SE447685B - DEVICE FOR HEATING PROTECTION OF AN ELECTRIC ENGINE - Google Patents

DEVICE FOR HEATING PROTECTION OF AN ELECTRIC ENGINE

Info

Publication number
SE447685B
SE447685B SE8104643A SE8104643A SE447685B SE 447685 B SE447685 B SE 447685B SE 8104643 A SE8104643 A SE 8104643A SE 8104643 A SE8104643 A SE 8104643A SE 447685 B SE447685 B SE 447685B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
voltage
time constant
capacitor
motor
circuit
Prior art date
Application number
SE8104643A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE8104643L (en
Inventor
C Cadet
G Baurand
B Dumortier
G Souques
Original Assignee
Telemecanique Electrique
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telemecanique Electrique filed Critical Telemecanique Electrique
Publication of SE8104643L publication Critical patent/SE8104643L/en
Publication of SE447685B publication Critical patent/SE447685B/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/08Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
    • H02H7/09Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against over-voltage; against reduction of voltage; against phase interruption
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H6/00Emergency protective circuit arrangements responsive to undesired changes from normal non-electric working conditions using simulators of the apparatus being protected, e.g. using thermal images

Landscapes

  • Protection Of Generators And Motors (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Description

447 685 2 I detta syfte är den uppfinningsenliga anordningen kännetecknad av en företa. och en andra tidkonstantkrets, till vilka nämnda representerade spänning '- matas, och vilka är anslutna. till en första. respektive en andra komparator, till vilka matas en första respektive en andra separat referensspänning, e varvid tidkonstanten vid den andra kretsen väljas att vara lika med den ters niska tidskons-banten hos motorn angiven av tillverkaren, och den andra referensspänningen är vald så. att den motsvarar den överbelast- ning på. ett fåtal procent över den nominella motorströmmen, medan tidkonstanten i den första kretsen väljes så att den motsvarar kall- starttiden för motorn för en ström lika med sex gånger nämnda nomi- nella ström, och att den första referensspänningen har ett värde dub- belt så stort som hos den första, och av medel för direkt reglering av spänningen vid kondensatorns anslutningar i den andra kretsen, när den senare tenderar att överstiga den förra. To this end, the device according to the invention is characterized by a company. and a second time constant circuit, to which said represented voltage is applied, and which are connected. to a first. respectively a second comparator, to which a first and a second separate reference voltage are supplied, e wherein the time constant at the second circuit is selected to be equal to the tertiary time constant of the motor specified by the manufacturer, and the second reference voltage is selected so. that it corresponds to the overload on. a few percent above the rated motor current, while the time constant in the first circuit is selected to correspond to the cold start time of the motor for a current equal to six times said rated current, and that the first reference voltage has a value twice as large as with the first, and by means for directly regulating the voltage at the terminals of the capacitor in the second circuit, when the latter tends to exceed the former.

Enligt ett föredraget utförande innefattar uppfinningen en tredje tidkonstantlcrets, som matar den andra komparatorn, och vid vilken tid- konstanten väljas att vara fem gånger den hos den andra kretsen, och medel är anordnade för att generera en signal som visar att en motor är i gång eller står stilla och för att koppla de andra och tredje tidkonstantkretsarna som en funktion av sagda signal.According to a preferred embodiment, the invention comprises a third time constant circuit, which feeds the second comparator, and in which the time constant is chosen to be five times that of the second circuit, and means are provided for generating a signal indicating that a motor is running or stands still and to couple the second and third time constant circuits as a function of said signal.

Andra speciella särdrag även som fördelarna med uppfinningen framgår mot bakgrunden av den följande beskrivningen med tillhörande rit- ningar .Other special features as well as the advantages of the invention appear from the background of the following description and accompanying drawings.

Fig 1 är kretsdiagrammet för en överhettningsskyddande anordning en- ligt en föredragen metod att utföra uppfinningen.Fig. 1 is the circuit diagram of an overheating protection device according to a preferred method of carrying out the invention.

Fig 2 visar kurvor representerande de tillåtliga överlastningstider- na för en motor enligt den ström som den förbrukar.Fig. 2 shows curves representing the permissible overload times for a motor according to the current it consumes.

På fig 1 har tre förstärkare 1-2-3 visats förbundna. som integrerande kretsar resistorer 100-101, 200-201, 500-301 och kondensatorer 102-202-302 , som med fördel matas av Rogowskisonder (inte visade) avgivande svagströmssignaler proportionella mot derivatan av den ström 447 685 som följer i de respektive faskondensatorerna förbindande en asyn- kronmotor med den trefasiga kraftkållan. Utgången från varje förstär- kare är förenad med dess icke signalmottagande ingång genom en resis- tor 105-105-305 respektive och genom en kondensator 104-204-304 respek- tive förbunden med jord medelst en resistor 105-205-505 respektive och med en ingång på en andra förstärkare 4-5-6 respektive. Den andra ingången på den andra förstärkaren är förbunden med jord medelst en resiator 400-500-600 respektive och till dess utgång med en diod 401-501-601 respektive. Utgångarna på de andra förstärkarna är tillsammans anslutna till en tredje förstärkare 7 genom dioderna 402-502-602 respektive, vilkas anoder är anslutna till de nämnda andra ingångarna på den andra förstärkaren genom resistorerna 402-505 -605 respektive.In Fig. 1, three amplifiers 1-2-3 are shown connected. as integrating circuits resistors 100-101, 200-201, 500-301 and capacitors 102-202-302, which are advantageously supplied by Rogowski probes (not shown) emitting low current signals proportional to the derivative of the current 447 685 following in the respective phase capacitors connecting an asynchronous motor with the three-phase power source. The output of each amplifier is connected to its non-signal receiving input by a resistor 105-105-305 respectively and by a capacitor 104-204-304 respectively connected to ground by means of a resistor 105-205-505 respectively and by an input on a second amplifier 4-5-6 respectively. The second input of the second amplifier is connected to ground by means of a resistor 400-500-600 respectively and to its output by a diode 401-501-601 respectively. The outputs of the second amplifiers are together connected to a third amplifier 7 through the diodes 402-502-602 respectively, the anodes of which are connected to the said second inputs of the second amplifier through the resistors 402-505 -605 respectively.

