DE2847222A1

DE2847222A1 - ELECTRONIC PROTECTIVE RELAY

Info

Publication number: DE2847222A1
Application number: DE19782847222
Authority: DE
Inventors: Michael Dr Ing Hentschel
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1978-02-21
Filing date: 1978-10-30
Publication date: 1979-08-23
Also published as: CH623432A5

Abstract

In order to produce a charging current, which is proportional to the square of the current drawn by an apparatus or by a machine, for the modelling (18), a clock generator (16) is proposed whose clock pulse width and clock time are proportional to the current drawn. Furthermore, a peripheral circuit (17) for the modelling is proposed which diverts a virtually constant charging current into the modelling (18) during the clock pulses and to earth between successive clock pulses, raises the base point and input of the modelling between the clock pulses and contains a device which corrects a possible change in the output signal of the modelling at the end of each clock pulse and stores the corrected output signal until the start of the next clock pulse. This avoids a complex controllable power source. <IMAGE>

Description

Elektronisches SchutzrelaisElectronic protection relay

Elektronisches Schutzrelais Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Schutzrelais zur Schutzabschaltung eines elektrischen Betriebsmittels, sobald dieses Betriebsmittel eine vorgegebene Erwärmung erreicht, enthaltend eine Stromquelle, einen Taktgenerator, dem eine dem vom Betriebsmittel aufgenommenen Strom proportionale Messspannung zugeleitet wird und der eine Takt folge mit einer der Messspannung proportionalen Taktperiode erzeugt, eine elektronische Betriebsmittelnachbildung zum Simulieren des ärmeverhaltens des Betriebsmittels, einen Schwellwertauslöser zum Auslösen eines in der Stromzuleitung für das Betriebsmittel vorgesehenen Schaltrelais und eine Peripherieschaltung, die die Stromquelle über einen vom Taktgenerator gesteuerten Schalter mit dem Eingang der Betriebsmittelnachbildung und diesen Eingang mit dem Eingang des Schvellwertauslösers verbindet. Electronic Protection Relay The present invention relates to a electronic protective relay for protective shutdown of electrical equipment, as soon as this operating medium reaches a predetermined temperature, containing a Power source, a clock generator to which one of the consumed by the equipment Current proportional measurement voltage is fed and the one clock follow with a The clock period proportional to the measuring voltage is generated, an electronic equipment simulation to simulate the poor behavior of the equipment, a threshold value trigger for triggering a switching relay provided in the power supply line for the equipment and a peripheral circuit that controls the current source via a clock generator Switch with the input of the equipment simulation and this input with the Input of the threshold value trigger connects.

Beim Betrieb elektrischer Betriebsmittel, wie beispielsweise Motoren oder Transformatoren, wird ein Teil der aufgenommenen elektrischen Energie in Wärme umgewandelt. Diese Wärme entsteht hauptsächlich in der Wicklung, von wo sie über den Ständer zu einem Kühlmittel und einfacherwelse an die Umgebung abgeführt wird. Bei lange andauerndem, möglichst gleichmnssigem Betrieb stellt sich dann ein statisches Gleichgewicht ein, bei dem die entstehende Wärme gleich der abgeführten Wärme ist. Moderne elektrische Betriebsmittel sind derart konstruiert, dass dieses statische Gleichgewicht bei einer Temperatur der Wicklung erreicht wird, die nahe der maximal zulässigen Temperatur liegt Beim praktischen Betrieb insbesondere von Motoren ist die aufgenommene elektrische Energie und damit auch die erzeugte Wärme oft grossen Schwankungen untenlorfen. Das gilt vorrangig für intermittierenden Betrieb und für das Anlaufen von Motoren oder bei kontinuierlichem Betrieb mit Laständerungen. Dabei kann die maximal zulässige Temperatur überschritten und der Motor beschädigt werden.When operating electrical equipment such as motors or transformers, some of the electrical energy consumed is converted into heat converted. This heat is mainly created in the winding, from where it is about the stand is discharged to a coolant and simply catfish to the environment. If the system is operated for a long time and is as uniform as possible, a static one then arises Equilibrium in which the heat generated is equal to the heat dissipated. Modern electrical equipment is designed in such a way that it is static Equilibrium is reached at a temperature of the winding close to the maximum permissible temperature In practical operation in particular of motors is the electrical energy consumed and thus also the energy generated Heat often underwent great fluctuations. This applies primarily to intermittent ones Operation and for starting motors or for continuous operation with load changes. The maximum permissible temperature may be exceeded and the motor may be damaged will.

Es sind darum schon Schutzrelais entwickelt worden, welche den von einem Betriebsmittel aufgenommenen Strom abschalten, wenn die Temperatur bzw. Erwärmung des Betriebsmittels die zulässigen Maximalwerte übersteigt. Ein bekanntes Schutzrelais dieser Art, das vorzugsweise für den Schutz von Elektromotoren vorgesehen ist, ist in der CH-PS 534'444 beschrieben, auf die hier ausdrücklich hingewiesen wird. Dieses Schutzrelais enthält eine das Wärmeverhalten des Betriebsmittels simulierende, elektronische Betriebsmittelnachbi?Sung mit mindestens zwei kapazitiven Speichern, 84'' den Wärmekapazitäten einer Wicklung und eines Ständers entsprechen, sowie mindestens zwei Widerständen, die der Wärmeleitung von der Wicklung zum Ständer und vom Ständer zur Umgebung entsprechen. Weil die in einem Betriebsmittel entstehende Wärme mehrheitlich dem Quadrat des vom Betriebsmittel aufgenommenen Stroms proportional ist, wird auch in die elektronische Nachbildung ein Ladestrom eingeleitet, der dem Quadrat des aufgenommenen Stroms proportional ist. Die Ladespannung am erstgenannten kapazitiven Speicher der Nachbildung gibt dann ein Mass für die T:rwarmung der Wicklung 1d wird darum als Steuersignal für einen Schwellwertauslöser verwendet.Protective relays have therefore already been developed which meet the requirements of Switch off the current consumed by a device when the temperature or heating of the equipment exceeds the permissible maximum values. A well-known protection relay of this type, which is preferably intended for the protection of electric motors in CH-PS 534'444, which is expressly referred to here. This Protection relay contains an electronic one that simulates the thermal behavior of the equipment Equipment follow-up with at least two capacitive stores, 84 '' the heat capacities correspond to a winding and a stator, as well as at least two resistors, which correspond to the heat conduction from the winding to the stator and from the stator to the environment. Because the majority of the heat generated in equipment corresponds to the square of the The current consumed by the equipment is proportional to the electronic Simulation of a charging current initiated, which is the square of the current drawn is proportional. The charging voltage at the first-mentioned capacitive storage of the replica then gives a measure of the temperature rise in winding 1d is therefore used as a control signal used for a threshold trigger.

