DE3331154A1

DE3331154A1 - Monitoring circuit for a three-phase system

Info

Publication number: DE3331154A1
Application number: DE19833331154
Authority: DE
Inventors: Robert 3451 Golmbach Albrecht; Gottfried 3453 Polle Neumann-Olandt
Original assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Current assignee: Stiebel Eltron GmbH and Co KG
Priority date: 1983-08-30
Filing date: 1983-08-30
Publication date: 1985-03-14
Also published as: DE3331154C2

Abstract

With a monitoring circuit for the three phases of a three-phase system, in which three resistors are star-connected to the phases, it is intended that the individual or joint failure of the resistors or of the phases can be indicated. For this purpose, there is a diode between each of the resistors and the star point. Between the star point and the neutral conductor there is provided a voltage divider. Its pick-off voltage is stabilised to the Zener voltage of a Zener diode. If the pick-off voltage drops below the Zener voltage, a capacitor is charged via a diode and switches on the indicating device. <IMAGE>

Description

Überwachungsschaltung für ein Drehstromnetz Monitoring circuit for a three-phase network

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsschaltung für die drei Phasen eines Drehstromnetzes mit Mittelpunktsleiter, bei der an die Phasen drei Widerstände im Stern geschaltet sind und an den Sternpunkt eine erste Diode angeschlossen ist, mit deren anderen Pol eine Parallelschaltet eines Kondensators und eines Widerstandes sowie eine Anzeigeeinrichtung verbunden sind.The invention relates to a monitoring circuit for the three phases a three-phase network with a neutral conductor, in which three resistors are connected to the phases are connected in the star and a first diode is connected to the star point, with the other pole a parallel connection of a capacitor and a resistor and a display device are connected.

Eine derartige Überwachungsschaltung ist in der DE-PS 1 096 472 beschrieben. Fallen bei der dortigen Schaltung eine oder zwei Phasen aus, oder werden einer oder zwei Widerstände unterbrochen, dann kann dies die Anzeigeeinrichtung kenntlich machen. Fallen jedoch alle drei Phasen aus bzw. werden alle drei Widerstände unterbrochen, dann kann dies nicht angezeigt werden.Such a monitoring circuit is described in DE-PS 1 096 472. If one or two phases fail in the circuit there, or one or If two resistors are interrupted, the display device can indicate this. However, if all three phases fail or all three resistors are interrupted, then this cannot be displayed.

Bei verschiedenen elektrischen Maschinen, die am Drehstromnetz betrieben werden, wie beispielsweise den Kompressoren von Wärmepumpen, tritt beim Einschalten ein hoher Anlaufstrom auf. Da dieser eine unerwünschte Netzbelastung darstellt, sind für den Anlauffall Vorwiderstände vorgesehen. Diese Vorwiderstände ihrerseits müssen abgesichert sein, damit sie bei Fehlschaltungen nicht durchbrennen. Dies ist in dem DE-GM 81 07 054 beschrieben. Brennen die Vorlaufwiderstände bzw. deren Sicherungen durch, dann kann der Anlaufstrom nicht mehr begrenzt werden. Die Elektrizitätsversorgungsunternehmen fordern deshalb, daß eine Unterbrechung eines Widerstandes oder aller drei Widerstände an einer Anzeige erkennbar ist.With various electrical machines connected to the three-phase network operated such as the compressors of heat pumps, occurs when switched on a high starting current. Since this represents an undesirable network load, series resistors are provided for start-up. These resistors on their part must be protected so that they do not burn out in the event of incorrect switching. this is described in DE-GM 81 07 054. Burn the lead resistors or their Fuses, then the starting current can no longer be limited. The electricity companies therefore require an interruption of a resistor or all three resistors can be recognized by a display.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überwachungsschaltung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, die auch dann eine Anzeige abgibt, wenn alle drei Phasen ausgefallen bzw. alle drei Widerstände ausgefallen sind.The object of the invention is to provide a monitoring circuit of the initially mentioned to propose mentioned type, which also gives an indication if all three phases failed or all three resistors failed.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen den Widerständen und dem Sternpunkt je eine weitere Diode liegt, daß zwischen dem Sternpunkt und dem Mittelpunktleiter ein Spannungsteiler vorgesehen ist, mit dessen Abgriff die erste Diode und eine Zenerdiode verbunden sind, deren anderer Pol am Mittelpunktleiter liegt, und daß der der ersten Diode abgewandte Pol des Kondensators an eine Gleichspannung angeschlossen ist, wobei die Zenerspannung der Zenerdiode und die Gleichspannung etwa gleich groß sind und die Zenerspannung und der Spannungsteiler so bemessen sind, daß die Zenerspannung bei minimalem Momentanwert des von den weiteren Dioden gleichgerichteten Wechselspannungszuges der drei Phasen niedriger als dieser Wert jedoch höher als der sich beim Ausfall einer Phase einstellende minimale Momentanwert ist.According to the invention the above object is achieved in that between the Resistors and the star point each have a further diode that lies between the star point and a voltage divider is provided for the neutral conductor, with its tap the first diode and a zener diode are connected, the other pole of which is connected to the neutral conductor and that the pole of the capacitor facing away from the first diode is connected to a DC voltage is connected, the Zener voltage of the Zener diode and the DC voltage are about the same size and the Zener voltage and the voltage divider are so dimensioned are that the Zener tension at the minimum instantaneous value of the other diodes rectified AC voltage train of the three phases lower but higher than this value than that which occurs in the event of a phase failure is the minimum instantaneous value.

