DE3623755A1

DE3623755A1 - Device for overload protection of electrical drives

Info

Publication number: DE3623755A1
Application number: DE19863623755
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Buehne; Wolfgang Dipl Ing Elter; Herbert Herhaus; Heiner Dipl Ing Kemmann
Original assignee: ABUS KG
Current assignee: ABUS Kransysteme GmbH
Priority date: 1986-07-15
Filing date: 1986-07-15
Publication date: 1988-02-18
Also published as: DE3623755C2

Abstract

In the case of electrical drives, particularly in the case of lifting motors of lifting appliances, such as block and tackle systems, cable winches, crane installations or lifting tables, overload protection is required. In order to create rapid and reliable protection of the electrical drive and hence also of the lifting appliances operated by it against overload with relatively little structural complexity, a circuit is proposed which measures the current and phase angle of the drive motor as a direct function of the torque of the drive motor and hence of the load during the drive process and forms a mixed load signal from this measurement. This mixed load signal is compared with an adjustable maximum value and switching contacts of output relays are opened if the maximum value is exceeded.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Überlastsicherung von elektrischen Antrieben, insbe sondere von Hubmotoren bei Hebezeugen. Unter Hebe zeugen sind alle Arten von Maschinen oder Anlagen, wie z. B. auch Seilzüge, Seilwinden oder Krananlagen oder Hubtische oder dergleichen, zu verstehen, die unterschiedlicher Last bzw. Beanspruchung ausgesetzt sind. Die erfindungsgemäße Einrichtung ist vornehm lich dazu bestimmt, mit einer an sich bekannten Schützensteuerung für die angeschlossenen elek trischen Motoren, vorzugsweise Drehstrommotoren, zusammenzuarbeiten.The invention relates to a device for Overload protection of electrical drives, esp especially of lifting motors for hoists. Under lifting witness all types of machines or systems such as B. also wire rope hoists, winches or crane systems or lift tables or the like, to understand the exposed to different loads or loads are. The device according to the invention is elegant Lich destined with a known Contactor control for the connected elec electric motors, preferably three-phase motors, to work together.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ein richtung der zu Anfang genannten Art zu schaffen, die in einfacher Weise mit verhältnismäßig geringem Bauaufwand eine schnelle und zuverlässige Sicherung des elektrischen Antriebes und damit auch der hier durch betätigten Hebezeuge vor Überlast zu schaffen.The invention has for its object a direction of the kind mentioned at the beginning, which is simple with relatively little Construction effort a fast and reliable backup of the electric drive and therefore also the one here to create overloads using actuated hoists.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine solche Schaltung, daß Strom und Phasen lage des Antriebsmotors in direkter Abhängigkeit vom Moment des Antriebsmotors und damit von der Last während des Antriebsvorganges gemessen werden, daraus ein gemischtes Lastsignal gebildet wird, dieses mit einem einstellbaren Maximalwert verglichen wird und bei Überschreitung des Maximalwertes Schaltkontakte von Ausgangsrelais geöffnet werden. The object is achieved according to the invention through such a circuit that current and phases location of the drive motor in direct dependence from the moment of the drive motor and thus from the load be measured during the drive process, from it a mixed load signal is formed, this with an adjustable maximum value is compared and switching contacts when the maximum value is exceeded are opened by output relays.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung wird erreicht durch eine solche Schaltung, daß nach dem Ein- oder Umschalten des Antriebsmotors während einer Zeit von etwa 0,1 bis 0,3 sec der Meßvorgang ausgeblendet ist und daß eine interne Logik vorge sehen ist, so daß während dieser Zeit nur ein An trieb mit langsamer Geschwindigkeit ermöglicht ist. Hierbei wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß während des Einschaltens eines Elektromotors, ins besondere eines Hubmotors für das bevorzugte vor liegende Anwendungsgebiet, während einer Zeit von 0,1 bis 0,3 sec ein Anlaufstrom entsteht, der das Fünf- bis Achtfache des Nennstroms betragen kann, so daß während dieser Anfangszeit eine Lastmessung nicht möglich ist, zumindest nicht sinnvoll wäre. Die interne Logik vermeidet dabei größere Hubbewe gungen während dieses Einschaltvorganges und erlaubt zunächst nur den Betrieb des Antriebes mit lang samer Geschwindigkeit, insbesondere ein Heben des Hebezeuges im Feinhub. Erst nach Ablauf einer Meß zeit von 0,3 sec im Feinhub wird dann der Ausgang für die schnelle Geschwindigkeit freigegeben.An advantageous embodiment of the invention achieved by such a circuit that after the Switching on or switching over the drive motor during the measuring process takes about 0.1 to 0.3 seconds is hidden and that an internal logic is featured is seen, so that during this time only one type driven at slow speed is enabled. This is based on the knowledge that while switching on an electric motor, ins particular of a lift motor for the preferred one lying application area, during a period of 0.1 to 0.3 sec there is a starting current that the Can be five to eight times the nominal current, so that during this initial time a load measurement is not possible, at least would not make sense. The internal logic avoids larger lifting movements during this switch-on process and allowed initially only the operation of the drive with long speed, especially lifting the Hoist in the fine stroke. Only after a measurement The output then becomes 0.3 seconds in the fine stroke released for fast speed.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfin dung ergibt sich dadurch, daß ein Zähler vorgesehen ist, welcher während der langsamen Geschwindigkeit einen unzulässig schnellen Tippbetrieb registiert und ein Überlastsignal auslöst. Auf diese Weise erfolgt eine weitere Sicherung des Funktionsvorganges der er findungsgemäßen Einrichtung. Das Überlastsignal tritt ebenfalls nach einem Netzspannungsausfall oder nach einer Not-Aus-Betätigung auf. Another advantageous embodiment of the Erfin dung results from the fact that a counter is provided is which during slow speed registered an inadmissibly fast typing operation Triggers an overload signal. In this way, a further securing the functional process of he device according to the invention. The overload signal occurs also after a power failure or after an emergency stop.

