DE3313629C2

DE3313629C2 - Schaltungsanordnung zur Überwachung der Phasenfolge und des Phasenausfalls eines Dreiphasenwechselstroms

Info

Publication number: DE3313629C2
Application number: DE19833313629
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. 1000 Berlin Böhme
Original assignee: Schleicher GmbH and Co Relais Werke KG
Current assignee: Schleicher GmbH and Co Relais Werke KG
Priority date: 1983-04-12
Filing date: 1983-04-12
Publication date: 1987-02-12
Also published as: DE3313629A1

Abstract

Es wird eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der Phasenfolge und des Phasenausfalls eines Dreiphasenwechselstroms vorgeschlagen, bei der jeder Phase ein Nullspannungsschalter zugeordnet ist. Die Nullspannungsschalter sind mit einem logischen Netzwerk verbunden, das aus zwei kaskadierten UND-Verknüpfungen besteht. Dabei werden zwei der in Rechtecksignale umgewandelten Phasensignale jeweils einem Eingang des ersten UND-Gatters zugeführt, während das dritte Phasensignal an den Eingang des zweiten UND-Gatters führt. Der Ausgang des ersten UND-Gatters ist auf einen seiner Eingänge rückgekoppelt und mit einem weiteren Eingang des zweiten UND-Gatters verbunden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Überwachung der Phasenfolge und des Phasenausfalls eines Dreiphasenwechselstroms nach der Gattung der Hauptansprüche 1 und 2.
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 jedem 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 bzw. des Patentanspruchs 2 in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst.
Durch Vorsehen von zwei kaskadierten UND-Verknüpfungen, von der die erste durch die Rückkopplung eine bedingte 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 zeigt
Fig. 1 die schaltungsgemäße Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung; und
Fig. 2 ein Impulsdiagramm der Schaltungsanordnung.
In Fig. 1 sind die Klemmen P 1, P 2, P 3 mit der jeweiligen Phase des Drehstromnetzes verbunden. In jeder Phase liegt ein Nullspannungsschalter N 1, N 2, N 3, die die sinusförmigen Drehstromsignale in entsprechende Rechtecksignale P 1&min;, P 2&min;, P 3&min; umwandeln. Die Rechteckspannungen geben in ihrem zeitlichen Verlauf die Phasenverhältnisse zwischen den Dreiphasen des Netzes wieder. Der Nullspannungsschalter N 1 ist mit dem ersten Eingang eines UND-Gatters G 1 verbunden. Der Nullspannungsschalter N 3 der dritten Phase ist an den Eingang eines ODER-Gatters G 3 angeschlossen, während der Nullspannungsschalter N 2 an den einen Eingang einer zweiten UND-Schaltung G 2 geführt ist. Der Ausgang des ersten UND-Gatters G 1 ist mit einem weiteren Eingang der zweiten UND-Schaltung G 2 einerseits und andererseits mit einem weiteren Eingang des ODER- Gatters G 3 verbunden. Der Ausgang des ODER-Gatters G 3 führt auf den zweiten Eingang des ersten UND- Gatters G 1. Der Ausgang der zweiten UND-Schaltung G 2 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 N 1, N 2, N 3 liegenden Rechtecksignale P 1&min;, P 2&min;, P 3&min;. Zum Zeitpunkt a liegt an dem Eingang 2 des ersten UND-Gatters G 1 ein Signal mit dem logischen Zustand H, da der Eingang 1 des ODER-Gatters G 3 H ist und entsprechend der Ausgang auch den Zustand H aufweist. Zum Zeitpunkt a geht das Rechtecksignal P 1&min; vom logischen Zustand L in den logischen Zustand H, so daß auch der Ausgang des UND-Gatters G 1 auf H schaltet. Zum Zeitpunkt b fällt die Flanke des Rechtecksignals P 3&min; ab in den L-Zustand, der Eingang 1 des ODER- Gatters G 3 geht auf L, während an seinem Eingang 2 das H-Signal des Ausgangs des Gatters G 1 anliegt und somit den Eingang 2 des UND-Gatters G 1 auf H hält. Dadurch wird der Ausgangszustand des UND- Gatters G 1 durch Rückkopplung seines Ausganges über das ODER-Gatter G 3 auf den Eingang 2 aufrechterhalten. Bis zum Zeitpunkt c liegt an dem Eingang 1 der zweiten UND-Schaltung G 2 ein H-Signal, während der Eingang 2 L ist. Bei c schaltet das Rechtecksignal P 2&min; der zweiten Phase von L auf H, so daß der Ausgang der UND-Schaltung G 2 in den H -Zustand übergeht. Zum Zeitpunkt d fällt das Rechtecksignal P 1&min; in den L-Zustand und die UND-Gatter G 1 und G 2 werden zurückgesetzt, so daß am Ausgang der UND-Schaltung G 2 ein L-Signal anliegt. Somit entstehen am Ausgang der UND-Schaltung G 2 periodische Impulse im Abstand der Periodendauer T der zugeführten Drehwechselspannung. Die monostabile Kippschaltung M weist eine Verzögerungszeit zwischen T und 2 T 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 der UND-Schaltung G 2 andere Schaltungen vorgesehen sein, die die Impulse im Abstand der Periodendauer T auswerten.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erfolgt die Zuführung der Phase P 3&min; und die Rückkopplung des UND-Gatters G 1 über das ODER-Gatter G 3. Das Rechtecksignal P 3&min; kann aber auch direkt auf den Eingang 2 des ersten UND-Gatters G 1 geführt werden, der mit dem Ausgang über Diode als Rückkopplung verbunden sein kann.

