DE3408790C2

DE3408790C2 -

Info

Publication number: DE3408790C2
Application number: DE19843408790
Authority: DE
Inventors: Michael 8500 Nuernberg De Neubauer
Original assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Current assignee: INTER CONTROL Hermann Koehler Electrik GmbH and Co KG
Priority date: 1984-03-10
Filing date: 1984-03-10
Publication date: 1989-01-12
Also published as: GB2161334B; DE3408790A1; ATA69885A; GB8506237D0; GB2161334A; FR2561046A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrischen Absicherung von Spaltpolmotoren, vorzugsweise Lüftermotoren, die über eine den Motorstrom schaltende oder phasenanschnittsteuernde Leistungsregelung mit Triac-Ausgang betrieben werden.

Aus DE-OS 31 19 794 ist eine Schutzschaltung für einen phasenanschnittsgesteuerten oder -geregelten Elektromotor bekannt, wobei es sich bei letzterem insbesondere um einen Universalmotor handeln soll, der mit Überspannung betrieben wird und gegen Überdrehen geschützt werden soll. Im in dieser Druckschrift ausgeführten Ausführungsbeispiel ist die Schutzschaltung zwischen der jeweiligen Feldwicklung und der Ankerwicklung eingeschleift. Dazu ist ein Motoreingriff nötig, der kompliziert ist und an den meisten Motoren problemlos überhaupt nicht vorgenommen werden kann.

Aus GB 15 68 507 ist eine Sicherungsanordnung für Spaltpolmotoren, vorzugsweise Lüftermotoren, bekanntgeworden, die über eine den Motorstrom schaltende oder phasenanschnittssteuernde Leistungsregelung mit Triac-Ausgang betrieben werden und die eine Sicherung im Leitungskreis aus Motor und Triac aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 derart weiterzubilden, daß es einen wirksamen Schutz der gesamten Anlage, insbesondere des Motors, gewährleistet und zur Abschaltung führt, bevor sich der Motor erwärmt. Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Sicherungsanordnungen zur Durchführung des Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild der zwischen Leistungsregler und Motor geschalteten Sicherungsanordnung,

Fig. 2 ein Schaltbild gemäß Fig. 1, bei welchem ein erster Triac-Defekt simuliert ist,

Fig. 3 und 4 Schaltbilder, bei welchen eine zweite Art eines Triac-Defektes simuliert ist,

Fig. 5 ein Schaltbild gemäß Fig. 1 zur Darstellung der Situation, wenn eine Sicherung bereits angesprochen hat,

Fig. 6 ein Schaltbild gemäß Fig. 1, das mit zusätzlichen Schaltelementen zur Bestimmung der Einzelströme im Sicherungsnetzwerk versehen ist.

Die Sicherungsanordnung 1 für Spaltpolmotoren 2 ist an den Triac-Ausgang 4 einer Leistungsregelung 3 mit einem Triac 5 angeschlossen. Die Sicherungsanordnung 1 beinhaltet eine Parallelverzweigung 6, deren Parallelzweige 7, 8 in serieller Anordnung je eine Diode D₁ bzw. D₂ sowie je eine Sicherung Si₁ und Si₂ enthalten. Sicherungen, Dioden und Parallelzweige sind in einem Isolierstoffgehäuse 9 angeordnet, das mit zwei Anschlüssen (Schraubanschlußklemmen 10, 11) versehen ist, wobei die Schraubanschlußklemme 10 mit dem Triac-Ausgang 4 und die Schraubanschlußklemme 11 mit dem Motoranschluß 12 verbunden ist.

Bei normalem Netzbetrieb fließt die positive Netzhalbwelle über D₁, Si₁ sowie den Spaltpolmotor 2, die negative Netzhalbwelle über die Diode D₂, die Sicherung Si₂ und den Motor. Der Spaltpolmotor 2 wirkt als Induktivität mit Wirkwiderstand.

Ist das Triac 5 defekt (z. B. die positive Netzhalbwelle schaltet dauernd ab), so ist folgendes zu unterscheiden:

1. Das Triac 5 ist dauernd gezündet; beide Netzhalbwellen stehen über den beiden Parallelzweigen 7, 8 der Sicherungsanordnung 1 sowie dem Spaltpolmotor 2. Es fließt der Motornennstrom, wodurch keine Gefahr für den Motor besteht.
2. Das Triac 5 ist nicht gezündet. Durch den Triac-Defekt steht die positive Netzhalbwelle über der Sicherungsanordnung und dem Spaltpolmotor 2. Es fließt ein pulsierender Gleichstrom über den Parallelzweig 7, d. h. über die Diode D₁ und die Sicherung Si₁ sowie den Spaltpolmotor 2, dessen induktiver Widerstand durch die Gleichfeld-Vormagnetisierung stark abgesenkt wird. Dadurch erhöht sich der durch den Parallelzweig 7 fließende Strom sehr stark und bringt die Sicherung Si₁ zum Ansprechen. Für den Fall eines Triac-Defektes (negative Halbwelle schaltet dauernd durch) gilt das gleiche für die Sicherung Si₂ (Fig. 4). Wird danach das Triac 5 wieder gezündet, liegt wieder volle Netzspannung an der Sicherungsanordnung und am Spaltpolmotor an. Da aber bereits eine der Sicherungen (z. B. Si₁) angesprochen hat, kann nur noch ein Gleichstrom über die Diode D₂ und die Sicherung Si₂ fließen (Fig. 5). Da dieser Gleichstrom ebenfalls sehr viel größer als der normalerweise durch den Parallelzweig fließende halbe Motornennstrom ist, spricht auch die Sicherung Si₂ an. Der Spaltpolmotor 2 ist völlig abgeschaltet.