Die Eratarmungszeit eines elektrischen Betriebsmittels bis zum Erreichen des stationären Endzustandes geht im allgemeinen in den Bereich von Stunden. Zum Simulieren einer solchen langsamen Erwärmung muss die Nachbildung eine entsprechend grosse Zeitkonstante aufweisen, was durch die Verwendung extrem hochohmiger Widerstände und hochwertiger Kondensatoren erreicht werden kann. Um die Schwierigkeiten bei der Verlvendung extrem hochohmiqer Widerstände zu beherrschen, ist in der oben genannten Patentschrift eine Ladestromquelle beschrieben, die einen getakteten Ladestrom erzeugt, dessen Effektin ert dem Quadrat des Motorstroms proportional ist.The relaxation time of electrical equipment until it is reached the final steady state is generally in the range of hours. To the To simulate such a slow warming, the simulation has to do one accordingly have a large time constant, which is extremely due to the use higher resistance Resistors and high quality capacitors can be achieved. To the trouble Mastering the use of extremely high-ohmic resistances is in the above mentioned patent a charging current source described which a clocked charging current whose effect is proportional to the square of the motor current.

Dazu werden eine in Abhängigkeit vom Motorstrom steuerbare Stromquelle und ein von einem Taktgenerator angesteuerter und zwischen der Stromquelle und der Nachbildung angeordneter elektronischer Schalter vensendet. Bei einer ersten für Motoren mit geringer Stromänderung vorgesehenen Ausführungsform liefert die Stromquelle einen dem Quadrat des Motorstroms proportionalen Ladestrom, und der Taktgenerator öffnet bzw. schliesst den elektronischen Schalter entsprechend einer fest vorgegebenen Taktfolge. Bei einer zweiten für otoren mit grosser Stromänderung vorgesehenen Ausführungsform liefert die Stromquelle einen dem Motorstrom direkt proportionalen Ladestrom, und der Schalter wird von einer Takt folge gesteuert, deren Taktzeit dem Motorstrom proportional ist und deren einzelne Takte eine konstante Taktimpulsbreite aufweisen. Bei beiden Ausführungsformen ist der Effektivwert des in die Nachbildung einfliessenden Ladestroms dem Quadrat des Motorstroms proportional.A current source that can be controlled depending on the motor current is used for this purpose and one controlled by a clock generator and between the power source and the Replica of arranged electronic switches sent. At a first for Motors with low current change provided embodiment provides the power source a charging current proportional to the square of the motor current, and the clock generator opens or closes the electronic switch according to a fixed predetermined Clock sequence. In a second embodiment intended for motors with a large change in current the current source supplies a charging current that is directly proportional to the motor current, and the switch is controlled by a cycle, the cycle time of which corresponds to the motor current is proportional and the individual clocks have a constant clock pulse width. In both embodiments, the effective value is that which flows into the simulation The charging current is proportional to the square of the motor current.

Während sich beide Ausführungsformen dieses Schutzrelais in der Praxis gut bewährt haben, wurde der erforderliche schaltungstechnische Aufwand und insbesondere die Notwendigkeit einer steuerbalerl SEromquelie als nachteilig angesehen. Der vorliegenden Erfindung liegt darum die Aufgabe zugrunde, ein Schutzrelais der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das einfacher als die bisher bekannten Relais dieser Art augebaut ist und insbesondere keine steuerbare Stromquelle erfordert.While both embodiments of this protective relay in practice Have proven well, the necessary circuitry effort and in particular the need for a tax money source is viewed as disadvantageous. The present The invention is therefore based on the object of providing a protective relay of the type described at the outset Kind to create that is easier to build than the previously known relays of this type and in particular does not require a controllable power source.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst mit einem elektronischen Schutzrelais, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Stromquelle einen konstanten Strom abgibt und zum Erzeugen eines effektiven Ladestroms für die Betriebsmittelnachbildung, der dem Quadrat des von dem Betriebsmittel aufgenommenen Stroms proportional ist, der Taktgenerator eine Taktfolge erzeugt, deren Taktimpulsbreite der Messspannung ebenfalls proportional ist.According to the invention, this object is achieved with an electronic Protection relay, which is characterized in that the current source has a constant Supplies electricity and to generate an effective charging current for the equipment simulation, which is proportional to the square of the current consumed by the equipment, the clock generator generates a clock sequence, the clock pulse width of which corresponds to the measurement voltage is also proportional.

Das neue Schutzrelais hat den Vorteil, dass der Ladestrom einfachereise von einer stabilisierten Spannungsquelle abgenommen werden kann, ohne dass der Aufwand für den Taktgenerator wesentlich erhöht werden muss. Weiter ermöglicht das neue Schutzrelais, die geforderte Beziehung zwischen dem von einem Betriebsmittel aufgenommenen Strom und dem Ladestrom für die Nachbildung noch besser einzuhalten, weil diese Beziehung nur noch von einer Baugruppe, nämlich dem Taktgenerator, bestimmt wird. Schliesslich ermöglicht das Takten des Ladestroms mit einer Taktfolge, die eine veränderbare Taktperiode und eine unveränderbare Taktimpulsbreite aufweist, den Ladestrom in einem so grossen Bereich zu steuern, dass das neue Schutzrelais sowohl für Betriebsmittel mit nur geringer, als auch für solche mit grosser Stromänderung verwendet werden kann.The new protective relay has the advantage that the charging current travels more easily can be taken from a stabilized voltage source without the hassle must be increased significantly for the clock generator. Next enables the new Protection relay, the required relationship between that recorded by a piece of equipment Current and the charging current for the replica even better to adhere to, because these Relationship is only determined by one assembly, namely the clock generator. Finally, the clocking of the charging current with a clock sequence that a has changeable clock period and an unchangeable clock pulse width, the Control charging current in such a large range that the new protection relay both for equipment with only a small current change as well as for those with a large change in current can be used.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform des neuen Schutzrelais weist die Peripherieschaltung einen Schaltkreis auf, der ilen Fusspunkt der Betriebsmittelnachbildung zum Vermeiden der Einleitung von Störsignalen während der Zeit zwischen den Taktimpulsen anhebt und dadurch eine in der Eingangsleitung der Nachbildung angeordnete Diode sperrt. Damit kann wirkungsvoll verhindert werden, dass die in industriellen Steuerungen unvermeidlichen Störsignale die Nachbildung beeinflussen und es kann eine preisgünstige Diode als Schaltelement zwischen Stromquelle und Nachbildung verwendet werden.In a first preferred embodiment of the new protective relay if the peripheral circuit has a circuit, the ilen base point of the resource simulation to avoid the introduction of spurious signals during the time between the clock pulses raises and thereby a diode arranged in the input line of the replica locks. This can effectively prevent that in industrial controls unavoidable interfering signals affect the replica and it can be an inexpensive one Diode can be used as a switching element between the power source and the simulation.

Die Peripherieschaltung weist vorzugsweise eine Speichereinrichtung auf, die die am Ende jedes Taktimpulses am Eingang der Betriebsmittelnachbildung erreichte Spannung während der Zeit bis zum Beginn des folgenden Taktimpulses speichert und sie weiteren Baugruppen damit kontinuierlich zur Verfügung stellt.The peripheral circuit preferably has a memory device at the end of each clock pulse at the input of the resource simulation saves the voltage reached during the time up to the beginning of the next clock pulse and thus continuously makes them available to other assemblies.

