Gebiet der ErfindungField of the Invention
Die vorliegende Erfindung betrifft
elektrische Überlastrelais
und insbesondere ein statisches Mehrphasen-Überlastrelais.The present invention relates to
electrical overload relays
and in particular a static multi-phase overload relay.
Hintergrundbackground
Überlastrelais
sind elektrische Schalter, die normalerweise in industriellen Umgebungen
verwendet werden, um elektrische Geräte vor Schäden infolge einer Überhitzung
zu schützen,
die ihrerseits durch einen übermäßig hohen
Stromfluss verursacht wird. In einem typischen Fall ist das elektrische
Gerät ein
Drehstrommotor, welcher über
ein weiteres Relais, das gewöhnlich
als Schütz
bezeichnet wird, an eine Stromquelle angeschlossen ist. Das Schütz wird durch
einen weiteren Schalter gesteuert, welcher normalerweise entfernt
angeordnet ist.Overload relay
are electrical switches that are normally used in industrial environments
used to protect electrical equipment from damage due to overheating
to protect,
which in turn is caused by an excessively high
Current flow is caused. In a typical case this is electrical
Device
Three-phase motor, which over
another relay that usually
as a contactor
is connected to a power source. The contactor is through
controlled another switch, which normally removes
is arranged.
Bei einer herkömmlichen Anordnung ist ein Überlastrelais
in Reihe mit dem Steuerschalter geschaltet, der wiederum zur Steuerung
des Schützes bestimmt
ist. Wenn von dem Überlastrelais
eine Überlastbedingung
erkannt wird, betätigt
das Überlastrelais
den Schalter, welcher seinerseits das Schütz entregt, welches die Stromquelle
von dem elektrischen Gerät
trennt und dadurch eine Beschädigung
des Geräts
verhindert.In a conventional arrangement there is an overload relay
connected in series with the control switch, which in turn is used for control
the shooter
is. If from the overload relay
an overload condition
is recognized, actuated
the overload relay
the switch, which in turn excites the contactor, which the power source
from the electrical device
separates and thereby damage
of the device
prevented.
In der Vergangenheit wurden in Überlastrelais
Widerstandsheizelemente für
jede Phase verwendet, welche in einer eine Wärmeübertragung ermöglichenden
Beziehung zu einem Bimetallelement stehen, welches wiederum ein
Schalter steuert. Wenn eine Überlast
erkannt wird, zum Beispiel wenn eine ausreichende Wärmeübertragung
von dem Widerstandsheizelement auf das Bimetallelement erfolgt, öffnet das
Bimetallelement seinen zugehörigen Schalter,
um die Schützspule
zu entregen und das zugehörige
elektrische Gerät
von der Stromquelle zu trennen.In the past, overload relays were used
Resistance heating elements for
uses every phase that allows heat transfer in one
Relation to a bimetallic element, which in turn a
Switch controls. If an overload
is recognized, for example if there is sufficient heat transfer
from the resistance heating element to the bimetal element, this opens
Bimetal element its associated switch,
around the contactor coil
to excite and the associated
electrical device
disconnect from the power source.
In US-A-4.876.622 wird eine Leistungsschalter-Warn-
und Steuerrelais-Vorrichtung
offenbart, welche eine optische Anzeige einer drohenden Überstrombedingung
gewährleistet.
Es wird eine ausreichende Zeit für
einen manuellen Eingriff zur Verfügung gestellt, um eine Beschädigung des
an die Vorrichtung angeschlossenen Geräts zu verhindern, bevor die
Betätigung
des Leistungsschalters erfolgt. Das Relais kann so angeordnet sein,
dass es ausgewählte
Geräte
automatisch in einer vorgegebenen Reihenfolge abschaltet, um einen
Lastabwurf durchzuführen.US-A-4,876,622 discloses a circuit breaker warning
and control relay device
which provides a visual indication of an impending overcurrent condition
guaranteed.
There will be enough time for
a manual intervention is provided to damage the
prevent device connected to the device before the
activity
of the circuit breaker. The relay can be arranged
that it was selected
equipment
automatically turns off in a predetermined order to one
Perform load shedding.
In US-A-5.457.591 wird eine Stromüberlast-Schutzschaltung
offenbart, in welcher eine Vollwellen-Gleichrichterbrücke zwischen
eine Last und eine Stromquelle geschaltet ist. Ein Stromfühlerwiderstand
ist zu der Brückenschaltung parallelgeschaltet,
um die Größe des in
der Last fließenden Stroms
zu messen. Wenn ein Überlastfehler
auftritt, steuert der an dem Stromfühlerwiderstand hervorgerufene
Spannungsabfall einen Nebenschlussregler an, so dass dieser eine
optische Trennschaltung einschaltet, um einen Kondensator in eine
RC-Zeitgeberschaltung
zu entladen. Hierdurch wird eine Schmitt-Triggerschaltung ausgelöst, welche
den Stromfluss zur Last unterbricht. Der Nebenschlussregler schaltet
anschließend
die optische Trennschaltung aus, was bewirkt, dass sich der Kondensator
bis zu einer vorgegebenen Höhe
auflädt,
bei welcher die Schmitt-Triggerschaltung
betätigt
wird, die den Stromfluss durch die Last ermöglicht.US-A-5,457,591 discloses a current overload protection circuit
in which a full wave rectifier bridge between
a load and a power source is connected. A current sensor resistor
is connected in parallel to the bridge circuit,
to the size of the in
the load of flowing electricity
to eat. If an overload error
occurs, the one caused at the current sensor resistor controls
Voltage drop to a shunt regulator so that this one
optical isolator turns on to convert a capacitor into a
RC timer circuit
to unload. This triggers a Schmitt trigger circuit, which
interrupts the flow of current to the load. The shunt regulator switches
subsequently
the optical isolator circuit, which causes the capacitor
up to a predetermined height
charges,
where the Schmitt trigger circuit
actuated
that allows current to flow through the load.
In jüngster Zeit wurden die Relais
des mit Widerstandsheizelementen und Bimetallelementen ausgestatteten
Typs durch elektrische Überlastrelais ersetzt.
Ein solches Relais wird in dem dem gleichen Inhaber erteilten Patent
US-A-5.179.495 (EP-A-0.469.207) offenbart. Eine selbstangetriebene Mehrphasenschaltungs-Schutzvorrichtung,
die eine Vielzahl von miteinander verbundenen und parallelgeschalteten
Stromwandlern umfasst, ist so beschaffen, dass diese jeweils einer
Phase einer mehrphasigen Last zugeordnet sind. Die Stromwandler
stellen Signale zur Verfügung,
welche jeweils den in der zugehörigen
Phase fließenden
Strom repräsentieren. Wenn
eine vorgegebene Bedingung, zum Beispiel ein Phasenausfall, erkannt
wird, wird in Reaktion auf ein Fehlersignal, das von einer Fehlererkennungsschaltung
erzeugt wird, ein Schalter betätigt,
welcher den Stromfluss zur Last unterbricht. Es ist eine Stromversorgungsschaltung
für die
Fehlererkennungsschaltung vorgesehen und an eine elektrische Anschlussklemme
angeschlossen.Recently, the relays
the one equipped with resistance heating elements and bimetal elements
Type replaced by electrical overload relays.
Such a relay is in the patent granted to the same owner
US-A-5,179,495 (EP-A-0.469.207). A self-powered multiphase circuit protection device,
which are a multitude of interconnected and connected in parallel
Current transformers includes, is designed so that each one
Phase are assigned to a multi-phase load. The current transformers
provide signals
which each the in the associated
Phase flowing
Represent electricity. If
a predetermined condition, for example a phase failure, is recognized
is in response to an error signal from an error detection circuit
is generated, a switch is actuated,
which interrupts the flow of current to the load. It is a power supply circuit
for the
Fault detection circuit provided and to an electrical connection terminal
connected.
Die Ausgänge einer solchen Schaltungsanordnung
haben normalerweise eine relativ niedrige Stromstärke, und
demzufolge kann, damit der Ausgang den Strom in der Schützspule
steuern kann, ein elektrisch-mechanischer Schalter erforderlich
sein.The outputs of such a circuit arrangement
usually have a relatively low amperage, and
consequently, so that the output can carry the current in the contactor coil
can control, an electrical-mechanical switch required
his.
In einem Falle bleibt ein Überlastrelais,
nachdem es ausgelöst
worden ist, in einer geöffneten
Position, wodurch es den Stromfluss zum Schütz verhindert, und muss manuell
zurückgesetzt
werden. Gewöhnlich
wird ein Druckknopf verwendet, so dass ein Bediener den Druckknopf
drücken
kann, um ein Rücksetzen
des Systems zu bewirken, indem er die Kontakte des Überlastrelais
schließt,
um den Stromfluss zur Schützspule
wieder zu ermöglichen,
wodurch wiederum die Kontakte des Schützes geschlossen werden und
das elektrische Gerät
mit Strom versorgt wird.In one case, an overload relay remains
after it fired
has been in an open
Position, which prevents the flow of current to the contactor, and must be done manually
reset
become. Usually
a push button is used so that an operator presses the button
to press
can to reset
of the system by the contacts of the overload relay
closes
around the current flow to the contactor coil
again to enable
which in turn closes the contacts of the contactor and
the electrical device
is powered.
In Zeiten einer Überlast werden dem Stand der
Technik entsprechende Überlastrelais
normalerweise ausgelöst,
nachdem die Überlast
eine Zeitlang aufgetreten ist. Diese verzögerte Auslösung hilft, eine Fehlauslösung bei
kleineren Schwankungen oder einer Rauschstörung in den Signalen zu verhindern.
Diese Relais geben jedoch normalerweise während der Zwischenzeit zwischen
der ersten Erkennung einer Überlast
und der Auslösung
des Relais kein Warnsignal und keinen Alarm aus. Daher bemerkt der
Benutzer nicht, dass Überlasten
auftreten, und kann keine Korrekturmaßnahmen ergreifen, um ein Auslösen zu verhindern.In times of overload, prior art overload relays are normally triggered after the overload has occurred for a period of time. This delayed triggering helps to prevent false triggering in the event of minor fluctuations or noise in the signals. However, these relays normally give in the meantime between the first detection of an overload and the triggering of the Re release no warning signal and no alarm. Therefore, the user does not notice that overloads occur and cannot take corrective action to prevent tripping.
In Zeiten von Phasenausfällen werden
dem Stand der Technik entsprechende Relais normalerweise ausgelöst, nachdem
während
eines relativ kurzen Zeitraums ein Phasenausfall vorgelegen hat.
