SE451783B

SE451783B - CLUTCH CIRCUIT FOR MONITORING OF ELECTRICALLY DRIVED ENGINE HEATING

Info

Publication number: SE451783B
Application number: SE8302829A
Authority: SE
Inventors: H Rollecke
Original assignee: Hartmann & Braun Ag
Priority date: 1982-05-21
Filing date: 1983-05-19
Publication date: 1987-10-26
Also published as: GB2120877B; DE3219199C2; SE8302829D0; GB8313988D0; DE3219199A1; GB2120877A; CH658953A5; SE8302829L

Description

451 783 10 15 20 25 30 35 2 Den ställda uppgiften löses enligt uppfinningen med de i patentkravens kännetecknande del angivna särdragen. 451 783 10 15 20 25 30 35 2 The set task is solved according to the invention with the features stated in the characterizing part of the claims.

Fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen är känne- tecknade i patentkraven 2 och 3.Advantageous embodiments of the invention are characterized in claims 2 and 3.

Uppfinningen skall nu förklaras närmare i anslut- ning till ett på bifogade ritning återgivet utförings- exempel. Därvid visar fig l ett blockkopplingsschema för ett motorskydds- relä, fig 2 ett spännings/tid-diagram för det elektroniskt efterbildade temperaturförloppet i skyddsreläet enligt fig l för en motor, fig 3 skyddsreläet enligt fig l i en modifierad ut- föringsform och . fig 4 en kopplingskrets för tidsstyrverket.The invention will now be explained in more detail in connection with an exemplary embodiment shown in the accompanying drawing. Fig. 1 shows a block circuit diagram for a motor protection relay, Fig. 2 a voltage / time diagram for the electronically imitated temperature profile in the protection relay according to Fig. 1 for a motor, Fig. 3 the protection relay according to Fig. 1 in a modified embodiment and. Fig. 4 shows a switching circuit for the timer.

I fig 1 har med 1 betecknats tre ledningar_i ett trefassystem för en motor M, vars strömmar via mättrans- formatorer 2 tillföres en elektronisk utvärderingskrets.In Fig. 1, 1 denotes three lines in a three-phase system for a motor M, the currents of which are supplied via an electronic evaluation circuit via measuring transformers 2.

En impulsgivare 3 omformar dessa strömmar i impulser.An impulse sensor 3 converts these currents into impulses.

Denna impulsgivare utsänder ovanför märkströmmen impul- ser vars pulsavstånd förkortas kvadratiskt med ökande ström. Dessa impulser laddar via en resistans 5 och en diod 6 en kondensator 7 såsom magasineringsorgan. Upp- när magasineringsorganets spänning tröskelvärdesbryta- rens 8 utlösningsgränsvärde, utlöser denna ett relä 9, vilket magnetiserar utlösningsspolen av en effektbryta- re 10, som bryter skyddsobjektets M strömkrets. När Ström- men brutits urladdas kondensatorn 7 via resistansen 11.This encoder emits pulses above the rated current, the pulse distance of which is shortened quadratically with increasing current. These pulses charge via a resistor 5 and a diode 6 a capacitor 7 as storage means. When the storage means voltage reaches the trip limit value of the threshold switch 8, it triggers a relay 9, which magnetizes the trip coil of a circuit breaker 10, which breaks the circuit of the protection object M. When the current is cut off, the capacitor 7 is discharged via the resistor 11.

Såtillvida är den kopplingstekniska uppbyggnaden av ett motorskydd förut känd. Denna uppbyggnad skall utvidgas och förbättras genom uppfinningen, såsom beskrives i det följande.To this extent, the clutch technical construction of a motor protection is known in advance. This structure will be expanded and improved by the invention, as described below.

Strömtransformatorernas 2 utgàngsströmmar matar tvà tröskelvärdesbrytare i ett tidsstyrverk 14. Tröskelvär- desbrytaren 12 kontrollerar huruvida strömmen ligger över eller under C gånger märkströmmen, varvid c = 1,2 ... 2,5 gånger märkströmmen såsom kriteriet för en motorstart. ut 10 15 20 25 30 35 451 783 3 Överskrides detta värde, utlöses tröskelvärdesbrytaren 12. Tröskelvärdesbrytaren 13 konstaterar huruvida ström- men är noll, dvs om motorn M är fránkopplad. Tröskel- värdesbrytaren 13 kan ersättas med en hjälpkontakt som är kopplad med effektbrytaren 10 i från-läge.The output currents of the current transformers 2 supply two threshold switches in a timer 14. The threshold switch 12 checks whether the current is above or below C times the rated current, where c = 1.2 ... 2.5 times the rated current as the criterion for an engine start. out 10 15 20 25 30 35 451 783 3 If this value is exceeded, the threshold switch 12 is triggered. The threshold switch 13 determines whether the current is zero, ie if the motor M is switched off. The threshold switch 13 can be replaced by an auxiliary switch which is connected to the circuit breaker 10 in the off position.