Im folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figuren an einem zum Schutz eines Motors vorgesehenen Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 das Blockschema eines Schutzrelais und dessen Anschlüsse an die Stromzuleitung für einen Motor, Fig. 2 das Prinzipschaltbild eines Taktgenerators zum Erzeugen einer Taktfolge, deren Taktimpulsbreite und Taktfolge in Abhangigkeit von einer 3essspannung steuerbar ist, Fig. 3 den zeitlichen Verlauf der Ausgangsspannung des im Taktgenerator gemäss Fig. 2 enthaltenen Sägezahngenerators und die daraus abgeleitete Taktfolge, wobei die Form des Sägezahns und der Takt folge für eine möglichst klare Darstellung gewählt sind, ohne den tatsächlichen Zeitspannen und Signalamplituden zu entsprechen, Fig. 4 das Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform des neuen Taktgenerators und Fig. 5 das Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform der neuen Peripherieschaltung.In the following the invention with the help of the figures on a for Protection of a motor provided embodiment described. They show: Fig. 1 the block diagram of a protective relay and its connections to the power supply line for a motor, FIG. 2 shows the basic circuit diagram of a clock generator for generating a clock sequence, the clock pulse width and clock sequence depending on a 3ess voltage is controllable, Fig. 3 shows the time course of the output voltage of the in the clock generator according to FIG. 2 contained sawtooth generator and the derived therefrom Measure sequence, whereby the shape of the sawtooth and the measure follow for as clear a way as possible Representation are chosen without the actual time spans and signal amplitudes to correspond, Fig. 4 is the circuit diagram of a preferred embodiment of the new Clock generator and Fig. 5 is the circuit diagram of a preferred embodiment of the new Peripheral circuit.

In dem Blockschema gemäss Fig. 1 sind ein rotor 10 und ein Schutzrelais 11 gezeigt. An die StromuIeitung für den Motor ist über einen Stromwandler 12' ein Strom/Spannungsandler 12 angeschlossen, der eine dem Motorstrom direkt proportionale Spannung UM erzeugt, die dem nachgeschalteten Taktgenerator 16 zugeleitet wird. Der Ausgang des Schutzrelais wird von einem Schaltrelais 13 gebildet, dessen Schaltkontakte die Stromleitung für den llotor schliessen bzw. unterbrechen.In the block diagram according to FIG. 1, there are a rotor 10 and a protective relay 11 shown. A current transformer 12 'is connected to the power supply for the motor Current / voltage converter 12 connected, the one directly proportional to the motor current Voltage UM is generated by the downstream clock generator 16 is forwarded. The output of the protective relay is formed by a switching relay 13, whose switching contacts close or interrupt the power line for the motor.

Das Schutzrelais 11 enthalt eine Stromquelle 15 und einen Taktgenerator 16, deren Ausgänge mit entsprechenden Eingängen einer Peripherieschaltung 17 verbunden sind, die ihrerseits mit einer Motornachbildung 18 und einem Schazellwertauslöser 19 verbunden ist. Die Arbeitsweise des Schutzrelais wird im folgenden noch detailliert beschrieben.The protective relay 11 contains a power source 15 and a clock generator 16, the outputs of which are connected to corresponding inputs of a peripheral circuit 17 are, in turn, with a motor simulation 18 and a threshold value trigger 19 is connected. The mode of operation of the protective relay is detailed below described.

Der in Fig. 2 im Prinzipschaltbild gezeigte Taktgenerator eist zwei Eingangsklemmen 20, 21 auf. Die Klemme 21 ist zum Anlegen einer konstanten Referenzspannung UR vorgesehen und mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 22 verbunden. Die Klemme 20 ist zum Anlegen der als Steuerspannung verxsendeten Messspannung UM vorgesehen und über einen Widerstand 23 mit dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers und über einen Widerstand 24 mit dem nichtinvertierenden Eingang eines Komparators 25 verbunden. Vom invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 22 führt eine Leitung über einen Widerstand 27 zu einem Schalter 28, der im geschlossenen Zustand (Stellung b) eine Verbindung zur Masse herstellt. An den invertierenden Eingang und den Ausgang des Operationsverstärkers 22 ist ein Kondensator 29 angeschlossen mit dem zusammen er einen Integrator bildet. Vom Ausgang des Integrators führen Leitungen zum invertiren?en ringang des ersten Komparator 25 und zum invertierenden Eingang eines zweiten Komparators 31.The clock generator shown in the basic circuit diagram in FIG. 2 is two Input terminals 20, 21. Terminal 21 is used to apply a constant reference voltage UR provided and with the non-inverting input of an operational amplifier 22 connected. Terminal 20 is used to apply the sent as control voltage Measurement voltage UM is provided and via a resistor 23 to the inverting input of the operational amplifier and via a resistor 24 to the non-inverting Input of a comparator 25 connected. From the inverting input of the op amp 22 leads a line via a resistor 27 to a switch 28, which is closed State (position b) establishes a connection to the ground. At the inverting A capacitor 29 is connected to the input and output of the operational amplifier 22 with which he forms an integrator. Lead from the output of the integrator Lines to the inverting ring input of the first comparator 25 and to the inverting one Input of a second comparator 31.

Der nichtinvertierende Eingang dieses zweiten Komparators ist mit einem Umschalter 32 verbunden, der in seiner einen Stellung (a) den Eingang mit der Peferenzspannungsklemme 21 und in seiner anderen Stellung (b) mit einer auf diese Referenzspannung abgestützten Spannungsquelle 33, die eine Hilfsspannung ß U liefert, verbindet. Die Ausgänge der beiden Komparatoren 25, 31 sind mit Eingängen einer Steuerlogik 34 verbunden, welche die Schaltsignale flir die beiden Schalter 28, 32 erzeugt und an deren Signalausgängen 36, 37 ein Taktsignal T bzw. das invertierte Taktsignal T erscheinen.The non-inverting input of this second comparator is with connected to a changeover switch 32, which in its one position (a) has the input the reference voltage terminal 21 and in its other position (b) with one on this reference voltage supported voltage source 33, which is an auxiliary voltage ß U delivers, connects. The outputs of the two comparators 25, 31 have inputs a control logic 34 connected, which the switching signals for the two switches 28, 32 generated and at their signal outputs 36, 37 a clock signal T or the inverted Clock signal T appear.

