DE2630866C2 - Circuit arrangement for short-circuit braking of asynchronous squirrel-cage motors - Google Patents

Circuit arrangement for short-circuit braking of asynchronous squirrel-cage motors

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Description

33

aus einem Brückengleichrichter 11 und einem Opto- 18 zurückgesetzt und damit das NAND-Giietl 23 gokoppler 12 bestehender schneller Schalter. Ein Triac 13 sperrt wird. Erneutes Schließen der Kontakte 8, 9 und ist in Reihe zu dem Brückengleichrichter 11 und parallel 10 setzt den Speicher 18 durch das Verzögerungsglied zur Ständerwicklung 3 geschaltet Solange der Motor in 16 und der Eingang 22 wird vorbereitet Alles andere Betrieb und die Schaltkontakte 8,9 und 10 geschlossen 5 wiederholt sich wie vor beschrieben. Dabei ist die sind, gibt der Brückengleichrichter 11 infolge des über Schaltstrecke des Schalters angeschlossen, da die zuvor den Schaltkontakt 10 hergestellten Kurzschlusses se- beschriebene Schaltungsanordnung kontrolliert, ob die kundär keine Spannung ab. Am Ausgang 14 des Opto- Hauptkontakte geöffnet sind und dadurch Netzkurzkopplers 12 liegt daher Low-Signal. Sind die Schaltkon- Schluß beim Zünden des Triacs verhindert wird, takte 8,9 und 10 dagegen geöffnet, so erhält der Brük- io Die mit der Schaltungsanordnung gemäß dem vorstekengleichrichter 11 einerseits über die Zuleitung 6 und hend geschilderten Ausführungsbeispiel erzielbare Verandererseits über einen Spannungsnullpunkt 15 sowie besserung der Bremsgeschwindigkeit ist aus dem Diadie Ständerwicklung 3 Spannung. Damit erscheint am gramm der Abbildung 3 zu entnehmen. In dem Dia-Ausgang 14 des Optokopplers 12 High-SignaL Es ist die gramm sind die in Prozenten der Nenndrehzahl n0 ausAufgabe der rechts in der Abbildung dargestellten logi- 15 gedrückten Drehzahlen η nach Beginn der zum Zeitschen Schaltung, aus einer derartigen Signalform nur punkt O einsetzenden Bremsung über der Zeit r aufgedann kurzzeitig Zündimpulse zu erzeugen, wenn das tragen. Die am weitesten rechts liegende Kurve 1 be-High-Signal nach Unterbrechen der Schaltkontakte 8,9 zieht sich auf den Fall des in der Zeit t ungebremst und 10 am Punkt 14 erscheint auslaufenden Motors. Die mittlere 3 und die linke Kurvefrom a bridge rectifier 11 and an opto-18 reset and thus the NAND-Giietl 23 gokoppler 12 existing fast switch. A triac 13 blocks. Closing the contacts 8, 9 again and is in series with the bridge rectifier 11 and in parallel 10 sets the memory 18 through the delay element to the stator winding 3 As long as the motor in 16 and the input 22 is prepared All other operation and the switching contacts 8, 9 and 10 closed 5 is repeated as described above. The bridge rectifier 11 is connected as a result of the switching path of the switch, since the short circuit previously established for the switching contact 10 checks whether the circuit arrangement described above controls whether the secondary does not emit any voltage. At the output 14 of the opto-main contacts are open and thus the short-circuit coupler 12 is therefore a low signal. If the switching connection is prevented when the triac is fired, but clocks 8, 9 and 10 are open, the bridge receives the circuitry according to the connector rectifier 11 on the one hand via the supply line 6 and the exemplary embodiment described on the other hand via a voltage zero point 15 as well as improvement of the braking speed is from the Diadie stator winding 3 voltage. This appears on the gram in Figure 3. In the slide output 14 of the optocoupler 12 high signal It is the grams are the in percent of the nominal speed n 0 from the logi- 15 depressed speeds η shown on the right in the figure after the start of the Zeitschen switching, from such a signal form only point O braking onset over the time r then briefly generate ignition pulses when the wear. The curve 1 furthest to the right be-high signal after interruption of the switching contacts 8, 9 applies to the case of the motor coasting down unbraked in time t and 10 at point 14. The middle 3 and the left curve

