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Die Erfindung betrifft ein Schutzsystem für einen
Elektromotor
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Elektromotoren werden häufig verwendet, um eine Wasserpumpe
(oder eine Pumpe für eine andere Flüssigkeit) anzutreiben. In
einigen derartigen Installationen kann eine Zerstörung der
Pumpe auftreten, wenn die Versorgung der Pumpe mit Wasser aus
irgendeinem Grund unterbrochen ist. Bei einer Motorpumpe zum
Zirkulieren von Wasser in einem Schwimmbad oder einer mit
einer Wasserdüse versehenen Badewanne kann der Wassereinlaß
verstopfen oder aber die Wasserpumpe kann eingeschaltet
werden, wenn sich in der Wanne oder dem Schwimmbad kein
Wasser befindet. Dies führt dazu, daß die Pumpe mit einer
erheblichen Unterlast läuft. Die Pumpe hat häufig eine
Drehdichtung, die durch das gepumpte Wasser geschmiert wird;
wenn die Pumpe ohne Wasser läuft, laufen die Dichtungen
trocken. Dies führt dazu, daß die Dichtungen heiß werden und
dauerhaft zerstört werden.
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Dieses Problem ist im Stand der Technik bekannt, und wird,
beispielsweise, in dem U.S.-Patent Nr. 4,420,787 von J. L.
Tibbits und anderen diskutiert, die die Merkmale des
Oberbegriffs des Anspruchs 1 zeigt. Dieses Patent schlägt einen
Schutz vor, bei dem der Phasenwinkel zwischen der
aufgebrachten Spannung und dem Strom gemessen wird, um eine
Angabe des Leistungsfaktors zu gewinnen. Es ist bekannt, daß
der Leistungsfaktor sich mit der Last des Motors ändert,
infolgedessen kann eine Unterbelastung des Motors aus dem
Wert des Leistungsfaktors bestimmt werden.
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Es ist jedoch auch bekannt, und wird in dem obigen Patent
erwähnt, daß der Leistungsfaktor durch die Höhe der
Netzspannung beeinflußt wird. Das Patent schlägt vor, Änderungen
der Netzspannung durch Messen des Produkts aus der
Netzspannung und dem Leistungsfaktor zu kompensieren, diese
Lösung ist jedoch ungeeignet, da sie keine Kompensation für
einen ausreichend großen Bereich von Leistungsfaktoren
ermöglicht.
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Das Gephart und anderen erteilte U.S.-Patent Nr. 4,123,792
schlägt vor, das Produkt aus Ampere und dem Leistungsfaktor
zu messen, um einen Motor in einer Wärmepumpe zu schützen.
Doch auch dieser Vorschlag ist nicht geeignet, da er eine
genaue Messung des Motorstroms erfordert und eine
unterschiedliche Schutzvorrichtung für jedes Motormodell
erfordert. Es ist von Bedeutung, daß ein solches Schutzsystem, das
durch Messen des Leistungsfaktors wirkt, Änderungen der
Netzspannung kompensiert. Wenn keine solche Kompensation gegeben
ist, wird das System aufgrund von Änderungen der Netzspannung
fehlschalten.
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Erfindungsgemäß wird ein Schutzsystem für einen Elektromotor
mit ersten und zweiten Spannungsversorgungsleitern, die mit
einer Wechselspannungsquelle, die eine Netzspannung und einen
Netzstrom liefern, verbunden sind, wobei das System das
eingerichtet ist, mit den Leitungen verbunden zu werden und
aufweist: Netzspannungsmeßmittel, die zur Beaufschlagung mit
einem Netzspannungssignal eingerichtet sind; einem amplituden
Einstellkreis, der mit den Spannungsmeßmitteln zum
Einstellen des Netzspannungssignals zur Erzeugung eines
justierten Spannungssignals verbunden ist; Netzstrommeßmittel, die
zur Beaufschlagung mit einem Netzstromsignal eingerichtet
sind, einem Phaseneinstellkreis, der mit den Strommeßmitteln
zur Einstellung der Phase des Stromsignals zur Erzeugung
eines phasenjustierten Stromsignals verbunden ist, auf die
Phase ansprechende Mittel, die mit dem
Amplitudeneinstellkreis und dem Phaseneinstellkreis zur Erzeugung eines
Leitungsfaktorsignals verbunden sind, und Schaltmittel, die
mit den auf die Phase ansprechenden Mittteln verbunden sind
und auf den Leistungsfaktor und damit auf die Last des Motors
ansprechen, dadurch gekennzeichnet, daß der
Amplitudeneinstellkreis eingerichtet ist zum Einstellen der Dauer des
Netzspannungssignals im Verhältnis zu der Größe der
Netzspannung zur Erzeugung des justierten Spannungssignals.
