DE1918345C3 - Schutzschaltungsanordnung für einen Elektromotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzschaltungsanordnung für einen Elektromotor, insbesondere einen Drehstrommotor, die beim Aufall eines Phasenleiters oder des Schutzleiters den Motor sofort vom Netz trennt, wobei die einzelnen Phasenleiter (RST) an die Primärwicklungen von Teiltransformatoren angeschlossen sind, die sekundärseitig über einen Gleichrichter mit einer Einrichtung verbunden sind, die einen dem Motorschütz zugeordneten Schalter steuert.

Es ist bereits eine solche Schutzschaltungsanordnung bekannt, (DE-AS 10 47931), bei der jedoch die Sekundärwicklung von drei Stromwandlern einerseits über je einen Einweggleichrichter im Stern geschaltet und andererseits durch eine gemeinsame Ableitung unmittelbar miteinander verbunden sind, und bei der der Sternpunkt und die gemeinsame Ableitung an ein frequenzempfindliches, die zugeführten Frequenzen addierendes Gerät angeschlossen sind.

Es ist weiter eine Schutzeinrichtung gegen Phasenumkehr und Phasenunterbrechung in einem Drehstromnetz bekannt (CH-PS 4 20 349), bei der zwei Transformatoren, deren Primärwicklungen in V-Schaltung und die Sekundärwicklungen mit Widerständen und Kondensatoren im Dreieck geschaltet sind, eine Auslösevorrichtung ansteuern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Schutzschaltung so zu verbessern, daß sie für verschiedene Frequenzen von 50 — 200 Hz geeignet ist, wenn der Speise-Spannungs-Transformator für die bestimmte Frequenz ausgelegt ist, und daß zugleich der Schutzleiter mit überwacht wird.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung besteht bei einer Schutzschaltung der eingangs erwähnten Art darin, daß die Teiltransformatoren sekundärseitig getrennt jeweils über einen Gleichrichter mit der Basis je eines Transistors verbunden sind, daß diesen Transistoren ein weiterer Transistor in deren Kollektor-Emitter-Kreis vorgeschaltet ist, der mit jedem einzelnen Transistor in Reihe mit seinem Kollektor an der Basis des Steuertransistors eines Multivibrators liegt der einen dem Motorschutz zugeordneten Schalter über ein Relais steuert, und daß ein weiterer Transistor, der über s seine Basis nur bei einwandfreiem Schutzleiter gesperrt gehalten wird, mit seinem Kollektor an der Basis des Steuertransistors liegt

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

to unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigen

Fig. 1 einen Schaltplan der Gesamtanordnung und
Fig.2 einen Schaltplan für eine Motorschutzschaltung.
Wie in F i g. 1 dargestellt, ist ein im Stern geschalteter

is Motor 11 unter Zwischenschaltung einer Schutzschaltanordnung 12 und einem im Motorstromkreis liegenden Schütz 13 an die drei Phasen R, 5 und Γ sowie an den Schutzleiter O angeschlossen.

Im einzelnen ist die Schutzschaltanordnung 12 zum Schutz der Phasenleiter R, S und T folgendermaßen aufgebaut: Die einzelnen Phasenleiter R, Sund /"führen zu den Primärwicklungen von Teiltransformatoren 14, 15 bzw. 16, die sekundärseitig jeweils über Gleichrichter 17, 18 bzw. 19 an die Basiselektroden von Transistoren 20, 21 bzw. 22 geführt sind. Die Verbindungsleitungen zwischen den Gleichrichtern und Transistoren sind über Vorwiderstände 23 an eine Minusleitung 24 geiegt. Die Gleichrichter liegen an einer sie verbindenden Leitung 26 über einen Widerstand 36 am Pluspol.

Ein weiterer Transistor 25, der mit seiner Basis an der Leitung 26 liegt ist mit seinem Emitter jeweils mit dem Kollektor der einzelnen Transistoren 20, 21 und 22 verbunden, so daß der Transistor 25 mit jedem dieser Transistoren in Reihe liegt. Der Transistor 25 liegt zum einen mit seinem Kollektor über einen Widerstand an der Minus-Leitung 24 und zum anderen im Basisstromkreis des Steuertransistors 27 eines bistabilen Multivibrators 28. Dieser Steuertransistor 27 schaltet ein in seinem Kollektorstromkreis liegendes Relais 29, dem ein im Stromkreis des Motorschützes 13 liegender Schalter 34 zugeordnet ist Ein Kondensator 40 dient zur Umschaltungsverzögerung beim Duichsteuem oder Sperren der Transistoren 25,20,21 und 22.

Zur Überwachung des Schutz- und Nulleiters O ist ein weiterer Transformator 30 vorgesehen, dessen Primärseite einerseits am Schutzleiter angeschlossen ist und andererseits über Widerstände 31, 32 und 33 mit den entsprechenden Phasenleitern R, S und Tverbunden ist, so daß ein künstlicher Sternpunkt gebildet wird.

Die Sekundärseite des Transformators 30 führt über einen Gleichrichter 35, der an Masse (Plus) liegt, an die Basis eines Transistors 37, dessen Kollektor über einen Arbeitswiderstand mit der Minus-Leitung 24 und mit der Basis des Steuertransistors 27 des Multivibrators 28 in Verbindung steht.