Bei dem Stand der Technik entsprechende Relais werden jedoch RC-Zeitgeberschaltungen
verwendet, um diese Verzögerungsdauern
zu bestimmen. Da RC-Zeitgeberschaltungen empfindlich gegenüber Änderungen
von Temperatur und Feuchtigkeit sind, kann sich die RC-Zeitkonstante
infolge solcher Änderungen ändern, was
zu Fehlauslösungen
führen kann,
wodurch wiederum der Motor beschädigt
werden kann.In times of phase failures
state of the art relays normally trip after
while
there has been a phase failure for a relatively short period of time.
However, relays corresponding to the prior art become RC timer circuits
used this delay periods
to determine. Because RC timer circuits are sensitive to changes
of temperature and humidity, the RC time constant can change
as a result of such changes change what
to false triggers
can lead,
which in turn damages the engine
can be.
Zusammenfassung
der ErfindungSummary
the invention
Es ist wünschenswert, ein Überlastrelais
bereitzustellen, das automatisch zurückgesetzt wird, nachdem es
ausgelöst
worden ist. In solchen Fällen sendet
eine automatische Rücksetzschaltung
periodisch ein Rücksetzsignal
an einen Auslösemechanismus,
um das Relais ohne Betätigung
eines Rücksetzdruckkknopfes
oder eines ähnlichen
Mechanismus automatisch zurückzusetzen.It is desirable to have an overload relay
which will automatically reset after it
triggered
has been. In such cases sends
an automatic reset circuit
periodically a reset signal
a trigger mechanism,
around the relay without actuation
a reset push button
or something similar
Reset mechanism automatically.
Es ist weiterhin wünschenswert,
dass ein Überlastrelais
ein Überlast-Warnsignal oder ein
Phasenausfall-Warnsignal zur Verfügung stellt, bevor die Auslösung des
Relais erfolgt. Durch diese Warnung kann der Benutzer darüber informiert
werden, dass eine Überlast
oder ein Phasenausfall aufgetreten ist, und sie ermöglicht,
dass Korrekturmaßnahmen
ergriffen werden, bevor der Motor abgeschaltet wird.It is still desirable
that an overload relay
an overload warning signal or a
Phase failure warning signal is available before triggering the
Relay occurs. This warning can inform the user of this
be that an overload
or a phase failure has occurred and it enables
that corrective action
be taken before the engine is switched off.
Außerdem ist es wünschenswert,
dass bei einem Überlastrelais
genaue Zeitgeberschaltungen verwendet werden, die weniger empfindlich
gegenüber Änderungen
von Temperatur und Feuchtigkeit sind.It is also desirable
that with an overload relay
accurate timing circuits are used that are less sensitive
towards changes
of temperature and humidity.
Es ist ebenfalls wünschenswert,
ein zuverlässiges
und genaues Überlastrelais
in Form einer kompakten Baugruppe bereitzustellen, welches wirtschaftlich
hergestellt werden kann.It is also desirable
a reliable
and accurate overload relay
To provide in the form of a compact assembly, which is economical
can be manufactured.
Überdies
ist es wünschenswert,
ein Überlastrelais
bereitzustellen, welches genau eingestellt werden kann, so dass
es bei zuvor gewählten Überlastwerten
ausgelöst
wird.moreover
is it desirable
an overload relay
provide which can be set exactly so that
it with previously selected overload values
triggered
becomes.
Die vorliegende Erfindung stellt
eine Überwachungsvorrichtung
bereit, wie sie in Anspruch 1 definiert ist. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform überwacht
ein Überlastrelais
eine Drehstromlast, normalerweise einen Motor. Das Überlastrelais
umfasst eine Vielzahl von Stromfühlerschaltungen,
die jeweils einem Phaseneingang der Last zugeordnet sind, um ein
Signal zur Verfügung
zu stellen, welches den Strom zum jeweiligen Phaseneingang repräsentiert.
Es sind Summiermittel vorgesehen, um diese Eingangssignale zu empfangen
und ein Signal zur Verfügung
zu stellen, welches mit dem Mittelwert des Stroms zu den Phaseneingängen verknüpft ist.
Eine Stromversorgungsschaltung bewirkt, dass ein Referenzsignal
zur Verfügung
gestellt wird, und eine RC-Schaltung ist an die Summiermittel angeschlossen.
Ein Komparator ist sowohl mit dem Referenzsignal als auch mit der
RC-Schaltung verbunden, um ein Signal von der letzteren mit dem
Referenzsignal zu vergleichen und ein Überlastsignal zur Verfügung zu
stellen, wenn das Strommittelwert-Signal anzeigt, dass eine Überlast
vorliegt. Ein Schalter spricht auf das Überlastsignal an und ist so
beschaffen, dass er verwendet werden kann, um den Leistungsfluss
zu der Last zu unterbrechen, mit welcher das Überlastrelais gekoppelt werden
kann.The present invention provides
a monitoring device
ready as defined in claim 1. In a preferred one
Embodiment monitors
an overload relay
a three-phase load, usually a motor. The overload relay
includes a variety of current sensor circuits,
which are each assigned to a phase input of the load
Signal available
to represent, which represents the current to the respective phase input.
Summing means are provided to receive these input signals
and a signal available
which is linked to the mean value of the current to the phase inputs.
A power supply circuit causes a reference signal
to disposal
is set, and an RC circuit is connected to the summing means.
A comparator is with both the reference signal and the
RC circuit connected to a signal from the latter to the
Compare reference signal and an overload signal is available too
when the average current signal indicates that an overload
is present. A switch responds to the overload signal and is so
procure that it can be used to power flow
to interrupt the load to which the overload relay is coupled
can.
Vorzugsweise ist die Stromversorgungsschaltung
mit den Stromgebern verbunden, um elektrische Energie von ihnen
zu erhalten. Vorzugsweise sind die Stromgeber Stromwandler, sind
miteinander in Parallelschaltung verbunden und sind andererseits mit
der Stromversorgungsschaltung und dem Eingang derselben in Reihe
geschaltet.Preferably the power supply circuit
connected to the current transmitters to get electrical energy from them
to obtain. The current transmitters are preferably current transformers
connected to each other in parallel and are on the other hand with
the power supply circuit and the input thereof in series
connected.
Vorzugsweise ist zwischen dem Stromwandler
und der Stromversorgungsschaltung eine Spannungsklemmvorrichtung
zwischengeschaltet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Spannungsklemmvorrichtung
eine Zener-Diode. Bei einer Ausführungsform
ist eine Leistungsvernichter-Schaltung an die Spannungsklemmvorrichtung
angeschlossen, um die Verlustleistung in derselben zu verringern.Is preferably between the current transformer
and the power supply circuit a voltage clamp
interposed. In a preferred embodiment, the tension clamp is
a zener diode. In one embodiment
is a power dissipation circuit to the voltage clamping device
connected to reduce the power loss in the same.
Vorzugsweise umfasst das Überlastrelais der
vorliegenden Erfindung eine Fehlererkennungs-Schaltungsanordnung,
die mit den Stromfühlervorrichtungen,
insbesondere den Stromwandlern, und mit den Summiermitteln verbunden
ist, um den Ausfall einer Phase an irgendeinem der Phaseneingänge zu erkennen.
Vorzugsweise umfasst die besagte Schaltungsanordnung eine Vielzahl
von Komparatoren, jeweils einen für jede Phase der Last, und es
ist eine Eingangsschaltung für
jeden Komparator vorgesehen. Jede Eingangsschaltung ist mit einer entsprechenden
Stromfühlerschaltung
verbunden, um das Stromsignal für die
zugehörige
Phase zu empfangen, und mit dem Summiermittel, um das Strommittelwert-Signal
zu empfangen, und stellt dem entsprechenden Komparator ein mit der
Summe derselben zusammenhängendes
Signal zur Verfügung.The overload relay preferably comprises the
present invention an error detection circuit arrangement,
the one with the current sensing devices,
especially the current transformers, and connected to the summing means
is to detect the failure of a phase at any of the phase inputs.
Said circuit arrangement preferably comprises a multiplicity
of comparators, one for each phase of the load, and it
is an input circuit for
each comparator provided. Each input circuit has a corresponding one
The current sensing circuit
connected to the current signal for the
associated
Receive phase and with the summing means to get the current average signal
and receives the corresponding comparator with the
Sum of the same
Signal available.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
sind zwischen den Komparatoren und dem Schalter digitale Impulsverlängerungsschaltungen
zwischengeschaltet und wandeln Impulsfolgen von den Komparatoren
in Gleichstromsignale um, die anzeigen, ob Strom in dem entsprechenden
Zweig vorhanden ist. Die digitalen Impulsverlängerungsschaltungen sind mit
einem digitalen Phasenausfall-Zeitgeber verbunden, welcher ein Phasenausfallsignal
abgibt, nachdem während
der Dauer eines vorgegebenen Zeitintervalls ein Phasenausfall erkannt
worden ist. Dies verhindert, dass das Relais bei geringfügigen Schwankungen
oder einem Rauschen in den Signalen ausgelöst wird.In a preferred embodiment, digital pulse extension circuits are interposed between the comparators and the switch and convert pulse trains from the comparators into DC signals indicating whether there is current in the corresponding branch. The digital pulse extension circuits are connected to a digital phase failure timer which emits a phase failure signal after a phase failure has been detected for the duration of a predetermined time interval. This prevents the relay from minor Fluctuations or noise in the signals is triggered.
Gemäß einem weiteren Aspekt der
Erfindung sind Überlast-
und Phasenausfall-Warnschaltungen vorgesehen, um ein Warnsignal
auszugeben, wenn eine Überlast-
oder Phasenausfall-Bedingung erkannt worden ist. In den meisten
Fällen
werden, da eine Verzögerung
zwischen einer anfänglichen Überlast-
oder Phasenausfall-Bedingung und der Auslösung des Relais vorhanden ist
(so dass Fehlauslösungen
verhindert werden), diese Warnsignale vor der Auslösung des
Relais ausgegeben und können daher
den Bediener warnen, dass eine Überlast
oder ein Phasenausfall eingetreten ist, wodurch sie dem Benutzer
ermöglichen,
vor der Auslösung
eine Korrekturmaßnahme
durchzuführen.According to another aspect of
Invention are overload
and phase loss warning circuits are provided to provide a warning signal
output when an overload
or phase failure condition has been detected. In most
make
be because of a delay
between an initial overload
or phase failure condition and the triggering of the relay is present
(so that false triggers
be prevented), these warning signals before the triggering of the
Relays are issued and can therefore
warn the operator that an overload
or a phase failure has occurred, causing it to the user
enable,
before triggering
a corrective action
perform.