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Die vorliegende Erfindung wird jetzt beispielhaft unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Dabei zeigt:
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Figur 1 ein Blockdiagramm eines Beispiels eines
Systems nach der Erfindung;
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Figur 2 eine Darstellung der Wellenformen, die
den Betrieb des Systems zeigt;
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Figur 3 ein schematisches Diagramms eines
Schaltkreises entsprechend Figur 1;
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Figur 4 eine Darstellung, die den Betrieb des
Systems näher erläutert;
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Figur 5 ein schematisches Diagramm, das eine
Abwandlung des in Figur 3 dargestellten
Systems zeigt; und
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Figur 6 ein schematisches Diagramm, das eine
andere Abwandlung des in Figur 3
wiedergegebenen Systems zeigt.
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Es wird auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen. Ein
Unterlastschutzsystem nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist zur Verbindung mit den Netzleitungen L1 und L2 verbunden,
die einen Elektromotor mit einer einphasigen Wechselspannung
versorgt. Der Motor ist in den dargestellten Beispiel ein
Induktionsmotor. Ein geringer Stromwiderstand 11 liegt in der
Leitung L2, diese Leitung ist weiter mit Masse 12 verbunden.
Ein Schaltkreis 13 ist mit der Leitung L2 verbunden und nimmt
einen Leitungsstrom auf, der in Figur 2 als Signal 14
wiedergegeben ist. Der Kreis 13 bildet einen Zug von Stromimpulsen
26, wobei jeder dieser Stromimpulse bei den Nulldurchgängen
eines positiven Halbzyklus des Stromsignals 14 beginnt und
endet. Es ist erkennbar, daß die Phase der Impulse 26
derjenigen des Stromsignals 14 entspricht. Ein Schaltkreis 16
ist mit der Leitung L1 verbunden und empfängt ein der
Netzspannung entsprechendes Signal 17 (Figur 2). Figur 2 zeigt,
daß die Last des Induktionsmotors 1 eine Phasenverschiebung
mit einem Wert Θ zwischen dem Netzstrom und der Netzspannung
erzeugt.
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Mit dem Ausgang des Schaltkreises 16 ist ein Schaltkreis 18
verbunden, der einen Zug von rechteckigen Spannungsimpulsen
19 erzeugt, wobei jeder Impuls 19 eine Zeitdauer 21 hat, die
eine Funktion des Spitzenwerts des Netzspannungssignals 17
ist. Wenn, beispielsweise, die Spannungsspitze ansteigt,
steigen auch die Dauer 21 und der Winkel X von dem
vorangehenden Nulldurchgang 22 zu dem Ende 23 des Impulses 19 an.
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Mit dem Ausgang des Schaltkreises 13 ist ein Schaltkreis 27
verbunden, der einen Zug von Impulsen 28 erzeugt, die im
wesentlichen den Impulsen 26 entsprechen, mit der Ausnahme,
daß die Phase der Impulse 28 um einen Winkel Y relativ zu den
Impulsen 26 verschoben ist. Die Impulse 28 haben einen
Phasenwinkel Z relativ zu den Spannungsnulldurchgängen 22.