Förstärkarna 1-2-3 avger vid sin utgång växelspänningar proportionel- la mot de ovan nämnda fasströmmarna, som likriktas av dioderna 401-402.At their output, amplifiers 1-2-3 emit alternating voltages proportional to the above-mentioned phase currents, which are rectified by diodes 401-402.

Förstärkaren 7 gör det möjligt att inställa den högsta av dessa tre spänningar till ett förutbestämt värde när motorn arbetar vid sin nominella ström IN. 1 detta syfte är dess andra ingång förbunden med anoden på dioden 700 anbragt vid dess utgång med en varierbar resistor 701 i serie med en resistor 702. En resistor 705 förenar den nämnda andra ingången med jord och en filterkrets omfattar en resistor 704 förbunden med anoden på dioden 700 i serie med en kondensator 705 ansluten till jord.The amplifier 7 makes it possible to set the highest of these three voltages to a predetermined value when the motor operates at its nominal current IN. For this purpose, its second input is connected to the anode of the diode 700 arranged at its output by a variable resistor 701 in series with a resistor 702. A resistor 705 connects said second input to ground and a filter circuit comprises a resistor 704 connected to the anode of diode 700 in series with a capacitor 705 connected to ground.

Anoderna på dioderna 402-502-602 är tillsammans anslutna till en in- gång på en komparator 8, vars andra ingång är förbunden genom en re- sistorbrygga 901-902 med utgången av komparatorn 9. Den senare motta- ger å ena sidan spänningen vid punkten A mellan resistorn 704 och kon- densatorn 705 och å andra sidan en konstant referensspänning åstad- kommen av en källa V+ till resistorbryggan 905-904. Denna referens- spänning är t ex den som motsvarar spänningen vid A för en ström fly- tande i motorn lika med 10% av den nominella IN. Med andra ord, så länge motorn är i gång, måste komparatorn förse den med en digital nivå 1 (positiv spänning) vid dess utgång och kan inte leverera en 447 685 nivå. 0 (negativ spänning) vid dess utgång utom när motorn är stoppad.The anodes of the diodes 402-502-602 are connected together to an input of a comparator 8, the second input of which is connected by a resistor bridge 901-902 to the output of the comparator 9. The latter on the one hand receives the voltage at point A between resistor 704 and capacitor 705 and on the other hand a constant reference voltage provided by a source V + to resistor bridge 905-904. This reference voltage is, for example, that which corresponds to the voltage at A for a current flowing in the motor equal to 10% of the nominal IN. In other words, as long as the motor is running, the comparator must supply it with a digital level 1 (positive voltage) at its output and cannot supply a 447,685 level. 0 (negative voltage) at its output except when the motor is stopped.

Härav följer att endast när motorn är igång kommer komparatorn 8 att leverera en nivå. 0 (negativ spänning) vid sin utgång närhelst ut- gångsspämiingen från förstärkarna 4-5-6 passerar genom noll, med andra ord, i frånvaron av en fas.It follows that only when the engine is running will the comparator 8 deliver a level. 0 (negative voltage) at its output whenever the output voltage from amplifiers 4-5-6 passes through zero, in other words, in the absence of a phase.

I detta fall urladdas en kondensator 802 laddad med en positiv spän- ning (V+) genom en resistorbrygga 800-801 närhelst utgångsspänningen från förstärkarna 4-5-6 passerar genom noll och, efter ett visst an- tal av dessa nollövergângar, spänningen vid dess uttag är tillräckligt låg för att utlösa en komparator 10, på vilken en anslutning mottager spänningen vid terminalerna på kondensatorn 802, medan den andra in- gångskontakten matas med en referensspänning bestämd av en strömkälla (v+) och en resistorbrygga 1000-1001.In this case, a capacitor 802 charged with a positive voltage (V +) is discharged through a resistor bridge 800-801 whenever the output voltage from the amplifiers 4-5-6 passes through zero and, after a certain number of these zero transitions, the voltage at its socket is low enough to trigger a comparator 10, on which one connection receives the voltage at the terminals of the capacitor 802, while the other input contact is supplied with a reference voltage determined by a current source (v +) and a resistor bridge 1000-1001.

Utgångssigzialen från komparatorn 10 matas för det första, genom en diod 1002, till en av komponenterna. 1100 i en utlösningskrets 1100- 1101 som vid sin utgång 1102 matar en impulskrets till reläet (inte visat), vilken levererar en styrsignal till den konventionella motor- skyddskontaktorn, och för det andra till den ena av komponenterna 1200 i en utlösningskrets 1200-1201, som utlöser en LED, icke visad, anslu- ten till utgången 1202.The output signal from the comparator 10 is first fed, through a diode 1002, to one of the components. 1100 in a tripping circuit 1100-1101 which at its output 1102 supplies a pulse circuit to the relay (not shown), which supplies a control signal to the conventional motor protection contactor, and secondly to one of the components 1200 in a tripping circuit 1200-1201, which triggers an LED, not shown, connected to the output 1202.