Weitere Vorteile werden aus der nachfolgenden
Beschreibung ersichtlich, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
gegeben wird.Other advantages will come from the following
Description can be seen, which in conjunction with the accompanying drawings
is given.
Beschreibung
der Zeichnungendescription
of the drawings
Die beigefügten Zeichnungen, welche mit
in die Patentbeschreibung einbezogen sind und einen Bestandteil
derselben darstellen, zeigen eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung und dienen zusammen mit der oben gegebenen allgemeinen
Beschreibung und der nachfolgend gegebenen ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
dazu, die Hauptmerkmale der Erfindung zu erläutern.The attached drawings, which with
are included in the patent description and a component
thereof show a presently preferred embodiment
of the invention and serve together with the general given above
Description and detailed description of the preferred embodiment given below
to explain the main features of the invention.
1 ist
ein Stromlaufplan eines gemäß der Erfindung
hergestellten Überlastrelais. 1 Figure 3 is a circuit diagram of an overload relay made in accordance with the invention.
2 ist
ein Blockschaltbild einer gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellten integrierten Schaltung; und 2 Figure 3 is a block diagram of an integrated circuit made in accordance with the present invention; and
3 ist
eine graphische Darstellung des Widerstands eines Potentiometers
in Abhängigkeit von
der Drehung des Potentiometerdrehknopfes gemäß der Erfindung. 3 is a graphical representation of the resistance of a potentiometer as a function of the rotation of the potentiometer knob according to the invention.
Beschreibung der bevorzugten
AusführungsformDescription of the preferred
embodiment
Eine als Beispiel dienende Ausführungsform eines
gemäß der vorliegenden
Erfindung hergestellten Überlastrelais
ist allgemein in schematischer Form in 1 dargestellt. Dasselbe ist im Allgemeinen
dazu bestimmt, mit einer Drehstromlast gekoppelt zu werden, obwohl
seine Verwendung nicht darauf beschränkt ist. Mit 10, 12 und 14 sind
Phasenleiter bezeichnet, welche an die Last (nicht dargestellt) angeschlossen
sind. Einzelne Stromwandler 16, 18 und 20 sind
jeweils einem der Leiter 10, 12 und 14 zugeordnet
und über
den Leiter 22 parallelgeschaltet.An exemplary embodiment of an overload relay made in accordance with the present invention is shown generally in schematic form in FIG 1 shown. The same is generally intended to be coupled to a three-phase load, although its use is not so limited. With 10 . 12 and 14 are phase conductors that are connected to the load (not shown). Individual current transformers 16 . 18 and 20 are each one of the leaders 10 . 12 and 14 assigned and via the leader 22 connected in parallel.
Jedem der Stromwandler 16, 18 und 20 ist ein
Stromfühlerwiderstand 24 zugeordnet.
Zwischen jedem Stromwandler 16, 18 und 20 und
seinem zugehörigen
Stromfühlerwiderstand 24 ist
jeweils eine Verzweigung 26, 28 oder 30 angeordnet,
von der ein Signal, welches den durch die zugehörige Phase fließenden Strom
repräsentiert,
abgenommen werden kann. Dioden 31 und 32 dienen
als Gleichrichter für die
Signale für
jede der Phasen, so dass ein Gleichstromsignal auf der Leitung 22 vorhanden
ist, welche wiederum mit einer ersten Stromversorgungsschaltung
verbunden ist, die allgemein mit 34 bezeichnet ist. Eine
elektrische Spannungsklemmvorrichtung in der Form einer Zener-Diode 36 ist
zwischen dem gemeinsamen Knotenpunkt und der ersten Stromversorgungsschaltung 34 angeordnet,
insbesondere zwischen dem Gleichrichter, der durch die Dioden 31 und 32 gebildet
wird, und der ersten Stromversorgungsschaltung 34.Each of the current transformers 16 . 18 and 20 is a current sensor resistor 24 assigned. Between each current transformer 16 . 18 and 20 and its associated current sensor resistance 24 is a branch in each case 26 . 28 or 30 arranged, from which a signal which represents the current flowing through the associated phase can be taken. diodes 31 and 32 serve as a rectifier for the signals for each of the phases, leaving a DC signal on the line 22 is present, which in turn is connected to a first power supply circuit, generally with 34 is designated. An electrical voltage clamp device in the form of a Zener diode 36 is between the common node and the first power supply circuit 34 arranged, in particular between the rectifier through the diodes 31 and 32 is formed, and the first power supply circuit 34 ,
Die erste Stromversorgungsschaltung 34 umfasst
einen Ballastwiderstand 38 und einen Kondensator 44 zum
Speichern von Spannung. Eine zweite Stromversorgungsschaltung, die
allgemein mit 48 bezeichnet ist, gewährleistet eine zweite Stromquelle
zur Stromversorgung der Fehler-Schaltungsanordnung während eines
Fehlers (wie weiter unten ausführlicher
beschrieben wird). Die zweite Stromversorgungsschaltung umfasst
eine Diode 40 und einen Kondensator 42 zum Speichern
von Energie. Der Kondensator 44 der ersten Stromversorgungsschaltung 34 ist
von der zweiten Stromversorgungsschaltung 48 mittels der
Diode 41 isoliert. Wie weiter unten ausführlicher
beschrieben wird, verhindert dies, dass sich die im Kondensator 44 gespeicherte
Spannung während
eines Fehlers zu schnell verringert.The first power supply circuit 34 includes a ballast resistor 38 and a capacitor 44 for storing voltage. A second power supply circuit, generally with 48 provides a second power source to power the fault circuitry during a fault (as will be described in more detail below). The second power supply circuit comprises a diode 40 and a capacitor 42 for storing energy. The condenser 44 the first power supply circuit 34 is from the second power supply circuit 48 by means of the diode 41 isolated. As will be described in more detail below, this prevents that in the capacitor 44 stored voltage decreased too quickly during an error.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Relais eine integrierte Schaltung 50. Wie in 2 dargestellt, enthält die integrierte
Schaltung 50 eine Phasenausfall-Erkennungsschaltung 100; eine
Unterspannungs-Sperrschaltung 130; eine Überlast-Warnschaltung 140;
einen Oszillatorkreis 150; eine Selbstrücksetz-Schaltung 160; eine Drehstromkomparatorschaltung 180;
und eine Ausgangstreiberschaltung 190.In the preferred embodiment, the relay comprises an integrated circuit 50 , As in 2 shown contains the integrated circuit 50 a phase failure detection circuit 100 ; an undervoltage blocking circuit 130 ; an overload warning circuit 140 ; an oscillator circuit 150 ; a self-reset circuit 160 ; a three-phase comparator circuit 180 ; and an output driver circuit 190 ,
Die Unterspannungs-Sperrschaltung 130 umfasst
einen ersten Abschnitt 132, welcher eine Referenzspannung
V + zur Verfügung
stellt. Diese Spannung wird als eine Referenzspannung für die verschiedenen
Komponenten in den 1 und 2 verwendet, die mit der
Bezeichnung V + versehen sind. Die Sperrschaltung 130 umfasst
auch einen zweiten Abschnitt, welcher einen Komparator 134 und
Spannungsteilerwiderstände 136 und 138 umfasst.
Die Widerstände 136 und 138 sind
so geschaltet, dass sie Strom von der ersten Stromversorgungsschaltung 34 erhalten
und daraus ein proportionales Spannungssignal mit der Bezugszahl 139 ableiten. Das
Spannungssignal 139 wird dem Komparator 134 zum
Vergleich mit dem Referenzspannungssignal V + zur Verfügung gestellt.
Der Komparator 134 liefert immer dann ein Signal "Strom OK", wenn das Spannungssignal 139 größer oder
gleich einem vorgegebenen Wert ist und das Referenzspannungssignal
V+ stabil ist. Die Unterspannungs-Sperrschaltung 130 wird
verwendet, um eine Fehlauslösung
des Überlastrelais
zu verhindern, wenn das Referenzsignal nicht stabil ist. Die Unterspannungs-Sperrschaltung 130 sorgt
außerdem
dafür,
dass der Kondensator 42 über ausreichend Energie verfügt, um die
Magnetspule auszulösen.The undervoltage blocking circuit 130 includes a first section 132 , which provides a reference voltage V +. This voltage is used as a reference voltage for the various components in the 1 and 2 used, which are labeled V +. The blocking circuit 130 also includes a second section, which is a comparator 134 and voltage divider resistors 136 and 138 includes. The resistances 136 and 138 are connected to receive current from the first power supply circuit 34 received and from it a proportional voltage signal with the reference number 139 derived. The voltage signal 139 becomes the comparator 134 provided for comparison with the reference voltage signal V +. The comparator 134 always delivers a signal "current OK" when the voltage signal 139 is greater than or equal to a predetermined value and the reference voltage signal V + is stable. The undervoltage blocking circuit 130 is used to trigger a mistake of the overload prevent trelais if the reference signal is not stable. The undervoltage blocking circuit 130 also ensures that the capacitor 42 has enough energy to trigger the solenoid.
Der Drehstromverstärker 170 der
integrierten Schaltung 50, welcher einen invertierenden
Operationsverstärker 172 umfasst,
funktioniert im Zusammenwirken mit der in 1 dargestellten diskreten Verstärkerschaltung,
die allgemein mit der Bezugszahl 80 bezeichnet ist. Diese
Vorrichtung ist so beschaffen, dass sie die Signale von den Verzweigungen 26, 28 und 30 addiert
und verstärkt.
Genauer, Signale von den Verzweigungen 26, 28 und 30,
welche negativ sind, werden einer Summierverzweigung 46 zugeführt, welche
als ein Eingang mit dem invertierenden Operationsverstärker 172 in
der integrierten Schaltung verbunden ist. Der resultierende positive
Ausgang vom Verstärker 172 ist
dann proportional zum Mittelwert der in den einzelnen Leitern 10, 12 und 14 fließenden Ströme. Außerdem ist
eine einstellbare Rückkopplung,
welche ein Potentiometer 82 umfasst, ist ebenfalls zwischen
der Summierverzweigung 46 und dem zum Verstärker führenden
Ausgang zwischengeschaltet. Dies ermöglicht dem Benutzer, die Schaltungsanordnung
so einzustellen, dass sie das Relais bei einer gewählten Motorüberlast-Stromstärke auslöst.The three-phase amplifier 170 the integrated circuit 50 which has an inverting operational amplifier 172 includes, works in cooperation with the in 1 Discrete amplifier circuit shown, generally with the reference number 80 is designated. This device is designed to receive the signals from the branches 26 . 28 and 30 added and reinforced. More specifically, signals from the branches 26 . 28 and 30 which are negative become a summation branch 46 fed which as an input to the inverting operational amplifier 172 is connected in the integrated circuit. The resulting positive output from the amplifier 172 is then proportional to the mean value in the individual conductors 10 . 12 and 14 flowing currents. There is also an adjustable feedback, which is a potentiometer 82 is also between the summing branch 46 and the output leading to the amplifier. This allows the user to set the circuitry to trip the relay at a selected motor overload current.
