DE2811444C2

DE2811444C2 - Überstromschutz von über Gleichrichter gespeisten Verbrauchern

Info

Publication number: DE2811444C2
Application number: DE19782811444
Authority: DE
Inventors: Horst Dr.-Ing. 6000 Frankfurt Völger
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1978-03-13
Filing date: 1978-03-13
Publication date: 1981-12-24
Also published as: DE2811444A1

Description

— ein Verstärker (1) vorgesehen ist, der das erste Signal erst oberhalb eines einstellbaren Grenzwertes bezogen auf den Verbraucher-Nennstrom an die Vergleichseinrichtung (5) abgibt,

— in der Vergleichseinrichtung (5) das erste Signal durch das zweite Signal derart kompensiert ist, daß bei erreichter Verbraucher-Nennspannung die Kippstufe (2) erst bei einem höheren ersten Signal betätigt wird und

— der Vergleichseinrichtung (5) ein drittes, von der zusammenbrechenden Verbraucherspannung abgeleitetes Signal zugeführt ist, daß eigenständig zu einer Betätigung der Kippstufe (2) führt

2. Überstrom xhutz nach Anspruch 1 mit einer Verbraucherspannung, deren Se'lwert veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleichseinrichtung (5) ein der Höhe des jev ?ils eingestellten Sollwertes entsprechendes zusätzliches Spannungssignal aufgeschaltet ist

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überstromschutz gemäß dem Oberbegri ff des Anspruchs 1.

Ein solcher Überstromschutz ist durch die DE-OS 23 54 846 bekannt Dort wird ein Gleichstrommotor von einer steuerbaren Spannung gespeist und bei Überstrom bzw. Kurzschluß vermittels einer dann ansprechenden Kippstufe von der Spannungsquelle abgeschaltet. Bei einer Speisung des Motors mit nur einem Teil der vollen Spannung ist es dabei möglich, daß sein Kurzschlußstrom geringer ist, als sein Nennstrom bei voller Spannung. Um trotzdem einen sicheren Schutz zu gewährleisten, ist dort deshalb die Größe des Stromsignals von einem der Spannung umgekehrt proportionalen Vorstrom abhängig. Durch die bekannte Anordnung wird erreicht, daß die den Motor vor Überströmen bewahrende elektronische Sicherung auch im Teillastbetrieb anspricht, bei dem der zu hohe Verbraucherstrom geringer ist als der Betriebsstrom bei Vollast. Der Gleichstrommotor wird damit wirksam geschützt.

Ein derartiger Überstromschutz ist jedoch bei Verbrauchern, bei denen sich der ohmsche Widerstand während des Betriebes unterschiedlich schnell ändert, insbesondere bei der elektrophoretischen Lackierung, nicht erfolgreich einsetzbar.

In der DE-AS 16 13 840 ist eine Schaltungsanordnung zum Schutz eines stromrichtergespeisten Gleichstromverbrauchers beschrieben, die sicherstellt, daß beim Auftreten von Überströmen, insbesondere beim Auftreten eines Verbraucherkurzschlusses, der Verbraucher, beispielsweise die Elektroden eines elektrolytischen Werkzeugs, strommäßig schnell entlastet und vor einer Zerstörung bewahrt wird. Zu diesem Zwecke wird die Primärwicklung des Stromrichtertransformators kurzgeschlossen und gleichzeitig der steuerbare Stromrichter in den Wechselrichterbetrieb umgesteuert

Um das Auftreten der Überströme zu erfassen, ist hierbei eine an sich bekannte Überstromerfassung

ίο vorgesehen. Diese Schutzvorrichtung versagt jedoch, wenn der Gleichrichter, vorzugsweise Thyristorgleichrichter, mit Konstantspannungsregelung und unterlagerter Stromregelung betrieben wird, bei langsam eintretenden Überlastungen. Die Überstromerfassung kaan insbesondere bei schnell arbeitenden Stellgliedern nicht ansprechen, da ein Überstrom von der Regelung nicht zugelassen wird.

