllable inverter which are connected to one another via a direct current intermediate circuit. The voltage or current control input of the converter 14 is denoted by 16. Its frequency control input is denoted by 17. The output frequency can be changed via the frequency control input 17 from an initial value up to the nominal frequency.

Um nacheinander die Drehzahlen einer Gruppe von Zentrifugen, die insbesondere einer Großanlage zur Urananreicherung angehören, zu überwachen, ist eine elektronische Überwachungsschaltung vorgesehen. Sie gibt immer dann ein chrakteristisches Meldesignal si ab, wenn sich die Drehfeldmaschine 3 der gerade abgefragten Zentrifuge 7 in einem ersten Betriebszustand befindet und sie gibt immer dann ein chrakteristi- sches Meldesignal s2 ab, wenn sich die Drehfeldmaschine 3 der gerade abgefragten Zentrifuge 7 in einem zweiten Betriebszustand befindet. Da es sich bei der Drehfeldmaschine 3 speziell um einen Hysteresemotor handeln soll, gibt die Überwachungsschaltung immer dann das charakteristische Meldesignai s 1 ab, wenn die gerade betrachtete Drehfeldmaschine 3 unerwünschtermaßen mit asynchroner Drehzahl läuft, und sie gibt immer dann ein charakteristisches Meldesignal s2 ab wenn die gerade betrachtete Drehfeldmaschine ' crwünschtcrmaßen synchron läuft. An electronic monitoring circuit is provided in order to successively monitor the speeds of a group of centrifuges, which in particular belong to a large uranium enrichment facility. It always emits a characteristic reporting signal si when the rotating-field machine 3 of the centrifuge 7 that has just been queried is in a first operating state and it always emits a characteristic reporting signal s2 when the rotating-field machine 3 of the centrifuge 7 that has just been queried is in one second operating state is located. Since the induction machine 3 is specifically intended to be a hysteresis motor, the monitoring circuit always emits the characteristic Meldesignai s 1 when the induction machine 3 under consideration is running undesirably at an asynchronous speed, and it always emits a characteristic signal s2 when the The induction machine just considered is running synchronously as desired.

Die Überwachungsschaltung macht sich die Tatsachi zunutze. daO sich bei einem Hysteresemotor al: Drehfeldmaschine 3 der synchrone und der asynchrone Betriebszustand durch unterschiedliche Wirkleistungs aufnahme und damit unterschiedlichem Winkel zwi si hen aufgenommenem Strom und angelegter Span nung bemerkbar macht. Bei Hysteresemotoren unc Rcduktan/maschinen gibt es einen Grenzwert ψ* de: Verschiebungswinkels j/' zwischen verketteter Span nung 11 und Strom /2. der zwei verschieden! Bctriebszustände oder Belastungszustände voneinande trennt. Liegt der Verschiebungswinkel ψ oberhaU dieses Grenzwerts ψ', dann läuft die Drchfeldmaschim 3 synchron, liegt er dagegen unterhalb dieses Gienz werts ψ*, dann läuft sie asynchron.The Tatsachi makes use of the monitoring circuit. that with a hysteresis motor al: induction machine 3, the synchronous and the asynchronous operating state is noticeable through different active power consumption and thus different angles between the current consumed and the voltage applied. There is a limit value ψ * de: displacement angle j / 'between interlinked voltage 11 and current / 2 for hysteresis motors and reactance machines. of the two different! Operating states or stress states separate from one another. If the displacement angle ψ is above this limit value ψ ', then the Drchfeldmaschim 3 runs synchronously; if, on the other hand, it is below this sliding value ψ *, then it runs asynchronously.

Die überwachungsschaltung isi so konstruiert, ciai sie nacheinander die Verschiebungswinkel ψ zwischer verketteter Spannung u und Strom /jeder Drehfeidma schine mißt. Sie gibt immer dann, wenn der geradt gemessene Verschiebungswinkel ψ unterhalb eine; vorgegebenen gemeinsamen Grenzwerts ψ* liegt, da: Meldesignal s 1 zur Charakterisierung des erster Betriebszustandes ab. Dieser erste Betriebszustand is wegen der getroffenen Wahl des Grenzwerts ψ' identisch mit dem unerwünschten asynchronen Be triebszustand der Drehfeldmaschine 3. Die Überwa chungsschahung gibt auch immer dann, wenn dei gerade gemessene Verschiebungswinkel ψ oberhalb de: vorgegebenen Grenzwerts φ* liegt, das Meldesignal s i ab. das den erwünschten zweiten Betriebszustanc charakterisiert. Dieser zweite Betriebszustand is identisch mit dem synchronen Betriebszustand dei betreffenden Drehfeldmaschine 3.The monitoring circuit is constructed in such a way that it successively measures the displacement angle ψ between the linked voltage u and current / each rotary field machine. It always gives when the straight measured displacement angle ψ below a; predetermined common limit value ψ * is because: message signal s 1 to characterize the first operating state. Because of the choice of the limit value ψ ', this first operating state is identical to the undesired asynchronous operating state of the induction machine 3. The monitoring system also gives the message signal s i whenever the displacement angle ψ just measured is above the predetermined limit value φ * away. that characterizes the desired second operating state. This second operating state is identical to the synchronous operating state of the relevant induction machine 3.

