DE618680C - Protective device for electrically driven machines with power relay for automatic shutdown of the electric motor - Google Patents

Protective device for electrically driven machines with power relay for automatic shutdown of the electric motor

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DE618680C
DE618680C DES99386D DES0099386D DE618680C DE 618680 C DE618680 C DE 618680C DE S99386 D DES99386 D DE S99386D DE S0099386 D DES0099386 D DE S0099386D DE 618680 C DE618680 C DE 618680C
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DE
Germany
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power
protective device
electric motor
electrically driven
compressor
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Expired
Application number
DES99386D
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German (de)
Inventor
Dipl-Ing Heinrich Dreimann
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.)
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Publication date
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/085Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load

Landscapes

  • Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 18. SEPTEMBER 1935ISSUED ON SEPTEMBER 18, 1935

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21c GRUPPE 5940CLASS 21c GROUP 5940

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. Juni 1931 abPatented in the German Empire on June 24, 1931

An die Betriebssicherheit von Kompressoren für Bergwerksanlagen werden besonders hohe Anf orderungen gestellt. Seit einigen Jahren werden hier häufig an Stelle der Kolben- bzw. der Turbokompressoren Rotationskompressoren (Drehkolbenverdichter) verwendet, die gegen Störungen, z. B. gegen Eindringen von Fremdkörpern, empfindlich sind. Für diese sind daher besondere Sicherheitseinrichtungen !entwickelt worden, durch welche der Kompressor unverzüglich abgeschaltet werden soll, wenn irgendeine Störung an ihm auftritt. Anderseits dürfen diese Sicherheitseinrichtungen nur dann ansprechen, wem tatsächlich ein Schaden eingetreten ist. Bei durch Elektromotoren angetriebenen Drehkolbenverdichtem ist vorgeschlagen worden, diese gegen Zerstörungen dadurch zu schützen, daß in die Zuleitungen zu den Motoren Überstxomschutzeinrichtungen eingeschaltet werden, da sich ein im Kompressor auftretender Schaden meist durch eine erhöhte Stromaufnahme des Antriebsmotors bemerkbar macht. Tatsächlich lassen sich solche Schäden häufig mit Hilfe von Überstromschutzeinrichtungen erfassen.The operational safety of compressors for mining systems is particularly important high demands made. For some years now, the Piston or turbo compressors rotary compressors (rotary lobe compressors) are used, against disturbances, e.g. B. are sensitive to the ingress of foreign bodies. For this reason, special safety devices have been developed through which the compressor should be switched off immediately if there is any malfunction in it occurs. On the other hand, these safety devices may only respond to whom damage has actually occurred. For rotary lobe compressors driven by electric motors it has been suggested to protect them against destruction by that overcurrent protection devices are switched on in the supply lines to the motors, since damage occurring in the compressor is usually due to increased power consumption of the drive motor makes noticeable. Indeed, such damage can often be found with the help of overcurrent protection devices.

