DE3784927T2 - Überstromdetektor. - Google Patents

Überstromdetektor.

Info

Publication number
DE3784927T2
DE3784927T2 DE87110707T DE3784927T DE3784927T2 DE 3784927 T2 DE3784927 T2 DE 3784927T2 DE 87110707 T DE87110707 T DE 87110707T DE 3784927 T DE3784927 T DE 3784927T DE 3784927 T2 DE3784927 T2 DE 3784927T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
output
circuit
current
value
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE87110707T
Other languages
English (en)
Other versions
DE3784927D1 (de
Inventor
Ichirou Arinobu
Yoshihiro Hatakeyama
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=8197151&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE3784927(T2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE3784927D1 publication Critical patent/DE3784927D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3784927T2 publication Critical patent/DE3784927T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/083Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current for three-phase systems
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H02H3/093Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current with timing means
    • H02H3/0935Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current with timing means the timing being determined by numerical means

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Überstromdetektor, der einen fehlerhaften Betrieb vermeiden kann.
  • Fig. 7 zeigt einen Leistungsschalter bzw. Überlastschalter mit einem Überstromdetektor, der in der EP-A-0 133 968 offenbart ist. In Fig. 7 sind ein Satz von Starkstromleitungen, nämlich R, S und T von Dreiphasen-Starkstromleitungen 10, Stromwandler 21 und 22 bzw. eine Stromfühlereinrichtung 200 vorgesehen. Vollwellen-Gleichrichter 31, 32 und 33 sind mit ihren beiden Eingangsleitungen jeweils den beiden Ausgangsleitungen der Stromwandler 21, 22 bzw. 23 parallelgeschaltet. Belastungsschaltungen 41, 42 und 43 sind mit ihren Eingangsleitungen an Ausgangsleitungen der Vollwellen- Gleichrichter 31, 32 bzw. 33 angeschlossen, wobei jeweils eine der Eingangsleitungen jeder der Belastungsschaltungen 41, 42 und 43 gemeinsam mit den anderen mit Masse verbunden ist. Die anderen Eingangsanschlüsse der Belastungsschaltungen 41, 42 und 43 sind mit Eingangsanschlüssen einer ODER- Schaltung 130 verbunden, die aus drei Dioden 131, 132 und 133 besteht, deren Ausgangsanschlüsse miteinander verbunden sind, um einen Ausgangsanschluß der ODER-Schaltung 130 zu bilden. Einstellbare Ausgangsanschlüsse der Belastungsschaltungen 41, 42 und 43, aus denen Ausgangssignale mit nach Wunsch eingestellten Pegeln erhalten werden können, sind mit Eingangsanschlüssen von Mittel-/Effektivwert- Schaltungen 91, 92 und 93 einer Mittel-/Effektivwert-Einrichtung 90 verbunden, die Mittelwerte oder Effektivwerte der Signale aus den Belastungsschaltungen 41, 42 und 43 erzeugt. Die Ausgangsanschlüsse der Mittel-/Effektivwert- Schaltungen 91, 92 und 93 sind mit Eingangsanschlüssen einer ODER-Schaltung 160 verbunden, die aus drei Dioden 161, 162 und 163 besteht und einem A/D-Wandler 100 ein Ausgangssignal zuführt. Ein Mikrocomputer 110 ist mit dem Ausgangsanschluß des A/D-Wandlers 100 verbunden. Der Ausgangsanschluß der ODER-Schaltung 130 ist als ein zweiter Ausgangsanschluß der Fühleinrichtung 200 über eine Stromversorgungsschaltung 300, bei der es sich gewöhnlich um eine Konstantspannungsschaltung handelt, mit dem A/D-Wandler 100 und dem Mikrocomputer 110 verbunden. Der zweite Ausgangsanschluß der Stromfühlereinrichtung 200 ist darüberhinaus mit einer zweiten Pegelunterscheidungssschaltung 140 verbunden, die beispielsweise mindestens eine Zenerdiode enthält. Die zweite Pegelunterscheidungsschaltung 140 ist mit einer zweiten Zeit-Strom-Betriebsschaltung 150 verbunden. Die Ausgangsanschlüsse des Mikrocomputers 110 und der zweiten Zeit-Strom-Betriebsschaltung 150 sind über ein ODER-Gatter 121 mit einer Ausgangsschaltung 120 verbunden. Die Ausgangsschaltung 120, die beispielsweise einen Thyristor enthält, betätigt eine Auslösevorrichtung 80, um das Öffnen von Leitungsschaltern 201, 202 und 203 durchzuführen. Um anzuzeigen, daß die Auslösevorrichtung 80 in Betrieb (gewesen) ist, ist eine Anzeige 180 vorgesehen. Der Mikrocomputer 110 enthält eine erste Pegel-Unterscheidungseinrichtung und eine erste Zeit-Strom-Betriebseinrichtung, wie nachstehend näher beschrieben wird.
  • Die Stromfühlereinrichtung 200 gibt aus der Mittel/Effektivwert-Schaltung 90 Signale ab, die den Mittelwerten oder Effektivwerten der Ströme in den Starkstromleitungen R, S und T entsprechen, und gibt weiterhin aus der ODER- Schaltung 130 das zweite Ausgangssignal ab, das dem Spitzenwert des Stroms in der Starkstromleitung R, S und T entspricht. Das zweite Ausgangssignal der Stromfühlereinrichtung wird über die zweite Pegelunterscheidungsschaltung 140 der zweiten Zeit-Strom-Betriebsschaltung 150 zugeführt. Dem A/D-Wandler 100 und dem Mikrocomputer 110 wird aus der Stromversorgungsschaltung 300 jeweils ein Konstantspannungs-Gleichstrom zugeführt.