Die Meldesignale si und/oder $2 können, gegebe nenfalls versehen mit einer Kennziffer für die geradf abgefragte Drehfeldmaschine 3, zur weiteren Verarbei tung z. B. in eine Anzeigeeinrichtung 35, eine Alarmein richtung 36 und/oder in eine Datenverarbeitungsanlag« 37 gegeben werden. Die Laufmeldung kann somit in eir Anzeigesignal, ein Alarmsignal bzw. in ein Steuersigna umgewandelt werden.The message signals si and / or $ 2 can be given if necessary provided with a code number for the rotating field machine 3 which has just been queried, for further processing tion z. B. in a display device 35, an alarm device 36 and / or in a data processing system « 37 are given. The running message can thus be in a display signal, an alarm signal or in a control signal being transformed.

Nach Fig. 1 wird mittels eines Abgriffs 18 die verkettete Spannung u zwischen den beiden Phasenlei tern i/und Werfaßt. Diese verkettete Spannung u wire dem ersten Eingang einer Winkel-Vergleichsschaltung 19i> zugeführt. Die Winkel-Vergleichsschaltung 19/ besteht im wesentlichen aus digitalen Bausteinen.According to Fig. 1, the chained voltage u between the two phasefair tern i / and Werfasst by means of a tap 18. This linked voltage u wire is fed to the first input of an angle comparison circuit 19i>. The angle comparison circuit 19 / consists essentially of digital components.

Am ersten Eingang befindet sich eine Signalformer stufe 20. Sie gibt ein zeitlich rechteckiges Ausgangssi gnal a ab, dessen Anstiegs- und Abfallflanke pro Period« Tmit den Nulldurchgängen der verketteten Spannung 1 übereinstimmen. Dieses Ausgangssignal a wird in den einen Eingang eines nachgeschalteten Verzögerungs gliedes 40 gegeben. Der Verzögerungseingang de! Verzögerungsgliedes 40 ist an einen Grenzwertgeber 41 angeschlossen, der als Potentiometer dargestellt ist Ar diesem Grenzwertgeber 41 wird eine zeitüche Verzöge rung eingestellt die der Summe aus dem vorgegebener Grenzwert φ* und aus einer vorgegebenen Länge I entspricht Am Ausgang des Verzögerungsgliedes 4( erscheint ein erstes digitales Signal c, bei dem in jedei Periode T die Anstiegsflanke um den vorgegebener Betrag (φ* + k) gegenüber einem Nulldurchgang dei verketteten Spannung u in rückwärtiger Richtung phasenverschoben ist. Dieses erste digitale Signal c wire A signal shaper stage 20 is located at the first input . This output signal a is given into one input of a delay element 40 connected downstream. The delay input de! Delay element 40 is connected to a limit value transmitter 41, which is shown as a potentiometer. This limit value transmitter 41 is set to a timely delay which corresponds to the sum of the predetermined limit value φ * and a predetermined length I. At the output of the delay element 4 (a first digital appears Signal c, in which the rising edge is phase-shifted in each period T by the predetermined amount (φ * + k) compared to a zero crossing of the concatenated voltage u in the reverse direction. This first digital signal c wire

dem Eingang einer ersten Zeitsttife 44 zugeführt. Diese erste Zeitstufe 44 gibt ein erstes digitales Kurzsignal c' ab. das pro Periode T einen Kurzimpuls C besitzt, dessen Länge ρ kleiner als 180" el ist. Die erste Zeitstiife 44 dient also zur Bildung von Kurzimpulsen ("'synchron zum Signal c. Das erste digitale Kurzsignal c'wird dem ersten Eingang eines Vergleichsgliedes 42 zugeführt. Als Vergleichsgli"d 42 dient ein logisches UND-Glied, insbesondere ein NAND-Glied.fed to the input of a first time bar 44. This first time stage 44 emits a first digital short signal c ' . which has a short pulse C per period T , the length ρ of which is less than 180 "el A logical AND element, in particular a NAND element, is used as the comparison element.

In einer der drei Zuleitungen u', v'. w' der Drehfeldmaschine 3 ist ein Stromwandler 23 angeordnet. Es handelt sich hier speziell um diejenige Verbindungsleilung (/', welche die Verbindung mit dem l'hasenleiter U herstellt. Durch die spezielle Anordnung des Abgriffs !8 und des Stromwandler* 23 ist gewährleistet, daß in der Winkel-Vergleichsschaltung 196 der Verschiebungswinkel ψ, der kleiner als 90° el ist, bei der Auswertung zugrunde gelegt wird. Der Stromwandler 23 erfaßt den Strom /2 der Drehfeldmaschine 3. Das gemessene Stromsignal wird über eine Umschalteinrichtung 25 an den zweiten Eingang der Winkel-Vergleichsschaltung 196 gelegt. Die Umschalteinrichtung 25 ist so aufgebaut, daß sie das Stromsignal einer wahlweise herausgegriffenen Drehfeldmaschine an ihrem Ausgang abgibt.In one of the three supply lines u ', v'. A current transformer 23 is arranged w 'of the induction machine 3. This is specifically the connection line (/ 'which establishes the connection with the phase conductor U. The special arrangement of the tap! 8 and the current transformer * 23 ensures that the displacement angle ψ, The current transformer 23 detects the current / 2 of the induction machine 3. The measured current signal is applied via a switching device 25 to the second input of the angle comparison circuit 196. The switching device 25 is constructed in such a way that it emits the current signal of an alternatively selected induction machine at its output.