Die Anordnung von Überstromrelals hat jedoch eine Reihe von Nachteilen, die ihre praktische Brauchbarkeit stark herabsetzen. Der erste Nachteil ist die geringe Schaltgenauigkeit, die 'erreicht werden kann. Sie beträgt nur etwa 20 o/o, während 5 bis 10 o/0 Schaltgenauigkeit verlangt sind. Denn je größer die Schaltgenauigkeit ist, um so schneller werden auch auftretende Schäden erfaßt. Die mangelnde Schaltgenauigkeit liegt darin begründet, daß der von dem Antriebsmotor des Rotationskompressors aufgenommene Strom nicht nur bei einer Änderung der Leistungsaufnahme des Kompressors, sondern auch bei im Netz auftretenden Spannungsschwankungen am Motor sich ändert. Man muß im allgemeinen mit Spannungsschwankungen von etwa S 0/0 rechnen. Die Überstromrejais müßten also aus Sicherheitsgründen lauf einen Strom eingestellt werden, der 10 0/0 über dem betriebsmäßig auftretenden größten Strom liegt, der bei der kleinsten Betriebsspannung auftritt. Bei höchster Spannung und 'entsprechend kleinster Stromstärke ergibt sich somit nur eine Schaltgenauigkeit von etwa 2· 5-f- io = 2O o/o. Die im Rotationskompressor auftretenden Schäden werden also im ungünstigsten Falle nur dann erfaßt, wenn sie 'eine Leistungssteigerung des Motors von 20 0/0 verursachen.The arrangement of overcurrent relals, however, has a number of disadvantages which greatly reduce their practical usefulness. The first disadvantage is the poor switching accuracy that can be achieved. It is only about 20 o / o, while 5 to 10 o / 0 switching accuracy are required. Because the greater the switching accuracy, the faster any damage that occurs is detected. The inadequate switching accuracy is due to the fact that the current consumed by the drive motor of the rotary compressor changes not only when the power consumption of the compressor changes, but also when there are voltage fluctuations on the motor in the network. In general, one must reckon with voltage fluctuations of about S 0/0. For safety reasons, the overcurrent relay would have to be set to a current that is 10 0/0 above the operationally occurring largest current that occurs at the lowest operating voltage. At the highest voltage and correspondingly the lowest current intensity, this results in a switching accuracy of only about 2 · 5-f-io = 2O o / o . In the worst case, the damage occurring in the rotary compressor is only recorded if it causes an increase in engine power of 20%.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dipl.-Ing. Heinrich Dreimann in Berlin-Siemensstadt.Dipl.-Ing. Heinrich Dreimann in Berlin-Siemensstadt.

Ein weiterer Nachteil der Überstromrelais zum Schlutz von Rotationskornpressoren ist folgender: Wenn die Motorspannung für kurze Zeit absinkt, so steigt etwa im !umgekehrten 5. Verhältnis die Stromaufaahme des 'Motors. Der Kompressorschutz spricht an 'und löst den zugehörigen Schalter aus. Solche Spannungsahsenkungen können insbesondere durch im Netz auftretende Kurzschlüsse hervorgerufen ■10 werden, bei denen die Zentralenspannung für kurze Zeit 'unter einen Mindestwert absinkt, oder durch das Einschalten größerer Wechselstrommotoren, deren Leistung im Verhältnis zur Leistung des Kraftwerkes verhältnismäßig groß ist. In vielen solchen Fällen wird dann der Schutzschalter ansprechen, vor allem dann, wenn vor [dem Aiuftneten der Spannungssenkung mit der betriebsmäßig kleinsten Spannung· gefahren Wurde. Wenn ein Kompressorschaden aber nicht vorliegt, ist das falsche Abschalten für den Betrieb deshalb besonders nachteilig, weil man jedesmal, wenn die Schutzvorrichtung angesprochen hat, den Kompressor ause&nanderbaluen und untersuchen muß, denn ein schadhafter Rotationskompressor darf lunter kleinen Umständen eingeschaltet werden» Durch die notwendige Untersuchung des Kompressors kann häufig eine 'unliebsame Betriebsstörung verursacht werden.Another disadvantage of overcurrent relays for the protection of rotary compressors is the following: If the motor voltage drops for a short time, it rises in the opposite direction 5. Ratio of the current consumption of the 'motor. The compressor protection responds and triggers the associated switch. Such reductions in voltage can be caused in particular by short circuits occurring in the network ■ 10, at which the center voltage drops below a minimum value for a short time, or by switching on larger AC motors, their power in proportion is relatively large to the power of the power plant. In many such cases the circuit breaker will respond, especially if before [the opening of the voltage reduction with the operational smallest voltage · was driven. If a compressor is damaged though is not present, the wrong shutdown is particularly disadvantageous for the operation because the compressor is disengaged every time the protective device has responded and must investigate, because a defective rotary compressor is allowed to run down to be switched on in small circumstances » The necessary examination of the compressor can often lead to an 'unpleasant malfunction caused.