Claims

1. Schaltungsanordnung zur Überwachung der Phasenfolge und des Phasenausfalls eines 3-Phasen-Wechselstroms mit in jede Phase geschalteten Nullspannungsschalter, die mit einem logischen Netzwerk verbunden sind, wobei zwei der von den Nullspannungsschaltern abgegebenen Signale über eine logische Verknüpfungs-Schaltung und das dritte Signal direkt auf die Eingänge einer UND-Schaltung geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Verknüpfungs-Schaltung durch ein erstes UND-Gatter (G 1) gebildet ist, daß ein Phasensignal (P 1&min;) direkt dem ersten Eingang des ersten UND-Gatters (G 1) und ein anderes Phasensignal (P 3&min;) über den ersten Eingang eines ODER-Gatters (G 3) dem zweiten Eingang des ersten UND-Gatters (G 1) zugeführt sind, und daß der Ausgang des ersten UND-Gatters (G 1) sowohl mit dem zweiten Eingang des ODER-Gatters (G 3) als auch mit dem ersten Eingang der UND-Schaltung (G 2) verbunden ist, an deren zweitem Eingang direkt das dritte Phasensignal (P 2&min;) liegt.

2. Schaltungsanordnung zur Überwachung der Phasenfolge und des Phasenausfalls eines 3-Phasen-Wechselstroms mit in jede Phase geschalteten Nullspannungsschalter, die mit einem logischen Netzwerk verbunden sind, wobei zwei der von den Nullspannungsschaltern abgegebenen Signale über eine logische Verknüpfungs-Schaltung und das dritte Signal direkt auf die Eingänge einer UND-Schaltung geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Verknüpfungs-Schaltung durch ein erstes UND-Gatter (G 1) gebildet ist, daß zwei Phasensignale (P 1&min;, P 3&min;) den zwei Eingängen des ersten UND-Gatters (G 1) zugeführt sind, dessen Ausgang einerseits über eine Diode auf einen seiner zwei Eingänge rückgekoppelt ist und andererseits mit dem ersten Eingang der UND-Schaltung (G 2) verbunden ist, an deren zweitem Eingang direkt das dritte Phasensignal (P 2&min;) liegt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nullspannungsschalter (N 1, N 2, N 3) den Phasen entsprechende Rechtecksignale liefern.

4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der UND-Schaltung (G 2) eine monostabile Kippschaltung (M) nachgeschaltet ist.