'Det kan påpekas att vid jämförelse med kretsen för upptäckande av fas- förlust beskriven i franska patentet 79.26102 ingivet 16 oktober 1979 av sökanden avseende "Elektronisk anordning för skyddande av en elek- trisk motor mot överbelastning och förlust av en fas i den trefasiga växelströmstillförseln", den föreliggande anordningen för upptäckande av fasförlust är förenklad, därigenom att medlen för filtrering av tre- fasspänningen, som utgör avbildningen av strömmen i fa sledarna på motorn, inte omfattar en induktans vid ingången. Denna förenkling göres möjlig därigenom att Rogox-:skisonderxxa ger en tillräckligt låg spänning för att lmnna använda förstärkaren utan mättning. Det är då tillräckligt att dessa har en mycket låg utgångsimpedans för sin utgångssignal för att passera genom noll i händelse av fasförlust och som resultat användas direkt av kretsen för upptäckande av fasförlust. 447 6-85 Som framgår av fig 1 matas signalen vid punkt A genom de respektive resistorerna 1500-1400-1500 till en ingång på vardera av de tre för- stärkarna 15-14-15, vilkas andra ingång är förbunden med jord, och vilkas utgångar är förbundna med nämnda ingång med omvända dioder 1501-1401-1501 respektive och av resistorer 1502-1402-1502 respek- tive. Anoderna på var och en av dessa dioder är anslutna till nämnda ingång genom en diod 1505-1405-1505 respektive. Nämnda ingång motta- ger också för var och en av förstärkarna 14 och 15 en negativ spän- ning V- genom en resi stor 1404 ooh 1504 respektive. Ett sådant arran- gemang, välkänt i sig självt, ger vid sin utgång V en spänning propor- tionell med kvadraten på den ström som motsvarar den högsta av de tre värdena av fasströmmarna.It may be pointed out that in comparison with the circuit for detecting phase loss described in French patent 79.26102 filed October 16, 1979 by the applicant regarding "Electronic device for protecting an electric motor against overload and loss of a phase in the three-phase alternating current supply" , the present device for detecting phase loss is simplified in that the means for filtering the three-phase voltage, which constitute the image of the current in the phase conductors of the motor, do not comprise an inductance at the input. This simplification is made possible by the fact that the Rogox skisonderxxa provides a sufficiently low voltage to be able to use the amplifier without saturation. It is then sufficient that these have a very low output impedance for their output signal to pass through zero in the event of phase loss and as a result be used directly by the circuit for detecting phase loss. 447 6-85 As can be seen from Fig. 1, the signal at point A is fed through the respective resistors 1500-1400-1500 to an input of each of the three amplifiers 15-14-15, the second input of which is connected to ground, and whose outputs are connected to said input by inverted diodes 1501-1401-1501 respectively and by resistors 1502-1402-1502 respectively. The anodes of each of these diodes are connected to said input by a diode 1505-1405-1505 respectively. The said input also receives for each of the amplifiers 14 and 15 a negative voltage V- through a resistor of 1404 and 1504, respectively. Such an arrangement, well known per se, gives at its output V a voltage proportional to the square of the current corresponding to the highest of the three values of the phase currents.

Punkten B är ansluten genom resistorer 1600 och 1700 till två ström- brytare 16 respektive17 styrda av upprepade pulser åstadkomna av två monostabila utlösnings- eller triggerkretsar 1900-1901 respektive 2000-2001. Dessa två triggerkretsar initieras av en masteroscillator bestående av tvåNORkretsar 2100-2101. En tredje monostabil trigger- krets 2200-2201 kan också styra choppern 17, som mottager pulser från triggerkretsen 2000-2001 eller triggerkretsen 2200-2201 i enlighet med tillståndet av en logisk krets bildad av treN(EPkretsar 2500-2501- 2502. Kretsen 2501 styres av signalen från den Wstoppade" detektorn 9 på ett sådant sätt att triggerkretsen 2200-2201 slutligen manövre- rär strömbrytaren 17 när motorn är igång, medan det är triggerkret- sen 2200-2201 som manövrerar strömbrytaren 17 när motorn står stilla.Point B is connected through resistors 1600 and 1700 to two switches 16 and 17, respectively, controlled by repeated pulses produced by two monostable tripping or trigger circuits 1900-1901 and 2000-2001, respectively. These two trigger circuits are initiated by a master oscillator consisting of two NOR circuits 2100-2101. A third monostable trigger circuit 2200-2201 can also control the chopper 17, which receives pulses from the trigger circuit 2000-2001 or the trigger circuit 2200-2201 according to the state of a logic circuit formed by three N (EP circuits 2500-2501-222. The circuit 2501 is controlled of the signal from the Wstopped "detector 9 in such a way that the trigger circuit 2200-2201 finally operates the switch 17 when the motor is running, while it is the trigger circuit 2200-2201 which operates the switch 17 when the motor is stationary.

Strömbrytarna 16 och 17 laddar två kondensatorer 24 respektive 25, vilkas potential matas genom resistorerna 2600 respektive 2700, för- stärkaren 26 och två förstärkare 27 respektive 28. Förstärkarna 26-28 är uppbyggda av fälteffekttransistorer och har därför en mycket hög ingångsimpedans.The switches 16 and 17 charge two capacitors 24 and 25, respectively, whose potential is supplied through the resistors 2600 and 2700, the amplifier 26 and two amplifiers 27 and 28, respectively. The amplifiers 26-28 are built up of field effect transistors and therefore have a very high input impedance.

