NO762148L - - Google Patents

Description

"Fremgangsmåte til å detektere en vekselstrøm"

Denne oppfinnelse angår utnyttelse av brytere med fleksible magnetiserbare strimler eller blader, ved vekselstrøm. Slike brytere blir hermetisk forseglet i glasskapsler og omgis av en vikling som når den gjennomflytes av likestrøm, frembringer et magnetfelt som virker på bladene og lukker bryterkontakten. Det er på, denne måte mulig å detektere en likestrøm når viklingen er innkoblet i den krets hvor strømmen skal detekteres.

Uheldigvis kan slike brytere eller kontaktinnretninger ikke;

anvendes ved vekselstrøm selv om de påtrykkes likerettet strøm fordi kontakten vil lukkes og åpnes for hver halvperiode. Resultatet er vibrasjoner som er ødeleggende for bryterinnretningens levetid.

Formålet med denne oppfinnelse er å anvende disse brytere for beskyttelse, av. motorer og trefasemotstander ved å detekteré et eventuelt fasébrudd eller en tomgangstilstand elier >-funksjon av motoren, idet åpning forsyningen til motoren.

. Oppfinnelsen er således rettet mot en fremgangsmåte til å detektere en vekselstrøm ved hjelp av en bryterinnretnihg med fleksible magnetiserbare blader innesluttet i en forseglet glasskapsel,karakterisert vedat det rundt kapselen er anordnet én eller flere viklinger innrettet til å gjennomflytes av en halvperiode av vekselstrømmen og av en halvperiode av en vekselstrøm som er fase-forskjøvet i forhold til den strøm som skal detekteres, hvilke

viklinger ér plassert slik at de frembragte magnetfelter alle hår samme retning, og fravær av i det minste én strøm bevirker åpning av bryteren. ' •„.• .Andre spesielle trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelse av utførelseseksempler under henvisning;

til tegningen, hvor:

Eig. 1 skjematisk viser ett relé med fleksibelt blad (reed-relé eller tunge-relé) som arbeider ved vekselstrøm på grunn-lag av fremgangsmåten ifølge denne oppfinnelse,

fig. 2 viser en variant av fig. 1 for trefase-strøm,

fig. 3 er en forenklet utførelse av det som er vist på fig. 2, fig. 4 er en variant av skjemaet på fig. 3 hvor kontakten

i én av to tunge-relé-kapsler virker som holde- eller selvmatnings-kontakt,

fig. 5 er en variant av utførelsen på fig. 4 beregnet til beskyttelse av trefasemotorer,

fig. 6 er en variant av fig. 5 hvor paraléell-motstanden

for holdekontakten er erstattet med en thyristor,

fig. 7 er et videreutviklet skjema fra fig. 6 for beskyttelse av motorer med langsom start.

Ifølge fig. 1 er en kapsel 1 som omslutter eri bryter 2 bestående av to fleksible magnetiserbare tunger eller blader, omgitt av to viklinger som hver er oppdelt i to halv-viklinger 3 og 4. På grunn av en diode 5 koblet i serie med hver av halv-viklingene, gjennomflytes hver av disse bare av en enkelt halvperiode og de er viklet på slik måte at det magnetfelt som frembringes ved strøm-gjennomgangen, har samme retning i halv-viklingene.

For at kontakten i kapselen skal forbli lukket, er det nød-vendig at det magnetfelt som frembringes av halv-viklingene ikke faller under en viss verdi. I dette øyemed mottar to halv-viklinger den strøm som skal detekteres, og de to andre halwiklinger mottar en strøm som er faseforskjøvet, f.eks. strømmen i en annen fase når

reléet anvendes i et flerfasenett. Når således strømmens halvperioder passerer gjennom null, gir halvperiodene i den faseforskjøvne strøm det nødvendige felt til å opprettholde lukning av kontakten. Hvis således en av strømmene

faller ut, vil magnetfeltet bli lik null mellom hver halvperiode av den annen strøm, hvilket bevirker åpning av kontakten. For åj oppnå

en veldefinert åpning er det foretrukket å plassere halv-viklingene ved de to ender av kapslene.

Hvis det dreier seg om et trefasenett og man ønsker detektere fravær av strøm i hvilken som helst av de tre faser, kan skjemaet

ifølge fig. 2 brukes, hvor kapselen er omgitt av tre viklinger 6, 7 og 8, nemlig en for hver fase og hver med en diode 9 i serie. De tre dioder er koblet i samme retning og de tillater hver passasje av en

halvperiode i samme retning, slik at det magnetfelt som frembringes av de tre viklinger, aldri blir lik null,qg er hele tiden tilstrekkelig til å holde kontakten i kapselen lukket.