Im Basisstromkreis des zweiten Transistors 38 des Multivibrators 28 ist ein von Hand zu betätigender Tastschalter 39 vorgesehen.

Die Wirkungsweise der Schutzschalteranordnung ist nun folgende: Die Speisespannung für die Schutzschalteranordnung liefert der Drehstromtransformator 41, der dementsprechend mit den Phasenleitern R, Sund Tverbunden ist.
Betrachtet man den Schaltzustand, in dem der zu

h^r) schützende Motor 11 ausgeschaltet ist, so sind die Teiltransformatoren stromlos, es fließt sekundärseitig kein Induktionsstrom, und es ist somit keine Steuerspannung vorhanden.

Die Basiselektroden der Transistoren 20, 21 und 22 liegen über die Vorwiderstände 23 an einer negativen Sj'annung, so daß die Transistoren durchgesteuert sind. Um in diesem Schaltzustand des Motors 11 ein Kippen des Multivibrators 28 zu vermeiden, ist der Transistor 25 den Transistoren 20, 21 und 22 in Reihe vorgeschaltet. Dieser ist im abgeschaltetem Zustand des Motors 11 an seiner Basis positiv, und es fließt kein Kollektor-Emitterstrom.

Bei eingeschaltetem Motor 11 fließt Strom durch die Primärwicklungen der Transformatoren 14, 15 und 16, die sekundärseitig Steuerspannungen zur Folge haben. Diese positiv gerichteten Gleichstromspannungen steuern die Transistoren 20,21 und 22 in den gesperrten Schaltzustand. Die Basis des Transistors 25 wird jedoch negativ angesteuert. Bei diesem Umschaltvorgang kann der Transistor 25 sogar kurzzeitig aufgrund von Bauteileträgheiten, z. B. Transistoren, Elkos, die Kontakte am Schütz usw. leitend werden. Um diese möglichen Impulse zu unterdrücken, die sofort ein Kippen des Multivibrators einleiten würden, liegt der Elektrolytkondensator 40 am Kollektor des Transistors 25. Erst wenn einer der Phasenle'iter R, 5 oder 7"ausfällt und der zugeordnete Transistor angesteuert und dadurch leitend wird, wird der Kollektor vom Transistor 25 positiv und bringt den bistabilen Multivibrator zeitverzögert (die Größe des Elkos 40 spielt hier eine Rolle) zum Kippen.

Nach behobenem Schaden kann über den Tastschalter 39 ein positiver Impuls an die Basis des Transistors 38 gebracht werden, wodurch der Multivibrator 28 zurückkippt, das Relais 29 wieder abfällt und der Schütz 13 wieder eiageschaltet werden kann.

Die Schutzschaltung verhindert also, daß der Motor 11 auf nur zwei Phasen laufen kann und deshalb wegen Überlastung völlig zerstört wird. Der zwischen dem vom Motor zurückgeführte Schutzleiter und dem künstlichen Sternpunkt angeordnete Transformator 30 erzeugt die notwendige Steuerspannung. Im störungsfreien Zustand liegt am Transformator 30 keine Spannung an.

Bei einwandfreiem Schutzleiter liegt an der Basis des Transistors 37 daher keine Spannung an und dieser ist gesperrt Ist jedoch der Schutzleiter unterbrochen, liegt der Transformator 30 zwischen dem künstlichen Sternpunkt (Widerstände 31, 32 und 33) und dem Nulleiter der Schützspule des Schützes 13. Es liegt dann eine Spannung am Transformator 30 an. Sekundärseitig steuert nun die gleichgerichtete negative Spannung den Transistor 37 an, was zur Folge hat, daß der bistabile Multivibrator in seinen anderen stabilen Schaltzustand kippt, wodurch das Relais 29 angezogen wird und der Kontakt 34 öffnet. Der Stromkreis für die Sohützspule ist unterbrochen, der Schütz 13 fällt ab und der Motor 11 ist stromlos.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schutzschaltungsanordnung für einen Elektromotor, insbesondere einen Drehstrommotor, die beim Ausfall eines Phasenleiters oder des Schutzleiters den Motor sofort vom Netz trennt, wobei die einzelnen Phasenleiter (RST) an die Primärwicklungen von Teiltransformatoren angeschlossen sind, die sekundärseitig über einen Gleichrichter mit einer Einrichtung verbunden sind, die einen dem Motorschutz zugeordneten Schalter steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Teiltransformatoren (14, 15, 16) sekundärseitig getrennt jeweils über einen Gleichrichter (17,18,19) mit der Basis je eines Transistors (20, 21, 22) verbunden sind, daß diesen Transistoren (20,21,22) ein weiterer Transistor (25) in deren Kollektor-Emitter-Kreis vorgeschaltet ist, der mit jedem einzelnen Transistor in Reihe mit seinem Kollektor an der Basis des Steuertransistors (27) eines Multivibrators (28) liegt, der einen dem Motorschütz (13) zugeordneten Schalter (34) über ein Relais (29) steuert, und daß ein weiterer Transistor (37), der über seine Basis nur bei einwandfreiem Schutzleiter gesperrt gehalten wird, mit seinem Kollektor an der Basis des Steuertransistors (27) liegt.