Im folgenden werden anhand eines Versuchsaufbaus die ermittelten Meßdaten dargestellt, wozu Fig. 6 dient.

Als Meßgeräte wurden die Digitalmultimeter HP 3466A verwendet. Meßobjekt war ein Lüftermotor Typ OLK 45/2400-2518 von ITT.

Triac gezündet; S₁ und S₂ geöffnet:

Zur Ermittlung der Halbwellenströme I₁ und I₂ alleine wurde Si₁ überbrückt und Si₂ entfernt bzw. Si₁ entfernt und Si₂ überbrückt und jeweils kurzzeitig das Triac gezündet; S₁ und S₂ sind geöffnet.

Pw Lüfter = 40 W unzulässig hoch

Messung bei Phasenanschnitt U = 130 V
I₁= 49,6 mA Triac-Defekt simuliert:
S₁geschlossen, S₂ geöffnet I₁= 320 mA → Si₁ spricht an I₂= 14,5 mA S₁geöffnet, S₂ geschlossen I₁= 14,9 mA I₂= 320 mA → Si₂ spricht an

Für den Fall, daß das Triac nur als Thyristor arbeitet, d. h. die negative Halbwelle nicht durchgelassen wird, so steigt bei sinkender Temperatur die Spannung U über Si₁, D₁ und dem Motor an. Irgendwann wird dabei der Sicherungsnennstrom von 100 mA überschritten. Dabei kann die Sicherung Si₁ verzögert ansprechen. Da aber die Wirkleistung Pw am Motor sogar beim doppelten Sicherungsnennstrom von 200 mA nur 25 W (zulässig) beträgt, besteht auch hier keine Gefahr für den Lüfter.

Das gleiche gilt für den Fall, daß die positive Halbwelle gesperrt und die negative Halbwelle geregelt wird.

Claims

1. Verfahren zur elektrischen Absicherung von Spaltpolmotoren, vorzugsweise Lüftermotoren, die über eine den Motorstrom schaltende oder phasenabschnittssteuernde Leistungsregelung mit Triac-Ausgang betrieben werden, gekennzeichnet durch

- Verwendung eines zwischen den Triac-Ausgang und den Motor-Anschluß geschaltetes, aus mindestens zwei Dioden, mindestens zwei Sicherungen und einer Parallelverzweigung bestehenden Sicherungsnetzes, wobei jeder Parallelzweig in serieller Anordnung je mindestens eine Diode und eine Sicherung enthält und die Dioden der Parallelverzweigungen antiparallel angeordnet sind,
- bei Auftreten eines Triac-Defektes, bei dem das Triac in einem Schaltzustand vorliegt, bei welchem nur eine pulsierende Halbwelle durchgelassen wird, Ansprechen der Sicherung in nur einem der beiden Parallelzweige zur Abschaltung des auf ein Mehrfaches des halben Nennstromes infolge der Absenkung des induktiven Widerstandsanteiles des Motors angestiegenen Stromes,
- bei erneuter Zündung des Triacs Fließen eines pulsierenden Gleichstromes über den noch intakten Parallelzweig, der größer als der halbe Motornennstrom ist, sowie nachfolgendes Ansprechen der zweiten Sicherung zur endgültigen Abschaltung des Motors.

2. Sicherungsanordnung (1) für Spaltpolmotoren (2), vorzugsweise Lüftermotoren, die über eine den Motorstrom schaltende oder phasenanschnittssteuernde Leistungsregelung (3) mit Triac-Ausgang (4) betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Triac-Ausgang (4) und dem Motoranschluß (12) ein aus mindestens zwei Dioden (D₁, D₂), mindestens zwei Sicherungen (Si₁, Si₂) und einer Parallelverzweigung (6) bestehendes Sicherungsnetzwerk geschaltet ist, wobei jeder Parallelzweig (7, 8) in serieller Anordnung je mindestens eine Diode (D₁, D₂) und eine Sicherung (Si₁, Si₂) enthält und die Dioden (D₁, D₂) der Parallelverzweigungen antiparallel angeordnet sind und die Sicherungen (Si₁, Si₂) und Dioden (D₁, D₂) in ein zwei Anschlüsse (10, 11) aufweisendes Isolierstoffgehäuse eingegossen sind.

3. Sicherungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansprechwert der Sicherungen (Si₁, Si₂) etwa dem 0,6- bis 1,5fachen Wert des durch das Sicherungsnetzwerk fließenden Gesamtstromes entspricht.

4. Sicherungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungen (Si₁, Si₂) träge Schmelzsicherungen sind.

5. Sicherungsanordnung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherungen (Si₁, Si₂) wiedereinschaltbare Sicherungslastschalter sind.