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Mit dem Ausgang der beiden Schaltkreise 18 und 27 ist ein
phasenansprechender Schaltkreis 29 verbunden, der die beiden
Züge von Impulsen 19 und 28 aufnimmt. Wenn ein Impuls 19 den
benachbarten Impuls 28 desselben Wechselspannungszyklus
überlappt, ist ein Überlappungs- oder Leistungsfaktorimpuls
vorhanden, der durch die schattierten Bereiche 31 in Figur 2
angegeben wird. Wenn eine Überlappung und die schattierten
Bereiche vorliegen, ist der Leistungsfaktor (und damit die
Last) in dem akzeptablen Betriebsbereich. Wenn jedoch ein
Unterlastzustand auftritt, nimmt der Winkel Z zu, während der
Winkel X unverändert ist (d. h. ein größerer Phasenwinkel und
ein kleinerer Leistungsfaktor), die Impulse 19 und 28
überlappen sich nicht, die schattierten Bereiche 31 verschwinden.
Dieses Fehlen der Bereiche 31 wird gemessen durch einen
Trennkreis 32, der einen Schalter 31 betreibt zum Trennen des
Motors 10 von der Spannungsquelle.
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Es ist bekannt, daß der Leistungsfaktor, sich weiter mit dem
Betrag der aufgebrachten Spannung ändert. Die folgende
Tabelle I zeigt den Bereich der Leistungsfaktoren für fünf
unterschiedliche Induktionsmotoren bei drei aufgegebenen
Spannungen.
Tabelle I
Leistungsfaktormessungen von typischen Motoren
50% der Nennlast
Netzspannung
Motor
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Wenn die Schaltkreise so ausgebildet sind, daß der
Schaltkreis 32 die Kontakte 33 öffnet, wenn eine Unterbelastung
einen Leistungsfaktor von 0,5 oder weniger erzeugt, ergibt
sich aus der obigen Tabelle, daß die Motoren ohne
Spannungsspitzenkompensation auch getrennt werden würden, wenn eine
Überspannung von 127 Volt bei normaler Last auftritt. Weiter
muß wieder ohne Spannungsspitzenkompensation, wenn eine
Unterspannung 103 Volt auftritt, erst eine gefährliche
Unterbelastung auftreten, bevor die Kontakte 33 geöffnet werden.
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Die vorliegende Spannungskompensation wird bewirkt durch
Justieren der Breite der Impulse 19 in Übereinstimmung mit
Änderungen der Spitzenspannung. Wenn die Spitzenspannung
beispielsweise 127 Volt übersteigt, nimmt die Breite jeder
der Impulse 19 zu, was eine Vergrößerung des Winkels X
verursacht. Infolgedessen werden die beiden Impulse 19 und 28
überlappen und der Bereich 31 wird bis zu einem
Leistungsfaktor von ungefährt 0,4 vorhanden sein (abhängig von den
Werten ausgewählter Schaltungskomponenten). Umgekehrt wird
ein Anstieg der Spitzenspannung eine Verringerung der Impulse
19 und des Winkels X verursachen, so daß der Bereich 31 bei
einem Leistungsfaktor von etwa 0,6 verschwindet, wenn die
Spitzenspannung abgefallen ist.
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Figur 3 zeigt ein besonderes Beispiel nach der Erfindung, das
wie oben beschrieben funktioniert.
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Das in Figur 3 gezeigte System weist einen Elektromotor 4
auf, der in diesem besonderen Beispiel ein Induktionsmotor
ist. Die Netzleitungen 41 und 42 sind mit dem Motor 40 zu
dessen Versorgung verbunden. Die Leitung 42 wird über
Relaiskontakte 43 verbunden, die von einer Relaisspule 44
betrieben werden. Das Relais ist so angeordnet, daß die
Kontakte 43 geschlossen sind, wenn die Spule 44 nicht erregt
wird. Wenn Strom durch die Spule 44 fließt, öffnet diese die
Kontakte 43 und trennt dadurch die Spannungsversorgung auf
der Leitung 42 zu dem Motor 40. Zwischen den Kontakten 43 und
den Netzleitungen 41 und 42 liegt ein Strommeßwiderstand 46,
die Leitung 42 wird weiter geerdet, wie dies bei 47 angegeben
ist. Wenn der Motor betrieben wird (die Kontakte 43 sind
geschlossen) tritt das sinusförmige Signal 14 über dem
Widerstand 46 auf, dieses Signal erscheint an den negativen
Eingang eines Komparators 48, wobei ein Widerstand 49
zwischen dem Komparator und der Netzleitung 42 liegt. Der
positive Eingang des Komparators 48 ist über einen weiteren
Widerstand 51 mit Erde verbunden. Der Ausgangsanschluß des
Komparators 48 liegt über einen Widerstand 52 an V+
potential, daß in diesem Beispiel +5 Volt beträgt. Der Ausgang des
Komparators 48 besteht aus dem Zug von Rechteckimpulsen 26,
die in Figur 2 gezeigt sind. Der Komparatorausgang ist immer
positiv, wenn der positive Halbzyklus des Stromsignals 14 auf
der Leitung 42 auftritt. Dieser Zug von positiven
Rechtecksignalen 26 wird durch einen Widerstand 53 und einen
Kondensator 54 geführt, der die Phase der Impulse 26 verschiebt.