Ein am Punkt 14 anstehendes High- oder Low-Signal 20 2 zeigen den Verlauf der Drehzahl be.' Anwendung der wird von «inem invertierenden Zeitglied 16 umgekehrt, Kurzschlußbremsung. Bei Aufnahme der Ymken Kurve an seiner von High auf Low abfallenden Flanke verzö- wurde der zur Beeinflussung der Bremsschnelligkeit gen und an den einen Eingang 17 eines Magnetspei- dienende Widerstand 27 auf seinen optimalen Wert einchers 18 gegeben. Ein Inversionsglied 19 mit nachge- gestellt, während dieser bei der Aufnahme der mittleren schaltetem zweiten invertierenden Zeitglied 20 verzö- 25 Kurve au; einen Wert eingestellt war, der der mit der gen lediglich die von Low auf High ansteigende Flanke Kurzschlußbremsung erreichbaren längsten Bremsdaudes bei 14 anliegenden Signals. Im Moment der Span- er entsprichtA high or low signal 20 2 pending at point 14 shows the course of the speed be. ' The application is reversed by an inverting timer 16, short-circuit braking. When the Ymken curve was recorded on its edge falling from high to low, the value for influencing the braking speed was delayed and given to one input 17 of a magnet-feeding resistor 27 to its optimal value. An inversion element 19 is also adjusted, while this curve is delayed when the middle switched second inverting timing element 20 is recorded; a value was set that corresponds to the longest braking time that can be achieved with the gene only the short-circuit braking edge rising from low to high when the signal is 14. At the moment the Span- ish corresponds

nungsumkehr an seinen Eingängen 17 und 21 wird der reversal at its inputs 17 and 21 is the

Magnetspeicher gesetzt An seinem Ausgang 22 er- Hierzu 3 Blatt ZeichnungenMagnetic memory set. At its output 22 there are 3 sheets of drawings

scheint High-SignaL sobald der Eingang 17 gegenüber 30 appears to be high as soon as the input is 17 towards 30

dem Eingang 21 positiv wird. Der Ausgang 22 des Magnetspeichers ist mit dem Eingang eines ersten NAND-Gliedes 23 verbunden, an dessen zweiten Eingang 24 das bei 14 anliegende Signal unverändert weitergegeben wird. Der Ausgang 25 des NAND-Gliedes fällt nur dann von High auf Low, wenn der Eingang 24 unmittelbar nach Abschalten des Motors bei gesetztem Speicher High-Signal erhält. Der Magnetspeicher 18 fällt ab, sobald die Spar-iung an seinem Eingang nach der durch das Zeitglied 20 bedingten Verzögerungszeit umgekehrt wird. In diesem Moment erscheint auch am Ausgang 25 des NAND-Gliedes 23 wieder High-Signal.input 21 becomes positive. The output 22 of the magnetic memory is connected to the input of a first NAND gate 23, to its second input 24 the signal present at 14 is passed on unchanged. The output 25 of the NAND gate only falls then from high to low if input 24 is activated immediately after the motor has been switched off with the memory set Receives high signal. The magnetic memory 18 falls off as soon as the savings at its input after the through the timer 20 conditional delay time is reversed. At that moment also appears at the exit 25 of the NAND gate 23 again high signal.

Das normalerweise am Punkt 25 anliegende High-Signal wird also nur während der kurzen Zeitspanne zwischen dem Abschalten des Motors uid dem Abfallen des gesetzten Speichers in ein Low-Signal verwandelt Dieser kurzzeitige Rechteckimpuls wird zur Erzeugung der Zündimpulse benutzt Dazu werden an den einen Eingang 29 eines zweiter. NAND-Gliedes 31 die von einem beispielsweise bei 2,5 kHz arbeitenden Taktgenerator 30 erzeugten periodischen Rechteckimpuls gegeben. Diese erscheinen nur dann am Ausgang 32 des NAND-Gliedes 31, wenn am Eingang 28 kurzzeitig High-Signa! erscheint Die so erzeugten, nur unmittelbar nach dem Abschalten des Motors am Ausgang 32 erscheinenden Zündimpulse werden über eine Zündeinrichtung 33 zum Zündkontakt 34 des Triacs 13 weitergeleitet The high signal, which is normally present at point 25, is only activated during the short period between switching off the engine and falling off of the set memory is converted into a low signal. This brief square-wave pulse is generated The ignition pulses are used to do this at one input 29 of a second. NAND gate 31 that of a periodic square-wave pulse generated, for example, at 2.5 kHz clock generator 30. These only appear at the output 32 of the NAND element 31 if at the input 28 briefly High signa! The generated in this way appears only immediately after the engine has been switched off at output 32, ignition pulses are transmitted via an ignition device 33 forwarded to ignition contact 34 of triac 13

Die an den Punkten 14,17,21,22,24,25,28,29 und 32 anliegenden Signalfolgen sind im Diagramm der Abbildung 2 dargestellt.The ones at points 14,17,21,22,24,25,28,29 and 32 adjacent signal sequences are shown in the diagram in the figure 2 shown.