. Diese Nachteile worden dadurch vermieden, daß der den Rotationskömpriessor antreibende Elektromotor nicht durch ein stromabhängiges, sondern durch ein an sich zur selbst' tätigen Abschaltung von Elektromotoren bekanntes leistungsabhängiges Relais geschützt wird. Gemäß der Erfindung wird die leis'Hungsabhängige Schutaeinrichtuing in die Energiezuführungsleitung· zum Antriebsmotor geschaltet, so daß sie sowohl auf die von dem Antriebsmotor aufgenommene als auch auf die von der Arbeitsßiaschine abgegebene Leistung anspricht. Dadurch wird erreicht, daß der Antriebsmotor mit Sicherheit nur dann abgeschaltet wird, wenn die dem' Rotationskompressor entnommene Leistung einen bestimmten Wert übersteigt. Im Netz auftretende Spannungsschwankungen "und Spannungsabsenkungen durch Kurzschlüsse o.dgl. können dann keine fehlerhaften Abschaltungen des Rotationskofnpressors mehr verursachen. Durch Anwendung leistungsabhängiger Relais läßt sich ohne weiteres eine Schaltgienauigkeit von. 3 bis· 5 o/o erreichen. Zweckmäßig Werden verzögerUngslos arbeitende Relais zum Abschalten der Antriebsmotoren verwendet, wobei in den Stromkreisen der Strom- oder Spannungsspulen der elektrischen Relais noch feinstsufig regelbare Widerstände angeordnet sein können,, durch welche die für den Rotationskompressor maßgebende Grenzleistung mit der nötigen Genauigkeit eingestellt wird.. These disadvantages have been avoided by the fact that the electric motor driving the rotary compressor is protected not by a current-dependent relay, but by a power-dependent relay known per se for automatically switching off electric motors. According to the invention, the power-dependent switchgear device is switched into the power supply line to the drive motor, so that it responds both to the power consumed by the drive motor and to the power output by the work machine. This ensures that the drive motor is only switched off with certainty when the power drawn from the rotary compressor exceeds a certain value. Voltage fluctuations occurring in the network and voltage drops due to short circuits or the like can then no longer cause faulty shutdowns of the rotary compressor. By using power-dependent relays, a switching accuracy of .3 to .5 o / o can easily be achieved Disconnection of the drive motors used, whereby in the circuits of the current or voltage coils of the electrical relays finest adjustable resistors can be arranged, through which the critical power for the rotary compressor is set with the necessary accuracy.