Zur Beschreibung der Arbeitsweise dieses Taktgenerators wird angenommen, dass an der Eingangsklemme 21 eine konstante Referenzspannung UR und an der Eingangsklemme 20 eine veränderliche Messspannung UM anliegen. Die thessspannung ist dem Momentanwert des Motorstronis proportional. leiter wird angenommen, dass zu einem Zeitpunkt T1 (Fig. 3) die beiden Schalter 28, 32 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung (a) geschaltet sind. Dann fliesst über den Widerstand 23 in den Eingang des Integrators 22, 29 der Strom 10, der den Kondensator entlädt und damit eine zeitlinear absinkende Spannung UIA am Ausgang des Operationsverstärkers 22 hervorruft. Um den Zeitpunkt t2 sinkt die Spannung am Integratorausgang unter die Spannung am invertierenden Eingang des ersten Komparators 25, und das Ausgangssignal am ersten Komparator 25 springt von einem negativen auf einen positiven Wert. Diese Signaländerung wird von der Steuerlogik 34 nicht verarbeitet. Um den folgenden Zeitpunkt t3, wenn die Spannung am Integratorausgang UIA gleich der Referenzspannung ist und damit die Spannungen an den beiden Eingängen des zweiten Komparators 31 gleich sind, springt die Spannung am Ausgang dieses zweiten Komparators von einem negativen auf einen positiven Wert Die Steuerlog4> 34 verarbeitet diesen Spannungs sprung und leitet Steuersignale an die beiden Schalter 28, 32, die aus der Stellung (a) in die Stellung (b) umgeschaltet werden. Ausserdem erscheinen am Ausgang 36 die ansteigende Vorderflanke 38 und am Ausgang 37 die abfallende Vorderflanke 39 eines Taktimpulses.To describe the operation of this clock generator, it is assumed that that at the input terminal 21 a constant reference voltage UR and at the input terminal 20 a variable measurement voltage UM is present. The thess voltage is the instantaneous value of the Motorstronis proportionally. head is assumed to be at a point in time T1 (Fig. 3) the two switches 28, 32 switched to the position (a) shown in FIG are. Then flows through the resistor 23 into the input of the integrator 22, 29 the current 10, which discharges the capacitor and thus a linearly decreasing voltage UIA at the output of the operational amplifier 22 causes. Decreases around time t2 the voltage at the integrator output is less than the voltage at the inverting input of the first comparator 25, and the output signal at the first comparator 25 jumps from a negative to a positive value. This signal change is controlled by the control logic 34 not processed. At the following time t3, when the voltage at the integrator output UIA is equal to the reference voltage and thus the voltages at the two inputs of the second comparator 31 are the same, the voltage at the output of this second one jumps Comparator from a negative to a positive value The control log4> 34 processes this voltage jump and forwards control signals to the two switches 28, 32, which are switched from position (a) to position (b). Also appear at the output 36 the rising leading edge 38 and at the output 37 the falling leading edge 39 of a clock pulse.

Durch das Umschalten der beiden Schalter 28, 32 in die Stellung (b) wird der invertierende Eingang des Operationsverstärkers 22 über den Widerstand 27 mit der Masseleitung verbunden und der nichtinvertierende Eingang des zweiten Komparators 31 mit der Spannungsquelle 33, so dass an diesem Komparatoreingang die Spannung UR + A U anliegt.By switching the two switches 28, 32 to position (b) becomes the inverting input of operational amplifier 22 via the resistor 27 connected to the ground line and the non-inverting input of the second Comparator 31 with the voltage source 33, so that at this comparator input the Voltage UR + A U is applied.

Durch das Schliessen des Schalters 28 ändert sich der in den Kondensator 29 fliessende Integrationsstrom von io auf (io - iR3 wodurch der Kondensator 29 aufgeladen wird und die Spannung UIA am Ausgang des Integrators einen zeitlinear steigenden Verlauf annimmt. Um den Zeitpunkt t4 ist die Spannung am Integratorausgang und am invertierenden Eingang des ersten Komparators 25 wieder auf den Wert UIA = UR + UM angestiegen und steigt weiter. Damit springt die Spannung am Komparatorausgang von einem positiven auf einen negativen Wert. Dieser Spannungssprung wird von der Steuerlogik 34 verarbeitet, und es erscheint am Ausgang 36 eine abfallende und am Ausgang 37 eine ansteigende rückwärtige Flanke eines Taktimpulses.Closing the switch 28 changes that of the capacitor 29 flowing integration current from io to (io - iR3 whereby the capacitor 29 is charged and the voltage UIA at the output of the integrator is linear in time assumes an increasing trend. The voltage at the integrator output is at time t4 and at the inverting input of the first comparator 25 back to the value UIA = UR + UM increased and continues to rise. This causes the voltage at the comparator output to jump from a positive to a negative value. This jump in tension is controlled by the Processed control logic 34, and it appears at the output 36 a falling and am Output 37 a rising trailing edge of a clock pulse.

Die Spannung am Ausgang des Integrators steigt weiter, bis sie um den Zeitpunkt t5 den ert UIA = UR + AU erreicht.The voltage at the output of the integrator continues to rise until it around the point in time t5 reaches UIA = UR + AU.

Dann sind die Spannungen an den beiden Eingängen des zweiten Komparators 31 praktisch gleich, und die Spannung am Ausgang des Komparators springt von einem positiven auf einen negativen Wert. Dieser Spannungssprung wird von der Steuerlogik zu Schaltsignalen für die beiden Schalter 28, 32 vcrarbeitet, die in die Stellung (a; zurückgesenaitet werden. Bei dieser Schalterstellung wird der Kondensator 29 erneut von dem von der Klemme 20 über den Widerstand 23 fliessenden Strom io aufgeladen, so dass die Spannung am Ausgang des Inteqrators absinkt bis zum Zeitpunkt t7, der dem Zeitpunkt t3 entspricht, wo die Ausgangsspannung am Integrator wieder praktisch gleich gross ist wie die Referenzspannung.Then the voltages are at the two inputs of the second comparator 31 practically the same, and the voltage at the output of the comparator jumps from one positive to negative. This voltage jump is controlled by the control logic to switch signals for the two switches 28, 32 processed, which are in the position (a; be returned. With this switch position, the capacitor 29 charged again by the current io flowing from terminal 20 via resistor 23, so that the voltage at the output of the integrator drops until time t7, the corresponds to time t3, when the output voltage at the integrator is practically again is the same as the reference voltage.

Der Integrator 22, 29, der zweite Komparator 31 und die Steuerlogik bilden zusammen mit den Schaltern 28, 32 einen Sägezahngenerator. Die Steilheit der zwischen den Zeitpunkten t3 und t5 ansteigenden Flanke des Sägezahns ist hauptsächlich vom Ladestrom iR des Kondensators 29 bestimmt (da i R» iO) und darum ebenso wie die entsprechende Zeitspanne tR = t5 - t3 praktisch konstant. Die Steilheit der zwischen den Zeitpunkten t5 bis t7 abfallenden Flanke des Sägezahnes ist durch den von der Messspannung UM bestimmten Entladestrom des Kondensators 29 bestimmt, d. h. sie ist um so steiler und darum die Zeitspanne t0 = t7 - t5 um so kürzer, je grösser die Dlessspannuna ist und umgekehrt. Weil die Messspannung UM auch als Vergleichs spannung für den ersten Komparator 25 verwendet wird, bewirkt eine Aenderung der Messspannunq eine Verschiebung der Vergleichsspannung am Komparator (entsprechend einer vertikalen Verschiebung der Linie UR + UM in Fig. 3) und dadurch eine Verschiebung des Zeitpunkts t4, zu dem die Spannung an den beiden Komparatoreingängen praktisch gleich ist und die Spannung am Komparatorausgang umspringt.The integrator 22, 29, the second comparator 31 and the control logic together with the switches 28, 32 form a sawtooth generator. The steepness the rising edge of the sawtooth between times t3 and t5 is mainly determined by the charging current iR of the capacitor 29 (since i R »iO) and therefore as well as the corresponding time span tR = t5 - t3 practically constant. The steepness of the between the times t5 to t7 falling edge of the sawtooth is due to the determined by the measurement voltage UM discharge current of the capacitor 29, d. H. it is the steeper and therefore the time span t0 = t7 - t5 the shorter, ever greater the Dlessspannuna and vice versa. Because the measurement voltage UM is also used as a comparison voltage is used for the first comparator 25, causes a change in the Messspannunq a shift in the reference voltage on the comparator (corresponding to a vertical shift of the line UR + UM in Fig. 3) and thereby a shift the time t4 at which the voltage at the two comparator inputs is practically is the same and the voltage at the comparator output changes.

