DE69003409T2

DE69003409T2 - Zusammensetzbare Schutz- und Steuervorrichtung für Motoren.

Info

Publication number: DE69003409T2
Application number: DE90400018T
Authority: DE
Inventors: Laurent Llerena; Michel Loiseley
Original assignee: La Telemecanique Electrique SA
Current assignee: Telemecanique SA
Priority date: 1989-02-21
Filing date: 1990-01-04
Publication date: 1994-01-13
Anticipated expiration: 2010-01-05
Also published as: US5021722A; EP0384788A1; FR2643518A1; IL93056A0; DE69003409D1; AU4860890A; EP0384788B1; KR920000679B1; AU631395B2; KR910016121A; FR2643518B1; IL93056A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein zusammensetzbares Gerät zum Schutz und zur Steuerung von Motoren, das eine auswechselbare Leistungseinheit und ein auswechselbares Steuermodul enthält, das der Leistungseinheit zugeordnet ist.
Die Geräte zum Schutz und zur Steuerung von Motoren wie Starter oder Starter-Bremser, die Vorrichtungen zum Wärmeschutz zugeordnet sind oder nicht, enthalten im allgemeinen in einer Hülle:
- statische Leistungsschalter, die das Durchschalten und das Abschalten der Phasenströme des Motors steuern,
- Strommeßfühler, die mindestens einer der zu steuernden Phasen zugeordnet sind,
- eine Steuerschaltung, die das Zünden - und eventuell das Ausschalten - der Leistungsschalter abhängig von einem Start- oder Haltebefehl bewirkt, der zum Beispiel von einer normalen Steuerung oder von einer Öffnungssteuerung aufgrund eines elektrischen Fehlers herrührt, der insbesondere ausgehend von den Stromstärkeinformationen festgestellt wurde, die von den Strommeßfühlern geliefert werden.
Geräte dieser Art, wie zum Beispiel jenes, das im europäischen Patent 0 214 025 beschrieben wird, sind kalibriert, um Motoren bestimmter Leistung zugeordnet zu werden. Um eine Baureihe von Geräten vorzuschlagen, die einer großen Anzahl von unterschiedlichen Motoren zugeordnet werden können, muß der Hersteller seine Baureihe in mehrere Kaliber unterteilen, was die Montage und den Zusammenbau von ebensovielen einzelnen Geräten erfordert.
Die Erfindung hat zum Ziel, die Herstellung, die Lagerung und die Wartung von Schutz- und Steuergeräten für Motoren der oben beschriebenen Art durch Zuhilfenahme eines Steuermoduls, der den Geräten verschiedener Kaliber einer Baureihe gemeinsam ist, und durch einen entsprechenden Aufbau des Steuermoduls und der verschiedenen Leistungseinheiten zu vereinfachen, an die er angekoppelt werden kann.
Um zu diesem Ergebnis zu kommen, schlägt die Erfindung ein Schutz- und Steuergerät der Art Starter oder Starter-Bremser eines Mehrphasenmotors vor, wobei dieses Gerät eine Leistungseinheit aufweist, die Halbleiter-Leistungsschalter, die das Durchschalten und das Abschalten der Phasenströme steuern, sowie Strommeßfühler enthält, die allen oder einem Teil der zu steuernden und zu schützenden Phasen zugeordnet sind, und mit einer Logik versehen ist, die die Leistungsschalter steuert.
Gemäß der Erfindung ist dieses Gerät dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei Modulen besteht, die je eine Hülle aufweisen und lösbar aufeinander oder ineinander befestigt werden können, wobei einer dieser Module die Leistungseinheit, die Strommeßfühler sowie ein Kalibrierorgan enthält, das dazu vorgesehen ist, das Kaliber der Leistungseinheit zu identifizieren, während der andere Modul, der genormt und den Geräten verschiedener Kaliber einer Baureihe gemeinsam ist, mit den Strommeßfühlern und den Leistungsschaltern verbunden ist und die Logik enthält, die über einen Analog-Digital-Wandler mit dem Kalibrierorgan verbunden werden kann und aufgebaut ist, um dessen Wert abzulesen und um in Abhängigkeit vom abgelesenen Wert die Betriebsmerkmale des Motors entsprechend dem Kaliber der Leistungseinheit auszuwählen.
Die Herstellung, die Lagerung und die Wartung der verschiedenen Geräte einer Baureihe werden also vereinfacht, da der gleiche Steuermodul an die verschiedenen Leistungseinheiten der Baureihe gekoppelt werden kann.
Der Steuermodul enthält vorteilhafterweise als Logik einen Mikroprozessor, der einen Festspeicher enthält, welcher eine Tafel der Betriebsmerkmale des Geräts aufweist.
Das Kalibrierorgan enthält vorzugsweise einen Kalibrierwiderstand mit Identifizierungsfunktion. Es kann weiter einen Widerstand auf der Verbindung zwischen den Strommeßfühlern und dem Analog-Digital-Wandler sowie einen Widerstand aufweisen, der einem Organ zur Sicherung des Wärmebilds zugeordnet ist.
Andere Merkmale sowie die Vorteile der Erfindung gehen klar aus der nachfolgenden Beschreibung hervor.
Figur 1 zeigt schematisch ein zusammensetzbares Steuer- und Schutzgerät für Motoren gemäß der Erfindung;
