DE3313629A1

DE3313629A1 - Schaltungsanordnung zur ueberwachung der phasenfolge und des phasenausfalls eines dreiphasenwechselstroms

Info

Publication number: DE3313629A1
Application number: DE19833313629
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. 1000 Berlin Böhme
Original assignee: SCHLEICHER RELAIS; Schleicher GmbH and Co Relais Werke KG
Current assignee: SCHLEICHER RELAIS; Schleicher GmbH and Co Relais Werke KG
Priority date: 1983-04-12
Filing date: 1983-04-12
Publication date: 1984-10-18
Also published as: DE3313629C2

Description

Schaltungsanordnung zur Überwachung der Phasenfolge
und des Phasenausfalls eines Dreiphasenwechselstroms Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der Phasenfolge und des Phasenausfalls eines Dreiphasenwechselstroms nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Zur einwandfreien Funktion von mit Drehstrom gespeisten Geräten ist es notwendig, daß der Drehstrom in der richtigen Phasenlage zugeführt wird, wobei alle drei Phasen vorhanden sein müssen. Aus der DE-OS 31 17 284 ist eine Schaltungsanordnung zur Überwachung eines symmetrischen Dreiphasen-Wechselstroms bekannt, bei dem in je.dem Strang des Dreiphasensystems ein Nulldurchgangsdetektor angeordnet ist, der bei jedem Nulldurchgang ein kurzes digitales Nulldurchgangssignal abgibt.
Die Nulldurchgangssignale werden einem logischen Netzwerk zugeführt, das feststellt, ob zwischen zwei Nulldurchgangssignalen, die aufeinanderfolgenden Phasen zugeordnet sind, ein Nulldurchgangssignal der dritten Phase auftritt. Aus einem Vergleich der Nulldurchgangssignale wird außerdem das Fehlen einer Phase festgestellt. Diese bekannte Schaltungsanordnung hat den Nachteil, daß sie nicht gleichzeitig die Phasenfolge und den Ausfall beliebiger Phasen erkennen kann. Außerdem ist die bekannte Schaltung verhältnismäßig aufwendig.
Hier setzt die vorliegende Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der Phasenfolge und des Phasenausfalls eines Dreiphasenwechselstroms zu schaffen, die einen einfachen Aufbau mit wenig Bauelementen aufweist und die die Überwachung der Phasenfolge und aller Phasen auf Ausfall erlaubt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.
Durch Vorsehen von zwei kaskadierten UND-Verknüpfungen,von der die erste durch die Rückkopplung eine bestimmte Speichereigenschaft erhält, das heißt sich selbst hält, kann die Schaltung mit wenigen Bauelementen aufgebaut werden. Um den durch die Rückkopplung erhaltenen Speicher zu setzen, muß immer erst die UND-Bedingung erfüllt werden, das heißt Phase 1 und 3 müssen vorhanden sein. Um die zweite UND-Bedingung zu erfüllen, muß auch Phase 2 vorliegen. Der Ausfall irgendeiner Phase und die Phasenfolge wird daher in jedem Falle sicher erkannt. Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 die schaltungsgemäße Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung; und Fig. 2 ein Impulsdiagramm der Schaltungsanordnung.
In Fig. 1 sind die Klemmen Pl, P2, P3 mit der jeweiligen Phase des Drehstromnetzes verbunden.
In jeder Phase liegt ein Nullspannungsschalter N1, N2, N3, die die sinusförmigen Drehstromsignale in entsprechende Rechtecksignale Pl', P2', P3' umwandeln. Die Rechteckspannungen geben in ihrem zeitlichen Verlauf die Phasenverhältnisse zwischen den Dreiphasen des Netzes wieder. Der Nullspannungsschalter Nl ist mit dem ersten Eingang eines UND-Gatters Gl verbunden. Der Nullspannungsschalter N3 der dritten Phase ist an den Eingang eines ODER-Gatters G3 angeschlossen, während der Nullspannungs schalter N2 an den einen Eingang eines zweiten UND-Gatters G2 geführt ist. Der Ausgang des ersten UND-Gatters Gl ist mit einem weiteren Eingang des zweiten UND-Gatters einerseits und andererseits mit einem weiteren Eingang des ODER-Gatters G3 verbunden. Der Ausgang des ODER-Gatters G3 führt auf den zweiten Eingang des ersten UND-Gatters Gl. Der Ausgang des zweiten UND-Gatters G2 ist an eine retriggerbare monostabile Kippschaltung M angeschlossen.
Die Wirkungsweise der vorliegenden Schaltungsanordnung soll anhand des in Fig. 2 dargestellten Impulsdiagramms erläutert werden.
Die oberen drei Impulszüge des Impulsdiagramms zeigen die an den Ausgängen der Nullspannungsschalter N1, N2, N3 liegenden Rechtecksignale Pl', P2', P3'. Zum Zeitpunkt a liegt an dem Eingang 2 des ersten UND-Gatters Gl ein Signal mit dem logischen Zustand H, da der Eingang 1 des ODER-Gatters G3 H ist und entsprechend der Ausgang auch den Zustand H aufweist. Zum Zeitpunkt a geht das Rechtecksignal Gl' vom logischen Zustand L in den logischen Zustand H, so daß auch der Ausgang des UND-Gatters Gl auf H schaltet. Zum Zeitpunkt b fällt die Flanke des Rechtecksignals P3' ab in denL-Zustand, der Eingang 1 des ODER-Gatters G3 geht auf L, während an seinem Eingang 2 das H-Signal des Ausgangs des Gatters Gl anliegt und somit den Eingang 2 des UND-Gatters Gl auf high hält. Dadurch wird der Ausgangszustand des UND-Gatters Gl durch Rückkopplung seines Ausganges über das ODER-Gatter G3 auf den Eingang 2 aufrechterhalten. Bis zum Zeitpunkt c liegt an dem Eingang 1 des zweiten UND-Gatters G2 ein H-Signal, während der Eingang 2 L ist. Bei c schaltet das Rechtecksignal P2' der zweiten Phase von L auf H, so daß der Ausgang des UND-Gatters G2 in den H-Zustand übergeht. Zum Zeitpunkt d fällt das Rechtecksignal Pl' in den L-Zustand und die UND-Gatter Gl und G2 werden zurückgesetzt, so daß am Ausgang des Gatters G2 ein L-Signal anliegt.
Somit entstehen am Ausgang des UND-Gatters G2 periodische Impulse im Abstand der Periodendauer T der zugeführten Drehwechselspannung.
Die monostabile Kippschaltung M weist eine Verzögerungszeit zwischen T und 2T auf, so daß die Impulse in ein Dauersignal überführt werden. - Sind zwei beliebige Phasen miteinander vertauscht oder fehlt eine beliebige Phase, so ergibt sich kein Ausgangssignal, wodurch ein Fehler erkannt werden kann. Selbstverständlich können an dem Ausgang des UND-Gatters G2 andere Schaltungen vorgesehen sein, die die Impulse im Abstand der Periodendauer T auswerten.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erfolgt die Zuführung der Phase P3' und die Rückkopplung des UND-Gatters Gl über das ODER-Gatter G3.
Das Rechtecksignal P3' kann aber auch direkt auf den Eingang 2 des UND-Gatters G1 geführt werden, der mit dem Ausgang über Diode als Rückkopplung verbunden sein kann.