Beim öffnen der Kontakte 8,9 und 10 wird der Optokoppler sowie das NAND-Glied 23 unverzögert umgeschaltet und der Zündzeitpunkt ist lediglich von der Einstellung am Zeitglied (etwa 2 msec) abhängig. Der Zeitabschnitt nach F i g. 2, in rVm der Triac 13 Zündimpuls bekommt, wird durch das Zeitglied 20 begrenzt, indem nach Ablauf der Verzögerungszeit der MagnetspeicherWhen contacts 8, 9 and 10 are opened, the optocoupler as well as the NAND gate 23 are switched over without delay and the ignition point is only from the setting on the timer (approx. 2 msec). The time period according to FIG. 2, in rVm the triac 13 ignition pulse gets is limited by the timer 20 by the magnetic memory after the delay time has elapsed

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Schaltungsanordnung zur Kurzschlußbremsung von Asynchron-Kurzschlußläufer-Motoren mit mechanisch zu betätigenden Schaltkontakten in den Spannungsversorgungsleitungen der dreiphasigen Ständerwicklungen mit einem Halbleiterschalter als Kurzschlußschalter und einem Zeitglied zur zeitlichen Begrenzung des Bremsstroms, gekennzeichnet durch einen eingangsseitig zu einem der Schaltkontakte parallel geschalteten schnellen Schalter aus einem Brückengleichrichter mit nachgeschaltetem Optokoppler, einen mit dem schnellen Schalter in Reihe und zu einer der Ständerwicklun- is gen parallel geschalteten Triac als Kurzschlußschalter, einen durch Oberlagerung der drei Phasen der Versorgungsspannung gebildeten, mit einem Eingang des schnellen Schalters verbundenen Spannungsnullpunkt, ein erstes NAND-Güed (23), dessen 2ö einer Eingangskontakt (24) direkt und dessen anderer Eingangskontakt (22) über ein invertierendes Verzögerungsglied (16 bis 20) als Zeitglied für die Bremszeit mit dem Ausgang des schnellen Schalters verbunden ist, sowie ein zweirts NAND-Glied (31), das eingangsseitig über ein zweites Verzögerungsglied mit dem Ausgang des ersten NAND-Gliedes (23) sowie dem Ausgang eines Taktgenerators (30) und ausgangsseitig über eine Zündeinrichtung (33) mit dem Zünukontakt des Triacs (34) verbunden ist1. Circuit arrangement for short-circuit braking of asynchronous squirrel-cage motors with mechanical Switch contacts to be operated in the power supply lines of the three-phase Stator windings with a semiconductor switch as a short-circuit switch and a timing element for the temporal Limitation of the braking current, characterized by a fast one connected in parallel to one of the switching contacts on the input side Switch from a bridge rectifier with a downstream optocoupler, one with the fast one Switches in series and a triac connected in parallel to one of the stator windings as a short-circuit switch, one formed by superimposing the three phases of the supply voltage, with an input of the fast switch connected voltage zero, a first NAND-Güed (23), whose 2ö one input contact (24) directly and the other input contact (22) via an inverting one Delay element (16 to 20) as a time element for the braking time with the output of the high-speed switch is connected, as well as a second NAND element (31), the input side via a second delay element with the output of the first NAND element (23) and the output of a clock generator (30) and on the output side is connected to the ignition contact of the triac (34) via an ignition device (33) 2. Schaltungsanordnung veh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, diß das invertierende Verzögerungsglied aus einem Magnetspeicher (18) mit einem ersten invertierenden Zeitglied (16) an einem Eingangskontakt sowie mit einem Inversionsglied (19) und nachgeschaltetem zweiten invertierenden Zeitglied (20) am anderen Eingangskontakt besteht2. Circuit arrangement veh claim 1, characterized in that the inverting delay element consists of a magnetic memory (18) with a first inverting timing element (16) at one input contact and with an inversion element (19) and a downstream second inverting timing element (20) at the other input contact 4040 Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Kurzschlußbremsung von Asynchron-Kurzschlußläufer-Motoren mit mechanisch zu betätigenden Schaltkontakten in den Spannlingsversorgungsleitungen der dreiphasigen Ständerwicklungen mit einem Halbleiterschalter als Kurzschlußschalter und einem Zeitglied zur zeitlichen Begrenzung des Bremsstroms.The invention relates to a circuit arrangement for short-circuit braking