Figur 2 zeigt schematisch und detaillierter das Gerät der Figur 1.
Das in Figur 1 gezeigte Gerät ist ein progressiver Starter oder Starter-Bremser für einen asynchronen Dreiphasenmotor.
Das Gerät enthält eine Leistungseinheit 10 und einen Steuermodul 20. Die Leistungseinheit besitzt eine Hülle 11, auf der oder in der lösbar eine Hülle 21 des Steuermoduls befestigt ist. Dieser ist eine genormte Vorrichtung für Geräte verschiedener Kaliber - zum Beispiel für Motoren mit einigen Kilowatt bis zu Motoren mit einigen zehn Kilowatt - einer gleichen Baureihe.
Die Hülle 11 enthält eine Einheit von statischen Schaltern 12, die einerseits an Netzklemmen L1, L2, L3 und andererseits an Lastklemmen U, V, W angeschlossen sind, um in Abhängigkeit von den Signalen, die von einem im Steuermodul angeordneten Mikroprozessor 22 erzeugt werden, die entsprechenden Stromwege L1U, L2V, L3W durchzuschalten und zu unterbrechen.
Die Hülle 11 enthält ebenfalls ein analoges Kalibrierorgan 13, das über eine Verarbeitungs- und/oder Anpassungsschnittstelle 24 an Analog-Digital-Wandler-Eingänge 23 des Mikroprozessors angeschlossen ist. Die Verbindung zwischen dem Kalibrierorgan 13 und dem Mikroprozessor kann natürlich über einen eigenen Analog-Digital-Wandler des Mikroprozessors stattfinden.
Das Kalibrierorgan 13 ist mit üblichen Strommeßfühlern 24 verbunden, die Signale liefern, welche für die Stromstärke in mindestens einem Phasenleiter repräsentativ sind, im vorliegenden Fall in zwei Phasenleitern. Die Hülle 11 enthält außerdem eine Speiseleitung 15 zur Versorgung der Organe des Steuermoduls.
Der Steuermodul 20 weist außer dem Mikroprozessor 22 und der Schnittstelle 24 eine Steuerschaltung 25 für die statischen Schalter der Einheit 12 auf. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Schalter Thyristoren, deren Steuerschaltung 25 vom Mikroprozessor 22 geführt wird, um insbesondere ein progressives Starten und Bremsen des Motors zu erlauben, insbesondere in Abhängigkeit von den gewünschten Beschleunigungs- und Verlangsamungskennlinien.
Der Steuermodul 20 enthält eine Dialogeinheit 26, die mit Eingangs-, Ausgangs- und Anzeigeelementen versehen ist, die vorzugsweise auf einer Vorderseite 27 der Hülle 21 sichtbar und/oder zugänglich sind. Der Mikroprozessor 22 ist über Leiter und entsprechende Anschlußmittel über die Schnittstelle 24 mit dem Kalibrierorgan 13 sowie mit der Steuerschaltung 25 und der Dialogeinheit 26 verbunden, und er ist so aufgebaut, daß er den Wert mindestens eines im Organ 13 enthaltenen Kalibrierelements abliest und in Abhängigkeit vom abgelesenen Wert in einer Tafel 28 (Figur 2), zum Beispiel in einem Festspeicher, Betriebsmerkmale des dem Kaliber der Leistungseinheit 10 entsprechenden Geräts auswählt.
Figur 2 erklärt genauer das Kalibrierorgan 13. Dieses Organ weist drei Kalibrierelemente auf, die sehr einfach aus Widerständen R1, R2 bzw. R3 bestehen.
Der Kalibrierwiderstand R1 ist in Brückenschaltung mit einem festen Widerstand R4 eingebaut, der mit einem Potential V&spplus; verbunden ist und sich in der Schnittstelle 24 befindet, um an einen Analog-Digital-Wandler-Eingang 23-1 des Mikroprozessors ein analoges Signal der Identifizierung des Kalibers der Leistungseinheit 10 zu liefern.
Der Kalibrierwiderstand R2 ist mit einem Organ 24a zur Speicherung des Wärmezustands des Motors verbunden, z.B. von der Art, die im Patent FR-2 586 489 beschrieben ist, um diesen Wärmezustand zu speichern und ihn an einem Eingang A/N 23-2 des Mikroprozessors auf dessen Anforderung hin wiederherzustellen, zum Beispiel bei dem Wiedereinschalten der Stromversorgung nach einer Unterbrechung der Versorgung der Phasen des Motors. Der Widerstand R2 ermöglicht so, eine Zeitkonstante festzusetzen, die in ausreichender Annäherung diejenige des Abkühlens eines Motors korrelativen Kalibers simuliert.
Der Kalibrierwiderstand R3 befindet sich in einem Anpassungskreis 16, der einen Gleichrichter 16a aufweist, an den die Strommeßfühler 14 angeschlossen sind, um an einen Filter- und Verstärkungskreis 24b, der in der Schnittstelle 24 vorgesehen ist, einen Wert zu übertragen, der mit einem Analog-Digital-Eingang 23-3 des Mikroprozessors kompatibel ist, unabhängig vom Kaliber der Leistungseinheit 10.
Außerdem besteht die Leistungsschaltung 25 aus Zündschaltungen 25a und Synchronschaltungen 25b, die den Thyristoren der Einheit 12 zugeordnet sind.
Die Dialogeinheit 26 enthält genauer ein Organ zur isolierten Steuerung 30, eine lösbare Einstellplatte 31, Anzeige-Elektrolumineszenzdioden 32 und Ausgangsorgane mit Relais 33, wobei diese verschiedenen Elemente mit dem Mikroprozessor 22 verbunden sind.