Als elektrische Antriebe können prinzipiell solche mit einer oder zwei Geschwindigkeitsstufen gewählt werden, so z. B. Drehstrommotoren mit einer Geschwin digkeitsstufe.In principle, such can be used as electric drives selected with one or two speed levels be so. B. three-phase motors with a speed skill level.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich jedoch dadurch, daß als Antriebsmotor ein pol umschaltbarer Drehstrommotor mit einer hochpoligen Wicklung für langsame Geschwindigkeit und mit einer niederpoligen Wicklung für schnelle Geschwindigkeit verwendet wird, und daß Einstellvorrichtungen zum Einstellen der Abschaltpunkte für die hochpolige Wicklung und für die niederpolige Wicklung sowie zur Anpassung an die Triebwerksgruppe des Antriebs motors vorgesehen sind.An advantageous embodiment of the invention results However, the fact that a pol switchable three-phase motor with a multi-pole Slow speed and one turn winding low-pole winding for fast speed is used, and that adjusting devices for Setting the switch-off points for the multi-pole Winding and for the low-pole winding as well to adapt to the engine group of the drive motors are provided.

Eine Altrnative hierzu wird dadurch geschaffen, daß für den Antrieb zwei Drehstrommotoren einer seits für langsame Geschwindigkeit und andererseits für schnelle Geschwindigkeit verwendet werden, und daß Einstellvorrichtungen zum Einstellen der Abschalt punkte für jeden der beiden Drehstrommotore sowie zur Anpassung an die Triebwerksgruppe der Drehstrommoto ren vorgesehen sind.An alternative to this is created by that for driving two three-phase motors one on the one hand for slow speed and on the other hand can be used for fast speed, and that adjusting devices for setting the shutdown points for each of the two three-phase motors and for Adaptation to the engine group of the three-phase motor ren are provided.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist gekenn zeichnet durch ein Schaltungsteil, welches Tipp betrieb bei der niederpoligen Wicklung (schnelle Motordrehzahl) durch verzögerte Freigabe verhin dert, so daß zuerst eine Messung bei der hochpoli gen Wicklung (langsame Motordrehzahl) vorausgehen muß. Another advantageous embodiment is known characterized by a circuit part, which tip operation with low-pole winding (fast Engine speed) due to delayed release changes, so that first a measurement at the high poli go ahead winding (slow motor speed) got to.

Eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme ist gekenn zeichnet durch ein Schaltungsteil, welches zur Kom pensation der Temperaturdifferenz entsprechend den Motorkennlinien durch künstliche Phasenverschiebung von Strom gegen Spannung bestimmt ist, wobei das tatsächliche Lastsignal mit einer Referenzspannung verglichen wird, die linear und variabel von der Netzspannung (Netzspannungsschwankungen) abhängt.Another measure according to the invention is known is characterized by a circuit part, which for com compensation of the temperature difference according to Motor characteristics through artificial phase shift is determined by current versus voltage, the actual load signal with a reference voltage is compared, the linear and variable of the Mains voltage (mains voltage fluctuations) depends.

Die Einrichtung ist ferner vorteilhaft ergänzt durch ein Schaltungsteil, welches ein beispielsweise durch Absenken der Last betätigtes Reset-Signal zum Wiedereinschalten erzeugt.The device is also advantageously supplemented by a circuit part which, for example, by lowering the Last operated reset signal to switch on again generated.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 9 bis 21 gekennzeichnet.Further advantageous embodiments of the invention are characterized in claims 9 to 21.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung im Schema dargestellt und zwar zeigtIn the drawing, an embodiment of the device according to the invention shown in the scheme and shows

Fig. 1 einen Teil einer elektrischen Schaltung, Fig. 1 shows a part of an electrical circuit,

Fig. 2 einen zweiten Teil einer elektrischen Schal tung, der zu dem Schaltungsteil nach Fig. 1 hinzu gehört, Fig. 2 tung a second part of an electrical switch, which is one added to the circuit part of Fig. 1,

Fig. 3 eine vorausgehende elektrische Schaltung zur Spannungsversorgung der Einrichtung, Fig. 3 shows a prior electrical circuit for voltage supply of the device,

Fig. 4 bis 7 Einzelheiten zur prinzipiellen Vor gängen bzw. Schaltungsprinzipien und Fig. 4 to 7 details of the basic processes before or circuit principles and

Fig. 8 eine Draufsicht auf den Deckel eines Geräte gehäuses. Fig. 8 is a plan view of the lid of a device housing.

Die Zeichnungen mit den Fig. 1 bis 8 veranschau lichen ein Ausführungsbeispiel der erfindungs gemäßen Einrichtung zur Überlastsicherung von elektri schen Antrieben. Der besseren Übersichlichkeit halber und auch zum besseren Verständnis ist der Schaltplan auf die beiden Fig. 1 und 2 aufgeteilt. Der Schaltplan ist aber eine gemeinsame Einheit und läßt sich in der Praxis auf einer verhältnis mäßig kleinen Baueinheit, zum Beispiel einer Platine od. dgl. verwirklichen. Zur besseren Über sicht ist dieser Schaltplan gemäß den einge zeichneten strichpunktierten Linien in verschiedene Funktionsblöcke gegliedert, die mit den Block bezeichnungen Ia, Ib, und II bis XI versehen sind. Die strichpunktierten Linien haben selbstver ständlich keine technischen Funktionen.The drawings with FIGS. 1 to 8 illustrate an exemplary embodiment of the device according to the invention for overload protection of electrical drives. For the sake of clarity and also for better understanding, the circuit diagram is divided between the two FIGS. 1 and 2. The circuit diagram is a common unit and can be realized in practice on a relatively small unit, for example a circuit board or the like. For a better overview, this circuit diagram is divided into various function blocks according to the dash-dotted lines, which are provided with the block designations I a , I b , and II to XI. Of course, the dash-dotted lines have no technical functions.