Wie für Fachleute leicht zu erkennen
ist, ist aufgrund der Rückkopplungsanordnung
des Verstärkers 172 der
Einstellwert des Überlaststromes
umgekehrt proportional zum Widerstand des Potentiometers. Das heißt, wenn
sich der Widerstand des Potentiometers verringert, wächst der
Einstellwert der Amperezahl, und umgekehrt. Da jedoch die Stromstärke zum
Widerstand reziprok ist, hat, wenn der Widerstand des Potentiometers
relativ niedrig ist (und die Amperezahl relativ groß), eine
geringe Änderung
des Widerstandes eine große
Auswirkung auf den Einstellwert der Stromstärke. Andererseits hat, wenn
der Widerstand des Potentiometers relativ hoch ist (und die Amperezahl
relativ klein), eine Änderung
des Widerstandes eine geringere Auswirkung auf den Einstellwert
der Stromstärke.
Deshalb ist es bei höheren Einstellwerten
der Stromstärke
schwierig, das Potentiometer genau einzustellen, da kleine Änderungen des
Widerstandes erhebliche Änderungen
des Einstellwertes der Stromstärke
zur Folge haben. Dies trifft insbesondere deshalb zu, weil statische Überlastrelais
gewöhnlich
klein und kompakt sind und daher kleine Potentiometer aufweisen.As will be readily appreciated by those skilled in the art, is due to the amplifier's feedback arrangement 172 the set value of the overload current is inversely proportional to the resistance of the potentiometer. This means that when the resistance of the potentiometer decreases, the set value of the amperage increases, and vice versa. However, since the current to the resistor is reciprocal, if the resistance of the potentiometer is relatively low (and the amperage is relatively large), a small change in the resistance has a large effect on the current value setting. On the other hand, if the resistance of the potentiometer is relatively high (and the amperage is relatively small), a change in the resistance has less effect on the current setting value. It is therefore difficult to set the potentiometer precisely at higher current values, since small changes in the resistance result in significant changes in the current value. This is particularly true because static overload relays are usually small and compact and therefore have small potentiometers.
Um dieses Problem zu verringern, ändert das
Potentiometer 82 vorzugsweise seinen Widerstand, wenn es
eingestellt wird, so dass es eine Auswirkung auf die Einstellwerte
der Stromstärke
hat, die einem linearen Verlauf näher kommt. Dies ermöglicht dem
Benutzer, das Potentiometer 82 genauer auf einen vorgegebenen
Einstellwert der Stromstärke
einzustellen, insbesondere bei relativ großen Einstellwerten der Stromstärke. 3 zeigt den bevorzugten
Widerstand des Potentiometers 82 als Funktion der Drehung
des Potentiometerdrehknopfes. In diesem Beispiel kann der Knopf
aus einer Position von 0 Grad in eine Position von 280 Grad gedreht
werden, und der Widerstand des Potentiometers nimmt als eine Funktion
der Drehung des Knopfes ab. Im Unterschied zu herkömmlichen
Potentiometern erhöht
sich jedoch, wenn der Knopf gedreht wird, der Widerstand des Potentiometers 82 mit
einer ersten Geschwindigkeit, und danach, ab einer bestimmten Position
der Drehung des Knopfes, ändert
er sich mit einer zweiten Geschwindigkeit.To reduce this problem, the potentiometer changes 82 preferably its resistance when it is adjusted so that it has an effect on the current intensity settings that is closer to a linear curve. This enables the user to use the potentiometer 82 to be set more precisely to a predetermined current value setting, in particular in the case of relatively large current value settings. 3 shows the preferred resistance of the potentiometer 82 as a function of the rotation of the potentiometer knob. In this example, the knob can be rotated from a 0 degree position to a 280 degree position and the resistance of the potentiometer decreases as a function of the knob rotation. In contrast to conventional potentiometers, however, when the knob is turned, the resistance of the potentiometer increases 82 at a first speed, and then, after a certain position of the knob rotation, it changes at a second speed.
Genauer, und wie in 3 dargestellt ist, erhöht sich
der Widerstand des Potentiometers 82 als Funktion der Drehung
des Knopfes bis ungefähr zu
einer Drehung des Knopfes von 140 Grad (was ungefähr 50 Prozent
der maximalen Drehung entspricht) mit einer Geschwindigkeit, und
mit einer anderen Geschwindigkeit von einer Drehung des Knopfes
von ungefähr
140 Grad bis zu einer Drehung des Knopfes von ungefähr 280 Grad.
Demzufolge hat sich der Widerstand des Potentiometers, wenn der Drehknopf
des Potentiometers 82 bis zu ungefähr 50 Prozent seiner maximalen
Drehung gedreht ist, weniger als bis 50 Prozent seines Maximums
erhöht.
Von diesem Punkt ab, wenn der Knopf über 50 Prozent hinaus gedreht
wird, erhöht
sich der Widerstand mit einer größeren Geschwindigkeit
bis zu etwa 100 Prozent seines maximalen Wertes. Dagegen weisen
herkömmliche
Potentiometer normalerweise eine einzige, lineare Geschwindigkeit
der Änderung
des Widerstandes während
der gesamten Drehung des Knopfes auf. Das zwei Geschwindigkeiten
aufweisende Potentiometer 82 erleichtert es dem Benutzer, spezielle
Werte der Überlast
mit Hilfe des Drehknopfes des Potentiometers einzustellen, insbesondere
in der Nähe
der minimalen Widerstandseinstellungen des Potentiometers (welche
den maximalen Überlast-Bemessungswerten
des Relais entsprechen).More specifically, and as in 3 is shown, the resistance of the potentiometer increases 82 as a function of rotating the knob up to approximately 140 degrees of knob rotation (which is approximately 50 percent of the maximum rotation) at one speed and at a different rate from approximately 140 degrees of knob rotation to a knob rotation of about 280 degrees. As a result, the resistance of the potentiometer when the knob of the potentiometer 82 is rotated up to about 50 percent of its maximum rotation, less than up to 50 percent of its maximum. From this point on, when the knob is turned over 50 percent, the resistance increases at a faster rate up to about 100 percent of its maximum value. In contrast, conventional potentiometers typically have a single, linear rate of change in resistance throughout the rotation of the knob. The two-speed potentiometer 82 makes it easier for the user to set specific overload values using the potentiometer knob, especially near the minimum resistance settings of the potentiometer (which correspond to the maximum overload ratings of the relay).
Natürlich ist für Fachleute leicht zu erkennen, dass
das Potentiometer 82 so gestaltet werden könnte, dass
es andere Geschwindigkeiten der Widerstandsänderung in Abhängigkeit
von der Drehung des Knopfes aufweist, um im Wesentlichen dieselbe Wirkung
zu erzielen, z. B. gemäß einer
Exponentialfunktion, einer nichtlinearen Funktion, mehreren linearen
Funktionen (mehr als zwei) usw. Das offenbarte Potentiometer mit
zwei linearen Geschwindigkeiten der Änderung soll nur als Beispiel
dienen. Entsprechend ist auch das offenbarte Potentiometer mit einer Drehung
des Knopfes von 0 bis 280 Grad nur als Beispiel zu betrachten, da
ein beliebiger Typ eines Stellwiderstandes verwendet werden kann.Of course, it is easy for experts to recognize that the potentiometer 82 could be designed to have different rates of resistance change depending on the rotation of the knob to achieve substantially the same effect, e.g. B. according to an exponential function, a non-linear function, several linear functions (more than two) etc. The disclosed potentiometer with two linear speeds of change is only intended as an example. Accordingly, the disclosed potentiometer with a turn of the knob from 0 to 280 degrees is only to be regarded as an example, since any type of variable resistor can be used.
Der Ausgang vom Verstärker 172 ist
mit einer RC-Schaltung verbunden, welche aus Widerständen 54 und 56 und
einem Kondensator 58 besteht, und wird dann der Phasenausfall-Erkennungsschaltung 180 in
der integrierten Schaltung zugeführt.
Genauer, dieses Signal wird einem Überlast-Komparator 182 zugeführt, wo
es mit dem Referenzspannungssignal V + verglichen wird. Der Komparator 182 weist
eine eingebaute Hysterese auf, um eine Oszillation zu verhindern.
Die Anordnung ist so beschaffen, dass, wenn das Signal anzeigt,
dass der Strommittelwert das Referenzspannungssignal V + um einen
vorgegebenen Wert überschreitet,
ein Überlastsignal
dem Ausgang 184 des Überlast-Komparators 182 zugeführt wird.
Der Ausgang 184 ist wiederum mit der Ausgangstreiberschaltung 190 verbunden,
insbesondere mit dem Eingang eines ODER-Gatters 192, und
der Ausgang des ODER-Gatters 192 ist wiederum mit dem Eingang
eines UND-Gatters 194 verbunden, zusammen mit dem Eingang
von der Unterspannungs- Sperrschaltung 130,
welcher anzeigt, ob der Wert des Stroms "OK" ist.
Falls beide Bedingungen vorliegen, liefert das UND-Gatter 194 ein Überlastsignal
zum Einschalten eines Ausgangstreibers 196, welcher einen MOSFET
umfasst. Der Ausgangstreiber 196 ist mit einem Transistorschalter 92 verbunden
und betätigt ihn,
und dieser ist wiederum in Reihe mit einer Fehlerspule 94 und
mit der zweiten Spannungsversorgung geschaltet.The output from the amplifier 172 is connected to an RC circuit, which consists of resistors 54 and 56 and a capacitor 58 exists, and then becomes the phase loss detection circuit 180 fed into the integrated circuit. More specifically, this signal is an overload comparator 182 fed where it is with the Refe limit voltage signal V + is compared. The comparator 182 has built-in hysteresis to prevent oscillation. The arrangement is such that when the signal indicates that the average current value exceeds the reference voltage signal V + by a predetermined value, an overload signal is output 184 of the overload comparator 182 is fed. The exit 184 is again with the output driver circuit 190 connected, in particular to the input of an OR gate 192 , and the output of the OR gate 192 is again with the input of an AND gate 194 connected, together with the input from the undervoltage blocking circuit 130 , which indicates whether the value of the current is "OK". If both conditions are met, the AND gate delivers 194 an overload signal to turn on an output driver 196 , which comprises a MOSFET. The output driver 196 is with a transistor switch 92 connected and operated, and this in turn is in series with a fault coil 94 and connected to the second power supply.