Die an den Ausgängen der Steuerlogik 34 erscheinende Taktfolge hat darum Taktimpulse, deren Breite dem Zeitintervall zwischen den Zeitpunkten t4 - t3 entspricht, d. h. der Messspannung proportional ist. Wegen der praktiFchen Konstanz der Zeitspanne tR und der tIessspannungsabhängigkeit der Zeitspanne tO entspricht die gesamte Taktzeit den Zeitspannen tR + t0 und ist ebenfalls der Messspanung pJrot,ortional.The clock sequence appearing at the outputs of the control logic 34 has therefore clock pulses, the width of which corresponds to the time interval between the times t4 - t3 corresponds, d. H. is proportional to the measurement voltage. Because of the practical constancy corresponds to the time span tR and the voltage dependence of the time span tO the entire cycle time corresponds to the time spans tR + t0 and is also the measurement voltage pJrot, ortional.

Diese Eigenschaften der beschriebenen Prinzipschaltung lassen sich durch eine einfache Rechnung nachweisen. Gesucht ist die Taktdauer (t4 - t3) relative Einschaltdauer T = Taktperiode t7 - t3) = f(UM).These properties of the basic circuit described can be prove it with a simple invoice. We are looking for the cycle duration (t4 - t3) relative Duty cycle T = cycle period t7 - t3) = f (UM).

M Mit den aus den Fig, 2 und 3 ableitbaren Beziehungen: (t7 7 t3) (t7 - t5) + (t5 - t3) und ergibt sich: und durch einfaches Umformen oder und weiter mit ergiht sich Weil ßU; UR; R27 und R23 konstant sind,gilt T ~ u2f"-U2 M und weil UM proportional iMot ist, folgt schliesslich T # i2toot.M With the relationships that can be derived from FIGS. 2 and 3: (t7 7 t3) (t7 - t5) + (t5 - t3) and surrendered: and by simple forming or and continue with arises Because ßU; UR; R27 and R23 are constant, then T ~ u2f "-U2 M and because UM is proportional to iMot, T # i2toot finally follows.

Das bedeutet, dass die oben definierte relative Einschaltdauer T der slessspannung bzw. dem vom zugeordneten elektrischen Betriebsmittel aufgenommenen Strom quadratisch proportional ist.This means that the above-defined relative duty cycle T der cut voltage or that recorded by the associated electrical equipment Current is proportional to the square of the square.

Die vorstehende quantitative Betrachtung zeigt, dass die Beziehung zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangs signal des Taktgenerators nur durch Spannungen und Widerstände bestimmt ist. Es ist also zu envarten, dass der Taktgenerator ein gutes thermisches Verhalten aufweist, weil die Temperaturkoeffizienten der genauigkeitsbestimmenden Parameter klein gehalten werden können.The above quantitative observation shows that the relationship between the input and the output signal of the clock generator only through voltages and resistances is determined. So it is to be expected that the clock generator will be on exhibits good thermal behavior because the temperature coefficients of the accuracy-determining Parameters can be kept small.

In Fig. 4 ist das Schaltbild einer praktisch erprobten Ausführungsform des neuen Taktgenerators gezeigt. Um Wiederholungen zu vermeiden, sind in Fig. 4 diejenigen Bauelemente, die bereits in Fig. 2 gezeigt und im dazugehörigen Text beschrieben sind, in der Fig. 4 mit den gleichen Bezugszeichen wie in der Fig. 2 versehen und werden nicht nochmals beschrieben.In Fig. 4 is the circuit diagram of a practically tested embodiment of the new clock generator shown. In order to avoid repetitions, FIG. 4 those components already shown in Fig. 2 and in the accompanying text are described, in FIG. 4 with the same reference numerals as in FIG. 2 and are not described again.

Die gezeigte Ausführungsform enthält anstelle des Widerstands 24 in der Leitung zwischen der Klemme 20 für die Messspannung und dem nicht invertierenden Eingang des ersten Komparators 25 einen Tiefpass 40, der die Welligkeit der Messspannung kleinhalten soll. Weiter sind in die Verbindungsleitung zwischen der Referenzspannung und den nichtinvertierenden Eingängen des Operationsverstärkers 22 nnd des zweiten Komparators 31 sowie dem Ausgang des Integrators und dem invertierenden Eingang des ersten Komparators 25 Widerstände 41, 42 bzw. 43 vorgesehen. Als Schalter zum Umschalten der Integrationsrichtung wird ein Transistor 28 und als Schalter zum Umschalten der Sägezahneckspannungswerte ein Inverter 32 verwendet, die beide über Seriewiderstünde 44, 45 und 46 vom Ausgangssignal des zweiten Komparators 31 gesteuert werden. Weil der Transistor 28 einen nicht vernachlässigbaren Leckstrom aufweist, ist dessen Kollektor über einen Widerstand 47 mit der Referenzspannung verbunden. Der Ausgang des Integrators ist über einen Widerstand 48 mit dem invertierenden Eingang des zweiten Komparators 31 und dieser Eingang über einen Widerstand 49 mit dem Ausgang des Inverters 32 verbunden, so dass das Signal am Ausgang des Integrators zwischen der unteren Eckspannung UR und der oberen Eckspannung schwankt.The embodiment shown contains, instead of the resistor 24 in the line between the terminal 20 for the measurement voltage and the non-inverting input of the first comparator 25, a low-pass filter 40, which is intended to keep the ripple of the measurement voltage small. Resistors 41, 42 and 43 are also provided in the connection line between the reference voltage and the non-inverting inputs of the operational amplifier 22 and of the second comparator 31 and the output of the integrator and the inverting input of the first comparator 25. A transistor 28 is used as a switch to switch the integration direction and an inverter 32 is used as a switch to switch the sawtooth voltage values, both of which are controlled by the output signal of the second comparator 31 via series resistors 44, 45 and 46. Because the transistor 28 has a non-negligible leakage current, its collector is connected to the reference voltage via a resistor 47. The output of the integrator is connected to the inverting input of the second comparator 31 via a resistor 48 and this input is connected to the output of the inverter 32 via a resistor 49, so that the signal at the output of the integrator is between the lower corner voltage UR and the upper corner voltage fluctuates.

