DE2600456A1 - Verfahren und schaltung fuer einen explosions- und/oder schlagwettergeschuetzten antrieb mit eigensicherer stromversorgung - Google Patents

Description

• Verfahren und Schaltung für einen explosions- und/oder
• schlagwettergeschützten Antrieb mit eigensicherer Stromversorgung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltung zur Erreichung eines eigensicheren Betriebs eines explosions- und/oder schlagwettergeschützten Antriebs.
• Für die in Meß- und Regelanlagen eingesetzten Geräte sind in explosions- und schlagwettergefährdeten Bereichen besondere Maßnahmen zur Sicherung eines unfall- und störungsfreien Betriebes vorgeschrieben. Diese Anforderungen haben in der elektrischen Anlagentechnik u.a.
• zu der Ausbildung der "eigensicheren Stromkreise" geführt, wodurch zündfähige Funken und zündfähige Erwärmungen vermieden werden. Ein Stromkreis oder ein Teil eines Stromkreises ist eigensicher, wenn weder im normalen Betrieb noch bei einer Störung eine explosible Atmosphäre durch einen Funken oder eine andere Wärmewirkung gezündet werden kann. (VDE 0170/0171).
• Für den Antrieb von Meß- und Regelanlagen, z.B. Drehflügel-Silostandanzeigern, in Gefahrenbereichen in Frage kommende Motoren müssen explosions- und/oder schlagwettergeschützt sein. Aus diesem Grund können wegen der Funkenbildung am Kommutator oder den Schleifringen keine Motoren mit derartigen Bauteilen verwendet werden. Bei kollektorlosen Gleichstrommotoren tritt zwar keine Funkenbildung auf, jedoch sind diese Motoren aufwendig und teuer.
• Wechselstrom-Kleinstmotoren in explosions- und/oder schlagwettergeschützter Ausführung sind im Handel erhältlich und preiswert.
• Es wurde daher versucht, einen explosions- undzschlagwettergeschützten Antrieb mit eigensicherer Stromversorgung mit Hilfe eines Wechselstrom-Kleinstmotors aufzubauen. Die Schaltung muß dabei so aufgebaut sein, daß die in der Induktivität des Motors gespeicherte Energie im Störungsfall, z.B. Unterbrechung der Zuleitung, nicht zu einer Entzündung des Gasgemisches führen kann.
• Es ist bekannt, die Spannung, die beim Unterbrechen der Zuleitung durch die in der Induktivität gespeicherte Energie auftritt, durch Parallelschaltung eines genügend niedrigen ohmschen Widerstands zu begrenzen. Diese Schaltung ist jedoch nur bei Motoren mit kleiner Stromaufnahme anwendbar und daher in ihrer Anwendbarkeit stark eingegrenzt.
• Weiterhin ist es bekannt, die durch die in der Induktivi- tät gespeicherte Energie auftretendeYdurch Parallelschaltung von zwei in Gegenreihe liegenden Zenerdioden zu begrenzen.
• Durch die beiden Z-Dioden wird die größtmögliche Betriebsspannung des Motors auf den Wert ihrer Z-Spannung begrenzt.
• Bei Speisung mit Wechselspannung ist jedoch darauf zu achten, daß die Z-Spannung mindestens entsprechend dem Scheitelwert der Betriebsspannung gewählt werden muß. Weiterhin muß die Z-Spannung noch um einen bestimmten Sicherheitsabstand größer sein als die Betriebsspannung des Motors. Da die Z-Spannung ihrerseits durch die Eigensicherheitsanforderungen begrenzt ist, läßt sich dieses Verfahren nur anwenden bei Motoren, die mit kleiner Betriebsspannung arbeiten. Dann wird jedoch zum Erzielen einer bestimmten Leistung die Stromaufnahme des Motors unzulässig hoch.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltung zur Erreichung eines eigensicheren Betriebs eines explosions- und/oder schlagwettergeschützen Antriebs zu schaffen, wobei die vorgenannten Nachteile vermieden werden und der Aufwand gering gehalten wird.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gleichspannung einer eigensicheren Stromversorgung in eine Wechsel spannung umgeformt wird, die zur Versorgung eines explosions- und/oder schlagwettergeschützten Wechselstrommotors verwendet wird.