Dieser Zug wird sodann auf den positiven Eingang eines
anderen Komparators 56 geführt, dessen negativer Eingang über
eine Leitung 57 mit einer Bezugsspannung verbunden ist. Der
Ausgang des Komparators 56 weist die Impulse 28 auf, dieser
Ausgang ist weiter mit V+ über einen Widerstand 58 verbunden.
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Die Spannung an dem Motor 40 tritt auch auf einem Leiter 61
auf, der mit der Leitung 41 verbunden ist. Der Leiter 61 ist
über eine Diode 62 und einen Widerstand 63 mit dem positiven
Eingang eines weiteren Komparators verbunden. Der negative
Eingang 66 des Komparators 64 ist mit einer Bezugsspannung
verbunden, der Ausgang des Komparators 64 ist über einen
Leiter 67 mit einem Summenpunkt 68, der mit dem Ausgang des
Komparators 56 verbunden ist, verbunden. Der Ausgang des
Komparators 64 besteht aus einen in Figur 1 gezeigten Zug von
Rechteckimpulsen 19. Die Bezugsspannung an dem Eingang 66 ist
durch die in Figur 1 gestrichelt dargestellte Linie
angegeben. Wenn die Netzspannung über die Bezugspannung 65
ansteigt, treten die Impulse 19 an dem Ausgang des Komparators
64 auf.
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Der Summationspunkt 68 nimmt sowohl die die Spannung
repräsentierenden Impulse 19 auf der Leitung 67 und die den Strom
repräsentierenden Impulse 28 an dem Ausgang des Komparators
56 auf. Der Summationspunkt 68 ist mit der Basis 69 eines
Transistors 71 verbunden. Der Emitter 72 des Transistors ist
mit Erde und der Konnektor 75 ist über einen Widerstand 73
mit V+ verbunden. Ein Kondensator 74 liegt über dem Kollektor
und dem Emitter. Wenn der Transistor 71 nicht leitend ist,
wird der Kondensator 74 durch einen Strom aufgeladen, der von
V+ durch den Widerstand 73 und den Kondensator 74 gegen Masse
fließt. Wenn der Transistor 71 leitet, wird der Kondensator
74 kurzgeschlossen und entladen.
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Wie zuvor erwähnt, ist die Basis des Transistors 71 mit dem
Summationspunkt 68 verbunden. Wenn entweder der Ausgang des
Komparators 56 oder der Ausgang des Komparators 64 auf einem
niedrigen Potential sind, ist auch die Basis 69 auf einem
niedrigen Potential, der Transistor 71 leitet nicht. Wenn
dagegen sowohl ein Stromimpuls 28 und ein Spannungsimpuls 19
gleichzeitig auftreten, ist die Basis des Transistors auf
einem hohen Spannungslevel und der Transistor 71 ist
eingeschaltet, wodurch der Kondensator 74 kurzgeschlossen
wird.
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Der Kollektor 75 des Transistors 71 ist weiter mit dem
positiven Eingang eines weiteres Komparators 76 verbunden.