Grundsätzlich denkbar ist auch der Einsatz einer an sich bekannten Impedanzmessung zur Erfassung des Kurzschlußfalles. Bei der elektrophoretischen Lackierung von Werkstücken ändert sich jedoch der ohmsche Widerstand mit dem Bearbeitungsvorgang. Zusätzlich kann die Größe des Widerstandes von Werkstück zu Werkstück verschieden sein. Bei der Störung, die zu einer Beschädigung führt, wird ferner der Widerstand plötzlich oder auch langsam geringer. Die Impedanzmessung ist mithin nur bedingt einsetzbar, da sie entweder den Betrieb mit großen Werkstücken nicht zuläßt oder aber bei entsprechender Abstimmung der Meßeinrichtung für große Werkstücke Bereiche entstehen, in denen der Schutz nicht anspricht, in denen also dann kein Überstromschutz besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schutz vor kurzschlußartigen Strömen einschließlich frühzeitiger Erkennung und Abschaltung für Verbraucher anzugeben, die an einen Gleichrichter mit Konstantspannungsregelung und unterlagerter Stromregelung angeschlossen sind, wobei der Schutz bei verschieden schnell veränderlicher ohiuscher Belastung im gesamten Strom/Spannungsbereich stets gewährleistet sein soll.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
In einer elektronischen Einrichtung wird das dem Belastungsstrom proportionale Signal demnach so verändert, daß ein Ausgangssignal erst dann entsteht, wenn z. B. 90% des zulässigen Stromes (Grenzwert) erreicht werden. Dieses Signal gibt den Ausschaltbefehl. Um jedoch auch Belastungen oberhalb des vorgegebenen Grenzwertes (d. h. über 90%) zu ermöglichen, wird dieses Signal durch ein der Gleichspannung proportional^ Signal so kompensiert, daß bei Erreichen der Sollbelastungsspannung keine Auslösung, erfolgt. Damit kann die Schutzeinrichtung auch bei langsam eintreten-

den Überlastungen und bei schnell arbeitenden Stellgliedern praktisch im gesamten Strom/Spannungsbereich ansprechen. Zusätzlich wird von der Gleichspannung am Verbraucher ein Signal abgeleitet, das dann bei einem Spannungszusammenbruch (d. h. infolge der

schnellen Änderung der Spannung) zur Abschaltung führt.

Die Erfindung soll anhand eines im Prinzip in der Zeichnungsfigur dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher erläutert werden.

μ Ein dem Verbrauchergleichstrom proportionaler Wert (I,,,) wird in einem ersten Verstärker 1 so umgeformt, daß Signale unter einem einstellbaren Grenzwert von z. B. 90% des Nennstromes unterdrückt

werden. Der Ausgang des Verstärkers 1 ist auf den Eingang einer Kippstufe 2 geführt, die die Auslösung des Oberstromschutzes 6 bewirkt. Diese Stufe spricht beim Auftreten des umgeformten Stromsignals an. Von diesem Signal wird jedoch in einer Vergleichseinrichtung 5 ein in einem weiteren Verstärker 3 gebildeter, der Verbraucherspannung Ua, proportionaler Wert in der Weise abgezogen, daß bei Nennstrom und Nennspannung keine Auslösung der Kippstufe 2 erfolgt.

Der Spannungswert £/,« wird in dem weiteren Verstärker 3 zusätzlich über ein differenzierendes Glied bewertet, so daß die kippstufe 2 auch bei einem plötzlichen Spannungseinbruch infolge eines Kurzschlusses angeregt wird. Der Strom muß in diesem Fall die statische Auslösekennlinie noch nicht erreicht haben.

Ist die Spannung über einen Sollwert veränderbar, dann wird eine dem Sollwert U_son proportionale Spannung über einen dritten Verstärker 4 zusätzlich über die Vergleichseinrichtung 5 auf den Eingang der Kippstufe 2 gegeben, um auch bei herabgesetzter Spannung mit Nennstrom Betrieb machen zu können.

Ist die Stromgrenze der Anlage veränderbar, dann wird eine dieser Grenze proportionale Größe als lg_ren2 auf den Eingang des ersten Verstärkers 1 gegeben, um auch bei herabgesetzter Stromgrenze des Anlagen-Regelverstärkers eine Auslösung zu erhalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Überstromschutz von Verbrauchern, die über einen Gleichrichter mit Konstantspannungsregelung und unterlagerter Stromregelung gespeist sind, mit einer die Auslösung des Überstromschutzes bewirkenden Kippstufe und einer dieser vorgeschalteten Vergleichseinrichtung, der zum einen ein dem Verbraucherstrom proportionales erstes Signal zugeführt ist, und der zum anderen ein zweites, der Verbraucherspannung proportionales Signal zugeleitet ist, welches das erste Signal kompensiert, dadurch gekennzeichnet, daß