Claims

1. Gerät zum Schutz und zur Steuerung von der Art Starter oder Starter-Bremser eines Mehrphasenmotors, wobei dieses Gerät eine Leistungseinheit (10) aufweist, die Halbleiter-Leistungsschalter (12), welche den Aufbau und die Unterbrechung der Phasenströme steuern, sowie Strommeßfühler (14) enthält, die allen oder einem Teil der zu steuernden und zu schützenden Phasen zugeordnet sind, und mit einer Logik (22) versehen ist, die die Leistungsschalter (12) steuert, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei Modulen besteht, die je eine Hülle (11, 21) aufweisen und lösbar aufeinander oder ineinander befestigt werden können, wobei einer dieser Module die Leistungseinheit (10), die Strommeßfühler (14) sowie ein Kalibrierorgan (13) enthält, das dazu vorgesehen ist, das Kaliber der Leistungseinheit (10) zu identifizieren, während der andere Modul (20), der genormt und den Geräten verschiedener Kaliber eines Bereichs gemeinsam ist, mit den Strommeßfühlern (14) und den Leistungsschaltern (12) verbunden ist und die Logik (22) enthält, die über einen Analog-Digital-Wandler mit dem Kalibrierorgan (13) verbunden werden kann und aufgebaut ist, um dessen Wert abzulesen und um in Abhängigkeit vom abgelesenen Wert die Betriebsmerkmale des Motors entsprechend dem Kaliber der Leistungseinheit (10) auszuwählen.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Logik (22) des Steuermoduls (20) ein Mikroprozessor ist, der einen Festspeicher aufweist, welcher eine Tafel (28) der Betriebsmerkmale des Geräts enthält.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kalibrierorgan einen Widerstand (R1) enthält.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Leistungseinheit (10) gehörenden Strommeßfühler (14) mit dem Analog-Digital-Wandler des Steuermoduls (20) über eine Anpassungsschaltung (16) verbunden sind, die zur Leistungseinheit gehört und mit einem Kalibrierelement wie einem Widerstand (R3) ausgestattet ist.

5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kalibrierelement wie ein Widerstand (R2), der zur Leistungseinheit (10) gehört, mit einem Organ zur Sicherung des Wärmebilds (24a) verbunden ist, das im Steuermodul (20) angeordnet ist und von der Logik (22) gesteuert wird.