Ett tidutvärderingssteg 28 räknar motorstarterna per tidsenhet. Under räkneförloppet värderar steget 28 den löpande rotorns avsvalningstid och den stående mo- torns avsvalningstid. I fig 2 har förloppet av konden- satorns 7 laddningsspänning U under tiden t återgivits grafiskt med hjälp av en kurva. Inkopplas motorn M vid tidpunkten T, överlagrar tidutvärderingssteget 28 i det första steget A vid tidpunkten TA kondensatorn 7 via dioden 15 med en ringa spänning UVA. Spänningen UVA si- mulerar rotorns uppvärmning i märkdrift efter den första starten.A time evaluation step 28 counts the engine starts per unit time. During the counting process, step 28 evaluates the cooling time of the running rotor and the cooling time of the standing motor. In Fig. 2, the course of the charging voltage U of the capacitor 7 during the time t has been represented graphically by means of a curve. If the motor M is switched on at time T, the time evaluation stage 28 in the first stage A at time TA superimposes the capacitor 7 via the diode 15 with a low voltage UVA. The UVA voltage simulates the rotor heating in rated operation after the first start.

.- Såsom fig 2 visar ökar tidsutvärderingssteget 28 efter ytterligare en motorstart i sitt andra steg B vid tidpunkten TB förladdningsspänningen till spänningen t UVB. Efter en tredje motorstart spärrar steget 28 vid tidpunkten TC i sitt tredje steg C via hjälpreläet 10 ytterligare inkoppling av effektbrytaren l0. Samtidigt överlagras kondensatorn 7 ytterligare en ökad spänning UVC. Återställningen av stegen B och C i tidutvärde- ringssteget och hjälpreläet 16 sker med den löpande ro- torns avsvalningstid, stegets A àterställning med den stillastående motorns M avsvalningstid. Härmed uppfyl- les det oftas ställda kravet att tillåta tre starter från kallt och tvà starter fràn varmt motortillständ.As Fig. 2 shows, the time evaluation step 28 increases after a further motor start in its second stage B at the time TB the precharge voltage to the voltage t UVB. After a third motor start, stage 28 at time TC in its third stage C via the auxiliary relay 10 blocks further connection of the circuit breaker 10. At the same time, a further increased voltage UVC is superimposed on the capacitor 7. The reset of stages B and C in the time evaluation stage and the auxiliary relay 16 takes place with the cooling time of the running rotor, the reset of stage A with the cooling time of the stationary engine M. This often fulfills the requirement to allow three starts from cold and two starts from hot engine condition.

Det i fig 3 återgivna motorskyddsreläet motsvarar till sin uppbyggnad och sitt verkningssätt i huvudsak utföringsformen enligt fig 1. I stället för föruppladd- ningen via en diod omkopplas emellertid här urladdnings- motstândets 11 fotpunkt till en spänningsdelare med del- resistanserna R1, R2 och R3. Detta medför att vid åter- ställning av tidutvärderingssteget 28 till ett lägre steg kondensatorns 7 urladdning sker långsammare. Kurvans 10 15 20 25 30 35 451 785 4 streckade del i fig 2 visar urladdningsspänningens U å! förlopp för utförandet med urladdningsresistansen 11.The motor protection relay shown in Fig. 3 essentially corresponds in structure and mode of operation to the embodiment according to Fig. 1. However, instead of pre-charging via a diode, the footing point of the discharge resistor 11 is switched to a voltage divider with partial resistors R1, R2 and R3. This means that when the time evaluation step 28 is reset to a lower step, the discharge of the capacitor 7 takes place more slowly. The dashed part of the curve 10 15 20 25 30 35 451 785 4 in Fig. 2 shows the U å of the discharge voltage! sequence of discharge discharge design 11.

I fig 4 visas en möjlig utföringsform för tidsstyr- verket 14. f» Efter varje motorstart ger tröskelvärdesbrytaren 12 en signal till ett skjutregisters 17 sättingång. Skjut- registrets utgångar A1 .... A3 påverkar MOS-kanalbrytar- na 18, vilka i motsvarighet till kopplingssteget till- för kondensatorn 7 en delspänning via dioden 15 för för- uppladdning. Är motorn inkopplad, styres tidssteget 20 av trös- kelvärdesbrytaren 13 via den bistabila vippan 19. Pà detta tidsteg inställes rotorns avsvalningstid vid i drift varande maskin. Efter utgången av den inställda tiden pâverkas via OCH-grinden 21 och ELLER-grinden 22 skjutregistrets 17 resetingàng b. Tidsstegets 20 åter- ställning kan emellertid i viss man ske genom Odﬂ-grinden 21 och ELLER-grinden 23 endast om skjutregistret står i det andra eller tredje steget A2, A3.Fig. 4 shows a possible embodiment of the timer 14. f »After each engine start, the threshold switch 12 gives a signal to the setting input of a slide register 17. The outputs A1 .... A3 of the slide register actuate the MOS channel switches 18, which, in accordance with the switching stage, supply a partial voltage to the capacitor 7 via the diode 15 for pre-charging. If the motor is switched on, the time step 20 is controlled by the threshold switch 13 via the bistable rocker 19. At this time step, the cooling time of the rotor is set for the machine in operation. After the expiration of the set time, the travel input b of the slider register 17 is affected via the AND gate 21 and the OR gate 22. However, the reset of the time step 20 can in some cases take place through the Od gate 21 and OR gate 23 only if the slider is in the other or third step A2, A3.