Der Funktionsblock Ia enthält einen Stromwandler Tr 1 , der auf der Sekundärseite einen dem Primärstrom proportionalen Strom im Verhältnis 1/3000 erzeugt. Dabei ist der Primärstrom der Strom der Phase L 3 (Block II) und zwarFunction block I a contains a current transformer Tr 1 , which generates a current proportional to the primary current in a ratio of 1/3000 on the secondary side. The primary current is the current of phase L 3 (block II)

a) a fine stroke motor,
b) a slow, multi-pole winding or
c) the electric motor if only one drive speed speed is provided.

Die Widerstände R 8, R 9 und R 10 ergeben eine in einem gewissen Verhältnis zu ihnen stehende errechenbare Spannung am Punkt P 1. Die weiteren Bauteile des Blocks Ia bilden einen Trigger, das heißt an Punkt b liegt ein Signal von etwa +12 V, kurz Hi genannt, an, wenn der Feinhub des Motors in Betrieb ist, also der Strom während des Fein hubes ungleich Null ist. Ist der Strom des Feinhubs gleich Null, so liegt bei b das Signal etwa +2 V an, kurz Lo genannt. Zu diesem Zweck wird über die Diode D 2 und den Widerstand R 11 der Kondensator C 3 negativ aufgeladen, jedoch wegen der Diode D 3 bis maximale etwa -0,6 V. Unterschreitet diese Spannung den Wert am +Eingang des Operationsverstärkers OV 1, so springt der Ausgang von OV 1 auf etwa +12 V. Wird nun der Strom des Feinhubes gleich Null, so lädt sich der Kondensator C 3 über den Widerstand R 12 auf die Spannung am Knotenpunkt zwischen den Widerständen bzw. der Diode R 13, D 4, R 12 und R 22 auf. An diesem Knotenpunkt liegt stets +0,6 V Spannung an. Über schreitet die Spannung C 3 den Wert am +Eingang des OV 1 den Wert von etwa +0,25 V, so springt die Ausgangsspannung von OV 1 auf -12 V, das heißt der Punkt b liegt auf "Lo". Zu erwähnen sind noch die Widerstände R 17, R 15, und R 16 sowie die Diode D 5, die wie dargestellt geschaltet sind.The resistors R 8 , R 9 and R 10 result in a calculable voltage at point P 1 that is in a certain relation to them. The other components of the block I a form a trigger, that is, at point b there is a signal of about +12 V, or Hi for short, when the fine stroke of the motor is in operation, that is to say the current during the fine stroke is not equal to zero . If the current of the fine stroke is zero, the signal at b is approximately +2 V, called Lo for short. For this purpose, the capacitor C 3 is negatively charged via the diode D 2 and the resistor R 11 , but because of the diode D 3 to a maximum of approximately -0.6 V. If this voltage falls below the value at the + input of the operational amplifier OV 1 , see above The output of OV 1 jumps to approximately +12 V. If the current of the fine stroke is equal to zero, the capacitor C 3 charges via the resistor R 12 to the voltage at the node between the resistors or the diode R 13 , D 4 , R 12 and R 22 . There is always +0.6 V voltage at this node. If the voltage C 3 exceeds the value at the + input of the OV 1 the value of approximately +0.25 V, the output voltage jumps from OV 1 to -12 V, ie the point b is at "Lo". Also worth mentioning are the resistors R 17 , R 15 , and R 16 and the diode D 5 , which are connected as shown.

Block Ib entspricht schaltungsmäßig im wesentlichen dem des Blocks Ia. Es sind also wiederum ein Transformator Tr 2 und Widerstände R 18, R 19 und R 20 vorgesehen, wodurch an Punkt P 2 eine Spannung gebildet wird, die in einem bestimmten Verhältnis zu diesen Widerständen steht. Dieser Schaltungsteil gemäß Block Ib, wiederum mit weiteren Dioden D 5, D 7 und D 8, weiteren Widerständen R 21, R 24, R 25, R 26, einem Kondensator C 4 und einem Operationsverstärker OV 2, ist für den Haupthub des betreffenden Motors bzw. für die schnelle und niedrigpolige Wicklung des Motors bestimmt. Aus diesem Grunde sind die Werte für die Widerstände R 18, R 19 und R 20 entsprechend anders als die Werte der Widerstände im Block Ia gewählt. Die Ausgangsspannung ergibt sich an Punkt c. In terms of circuitry, block I b essentially corresponds to that of block I a . A transformer Tr 2 and resistors R 18 , R 19 and R 20 are again provided, whereby a voltage is formed at point P 2 which is in a certain ratio to these resistors. This circuit part according to block I b , again with further diodes D 5 , D 7 and D 8 , further resistors R 21 , R 24 , R 25 , R 26 , a capacitor C 4 and an operational amplifier OV 2 , is for the main stroke of the relevant one Motor or intended for the fast and low-pole winding of the motor. For this reason, the values for the resistors R 18 , R 19 and R 20 are selected differently than the values of the resistors in block I a . The output voltage results at point c .