Utgången från förstärkaren 26 är ansluten till en ingång på en för- stärkare 29 vars andra ingång matas med en positiv spänning V4 medelst en resistorbrygga 2900-2901. Utgången från förstärkaren 29 är ansluten genom en diod 2902 till komponenten 1100 i triggerkretsen 1100-1101.The output of the amplifier 26 is connected to an input of an amplifier 29 whose second input is supplied with a positive voltage V4 by means of a resistor bridge 2900-2901. The output of the amplifier 29 is connected through a diode 2902 to the component 1100 in the trigger circuit 1100-1101.

På liknande sätt är utgången från förstärkaren 28 ansluten till en 447 685 ingång på en förstärkare 50 vars andra ingång förses med en spän- ning V+ genom en resistorbrygga 5000-5001 och vars utgång är anslu- ten genom en diod 5002 till komponenten 1100.Similarly, the output of amplifier 28 is connected to a 447 685 input of amplifier 50 whose second input is supplied with a voltage V + through a resistor bridge 5000-5001 and whose output is connected through a diode 5002 to component 1100.

Utgângen från förstärkaren 27 är ansluten vid den gemensamma punk- ten för resistorn 2600 och kondensatorn 24 via en diod 2701 av den typ som har en läckström av en pA följd av en resistor 2702. Efter- som en diod av denna typ har praktiskt taget ingen bakström, har kondensatorn 24 ingen möjlighet att urladdasdenna väg.The output of the amplifier 27 is connected at the common point of the resistor 2600 and the capacitor 24 via a diode 2701 of the type having a leakage current of one pA followed by a resistor 2702. Since a diode of this type has practically no back current, the capacitor 24 has no possibility of discharging this path.

Förstärkaren 27 hindrar alltid spänningen vid kontakterna på konden- satorn 24 från att bli mindre än den vid kontakterna på. kondensatorn 25. Om en sådan tendens skulle uppträda skulle urladdningsströmmen från kondensatorn 25, överförd via förstärkaren 27, dioden 2701 och resistorn 2702, sträva att ladda kondensatorn 24 till dess att spän- ningarna vid anslutningarna på de båda kondensatorerna är lika.The amplifier 27 always prevents the voltage at the contacts on the capacitor 24 from becoming less than that at the contacts on. the capacitor 25. Should such a tendency occur, the discharge current from the capacitor 25, transmitted via the amplifier 27, the diode 2701 and the resistor 2702, would strive to charge the capacitor 24 until the voltages at the terminals of the two capacitors are equal.

Utgången från förstärkaren 28 anslutes till en ingång på en förstär- kare 51, vars andra ingång matas med en spänning V- genom en motstånds- brygga 5100-5101. Utgângen från förstärkaren 51 förbindes dels med nämnda andra ingång medelst en resistor 5102 följd av en diod 5105 och dels med styrelektroden på en strömbrytare 52 ansluten mellan jord och den gemensamma punkten för strömbrytaren 17 och kondensatorn 25.The output of the amplifier 28 is connected to an input of an amplifier 51, the second input of which is supplied with a voltage V- through a resistor bridge 5100-5101. The output of the amplifier 51 is connected partly to said second input by means of a resistor 5102 followed by a diode 5105 and partly to the control electrode of a switch 52 connected between earth and the common point of the switch 17 and the capacitor 25.

Utgângsspänningarna från förstärkarna 29 och 50 matas genom dioderna 2905 respektive 5005 till komponenten 5500 på en triggerkrets 5500- 5501, som utlöser en LED (icke visad) ansluten till dess uttag 5502.The output voltages from the amplifiers 29 and 50 are supplied through the diodes 2905 and 5005, respectively, to the component 5500 on a trigger circuit 5500-5501, which triggers an LED (not shown) connected to its terminal 5502.

Om motorströmmen strävar mot noll, strävar kondensatorerna 24 och 25 att urladdas till jord på grund av närvaron av falsk kapacitet i kret- sen. När dessa kondensatorer har nått en nollpotential, skulle till och med kunna sträva att uppladdas igen till en negativ potential. Om detta skulle inträffa, skulle den negativa spänningen vid uttagen på kondensatorn 25 matad till en ingång på förstärkaren 51 genom resis- torn 2700 och förstärkaren 28, bli jämförd med den negativa spänning- en matad till den andra ingången på. förstärkaren 51, anordnad som en komparator, med resultatet att en öppningssignal skulle överföras till 447 685 strömbrytaren 52, vars effekt skulle bli att åstadkomma en snabb urladdning av kondensatorn 25 ner till nollpotential. Som ovan för- klarats skulle spänningen vid uttagen på kondensatorn 24 följa den vid uttagen på kondensatorn 25 och skulle därför också snabbt bringas till noll. Vikten av detta förklaras nedan. ;n krets bestående av en strömbrytare,som laddar en kondensator under de periodiska intervall,då den är sluten till en spänning representerande en bild av en ström,som producerar överhettning vid en belastning,är väl känd i sig själv, och det är också känt att den möjliggör simule- rande av uppvärmningen eller avkylningen från belastningen, utan att någon temperaturmätníng göres, och är särskilt användbar när den ter- miska tidkonstanten hos belastningen är hög, vilket är fallet med en elektrisk motor.If the motor current tends to zero, capacitors 24 and 25 tend to be discharged to ground due to the presence of false capacitance in the circuit. When these capacitors have reached a zero potential, they could even strive to be recharged to a negative potential. Should this occur, the negative voltage at the terminals of the capacitor 25 supplied to an input of the amplifier 51 through the resistor 2700 and the amplifier 28, would be compared with the negative voltage supplied to the other input of. the amplifier 51, arranged as a comparator, with the result that an aperture signal would be transmitted to the 447 685 switch 52, the effect of which would be to cause a rapid discharge of the capacitor 25 down to zero potential. As explained above, the voltage at the terminals of the capacitor 24 would follow that at the terminals of the capacitor 25 and would therefore also be quickly brought to zero. The importance of this is explained below. A circuit consisting of a switch which charges a capacitor during the periodic intervals when closed to a voltage representing an image of a current which produces overheating at a load is well known per se, and it is also known that it enables simulation of the heating or cooling from the load, without any temperature measurement being made, and is particularly useful when the thermal time constant of the load is high, as is the case with an electric motor.

