DE3225829A1

DE3225829A1 - Schutzrelais-schaltung

Info

Publication number: DE3225829A1
Application number: DE19823225829
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 5000 Aarau Aargau Unterweger
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1982-03-31
Filing date: 1982-07-09
Publication date: 1983-10-13
Also published as: FR2524697A1; JPS58222717A

Description

Schutzrelais-Schaltung

Es sind Schutzrelais zur Ueberwachung einer ganzen Anzahl von Funktionen elektrischer Geräte, insbesondere elektrischer Motore in Gebrauch. Die Ueberwachung kann die Betriebstemperatur, Phasenausfälle, Erdschlüsse, falsche Drehrichtung, usw. betreffen, und Warnsignale und/oder Abschaltvorgänge auslösen. Dabei ist es manchmal erwünscht anstatt der zwecks Anzeige und/oder Auslösen einer Schutzfunktion meist in Nähe des überwachten Gerätes angebrachten Schutzrelais-Schaltung, oder zusätzlich dazu, über ein entfernt davon aufgestelltes. Satelliten-Schutzrelais zu verfügen, welches einfach und sicher hinzugeschaltet werden kann. Des weiteren ist es in manchen industriellen Umgebungen erwünscht, solche Satelliten-Relais galvanisch von der Schutzrelais-Schaltung zu trennen. Die Durchführung einer solchen Trennung wird oft mit Hilfe eines,etwa mit Leuchtdiode und Photowiederstand arbeitenden optischen Kopplers, wie er etwa aus der OS 2.321.261 und der OS 2.064.533 bekannt ist, durchgeführt. Jedoch zeichnen sich die bekannten Vorschläge für die Anwendung von Optokoppler im elektrischen Kreis eines Schutzrelais durch hohen schaltungstechnischen Aufwand und eine geringe Flexibilität aus, die kein wirt-

-3-

schaftliches Anschliessen von zusätzlichen, räumlich entfernten Satelliten-Relais gestattet. Als Beispiele sei die US PS 4.054.934 erwähnt, welche einen im infra-rot wirksamen Koppler verwendet, um ein thermisches Abbild des zu schützenden Gerätes zu überwachen, wobei die Stromkreise von Abbild und Sensor galvanisch voneinander isoliert sein können. Die US PS 4.139.878 verwendet in Serie geschaltete Photo-Dioden, um über eine optische Schnittstelle die einzelnen Phasen des zu schützenden elektrischen Gerätes zu überwachen. In beiden Fällen verlangt das Erzeugen von Anzeige- und/oder Auslösefunktionen an einer vom Schutzrelais entfernten Stelle kostspielige und komplizierte Verdrahtungen. In anderen bekannten Ausführungen, wie etwa in der US-PS 4.057.842, ist keine galvanische Trennung innerhalb der Schaltung vorgesehen, sondern nur eine optische Ueberstrom-Anzeige. Auch in diesem Fall ist keine einfache Steuerung eines Satelliten-Relais vorgesehen.

Es ist das Ziel der Erfindung, eine Schutzrelais-Schaltung mit Satelliten-Relais zu schaffen, die eine einfache, wirtschaftlich vorteilhafte und sichere Steuerung des Satelliten gestattet, wobei dieser zudem leicht zu- und abschaltbar, und vom Haupt-Schutzrelais galvanisch isoliert sein soll.

-4-

Diese Aufgabe wird von der Erfindung,wie in Anspruch 1 be schrieben, ge löst.. Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles und der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht/ teilweise im Schnitt, einer Ausführungsform der Erfindung, und Fig. 2 eine Draufsicht desselben Gerätes.

Die Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Haupt-Schutzrelais 1 für die Ueberwachung eines nicht gezeigten elektrischen Motors, und die Steuerung eines Satelliten-Relais 2.Letzterer ist über eine Signalleitung 3, die elektrische Leiter oder Lichtleiter aufweisen kann, mit ersterem verbunden und mittels eines steckbaren Optokopplers 4 an das Schutzrelais angeschlossen. Das Schutzrelais 1 weist mehrere LED-Leucht-Elemente 5 auf, um seine Betriebsbereitschaft sowie eine Reihe von Störungen des überwachten Motors anzuzeigen, wie etwa thermische Ueberlast, Phasenausfall, Erdschluss, Blockierung, falsche Drehrichtung, usw. Der Optokoppler 4 ist über diese Leucht-Elemente 5 gesteckt, und weist gegenüber jedem von ihnen einen Photoempfänger 6 auf, der vom Licht des zugehörigen Leucht-Elementes gesteuert wird und über eine oder mehrere elektrische Leitungen 7 mit dem Satelliten-Relais 2 verbunden ist. Eine Haube 8 schützt den Photoempfänger 6 vor Fremdlicht.