Gemäß Block II wird aus den Spannungen L 1, L 2 und L 3 mittels der Widerstände R 1, R 2, R 3 und R 4 ein künstlicher Sternpunkt gebildet, der das Masse potential der Schaltung festlegt. An Punkt P 3 liegt eine zu L 3 proportionale Wechselspannung an, die jedoch mittels des Kondensators C 1 um etwa 20° Phasenverschiebung zeitlich verzögert ist. Über Diode D 1, Widerstand R 5, Transistor T 1 und Widerstand R 6 wird daraus ein invertiertes Rechtecksignal an Punkt P 4 gebildet.According to block II, an artificial star point is formed from the voltages L 1 , L 2 and L 3 by means of the resistors R 1 , R 2 , R 3 and R 4 , which determines the ground potential of the circuit. At point P 3 there is an AC voltage proportional to L 3 , which is, however, delayed by a phase shift of approximately 20 ° by means of the capacitor C 1 . An inverted square-wave signal at point P 4 is formed therefrom via diode D 1 , resistor R 5 , transistor T 1 and resistor R 6 .

Das Schaltungsteil gemäß Block III erzeugt jede vierte Netzperiode, also alle 80 ms, einen kurzen, etwa 0,5 bis 1 ms dauernden positiven Impuls, der in Block IV verwertet wird. Dazu wird das Signal an Punkt P 4 zunächst durch den Schmitt-Trigger ST 2 invertiert. Der Counter 1 wird als Frequenzteiler, das heißt für die Teilung durch 4 verwendet. Fig. 4 veranschaulicht die Frequenzteilung zwischen Eingang und Ausgang des Counters 1. Der vorerwähnte kurze Impuls wird bei einem Übergang von Hi nach Lo des Ausgangs des Counters 1 erzeugt. Am PIN 9 des Gatters NOR 3 liegt ein Lo-Signal an, während das Signal an PIN 8 invertiert und über R 7 und C 2 zeit lich verzögert auftritt, das heißt erst nach etwa 0,5 bis 1 ms von Lo auf Hi steigt. Während dieser Zeit ist der Ausgang von NOR 3 auf Hi. Zwischenge schaltet ist noch wie dargestellt ein weiterer Schmitt- Trigger ST 3.The circuit section according to block III generates a short, approximately 0.5 to 1 ms positive pulse every fourth network period, that is every 80 ms, which is used in block IV. For this purpose, the signal at point P 4 is first inverted by the Schmitt trigger ST 2 . Counter 1 is used as a frequency divider, i.e. for division by 4. Fig. 4 shows the frequency division between input and output of the counter illustrated. 1 The short pulse mentioned above is generated when the output of counter 1 changes from Hi to Lo. A Lo signal is present at PIN 9 of gate NOR 3 , while the signal at PIN 8 is inverted and occurs with a time delay via R 7 and C 2 , that is, it only increases from Lo to Hi after about 0.5 to 1 ms. During this time the output from NOR 3 is Hi. Another Schmitt trigger ST 3 is connected as shown.

Block IV bildet das Kernstück der erfindungsgemäßen Einrichtung. Dieser Block enthält einen invertierenden Integrator, der die Summe der Signale an den Punkten P 1 und P 2 zeitlich integriert. Fig. 5 zeigt die dazugehörige Grundschaltung, worin V _e die Eingangs spannung, V _a die Ausgangsspannung, R einen Widerstand, C einen Kondensator und OV einen Operationsverstärker bedeuten. Fig. 6 zeigt eine entsprechende Grund schaltung eines Integrators mit summierenden Ein gängen.Block IV forms the core of the device according to the invention. This block contains an inverting integrator, which integrates the sum of the signals at points P 1 and P 2 in time. Fig. 5 shows the associated basic circuit, wherein V _{e is} the input voltage, V _{a is} the output voltage, R is a resistor, C is a capacitor and OV is an operational amplifier. Fig. 6 shows a corresponding basic circuit of an integrator with summing inputs.

Der Schalter s 2 moduliert den Strom mit dem Recht ecksignal von Punkt P 4 aus Block II, so daß die Ausgangsspannung des in Block IV enthaltenen Integrators proportional zu I × cosϕ (ϕ - ϕ ₀) wird, wenn der Motorstrom um einen Phasenwinkel ϕ hinter der Spannung L 3 nachläuft und in Block II eine zeitliche Verzögerung der Spannung an Punkt P 4 gegen über L 3 von ϕ ₀ ≈ 20° erzeugt wurde. Diese Zusammen hänge sind deutlich aus der Fig. 7 zu entnehmen, wo die betreffenden Spannungen über der Zeit t schematisch aufgetragen sind. Die schraffiert einge zeichnete Fläche stellt die für den Integrationsvorgang wirksame Eingangsspannung dar. Aus diesem Zusammen hang ergibt sich die maximale Integrationsspannung bei Betrieb im Feinhub des Motors. Das RC-Glied mit dem Widerstand R 2 und dem Kondensator C 6 dämpft sehr kurze Störspannungsspitzen.The switch s 2 modulates the current with the rectangular signal from point P 4 from block II, so that the output voltage of the integrator contained in block IV becomes proportional to I × cos ϕ ( ϕ - ϕ ₀ ) when the motor current is at a phase angle ϕ runs behind the voltage L 3 and in block II a time delay of the voltage at point P 4 compared to L 3 of ϕ ₀ ≈ 20 ° was generated. These relationships are clearly shown in FIG. 7, where the voltages in question are plotted over time t . The hatched area represents the input voltage that is effective for the integration process. From this connection, the maximum integration voltage results when operating in the fine stroke of the motor. The RC element with the resistor R 2 and the capacitor C 6 dampens very short interference voltage peaks.