Som det fremgår av fig. 3 er det også mulig å anvende bare en enkelt vikling 10 som mates av summen av halvperiodene fra de tre faser som er koblet i stjernekobling, idet tre dioder 11, 12 og 13 i hver fase bare tillater at det flyter halvpérioder av samme fortegn eller polaritet.

En slik utførelse er spesielt fordelaktig for beskyttelse av trefasemotorer, og skjemaet på fig. 4 viser en fordelaktig modifi-kasjon som gir en veldefinert åpning av bryterkontakten i tilfelle av fravær av strøm eller endog ved for lav strømstyrke. I den utførelse som er vist på fig. 4 er bryteren 2 som er forsynt med en vikling 10, koblet i serie med denne vikling og utgjør således en holdiekontakt

eller selvmatningskobling. Parallelt med denne bryter 2 er det

koblet en kontakt 14 for manuell innkobling eller oppstarting.

I serie med den første vikling 10 er det anordnet en annen vikling lå som omgir en annen kapsel hvis bryter 2a styrer motorens matekrets. På fig. 5 er viklingene 10 og 15 erstattet med en enkelt vikling 16 som påvirker de to kapsler inneholdende brytere 16a og 16b som erstatter bryterne 2 og 2a. For å dempe virkningen av mikro-brudd som kan bevirke åpning av réléet 16 er det i parallell med denne koblet en forsinkelses-innretning bestående av en kondensator 17 i serie med en motstand 18 parallellkoblet med en diode 19 som er rettet motsatt av diodene 11, 12 og 13.. linder et kort brudd vil således kondensatoren som, er oppladet gjennom motstanden 18, bli utladet gjennom dioden 19 til viklingen i reléet 16 slik at kontaktene 16a og 16b holdes lukket.

For efter stopp eller brudd som har bevirket åpning av réléet, å unngå ved start å måtte kortslutte kontakten 16a som besørger holde-virkning, er det parallelt med denne kontakt koblet en motstand 20 som tillater at den subtransiente startspénning aktiverer reléet. mens den er tilstrekkelig stor til ikke å innvirke på funksjonen når motoren er i normal drift.

For å illustrere fasebrudd på sekundærsiden av effekt-transformatorene er det i stjernekobling anordnet tre lysdioder 21, 22 og 23 som på den ene side er beskyttet mot inverse spenninger

ved hjelp av tre dioder 24, 2fi og 26, og på den annen side av en be-grensningsmotstahd 27 anordnet felles for lysdiodene. Følgelig vil

slukning av en lysdiode angi den fase som har brudd.

Den ovenfor beskrevne anordning kan også beskytte motoren

mot overstrømmer høyere enn startstrøramen. For dette formål er det tilstrekkelig å dimensjonere effekt-transformatorene slik at disse blir fullstendig mettet ved strømstyrker som overskrider de normale driftsverdier. I virkeligheten vil under en fullstendig metning, sekundærstrømmene ikke induseres og efterlater intervaller med null strøm, og reléet 16 blir under disse betingelser åpnet. Ved korte overstrømmer vil imidlertid forsinkelsesinnretningen 17, 18, 19

holde reléet i lukket stilling.

Det skal likeledes bemerkes at faseforskyvningen må være korrekt da de halvperioder som mates til reléet ellers kan være for meget faseforskjøvet og resulterer i tidsintervaller med null strøm, hvilket også bevirker åpning av reléet.

Om det ønskes kan man videre erstatte kondensatoren 17 med

et oppladbart batteri for passende spenning. Ikke desto mindre vil ved motorer som ikke stoppes fullstendig og spesielt ved oppvarmnings-motstander, de subtransiente strømmer være for svake til å påvirke reléet 16 gjennom parallellmotstanden 20.

Som vist på fig. 6 er i dette tilfelle en thyristor 28

koblet parallelt med kontakten 16a mellom fellespunktet for de tre dioder 11, 12 og 13 og sammenkoblingspunktet mellom motstanden 18 og kondensatoren 17. Denne thyristor 28 har sin styreelektrode forbundet med returlederen til effekt-transformatorene gjennom en kontakt 29a på et relé 29 som er koblet i serie med reléet 16.

Når det apparat som beskyttes blir satt under spenning, frem-kommer det en overspenning over thyristorens klemmer som derved blir ledende slik at reléet 16 lukker sin kontakt 16a mens kondensatoren 17 øyeblikkelig opplades slik at enhver risiko for utløsning i utide straks blir unngått. Når reléet 16a er tiltrukket lukker reléet 29 sin kontakt 29a slik at styreelektroden settes på en negativ polaritet som sperrer for strømgjennomgangen i thyristoren. Når reléet 29 utløses bør det åpne sin kontakt efter åpning av kontakten 16a slik at thyristoren forblir blokkert inntil efter åpningen av kontakten 16a. Følgelig bør reléet 29 være mer følsomt enn reléet 16.