  • Wenn in den Wechselstrom-Starkstromleitungen 110 ein Überstrom fließt bzw. Überströme fließen, erzeugen die Ausgangsströme der Stromwandler 21, 22 und 23, die mit den Wechselstrom-Starkstromleitungen R, S und T der Wechselstrom-Starkstromleitungen 10 verbunden sind, folglich Ausgangsströme unter einem vorbestimmten Wandlungsverhältnis. Die Ausgangsströme werden von den Vollwellen-Gleichrichtern 31, 32 bzw. 33 gleichgerichtet. Die gleichgerichteten Ausgangsströme der Vollwellen-Gleichrichter 31, 32 und 33 werden den jeweiligen Belastungsschaltungen 41, 42 und 43 zugeführt. Die Ausgangssignale der Belastungsschaltungen 41, 42 und 43 werden von den Mittel-/Effektivwert-Schaltungen 91, 92 und 93 der Mittel-/Effektivwert-Schaltung 90 in ihre jeweiligen Mittelwerte oder Effektivwerte umgesetzt. Das jeweils größte Signal unter den Ausgangssignalen der Mittel-/Effektivwert-Schaltungen 91, 92 und 93 wird dem A/D- Wandler 100 zugeführt. Dieses digitale Signal wird dem Mikrocomputer 110 zugeführt. Der Mikrocomputer 110 führt in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen, in einem Nurlese- Speicher 114 gespeicherten Programm die Pegelunterscheidung des ihm zugeführten digitalen Signals durch. Darüberhinaus wird unter Zugrundelegung der Ergebnisse der Pegelunterscheidung ein vorbestimmter Zeit-Strom-Betrieb durchgeführt, um auf diese Weise ein Ausgangssignal abzugeben. Das heißt, der Mikrocomputer 110 arbeitet als erste Pegelunterscheidungseinrichtung und als erste Zeit-Strom-Betriebseinrichtung. Der vorstehend erwähnte Zeit-Strom-Betrieb wird beispielsweise entlang der inversen Langzeit-Stromcharakteristik des Teils A der Fig. 5 durchgeführt. Das vom Mikrocomputer 110 abgegebene Ausgangssignal wird dem Gate des Thyristors 120 zugeführt, der daraufhin zur Ansteuerung der Ausgangsvorrichtung 80 eingeschaltet wird. Demzufolge zeigt die Überstrom-Anzeige 180 das Auftreten des Überstroms an und die Auslösevorrichtung 80 betätigt gleichzeitig die Unterbrecherschalter 201, 202 und 203. Die vorstehend erwähnte Zeit-Strom-Charakteristik der Kurven A, B und C wird unter Berücksichtigung der Kapazität der Sicherungen im stromauf gelegenen Teil der Starkstromleitungen 10 entworfen.
  • Andererseits werden die Ausgangssignale der Vollwellen- Gleichrichter 31, 32 und 33 der die Dioden 131, 132 und 133 enthaltenden ODER-Schaltung 130 zugeführt. Da der Ausgangsanschluß der ODER-Schaltung 130 mit der zweiten Pegelunterscheidungsschaltung 140, die beispielsweise mindestens eine Zenerdiode enthält, verbunden ist, führt die Unterscheidungsschaltung 140, wenn eines der der ODER-Schaltung 130 zugeführten Eingangssignale den zweiten Pegel überschreitet, der zweiten Zeit-Strom-Betriebsschaltung 150 ein Ausgangssignal zu, das demzufolge den notwendigen Zeit-Strom- Betrieb durchführt, und triggert dadurch das Gate des Thyristors 120. Der Zeit-Strom-Betrieb ist in diesem Fall beispielsweise eine inverse Kurzzeit-Stromcharakteristik, wie sie durch den Teil B der Fig. 5 gezeigt ist, oder eine momentane Zeit-Strom-Charakteristik, wie sie durch den Teil C der Fig. 5 gezeigt ist. Durch das vorstehend erwähnte Einschalten des Thyristors 120 wird die Ausgangsvorrichtung 80 betätigt, wodurch ihre Anzeige 180 den Überstrom anzeigt und darüberhinaus die Unterbrechungsschalter 201, 202 und 203 ansteuert.
  • Bei einem derartigen herkömmlichen Überlastschalter ist es notwendig, den Mittel-/Effektivwert eines möglichen Überstroms in den jeweiligen Phasen zu erfassen und den maximalen Wert (Ausgangssignal der ODER-Schaltung) unter den Mittel-/Effektivwerten von drei Phasen zu wählen. Wenn sich die gewählte Phase aufgrund von Änderungen der Eingangssignale jeweiliger Phasen häufig ändert, wird darüberhinaus die genaue Erfassung der Phasendifferenz des Eingangssignals oder die Übertragung des Mittel-/Effektivwerts schwierig. Daher wird die Schaltung komplex und teuer und es ist ein Vorgang zum Einstellen des Ausgangspegels jeder der Mittel-/Effektivwert-Schaltungen erforderlich.
  • Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten und eine einfache Schaltung aufweisenden Überstromdetektor zu schaffen, bei dem das Auftreten eines fehlerhaften Betriebs äußerst unwahrscheinlich ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Anspruch l angegebenen vorteilhaften Maßnahmen gelöst.
  • Die Merkmale des Anspruchs 1 sind zum Teil bereits aus der EP-A2-0 289 042 bekannt. Im einzelnen zeigt diese Druckschrift einen Überstromdetektor, der eine Stromfühlereinrichtung zum Erfassen der Werte der Ströme in den jeweiligen Phasen einer Wechselstrom-Starkstromleitung; eine Phasenwähleinrichtung zum Wählen des größten Werts der erfaßten Stromwerte durch Vergleich der jeweiligen Mittelwerte der erfaßten Stromwerte mit einem Auswahl-Schwellenwert, wobei dieser Schwellenwert durch Multiplizieren des Mittelwerts des momentan gewählten Stromwerts durch einen Koeffizienten, der größer als 1 ist, erhalten wird; eine Signal-Umsetzeinrichtung zum Erhalten eines Mittel- oder eines Effektivwerts des durch die Phasenwähleinrichtung gewählten Stromwerts; sowie eine Verarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten des Ausgangssignals der Signal-Umsetzeinrichtung und zum Ausgeben eines Auslöse- bzw. Freigabesignals aufweist.