Demzufolge wird, wenn das den Strommittelwert
repräsentierende
Signal das Referenzspannungssignal V + um einen vorgegebenen Wert überschreitet
und der Wert des Stroms "OK" ist, die Fehlerspule
erregt, so dass sie auf herkömmliche
Weise mechanisch das Relais auslöst.
Der den MOSFET umfassende Ausgangstreiber 196 wird verwendet, um
zum Transistorschalter 92 einen Impuls zu senden, dessen
Dauer ausreichend ist, um die Funktion der Fehlerspule 94 freizugeben.
Die Hysterese bei den Komparatoren 182 und 134 sorgt
für eine
Impulsdauer von ausreichender Länge,
um die Auslösung des
Relais sicherzustellen.As a result, when the signal representing the mean current value exceeds the reference voltage signal V + by a predetermined value and the value of the current is "OK", the fault coil is energized so that it mechanically triggers the relay in a conventional manner. The output driver that includes the MOSFET 196 is used to switch to transistor 92 to send an impulse, the duration of which is sufficient for the function of the error coil 94 release. The hysteresis of the comparators 182 and 134 ensures a pulse duration of sufficient length to ensure that the relay trips.
Es ist anzumerken, dass die aus den
Widerständen 54 und 56 und
dem Kondensator 58 bestehende RC-Schaltung einen Speicher
zur Verfügung stellt,
um zu bestimmen, ob innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls
eine Auslösung
erfolgt ist, und zu bewirken, dass die Schaltung mit größerer Schnelligkeit
ausgelöst
wird, wenn dies der Fall war. Sie gewährleistet auch eine Verzögerung,
um dem Auftreten kurzzeitiger Überlastbedingungen
Rechnung zu tragen, wie etwa während
eines Anlaufs, wenn die Last eventuell mehr Strom aufnimmt. Die
Zeitkonstante der RC-Schaltung, welche die Widerstände 54 und 56 und
den Kondensator 58 umfasst, ist relativ groß, so dass
eine relativ langsame Entladung des Kondensators 58 gewährleistet
wird. Infolgedessen ist, wenn kurz vor einer Auslösung, die
durch einen erneuten Anstieg des Strommittelwertes bestimmt wird,
bereits eine Auslösung
vorgelegen hat, der Kondensator 58 nicht vollständig entladen
und lädt sich
schneller bis zu dem Wert auf, der schließlich die Auslösung des
MOSFET-Ausgangstreibers 196 bewirkt.
Offensichtlich erfolgt die erneute Auslösung um so schneller, je kürzer die
zwischen der vorhergehenden Auslösung
und der gegenwärtigen
Auslösung vergangene
Zeit ist, wie etwa bei wiederholten Anlaufvorgängen. Dieses Merkmal ist dazu
bestimmt, eine Überhitzung
der Last zu verhindern, welche eintreten würde, wenn die Auslösezeit unter
allen Umständen
konstant bliebe. In einem solchen Falle würden innerhalb eines kurzen
Zeitraums aufeinanderfolgende Auslösungen keine ausreichende Kühlung der
Last ermöglichen,
so dass eine Beschädigung hervorgerufen
werden könnte.It should be noted that those from the resistors 54 and 56 and the capacitor 58 existing RC circuit provides a memory to determine whether tripping has occurred within a predetermined time interval and to cause the circuit to be triggered with greater speed if this was the case. It also provides a delay to accommodate short-term overload conditions, such as during a start-up when the load may draw more current. The time constant of the RC circuit, which is the resistances 54 and 56 and the capacitor 58 is relatively large, so that a relatively slow discharge of the capacitor 58 is guaranteed. As a result, if there is a trip shortly before a trip determined by a renewed increase in the mean current value, the capacitor is 58 does not fully discharge and charges faster to the value that will eventually trigger the MOSFET output driver 196 causes. Obviously, the shorter the time that elapsed between the previous trip and the current trip, the faster the new trip, such as in the case of repeated start-up processes. This feature is designed to prevent the load from overheating, which would occur if the trip time remained constant under all circumstances. In such a case, successive trips within a short period of time would not allow sufficient cooling of the load, so that damage could be caused.
Es ist weiterhin anzumerken, dass,
wenn die Fehlerspule erregt ist, die erste und die zweite Stromversorgungsschaltung über die
Diode 40, den Kondensator 42 und die Magnetspule 94 kurzgeschlossen
sind. Infolgedessen nimmt die Spannung der ersten Stromversorgungsschaltung
während
des Zeitraums, in dem die Fehlerspule erregt ist, allmählich ab.
Wenn sich die Spannung der ersten Stromversorgungsschaltung so weit
verringert, dass sie kleiner als die Referenzspannung V + wird,
setzt der Komparator 134 der Sperrschaltung 130 des
Signal "Strom OK" auf L-Pegel. Diese
Bedingung wird als Eingang an das UND-Gatter 194 angelegt, welches
seinerseits den Ausgangstreiber 196 zurücksetzt, der wiederum den Transistorschalter 92 zurücksetzt
und die Fehlerspule 94 entregt. Dadurch wird verhindert, dass
während
einer Unterspannungsbedingung eine Selbsthaltung (Latching) des
Ausgangstreibers 196 erfolgt, was zur Folge haben würde, dass
die erste Stromversorgungsschaltung kurzgeschlossen wird, was verhindern
könnte,
dass die erste Stromversorgungsschaltung jemals die normale Betriebsspannung
erreicht.It should also be noted that when the fault coil is energized, the first and second power supply circuits are via the diode 40 , the capacitor 42 and the solenoid 94 are short-circuited. As a result, the voltage of the first power supply circuit gradually decreases during the period in which the error coil is energized. When the voltage of the first power supply circuit decreases so much that it becomes lower than the reference voltage V +, the comparator sets 134 the blocking circuit 130 of the "Current OK" signal at L level. This condition is used as an input to the AND gate 194 created, which in turn is the output driver 196 resets the transistor switch 92 resets and the fault coil 94 de-energized. This prevents the output driver from latching during an undervoltage condition 196 occurs, which would result in the first power supply circuit being short-circuited, which could prevent the first power supply circuit from ever reaching the normal operating voltage.
Das Überlastrelais stellt auch ein
Mittel zur Auslösung
zur Verfügung,
wenn eine oder mehrere Phasen ausfallen. Das heißt, wenn der Stromfluss in einer
der Leitungen 10, 12 oder 14 unterbrochen wird,
so wird diese Bedingung erkannt und verursacht eine Auslösung unabhängig von
einer eventuellen entsprechenden Erhöhung in den beiden funktionsfähig gebliebenen
Phasen.The overload relay also provides a means to trip if one or more phases fail. That is, when the current flows in one of the lines 10 . 12 or 14 is interrupted, this condition is recognized and triggers regardless of any corresponding increase in the two functional phases.
Genauer, drei Komparatoren 101, 102 und 103 in
der Phasenausfall-Erkennungsschaltung 100 sind
jeweils so geschaltet, dass sie Signale empfangen, welche die Summe
des Stroms durch die zugehörige
Phase und des Strommittelwertes durch alle Phasen repräsentieren,
wie in den 1 und 2 dargestellt ist. Wie aus 2 zu erkennen ist, ist der Eingang
des Komparators 103 ein Leiter 106, welcher wiederum
mit einer Verzweigung 108 von zwei Widerständen 110 und 112 verbunden
ist. Der Widerstand 112 kann mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 172 verbunden
sein, um von diesem das Strommittelwert-Signal zu empfangen, während der Widerstand 110 mit
der Verzweigung 30 verbunden sein kann, um von diesem das
Signal zu empfangen, welches den Strom in der zugehörigen Phase
repräsentiert.
Hierzu analoge, ähnlich
geschaltete Leiter und Widerstände
stellen den Komparatoren 101 und 102 Eingänge zur
Verfügung.More specifically, three comparators 101 . 102 and 103 in the phase loss detection circuit 100 are each switched in such a way that they receive signals which represent the sum of the current through the associated phase and the mean current value through all phases, as in FIGS 1 and 2 is shown. How out 2 the input of the comparator can be seen 103 a leader 106 which in turn has a branch 108 of two resistors 110 and 112 connected is. The resistance 112 can with the output of the operational amplifier 172 connected to receive the current average signal therefrom while the resistor 110 with the branching 30 can be connected to receive from it the signal which represents the current in the associated phase. Analog, similarly connected conductors and resistors provide the comparators 101 and 102 Inputs available.
Die Ausgänge von den Komparatoren 101, 102 und 103 sind
jeweils mit einer Impulsverlängerungsschaltung 114, 116 und 118 verbunden.
Vorzugsweise bestehen die Impulsverlängerungsschaltungen 114, 116 und 118 aus
digitalen Zeitgebern. Die von den Komparatoren 101, 102 und 103 kommenden
Ausgänge
werden den Rücksetz-Eingängen der
digitalen Zeitgeber 114, 116 und 118 zugeführt. Die
digitalen Zeitgeber sind so beschaffen, dass, wenn der Rücksetz-Eingang auf L-Pegel
bleibt, der Zeitgeber eine Timeout-Sequenz beginnt und nach einem
vorgegebenen Zeitintervall, oder genauer, nachdem er eine vorgegebene
Anzahl von Taktsignalen erhalten hat, den nichtinvertierten Ausgang
erhöht
(und den invertierten Ausgang absenkt). Falls der Zeitgeber während dieses
Intervalls ein Rücksetzsignal
erhält,
wird der Zeitgeber zurückgesetzt, und
er startet die Timeout-Sequenz
neu. Der invertierte Ausgang des Zeitgebers ist ein Spiegelbild.
Infolgedessen ist leicht einzusehen, dass, wenn die Phase in den
Leitern 10, 12 und 14 vorhanden ist, von
den Komparatoren 101, 102 und 103 Impulssignale
ausgegeben werden. Diese Impulssignale setzen die digitalen Zeitgeber 114, 116 und 118 zurück, wodurch
verhindert wird, dass die Zeitgeber eine Timeout-Sequenz vollenden.