For visse motorer med lang starttid kan det være nødvendig å begrense oppladningen av kondensatoren 17 under startperioden. Som vist på fig. 7 blir det for dette formål iJserie med reléet 16 innsatt et reléq30 som bare er følsomt for startstrømmen og hvis kontakt 30a i parallell med klemmene på kondensatoren gjennom en motstand 31, utlader denne kondensator under starten, mens kontakten 30a er åpen under normal drift.

I alle tilfeller hvor man likeledes ønsker å oppnå en ut-løsning for.tomgangsdrift, blir det i serie med strømkretsen for deteksjonsreléet 10 eller 16 innsatt en regulerbar motstand 32 som innjusteres til å gi en åpning av holdekontakten på reléet når mate-strømmen til apparatet faller under en minimumsverdi som kan være lik verdien for motorens tomgang.

Det vil forstås at det er mulig å aktivere kontaktene 29a og 30 ved hjelp av viklingen 16 ved å plassere de kapsler på hensikts-messig måte som inneholder disse kontakter, i forhold til viklingen 16, hvilken plassering gjør det mulig å oppnå den ønskede følsomhet for hver kontakt.

Claims (17)

1. Fremgangsmåte til å detektere en vekselstrøm ved hjelp av i det minste én bryter med fleksible magnetiserbare tunger omsluttet av en forseglet glasskapsel, karakterisert ved at det omkring kapselen eller kapslene anbringes én eller flere viklinger som gjennomflytes av en halvperiode av vekselstrø mmen og av en halvperiode av en vekselstrø m som er faseforskjøvet i forhold til den strøm som skal detekteres, hvilke viklinger er plassert slik at de frembragte magnetfelter alle har samme retning, og fravær av i det minste én strøm bevirker åpning av bryteren eller bryterne.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at hver strøm føres til to halv-viklinger, nemlig en halv-vikling for hver halvperiode av strømmen, ved hjelp av en diode i serie med halv-viklingen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, ved hvilken vekselr strømmen er en strøm i et flerfasenett, karakterisert ved at,den strøm som er faseforskjøvet i forhold til den strøm som skal detekteres, er strømmen i en annen fase.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 ved hvilken strømmen er en strøm i et flerfasenett, karakterisert ved at det ér anordnet like mange viklinger som faser og hver vikling mates med en fasestrøm, og at en diode for hver fase slipper gjennom en enkelt halvperiode om gangen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert v ed at viklingene for de forskjellige faser er koblet i stjernekobling.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at viklingene er koblet i serie og mates av fasestrømmene efter likeretning.

7. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 6, karakterisert ved at en bryterkontakt i en av kapslene er innkoblet i matekretsen for i det minste én av viklingene , slik at denne kontakt virker som holdekontakt eller selvmatnings-kontakt.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 5 og 7, karakterisert . ved at det parallelt med klemmene på reléviklingen er koblet en forsinkelseskrets for å kompensere for korte avbrudd i strømmen.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at forsinkelseskretsen dannes av en kondensator i serie med en motstand parallellkb blet med en diode.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at forsinkelseskretsen dannes av et oppladbart batteri i serie med en motstand parallellkoblet med en diode.

11. , Fremgangsmåte ifølge et av kravene 7 til 10, karakterisert ved at det er koblet en motstand, parallelt med klemmene på holdekontakten.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 7 til 10, karakterisert ved at det fra holdekontakten er tatt ut en forbindelse til en thyristor hvis styreelektrode er forbundet.med returlederen for negativ polaritet, ved hjelp av en bryterkontakt på et annet relé i serie med deteksjonsreléet.

13. Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert v e d at thyristoren er koblet mellom fellespunktet for kondensatoren og motstanden i forsinkelseskretsen og fellespunktet for halvperiode-likeretterne.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13, karakterisert ved at et relé følsomt for startstrøm i serie med deteksjonsreléet aktiverer en kontakt for utladning av kondensatoren i forsinkelseskretsen.

15. Fremgangsmåte Ifølge krav 14, karakterisert ved at utladningskontakten ligger i serie med en utladnings-motstand.

16. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at en regulerbar motstand er koblet i serie med reléet.

17. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 7 til 16, karakterisert ved at det er anordnet lysdioder med stjernekobling forbundet med et flerfasenett for matning av deteksjonsreléet, og at dioder i faselederne og en motstand i felles-skap beskytter lysdiodene.