Am zweiten Eingang der Winkel-Vergleichsschaltung 196 liegt eine weitere Signalformerstufe 32. Mittels dieser Signalformerstufe 32 wird aus dem Strom /2 der Drehfeldmaschine 3 ein zweites digitales Signal 6 gewonnen. Bei diesem Signal b stimmt pro Periode Tdie Anstiegs- und Abfallflanke mit den Nulldurchgängen des Stroms —/'2 überein. Das zweite digitale Signal 6 wird in den Eingang einer zweiten Zeitstufe 45 abgegeben. Diese liefert ein zweites digitales Kurzsignal 6'mit einem Kurzimpuls ß'pro Periode T,dessen Länge k kleiner als 180° el ist. Diese Länge k ist gleich der Länge k. die bei der Einstellung am Verzögerungsglied 40 berücksichtigt wird.A further signal shaper stage 32 is connected to the second input of the angle comparison circuit 196. By means of this signal shaper stage 32, a second digital signal 6 is obtained from the current / 2 of the induction machine 3. In the case of this signal b , the rising and falling edges coincide with the zero crossings of the current - / '2 per period T. The second digital signal 6 is output to the input of a second time stage 45. This delivers a second digital short signal 6 'with a short pulse β' per period T, the length k of which is less than 180 ° el. This length k is equal to the length k. which is taken into account when setting the delay element 40.

Die zweite Zeitstufe 45 dient also zur Bildung von Kurzimpulsen S'synchron zum Signal b. Die Impulsdauer ρ/ω der eisten Zeitstufe 44 und die Impulsdauer k/ü) der zweiten Zeitstufe 45 sind so eingestellt, daß ihre Summe (p + k)/m allenfalls gleich V12 der Periodendauer 7"der Grundschwingung der verketteten Spannung u an der Drehfeldmaschine 3 ist. Das zweite digitale Signal 6'wird dem zweiten Eingang des Vergleichsgliedes 42 zugeführt.The second time stage 45 is used to generate short pulses S 'synchronous to signal b. The pulse duration ρ / ω of the first time stage 44 and the pulse duration k / ü) of the second time stage 45 are set so that their sum (p + k) / m is at most equal to V12 of the period 7 "of the fundamental oscillation of the chained voltage u on the induction machine 3. The second digital signal 6 ′ is fed to the second input of the comparison element 42.

Das Vergleichsglied 42 sorgt dafür, daß das erste und das zweite digitale Kurzsignal c' bzw. b' logisch miteinander zu einem resultierenden Signal rfUND-verknüpft werden. Der Ausgang des Vergleichsgliedes 42 zeigt hierbei nur dann ein L-Signal (Niedrig-Signal), wenn seine beiden Eingänge gleichzeitig auf H-Signal (Hoch-Signal) liegen, sonst immer ein H-Signal.The comparison element 42 ensures that the first and the second digital short signal c ' and b' are logically linked to one another to form a resulting signal rfUND-linked. The output of the comparator 42 only shows an L signal (low signal) if its two inputs are simultaneously at an H signal (high signal), otherwise always an H signal.

Aus dem resultierenden Signal d werden das Meldesignal s 1 für den ersten und/oder das Meldesignal 5 2 für den zweiten Betriebszustand hergeleitet. Das Meldesignal si ist dabei direkt am Ausgang des Vergleichsgliedes 42 abgegriffen und an einen Ausgang 3£ gelegt Mit dem Ausgang 38 sind die Anzeigeeinrichtung 35, die Alarmeinrichtung 36 und/oder die Datenverarbeitungsanlage 37 verbunden. Zur Herleitung des Meldesignals s2 ist dem Vergleichsglied 42 ein Halteglied 43 nachgeschaltet, dessen Ausgang an einen Ausgang 39 gelegt ist Dieses Halteglied 43 hat die Eigenschaft, daß es das resultierende Signa! d, welches im zweiten Betriebszustand als kurzzeitigem L-Signal periodisch auftritt, über eine Zeitdauer, die über eine Periode T der verketteten Spannung 1/ hinausgeht, verlängert un·.· anschließend wieder löscht, wenn kein neuer Impuls eintrifft. Es kann sich bei dem Halteglied 43 also insbesondere um eine monostabile Kippstufe mit ■> Impulsverlängerung handeln.The message signal s 1 for the first and / or the message signal 5 2 for the second operating state are derived from the resulting signal d. The message signal si is tapped directly at the output of the comparison element 42 and applied to an output 3 £. The display device 35, the alarm device 36 and / or the data processing system 37 are connected to the output 38. To derive the message signal s2 , the comparison element 42 is followed by a holding element 43, the output of which is connected to an output 39. This holding element 43 has the property that it is the resulting Signa! d, which occurs periodically in the second operating state as a brief L signal , is extended over a period T of the linked voltage 1 / and then extinguished again if no new pulse arrives. The holding element 43 can therefore in particular be a monostable multivibrator with pulse lengthening.