-5-

I * wv

• ·

Damit der Betriebszustand des Motors,trotz des über die für die optische Kontrolle durch das Bedienungspersonal, vorgesehenen Leucht-Elemente 5 gesteckten Optokopplers 4, auch am Ort des Hauptschutz-Relais überwacht werden kann, ist der Optokoppler mit einer Reihe von Anzeigeorganen 9 bestückt, von denen jede den Zustand des darunterliegenden Leucht-Elementes wiedergibt. Im dargestellten Beispiel zeigt das.Anzeigeorgan ebenfalls durch Aufleuchten an, und das dafür nötige Licht kann in der einfachsten Ausführung über ein einfaches optisches System, mit oder ohne Zwischenschaltung eines in der Fig. 1 angedeuteten und mit 10 bezeichneten Lichtleiters, vom Leucht-Element 5 entnommen werden. In der Regel wird wegen der Schwäche des letzteren das Anzeigeorgan selbst ein (nicht gezeigtes) aktives Element, beispielsweise wieder eine LED-Lampe aufweisen. Diese wird über die Leitung 3 gespiesen, und ihr Aufleuchten durch das photo-empfindliche Element 6 gesteuert. Ein direkter Betrieb des Anzeigeorganes mit Licht aus dem Element 5 wird wohl nur dann benützt werden, wenn jede elektrische Verbindung zwischen dem Optokoppler 4 und dem Satelliten-Relais 2 unerwünscht ist, so dass auch auf die durch den Photoempfänger 6 ermöglichte Signalumwandlung verzichtet werden muss. Das durch das Leucht-Element 5 abgegebene Signal wird in diesem Fall rein optisch, über einen

-6-

(nicht gezeigten) Lichtleiter zum Satelliten-Relais 2 übertragen und erst dort in ein elektrisches Signal umgewandelt und verarbeitet.

Bei entsprechender mechanischer Ausbildung des Gehäuses des Optokopplers 4 kann dieser offensichtlich auf
einfachste und unverwechselbare Weise auf bestehende Hauptrelais aufgesteckt werden, ohne deren Funktion oder Anzeige im geringsten zu beeinträchtigen/ was einen zusätzlichen
Vorteil gegenüber der üblicherweise über eine Reihe elektrischer Schraub- oder Klemm-Anschlüsse des Haupt- und des Satelliten-Relais durchgeführten Verbindung beider Geräte darstellt.

Schliesslich lassen sich Optokoppler so ausbilden, dass sie nicht nur auf ein Haupt-Schutzrelais, sondern aufeinander gesteckt werden können, womit auf einfachste Weise mehrere Satelliten von einem Haupt-Schutzrelais gesteuert
werden können.

~ T

Leerseite

Claims

ZIMMERMANN

PATENTANWÄLTE

european patent attorneys

Dipl.-Ing. H. Leinweber (ΐβ3ο-7β> Dipl.-Ing. Heinz Zimmermann Dipl.-Ing. A. Gf. v. Wengersky Dipl.-Phys. Dr. Jürgen Kraus

Rosental 7, D-8000 München 2 2. Aufgang (Kustermann-Passage) Telefon (089) 2 60 39 89 Telex 52 8191 lepatd Telegr.-Adr. Lelnpat München

den ?,. Juli 1982

Unser Zeichen ^ZC
P 678 DE

Sprecher + Schuh AG, Aarau, Schweiz

PATENTANSPR ÜC HE :

Schutzrelais-Schaltung für elektrische Geräte, insbesondere" für Elektromotore, gekennzeichnet durch ein Haupt-Schutzrelais mit mindestens einem optischen Anzeigeelement (5) und durch ein Satelliten-Schutzrelais (2) mit mindestens einer mittels eines Optokopplers (4) in trennbarer Weise an das Anzeigeelement (5) anschließbaren Signal-Eingangsleitung (3).
2. Schutzrelais-Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Optokoppler (4) mechanisch durch Schraub- oder Steckverbindung ankoppelbar ist.
3. Schutzrelais-Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromkreise vom Haupt-

und Satelitten-Schutzrelais (1, 2) elektrisch voneinander isoliert sind.
4. Schutzrelais-Schaltung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Optokoppler (4) an einer im angekoppelten Zustand freistehenden Fläche mindestens ein den Zustand des optischen Anzeigeelements (5), an das er angeschlossen ist, wiedergebendes optisches Anzeigeorgan (9) aufweist.
5. Schutzrelais-Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeorgan (9) einen Teil des vom Anzeigeelement (5) emittierten Lichtes wiedergibt.
6. Schutzrelais-Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anzeigeorgan (9) ein elektrisch vom Satelliten-Relais (2) her gespeistes Organ ist.
7. Schutzrelais-Schaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Optokoppler (4) einen opto-elektrischen Wandler (6) enthält, und daß die Signalleitung (3) eine'elektrische Leitung ist.
8. Schutzrelais-Schaltung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalleitung. . · ein Lichtleiter ist.
9. Schutzrelais-Schaltung nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Optokoppler ausgebildet ist, um auf einen gleichen Optokoppler gesteckt und von mindestens einem Anzeigeorgan desselben gesteuert zu werden.