Der negative Eingang des Komparators 76 ist mit dem
Verbindungspunkt 77 der beiden Widerstände 78 und 79 verbunden,
die zwischen V+ und Erde liegen. Die beiden Widerstände 78
und 79 bilden so einen Spannungsteiler, der Verbindungsspunkt
77 bildet die oben erwähnte Bezugsspannung. Die
Bezugsspannung ist mit dem negativen Eingang des Komparators 76,
dem negativen Eingang des Komparators 56 und dem negativen
Eingang des Komparators 64 verbunden. Wenn der Transistor 71
leitet, ist der positive Eingang des Komparators 76 im
wesentlichen auf Massepotential und ist auf einem
niedrigeren Level als die Bezugsspannung an dem Punkt 77.
Wenn dagegen der Transistor 71 nicht leitend ist, wird der
Kondensator 74 aufgeladen und die Spannung an dem positiven
Eingang des Komparators 76 ist auf einem höheren Level als
die Bezugsspannung an dem Punkt 77.
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Der Ausgang des Komparators 76 ist über einen Widerstand 81
und eine Diode 82 mit dem Gatter 80 eines steuerbaren
Siliziumgleichrichters 83 verbunden. Der Ausgang der Komparators
ist weiter über eine Diode 80 mit dem negativen Eingang des
Komparators 80 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen dem
Widerstand 81 wird durch einen Kondensator 84 mit Masse
verbunden, das Gatter 80 liegt über einen Widerstand 87 an
Masse. Die Leistungsanschlüsse des steuerbaren
Siliziumgleichrichters 83 liegen zwischen Masse 87 und einer Leitung
88, die zu der einen Seite der Spule 44 des vorerwähnten
Relais führt. Die andere Seite der Spule 44 ist über einen
Widerstand 89 und eine Diode 91 mit einem Leiter 61
verbunden, der zu dem Spannungsleiter 41 führt. Wenn eine
positive Spannung an dem Gatter 80 des steuerbaren
Siliziumgleichrichters auftritt, wird dieser getriggert und Strom
fließt von der Leitung 41 durch die Leitung 61, die Diode 91,
den Widerstand 89, die Spule 44, die Leitung 88, den
steuerbaren Siliziumgleichrichter 83 zur Masse. Wie oben erwähnt,
sind die Kontakte 43 geöffnet und die Spannungsversorgung des
Motors 10 wird unterbrochen, wenn die Spule 44 durch einen
Fluß durch diesen erregt wird.
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Das in Figur e gezeigte System weist weiter eine
Spannungsquelle für das V+ Potential auf. Diese Versorgung weist eine
Brückenanordnung mit zwei Dioden 96 und 97, zwei Zener-Dioden
99 und zwei Widerstände 101 und 102 auf. Eine Seite der
Brücke wird gegen Masse durch eine Leitung 103 verbunden, die
andere Seite der Brücke ist mit der Leitung 61 und dem
Spannungsleiter 41 durch einen Widerstand 104 verbunden. Der
Verbindungspunkt der Diode 97 und des Widerstands 102 ist
über einen Kondensator 106 mit Masse verbunden, entsprechend
ist der Verbindungspunkt der Diode 96 und des Widerstands 101
durch einen Kondensator 107 mit Masse verbunden. Die Spannung
V+ tritt an dem Verbindungspunkt der Zener-Diode 99 und dem
Widerstand 102 auf. Wenn auch eine V- Spannung erforderlich
ist, kann diese von der Verbindung des Widerstands 101 und
der Diode 98 verbunden werden.
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Bei diesem Beispiel, bei dem der Motor ein Induktionsmotor
ist, öffnet das System die Kontakte 43, wenn eine
Unterbelastung auftritt, die einen Leistungsfaktor von ungefähr 0,5
oder weniger erzeugt. Dies geschieht, wenn die
Phasenverschiebung des Stromsignals (der Winkel Y) ungefähr 70º
betrifft, wie dies in Figur 2 gezeigt ist. Die Referenzspannung
65 beträgt ungefähr 0,766 der Spitze der Netzspannung. Diese
Wert resultieren in den geschatteten Bereichen 31, wenn der
Motor in dem normalen Lastbereich arbeitet, der Winkel Z
jedoch gleich dem Winkel X ist, wenn eine Unterbelastung
auftritt und der Leistungsfaktor auf ungefähr 0,05 bei
Netzspannung abfällt. Bei diesem Abschaltpunkt verschwindet der
schattierte Bereich 31 und die Kontakte 43 öffnen.