Das Vergleichsglied 42 und das Halteglied 43 können bevorzugt so ausgeführt, sein, daß als Vergleichsglied 42 eine NAND Stufe mit externen Basiseingang vorgesehen ist, daß an den Ausgang dieser NAND-Stufe die Basis eines Transistors in Verstärkerschaltung geschaltet ist, der das Ausgangssignal der NAND-Stufc invertiert, und daß der Basiseingang über ein /citglicd. insbesondere ein RC-Glied, vom invertierten Ausgangssignül der NAND-Stufc. also vom Signal des Transits stors, gesteuert wird. Durch geeignete Bemessung dieses Zeitglicdes wird eine Selbsthaltung des V«rgleichsgliedcs 4? erreicht, die über eine Periodcndatier Γ hinausgehl. Die Winkel-Vergleichsschaltung I9£> hat dadurch die Eigenschaft., daß sich dann, wenn sich dieThe comparison element 42 and the holding element 43 can preferably be designed in such a way that the comparison element 42 a NAND stage with external base input is provided that the output of this NAND stage Base of a transistor is connected in an amplifier circuit, which the output signal of the NAND-Stufc inverted, and that the base input has a / citglicd. in particular an RC element from the inverted output signal the NAND stage. is controlled by the signal of the transit stors. By appropriate dimensioning this temporal glory becomes a self-holding of the comparative member 4? achieved over a period data Γ out. The angle comparison circuit I9 £> has the property that when the

JO Drehfeldmaschine ^:l im ersten Betriebszustand befindet (ψ<ψ*). am Ausgang 38 als Meldesignal .? I ein H-Dauersignal und am Ausgang 39 als Meldesignal 5 2 ein L-Dauersignal erscheint, und daß dann, wenn sich die Drehfeldmaschine 3 im zweiten BetriebszustandJO rotary field machine ^: l is in the first operating state (ψ <ψ *). at output 38 as a message signal. I an H continuous signal and an L continuous signal appears at the output 39 as a message signal 5 2, and that when the induction machine 3 is in the second operating state

.·-. (i|!> 1/1·) befindet, am Ausgang 38 als Meidesignal s I ein L Daucrsignal und am Ausgang 39 als Meldesignal s2 ein H-I >auersignal erscheint.. · -. (i |!> 1/1 ·), an L continuous signal appears at output 38 as avoidance signal s I and a HI> out signal appears at output 39 as message signal s2.

In Fig. 2 ist für den ungestörten ersten (oder asynchronen) Betriebszustand der zeitliche VerlaufIn Fig. 2 is the time course for the undisturbed first (or asynchronous) operating state

so verschiedener Signale der Winkel-Vergleichsschaltung 196 dargestellt. Fig. 2 gilt also für den Fall, daß der Verschiebungswinkel ψ kleiner ist als der vorgegebene Grenzwert ψ" und daß keine der Zuleitungen u'. v'. w' unterbrochen ist. so different signals of the angle comparison circuit 196 shown. 2 therefore applies to the case that the displacement angle ψ is smaller than the predetermined limit value ψ ″ and that none of the supply lines u ', v', w 'is interrupted.

J5 Das geformte Ausgangssignal a der Signalformerstufe 20 erstreckt sich über eine Halbperiode 772 der verketteten Spannung u. Im Verzögerungsglied 40 wird eine Phasenverschiebung der Anstiegsflanke um den vorgegebenen Betrag (ψ* + k) durchgeführt. Die Abfallflanke bleibt zeitlich unverändert erhalten. Das erste digitale Signal eist somit verkürzt; seine zeitliche Dauer ist kleiner als eine Halbperiode T/2. In der Zeitstufe 44 wird das erste digitale Kurzsignal c' aus diesem ersten digitalen Signal c abgeleitet. Die Anstiegsflanke des Kurzimpulses C im Kurzsignal c' stimmt mit der Anstiegsflanke des ersten digitalen Signals c überein. Die Rückflanke des Kurzimpulses C hat einen Abstand ρ von seiner Anstiegsflanke. Die Länge des Kurzimpulses C kann — bezogen auf die Periodendauer Γ— z. B. 6° el betragen.J5 The shaped output signal a of the signal shaping stage 20 extends over a half period 772 of the concatenated voltage u. In the delay element 40, the rising edge is phase shifted by the specified amount (ψ * + k) . The falling edge remains unchanged over time. The first digital signal is thus shortened; its duration is less than a half period T / 2. In the time stage 44, the first digital short signal c 'is derived from this first digital signal c . The rising edge of the short pulse C in the short signal c ' corresponds to the rising edge of the first digital signal c . The trailing edge of the short pulse C is at a distance ρ from its leading edge. The length of the short pulse C can - based on the period Γ— z. B. 6 ° el.

Das zweite digitale Signal 6 ist mit seiner Abfallflanke um den Verschiebungs-Winkel ψ gegenüber der Anstiegsflanke des Ausgangssignals a phasenverschoben. In der Zeitstufe 45 wird das zweite digitale Kurzsignal b' aus diesem zweiten digitalen Signal b gewonnen. Die Anstiegsflanke des Kurzimpulses B' stimmt mit der Abfallflanke des zweiten digitalen Signals b überein. Die Rückflanke des Kurzimpulses B' im Kurzsignal B' hat einen Abstand k von seiner Anstiegsflanke. Die Länge k des Kurzimpulses B' kann — bezogen auf die Periodendausr T — z.B. 20° el betragen. Die Summe (p + k) aus der Länge ρ des Kurzimpulses C und der Länge k des Kurzimpulses B' beträgt im Beispiel 26° el und liegt damit unter dem Wert von 30° el. Beide Längen p. k körnen iim Frequenzbereich vor, 600 Hz bis 1100 Hz Konstant gehalten werden.The second digital signal 6 is phase-shifted with its falling edge by the displacement angle ψ with respect to the rising edge of the output signal a. In the time stage 45, the second digital short signal b 'is obtained from this second digital signal b . The rising edge of the short pulse B ' coincides with the falling edge of the second digital signal b . The trailing edge of the short pulse B ' in the short signal B' has a distance k from its leading edge. The length k of the short pulse B ' can be, for example, 20 ° el, based on the period end value T. The sum (p + k) of the length ρ of the short pulse C and the length k of the short pulse B ' is 26 ° el in the example and is therefore below the value of 30 ° el. Both lengths p. k graining iim frequency range prior to, 600 Hz to 1100 Hz are held constant.