Vor dem Integrator (Operationsverstärker) OV 3, der Diode D 10, dem Kondensator C 5 und dem Schalter S 1, die wie dargestellt parallel zueinander geschaltet sind, ist noch ein Schalter S 4 mit dem Schalter S 2 in Reihe geschaltet. Der Schalter S 4 ist während der Anlaufzeit des Motors bzw. der Motoren geöffnet. Die Ansteuerung erfolgt durch den Aus gang des AND-Gatters AND 3 (Block IX, VII und VI, Bezugs zeichen e). Dadurch wird ein Aufladen des Kondensators C 5 während des Ein- bzw. Umschaltvorganges verhindert. Wichtig ist dies beim Abschalten während der Ein-Um schaltvorgänge, da der Kondensator C 5 anderenfalls vor dem nächsten Löschimpuls noch stark aufgeladen wäre.Before the integrator (operational amplifier) OV 3 , the diode D 10 , the capacitor C 5 and the switch S 1 , which, as shown, are connected in parallel with one another, a switch S 4 is connected in series with the switch S 2 . Switch S 4 is open during the start-up time of the motor or motors. It is controlled by the output of the AND gate AND 3 (block IX, VII and VI, reference symbol e) . This prevents charging of the capacitor C 5 during the switch-on or switchover process. This is important when switching off during the on-switching operations, since the capacitor C 5 would otherwise be strongly charged before the next erase pulse.

Block V ist dazu bestimmt, eine variable Referenz spannung für Block VI zu erzeugen. Zu diesem Zweck wird von Punkt P 3 (Block II, Bezugszeichen a) eine zu L 3 proportionale Wechselspannung über Diode D 12 mittels Widerständen R 29 und R 30 und Kondensator C 7 gleich gerichtet und geglättet. Die Schaltung des Operations verstärkers OV 4 bildet einen Differenzverstärker, der so dimensioniert ist, daß bei einer Netzspannung von etwa 390 V die Ausgangsspannung des Operationsver stärkers OV 4 verschwindet. Diese Ausgangsspannung bildet den netzspannungsabhängigen Anteil an der Referenz spannung, der variabel am Potentiometer R 34 abgegriffen werden kann. Die Beschaltung des Operationsverstärkers OV 5 stellt einen invertierenden Addierer dar. Für die Bildung der Referenzspannung wird ein konstanter Anteil +11 V × R 37/R 36 gebildet, zu welchem bei Betrieb im Feinhub des Motors mittels Schalter S 3 die Spannung am Potentiometerabgriff, um -R 37/R 35 verstärkt, addiert wird. Die Diode D 13 schützt den C-MOS-Schalter S 3 vor größeren negativen Spannungen. Weitere Wider stände R 31, R 32 und R 33 sind wie dargestellt ge schaltet.Block V is designed to generate a variable reference voltage for Block VI. For this purpose, point P 3 (block II, reference symbol a) rectifies and smoothes an AC voltage proportional to L 3 via diode D 12 by means of resistors R 29 and R 30 and capacitor C 7 . The circuit of the operational amplifier OV 4 forms a differential amplifier, which is dimensioned so that the output voltage of the operational amplifier OV 4 disappears at a mains voltage of approximately 390 V. This output voltage forms the line voltage-dependent part of the reference voltage, which can be tapped variably at the potentiometer R 34 . The circuitry of the operational amplifier OV 5 represents an inverting adder. For the formation of the reference voltage, a constant portion +11 V × R 37 / R 36 is formed, to which the voltage at the potentiometer tap, by means of switch S 3, during operation in the fine stroke of the motor - R 37 / R 35 reinforced, is added. The diode D 13 protects the C-MOS switch S 3 from larger negative voltages. Further opponents R 31 , R 32 and R 33 are switched as shown.

Im Block VI dient der Operationsverstärker OV 6 als Komparator und erzeugt am Ausgang ein Hi-Signal, wenn die Integratorspannung die Referenzspannung übersteigt. Der Widerstand R 28 und die Diode D 11, die entsprechend R 17/D 5 und R 26/D 8 in Block Ia und Ib geschaltet sind, erheben den Lo-Levell der Operations verstärker von etwa -12 V auf ein für die CMOS- Bausteine passendes Niveau von etwa 0-2 V.In block VI, the operational amplifier OV 6 serves as a comparator and generates a Hi signal at the output when the integrator voltage exceeds the reference voltage. The resistor R 28 and the diode D 11 , which are connected in accordance with R 17 / D 5 and R 26 / D 8 in blocks I a and I b , raise the Lo level of the operational amplifier from about -12 V to one for the CMOS devices suitable level of about 0-2 V.