  • Die EP-A2-0 289 042 ist jedoch eine Druckschrift, die unter die Vorschriften des Artikels 54 (3) EPÜ fällt, das heißt, sie ist für den Gegenstand der vorliegenden Erfindung lediglich im Hinblick auf die Frage der Neuheit von Bedeutung.
  • Die vorliegende Erfindung ist aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, einhergehend mit weiteren Gesichtspunkten und Merkmalen besser zu verstehen und zu würdigen; es zeigen
  • Fig. 1 anhand eines Blockschaltbilds ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überlastschalters;
  • Fig. 2 anhand eines Schaltplans eine Phasenwählschaltung 400 des in Fig. 1 gezeigten Überlastschalters;
  • Fig. 3 anhand eines Blockschaltbilds einen Mikrocomputer 110;
  • Fig. 4 anhand eines Flußdiagramms die Arbeitsweise des in Fig. 3 gezeigten Mikrocomputers;
  • Fig. 5 den charakteristischen Verlauf des Stroms gegenüber der Zeit bei dem herkömmlichen Überlastschalter;
  • Fig. 6 anhand eines Blockschaltbilds einen erfindungsgemäßen Überstromdetektor; und
  • Fig. 7 anhand eines Blockschaltbilds einen herkömmlichen Überlastschalter.
  • Nachfolgend werden Einzelheiten der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
  • Gemäß Fig. 1 sind auf einem Satz von Starkstromleitungen R, S und S von Dreiphasen-Starkstromleitungen 10 Stromwandler 21, 22 bzw. 23 einer Stromfühlereinrichtung 200 vorgesehen. Vollwellen-Gleichrichter 31, 32 und 33 sind jeweils mit ihren zwei Eingangsleitungen beiden Ausgangsleitungen der Stromwandler 21, 22 bzw. 23 parallelgeschaltet. Belastungsschaltungen 41, 42 und 43 sind mit ihren Eingangsleitungen an Ausgangsleitungen der Vollenwellen-Gleichrichter 31, 32 bzw. 33 angeschlossen, wobei eine der Eingangsleitungen jeder Belastungsschaltung 41, 42 und 43 mit einem jeweiligen Eingangsanschluß einer ODER-Schaltung 130 verbunden ist, die aus drei Dioden 131, 132 und 133 besteht, deren Ausgangsanschlüsse zur Bildung eines Ausgangsanschlusses der ODER-Schaltung 130 miteinander verbunden sind. Einstellbare Ausgangsanschlüsse der Belastungsschaltungen 41, 42 und 43, aus denen Ausgangssignale mit nach Wunsch einstellbaren Pegeln erhalten werden können, sind mit Eingangsanschlüssen einer Phasenwählschaltung 400 verbunden, die eine vorbestimmte Betriebscharakteristik aufweist. Die Phasenwählschaltung 400 wählt als größte Phase eine Phase, die aus-dem größten Wert innerhalb der eingegebenen Werte besteht. Die größte von der Phasenwählschaltung 400 gewählte Phase wird einer Signalumwandlungsschaltung 900 zugeführt, um einen Mittel- oder einen Effektivwert des eingegebenen Werts zu erhalten. Das umgewandelte Ausgangssignal der Signalumwandlungsschaltung 900 wird von einem A/D-Wandler 100 von einem analogen Signal in ein digitales Signal umgesetzt. Das digitale Ausgangssignal des A/D-Wandlers 100 wird einem Mikrocomputer 110 zugeführt. Das Ausgangssignal des Mikrocomputers 110 wird dem Gate eines Thyristors 120 zum Ansteuern einer Auslöse- bzw. Freigabevorrichtung 80 zugeführt. Die Auslösevorrichtung 80 betätigt den unterbrechbaren Kontakt zum Unterbrechen.
  • Der Ausgang der ODER-Schaltung 130 ist über Zenerdioden 140 mit einer zweiten Zeit-Strom-Betriebsschaltung 150 verbunden. Ein Ausgang der zweiten Zeit-Strom-Betriebsschaltung 150 ist mit dem Gate des Thyristors 120 verbunden, um die Auslösevorrichtung 80 zu betreiben. Die Auslösevorrichtung 80 unterbricht die unterbrechbaren Kontakte 201, 202 und 203 im Ansprechen auf einen Zustand des Thyristors 120.
  • Eine konkrete Schaltungsanordnung der Phasenwählschaltung 400 mit einer vorbestimmten Betriebscharakteristik ist in Fig. 2 gezeigt. Drei Eingangsanschlüsse 401, 402 und 403 empfangen die Ausgangsssignale von jeder Belastungsschaltung 41, 42 bzw. 43 und führen diese Operationsverstärkern OP&sub1;, OP&sub2; und OP&sub3; zu. Jeder Operationsverstärker dient als Verstärker mit Einheitsverstärkungsfaktor, wobei die jeweiligen Ausgangsanschlüsse mit einem der Anschlüsse von Widerständen R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; sowie mit Eingangsanschlüssen von Analogschaltern AS&sub1;, AS&sub2;, AS&sub3; verbunden sind. Die anderen Anschlüsse der Widerstände R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; sind mit einem der Anschlüsse von Kondensatoren C&sub1;, C&sub2; und C&sub3; sowie mit den positiven Eingangsanschlüssen von OP&sub4;, OP&sub5; bzw. OP&sub6; verbunden. Die Ausgangsanschlüsse der Operationsverstärker OP&sub4;, OP&sub5; und OP&sub6; sind mit den Anoden-Anschlüssen von Dioden D&sub1;, D&sub2; bzw. D&sub3; verbunden. Die Kathodenanschlüsse der Dioden D&sub1;, D&sub2; und D&sub3; sind zur Erzielung des gleichen Potentials gemeinsam miteinander verbunden und darüberhinaus an die negativen Eingangsanschlüsse der Operationsverstärker OP&sub4;, OP&sub5; und OP&sub6; über Widerstände R&sub1;&sub6;, R&sub1;&sub7; bzw. R&sub1;&sub8; angeschlossen. Die