Tidkonstanten definierad av en krets av denna typ beror uppenbarligen på data för komponenterna och på varaktigheten av styrpulserna från strömbrytarna.The time constant defined by a circuit of this type obviously depends on the data of the components and on the duration of the control pulses from the switches.

I det beskrivna arrangemanget är en initialkrets av denna typ (trig- gerkrets 2000-2001, strömbrytare 17,kondensator 25) anordnad att ge en tidkonstant GL, som är representativ för dettermiska uppförandet av motorn, när den arbetar vid medeltemperatur. Denna tidkonstant är tid- konstanten för konventionell kylning av motorn angiven av tillverkaren (exempelvis 0L=950 sekunder). Den första kretsen tillgodoser överhett- nngsskydd för motorn, när denna arbetar mellan små överbelastningar, på följande sätt, Den konstanta referensspänningen avgiven av resistansbryggan 3000- 3001 till en ingång på förstärkaren 50 väljes så att den motsvarar en överbelastning på några få procent (t ex 7 till %), dvs förstärkaren 50, arrangerad som en komparator, förser triggerkretsen 1100-1101 med en signal för att bryta krafttillförseln till motorn så snart strömmen I är 7 ä 8% större än dess normala värde IN. Ett sådant vär- de valdes genom att rita kurvan som en heldragen linje i fig 2, som representerar den tillâtliga överbelastningstiden ts, given av till- 447 685 verkaren (uttryckt i sekunder) som en funktion av förhållandet I/IN, när motorn är varm. Om denna kurva antages vara asymptotisk till en rät linje parallell med vertikalaxeln och passerande genom abskissan 1,07 eller 1,08, kan det observeras genom beräknande av de igångsättningstider som är givna av systemet för olika värden på I/IN (simulering), att de i praktiken sammanfaller med de tillåt- liga tiderna givna av tillverkaren.In the described arrangement, an initial circuit of this type (trigger circuit 2000-2001, switch 17, capacitor 25) is arranged to give a time constant GL, which is representative of the thermothermal behavior of the motor, when it operates at average temperature. This time constant is the time constant for conventional engine cooling specified by the manufacturer (eg 0L = 950 seconds). The first circuit provides overheating protection for the motor, when it operates between small overloads, in the following way. The constant reference voltage emitted by the resistance bridge 3000-3001 to an input of the amplifier 50 is selected so that it corresponds to an overload of a few percent (e.g. 7 to%), i.e. the amplifier 50, arranged as a comparator, supplies the trigger circuit 1100-1101 with a signal for interrupting the power supply to the motor as soon as the current I is 7 ä 8% larger than its normal value IN. Such a value was selected by drawing the curve as a solid line in Fig. 2, representing the allowable overload time ts, given by the manufacturer (expressed in seconds) as a function of the I / IN ratio, when the engine is hot . If this curve is assumed to be asymptotic to a straight line parallel to the vertical axis and passing through the abscissa 1.07 or 1.08, it can be observed by calculating the start-up times given by the system for different values of I / IN (simulation), that they in practice coincide with the permissible times given by the manufacturer.

En andra krets /för alstrande av en tidkonstant består av den monostabila trigger- kretsen 2200-2201, strömbrytaren 17 och kondensatorn 25. Kretsen är beräknad för att denna tidkonstant QLA lika stor som 5 GL. När motorn stannas kyls den uppenbarligen ner mycket mindre snabbt än när den är i gång (eftersom fläkten stoppas). Om motorn åter startas, är det viktigt att kondensatorn 25 initialt laddas till en potential som bildar en bild av den temperatur som den hade när den "stoppades", en temperatur som tydligen beror på den tid under vilken motorn för- blev stoppad.A second circuit / for generating a time constant consists of the monostable trigger circuit 2200-2201, the switch 17 and the capacitor 25. The circuit is calculated so that this time constant QLA is equal to 5 GL. When the engine is stopped, it obviously cools down much less quickly than when it is running (because the fan is stopped). If the motor is restarted, it is important that the capacitor 25 be initially charged to a potential which forms an image of the temperature it had when it was "stopped", a temperature which apparently depends on the time during which the motor remained stopped.