Infolgedessen bleiben die invertierten Ausgänge der Zeitgeber 114, 116 und 118 auf
H-Pegel.The outputs from the comparators 101 . 102 and 103 are each with a pulse extension circuit 114 . 116 and 118 connected. The pulse extension circuits preferably exist 114 . 116 and 118 from digital timers. The one from the comparators 101 . 102 and 103 upcoming outputs will be the reset inputs of the digital timers 114 . 116 and 118 fed. The digital timers are designed so that when the reset input remains low, the timer begins a timeout sequence and after a predetermined time interval, or more precisely after receiving a predetermined number of clock signals, increases the non-inverted output (and lowers the inverted output). If the timer receives a reset signal during this interval, the timer is reset and it restarts the timeout sequence. The inverted output of the timer is a mirror image. As a result, it is easy to see that when the phase in the ladder 10 . 12 and 14 is present by the comparators 101 . 102 and 103 Pulse signals are output. The digital timers set these pulse signals 114 . 116 and 118 back, which prevents the timers from completing a timeout sequence. As a result, the inverted outputs of the timers remain 114 . 116 and 118 at H level.
Die invertierten Ausgänge der
digitalen Impulsverlängerungsschaltungen 114, 116 und 118 sind mit
den Eingängen
eines NAND-Gatters 120 verbunden, das wiederum mit einem
NAND-Gatter 122 verbunden ist, welches auch ein Signal
von der Unterspannungs-Sperrschaltung 130 empfängt, welches anzeigt,
der Strom "OK" ist. In 2 ist weiterhin ein optionales
Phasenausfall-Freigabesignal 123 dargestellt. Dieses optionale
Signal wird auch dem NAND-Gatter 122 zugeführt und
wirkt als ein Steuersignal.The inverted outputs of the digital pulse stretching circuits 114 . 116 and 118 are with the inputs of a NAND gate 120 connected, which in turn with a NAND gate 122 which is also a signal from the undervoltage blocking circuit 130 receives, which indicates the current is "OK". In 2 is still an optional phase loss enable signal 123 shown. This optional signal is also sent to the NAND gate 122 fed and acts as a control signal.
Das Ausgangssignal des NAND-Gatters 122 wird
dem Rücksetz-Eingang
eines Phasenausfall-Zeitgebers 124 zugeführt. Vorzugsweise
ist der Phasenausfall-Zeitgeber 124 ein
digitaler Zeitgeber.The output signal of the NAND gate 122 becomes the reset input of a phase loss timer 124 fed. Preferably the phase out timer is 124 a digital timer.
Folglich ist leicht einzusehen, dass,
wenn irgendeines der Signale am Eingang des NAND-Gatters 122 L-Pegel
aufweist, dem Rücksetz-Eingang des
Zeitgebers 124 ein Signal mit H-Pegel zugeführt wird,
was einen Zeitablauf des Zeitgebers verhindert, was bewirkt, dass
der nichtinvertierte Ausgang 126 des Zeitgebers 124 auf
L-Pegel bleibt. Daher ist leicht einzusehen, dass, wenn das optionale
Phasenausfall-Freigabesignal 123 L-Pegel aufweist, der
Zeitgeber 124 ein Rücksetz-Signal
mit H-Pegel erhält
und nicht in der Lage ist, seinen nichtinvertierten Ausgang auf
H-Pegel zu setzen. Dasselbe trifft auch zu, wenn das Signal "Strom OK" L-Pegel aufweist.
Ebenso bleibt, wenn die Phase in den Leitern 10, 12 und 14 vorhanden
ist, der Ausgang des NAND-Gatters 120 auf L-Pegel, was wiederum
zur Folge hat, dass der Ausgang des NAND-Gatters 122 auf
H-Pegel bleibt, was einen Zeitablauf des Zeitgebers verhindert.Consequently, it is easy to see that if any of the signals at the input of the NAND gate 122 L level, the reset input of the timer 124 an H level signal is applied, which prevents the timer from timing out, causing the non-inverted output 126 of the timer 124 remains at L level. Therefore, it is easy to see that when the optional phase failure enable signal 123 L level, the timer 124 receives a reset signal at H level and is unable to set its non-inverted output to H level. The same applies if the signal "Current OK" is L level. Likewise, if the phase remains in the ladders 10 . 12 and 14 is present, the output of the NAND gate 120 to L level, which in turn has the consequence that the output of the NAND gate 122 remains at H level, which prevents the timer from timing out.
Es ist jedoch leicht einzusehen,
dass, wenn in einem der Leiter 10, 12 oder 14 ein
Phasenausfall erfolgt, der Ausgang des NAND-Gatters 120 H-Pegel aufweist.
Wenn das Signal "Strom
OK" und das optionale
Phasenausfall-Freigabesignal 123 ebenfalls H-Pegel
haben, wird dem Zeitgeber 124 ein Rücksetz-Signal mit L-Pegel zugeführt. Dies
bewirkt, dass der Zeitgeber seine Timeout-Sequenz startet und nach einer vorgegebenen
Anzahl von Taktsignalen seinen nichtinvertierten Ausgang 126 auf
H-Pegel setzt. Der digitale Zeitgeber 124 ist so beschaffen, dass,
wenn das Rücksetz-Signal
auf L-Pegel gesetzt wird, der nichtinvertierte Ausgang 126 des
Zeitgebers nach einer vorgegebenen Anzahl von Taktzyklen, vorzugsweise
ca. 2 bis 2,9 Sekunden, nachdem das Rücksetz-Signal L-Pegel angenommen
hat, auf H-Pegel gesetzt wird. Diese zeitliche Verzögerung verhindert
eine Fehlauslösung.However, it is easy to see that when in one of the leaders 10 . 12 or 14 a phase failure occurs, the output of the NAND gate 120 H level. If the signal "power OK" and the optional phase failure enable signal 123 the timer also has an H level 124 a reset signal with L level is supplied. This causes the timer to start its timeout sequence and its non-inverted output after a predetermined number of clock signals 126 set to H level. The digital timer 124 is such that when the reset signal is set to L level, the non-inverted output 126 of the timer is set to H level after a predetermined number of clock cycles, preferably approximately 2 to 2.9 seconds after the reset signal has assumed the L level. This time delay prevents false triggering.
Der nichtinvertierte Ausgang 126 des
Zeitgebers 124 wird der Ausgangstreiberschaltung 190 zugeführt, insbesondere
dem Eingang des ODER-Gatters 192.
Wie oben beschrieben, wird der Ausgang des ODER-Gatters 192 dem
UND-Gatter 194 zugeführt,
zusammen mit dem von der Unterspannungs-Sperrschaltung 130 kommenden
Eingangssignal, welches anzeigt, ob der Wert des Stroms "OK" ist. Falls beide
Bedingungen vorliegen, liefert das UND-Gatter 194 ein Überlastsignal
an den MOSFET-Ausgangstreiber 196, welcher einen Transistorschalter 92 betätigt, der
mit der Fehlerspule 94 in Reihe geschaltet ist.The non-inverted output 126 of the timer 124 becomes the output driver circuit 190 fed, in particular the input of the OR gate 192 , As described above, the output of OR gate 192 becomes the AND gate 194 supplied, along with that from the undervoltage blocking circuit 130 incoming input signal, which indicates whether the value of the current is "OK". If both conditions are met, the AND gate delivers 194 an overload signal to the MOSFET output driver 196 which is a transistor switch 92 operated, the with the error coil 94 is connected in series.
Demzufolge wird, wenn in wenigstens
einem der Leiter 10, 12 oder 14 ein Phasenausfall
auftritt und der Phasenausfall eine bestimmte Zeit andauert, vorzugsweise
etwa 2 bis 2,9 Sekunden, die Fehlerspule erregt, so dass sie auf
herkömmliche
Weise auf magnetischem Wege das Relais auslöst. Auch in diesem Falle wird
der MOSFET-Ausgangstreiber 196 verwendet, um zum Transistorschalter 92 einen
Impuls zu senden, dessen Dauer ausreichend ist, um die Funktion
der Fehlerspule 94 freizugeben. Die Hysterese beim Komparator 134 sorgt
für eine
Impulsdauer von ausreichender Länge,
um die Auslösung
des Relais sicherzustellen.Accordingly, when in at least one of the conductors 10 . 12 or 14 a phase failure occurs and the phase failure continues for a period of time, preferably about 2 to 2.9 seconds, which energizes the fault coil so that it triggers the relay in a conventional manner by magnetic means. In this case too, the MOSFET output driver 196 used to go to transistor switch 92 to send an impulse, the duration of which is sufficient for the function of the error coil 94 release. The hysteresis at the comparator 134 ensures a pulse duration of sufficient length to ensure that the relay trips.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
bestehen die Impulsverlängerungsschaltungen 114, 116 und 118 sowie
der Phasenausfall-Zeitgeber 124 aus digitalen
Zeitgebern in der integrierten Schaltung, anstatt aus diskreten
RC-Schaltungs-Zeitgebern. Digitale Zeitgeber sind im Allgemeinen
genauer als RC-Zeitgeber und weniger empfindlich gegenüber Änderungen
von Temperatur und Feuchtigkeit, und die Wahrscheinlichkeit, dass
sie während
der Herstellung oder bei der Verwendung verunreinigt werden, ist
geringer. Außerdem
können
digitale Zeitgeber in einer integrierten Schaltung realisiert werden, was
Platz spart und eine effiziente und reproduzierbare Herstellung
erleichtert. Infolgedessen gewährleisten
die digitalen Zeitgeber 114, 116, 118 und 124 in
der integrierten Schaltung 50 eine zuverlässige Schaltung
in einem kleinen und kostengünstigen Baustein.In the preferred embodiment, the pulse stretching circuits exist 114 . 116 and 118 as well as the phase failure timer 124 from digital timers in the integrated circuit, rather than from discrete RC circuit timers. Digital timers are generally more accurate than RC timers, less sensitive to changes in temperature and humidity, and less likely to be contaminated during manufacture or use. In addition, digital timers can be implemented in an integrated circuit, which saves space and facilitates efficient and reproducible production. As a result, the digital timers ensure 114 . 116 . 118 and 124 in the integrated circuit 50 a reliable Circuit in a small and inexpensive module.
Der Oszillator 152 im Oszillatorkreis 150 erzeugt
ein Taktsignal 154. Das Taktsignal 154 wird jedem
der digitalen Zeitgeber 114, 116, 118 und 124 zugeführt, um
die Zeitgeber auf herkömmliche
Weise zu takten.The oscillator 152 in the oscillator circuit 150 generates a clock signal 154 , The clock signal 154 becomes each of the digital timers 114 . 116 . 118 and 124 fed to clock the timers in a conventional manner.