Damit wird und d. h. So that will and ie

Das Ausgangssignal wird von einem NAND-Tor erzeugt, dessen einer Eingang zwischen den Widerständen 44, 45 an der Ausgangsleitung des zweiten Komparators 31 und dessen anderer Eingang zwischen zwei Widerständen 52, 53 in der Ausgangsleitung des ersten Komparators 25 angeschlossen ist. Wie sich mit Hilfe der Fig. 3 und einer einfachen l7ahrheitstafel zeigen lässt, werden der Transistor 28 und der Inverter 32 zum Zeitpunkt t3 in den leitfähigen bzw. tiefen Ausgangsschaltzustand und zum Zeitpunkt t5 in den gesperrten Zustand bzw. hohen Ausgangz chaltzutand gaschaltat, und der Ausgang des NAND-Tors 51 ist vom Zeitpunkt t3 bis t4 tief und vom Zeitpunkt t4 bis t7 hoch. Am Ausgang des NAND-Tors 51 erscheint darum die in Fig. 3 gezeigte Taktfolge T.The output signal is generated by a NAND gate, one of which is an input between the resistors 44, 45 on the output line of the second comparator 31 and its other input between two resistors 52, 53 in the output line of the first comparator 25 is connected. How with the help of Fig. 3 and a Simple truth table shows transistor 28 and the inverter 32 at time t3 into the conductive or low output switching state and to Time t5 in the locked state or high output state gaschaltat, and the output of the NAND gate 51 is low from time t3 to t4 and from time t4 to t7 high. The output shown in FIG. 3 therefore appears at the output of the NAND gate 51 Beat sequence T.

Es ist aber auch ein Inverter 54 vorgesehen, dessen Eingang mit dem Ausgang des NAND-Tors verbunden ist und an dessen Ausgang die zur Taktfolge T invertierte Taktfolge T erscheint.But there is also an inverter 54 is provided whose input with the The output of the NAND gate is connected and the inverted clock sequence T at its output Measure sequence T appears.

Die gezeigte Ausführungsform des Taktgenerators enthält zwei zusätzliche Eingangsklemmen 55, 56. Diese zusätzlichen Eingänge sind für die Zuleitung von Hilfsspannungen bzw. -strömen vorgesehen, mit denen die Schaltschwellen und Integrationssteilheiten und damit die Taktfolge bzw.The embodiment of the clock generator shown contains two additional ones Input terminals 55, 56. These additional inputs are for the supply of auxiliary voltages or currents provided with which the switching thresholds and integration slopes and thus the clock sequence or

die Taktbreite beeinflusst werden können. Weiter ermöglichen diese Eingänge, den Taktgenerator auch dann zum Erzeugen einer vorgegebenen Taktfolge zu betreiben, wenn an der Eingangsklemme 20 keine Spannung UM anliegt, d. h. wenn das zu Überwachende Betriebsmittel keinen Strom aufnimmt.the cycle width can be influenced. Next allow this Inputs, the clock generator also then to generate a predetermined clock sequence to operate when there is no voltage UM at input terminal 20, d. H. if the equipment to be monitored does not consume any current.

In Fig. 5 ist die Peripherieschaltung für eine das Wärmeverhalten eines Betriebsmittels simulierende elektrische Nachbildung gezeigt. Diese Peripherieschaltung ermöglicht, einen Ladestrom in die Nachbildung zu leiten, der in.Uebereinstimmung mit der vom Taktgenerator erzeugten Taktfolge getastet ist, eine der Erwärmung des Betriebsmittels entsprechende Spannung jederzeit abzurufen und das Einfliessen von Störsignalen in die Nachbildung zu verhindern.In Fig. 5 the peripheral circuit is for a thermal behavior an electrical simulation simulating an equipment is shown. This peripheral circuit enables a charging current to be passed into the simulation which is in agreement is keyed with the clock sequence generated by the clock generator, one of the heating of the The corresponding voltage can be called up at any time and the flow of To prevent interfering signals in the replica.

Die gezeigte Peripherieschaltung weist drei Eingangsklemmen auf. Eine erste Klemme 60 ist für die Referenzspannung vorgesehen, die hier als Ladestromquelle verwendet wird. Eine zweite und dritte Klemme 61, 62 sind mit den Ausgängen 36 bzw. 37 des Taktgenerators verbunden und zum Einleiten der positiven bzw. der invertierten Taktfolge in die Schaltung vorgesehen. Die Klemme 60 ist über zwei parallel geschaltete Widerstände 63, 64 mit einem Ladekondensator 66 und '-ct -4-nen Transistor 67 mit der Masseleitung verbunden. Die Steuerelektrode dieses Transistors 67 ist über einen Widerstand 68 ebenfalls mit der Masse und silber einen Kopplungskondensator 69 mit der Eingangsklemme 62 fÜr die invertierende Taktfolge verbunden. Von der Gegenelektrode des Ladekondensators 66 führt eine Leitung ueber eine Diode 71 in die Nachbildung 18.The peripheral circuit shown has three input terminals. One first terminal 60 is provided for the reference voltage, which is used here as a charging current source is used. A second and third terminal 61, 62 are connected to the outputs 36 and 37 of the clock generator connected and to initiate the positive or the inverted Clock sequence provided in the circuit. The terminal 60 is connected via two parallel Resistors 63, 64 with a charging capacitor 66 and '-ct -4-nen transistor 67 with connected to the ground line. The control electrode of this transistor 67 is via a Resistor 68 also with the ground and silver a coupling capacitor 69 with the input terminal 62 connected for the inverting clock sequence. From the counter electrode of the charging capacitor 66 leads a line via a diode 71 into the simulation 18th

Der Fusspunkt der Nachbildung ist einerseits über einen Widerstand 73 mit der Eingangsklemme 60 für die Ladespannung und über einen Widerstand 74 mit der Masse verbunden und anderseits über einen Widerstand 75 und einen Inverter 76 mit der Eingangsklemme 61 für die Taktfolge T.The base of the replica is on the one hand via a resistor 73 with the input terminal 60 for the charging voltage and via a resistor 74 with connected to ground and on the other hand via a resistor 75 and an inverter 76 with the input terminal 61 for the clock sequence T.

In-der Leitung zwischen der Klemme 60 für die Ladespannung und dem einen der beiden Parallelwiderstände (64) ist noch ein Schalter 78 vorgesehen. Dieser Schalter ist geschlossen, wenn das Betriebsmittel und beispielsweise der zu schützende Motor Strom aufnimmt. enn das Betriebsmittel abgeschaltet wird und mit Hilfe der Nachbildung die Abkühlung simuliert werden soll, wird der Schalter 78 geöffnet, so dass über den anderen der beiden Parallelwiderstände (63) nur soviel Strom fliesst, wie zum Ausgleich insbesondere der Leckströme erforderlich ist. Es versteht sich, dass bei abgeschaltetem Betriebsmittel keine Spannung Ut1 an der Klr-une 20 des Taktgenerators liegt und letzterer keine Taktfolge erzeugt. Damit der dem Leckstrom entsprechende Ladestrom trotzdem in die nachbildung geleitet werden kann, müssen entsprechende Hilfsspannungen über die Eingänge 55 oder 56 an den Taktgenerator angelegt werden, was bereits weiter oben erwähnt wurde.In-the line between the terminal 60 for the charging voltage and the a switch 78 is also provided for one of the two parallel resistors (64). This The switch is closed when the equipment and, for example, the one to be protected Motor draws current. hen the equipment is switched off and with the help of the Simulation the cooling is to be simulated, the switch 78 is opened, so that only as much current flows through the other of the two parallel resistors (63), as is necessary to compensate for the leakage currents in particular. It goes without saying that when the equipment is switched off, there is no voltage Ut1 at Klr-une 20 des Clock generator is and the latter does not generate a clock sequence. So that the leakage current The corresponding charging current can still be fed into the simulation corresponding auxiliary voltages via the inputs 55 or 56 to the clock generator can be created, which has already been mentioned above.