vorstehend beschriebene Schaltung bildet eine Erfassungsschaltung zum Wählen derjenigen Phase, in der das größte Ausgangssignal auftritt. Ausgangsanschlüsse der Operationsverstärker OP&sub4;, OP&sub5; und OP&sub6; sind mit Anoden-Anschlüssen von Dioden ZD&sub1;, ZD&sub2; bzw. ZD&sub3; verbunden, während Kathoden-Anschlüsse der Dioden ZD&sub1;, ZD&sub2; und ZD&sub3; über Widerstände R&sub4;, R&sub5; bzw. R&sub6; mit den Basen von Transistoren TR&sub1;, TR&sub2; und TR&sub3; verbunden sind. Alle Transistoren TR&sub1;, TR&sub2; und TR&sub3; sind Transistoren des PNP-Typs und ihre Kollektoren liegen an einem negativen elektrischen Versorgungspotential -Vcc an. Widerstände R&sub1;&sub0;, R&sub1;&sub1; und R&sub1;&sub2; sind zwischen die jeweiligen Basen und Kollektoren der Transistoren TR&sub1;, TR&sub2; bzw. TR&sub3; geschaltet, um ein Vorspannungspotential anzulegen. Widerstände R&sub7;, R&sub8; und R&sub9; sind mit einem ihrer Anschlüsse mit den Emittern der Transistoren TR&sub1;, TR&sub2; bzw. TR&sub3; verbunden und ihre anderen Anschlüsse liegen gemeinsam am positiven Potential Vcc der Stromquelle an. Die Emitter der Transistoren TR&sub1;, TR&sub2; und TR&sub3; sind an die Gate-Anschlüsse der Analogschalter AS&sub1;, AS&sub2; bzw. AS&sub3; angeschlossen. Die Ausgangsanschlüsse der Analogschalter AS&sub1;, AS&sub2; und AS&sub3; sind gemeinsam an einen Ausgangsanschluß 404 der Phasenwählschaltung 400 angeschlossen. Die Emitter der Transistoren TR&sub1;, TR&sub2; und TR&sub3; sind an die Gate-Anschlüsse von Analogschaltern AS&sub4;, AS&sub5; bzw. AS&sub6; angeschlossen. Die Eingangsanschlüsse der Analogschalter AS&sub4;, AS&sub5; und AS&sub6; sind mit Masse verbunden und ihre anderen Anschlüsse sind mit den negativen Eingangsanschlüssen der Operationsverstärker OP&sub4;, OP&sub5; und OP&sub6; über Widerstände R&sub1;&sub3;, R&sub1;&sub4; bzw. R&sub1;&sub5; verbunden. Die positive elektrische Versorgungsspannung Vcc, die negative elektrische Versorgungsspannung -Vcc und die Masse GND sind mit einer Stromquelle verbunden, um die Operationsverstärker OP&sub1; bis OP&sub6; und die Analogschalter AS&sub1; bis AS3 zu versorgen.
  • Der Aufbau und der Betriebsablauf des Mikrocomputers 110 werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 näher erläutert. Fig. 3 ist ein Blockschaltbild des Mikrocomputers 110. Gemäß Fig. 3 weist der Mikrocomputer 110 eine Zentralverarbeitungseinheit CPU 111, einen Nurlese- Speicher bzw. ROM 114, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff bzw. RAX 115, einen A/D-Kanal bzw. -Port 116, einen Datenbus 112 sowie einen Adreßbus 113 auf. Teile des Datenbusses 112 und des Adreßbusses 113 sind darüberhinaus mit dem A/D-Wandler 100 verbunden. Das ROM 114 speichert ein Programm zur Durchführung der notwendigen Signalverarbeitung sowie Daten für eine Langzeit-Charakteristik, eine Kurzzeit-Charakteristik sowie eine Momentan-Zeitcharakteristik der ersten Zeit-Strom-Betriebseinrichtung. Die CPU 111 enthält eine hierfür notwendige Taktsignaleinrichtung. Das RAM 115 hat die Funktion eines Registers, das für die Signalverarbeitung erforderlich ist.
  • Fig. 4 ist ein Flußdiagramm des Computerprogramms für den Mikrocomputer 110. Das Flußdiagramm enthält einen ersten Pegelunterscheidungsschritt (einen Schritt 1001) und einen ersten Zeit-Strom-Betriebsschritt (einen Schritt 1002) zum Durchführen eines ersten Zeit-Strom-Betriebs im Ansprechen auf das Ausgangssignal der ersten Pegelunterscheidungseinrichtung. Das Flußdiagramm enthält weiterhin eine Dekrementierungseinrichtung (einen Schritt 1003) zum Herabzählen des Registers im Ansprechen auf Strahlungs-Charakteristiken. Diese Rücksetzeinrichtung (der Schritt 1003) arbeitet, wenn zumindest entweder das Eingangssignal des Zeit-Strom-Betriebs (der Schritt 1002) oder der zweiten Zeit-Strom-Betriebsschaltung 150 (in Fig. 1) unter einen vorbestimmten Pegel fällt.
  • Wenn in den Wechselstrom-Starkstromleitungen 10 ein Überstrom fließt bzw. Überströme fließen, erzeugen die Ausgangsströme der mit-den Wechselstrom-Starkstromleitungen R, S und T der Wechselstrom-Starkstromleitungen 10 gekoppelten Stromwandler 21, 22 und 23 entsprechende Ausgangsströme mit vorbestimmten Wandlungsverhältnissen. Die Ausgangsströme werden von den Vollwellen-Gleichrichtern 31, 32 bzw. 33 gleichgerichtet. Die gleichgerichteten Ausgangsströme der Vollwellen-Gleichrichter 31, 32 und 33 werden der jeweiligen Belastungsschaltung 41, 42 bzw. 43 zugeführt. Die Ausgangssignale der Belastungsschaltungen 41, 42 und 43 werden der Phasenwählschaltung 400 zugeführt, die als die den größten Wert aufweisende Phase diejenige Phase wählt, die unter den anliegenden Phasen den größten Wert aufweist. Die gewählte, den größten Wert aufweisende Phase wird der Signalumwandlungsschaltung 900 zugeführt und in ein Mittel- oder Effektivwertsignal umgesetzt. Der Mittel- oder Effektiv-Ausgangswert wird dem A/D-Wandler 100 zugeführt, der das analoge Signal in ein digitales Signal umwandelt. Dieses digitale Signal wird dem Mikrocomputer 110 zugeführt, der bezüglich des digitalen Signals einen Pegelunterscheidungsschritt durchführt. Darüberhinaus führt der Mikrocomputer einen ersten Zeit-Strom-Betrieb durch und gibt von seinem Ausgangsport 116 ein Ausgangssignal ab. Das Ausgangssignal wird dem Gate des Thyristors 120 zugeführt, um die Auslösevorrichtung 80 anzusteuern, welche die unterbrechbaren Kontakte 201, 202 und 203 unterbricht.