Claims

Patentansprüche Schaltungsanordnung zur Überwachung der Phasenfolge und des Phasenausfalls eines Dreiphasenwechselstroms mit jeder Phase zugeordneten Nullspannungsschaltern, die mit einem logischen Netzwerk verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der von den Nullspannungsschaltern (N1,N2,N3) in Rechtecksignale umgewandelten Phasensignale (P1',P3') jeweils einem Eingang eines ersten UND-Gatters (G1) und das dritte Phasensignal (P2') einem Eingang eines zweiten UND-Gatters (G2) zugeführt sind und daß der Ausgang des ersten UND-Gatters (G1) auf seinen Eingang rückgekoppelt ist und mit einem weiteren Eingang des zweiten UND-Gatters (G2) verbunden ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Phasensignal (Pl') direkt im ersten Eingang des ersten UND-Gatters (G1) und das nächste Phasensignal (P3') über ein ODER-Gatter (G3) dem zweiten Eingang des ersten UND-Gattexs (Gl) zugeführt ist und daß der Ausgang des ersten UND-Gatters (G1) mit dem zweiten Eingang des ODER-Gatters (G3) verbunden ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten UND-Gatter (G2) eine monostabile Kippschaltung (M) nachgeschaltet ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die RUckkopplung zwischen Ausgang und Eingang des ersten UND-Gatters (G1) über eine Diode erfolgt.