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Wenn die Kontake 43 offen sind, verschwindet natürlich das
Stromsignal 14, das Spannungssignal auf der Leitung 61 bleibt
jedoch vorhanden. Weiterhin fließt Strom von der Leitung 61
durch die Diode 91, die Spule 44 und den steuerbaren
Siliziumgleichrichter 83 gegen Masse, da der steuerbare
Siliziumgleichrichter eingeschaltet bleibt, nachdem er getriggert
worden ist. Auch die Brückenspannungsversorgung bleibt in
Betrieb, da sie zwischen der Leitung 61 und Masse verbunden
ist. Infolgedessen wird weiterhin V+ erzeugt. Die positive
Spannung an dem Ausgang des Komparators 67 gibt eine positive
Spannung über die Diode 80 auf den negativen Eingang des
Komparators 48. Dies verursacht, daß der Ausgang des
Komparators 48 einen niedrigen Wert annimmt, wodurch auch der
Ausgang des Komparators 56 einen niedrigen Wert annimmt. Es
bleibt daher auch die Spannung an dem Summenpunkt 68 niedrig,
so daß der Transistor 71 nicht angetriggert wird. Die Spule
44 wird weiterhin erregt, die Kontakte 43 bleiben offen.
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Um das System rückzusetzen, ist es erforderlich, daß eine
Person den Hauptschalter 111 mit der in den Leitern 41 und 42
vor dem System liegt öffnet, so daß die Spannungsversorgung
des Relais unterbrochen wird und die Kontakte 43 öffnen. Die
Person kann sodann den Motor 40 durch Schließen der Kontakte
111 starten, wobei die Person auf die Unterbelastung aufgrund
der Tatsache, daß der Motor ausgeschaltet war, obwohl der
Schalter 111 geschlossen war, aufmerksam gemacht.
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Das System kompensiert auch Netzspannungsänderungen, wie oben
beschrieben, um ein falsches Abschalten zu verhindern. Figur
4 zeigt den mit dem vorliegenden System möglichen
Kompensationsbereich.
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Das System kann Änderungen in der Netzspannung genau
kompensieren. Unter Bezugnahme auf Figur 2 erscheint der
Abschaltpunkt, wenn der Winkel XVolt = Winkel Zamp
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Xvolt = 90º + Arcos (Vref/Vpk)
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Zamp = Arcos (pf) + Yshift
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Bei dem Abschaltpunkt:
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Arcos (Vref /Vpk) + 90º = Arcos (pf) - Yshift
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pf cos [Arcos (Vref/Vpk) - (90º - Yshift)]
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Durch Vref und Yshift ist es möglich, typischen
Leistungsfaktoränderungen gegenüber Spannungsschwankungen gut zu
entsprechen.
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Figur 5 zeigt einen alternativen Schaltkreis zum Verschieben
der Phase des Stromsignals und den Winkel Z. Ein
Stromwiderstand 116 ist in einem Netzleiter 117 zwischen Masse 118 und
einer Leitung 119 verbunden, eine einem Netzstrom
entsprechende Spannung tritt in der Leitung 119 auf. Diese
Spannung wird über einen Widerstand 121 mit dem negativen
Eingang eines Operationsverstärkers 122 verbunden, der als
Verstärker wirkt, wobei der Verstärkungsfaktor durch die
Widerstände 121 und 123 bestimmt wird. Der positive Eingang
wird mit Masse verbunden. Der Ausgang des
Operationsverstärkers 122 ist über einen Kondensator 127 mit dem positiven
Eingang eines Komparators 126 und über einen Widerstand 124
mit dem negativen Eingang des Komparators 126 verbunden.
Beide Eingänge des Komparators 126 sind mit Masse über
Widerstände 128 und 129 verbunden. Der Ausgang des Komparators 126
ist über eine Diode 131 mit einem Summenpunkt 132 verbunden,
der dem Summenpunkt 68 von Figur 3 entspricht. Der Rest des
Systems kann so ausgebildet, wie dies in Figur 3 gezeigt ist.