Die Erfindung hat gegenüber bekannten Schutzemrichtungen für Rotationsförderer wichtige Vorzüge. Für eine Flüssigkeitspumpe wurde beispielsweise vorgeschlagen, den Antriebsmotor in Abhängigkeit von der von der Pumpe gelieferten Fördermenge zu steuern. Die Sicherheitseinrichtung spricht also an, wenn die von der Pumpe geförderte Wassermenge ein bestimmtes Maß. überschreitet, beispielsweise auch bei einem Rohrbruch, durch den die Druckhöhe der Pumpe wesentlich herabgesetzt wird. Antriebsmotor und Pumpe sind bei der bekannten Anordnung nur dann geschützt, wenn durch Zunahme der Fördermenge eine Leistungssteigerung entsteht. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe eines Schutzes der Pumpe gegen Störungen, welche durch Schaufelbruch oder durch Klemmen eines umlaufendem Teiles an dem Gehäuse entstehen, kann durch die bekannte Schutaeinrichtung nicht gelöst werden. Denn bei den letztgenannten Störungen nimmt die von der Pumpe geförderte Wassermenge nicht zu, sondern ab, und trotzdem steigt die von dem Antriebsmotor aufgenommene Leistung. Der wesentliche Unterschied der Erfindung gegenüber dieser bekannten Schutaeinrichtung besteht darin, daß die leistungsabhängige Schutzeinrichtung" vor das aus Antriebsmotor und Arbeitsmaschine bestehende Aggregat geschaltet ist, so daß der Antriebsmotor bei allen in der Pumpe auftretenden Störungen, die mit einer Leistungssteigerung des Motors Vierbunden sind, abgeschaltet wird.The invention has over known protective devices for rotary conveyors important benefits. For a liquid pump, for example, it has been proposed to use the drive motor to be controlled depending on the delivery rate delivered by the pump. The safety device responds when the amount of water delivered by the pump is a certain level. exceeds, for example even in the event of a pipe rupture, which significantly reduces the pressure head of the pump. Drive motor and pump are only protected in the known arrangement when due to an increase in the delivery rate an increase in performance arises. The object on which the invention is based is to protect the pump against malfunctions, which is caused by a broken blade or by clamping of a rotating part on the housing arise, can not be solved by the known Schutaeinrichtung. Because with the last-mentioned disturbances, the The amount of water delivered by the pump does not increase, but decreases, and the von increases nonetheless power consumed by the drive motor. The main difference of the invention compared to this known Schutaeinrichtung is that the performance-dependent Protective device "in front of the unit consisting of the drive motor and the driven machine is switched so that the drive motor in the event of any malfunctions occurring in the pump, which are four-band with an increase in engine performance, is switched off.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für eine Schutzschaltung nach der Erfindung dargestellt. Ein Rotationskompressor ι wird durch einen Drehstrommotor 2 angetrieben, der über einen Leistungsschalter 3 aus dem Drehstromnetz RST gespeist wird. Zum Schutz des Kompressors 1 ist erfindungsgemäß ein Leistiungsrelais 4 vorgesehen, das in bekanmier Weise an. Stromwandler 5 und Spannungswandler 6 angeschlossen ist. Der Schalter 3 ist mit einem Spannungsrückgangsauslöser 7 ausgerüstet, dessen Spannungsspule an den Spannungswandler 6 angeschlossen ist. no Steigt die von dem Rotationskompressor 1 aufgenommene, durch im -Kompressor auftretende Störungen verursachte Leistung über leinen bestimmten Wert an,- so spricht das Leistungsrelais 4 an und- schließt den Spannungsrückgangsäuslöser über den Widerstand 8 kurz. Der Schalter 3 schaltet dann beim Auftreten-der Störung im Rotationskompressor den Motor 2 unmittelbar ab. Zur genauen Einstellung des Ansprechwertes für das Leistungsrelais 4. liegen parallel zu den Stromwandlern 5 feinstufig !einstellbare Regelwiderstände 9.In the drawing, an embodiment of a protective circuit according to the invention is shown. A rotary compressor ι is driven by a three-phase motor 2, which is fed via a circuit breaker 3 from the three-phase network RST. To protect the compressor 1, a power relay 4 is provided according to the invention, which in a known manner. Current transformer 5 and voltage transformer 6 is connected. The switch 3 is equipped with a voltage drop release 7, the voltage coil of which is connected to the voltage converter 6. If the power consumed by the rotary compressor 1 and caused by disturbances occurring in the compressor rises above a certain value, the power relay 4 responds and the voltage drop trigger via the resistor 8 short-circuits. The switch 3 then switches off the motor 2 immediately when the fault occurs in the rotary compressor. For the precise setting of the response value for the power relay 4. there are 5 finely adjustable control resistors 9 parallel to the current transformers.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Schutzeinrichtung für elektrisch, angetriebene Arbeitsmaschinen mit Liedstungsrelais ^um selbsttätigen Abschalten des Elektromotors, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais auf die der normalen Belastung eines Rotationskompressors (Drehkolbenverdichters) entsprechende elektrische Leistung eingestellt ist und bei Überschaneitung dieser Leistung den Motor 'unverzögert abschaltetProtective device for electrically driven machines with song control relays ^ to automatically switch off the electric motor, characterized in that that the relay reacts to the normal load of a rotary compressor (rotary piston compressor) corresponding electrical power is set and, if this power is exceeded, the motor 'switches off immediately Hierzu ι Blatt ZeichnungenFor this purpose ι sheet of drawings
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