Bei der bevorzugten Ausführungsform
enthält
das Überlastrelais
eine Überlast-Warnschaltung, die
allgemein mit der Bezugszahl 140 bezeichnet ist und vor
der Auslösung
des Relais ein Warnsignal zur Verfügung stellt. Genauer, der Ausgang
des Verstärkers 172,
welcher den Mittelwert des in den einzelnen Leitern 10, 12 und 14 fließenden Stroms
repräsentiert,
wird in einen Komparator 142 eingespeist. Dieses Signal
wird mit dem Referenzsignal V + verglichen, welches ebenfalls in
den Komparator 142 eingespeist wird. Dieser ist so beschaffen,
dass, wenn das den Strommittelwert repräsentierende Signal die Referenzspannung
V + um einen vorgegebenen Betrag übersteigt, ein Signal vom Komparator 142 ausgegeben
wird, welcher wiederum mit einem Eingang eines UND-Gatters 146 verbunden
ist. Der Komparator weist Hysterese auf, um eine Oszillation zu
verhindern. Das von der Sperrschaltung 130 kommende Signal,
welches anzeigt, ob der Wert des Stromes "OK" ist,
ist ebenfalls mit einem Eingang des UND-Gatters 146 verbunden.
Falls beide Bedingungen vorliegen, gibt das UND-Gatter 146 ein
Signal an ein Gatter eines MOSFET-Treibers 148 aus, welches wiederum
einen Warnsignal-Pfad zum gemeinsamen Bezugspotenzial schließt. Dieser
Warnsignal-Pfad kann
verwendet werden, um einen Signalpfad für einen akustischen oder optischen
Alarm (nicht dargestellt) auf eine herkömmliche Weise zu schließen. Dadurch
wird dem Benutzer eine sofortige Warnung zur Verfügung gestellt,
dass eine Überlastbedingung eingetreten
ist, bevor das Relais ausgelöst
wird, was die Einleitung einer Korrekturmaßnahme ermöglichen kann.In the preferred embodiment, the overload relay includes an overload warning circuit, generally identified by the reference number 140 is indicated and provides a warning signal before the relay trips. More specifically, the output of the amplifier 172 , which is the mean of that in each ladder 10 . 12 and 14 represented flowing current, is in a comparator 142 fed. This signal is compared with the reference signal V +, which is also in the comparator 142 is fed. This is such that when the signal representing the mean current value exceeds the reference voltage V + by a predetermined amount, a signal from the comparator 142 is output, which in turn has an input of an AND gate 146 connected is. The comparator has hysteresis to prevent oscillation. That from the blocking circuit 130 incoming signal, which indicates whether the value of the current is "OK", is also with an input of the AND gate 146 connected. If both conditions exist, the AND gate gives 146 a signal to a gate of a MOSFET driver 148 which in turn closes a warning signal path to the common reference potential. This warning signal path can be used to close a signal path for an audible or visual alarm (not shown) in a conventional manner. This provides the user with an immediate warning that an overload condition has occurred before the relay trips, which may allow a corrective action to be taken.
Eine gesonderte Warnschaltung zur
Warnung bei Phasenausfall ist in der 2 allgemein mit
der Bezugszahl 210 bezeichnet. Genauer, der Ausgang des
NAND-Gatters 122, welcher, wie oben beschrieben, während eines
Phasenausfalls in irgendeinem der Leiter 10, 12 oder 14 L-Pegel
aufweist, ist mit einem Inverter 212 verbunden. Der Inverter 212 invertiert
das vom NAND-Gatter
122 kommende Signal und speist dieses
Signal in das Gatter des MOSFET-Treibers 214 ein, welcher
wiederum einen Phasenausfall-Signalpfad zum gemeinsamen Bezugspotenzial
schließt.
Dieser Pfad zum gemeinsamen Bezugspotenzial kann verwendet werden,
um einen Signalpfad für
einen akustischen oder optischen Alarm (nicht dargestellt) auf eine
herkömmliche
Weise zu schließen.
Infolgedessen kann, wenn ein Phasenausfall in irgendeinem der Leiter 10, 12 oder 14 aufgetreten
ist, ein Phasenausfall-Signal ausgegeben werden. Dieses Signal wird
vor Ablauf der Verzögerung
ausgegeben, die durch den Phasenausfall-Zeitgeber 124 bewirkt
wird. Dadurch wird dem Benutzer eine sofortige Warnung zur Verfügung gestellt,
dass ein Phasenausfall erfolgt ist, bevor das Relais ausgelöst wird,
was die Einleitung einer Korrekturmaßnahme ermöglichen kann.A separate warning circuit for warning of phase failure is in the 2 generally with the reference number 210 designated. More specifically, the output of the NAND gate 122 which, as described above, during a phase failure in any of the conductors 10 . 12 or 14 L level is with an inverter 212 connected. The inverter 212 inverts that from the NAND gate 122 incoming signal and feeds this signal into the gate of the MOSFET driver 214 a, which in turn closes a phase failure signal path to the common reference potential. This common ground path can be used to close a signal path for an audible or visual alarm (not shown) in a conventional manner. As a result, if there is a phase failure in any of the conductors 10 . 12 or 14 has occurred, a phase failure signal is output. This signal is issued before the delay expires by the phase loss timer 124 is effected. This provides the user with an immediate warning that a phase failure has occurred before the relay trips, which may allow a corrective action to be initiated.
Bei einer Ausführungsform enthält das Überlastrelais
eine Leistungsvernichter-Schaltung, welche aus einem Schaltermodus-Treiber
157 im Oszillatorkreis 150, einem Arbeitsspiel-Schalter 158 und einem
MOSFET 159 besteht. Der Schaltermodus-Treiber 157 leitet
vom Oszillator 152 ein Arbeitsspiel-Signal 156 ab. Dieses Arbeitsspiel-Signal 156 wird
dem Gatter des MOSFET 159 zugeführt, welcher wiederum zwischen
der ersten Stromversorgungsschaltung 34 und dem gemeinsamen
Bezugspotenzial in Reihe geschaltet ist. Infolgedessen ist, wenn
das Arbeitsspiel-Signal H-Pegel aufweist, der MOSFET erregt, und
die erste Stromversorgungsschaltung ist zum gemeinsamen Bezugspotenzial
kurzgeschlossen. Dadurch verringert sich die Verlustleistung in
der Zener-Diode 36, was wiederum die Gesamt-Leistungsaufnahme
des Relais verringert und die durch das Relais erzeugte Wärme verringert.
Das Arbeitsspiel-Signal des Schaltermodus-Treibers 157 kann
selektiv geändert
werden, indem der Arbeitsspiel-Schalter 158 geschlossen
wird. Zum Beispiel kann der Schaltermodus-Treibers 157 so
beschaffen sein, dass er ein erstes Arbeitsspiel gewährleistet,
wenn der Arbeitsspiel-Schalter 158 geöffnet ist, und ein zweites
Arbeitsspiel, wenn der Arbeitsspiel-Schalter 158 geschlossen
ist.In one embodiment, the overload relay includes a power wipe circuit that consists of a switch mode driver 157 in the oscillator circuit 150 , a work cycle switch 158 and a MOSFET 159 consists. The switch mode driver 157 derives from the oscillator 152 a work cycle signal 156 from. This work cycle signal 156 becomes the gate of the MOSFET 159 supplied, which in turn between the first power supply circuit 34 and the common reference potential is connected in series. As a result, when the duty cycle signal is high, the MOSFET is energized and the first power supply circuit is short-circuited to the common reference potential. This reduces the power loss in the Zener diode 36 , which in turn reduces the total power consumption of the relay and reduces the heat generated by the relay. The duty cycle signal of the switch mode driver 157 can be selectively changed by using the work cycle switch 158 is closed. For example, the switch mode driver 157 be designed so that it guarantees a first work cycle when the work cycle switch 158 is open, and a second working game when the working game switch 158 closed is.
Zusätzlich kann der Arbeitsspiel-Kontaktstift der
integrierten Schaltung ebenfalls mit dem Oszillator 152 verbunden
sein, wie in 2 dargestellt.
Der Oszillator 152 kann so beschaffen sein, dass während einer
Prüfung
der Prüfeingang 153 mit
dem gemeinsamen Bezugspotenzial verbunden werden kann, wodurch das
Standard-Taktsignal 154 gesperrt wird. Dann kann ein separates
vorgewähltes
Taktsignal über
den Arbeitsspiel-Kontaktstift dem Oszillator 152 zugeführt werden,
und dieses separate Signal wird dann auf der Taktleitung 154 als
Prüfungs-Taktsignal
ausgegeben.In addition, the working cycle contact pin of the integrated circuit can also be used with the oscillator 152 be connected as in 2 shown. The oscillator 152 can be such that during an inspection the inspection receipt 153 can be connected to the common reference potential, whereby the standard clock signal 154 is blocked. Then a separate preselected clock signal can be sent to the oscillator via the working contact pin 152 are fed, and this separate signal is then on the clock line 154 output as a test clock signal.
Es ist einzusehen, dass die Leistungsvernichter-Schaltung
und die Prüfungstakt-Schaltung der
vorliegenden Erfindung vorwiegend in der integrierten Schaltung
enthalten sind. Dies ermöglicht eine
digitale Implementierung dieser Vorrichtungen, was Platz spart,
die Anzahl der Bauelemente verringert und eine effiziente und zuverlässige Herstellung erleichtert.It can be seen that the power wipe circuit
and the test clock circuit of the
present invention mainly in the integrated circuit
are included. This enables one
digital implementation of these devices, which saves space,
the number of components is reduced and efficient and reliable production is facilitated.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Relais eine Selbstrücksetz-Schaltung,
die allgemein mit den Bezugszahlen 160 und 200 bezeichnet
ist. Wie in 1 dargestellt,
ist die erste Stromversorgungsschaltung mit einer RC-Zeitgeberschaltung
verbunden, die durch den Kondensator 202 und den Widerstand 204 bezeichnet
ist. Während
des normalen Betriebs speichert der Kondensator 202 eine
Spannung, die zu der ersten Versorgungsspannung proportional ist.
Nach einer Überlast-Auslösungsbedingung
verringert sich die am Kondensator 202 vorliegende Spannung über den Widerstand 204.
Die Diode 206 stellt ein separates Bezugspotenzial für die Selbstrücksetz-Schaltung her. Dies
ermöglicht
es der Selbstrücksetz-Schaltung 160 und 200,
unabhängig
von der restlichen Schaltungsanordnung des Relais, zum Beispiel
von den Schaltungen, welche zwischen der ersten Versorgungsspannung
und dem Bezugspotenzial geschaltet sind, zu funktionieren.In a preferred embodiment, the relay comprises a self reset circuit, generally designated by the reference numerals 160 and 200 is designated. As in 1 shown, the first power supply circuit is connected to an RC timer circuit through the capacitor 202 and the resistance 204 is designated. The capacitor stores during normal operation 202 a tension leading to the first versor voltage is proportional. After an overload trip condition, that on the capacitor decreases 202 present voltage across the resistor 204 , The diode 206 establishes a separate reference potential for the self-reset circuit. This enables the self-reset circuit 160 and 200 , to function independently of the remaining circuit arrangement of the relay, for example of the circuits which are connected between the first supply voltage and the reference potential.