Solange keiner der Widerstände unterbrochen ist, bzw.As long as none of the resistors is interrupted or

alle drei Phasen anstehen, ist die erste Diode gesperrt.If all three phases are present, the first diode is blocked.

Es erfolgt keine Anzeige. Fallen ein Widerstand oder zwei Widerstände oder alle drei Widerstände aus geht die Spannung am Abgriff gegen Null. Die Zenerspannung bricht zusammen und die erste Diode wird leitend, so daß der Kondensator von der Gleichspannung praktisch schlagartig aufgeladen wird. Damit schaltet die Anzeigeeinrichtung und gibt das Anzeigesignal ab. Ist nur ein Widerstand oder sind nur zwei Widerstände ausgefallen, dann steigt die Spannung am Mittelpunktleiter durch die verbliebenen beiden Phasen oder die verbliebene Phase wieder an. Die Anzeigeeinrichtung bleibt jedoch eingeschaltet, da die erste Diode sperrt und die Kondensatorladung die Anzeigeeinrichtung eingeschaltet hält.There is no display. Fall a resistor or two resistors or all three resistors off, the voltage at the tap goes to zero. The zener tension collapses and the first diode becomes conductive, so that the capacitor of the DC voltage is charged almost suddenly. The display device thus switches and emits the display signal. Is only one resistor or are only two resistors failed, then the voltage on the center conductor increases due to the remaining ones both phases or the remaining phase. The display device remains but switched on because the first diode blocks and the capacitor charge blocks the display device keeps switched on.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den Unteransprüchen. In der Zeichnung zeigen: Figur 1 eine Überwachungsschaltung bei einem Kompressor einer Wärmepumpe und Figur 2 einen Spannungsverlauf.Advantageous embodiments of the invention emerge from the following Description of an embodiment and the subclaims. In the drawing FIG. 1 shows a monitoring circuit in a compressor of a heat pump and FIG. 2 shows a voltage curve.

Ein Motor M des Kompressors einer Wärmepumpe liegt über Widerstände R1, R2 und R3 an den drei Phasen R, S und T eines Drehstromnetzes. Parallel zu den Widerständen R1, R2 und R3 sind Schalter S1, S2 und S3 vorgesehen. Diese sind vor und während des Anlaufs des Motors M offen.A motor M of the compressor of a heat pump is connected via resistors R1, R2 and R3 on the three phases R, S and T of a three-phase network. Parallel to the Resistors R1, R2 and R3 are provided with switches S1, S2 and S3. These are before and open during the start-up of the motor M.

Nach dem Anlauf des Motors M sind sie geschlossen.After the motor M has started, they are closed.