En tredje krets alstrande en tidskonstant består av den monostabila triggerkretsen 1900-1901, strömbrytaren 16 och kondensatorn 24. Tid- konstanten GC definierad av denna krets representerar den starttid som motorn kan acceptera. Som ett exempel är den lika med 175 sekunder för en kallstarttid på 10 sekunder för en ström på 6 IN. Det kan antas att detta värde på starttiden är lämpligt för att bestämma GC genom simu- lering, emedan startströmmen för en asynkronmotor är av storleksord- ningen 6 IN, och det gäller att skydda en motor mot alltför långa eller alltför täta starter ooh, mer generellt, mot stora överbelast- ningar. Icke desto mindre får användaren av kretsen valmöjlighet, om starttiden är given för en startström för motorn annan än 6 IN, att korrigera värdet på OC så att det motsvarar starttiden vid 6 IN. GC regleras t ex genom att ändra värdet på resistorn 1600.A third circuit generating a time constant consists of the monostable trigger circuit 1900-1901, the switch 16 and the capacitor 24. The time constant GC defined by this circuit represents the start time that the motor can accept. As an example, it is equal to 175 seconds for a cold start time of 10 seconds for a current of 6 IN. It can be assumed that this value of the starting time is suitable for determining GC by simulation, since the starting current of an asynchronous motor is of the order of 6 IN, and it is important to protect a motor against too long or too frequent starts ooh, more generally , against large overloads. Nevertheless, the user of the circuit is given the option, if the start time is given for a start current for the motor other than 6 IN, to correct the value of OC so that it corresponds to the start time at 6 IN. GC is regulated, for example, by changing the value of the resistor 1600.

De två partierna av kurvan i fig 2 som visas punktstreckade represen- terar de tillåtliga överbelastningstiderna när motorn är kall som en fimlction av I/IN. givna av ti1lverkaren.För att följa upp dessa punkter genom en approxi- Ett antal punkter på dessa kurvor baseras på data 447 685 mativ exponentiell Simulering motsvarande laddningen av en kondensa- tor i en tidkonstantkrets, kan observeras att två värden av tidkon- stanten måste användas, dvs ett "kort" värde GC som motsvarar stora överbelastningar och ett "långt" värde GL som motsvarar små överbe- lastningar. Asymptoten av den del av kurvan som motsvarar DC definie- rar en referensspänning (som kommer att vara den konstanta spänning som ges av resistansbrygßan 2900 och 2901 vid ingången till förstär- karen 29), som är två gånger den referensspänning som tillföres ingång- en på förstärkaren 30, vilket antyder antagandet att, om motorn är varm, om den är stoppad och sedan blir startad, kopparns temperatur kan nå ett värde dubbelt så stort som det normala för motorn, utan att motorhöljet överskrider den tillåtna temperaturen. Värmeöver- föring från koppar till järnet äger rum snabbt och överhettningen av kopparn får därför kort varaktighet och kan tålas av motorn.The two portions of the curve in Fig. 2 shown in dotted lines represent the permissible overload times when the motor is cold as a fi mlction of I / IN. given by the manufacturer.To follow up these points through an approximation A number of points on these curves are based on data 447 685 mative exponential Simulation corresponding to the charge of a capacitor in a time constant circuit, it can be observed that two values of the time constant must be used , ie a "short" value GC which corresponds to large overloads and a "long" value GL which corresponds to small overloads. The asymptote of the part of the curve corresponding to DC defines a reference voltage (which will be the constant voltage given by the resistor bridges 2900 and 2901 at the input of the amplifier 29), which is twice the reference voltage applied to the input of the amplifier 30, which suggests the assumption that, if the engine is hot, if it is stopped and then started, the copper temperature can reach a value twice the normal for the engine, without the motor housing exceeding the allowable temperature. Heat transfer from copper to iron takes place quickly and the overheating of the copper therefore has a short duration and can be tolerated by the motor.

Såsom ovan sagts är kretsen så planerad att spänningen vid anslut- ningarna på kondensatorn 24 aldrig kan vara mindre än spänningen vid anslutningarna på kondensatorn 25. Detta villkor återspeglar det för- hållandet att i en motor kopparn aldrig kan vara kallare än järnet.As stated above, the circuit is designed so that the voltage at the terminals of the capacitor 24 can never be less than the voltage at the terminals of the capacitor 25. This condition reflects the fact that in a motor the copper can never be colder than the iron.

Såsom har förklarats spänningen vid anslutningarna till kondensato- rerna 24 och 25 kan aldrig bli negativa. Detta betyder att kretsen aldrig får simulera koppar- eller järntemperaturer under omgivningens temperatur.As explained, the voltage at the terminals of capacitors 24 and 25 can never be negative. This means that the circuit must never simulate copper or iron temperatures below ambient temperature.

Det är uppenbart att olika modifikationer kan göras i den krets som beskrivits och visats utan att avvika från uppfinningens tanke.It is obvious that various modifications can be made in the circuit described and shown without departing from the spirit of the invention.

Claims (7)