Besonders bemerkenswert in Fig. 2 ist. daß dieParticularly noteworthy in Fig. 2 is. that the

Kiir/impulse C. B' beider Kur^signale c' bzw. 6'nach Länge ρ bzw. k und Lage so gewählt sind, daß sie sich zeitlich ni> Ht überlappen. Die NAND-Verknüpfung der beiden Kurzsignale c'. b' im Vergleichsglied 42 ergibt daher ein resultierendes Signal b in For.Ti eines ■> Dauersignals. Dieses resultierende Signal b kann direkt als erstes Meldesignal s 1 verwendet werden.Kiir / impulse C. B 'of both course signals c' and 6 'are chosen according to length ρ or k and position so that they do not overlap in time. The NAND operation of the two short signals c '. b ' in the comparison element 42 therefore gives a resulting signal b in For.Ti of a continuous signal. This resulting signal b can be used directly as the first message signal s 1.

In Fig. 3 ist ebenfalls der zeitliche Verlauf von Signalen der Winkel-Vergleichsschaltung 19ί? aufgetragen. Die eingetragenen Signalverläufe treten nur dann auf, wenn sich die gerade abgefragte Drehfeldmaschine 3 im ungestörten zweiten (oder synchronen) Betriebszustand befindet, wenn also der Verschiebungswinkel ψ größer als der vorgegebene Grenzwert ψ* ist und wenn keine der Zuleitungen (;', v', »-'unterbrochen isi.In Fig. 3, the time course of signals of the angle comparison circuit 19ί? applied. The signal curves entered only occur if the induction machine 3 that has just been queried is in the undisturbed second (or synchronous) operating state, i.e. if the displacement angle ψ is greater than the specified limit value ψ * and if none of the supply lines (; ', v', "-'Interrupted isi.

Das Ausgangssignal a der Signalformcrstufc 20 besteht wiederum pro Periode Taus einem positiven Spp.nnungsbalken der Dauer 772. Seine Anstiegs- und Ahfallflankp stimmt wirHrriim 7pitlirh mit zwei aufeinanderfolgenden Nulldurchgängen der verketteten Spannung , überein. Das erste digitale Signal c am Ausgang des Verzögerungsgliedes 40 besitzt wiederum eine Anstiegsflanke, die um den vorgegebenen Betrag (φ* + k) gegenüber der Anstiegsflanke des Ausgangssignals a phasenverschoben ist. Die Ahfallflanken sind zeitlich gleich. Hieraus wird wieder das erste digitale Kurzsignal c' mit einem Kurzimpuls C der Länge ρ gewonnen. Gegenüber den ersten drei Diagrammen von F-" i g. 2 hat sich keine Änderung ergeben.The output signal a of the signal shaping stage 20 consists in turn of a positive voltage bar of duration 772 per period Tau. Its rising and falling edges coincide with two successive zero crossings of the linked voltage. The first digital signal c at the output of the delay element 40 again has a rising edge which is phase-shifted by the predetermined amount (φ * + k) with respect to the rising edge of the output signal a. The Ahfall flanks are the same in time. From this, the first digital short signal c ' with a short pulse C of length ρ is again obtained. There has been no change compared to the first three diagrams in F- "i g. 2.

Das zweite digitale Signal b ist mit seiner Abfaüflanke in um den Verschicbungswinkel ψ gegen die Anstiegsflanke des Ausgangssignals a phasenverschoben. Der Verschiebungswinkel ψ ist jetzt größer als der vorgegebene Betrag ψ*. Im vorausgesetzten synchronen Betriebszustand eines Hysteresemotors ist der r» Verschiebungswinkel ψ nicht wesentlich größer als der vorgegebene Betrag ψ*. Die Ansiiegsflanke des Kurzimpulses B' im zweiten digitalen Kurzsignal b' stimmt wiederum mit der Abfallflanke des zweiten digitalen Signals b überein. Die Länge k des -10 Kurzimpulses B' ist konstant geblieben, so daß die Abfallflanke des Kurzimpulses B' einen Abstand (ψ + k) von der Anstiegsflanke des Ausgangssignals α besitzt.The trailing edge of the second digital signal b is phase-shifted by the displacement angle ψ relative to the leading edge of the output signal a. The displacement angle ψ is now greater than the specified amount ψ *. In the assumed synchronous operating state of a hysteresis motor, the r »displacement angle ψ is not significantly greater than the specified amount ψ *. The rising edge of the short pulse B ' in the second digital short signal b' in turn corresponds to the falling edge of the second digital signal b . The length k of the -10 short pulse B ' has remained constant, so that the falling edge of the short pulse B' has a distance (ψ + k) from the rising edge of the output signal α .