Die allgemein mit der Bezugszahl 160 bezeichnete
Schaltung liefert einen Impuls, wen die durch den Kondensator 202 hergestellte
Spannung unter eine Referenzspannung absinkt. Dieser Impuls wird
verwendet, um eine Rücksetzspule 208 einzurasten.
Genauer, die Spannung am Kondensator 202 ist die durch
die Widerstände 161 und 162 aufgeteilte Spannung.
Dadurch wird ein Spannungssignal an der Verzweigung 163 festgelegt,
welches proportional zum Spannungsabfall am Kondensator 202 ist. Die
an der Verzweigung 163 festgelegte Spannung wird als Eingang
an einen Komparator 164 angelegt. Außerdem wird durch die Referenz-Schaltungsanordnung 165 eine
Selbstrücksetz-Referenzspannung festgelegt,
und diese Referenzspannung wird ebenfalls als Eingang an den Komparator 164 angelegt, zum
Vergleich mit der an der Verzweigung 163 festgelegten Spannung.
Wenn die Spannung an der Verzweigung 163 unter die Referenzspannung
absinkt, gibt der Komparator 164 ein Signal an den Impulsgenerator 166 aus,
welcher wiederum ein Impulssignal an den Transistorschalter 210 ausgibt,
welcher mit der Rücksetzspule 208 in
Reihe geschaltet ist. Infolgedessen schließt der Transistorschalter 210,
wenn er einen Impuls vom Impulsgenerator 166 erhält, einen
Signalpfad vom Kondensator 202 über die Rücksetzspule 208 zu
Vsss. Hierdurch wird die Rücksetzspule 208 eingerastet,
welche das Relais zurücksetzt.The generally with the reference number 160 designated circuit provides a pulse whom whom through the capacitor 202 manufactured voltage drops below a reference voltage. This pulse is used to set a reset coil 208 lock. More precisely, the voltage across the capacitor 202 is through the resistors 161 and 162 split tension. This creates a voltage signal at the junction 163 set which is proportional to the voltage drop across the capacitor 202 is. The one at the junction 163 specified voltage is used as an input to a comparator 164 created. It also uses the reference circuitry 165 set a self-reset reference voltage, and this reference voltage is also used as an input to the comparator 164 for comparison with the one on the branch 163 specified voltage. When the tension on the junction 163 the comparator gives below the reference voltage 164 a signal to the pulse generator 166 out, which in turn sends a pulse signal to the transistor switch 210 outputs which one with the reset coil 208 is connected in series. As a result, the transistor switch closes 210 when he receives a pulse from the pulse generator 166 receives a signal path from the capacitor 202 via the reset coil 208 to Vsss. This will reset the coil 208 which the relay resets.
Dementsprechend ist leicht einzusehen, dass
während
eines Fehlers der Spannungsabfall am Kondensator 202 im
Laufe der Zeit abnimmt, was wiederum zum Rücksetzen des Relais führt.Accordingly, it is easy to see that the voltage drop across the capacitor during a fault 202 decreases over time, which in turn causes the relay to reset.
Aufgrund des Obenstehenden ist leicht
einzusehen, dass ein gemäß der Erfindung
hergestelltes Überlastrelais
Heizelemente, den Platz für
die Unterbringung derselben oder irgendwelche Mittel zum Abführen der
von ihnen erzeugten Wärme
völlig unnötig macht.
Ferner stellt es eine Auslösung
im Falle eines Phasenausfalls unabhängig von irgendeiner Erhöhung der
Stromstärken
in den funktionsfähig gebliebenen
Phasen sicher, so dass es eine schnelle Abschaltung ermöglicht,
bevor sich irgendein Teil der Last überhitzen kann.Because of the above is easy
realize that one according to the invention
manufactured overload relay
Heating elements, the place for
the placement of the same or any means of removing the
heat generated by them
completely unnecessary.
It also triggers
in the event of a phase failure regardless of any increase in
currents
in those that remained functional
Phases safely so that it enables quick shutdown
before any part of the load can overheat.
Es ist ebenfalls leicht einzusehen,
dass die digitalen Zeitgeber 114, 116, 118 und 124 höchst genaue
Zeitregelungsfunktionen gewährleisten,
welche ihrerseits für
ein zuverlässiges
und kompaktes elektrisches Relais sorgen, das weniger empfindlich
gegenüber
Schwankungen von Temperatur und Feuchtigkeit ist. Außerdem liefert
die Überlast-Warnschaltung 140 vor
der Auslösung
des Relais ein Warnsignal. Es ist einzusehen, dass dieses Warnsignal
verwendet werden kann, um einen Benutzer vor dem Abschalten der
Last zu warnen, so dass, falls gewünscht, Gegenmaßnahmen
ergriffen werden könnten.
Außerdem
sorgt die Selbstrücksetz-Schaltung, die allgemein
mit den Bezugszahlen 160 und 200 bezeichnet ist,
für ein
automatisches Zurücksetzen
des Relais nach einer Auslösung.
Es ist einzusehen, dass dadurch ein manuelles Zurücksetzen
des Relais durch einen Benutzer unnötig werden kann.It is also easy to see that the digital timers 114 . 116 . 118 and 124 Ensure highly accurate timing functions, which in turn ensure a reliable and compact electrical relay that is less sensitive to fluctuations in temperature and humidity. The overload warning circuit also delivers 140 a warning signal before the relay trips. It will be appreciated that this warning signal can be used to warn a user of switching off the load so that countermeasures could be taken if desired. It also provides the self-reset circuit, which is generally referenced 160 and 200 for an automatic reset of the relay after tripping. It can be seen that this can make a manual reset of the relay by a user unnecessary.
In bestimmten Fällen ist es wünschenswert, die
vorliegende Erfindung in rauen Betriebsumgebungen einzusetzen, wie
etwa in Umgebungen, in denen hohe Temperaturen herrschen. Deshalb
sollten die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Kondensatoren
so gebaut sein, dass sie höheren Temperaturen
standhalten und dabei einwandfrei funktionieren. Dies bietet auch
einen weiteren Vorteil, der darin besteht, dass, wenn das Relais
gemäß der vorliegenden
Erfindung in einem bestimmten Temperaturbereich mit für höhere Temperaturen
ausgelegten Kondensatoren verwendet wird, die Kondensatoren eine
wesentlich höhere
Lebensdauer haben werden als Kondensatoren, die für niedrigere
Temperaturen ausgelegt sind. Dies liegt daran, dass die Bemessungs-Lebensdauern
von Kondensatoren normalerweise von der Bemessungsspannung und der Bemessungstemperatur
abhängen
und sich bei Kondensatoren, welche bei Spannungen und Temperaturen
betrieben werden, die niedriger als die Bemessungswerte sind, die
Lebensdauer wesentlich verlängert.In certain cases it is desirable that
use the present invention in harsh operating environments, such as
for example in environments with high temperatures. Therefore
should be the capacitors used in the present invention
be built to withstand higher temperatures
withstand and function perfectly. This also offers
Another advantage is that when the relay
according to the present
Invention in a certain temperature range with for higher temperatures
designed capacitors is used, the capacitors one
much higher
Have lifespans than capacitors for lower ones
Temperatures are designed. This is because the design life spans
of capacitors normally on the rated voltage and the rated temperature
depend
and with capacitors, which with voltages and temperatures
are operated that are lower than the rated values that
Service life significantly extended.
Tatsächlich werden bei der bevorzugten
Ausführungsform
im Überlastrelais
gemäß der vorliegenden
Erfindung Kondensatoren verwendet, die für 105 Grad Celsius ausgelegt
sind. Dies stellt eine genaue Funktion sogar in Umgebungen mit hoher
Temperatur (z. B. um 85 Grad Celsius) sicher und gewährleistet
eine wesentlich längere
Lebensdauer der Kondensatoren. Ebenso sind die in der vorliegenden
Erfindung verwendeten Kondensatoren vorzugsweise für Spannungen
von 25 Volt GS ausgelegt, obwohl die an die Kondensatoren der vorliegenden
Erfindung angelegten Spannungen im Allgemeinen im Bereich von ungefähr 14,5
Volt GS liegen. Dies bewirkt ebenfalls eine Verringerung der Ausfallraten und
eine wesentliche Verlängerung
der Lebensdauer der Kondensatoren.Indeed, the preferred
embodiment
in the overload relay
according to the present
Invention used capacitors designed for 105 degrees Celsius
are. This provides accurate function even in high environments
Temperature (e.g. around 85 degrees Celsius) safe and guaranteed
a much longer one
Capacitor life. Likewise, those in the present
Invention capacitors used preferably for voltages
designed by 25 volts GS, although those connected to the capacitors of the present
Invention voltages generally range from about 14.5
Volt GS lie. This also causes a reduction in failure rates and
a substantial extension
the life of the capacitors.
Um die Haltbarkeit und Lebensdauer
der in dem Überlastrelais
verwendeten Leiterplatten und elektrischen Bauteile zu erhöhen, können die
Leiterplatten und Bauteile durch Eintauchen oder Beschichten mit
einem Schutzüberzug
versehen werden, wie etwa aus Silikon oder Polyurethan.To the durability and lifespan
the one in the overload relay
PCBs and electrical components used can increase the
Printed circuit boards and components by immersion or coating with
a protective cover
be provided, such as silicone or polyurethane.
Schließlich ist, obwohl die Erfindung
als eine Überlast-Schutzvorrichtung
für eine
Mehrphasen-Last beschrieben wurde, für Fachleute leicht einzusehen,
dass dieselbe auch beim Einphasenlast-Schutz Verwendung finden kann.
In einem solchen Falle ist es lediglich erforderlich, einen Einphasenleiter
durch die drei Stromwandler 16, 18 und 20 hindurchzuführen, um
die Vorteile der Erfindung zu erzielen, soweit sie den Überlastschutz
betreffen.Finally, although the invention has been described as an overload protection device for a multi-phase load, it is easy for a person skilled in the art ensure that it can also be used for single-phase load protection. In such a case, it is only necessary to connect a single-phase conductor through the three current transformers 16 . 18 and 20 to carry out to achieve the advantages of the invention in so far as they relate to overload protection.