447 685 10 Patentkrav447 685 10 Patent claims 1. Anordning för överhettningsskydd vid en elektrisk motor omfattande medel (1, 2, 3) för att till åtminstone en tid- konstantkrets tillföra en spänning som är en avbildning av den ström som förbrukas av motorn (varvid denna spänning företrädesvis är proportionell mot kvadraten på nämnda ström), medel (29, 30) för jämförande av spänningen vid anslutningarna på den kondensator (24, 25) som nämnda tidkonstantkrets om- fattar med en konstant referensspänning och för levererande av en signal som styr avstängningen av motorns krafttillförsel, närhelst nämnda spänning vid kondensatorns anslutningar över- skrider_nämnda referensspänning, k ä n n e t e c k n a d av en första (1900, 1901, 16, 24) och en andra (2000, 2001, 17, 25) tidkonstantkrets matad med nämnda avbildade spänning och anslutna till en första (29) respektive andra (30) kompa- rator, till vilka matas en första respektive en andra refe- rensspänning, varvid tidkonstanten i den andra kretsen repre- senterar den konventionella kylningen av motorn indikerad av tillverkaren, och den andra referensspänningen är vald så att den motsvarar en överbelastning med några få procent jämfört med motorns nominella ström, medan tidkonstanten i den första kretsen väljes så att den motsvarar kallstart- tiden för motorn för en ström lika med sex gånger nämnda nominella ström och den första referensspänningen har ett värde två gånger värdet av den andra, och av medel (27, 2701, 2702) för reglering på ett icke reversibelt sätt av spän- ningen vid anslutningarna till kondensatorn i den första tidkonstantkretsen till spänningen vid anslutningarna till kondensatorn i den andra kretsen, när den senare tenderar att överstiga den förra.An apparatus for overheating protection in an electric motor comprising means (1, 2, 3) for supplying to at least one time constant circuit a voltage which is a representation of the current consumed by the motor (this voltage being preferably proportional to the square of said current), means (29, 30) for comparing the voltage at the terminals of the capacitor (24, 25) which said time constant circuit comprises with a constant reference voltage and for supplying a signal which controls the shut-off of the motor power supply, whenever said voltage at the capacitor terminals, said reference voltage exceeds, characterized by a first (1900, 1901, 16, 24) and a second (2000, 2001, 17, 25) time constant circuit supplied with said mapped voltage and connected to a first (29) and second (30) comparator, to which a first and a second reference voltage, respectively, are supplied, the time constant in the second circuit representing the conventional cooling none of the motor indicated by the manufacturer, and the second reference voltage is selected to correspond to an overload of a few percent compared to the rated current of the motor, while the time constant in the first circuit is selected to correspond to the cold start time of the motor for a current equal to six times said nominal current and the first reference voltage has a value twice the value of the second, and of means (27, 2701, 2702) for regulating in a non-reversible manner the voltage at the connections to the capacitor in the first time constant circuit to the voltage at the connections to the capacitor in the second circuit, when the latter tends to exceed the former. 2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av, att den omfattar en tredje tidkonstantkrets (2200, 2201, 17, 25) som matar den andra komparatorn (30) och vars tid- konstant väljes till fem gånger den hos den andra kretsen, och att organ (9) är anordnade att generera en signal visande att motorn är i gång eller stoppad och att koppla den andra och den trvqj» LidkonntunLkf~Lfl~n som fn Innkiíon av nämnd» signal. 447 685 11Device according to claim 1, characterized in that it comprises a third time constant circuit (2200, 2201, 17, 25) which supplies the second comparator (30) and whose time constant is selected to five times that of the second circuit, and that means (9) are arranged to generate a signal indicating that the motor is running or stopped and to couple the other and the trvqj »LidkonntunLkf ~ L fl ~ n as fn Inkiíon of said» signal. 447 685 11 3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d av, att vardera av de nämnda tidkonstantkretsarna omfattar en strömbrytare (16, 17) styrd av upprepade pulser.Device according to claim 1 or 2, characterized in that each of said time constant circuits comprises a switch (16, 17) controlled by repeated pulses. 4. Anordning enligt något av kraven 1-3, k ä n n e t e c k- n a d av, att medlen för icke reversibel reglering omfattar en förstärkare (27) till vars ena ingång matas spänningen vid anslutningarna på kondensatorn (25) i den andra tidkonstant- kretsen vars andra ingång är förbunden med anslutningarna på kondensatorn (24) i den första tidkonstantkretsen via en resistor (2702), och vars utgång är förbunden med kondensatorn -(24) på den första tidkonstantkretsen med en diod (2701) med en läckström i storleksordningen av en pA följd av resis- torn (2702).Device according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the means for non-reversible control comprise an amplifier (27) to one input of which the voltage is supplied at the connections of the capacitor (25) in the other time constant circuit. whose second input is connected to the terminals of the capacitor (24) in the first time constant circuit via a resistor (2702), and whose output is connected to the capacitor - (24) of the first time constant circuit by a diode (2701) having a leakage current of the order of a pA followed by the resistor (2702). 5. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av, att medlen för genererande av en signal visande huruvida motorn är i gång eller stoppad omfattar en komparator (9) som jämför den spänning, som är en avbildning av den av motorn förbrukade strömmen, med en referensspänning lika med några få procent av den som motsvarar den nominella strömmen.Device according to claim 2, characterized in that the means for generating a signal indicating whether the motor is running or stopped comprises a comparator (9) which compares the voltage, which is an image of the current consumed by the motor, with a reference voltage equal to a few percent of that corresponding to the rated current. 6. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av en komparator (31) som mottager å ena sidan utgångsspänningen från en av kondensatorerna (25) i tidkonstantkretsarna och å andra sidan en negativ referensspänning genom en ytterligare strömbrytare (32) styrd av utgångsspänningen från nämnda komparator (31) och anordnad att hindra en negativ laddning på nämnda kondensator (25).Device according to claim 3, characterized by a comparator (31) which receives on the one hand the output voltage from one of the capacitors (25) in the time constant circuits and on the other hand a negative reference voltage through a further switch (32) controlled by the output voltage from said comparator (31) and arranged to prevent a negative charge on said capacitor (25). 7. Anordning enligt något av kraven 1-6, k ä n n e t e c k- n a d av, att nämnda spänning, som är en avbildning av strömmen, tillföres av signaldetektorer (100, 101, 102, 200, 201, 202, 300, 301, 302) för lågström förenade med förstärkare (4, 5, 6) och, efter likríktning och filtrering, matas till en kompara- tor (9), som också mottager en positiv referensspänning till- förd av en anordning, som indikerar huruvida motorn är igång eller stoppad och orsakar successiv urladdning av en konden- sator (802) i händelse av förlust av en fas, varvid spänningen vid anslutningarna till nämnda kondensator (802) matas till en komparator (10), som ger en signal för avstängning av krafttillförseln.Device according to any one of claims 1-6, characterized in that said voltage, which is an image of the current, is applied by signal detectors (100, 101, 102, 200, 201, 202, 300, 301, 302) for low current connected to amplifiers (4, 5, 6) and, after rectification and filtration, fed to a comparator (9), which also receives a positive reference voltage supplied by a device indicating whether the motor is running or stopped and causes successive discharge of a capacitor (802) in case of loss of a phase, the voltage at the connections to said capacitor (802) being supplied to a comparator (10), which gives a signal for shutting off the power supply.
SE8104643A 1980-08-04 1981-08-03 DEVICE FOR HEATING PROTECTION OF AN ELECTRIC ENGINE SE447685B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8017424A FR2488458A1 (en) 1980-08-04 1980-08-04 THERMAL PROTECTION CIRCUIT OF AN ELECTRIC MOTOR COMPRISING TWO TIME-CONSTANT ORGANS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE8104643L SE8104643L (en) 1982-02-05
SE447685B true SE447685B (en) 1986-12-01