Besonders bemerkenswert in F i g. 3 ist, daß sich die beiden Kurzimpulse C und D' zeitlich vollständig überlappen. Die NAND-Verknüpfung im Vergleichsglied 42 ergibt also als resultierendes Signal dein Signal mit einem L-Impuls pro Periode T. Bei einer Frequenz der Wechselspannunesqueile 13 von 1 kHz enthält das ^r.o resultierende Signal d folglich 1000 L-Impulse pro Sekunde. Das Auftreten dieser Impulse sni Ausgang 38 ist charakteristisch für den zweiten (oder synchronen) Betriebszustand. Das Halteglied 43 sorgt diafür, daß aus diesem resultierenden Signal </als zweites Signal 5 2 ein Dauersignal wird.Particularly noteworthy in FIG. 3 is that the two short pulses C and D ' completely overlap in time. The NAND gate 42 thus results in comparison resultant signal as your signal having a low pulse per period T. At a frequency of 1 kHz Wechselspannunesqueile 13 of the .o ^r resulting signal contains consequently d 1000 L pulses per second. The occurrence of these pulses sni output 38 is characteristic of the second (or synchronous) operating state. The holding element 43 ensures that this resulting signal </ as the second signal 5 2 becomes a continuous signal.

In Fig.4 ist der zeitliche Verlauf von Signalen der Winkel-Vergleichsschaltung 196 aufgetragen, die dann auftreten, wenn sich die gerade abgefragte Drehfeldmaschine 3 zwar im ungestörten zweiten (oder synchronen) Betriebszustand befindet, wenn aber ihre Zuleitung w' unterbrochen ist. Um den Vergleich mit F i g. 3 zu erleichtern, sind in F i g. 4 die Verhältnisse für den ungestörter, zweiten Betriebszustand nochmals gestrichelt eingezeichnet.In FIG. 4, the time course of signals of the angle comparison circuit 196 is plotted, which occur when the induction machine 3 being queried is in the undisturbed second (or synchronous) operating state, but when its supply line w 'is interrupted. To make the comparison with F i g. 3 are shown in FIG. 4 shows the conditions for the undisturbed, second operating state again with dashed lines.

Da die verkettete Spannung u außerhalb der Zuleitungen u', v', w' gemessen wird, treten durch die Zuleitungsunterbrechung, die z. B. infolge eines Sicherungsfalls zustande kommt, keine Schwierigkeiten bei der Spannungsauswertung auf. Die ersten drei Diagramme von F i g. 4 entsprechen daher denjenigen von F i g. 2 und 3.Since the linked voltage u is measured outside of the supply lines u ', v', w ' B. comes about as a result of a fuse case, no difficulties in evaluating the voltage. The first three diagrams of FIG. 4 therefore correspond to those of FIG. 2 and 3.

Infolge der Unterbrechung der Zuleitung w' verschiebt sich die Phasenlage des Stroms /2 um den Verschiebungswinkel 30° el in kichtung auf den asynchronen Betriebszustand. Das wird später anhand von Fig. 6 genauer dargelegt. Die Verschiebung geschieht zeitlich rückwärts, so daß die Abfallflanke des zweiten digitalen Signals b jetzt um 30" el früher liegt als im ungestörten synchronen Betriebszustand nach F i g. 3. Das zweite digitale Signal b ist somit mit seiner Abfallflanke nur um die Differenz (φ —30") gegen die Anstiegsflanke des Ausgangssignals a phasenverschoben. Das Kurzsignal i'wird in bereits erläuterter W^ise aus dem zweiten digitalen Signal b hergeleitet. Da die Länge k des Kurzimpulses B' kleiner ist als der Verschiebungswinkeli 30" el. wird die Überlappung der beiden Kurzimpulse b'und c'zwangsläufig aufgehoben. Die ΝΑΝΠ-Verknüpfung der Kurzsignale b' und r'im Vergleichsglied 42 ergibt als resultierendes Signal </ wieder ein Dauersignal. Das resultierende Signal b zeigt somit die Unterbrechung der Leitung iv'als ersten (oder asynchronen) Betriebszustand an.As a result of the interruption of the supply line w ' , the phase position of the current / 2 shifts by the shift angle 30 ° el in the direction of the asynchronous operating state. This will be explained in more detail later with reference to FIG. 6. The shifting happens backwards in time, so that the trailing edge of the second digital signal b now by 30 "el earlier is as g in undisturbed synchronous operation condition by F i. 3. The second digital signal b is thus with its trailing edge just to the difference (φ -30 ") phase-shifted against the rising edge of the output signal a. The short signal i 'is derived from the second digital signal b in the manner already explained. Since the length k of the short pulse B 'is smaller than the displacement angle i 30 "el. The overlap of the two short pulses b' and c 'is inevitably canceled / again a continuous signal. The resulting signal b thus indicates the interruption of the line iv 'as the first (or asynchronous) operating state.

Der in F i g. 5 dargestellte zeitliche Verlauf von Signalen der Winkel-Vergleichsschaltung 196 tritt dann auf, wenn sich die gerade abgefragte Drehfeldmaschine 3 im ungestörten zweiten (oder synchronen) Betriebszustand befindet und wenn die Zuleitung v' zur Drehfeldmaschine 3 unterbrochen ist.The in F i g. The timing of signals from the angle comparison circuit 196 shown in FIG. 5 occurs when the induction machine 3 being queried is in the undisturbed second (or synchronous) operating state and when the supply line v ' to the induction machine 3 is interrupted.