Fig. 2 zeigt ein Schaltungsteil, das im Anschluß und als Einheit mit dem Schaltungsteil nach Fig. 1 zu sehen ist, und zwar beinhaltet Fig. 2 den Logikteil der Schaltung. Block VII dient zur Aus blendung des Überlastsignals während des Einschalt vorganges. Bei einer von Lo nach Hi gehenden Flanke an Punkt b wird die Spannung am Knotenpunkt von Kondensator C 8, Widerstand R 38, Diode D 14 und Schmitt- Trigger ST 6 kurzzeitig positiv, bis der Kondensator C 8 über den Widerstand R 38 entladen ist. Während dieser Zeit ist der Ausgang von ST 6 auf Lo und damit auch das Signal an PIN 5 des AND-Gatters AND 2. An Punkt b erfolgt Eingabe "langsam ein" und an Punkt c die Eingabe "schnell ein". Kondensator C 9, Widerstand R 39, Diode D 15 und Schmitt-Trigger ST 5 sind entsprechend der vorigen Erläuterung über AND-Gatter AND 1 geschaltet. Fig. 2 shows a circuit part, which can be seen in connection and as a unit with the circuit part according to Fig. 1, namely Fig. 2 contains the logic part of the circuit. Block VII is used to hide the overload signal during the switch-on process. With a flank going from Lo to Hi at point b , the voltage at the node of capacitor C 8 , resistor R 38 , diode D 14 and Schmitt trigger ST 6 briefly becomes positive until capacitor C 8 is discharged via resistor R 38 . During this time, the output from ST 6 is on Lo and thus also the signal at PIN 5 of the AND gate AND 2 . At point b , "slow on" is entered and at point c, "quickly on". Capacitor C 9 , resistor R 39 , diode D 15 and Schmitt trigger ST 5 are connected in accordance with the previous explanation via AND gate AND 1 .

Block VIII besteht im wesentlichen aus zwei NOR-Gattern NOR 2 und NOR 4, die als Flip-Flop geschaltet sind, wo durch der Überlastzustand gespeichert wird. Das Flip- Flop wird einmal durch Hi-Signal am Ausgang von AND 2 und zum anderen durch ein Hi-Signal am Ausgang des Zählers Counter 2 gemäß Block IX gesetzt. Das Zurück setzen geschieht durch das Reset-Signal gemäß Block X. Zu erwähnen sind noch die Diode D 17 und der Widerstand R 47, die wie gezeichnet geschaltet sind. Block VIII essentially consists of two NOR gates NOR 2 and NOR 4 , which are connected as a flip-flop, where the overload condition stores. The flip-flop is set once by Hi level signal at the output of AND 2 and the other by a Hi level signal at the output of the counter Counter 2 in block IX. The reset is done by the reset signal according to block X. Also to be mentioned are the diode D 17 and the resistor R 47 , which are connected as shown.

Block IX enthält zunächst die Ansteuerung des Zählers COUNTER 2. Gezählt werden die von Lo nach Hi gehenden Flanken des Signals bei b mit der Bedeutung: Langsame Geschwindigkeit bzw. Feinhub ein. Gelöscht wird der Zählerstand nach Ablauf der Einschaltzeit, wobei auf PIN 9 von AND 3 verwiesen wird und bei Betrieb im Fein hub oder schließlich bei einem Reset-Signal über Diode D 16. Weiterhin enthält Block IX eine Schaltung zur Freigabeverzögerung des Haupthubs des elektrischen Antriebes bzw. Motors über Relais K 2. Dies wird realisiert durch NOR-Gatter NOR 1, Widerstand R 40, Kondensator C 10 und den Schmitt-Trigger ST 4. Die Diode D 27 entlädt den Kondensator C 10 nach dem Abschalten des Motors bzw. des Hebezeuges sehr schnell und erzwingt damit auch bei schnellem Tippbetrieb stets eine neue Freigabeverzögerung der schnellen Hubgeschwindigkeit. Erst nach Ablauf der durch Widerstand R 40 und Kondensator C 10 bestimmten Zeit nach dem Einschalten wird der Ausgang des Schmitt- Triggers ST 4 und damit der Eingang des AND-Gatters AND 4 auf Hi geschaltet. Ohne Überlastzustand schaltet dann das Relais K 2 in die Arbeitsstellung. Die weiterhin vorhandenen Bauteile, nämlich Widerstand R 41, Kondensator C 11, Widerstand R 44, Transistor T 3 und Diode D 19 sind wie dargestellt geschaltet.Block IX initially contains the control of the COUNTER 2 counter. The edges of the signal at b going from Lo to Hi are counted with the meaning: Slow speed or fine stroke on. The counter reading is cleared after the switch-on time has elapsed, reference being made to PIN 9 of AND 3 and during operation in the fine stroke or finally with a reset signal via diode D 16 . Block IX also contains a circuit for delaying the release of the main stroke of the electric drive or motor via relay K 2 . This is realized by NOR gate NOR 1 , resistor R 40 , capacitor C 10 and the Schmitt trigger ST 4 . The diode D 27 discharges the capacitor C 10 very quickly after the motor or the hoist has been switched off and thus always forces a new release delay for the fast lifting speed even with fast jogging. The output of the Schmitt trigger ST 4 and thus the input of the AND gate AND 4 are switched to Hi only after the time determined by the resistor R 40 and capacitor C 10 has elapsed after being switched on. The relay K 2 then switches to the working position without an overload condition. The remaining components, namely resistor R 41 , capacitor C 11 , resistor R 44 , transistor T 3 and diode D 19 are connected as shown.