In der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Taktimpulsen ist der Transistor 67 im leitfähigen Zustand, und der Strom von der Klemme 60 und durch die Widerstände 63, 64 wird an Masse abgeleitet. zweiter ist der Ausgang des Inverters 76 und darum auch der Fusspunkt der Nachbildung 18 positiv gegen klasse. Bei jedem Taktimpuls erscheint am Ausgang des Inverters eine Spannung Null, so dass der Fusspunkt der Nachbildung tiefer liegt. Gleichzeitig wird der Transistor 67 in den Sperrzustand geschaltet, so dass der Strom von der Klemme 60 durch die Widerstände 63, 64 über den während der Taktpause via Sample- und Hold-Schaltung auf die Spannung der Nachbildung aufgeladenen Kondensator 66 und durch die Diode 71 in die Nachbildung einfliesst.In the time between two successive clock pulses is the Transistor 67 in the conductive state, and the current from terminal 60 and through the resistors 63, 64 is diverted to ground. second is the output of the inverter 76 and therefore the base of the replica 18 positive versus great. With everyone Clock pulse appears at the output of the inverter a voltage of zero, so that the base point the replica is deeper. At the same time, the transistor 67 is in the blocking state switched so that the current from the terminal 60 through the resistors 63, 64 over the during the Clock pause via sample and hold circuit on the Voltage of the replica charged capacitor 66 and through diode 71 into the Replication is incorporated.

Nach jedem Taktimpuls wird durch das Umschalten des Transistors 67 in den leitfähigen Zustand der Ladestrom wieder an Masse abgeleitet und durch das Anheben der Spannung am Ausgang des Inverters 76 der Fusspunkt und damit natürlich auch die Spannunq am Eingang der Nachbildung 18 angehoben. Durch diese letztere Massnahme kann wirkungsvoll verhindert werden, dass unbeabsichtigte Störimpulse in die Nachbildung einfliessen und die kapazitiven Speicher aufladen, da dann die Diode 71 sperrt, da ihre Anode vonseiten der Sample- und Hold-Schaltung auf der Spannung der Nachbildung (UNB) gehalten wird.After each clock pulse, switching over of transistor 67 in the conductive state, the charging current is diverted back to ground and through the Raising the voltage at the output of inverter 76 is the base point and thus of course also the voltage at the entrance of the replica 18 is raised. Through this latter Measure can effectively prevent unintentional glitches flow into the simulation and charge the capacitive storage, since then the Diode 71 blocks because its anode is on the part of the sample and hold circuit Tension of the replica (UNB) is maintained.

Während der Dauer eines Takt impulses entspricht die Spannung an der Gegenelektrode des Kondensators 66 (unter Vernachlässigung des Spannungsabfalls in der Diode 71) praktisch der Spannung am ersten kapazitiven Speicher in der Nachbildung 18. Wie einleitend ausführlich beschrieben wurde, ist diese Spannung ein Dlass für die Erwärmung der Wicklung des Betriebsmittels und wird darum über einen ersten Verstärker 80 zu einer Ausgangsklemme 82 geleitet, die mit der Steuerleitung des in Fig. 1 gezeigten Schwellwertauslösers 19 verbunden ist. Der Ausgang des ersten Verstärkers ist weiter über einen Transistor 83 und einen Widerstand 84 mit einem Kondensator q5 d dem Eing;'n PFnos zw^iton stärkers 86 verbunden. Die Steuerelektrode des Transistors 83 ist über einen Widerstand 88 an den Ausgang des ersten VerstSrkers 80 und über einen weiteren Widerstand 89 und einen Kondensator 90 an die Eingangsklemme 61 für die positive Taktfolge angeschlossen. Der Ausgang des zweiten Verstärkers 86 ist über einen weiteren Transistor 92, vorzugsweise einen MOS-P-Kanal-Enhancement-Transistor mit der Gegenelektrode des Kondensators 66 und dem Eingang des ersten Verstärkers 80 verbunden. Die Steuerelektrode dieses Transistors ist über einen Widerstand 93 und einen Kondensator 94 ebenfalls an die Eingangsklemme 61 für die positive Impuls folge geführt.During the duration of a clock pulse, the voltage at the corresponds to Counter electrode of capacitor 66 (neglecting the voltage drop in the diode 71) practically the voltage at the first capacitive memory in the simulation 18. As described in detail in the introduction, this tension is a drain for the heating of the winding of the equipment and is therefore about a first Amplifier 80 is routed to an output terminal 82 which is connected to the control line of the Threshold trigger 19 shown in Fig. 1 is connected. The outcome of the first Amplifier is further via a transistor 83 and a resistor 84 with one Capacitor q5 d connected to the input; 'n PFnos between amplifier 86. The control electrode of transistor 83 is via a resistor 88 to the output of the first amplifier 80 and via a further resistor 89 and a capacitor 90 to the input terminal 61 connected for the positive clock sequence. The output of the second amplifier 86 is via another transistor 92, preferably a MOS P-channel enhancement transistor with the counter electrode of the capacitor 66 and the input of the first amplifier 80 connected. The control electrode of this transistor is through a resistor 93 and a capacitor 94 also to the input terminal 61 for the positive pulse follow led.

Solange ein positiver Impuls an der Eingangsklemme 61 liegt, ist der Transistor 83 in den leitfähigen Zustand geschaltet, und die Spannung am Ausgang des ersten Verstärkers 80 wird an den Kondensator 85 und den Eingang des zweiten Verstärkers 86 geleitet. Weil die Steuerelektrode und die mit dem Verstärkerausgang verbundene Elektrode des Transistors 92 über eine Diode 96 und einen dazu parallelgeschalteten lViderstand 97 verbunden sind, ist dieser Transistor während der Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Takt impulsen und während jedes Taktimpulses im nichtleitenden Zustand, wird aber von der rückwärtigen Flanke jedes positiven Taktimpulses kurzzeitig in den leitfähigen Zustand geschaltet.As long as there is a positive pulse at input terminal 61, this is Transistor 83 switched to the conductive state, and the voltage at the output of the first amplifier 80 is connected to the capacitor 85 and the input of the second Amplifier 86 conducted. Because the control electrode and the one with the amplifier output connected electrode of the transistor 92 via a diode 96 and a parallel connected thereto l resistor 97 are connected, this transistor is during the time between two consecutive clock pulses and during each clock pulse in the non-conductive State, but is briefly triggered by the trailing edge of each positive clock pulse switched to the conductive state.