Die ersten drei Diagramme von F i g. 5 haben sich gegenüber denjenigen der F i g. 2 bis 4 nicht geändert. Infolge der Unterbrechung der Zuleitung ι' verschiebt sich die Phasenlage des Stroms /2 um den Verschiebungswinkel 30" el in Richtung auf den ersten (asynchronen) Betriebszustand. Die Verschiebung geschieht hierbei zeitlich vorwärts, so daß die Abfallflanke des zweiten digitalen Signals b jetzt um 30" el später liegt als im ungestörten zweiten (synchronen) Betriebszustand nach F i g. 3. Das zweite digitale Signal b ist mit seiner Abfallflanke jetzt um die Summe (ψ + 30° el) gegen die Anstiegsflanke des Ausgangss'gnals </ phasenverschoben. Das Kurzsignal b', das i.i bereits erläuterter Weise aus dem zweiten digitalen Signal b hergeleitet wird, besitzt wiederum einen Kurzimpuls B der Länge k. Dieser Kurzimpuls B' liegt zeitlich nach dem Kurzimpuls C. Es gilt auch hier: da die Länge k des Kurzimpulses B' kleiner als der Verschiebungswinkel 30^c el ist, wird die Überlappung der beiden Kurzimpulse B' und C zwangsläufig aufgehoben. Die NAND-Verknüpfung der beiden Kurzsignale b' und c' ergibt als resultierendes Signal d wieder ein Dauersignal, das den ersten (oder asynchronen) Betriebszustand der Drehfeldmaschine 3 anzeigt.The first three diagrams of FIG. 5 have compared to those of FIG. 2 to 4 not changed. As a result of the interruption of the supply line ι 'the phase angle of the current / 2 is shifted to the displacement angle 30 "el toward the first (asynchronous) mode. The shift happens in this case forward in time, so that the trailing edge of the second digital signal b now 30 "el is later than in the undisturbed second (synchronous) operating state according to FIG. 3. The falling edge of the second digital signal b is now phase-shifted by the sum (ψ + 30 ° el) against the rising edge of the output signal. The short signal b ', which is derived from the second digital signal b in the manner already explained, in turn has a short pulse B of length k. This short pulse B ' is temporally after the short pulse C. It also applies here: since the length k of the short pulse B' is smaller than the displacement ^{angle 30 c} el, the overlap of the two short pulses B ' and C is inevitably canceled. The NAND combination of the two short signals b ' and c' again results in a continuous signal as the resulting signal d , which indicates the first (or asynchronous) operating state of the induction machine 3.

Wird die Zuleitung u' zur Drehfeldmaschine 3 unterbrochen, so fällt die Strommessung aus. Das zweite digitale Signal b ist durchgehend Null, so daß das resultierende Signal d ebenfalls den ersten (oder (asynchronen) Betriebszustand anzeigt.If the supply line u ' to the induction machine 3 is interrupted, the current measurement fails. The second digital signal b is continuously zero, so that the resulting signal d also indicates the first (or (asynchronous) operating state.

Fig. 6 zeigt ein Zeiger-Diagramm für verschiedene Betriebszustände der Drehfeldmaschine 3. Die Spannungen zwischen den Phasenleitern U, V, W bilden ein symmetrisches System. Die verkettete Spannung u, die nach F i g. 1 zwischen den Phasenieitern U und W gemessen wird, biidet mit dem Strom /2 der Drehfeldmaschine 3 den Phasenwinkel ψ. In F i g. 6 ist ψ>ψ* eingezeichnet, d.h. die Drehfeldmaschine 36 shows a phasor diagram for different operating states of the induction machine 3. The voltages between the phase conductors U, V, W form a symmetrical system. The linked voltage u, which according to FIG. 1 is measured between the phase conductors U and W, the phase angle ψ with the current / 2 of the induction machine 3 is measured. In Fig. 6, ψ> ψ * is drawn in, ie the induction machine 3

befindet sich im zweiten {oder synchronen) Betriebszustand//^ = /2¹JLis in the second (or synchronous) operating state // ^ = / 2 ¹ JL

Bricht die Zuleitung »■', so bleibt nur die Spannung zwischen den Zuleitungen u', v' erhalten. Es verschiebt sich /2· um 30° el zurück in Richtung Asynchronismus: /2 = i2(w'). Es gilt jetzt: (ψ-30°) < ψ*, so daß der erste Betriebszustand angezeigt wird (vgl. Fig.4). Bricht dagegen die Zuleitung v' so bleibt nur dieIf the lead »■ 'breaks, only the voltage between the leads u', v ' remains. / 2 · shifts back by 30 ° el in the direction of asynchronism: / 2 = i2 (w '). The following applies now: (ψ-30 °) < ψ *, so that the first operating status is displayed (see Fig. 4). If, on the other hand, the supply line v 'breaks, only that remains

Spannung zwischen den Zuleitungen u\ »"'erhalten. Es verschiebt sich /2* um 30° el vorwärts in Richtung Synchronismus: /2 = i2(v'). Es gilt jetzt (ψ + 30°) > (φ* + k + pJL d.h. der Kurzimpuls C liegt zeitlich vor und außerhalb des Kurzimpulses B\ so daß wiederum der erste Betriebszustand angezeigt wird (vgl. F i g. 5).The voltage between the supply lines u \ »"'is maintained. / 2 * is shifted forward by 30 ° el in the direction of synchronism: / 2 = i2 (v'). The following applies now (ψ + 30 °)> (φ * + k + pJL ie the short pulse C occurs temporally before and outside of the short pulse B \ so that the first operating state is displayed again (see FIG. 5).