of asynchronous squirrel-cage motors with mechanically operated switching contacts in the clamping part supply lines of the three-phase stator windings with a semiconductor switch as a short-circuit switch and a timer for time limitation of the braking current. Aus der DE-OS 19 10 448 ist ein elektronischer Kurzschlußschalter für dreiphasige Asynchron-Motoren bekannt. In dem Läuferpaket werden nach Abschalten der Betriebsspannung durch von außen zugeführten Gleichstrom unter Ausnutzung der Remanenz Magnetpole geschaffen, die beim Durchlaufen des durch z. B. einen Halbleiter kurzgeschlossenen Teils der Stator-Wicklung in diesem einen Induktionsstrom erzeugen wodurch die kinetische Energie des Läufers durch Umwandlung in elektrische Energie bzw. Wärme beseitigt wird. Der Bremsstrom kann durch ein einstellbares Zeitrelais oder entsprechende elektronische Anordnungen nach kurzer Zeit abgeschaltet werden. Insbesondere bei Motoren geringen Wicklungswiderstandes und kleiner äußerer Schwungmasse muß direkt nach Abschalten der Betriebsspannung das Kurzschließen der Phasen erfolgen, da sonst die Bremswirkung — bedingt durch den rasch abklingenden Restmagnetismus des Läufers — nicht mehr ausreicht, ilen Rotor /um Stillstand zu bringen. Wie der Kuiv.schlußschalter angesteuert werden soll, istFrom DE-OS 19 10 448 an electronic short-circuit switch for three-phase asynchronous motors is known. After the operating voltage has been switched off, the rotor core is supplied with direct current from outside created using the remanence magnetic poles that when passing through z. B. a Semiconductors short-circuited part of the stator winding in this generate an induction current as a result of which the kinetic energy of the rotor is eliminated by converting it into electrical energy or heat. Of the Braking current can be adjusted by an adjustable time relay or corresponding electronic arrangements after a short time Time to be switched off. Especially with motors with low winding resistance and smaller external ones The flywheel must be short-circuiting the phases immediately after switching off the operating voltage, otherwise the braking effect - due to the rapidly decaying residual magnetism of the rotor - will not more is sufficient to bring the rotor to a standstill. How the Kuiv. Circuit breaker should be controlled is dieser Offenlegungsschrift jedoch nicht zu entnehmen.However, not to be found in this laid-open specification. Aus der DE-OS 24 05 092 ist weiterhin eine elektronische Steuerschaltung zur Inbetriebnahme und zum Anhalten eines Einphasen-Kondensator-Motors bekannt die über einen Transformator und einen Vollweggleichrichter angeschlossen ist Zur Bremsung ist ein Bremsschalter zur Erzeugung einer Steuerspannucg vorgesehen, welche die Dauer des Bremsstromstoßes bestimmt Die Steuerspannung wird dabei zweckmäßig durch ein Zeitgüed für die Bremszeit erzeugtFrom DE-OS 24 05 092 is still an electronic Control circuit for starting and stopping a single-phase capacitor motor is known the via a transformer and a full wave rectifier is connected For braking, a brake switch is provided to generate a control voltage, which determines the duration of the braking current surge Zeitgüed generated for the braking time Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine schnelle und sichere Ansteuerung des Kurzschlußschalters bereitzustellen, die eine Vermeidung von Netzkurzu:hlüssen gewährleistetThe object of the present invention is to provide rapid and reliable control of the short-circuit switch to provide an avoidance of power supply connections guaranteed Die zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist gekennzeichnet durch einen eingangsseitig zu einem der Schaltkontakte parallel geschalteten schnellen Schalter aus einem Brückengleichrichter mit nachgeschaltetem Optokoppler, einen mit dem schnellen Schalter in Reihe und zu einer der Ständerwicklungen parallel geschalteten Triac als Kurzschlußschalter, einen durch Überlagerung der drei Phasen der Versorgungsspannung gebildeten, mit einem Eingang des schnellen Schalters verbundenen Spannungsnullpunkt, ein erstes NAND-Glied, dessen einer Eingangskontakt direkt und dessen anderer Eingangskontakt über ein invertierendes Verzögerungsglied als Zeitglied für die Bremszeit mit dem Ausgang des schnellen Schalters verbunden ist, sowie ein zweites NAND-Glied, das eingangsseitig über ein