Vid varje utlösning av tidssteget 20 påverkas via ELLER-grinden 24 den bistabila vippans 19 resetingång R så att en ny start av tidssteget 20 sker först när an- tingen från tröskelvärdesbrytaren 13 pá den bistabila vippans 19 statiska ingång S ännu föreligger en signal, rotorn således roterar, eller om en inkoppling av motorn sker så att tröskelvärdesbrytaren 13 reagerar pà nytt.At each tripping of the time step 20, via the OR gate 24, the travel input R of the bistable rocker 19 is actuated so that a new start of the time step 20 takes place only when either from the threshold switch 13 at the static input S of the bistable rocker 19 there is still a signal, the rotor thus rotates, or if the motor is switched on so that the threshold switch 13 reacts again.

Den bistabila vippans àterställning sker via ELLER-grin- den 24 även från tröskelvärdesbrytarens 13 inverterande utgàng så att vid frànkopplad motor tidsavloppet för àterställning av tidssteget 20 avbrytes.The bistable rocker reset takes place via the OR gate 24 also from the inverting output of the threshold switch 13, so that when the motor is switched off, the time lapse for resetting the time stage 20 is interrupted.

Vid frànslagen motor styres tidssteget 26 av en ytterligare inverterande utgång på tröskelvärdesbrytaren 13 via den bistabila vippan 25. Detta tidsteg är in- ställt på den stillastående motorns avsvalningstid. Efter utgången av den inställda tiden àterställes skjutregist- T ret via ELLER-grinden 22 till utgångsläget.When the engine is switched off, time step 26 is controlled by a further inverting output on the threshold switch 13 via the bistable rocker 25. This time step is set to the cooling time of the stationary engine. After the expiration of the set time, the slide register T is reset via the OR gate 22 to the initial position.

Vid varje utlösning av tidssteget 26 pâverkas via 10 451 785 5 ELLER-grinden 27 den bistabila vippans 25 resetingång R sà att en ny start av tidssteget 26 sker först när an- tingen från tröskelvärdesbrytarens 13 på den bistabila vippans 25 statiska ingång S fortfarande föreligger en signal, motorn således är frànslagen, eller om en fràn- slagning av motorn sker så att tröskelvärdesbrytaren 13 på nytt faller tillbaka.At each tripping of the time step 26, the travel input R of the bistable flip-flop 25 is actuated via the gate 27 so that a new start of the time step 26 takes place only when either from the static input S of the threshold switch 13 on the bistable flip-flop 25 there is still a signal, the motor is thus switched off, or if the motor is switched off so that the threshold switch 13 falls back again.

Den bistabila vippans 25 àterställning sker via ELLER-grinden 27 även från vippans 13 utgång så att vid inkopplad motor tidsförloppet för àterställning av tids- steget 26 avbrytas.The reset of the bistable rocker 25 takes place via the OR gate 27 also from the output of the rocker 13 so that when the motor is switched on, the time course for resetting the time stage 26 is interrupted.

Denna kopplingsfunktion kan även realiseras med en mikro-dator.This connection function can also be realized with a microcomputer.

Claims

451 783 10 15 20 25 PATENT REQUIREMENTS

Coupling circuit for monitoring the heating of electrically driven motors (M), which in quadratic dependence on the monitored motor currents acts on a storage device (7), the stored contents of which serve as measured for the engine temperature, with a switching step, which after reaching of a predetermined magazine content breaks the motor (M) circuit, characterized by a timing control (14), which senses the motor (M) on and off frequency per unit time and accordingly changes the storage means (7) content in such a way that its stored content is a measure of the engine (M) operating temperature. ,

Coupling circuit according to claim 1, characterized by a first flip-flop (12), which generates a signal when the sensor - through a time control means with the starting current of the motor (M) exceeds a value over C times the rated current, wherein 1.2 C C 5, and with a second rocker (13), which generates a signal when the engine is stationary (M).

Coupling circuit according to Claim 1, characterized in that the contents of the storage means (7) change in steps, the size of each stage constituting the measure of the instantaneous heating state change of the motor (M). ff '1.1 in