Block X formt schließlich das Reset-Signal aus einer nicht dargestellten Schützensteuerung auf den C-MOS- Pegel der internen Schaltung um. Mit Diode D 20, Widerstand R 45, Kondensator C 12 und Widerstand R 46 wird ein geglätteter Gleichstrom durch die gezeichnete Eingangsdiode des Optokopplers erzeugt. Der Ausgangs fototransistor wird niederohmig, so daß der Kondensator C 13 über den Widerstand R 49 langsam negativ aufge laden wird. Nach etwa 1 Sekunde springt der Ausgang des Schmitt-Triggers ST 1 auf Hi. Die Entladung des Kondensators C 13 bei Abschaltung des Reset geschieht über Widerstand R 47, Diode D 21 und Widerstand R 48 sehr viel schneller als die Aufladung. Unter anderem dient der Kondensator C 19 der Entstörung der Schaltung.Block X finally converts the reset signal from a contactor control (not shown) to the C-MOS level of the internal circuit. With diode D 20 , resistor R 45 , capacitor C 12 and resistor R 46 , a smoothed direct current is generated by the input diode of the optocoupler. The output phototransistor becomes low-resistance, so that the capacitor C 13 is slowly charged up via the resistor R 49 . After about 1 second, the output of the Schmitt trigger ST 1 jumps to Hi. The capacitor C 13 is discharged when the reset is switched off via resistor R 47 , diode D 21 and resistor R 48 much faster than charging. Among other things, the capacitor C 19 serves to suppress the circuit.

Block XI zeigt, daß das Relais K 1 für die Freigabe des Feinhubs des elektrischen Antriebes über den Transistor T 2 direkt aus dem oben beschriebenen Flip- Flop angesteuert wird. Wenn sich das Relais K 1 in Ruhestellung befindet, bedeutet dies Überlast. Zu er wähnen sind noch der Widerstand R 43 und die Diode D 18, die wie dargestellt geschaltet sind.Block XI shows that the relay K 1 for the release of the fine stroke of the electric drive via the transistor T 2 is driven directly from the flip-flop described above. If the relay K 1 is in the rest position, this means overload. To think he is still the resistor R 43 and the diode D 18 , which are connected as shown.

Fig. 3 veranschaulicht noch ein Schaltbild für die Spannungsversorgung für die Schaltung nach den Fig. 1 und 2 mit einem Transformator Tr 3, Dioden D 22, D 23, D 24 , D 25 und D 26 sowie mit Kondensatoren C 14, C 15, C 16, C 17 und C 18 und einem Widerstand R 50, die wie dargestellt zueinander angeordnet sind. Fig. 3 illustrates another circuit diagram for the voltage supply for the circuit of FIGS. 1 and 2 with a transformer Tr 3, diodes D 22, D 23, D 24, D 25 and D 26, and with capacitors C 14, C 15, C 16 , C 17 and C 18 and a resistor R 50 , which are arranged as shown to each other.

Die oben erläuterte Schaltung ist weitgehend in einem einzigen Gerätegehäuse untergebracht. Fig. 8 veran schaulicht eine Draufsicht auf einen Gehäusedeckel mit den Bezeichnungen für die verschiedenen Anschlüsse. Bei R und N erfolgt der Anschluß für das Reset-Signal. An L 1, L 2 und L 3 ist eine 3-Phasen-Wechselspannung von beispielsweise dreimal 380 bis 415 V angeschlossen. The circuit explained above is largely housed in a single device housing. Fig. 8 illustrates a plan view of a housing cover with the names for the different connections. With R and N the connection for the reset signal is made. A 3-phase AC voltage of, for example, three times 380 to 415 V is connected to L 1 , L 2 and L 3 .

F 2 und F 1 bilden den Stromwandler-Anschluß für den Feinhub, das heißt für langsame Geschwindigkeit über Transformator Tr 1. Bei H 2 und H 1 befindet sich der Stromwandler-Anschluß für den Haupthub, das heißt für schnelle Geschwindigkeit über den Transfor mator Tr 2. Die Bezugszeichen 23 und 24 bezeichnen die Anschlüsse zu den Relaiskontakten des Relais K 2 für die Freigabe des Haupthubes mit einem Arbeits kontakt. Weitere Anschlüsse bei den Bezugszeichen 11, 12 und 14 dienen der Verbindung mit Relais kontakten des Relais K 1 für die Freigabe des Fein hubes mit einem Umschaltkontakt. Bemerkt sei noch, daß durch Änderung der Werte für die Widerstände R 1 bis R 4 und des Kondensators C 1 sowie der Daten des Transformators Tr 3 andere gewünschte Anschluß spannungen möglich sind. An dem Gehäusedeckel können noch Einstellschrauben vorgesehen sein, und zwar dient die Einstellschraube "Haupthub" zur Einstellung des Abschaltpunktes für die niederpolige Wicklung des Motors bzw. für den Haupthubmotor. Die Einstell schraube "Feinhub" dient zur Einstellung des Ab schaltpunktes für die hochpolige Wicklung des Motors bzw. für den Feinhubmotor. Die Einstellschraube "Anpassung" dient zur Anpassung an die betreffende Triebwerksgruppe. Die Einstellung auf einer Skalen einteilung von 0 bis 20 erfolgt nach Tabellenwerten, die der jeweiligen Triebwerksgruppe zugeordnet sind. F 2 and F 1 form the current transformer connection for the fine stroke, that is to say for slow speed via transformer Tr 1 . At H 2 and H 1 there is the current transformer connection for the main stroke, that is to say for fast speed via the transformer Tr 2 . The reference numerals 23 and 24 denote the connections to the relay contacts of the relay K 2 for the release of the main stroke with a working contact. Other connections at reference numerals 11, 12 and 14 are used to connect to relay contacts of relay K 1 for the release of the fine stroke with a changeover contact. It should also be noted that by changing the values for the resistors R 1 to R 4 and the capacitor C 1 and the data of the transformer Tr 3 other desired connection voltages are possible. Adjusting screws can also be provided on the housing cover, namely the adjusting screw "main stroke" is used to set the switch-off point for the low-pole winding of the motor or for the main lifting motor. The adjusting screw "fine stroke" is used to set the switch-off point for the multi-pole winding of the motor or for the fine stroke motor. The adjustment screw "adaptation" is used to adapt to the relevant engine group. The setting on a scale from 0 to 20 is based on table values that are assigned to the respective engine group.