• Die Schaltung zur Durchführung dieses Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Wechselstrommotor ein Umformer von Gleich- auf Wechselstrom vorgeschaltet ist.
• Der Wechselstrommotor ist explosions- und/oder schlagwettergeschützt.
• Dem Eingang des Umformers sind zwei Dioden parallelgeschaltet.
• In der Zuleitung zum Umformer ist eine Diode als Falschpolschutz geschaltet.
• Der Umformer und der Motor sind mit Gießharz oder einem anderen geeigneten Isolierstoff zu einer Einheit vergossen.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die einzige Abbildung zeigt die Schaltung nach der Erfindung.
• Die von einer Stromversorgung 1 mit eigensicherem Ausgang gelieferte Gleichspannung wird über Zuleitungen 2 und 3 an die Eingangsklemmen der mit einem geeigneten Material z.B. Gießharz vergossenen Einheit 4 geführt.
• Die Einheit 4 kann z.B. den gestrickelt angedeuteten Umformer 10 mit vier Transistoren 11, 12, 13 und 14 enthalten. Der Umformer 10 formt die Gleichspannung der Stromversorgung 1 in eine Wechselspannung um, die an den Wechselstrommotor 15 angelegt wird.
• Die Diode 7 der Einheit 4 dient als Falschpolschutz. Durch die Dioden 8 und 9 wird erreicht, daß sich die in der Induktivität des Motors 15 gespeicherte Energie nicht in einer Überschreitung der entsprechend der Forderung der Eigensicherheit festgesetzten Betriebsdaten auswirken kann.
• Im Falle einer Störung, z.B. einer Unterbrechung der Zuleitungen 2 und 3 zwischen Stromversorgung 1 und Einheit 4 fließt der durch die in der Induktivität gespeicherte Energie hervorgerufene Motorstrom über die Dioden 8 und 9 weiter.
• Auf diese Weise wird ein Spannungsstoß an den Klemmen 5 und 6 vermieden, und das Kriterium der Eigensicherheit ist erfüllt.
• Es sind zwei Dioden 8 und 9 eingesetzt, um zweifache Sicherheit zu gewährleisten; es können natürlich noch weitere Dioden vorgesehen sein, um noch höheren Sicherheitsqualifikationen Genüge zu tun.
• Die Dioden 8, 9 sind für den Betriebsstrom in Sperrichtung gepolt. Für den im Störungsfall auftretenden, aus der Energiespeicherung der Induktivität gespeisten Motorstrom sind sie jedoch in Durchlaßrichtung geschaltet, so daß bei einer Unterbrechung der Zuleitung an der Unterbrechungsstelle kein gefährlicher Funke entstehen kann.
• Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, daß der von der Stromversorgung 1 gelieferte Betriebsstrom nur wenig größer als der Nennbetriebsstrom des Motors zu sein braucht.
• Die erfindungsgemäße Anordnung hat den weiteren Vorteil, daß die verwendeten Dioden billiger als die bei den bekann- ten Vorrichtungen erforderlichen Zenerdioden Rdie für den maximal möglichen Betriebs strom bemessen sein müssen, was eine hohe zulässige Verlustleistung zur Folge hat.
• L e e r s e i t e

Claims (6)

1. Ansprüche ¼ 1. Verfahren zur Erreichung eines eigensicheren Betriebes eines explosions- und/oder schlagwettergeschützten Antriebs, dadurch gekennueichnet, daß die Gleichspannung einer eigensicheren Stromversorgung in eine Wechselspannung umgeformt wird, die zur Versorgung eines explosions- und/oder schlagwettergeschützten Wechselstrommotors verwendet wird.
2. 2. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem WexJbaelstrommotor (15) ein Umformer (10) von Gleich- auf Wechselstrom vorgeschaltet ist.
3. 3. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Eingang des Umformers (10) zwei Dioden (8, 9) parallelgeschaltet sind.
4. 4. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselstrommotor (15) explosions- und/oder schlagwettergeschützt ist.
5. 5. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Zuleitung zum Umformer (10) eine Diode (7) als Falschpolschutz geschaltet ist.
6. 6. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Umformer (10) und der Motor (15) mit Gießharz oder einem anderen geeigneten Isolierstoff zu einer Einheit (4) vergossen sind.