illit dem Unterbrechen der Verbindung zwischen der Gegenelektrode des Ladekondensators 66 und dem Eingang des zweiten Verstärkers 86 am Ende eines Taktimpulses und dem kurzzeitigen Umschalten des Transistors 92 in den leitfähigen Zustand wird erreicht, dass die Spannung an der Gegenelektrode des Ladekondensators 6G, die am Ende jedes Taktimpulses beim Umschalten des Transistors 67 gemäss der Umladung während des positiven Taktes und der gleichzeitigen Umladung der Nachbildung absinkt, wieder auf den gleichen inert angehoben wird, den sie während des vorhergehenden Takt impulses angenommen hatte. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die der Ladespannung am ersten Kondensator in der nachbildung entsprechende Spannung am Ausgang des ersten Verstärkers 80 und an der Ausgangsklemme 82 auch während der Zeitspanne zwischen aufeinanderfolgenden Taktimpulsen verfügbar ist.illit breaking the connection between the counter electrode of the charging capacitor 66 and the input of the second amplifier 86 at the end of one Clock pulse and the brief switching of the transistor 92 into the conductive State is achieved that the voltage on the counter electrode of the charging capacitor 6G, which at the end of each clock pulse when switching the transistor 67 according to FIG Reloading during the positive cycle and the simultaneous reloading of the replica descends, is raised again to the same inertia that it was during the previous one Clock had assumed impulses. This ensures that the Charging voltage on the first capacitor in the simulation corresponding voltage on Output of the first amplifier 80 and at the output terminal 82 also during the Time span between successive clock pulses is available.

Das neue Schutzrelais kann mit handelsüblichen Bauelementen aufgebaut werden. Dahei liegt es im Bereich fachmännischen Könnens, durch geeignete Auswahl der verschiedenen Bauelemente die Kennwerte des Schutzrelais an spezifische Forderungen anzupassen. fls ist auch möglich, anstelle des beschriebenen, als Sägezahngenerator ausgebildeten Taktgenerators irgendeinen anderen Taktgenerator zu verwenden, der eine Taktfolge erzeugt, deren Taktimpulsbreite und Taktfolge proportional zu einer Signalspannung veränderlich sind. Auch die Peripherieschaltung kann anders ausgebildet sein als die oben beispielsweise beschriebene Ausführungsform.The new protective relay can be built with commercially available components will. Since it is in the area of professional ability, through appropriate selection of the various components, the characteristic values of the protective relay to specific requirements adapt. fls is also possible, instead of the one described, as a sawtooth generator trained clock generator to use any other clock generator that a clock sequence is generated whose clock pulse width and clock sequence is proportional to one Signal voltage are variable. The peripheral circuit can also be designed differently than the embodiment described above as an example.

Ein weiterer Vorteil der Diode 71 ist, dass die Nachbildung sich in spannungslosem Zustand der ganzen Schaltanordnung nicht über Teile der Schaltanordnung entladen kann. So wird die Abkühlung des Motors getreu nachgebildet.Another advantage of the diode 71 is that the simulation is in de-energized state of the entire switching arrangement not over parts of the switching arrangement can discharge. In this way, the cooling of the engine is faithfully reproduced.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Electronic protective relay for protective shutdown of electrical equipment as soon as this equipment has a specified one Heating achieved, containing - a power source, a clock generator, the one The measuring voltage proportional to the current consumed by the equipment is supplied and the one clock follows with a clock period proportional to the measuring voltage generated, an electronic equipment simulation to simulate the thermal behavior of the equipment, a threshold value trigger for triggering one in the power line switching relays provided for the equipment and a peripheral circuit that the power source via a switch controlled by the clock generator to the input the equipment simulation and this input with the input of the threshold value trigger connects, characterized in that the current source (15) has a constant current emits and to generate an effective charging current for the equipment simulation (18), which is proportional to the square of the current consumed by the operating means (10) is, the clock generator (16) generates a clock sequence, the clock pulse width of the measuring voltage is also proportional.

2. Protection relay according to claim 1, characterized in that the Peripherleschaltun4 (17) has a circuit (73, 74, 75, 76) which is the base point the equipment simulation (18) to avoid the introduction of interference signals rises during the time between the clock pulses and thereby one on the input line the emulation arranged diode 71 blocks.

3. Protection relay according to claim 1, characterized in that the Peripheral circuit (17) has a memory device (66, 80, 83, 84, 85, 86, 92), which at the end of each clock pulse at the input of the resource simulation (18) saves the voltage reached during the time up to the beginning of the next clock pulse.

4. Protection relay according to claim 1, characterized in that the Clock generator (Fiq. 4) contains a sawtooth generator (22, 29, 31, 28, 32) which an output voltage is generated, with a first shorter edge, its temporal Duration (tR) is practically constant, and a second, longer edge, its temporal Duration (to) of the measuring voltage is proportional, and a comparator (25), which the Comparing the output voltage of the saw tooth generator with the measuring voltage, and a Switching logic (34) from the time (t3) of the transition of the output voltage of the Sawtooth generator from the second to the first edge up to time (t4) which the voltage of the first edge is equal to the sum of a reference voltage and the measuring voltage, a clock pulse is generated.

5. Protection relay according to claim 4, characterized in that the Sawtooth generator contains an operational amplifier (22) to which a capacitor (29) connected in parallel and a comparator (31) connected downstream, as well as a transistor (28) and an inverter (32) whose control electrode or input with 3om. h æn «g Zeo Kcmparators are connected, which transistor is charging and discharging the capacitor and which inverter controls the voltage at the inverting input of the comparator.

6. Protection relay according to claim 2, characterized in that the Circuit contains a voltage divider (73, 74) whose tapping with the base point the resource simulation (18) and the output of an inverter (76) is which inverter is controlled by the clock pulses.

7. Protection relay according to claim 3, characterized in that the Storage device has a storage capacitor (66) which is connected via an amplifier (80) is connected to the output terminal (82) and that this terminal is used to compensate of voltage changes at the end of each clock pulse via a first transistor (83) with an auxiliary capacitor (85) and a further amplifier (86) and a second transistor (92) is connected to the storage capacitor, which first Transistor during the duration of each clock pulse and whichever second transistor only switched to the conductive state during the trailing edge of each clock pulse is.

8. Protection relay according to claim 1, characterized in that the Capacitor (66) for simulating operating resources (18) via at least one resistor (63) is connected to a reference voltage (60) and a transistor (67) is provided is the one to interrupt the charging current during the pause -between successive Clock pulses is switched to the conductive state and the capacitor it the 3tassel ^ 4 t "ng -rbindct-

9. Protection relay according to claim 8, characterized in that that the at least one resistor (63) in the connecting line between the Reference voltage (60) and the capacitor (66) a second resistor (64) and a Switch (78) are connected in parallel, which switch during power consumption of the equipment (10) closed and after switching off the Equipment for supplying the equipment simulation (18) with only one to compensate for losses provided charging current is open.

10. Protection relay according to claim 4, characterized in that the Clock generator (Fig. 4) at least two additional input terminals (55, 56) for The introduction of auxiliary voltages or currents has to be carried out even with a tiless voltage Zero to generate a clock sequence and / or the switching thresholds and integration slope to control.