  • Andererseits werden die Ausgangssignale der Belastungsschaltungen 41, 42 und 43 der aus den Dioden 130, 131 und 132 bestehenden ODER-Schaltung 130 zugeführt. Das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 130 wird über die Zenerdioden 140 der zweiten Zeit-Strom-Betriebsschaltung 150 als zweite Pegelunterscheidung zugeführt. Wenn das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 130 über einer Zener-Spannung der Zenerdiode 140 liegt, wird folglich das Ausgangssignal der ODER-Schaltung 130 der zweiten Zeit-Strom-Betriebsschaltung 150 zugeführt. Die zweite Zeit-Strom-Betriebsschaltung 150 führt den vorbestimmten zweiten Zeit-Strom-Betrieb zum Durchschalten des Thyristors 120 zur Ansteuerung der Auslösevorrichtung 80 durch.
  • Wenn die von den in Fig. 1 gezeigten Belastungsschaltungen 41, 42 oder 43 erhaltenen Vollwellen-Signale den Eingangsanschlüssen 401, 402 und 403 der in Fig. 2 gezeigten, eine vorbestimmte Betriebscharakteristik aufweisenden Phasenwählschaltung 400 zugeführt werden, werden die Eingangssignale an die Eingangsanschlüsse der Analogschalter AS&sub1;, AS&sub2; und AS&sub3; sowie über die Verstärker mit Einheitsverstärkungsfaktor darstellenden Operationsverstärker OP&sub1;, OP&sub2; bzw. OP&sub3; den Anschlüssen der Widerstände R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; zugeführt. Die Widerstände R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; und die Kondensatoren C&sub1;, C&sub2; und C&sub3; bilden Mittelwertschaltungen zum Erhalten der Mittelwerte der Eingangssignale, wobei die erhaltenen Mittelwertsignale über die Widerstände R&sub1;&sub9;, R&sub2;&sub0; bzw. R&sub2;&sub1; den positiven Eingangsanschlüssen der Operationsverstärker OP&sub4;, OP&sub5; und OP&sub6; zugeführt werden. Die Operationsverstärker OP&sub4;, OP&sub5; und Opi und die Dioden D&sub1;, D&sub2; und D&sub3; bilden eine Phasenwählschaltung zum Wählen derjenigen Phase, von der der größte Mittelwert unter den eingegebenen Mittelwerten abgegeben wird, wobei der größte Mittelwert auf der gemeinsamen Kathode der Dioden D&sub1;, D&sub2; und D&sub3; erzeugt und daraufhin über die Widerstände R&sub1;&sub6;, R&sub1;&sub7; bzw. R&sub1;&sub8; zu den negativen Eingangsanschlüssen der Operationsverstärker OP&sub4;, OP&sub5; und OP&sub6; zurückgekoppelt wird. Die Operationsverstärker, denen der größte Mittelwert des Eingangssignals nicht zugeführt wird, arbeiten als Komparatoren und ihre Ausgangssignale werden nicht umgeschaltet und bleiben auf einem Potential in der Mitte der negativen elektrischen Versorgungsspannung -Vcc, da ihre Eingangssignale geringere Potentiale als das rückgekoppelte Potential aufweisen. Es wird nun angenommen, daß das größte Signal dem Eingangsanschluß 402 der S-Phase in Fig. 2 zugeführt wird. Der Operationsverstärker OP&sub5; arbeitet als normaler Phasenverstärker und führt über die Diode D&sub2; den negativen Eingangsanschlüssen der den anderen R- und T- Phasen zugeordneten Operationsverstärker OP&sub4; und OP&sub6; den Mittelwert als ein Schwellenwert-Potential zu. Da die den positiven Eingangsanschlüssen der Operationsverstärker OP&sub4; und OP&sub6; zugeführten Eingangssignale das Schwellenwert-Potential nicht erreichen, arbeiten die Operationsverstärker OP&sub4; und OP&sub6; als Komparatoren und ihre Ausgangssignale werden auf Potentialen gehalten, die nahe dem negativen Potential von -Vcc liegen, und die Dioden D&sub1; und D&sub3; werden in einem negativ vorgespannten Zustand gehalten. Folglich sind die Dioden ZD&sub1; und ZD&sub3; ebenfalls negativ vorgespannt und liefern einen ausreichenden Basisstrom zum Ansteuern der Transistoren TR&sub1; und TR&sub3; für den Schaltvorgang. Die Zenerspannungen der Zenerdioden ZD&sub1;, ZD&sub2; und ZD&sub3; werden so gewählt, daß sie ein bißchen kleiner als das Potential der elektrischen Stromquelle Vcc sind, und die Emitterpegel der Transistoren TR&sub1;, TR&sub2; und TR&sub3; werden so eingestellt, daß sie kleiner all das Massepotential GND sind. Wenn die Transistoren TR&sub1; und TR&sub3; leiten, werden an die Gate-Anschlüsse der Analogschalter AS&sub1; und AS&sub3; Signale angelegt, die ein ausreichend hohes Potential zum Unterbrechen der Analogschalter aufweisen, weshalb die Analogschalter in den ausgeschalteten Zustand umgeschaltet werden. Da das Ausgangssignal des Operationsverstärkers OP&sub5;, dem das größte Eingangssignal zugeführt wird, im Verhältnis zum Eingangssignal ein positives Potential aufweist, befindet sich andererseits die Zenerdiode ZD&sub2; im ausgeschalteten Zustand, der Basisstrom wird dem Transistor TR&sub2; nicht zugeführt und an das Gate des Analogschalters AS&sub2; wird über den Widerstand R8 ein