Family

ID=9244980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8104643A SE447685B (en) 1980-08-04 1981-08-03 DEVICE FOR HEATING PROTECTION OF AN ELECTRIC ENGINE

Country Status (11)

Country Link
AT (1) AT389961B (en)
BE (1) BE889836A (en)
CH (1) CH642199A5 (en)
DE (1) DE3129730A1 (en)
ES (1) ES8207661A1 (en)
FR (1) FR2488458A1 (en)
GB (1) GB2081995B (en)
IT (1) IT1137790B (en)
NL (1) NL8103660A (en)
NO (1) NO159470C (en)
SE (1) SE447685B (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4819118A (en) * 1988-06-02 1989-04-04 Westinghouse Electric Corp. Electromagnetic contactor tandem control system for thermal protection of a bidirectional motor drive

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH534444A (en) * 1972-05-23 1973-02-28 Sprecher & Schuh Ag Electronic motor protection relay with current-dependent tripping
CH540587A (en) * 1972-08-22 1973-08-15 Sprecher & Schuh Ag Circuit arrangement that represents a thermal image of electrical equipment that is dependent on electrical losses
DE2600472C3 (en) * 1976-01-08 1981-12-10 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Overload protection device for an electrical machine
DE2939938C2 (en) * 1979-09-28 1984-05-30 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Overload protection arrangement for an electrical machine
FR2468238A1 (en) * 1979-10-16 1981-04-30 Telemecanique Electrique Phase loss or overvoltage protector for motor - has signal fed to comparator via Zener network and driving cut=off relay in motor supply

Also Published As

Publication number Publication date
DE3129730A1 (en) 1982-02-25
SE8104643L (en) 1982-02-05
DE3129730C2 (en) 1990-05-31
AT389961B (en) 1990-02-26
GB2081995A (en) 1982-02-24
FR2488458A1 (en) 1982-02-12
NO812629L (en) 1982-02-05
ATA341381A (en) 1989-07-15
CH642199A5 (en) 1984-03-30
FR2488458B1 (en) 1984-05-18
IT8123345A0 (en) 1981-08-03
ES504510A0 (en) 1982-09-16
NL8103660A (en) 1982-03-01
IT1137790B (en) 1986-09-10
NO159470B (en) 1988-09-19
GB2081995B (en) 1985-01-09
ES8207661A1 (en) 1982-09-16
NO159470C (en) 1989-01-04
BE889836A (en) 1981-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5469042A (en) Charging monitor for electrical accumulators
US4286303A (en) Protection system for an electric motor
US20080079404A1 (en) Voltage detecting apparatus
US5179495A (en) Solid state overload relay
US4494162A (en) Starter thermal overload protection system
US20150077154A1 (en) System for measuring soft starter current and method of making same
US20100091421A1 (en) Inrush current preventing circuit
EP0137263A2 (en) Overcurrent detection device
US4509088A (en) Motor protector relay with memory of overload
US4639657A (en) Electrical control apparatus and methods
EP0995251B1 (en) Solid state overload relay
KR960003201B1 (en) Trip control device for circuit breaker
US5303160A (en) Load controller with digitally modeled overload protection and analog tracking of heat state during power off
GB2319909A (en) Monitoring operation of a three phase electric motor
SE447685B (en) DEVICE FOR HEATING PROTECTION OF AN ELECTRIC ENGINE
CN112444324A (en) Method and circuit for detecting motor winding over-temperature
US5019936A (en) Voltage-to-frequency squared circuit
JP5524096B2 (en) Overcurrent protection device
CN110534286B (en) Superconducting magnet system and control method
US6831434B2 (en) Control circuit for brushless DC motor equipped with protective circuit
EP0229062A1 (en) Fan motor monitoring circuit
US6072249A (en) Power source device
FI88833C (en) ELEKTRONISK MOTORSKYDDSRELAE
JP3238119B2 (en) Fire detector
KR20230123431A (en) Monitoring equipment and electrical equipment

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8104643-5

Effective date: 19940310

Format of ref document f/p: F