Claims

1. A device for overload protection of electric drives, in particular of lifting motors at lifting testify, characterized by such a circuit that the current and phase position of the drive motor are measured in direct dependence on the moment of the drive motor and thus on the load during the drive process, a mixed result Load signal is formed, this is compared to an adjustable maximum value and switching contacts of output relays are opened when the maximum value is exceeded.

2. Device according to claim 1, characterized by such a circuit that after switching on or switching over the drive motor for a time of about 0.1 to 0.3 seconds Measurement process is hidden and that an internal Logic is provided so that during this time just a slow speed drive is possible.

3. Device according to claim 2, characterized in that a counter is provided is which during the slow speed an illegal typing operation is registered and triggers an overload signal.

4. Setup according to one of the preceding An claims, characterized in that as a drive motor a pole-changing three-phase motor with a multi-pole winding for slow speed and with a low-pole winding for fast Speed is used, and that setting devices for setting the switch-off points for the multi-pole winding and for the low pole winding and to adapt to the drive factory group of the drive motor are provided.

5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that for the drive two Three-phase motors on the one hand for slow speeds speed and on the other hand for fast speed speed can be used, and that setting device instructions for setting the switch-off points for each of the two three-phase motors as well as for the on Fit to the three-phase engine group motors are provided.

6. Device according to claim 4, characterized by a circuit part, which Jog mode for the low-pole winding (fast engine speed) due to delayed free gabe prevented, so that first a measurement the multi-pole winding (slow motor speed) must precede.

7. Device according to one of the preceding An claims, characterized by a circuit part, which to compensate for the temperature difference speaking the engine characteristics by artificial Phase shift of current versus voltage is true, with the actual load signal a reference voltage that is linear and variable from the mains voltage (mains voltage fluctuations) depends.

8. Device according to one of the preceding An claims, characterized by a circuit part, which a reset operated by lowering the load Re-start signal generated.

9. Device according to one of the preceding claims, characterized by a voltage supply with a transformer (Tr 3 ), diodes (D 22 , D 23 , D 24 , D 25 , D 26 ), capacitors (C 14 , C 15 , C 16 , C 17 , C 18 ) and a resistor (R 50 ).

10. Device according to one of the preceding claims, characterized by a current transformer (Tr 1 ) which generates a current proportional to the primary current of the phase (L 3 ) on the secondary side in ratio 1/3000, by resistors (R 8 , R 9 , R 10 ), which give a voltage at point (P 1 ), further by a trigger and an operational amplifier (OV 1 ), determined for the slow speed of the drive motor (block Ia).

11. The device according to claim 10, characterized by another Stromwand ler (Tr 2 ) and by resistors (R 18 , R 19 , R 20 ), which give a corresponding voltage at point (P 2 ), and by a further operational amplifier ( OV 2 ), determined for the fast speed of the drive motor (block Ib).

12. The device according to claim 10 or 11, characterized by resistors (R 1 , R 2 , R 3 , R 4 ) to form an artificial star point, which defines the ground potential, further by a capacitor (C 1 ) for phase shift by about 20 ° and by diode (D 1 ), resistors (R 5 , R 6 ) and transistor (T 1 ) to generate an inverted square wave signal at point (P 4 ) (block II).

13. Device according to one of claims 10 to 12, characterized by a Schmitt trigger (ST 2 ), a counter (COUNTER 1 ) as a frequency divider, further by a gate (NOR 3 ) and a further Schmitt trigger (ST 3 ) ( Block III).

14. Device according to one of claims 10 to 13, characterized by an inverting integrator, which integrates the sum of the signals at the points ten (P 1 , P 2 ) temporally over a multiple of the period of the mains frequency, with operational amplifier (OV 3 ) , Diode (D 10 ), capacitor (C 5 ) and switches (S 1 , S 2 , S 4 ) (block IV).

15. Device according to one of claims 10 to 14, characterized by diodes (D 12 , D 13 ), resistors (R 29 , R 30 ), capacitor (C 7 ), operational amplifier (OV 4 , OV 5 ), potentiometer ( R 34 ) and switch (S 3 ), for generating a variable reference voltage (block V).

16. Device according to one of claims 10 to 15, characterized by an operational amplifier (OV 6 ) as a comparator, a resistor (R 28 ) and a diode (D 11 ) (block VI).

17. Device according to one of claims 10 to 16, characterized by node circuits of capacitor (C 8 ; C 9 ), resistor (R 38 ; R 39 ), diode (D 14 ; D 15 ) and Schmitt trigger (ST 6 ; ST 5 ), and by AND gate (AND 2 ; AND 1 ) to hide the overload signal during the switch-on process (block VII).

18. Device according to one of claims 10 to 17, characterized by two NOR gates (NOR 2 , NOR 4 ), which are connected as a flip-flop (block VIII).

19. Device according to one of claims 10 to 18, characterized by a counter (COUNTER 2 ) for slow speed, a diode (D 16 ) and by a circuit for release delay for the fast speed of the drive motor with NOR gate (NOR 1 ) , Resistor (R 40 ), capacitor (C 10 ), Schmitt trigger (ST 4 ), diode (D 27 ), AND gate (AND 4 ) and relay (K 2 ) (block IX).

20. Device according to one of claims 10 to 19, characterized by a reset circuit with optocoupler and Schmitt trigger (ST 1 ) (block X).

21. Device according to one of claims 10 to 20, characterized by an enable circuit for the slow speed of the drive motor with relay (K 1 ) and transistor (TR 2 ) (block XI).