positives Potential angelegt. Als Folge davon behält lediglich der Analogschalter AS&sub2; entsprechend dem größten Eingangssignal den leitenden Zustand bei und gibt die Ausgangssignale auf dem Ausgangsanschluß 404 ab. In diesem Fall sind die Emitter der Transistoren TR&sub1;, TR&sub2; und TR&sub3; mit den Gates der Analogschalter AS&sub4;, AS&sub5; bzw. AS&sub6; verbunden, weshalb an das Gate des Analogschalters AS&sub5; der dem größten Eingangssignal entsprechenden S-Phase ein Signal angelegt wird, worauf der Analogschalter AS&sub5; in den leitenden Zustand umschaltet und das Potential des negativen Eingangsanschlusses durch den Widerstand R&sub1;&sub4; verringert wird. Das heißt, der Operationsverstärker OP&sub5; dient als positiver Phasenverstärker und das Ausgangspotential Vop des Operationsverstärkers OP&sub5; wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
  • Vop = Vsin·(1+R&sub1;&sub7;/R&sub1;&sub4;) (1)
  • In dieser Gleichung ist mit Vsin das mittlere Eingangspotential der S-Phase bezeichnet. Als Folge davon wird lediglich das Eingangssignal derjenigen Phase, die dem größten Eingangssignal entspricht, im Verhältnis zu dem in der obigen Gleichung (1) gezeigten Term (1 + R&sub1;&sub7;/R&sub1;&sub4;) erhöht und die Phasenwählschaltung 400 hat einen vorbestimmten Betrieb im Erscheinen. Durch Wahl der Widerstandswerte für die Widerstände R&sub1;&sub4; und R&sub1;&sub7; kann folglich das vorbestimmte Potential des Schwellenwerts zum Wählen der größten zu wählenden Phase optional eingestellt werden. Bezüglich der anderen Phasen sind die Schaltungen in der gleichen Weise aufgebaut.
  • Der Mikrocomputer 110 beginnt zu arbeiten, worauf das im Flußdiagramm der Fig. 4 gezeigte Computerprogramm startet. Das System wird bei einem Schritt F2 initialisiert (d. h., das Setzen des E/A-Ports und das Setzen/Rücksetzen von Kennungen werden durchgeführt). Daraufhin steuert der Mikrocomputer 110 den A/D-Wandler 100 zum Umsetzen des Ausgangssignals der Signalumwandlungsschaltung 90 in ein digitales Signal an (Schritt F3). Dieser digitale Datenwert wird im RAM 115 gespeichert. Daraufhin wird überprüft, ob dieser digitale Datenwert einen Überstrom anzeigt oder nicht (Schritt 1001). Wenn der digitale Datenwert keinen Überstrom anzeigt, verzweigt der Ablauf von der Erwärmungsroutine zu der Abkühlungsroutine und kehrt darauf zu der A/D-Umsetzung zurück (Schritt F3). Wenn der digitale Datenwert einen Überstrom anzeigt, wird im Schritt F4 eine Erwärmungs-Kennung H gesetzt, und für jede vorbestimmte Zeiteinheit werden unter Verwendung des RAM 115 oder eines Registers in der CPU 114 Bits für die Erwärmung addiert, um eine dem Betrag des Eingangssignalpegels entsprechende Zeit zu zählen. Die Erwärmungs-Bits werden gewählt, um den Zeit- Strom-Betrieb entlang der charakteristischen Kurven der Fig. 5 zu realisieren. Daraufhin wird die addierte Bitanzahl dahingehend überprüft, ob die Zeit für den gewählten Zeit-Strom-Betrieb der vorbestimmten Charakteristik abgelaufen ist. Wenn die addierte Bitanzahl noch nicht die vorbestimmte Anzahl erreicht, mit anderen Worten, wenn die Zeit abgelaufen ist, wird als Folge davon über den E/A-Port 116 ein Ausgangssignal zur Ansteuerung des Thyristors 120 ausgegeben, um dadurch die Anzeige 180 und die Ausgangsvorrichtung 80 zu betätigen.
  • Nachfolgend wird der Ablauf der Abkühlungsroutine, nämlich der Routine zum Rücksetzen des Zeit-Strom-Betriebs, näher beschrieben. Die Schritte F5, 1003, F8 und F9 bilden zusammen die Abkühlungsroutine. Es wird überprüft, ob die Erwärmungs-Kennung H gesetzt wurde oder nicht (Schritt F5). Wenn die Erwärmungs-Kennung H gesetzt wurde, wird die Erwärmungs-Kennung H im Schritt 1003 für jede vorbestimmte Zeiteinheit verringert. Wenn die gezählte Anzahl der Bits als Folge der Subtraktionen im Schritt F9 gleich 0 wird, verzweigt die Abkühlungsroutine vom Schritt F9 zurück zum A/D-Umwandlungsschritt F3. Wenn die gezählte Anzahl der Bits nicht ganz zurückgesetzt ist, wird die Erwärmungs-Kennung H nicht zurückgesetzt und die Abkühlungsroutine verzweigt vom Schritt F8 zurück zum A/D-Umwandlungsschritt F3.
  • Wie vorstehend erwähnt wurde, liefert der Mikrocomputer eine höchst geeignete Zeit-Strom-Betriebscharakteristik, und zwar unter Berücksichtigung der Erwärmung und Abkühlung in den elektrischen Starkstromleitungen und Lasten. Es ist anzumerken, daß die Addition oder Subtraktion der Erwärmung und Abkühlung in den umgekehrten Reihenfolge zu dem vorstehenden Ausführungsbeispiel durchgeführt werden kann.
  • Ein weiteres, bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überstromdetektors ist in Fig. 6 gezeigt.
  • Gewöhnlich dient ein Überstromdetektor als ein Sensor für den vorstehend erwähnten Überlastschalter oder dergleichen, weshalb die meisten Teile oder ihr Aufbau identisch sind. Die Schaltung der Fig. 6 entspricht der der Fig. 1, mit Ausnahme der Leitungsschalter 201, 202 und 203 und der Auslösevorrichtung 80. In Fig. 6 wird die Auslösevorrichtung 80 durch eine Ausgabevorrichtung 80' mit einem Ausgangsanschluß 81 ersetzt.