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Das Stromsignal auf der Leitung 119 ist über Widerstände 123
und 124 direkt mit dem negativen Eingang des Komparators 126
verbunden. Das Signal, das den Verstärker 122 und den
Kondensator 127 passiert, ist durch den Kondensator 127 und den
Widerstand 128 phasenverschoben und erzeugt die
phasenverschobenen Impulse 28, die in Figur 2 gezeigt sind.
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Obwohl das hier beschriebene Ausführungsbeispiel sich auf
ein System für einen Induktionsmotor bezieht, kann das System
auch mit anderen Motortypen verwendet werden. Für einen
Induktionsmotor beträgt der Winkel Z vorzugsweise ungefähr 70º,
wie beschrieben, dieser Winkel kann jedoch bei einem
kapazitätsbetriebenen Motor, beispielsweise, unterschiedlich sein.
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Der vorangehend beschriebene Schaltkreis vermeidet die
bestehenden Probleme einer Fehlabschaltung. Die bekannten
Schaltkreise neigen zu einer solchen Fehlabschaltung, wenn
die Netzspannung schwankt. Der vorliegende Schaltkreis
berücksichtigt Änderungen der Netzspannung und verhindert, daß
der Schaltkreis den Motor abschaltet, wenn die
Spannungsversorgung sinkt. Der vorliegende Schaltkreis reagiert auf den
Leistungsfaktor und schließt eine automatische Justierung von
Änderungen der Spannungsversorgung ein.
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Der Widerstand 23 und der Kondensator 24 bewirken eine
Phasenverschiebung des Stromsignals um 70º. Es hat sich
gezeigt, daß dies regelmäßig bei Induktionsmotoren zu einem
zufriedenstellenden Ergebnis führt. Der Wert von 70º kann
jedoch für einen kapazitätsbetriebenen Motor unzureichend
sein, für solche Motoren kann ein anderer Betrag der
Phasenverschiebung erforderlich sein.
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Es wurde oben beschrieben, daß nach dem Ansprechen des
Schaltkreises und dem Abschalten des Motors der Hauptschalter
manuell geöffnet und wieder geschlossen werden muß, um den
Motor erneut zu starten. Bei manchen Installationen,
beispielsweise Unterwasserpumpen für Wasserschächte, ist es
erwünscht, daß der Motor nach dem Abschalten und einer
Unterbelastung automatisch erneut gestartet wird.
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Figur 6 zeigt eine Abwandlung von Figur 3, die das
automatische Rücksetzen einschließt, bei dem der Motor nach einem
vorgegebenen Zeitintervall erneut gestartet wird. Die Teile
des Schaltkreises in Figur 6, die mit entsprechenden Teilen
von Figur 3 identisch sind, haben dieselbe Bezugsziffer. Der
Rest von Figur 6 kann demjenigen von Figur 3 entsprechen.
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Ein Schaltkreis 201 liegt über dem Komparator 76, der Ausgang
des Komparators 76 ist mit einem Zeitgeber 201 über eine
Leitung 202 verbunden. Der Ausgang 203 des Timers 201 ist
über einen Widerstand 204 mit dem positiven Eingang des
Komparators 76 verbunden. Der Ausgang 203 des Timers ist
normalerweise auf einem hohen Level.
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Wie oben beschrieben, nimmt der Ausgang des Komparators einen
positiven Wert an und die Relaiskontakte 43 öffnen, wenn eine
Unterbelastung auftritt. Der positive Ausgang des Komparators
76 liefert ein Signal an den Timer 201, was das
Rücksetzzeitintervall startet. Am Ende des Zeitintervalls fällt der
Ausgang des Timers 201 ab unter die Bezugsspannung 77. Der
Ausgang des Komparators 76 nimmt einen niedrigen Wert an, was
dazu führt, daß keine Spannung an dem Gatter 80 des
steuerbaren Siliziumgleichrichters 83 anliegt, der Stromfluß durch
die Spule 44 wird unterbrochen, die Relaiskontakte schließen
erneut, der Motor startet wieder. Der Timer 201 kann ein
üblicher Schaltkreis sein und ein Zeitintervall haben, das
den jeweiligen Installationsbesonderheiten entspricht.