Die Widerstände R1, R2 und R3 sind über Dioden D1, D2 und D3 an einem Sternpunkt St zusammengeschaltet. Zwischen dem Sternpunkt St und dem Mittelpunktleiter Mp liegt ein Spannungsteiler, bestehend aus Widerständen R4 und R5. An den Abgriff A zwischen den Widerständen R4 und R5 ist eine Zenerdiode Z angeschlossen, deren anderer Pol am Mittelpunktleiter Mp liegt. Am Abgriff A liegt außerdem eine Diode D4. An diese ist eine Parallelschaltung aus einem Kondensator C und einem Widerstand R6 angeschlossen. Der andere Pol der Parallelschaltung liegt an einem Gleichspannungsanschluß G. Parallel zum Widerstand R6 ist eine Anzeigeeinrichtung vorgesehen, die aus der Serienschaltung eines Schwellwertschalters SW und einer Lampe L besteht.The resistors R1, R2 and R3 are connected to one via diodes D1, D2 and D3 Star point St connected together. Between the star point St and the center conductor Mp is a voltage divider, consisting of resistors R4 and R5. To the tap A between the resistors R4 and R5 a Zener diode Z is connected, whose the other pole is on the center conductor Mp. There is also a diode at tap A. D4. A parallel connection of a capacitor C and a resistor is connected to this R6 connected. The other pole of the parallel connection is connected to a DC voltage connection G. In parallel with the resistor R6, a display device is provided which consists of the There is a series connection of a threshold switch SW and a lamp L.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Schaltung ist etwa folgende: Es ist davon ausgegangen, daß die Schalter S1, S2 und S3 offen sind. Solange alle Phasen vorliegen und keiner der Widerstände R1, R2 und R3 unterbrochen ist, würde sich potentiell am Abgriff A ein von den Dioden D1, D2 und D3 gleichgerichteter Wechselspannungszug einstellen, wie er in Figur 2 gezeigt ist. Diese Spannung verläuft zwischen einem minimalen Momentanwert USmin und einem maximalen Momentanwert USmax. Der Spannungsteiler R4, R5 und die Zenerspannung UZ sind so bemessen, daß letztere unterhalb der Spannung USmin liegt. Beispielsweise beträgt die Zenerspannung 12 V. Die Gleichspannung G ist ebenso groß wie die Zenerspannung UZ. Da die Spannung USmin größer ist als die Zenerspannung UZ, wird die Spannung am Abgriff A von der Zenerdiode Z auf der Zenerspannung UZ gehalten. Die Diode D4 ist somit gesperrt.The operation of the circuit described is roughly as follows: Es it is assumed that switches S1, S2 and S3 are open. As long as all phases present and none of the resistors R1, R2 and R3 is interrupted, would arise potentially at tap A an alternating voltage train rectified by diodes D1, D2 and D3 to adjust, as shown in FIG. This tension runs between a minimum instantaneous value USmin and a maximum instantaneous value USmax. The voltage divider R4, R5 and the Zener voltage UZ are dimensioned so that the latter is below the voltage USmin. For example, the Zener voltage is 12 V. The DC voltage G is just as large as the Zener voltage UZ. Because the tension USmin is greater than the Zener voltage UZ, the voltage at tap A is from the Zener diode Z held at the Zener voltage UZ. The diode D4 is thus blocked.

Der Schwellwertschalter SW kann nicht ansprechen und die Lampe L leuchtet nicht.The threshold switch SW cannot respond and the lamp L lights up not.

Fällt beispielsweise der Widerstand R2 aus, dann wird am Abgriff A der gleichgerichtete Wechselstromanteil der Phase S fehlen. Dies führt zu dem in Figur 2 gezeigten Spannungseinbruch E. Infolge des pulsartigen Spannungseinbruchs E bricht die Zenerspannung UZ zusammen, so daß die Diode D4 leitend wird und über sie und die Zenerdiode Z der Kondensator C von der Spannung G aufgeladen wird. Dabei schaltet der Schwellwertschalter SW durch und die Lampe L leuchtet. Der Spannungseinbruch E wird durch die Phase T über die Diode D3 beendet. Steigt die Spannung über die Zenerspannung UZ, dann wird der Abgriff A auf der Zenerspannung UZ gehalten und die Diode D4 sperrt wieder. Die Lampe L erlischt nicht.If, for example, resistor R2 fails, tap A the rectified AC component of phase S is missing. This leads to the in Figure 2 shown voltage drop E. As a result of the pulse-like voltage drop E breaks down the Zener voltage UZ, so that the diode D4 becomes conductive and over it and the Zener diode Z the capacitor C is charged by the voltage G. Included the threshold switch SW switches through and the lamp L lights up. The voltage dip E is terminated by phase T via diode D3. The tension rises over the Zener voltage UZ, then the tap A is held on the Zener voltage UZ and the diode D4 blocks again. The L lamp does not go out.