Claims (3)

1. Überstromdetektor, mit: einer Stromfühlereinrichtung (21-23, 31-33, 41-43) zum Erfassen der Werte der Ströme in den jeweiligen Phasen (R, S, T) einer Wechselstrom-Starkstromleitung (10); einer Phasenwähleinrichtung (400; Fig. 2) zum Wählen des größten Werts der erfalten Stromwerte durch Vergleich der jeweiligen Mittelwerte der erfalten Stromwerte mit einem Auswahl-Schwellenwert, wobei dieser Schwellenwert durch Multiplizieren des Mittelwerts des momentan gewählten Stromwerts durch einen Koeffizienten erhalten wird, der größer als 1 ist;
einer Signal-Umsetzeinrichtung (900) zum Erhalten eines Mittel- oder eines Effektivwerts des durch die Phasenwähleinrichtung (400; Fig. 2) gewählten Stromwerts; einer Verarbeitungseinrichtung (100, 110) zum Verarbeiten des Ausgangssignals der Signal-Umsetzeinrichtung (900)
und zum Ausgeben eines Freigabesignais; und einer Einrichtung (R13-R18; Fig. 2) zum optionalen Einstellen des Werts des Koeffizienten.
2. Überstromdetektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung einen Mikroprozessor (110) enthält.
3. Überlastschalter, gekennzeichnet durch einen Überstromdetektor nach Anspruch 1 oder 2, bei dem mindestens ein in der Wechselstrom-Starkstromleitung (10) vorgesehener abschaltbarer Kontakt (201) von dem Freigabesignal gesteuert wird.
DE87110707T 1987-07-23 1987-07-23 Überstromdetektor. Expired - Lifetime DE3784927T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP87110707A EP0300077B1 (de) 1987-07-23 1987-07-23 Überstromdetektor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3784927D1 DE3784927D1 (de) 1993-04-22
DE3784927T2 true DE3784927T2 (de) 1993-10-14