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. A method for monitoring a drive system with a number of rotary field machines, in particular hysteresis motors, which are each provided to drive a low-friction centrifuge and are jointly fed from an alternating voltage source, the angle between voltage and current of each rotary field machine being measured one after the other and compared with a predetermined limit value is, and if the angle is below the specified limit value, a message signal for a first operating state and / or, if the angle is above the specified limit value, a message signal for a second operating state of the induction machine is issued, according to Patent 24 02 423, characterized in that from the voltage (u). the induction machine (3) a first digital K short signal (c ') with a short pulse (C) per period (T) is derived whose length (p) is less than 180 ° el that from the current (i2) of the induction machine (3) a second digital short signal (b ^r ) with a short pulse (B ') per period (T) is derived, the length (k) of which is also less than 180 ° el, that the short pulses (C, B') of both short signals (c ' _t b') are chosen according to length (p, k) and position so that they do not overlap at all during operation of the induction machine (3) in the first operating state, but at least partially during operation in the second operating state, that the first and the second digital short signal (c ' _t b') are logically AND-linked to form a resulting signal (d) , and that from this resulting signal (d) the message signal (si and / or s2) for the first and / or second operating state is derived.

2. The method according to claim 1, characterized in that in each period (T) from the voltage ίο (u) of the induction machine (3), the first digital short signal (c ') is derived so that the trailing edge of the associated short pulse (C) im is phase shifted Ί5 by a specified amount (ψ * + k) compared to a zero crossing of this voltage (u) , the specified amount (ψ * + k) being additive from the specified limit value (φ *) and the length (k) of the short pulse (B ') in the second digital short signal (b') , and that in each period (T) from the current (H) of the induction machine (3) the second digital short signal (b ') is derived so that the Trailing edge of the associated short pulse (B ') m \\. coincides in time with a zero crossing of this current (72).

3. The method according to claim 2, characterized in that the sum (p + k) of the length (p) of the short pulse (C) in the first digital short signal (c ') and the length (k) of the short pulse (B') in second digital short signal (b ') is not greater than 30 ° el.

4. The method according to claim 3, characterized in that the length of the short pulse (C ') \ m first digital short signal (c') is smaller than the length (k) da KurzimpuKcs (B ') \ m second digital short signal (b') . M.

5. The method according to claim 4, characterized in that the length (p) of the short pulse (C ') \ m first digital short signal (c'j about 5 el and the length (k) of the cure pulse (B') \ m second digital Short signal (b ') is about 20 ° el at nominal frequency {i / T)

6. The method according to any one of claims 2 to 5, characterized in that first a binary output signal (a) is derived from the voltage (u) of the induction machine (3), in which per period (T) at least one edge with a zero crossing of the Voltage (u) agrees that a first digital signal (c) is then formed from this binary output signal (a) , in which one edge is phase-shifted by the predetermined amount (ψ * + k) compared to the said edge of the binary output signal (a) and that the first digital short signal (c ') is then derived from this first digital signal (c ) in such a way that the rising edge of the associated short pulse (C) coincides with the mentioned edge of the first digital signal fo}.

7. The method according to any one of claims 2 to 6, characterized in that first a second digital signal (b) is derived from the current (72) of the induction machine (3), in which per period (T) at least one tendril with a zero crossing of the current (72) coincides, and that then the second digital short signal (b ¹ ) is derived from this second digital signal (b ) in such a way that the rising edge of the associated short pulse (B ') with the mentioned edge of the second digital signal (fi ^ coincides.

8. The method according to any one of claims 2 to 7, characterized in that the trailing edge of the short pulse (C) of the first digital short signal (c ') is a falling edge, and that the trailing edge of the short pulse (B') of the second digital short signal (/ ^ is also a falling edge.

9. Verfanren according to one of claims I to 8, characterized in that the predetermined limit value (ψ *) that limit angle of the angle (ψ) between voltage (u) urn! Current (i2) which separates the asynchronous first operating state from the synchronous second operating state of the induction machine (3).

10. Monitoring circuit for performing the method according to one of claims 1 to 9, wherein a tap that taps the voltage of the AC voltage source, is connected to the first input of an angle comparison circuit, wherein a switching device that selectively one of the currents of the induction machine at its Output emits, is connected to the second input of the angle comparison circuit, the angle comparison circuit being equipped with a limit value transmitter for specifying a limit value for the angle, and the angle comparison circuit having a delay element fed by the first input, the delay input of which to the limit value transmitter is connected, and a logic comparison element, which is connected on the input side on the one hand to the output of the delay element and on the other hand to the second input of the angle comparison circuit, contains, according to Patent 24 02 423, characterized in that between the output of the delay element ( 40) and one input of the logic comparator (42) is connected to an e-th time stage (44) which outputs the first digital short signal (c ') , and that between the second input the angle comparison

gletchs circuit (19 ^ and the other input of the logic comparison element (42) is connected to a second time stage (45) which emits the second digital short signal (b ').

H. Monitoring circuit according to claim 10, characterized in that the limit value transmitter (41) is set to a predetermined amount (ψ * + k) which is the additive of the predetermined limit value (ψ *) and the lung (k) of the short pulse (B ') in the second digital short signal (b ¹ ) , and that the pulse duration of the first time stage (44) and the pulse duration of the second time stage (45) are set so that their sum is at most equal to> / i2 the period (T) of the Fundamental oscillation of the voltage (u) at the induction machine (3).

IZ monitoring circuit according to claim 10 or 11, characterized in that the tap (18) and the switching device (25) are each followed by a signal shaping stage (20, 32) which emits a temporally square-wave output signal (a, b) , the edges of which are synchronized with the zero crossings of the input voltage (α) or the input current (72) match.

13. Monitoring circuit according to claim 11 or 12, characterized in that in the frequency range between 600 Hz and 1100 Hz, the pulse duration of the first time stage (44) to a value of about 15μ5βΰ and the pulse duration of the second time stage (45) to a value of about 50 ₍ isec is fixed.