zweites Verzögerungsglied mit dem Ausgang des ersten NAND-Gliedes sowie dem Ausgang eines Taktgenerators und ausgangsseitig über eine Zündeinrichtung mit dem Zündkontakt des Triacs verbunden ist.The circuit arrangement according to the invention to achieve this object is characterized by a on the input side to one of the switching contacts connected in parallel to a fast switch from a bridge rectifier with downstream optocoupler, one with the fast switch in series and one of the stator windings Triac connected in parallel as a short-circuit switch, one by superimposing the three phases The voltage zero point formed by the supply voltage and connected to an input of the high-speed switch, a first NAND element, one input contact of which is directly and the other input contact via an inverting delay element as Timing element for the braking time is connected to the output of the high-speed switch, as well as a second NAND element, the input side via a second delay element with the output of the first NAND element as well as the output of a clock generator and on the output side via an ignition device with the ignition contact of the triac is connected. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung gelingt es, den Triac unmittelbar nach Abtrennen der Ständerwicklung von der Versorgungsspannung schnell und sicher zu zünden. Die Funktion der logischen Schaltungselemente ist es, ein Zünden des Triacs in allen anderen Betriebszuständen mit Sicherheit zu verhindern. Da der Ausgang des ersten NAND-Gliedes mit einem weiteren, einstellbaren Zeitglied verbunden ist, kann die Bremsgeschwindigkeit zusätzlich beeinflußt werden.With the aid of the circuit arrangement according to the invention, it is possible to remove the triac immediately after it has been disconnected to ignite the stator winding quickly and safely from the supply voltage. The function of the logical Circuit elements are to trigger the triac with certainty in all other operating states impede. Because the output of the first NAND element is connected to a further adjustable timing element the braking speed can also be influenced. Das invertierende Verzögerungsglied kann aus einem Magnetspeicher mit einem ersten invertierenden Zeitglied an einem Eingangskontakt sowie mit einem Inversionsglied und nachgeschaltetem invertierenden Zeitglied am anderen Eingangskontakt bestehen. Ein am Ausgang des schnellen Schalters erscheinendes Rechtccksignal wird von diesem Verzögerungsglied invertiert und sowohl an seiner ansteigenden als auch an seiner abfallenden Flanke verzögert. Dabei können mit Hilfe der beiden Zeitglieder die Verzögerungszeiten für die beiden Flanken unabhängig voneinander gewählt werden. Diese geringfügige Verzögerung ist, wie aus dem weiter unten stehenden Ausführungsbeispiel deutlich wird, für eine funktionsgerechte Erzeugung der Zündimpulse unbedingt erforderlich.The inverting delay element can consist of a magnetic memory with a first inverting timing element at an input contact as well as with an inversion element and a downstream inverting timing element exist at the other input contact. A square wave signal appearing at the output of the fast switch is inverted by this delay element and both at its rising and at its falling edge delayed. The delay times for the both edges can be selected independently of each other. This slight delay is as evident from that The exemplary embodiment below becomes clear for a functional generation of the ignition pulses absolutely necessary. Anschließend soll die Erfindung anhand eines in Abbildung I schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The invention is then based on an exemplary embodiment shown schematically in FIG are explained in more detail. Dreiphasige Ständerwicklungen 1, 2 und 3 werden über Zuleitungen 4,5 und 6 mit Spannung versorgt. Die Ständerwicklungen können über ein Schütz 7 mit drei dazugehörigen, gemeinsam zu betätigenden Schaltkontakten 8, 9 und 10 von der Spannungsversorgung getrennt werden. Parallel zum Schaltkontakt 10 liegt einThree-phase stator windings 1, 2 and 3 are supplied with voltage via leads 4, 5 and 6. the Stator windings can be operated via a contactor 7 with three associated switching contacts that can be operated together 8, 9 and 10 must be disconnected from the power supply. There is a parallel to the switch contact 10
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