Family

ID=8197151

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE87110707T Expired - Lifetime DE3784927T2 (de) 1987-07-23 1987-07-23 Überstromdetektor.

Country Status (3)

Country Link
US (1) US4819125A (de)
EP (1) EP0300077B1 (de)
DE (1) DE3784927T2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006011713A1 (de) * 2006-03-14 2007-10-04 Moeller Gmbh Elektrische Auslöseeinheit für einen Motorschutzschalter eines Elektromotors

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5448442A (en) * 1988-06-22 1995-09-05 Siemens Energy & Automation, Inc. Motor controller with instantaneous trip protection
US5386183A (en) * 1990-01-03 1995-01-31 Siemens Energy & Automation, Inc. Method and apparatus for sensing a ground fault in a motor control system
JP2857529B2 (ja) * 1992-03-04 1999-02-17 三菱電機株式会社 回路遮断器
JP2981059B2 (ja) * 1992-09-16 1999-11-22 株式会社日立製作所 回路遮断器
US6636405B2 (en) 1993-09-30 2003-10-21 Michael Z. Lowenstein Mitigation of 3rd harmonic currents in electrical power distribution systems
US7092229B1 (en) 1993-09-30 2006-08-15 Harmonics Limited, Inc. Electrical filter/protector, and methods of constructing and utilizing same
US5959818A (en) * 1997-06-30 1999-09-28 Eaton Corporation Method and apparatus for self-powered three-phase sensing to determine true RMS current values with separate burdens for each current transformer
US20020193968A1 (en) * 2001-06-13 2002-12-19 Metaxas Gamvrelis Multifunction intelligent electronic device and method
US7270790B2 (en) 2002-04-11 2007-09-18 Baxter International Inc. Sterilizer monitoring and controlling system and method
DE202010001197U1 (de) * 2010-01-21 2010-04-22 Moeller Gmbh Elektronischer Überstromauslöser für Schutzschalter

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1002462B (it) * 1973-01-02 1976-05-20 Gen Electric Circuito di controllo per interrut tori circuitali
US3910930A (en) * 1973-01-04 1975-10-07 Janssen Pharmaceutica Nv 1-{55 1-{8 2-(1,4-Benzodioxan-2-yl)-2-hydroxyethyl{9 -4-piperidyl{56 -2-benzimidazolinones
US4131929A (en) * 1977-03-24 1978-12-26 Mcgraw-Edison Company Bridge circuits for sensing currents in a three-phase A.C. circuit
DE3108906A1 (de) * 1981-03-09 1982-09-16 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München "verfahren zur ueberwachung von leiterstroemen und anordnung zur durchfuehrung des verfahrens"
AT376852B (de) * 1982-07-29 1985-01-10 Naimer H L Schaltungsanordnung fuer ein rechnergestuetztes schaltgeraet
US4695961A (en) * 1983-07-29 1987-09-22 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Solid state overcurrent detector
EP0133968B1 (de) * 1983-07-29 1989-06-07 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Festkörperüberstromdetektor
FR2578112B1 (fr) * 1985-02-25 1988-03-18 Merlin Gerin Disjoncteur a declencheur statique a chaine de traitement numerique shunte par une chaine de traitement analogique
JPH0787667B2 (ja) * 1987-04-30 1995-09-20 三菱電機株式会社 回路しや断器
JP2827146B2 (ja) * 1992-07-15 1998-11-18 三菱自動車工業株式会社 制動エネルギ回生装置のアキュムレータ固定装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006011713A1 (de) * 2006-03-14 2007-10-04 Moeller Gmbh Elektrische Auslöseeinheit für einen Motorschutzschalter eines Elektromotors

Also Published As

Publication number Publication date
EP0300077A1 (de) 1989-01-25
DE3784927D1 (de) 1993-04-22
EP0300077B1 (de) 1993-03-17
US4819125A (en) 1989-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3880525T2 (de) Ausschalter mit einer auswählbaren Anzeige.
DE3883567T2 (de) Ausschalter mit einer Anzeige der Auslösekurve.
DE68903838T2 (de) Statischer ausloeseschalter mit einer schaltung mit sofort-ausloesung, unabhaengig von der versorgungsspannung.
DE69117712T2 (de) Schutzschalter mit einer Schnittstellenkarte für einen Auslöser
DE3114546C2 (de)
DE69124723T2 (de) Vorrichtung zum Schutz gegen Überstrom
DE69532547T2 (de) Digital gesteuerter Schalter mit verbesserter automatischer Abtastintervallauswahl für Leistungsversorgungssysteme mit 50 Hz und 60 Hz
DE3114549C2 (de)
DE3784927T2 (de) Überstromdetektor.
DE69421126T2 (de) Überstromauslöseeinheit mit Anzeige der Auslösebedingungen
DE3114544C2 (de)
DE69013683T2 (de) Festkörperüberstromrelais.
DE3851552T2 (de) Ausschalter mit Resevebatterie und Löschkreis.
DE2917174A1 (de) Ueberstrom-schutzvorrichtung
DE3880524T2 (de) Leistungsschaltapparat in der Ausführung als einsparender Nennwertstecker.
DE19614354A1 (de) Steuerschaltung für eine MOS-Gate-gesteuerte Leistungshalbleiterschaltung
DE2310103C3 (de) Elektronischer Überstromauslöser
EP0133968B1 (de) Festkörperüberstromdetektor
DE3782056T2 (de) Ueberstromdetektor und leistungsschalter.
DE69507655T2 (de) Überstromauslöseeinheit mit separat einstellbaren Neutralschutz
DE69411086T2 (de) Eine Erdschlusseinheit
DE4212063A1 (de) Schalt- und fuelltafeln mit verriegelungs- und lastselektionsvermoegen
DE2826523A1 (de) Spannungsversorgungsschaltung fuer unterschiedliche, stabilisierte gleichspannungen
DE69315888T2 (de) Elektronischer Schutzschalter mit Korrektureinrichtung
DE3114548C2 (de)