Denn die Ladung des Kondensators C hält den Schwellwertschalter SW durchgeschaltet. Der Kondensator C, der Widerstand R6 und der Eingangswiderstand des Schwellwert schalters SW sind so bemessen, daß der Schwellwertschalter SW durchgeschaltet bleibt, bis der nächste Spannungseinbruch auftritt. Der Widerstand R6 beträgt beispielsweise 200 kfl. Der Eingangswiderstand des Schwellwertschalters SW sollte nicht kleiner als 2 M# sein.This is because the charge on the capacitor C holds the threshold switch SW switched through. The capacitor C, the resistor R6 and the input resistor the threshold switch SW are dimensioned so that the threshold switch SW remains switched through until the next voltage dip occurs. The resistance For example, R6 is 200 kfl. The input resistance of the threshold switch SW should not be smaller than 2 M #.

Fallen alle drei Widerstände R1, R2 und R3 aus, dann wird - bei geöffneten Schaltern S1, S2 und S3 - die Spannung am Abgriff A ständig auf Null bleiben, so daß die Diode D4 ständig leitend bleibt, wobei der Schwellwertschalter SW anspricht, so daß die Lampe L auch in diesem Falle ständig leuchtet. Für den Fall des Ausfalls zweier Widerstände gilt Entsprechendes.If all three resistors R1, R2 and R3 fail, then - when open Switches S1, S2 and S3 - the voltage at tap A constantly remain at zero, so that the diode D4 remains conductive, the threshold switch SW responds, so that the lamp L lights up continuously in this case too. In case of failure The same applies to two resistors.

Die Anzeige erfolgt in gleicher Weise, wenn nicht die Widerstände R1, R2 und R3 ausfallen, sondern eine, zwei oder alle Phasen R, S, T.The display takes place in the same way, if not the resistors R1, R2 and R3 fail, but one, two or all phases R, S, T.

Claims

Claims monitoring circuit for the three phases of a three-phase network With a neutral conductor in which three resistors are connected in a star to the phases and a first diode is connected to the star point, with the others Pol a parallel connection of a capacitor and a resistor as well as a Display device are connected, characterized in that between the resistors (R1, R2 and R3) and the star point (St) each have a further diode (D1, D2, D3), that between the star point (St) and the neutral point conductor (Mp) a voltage divider (R4, R5) is provided, with its tap (A) the first diode (D4) and a Zener diode (Z) are connected, the other pole of which is on the neutral conductor (Mp), and that the the pole of the capacitor (C) facing away from the first diode to a direct voltage (G) is connected, the Zener voltage (UZ) of the Zener diode (Z) and the DC voltage (G) are about the same size and the Zener voltage (UZ) and the voltage divider (R4, R5) are dimensioned so that the Zener voltage (UZ) at the minimum instantaneous value (USmin) of the alternating voltage train rectified by the further diodes (D1, D2, D3) of the three phases (R, S, T) lower than this value, but larger than the itself is the minimum instantaneous value (E) which sets in the event of a phase failure.

2. Monitoring circuit according to claim 1, characterized in that that the display device consists of a threshold switch (SW) and an indicator lamp (L) is formed.

3. Monitoring circuit according to claim 1 or 2, characterized in that that the three resistors (R1, R2, R3) are protected with fuses.

4. Monitoring circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the three resistors (R1, R2, R3) of switches (S1, S2, S3) can be bridged.

5. Monitoring circuit according to one of the preceding claims, characterized in that the three resistors (R1, R2, R3) series resistors of an engine.