DE102008020371B4 - Method and sensor measuring circuit for overcurrent protection of a three-phase load - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Überstromschutz eines Drehstrommotors oder eines sonstigen Drehstromverbrauchers durch sensormäßige Stromüberwachung, dadurch gekennzeichnet, dass
a) ein einziger Stromsensor (3 oder 4) zur Ermittlung der Differenz von zwei Phasenströmen Verwendung findet und
b) der Stromsensor ein entsprechendes Ausgangssignal an eine angeschlossene Schutzvorrichtung liefert und ein Auslösesignal durch die Schutzvorrichtung erzeugt wird,
b1) wenn der Stromsensor bei Überlastung des Motors einen Strom
Im die Amplitude des durch den Stromsensor erfassten Stromes und
Ioverload: die Amplitude eines in einer jeweiligen Phasenleitung in Richtung zum Drehstromverbraucher fließenden Versorgungsstroms bei Überlastung ist,
b2) wenn der Stromsensor bei blockiertem Läufer ohne Phasenverlust einen Strom
ILR1 die Amplitude eines in einer jeweiligen Phasenleitung in Richtung zum Drehstromverbraucher fließenden Versorgungsstroms bei blockiertem Läufer ohne Phasenverlust ist, wobei die Phasenasymmetrie vernachlässigt ist,
b3) wenn der Stromsensor bei blockiertem Läufer mit Verlust der nicht durch den Stromsensor hindurchgeführten Phase einen Strom
ILR2 die Amplitude eines in einer jeweiligen Phasenleitung in Richtung zum Drehstromverbraucher fließenden Versorgungsstroms bei blockiertem Läufer mit Verlust einer Phase ist,
b4) oder wenn der Stromsensor bei blockiertem Läufer mit Verlust einer durch den Stromsensor hindurchgeführten Phase einen Strom
ILR2 die Amplitude eines in einer jeweiligen Phasenleitung in Richtung zum Drehstromverbraucher fließenden Versorgungsstroms bei blockiertem Läufer mit Verlust einer Phase ist.
Method for overcurrent protection of a three-phase motor or other three-phase current consumer by sensor current monitoring, characterized in that
a) a single current sensor (3 or 4) for determining the difference of two phase currents is used and
b) the current sensor supplies a corresponding output signal to a connected protective device and a triggering signal is generated by the protective device,
b1) if the current sensor generates a current when the motor overloads
In the amplitude of the current detected by the current sensor and
I overload : the amplitude of a supply current flowing in a respective phase line in the direction of the three-phase load in case of overload,
b2) if the current sensor with blocked rotor without phase loss, a current
I LR1 the amplitude of a current flowing in a respective phase line in the direction of the three-phase current supply current with blocked rotor without Phase loss is, with the phase asymmetry is neglected,
b3) if the current sensor with blocked rotor with loss of the not passed through the current sensor phase current
I LR2 is the amplitude of a supply current flowing in a respective phase line in the direction of the three-phase current consumer with the loss of a phase when the rotor is blocked,
b4) or when the current sensor with blocked rotor with a loss of a guided through the current sensor phase current
I LR2 is the amplitude of a supply current flowing in a respective phase line in the direction of the three-phase current consumer with a phase-locked rotor blocked.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Sensor-Messschaltung zum Überstromschutz eines Drehstrommotors (oder eines sonstigen Drehstromverbrauchers) durch sensormäßige Stromüberwachung.The invention relates to a method and a sensor measuring circuit for overcurrent protection of a three-phase motor (or other three-phase current consumer) by sensor current monitoring.
Drehstrommotoren unterliegen der Gefahr von Überhitzung der Motorwicklungen. Überlastung, schlechte Netzqualität (Unterspannung/Überspannung) und blockierter Läufer zählen zu den häufigsten Ursachen, wobei schlechte Netzqualität (Unterspannung/Überspannung) im folgenden der Einfachheit halber als Überlastung betrachtet wird. So steigt beispielsweise bei blockiertem Läufer durch mechanische Blockierung, bei zu großer Drehmomentbelastung oder bei Phasenverlust der Strom der Phasenleitungen auf ein Mehrfaches des Nennwertes, so dass sich die Motorwicklungen sehr rasch auf unzulässige Werte erhitzen. Von einer gewissen Nennleistung an müssen daher Motoren und andere Drehstromverbraucher gegen Überstrom geschützt werden.Three-phase motors are in danger of overheating the motor windings. Overload, poor line quality (undervoltage / overvoltage) and blocked rotor are among the most common causes, with poor line quality (undervoltage / overvoltage) below being considered as overload for the sake of simplicity. Thus, for example, when the rotor is blocked, the current of the phase conductors rises to a multiple of the rated value due to mechanical blocking, excessive torque load or phase loss, so that the motor windings heat up to impermissible values very quickly. From a certain rated power, motors and other three-phase consumers must therefore be protected against overcurrent.
Zu diesem Zweck sind Sensor-Messschaltungen der in
Nachteilig bei dieser bekannten Art des Überstromschutzes ist das Erfordernis von zwei Stromsensoren.A disadvantage of this known type of overcurrent protection is the requirement of two current sensors.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Sensor-Messschaltung zum Überstromschutz eines Drehstrommotors (oder eines sonstigen Drehstromverbrauchers) durch sensormäßige Stromüberwachung zu realisieren, die nur einen einzigen Stromsensor benötigen.The invention is therefore based on the object to realize a method and a sensor measuring circuit for overcurrent protection of a three-phase motor (or other three-phase current consumer) by sensor current monitoring, which only need a single current sensor.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Verfahrensmerkmale des Anspruches 1 gelöst. Zur Verwendung kommt hierbei ein einziger Stromsensor, der die Differenz von zwei Phasenströmen ermittelt.This object is achieved by the method features of claim 1. For use here comes a single current sensor that determines the difference between two phase currents.
Ein solcher, nur mit zwei Phasen einer Drehstromleitung verknüpfter Stromsensor wurde bereits in ganz anderem Zusammenhang verwendet.Such a current sensor associated with only two phases of a three-phase line has already been used in quite a different context.
So findet bei der
Die
Zweckmäßige Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 4 und werden an Hand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.Advantageous embodiments of the present invention are subject of the
In der Zeichnung zeigen
-
1 eine bekannte Sensor-Messchaltung, -
2 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung, -
3 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltung, -
4 das Strom-Vektordiagramm der Schaltung gemäß2 oder3 im Normalbetrieb, -
5 das Strom-Vektordiagramm der Schaltung gemäß2 oder3 bei blockiertem Läufer mit Verlust vonPhase 3 , -
6 das Strom-Vektordiagramm der Schaltung gemäß2 oder3 bei blockiertem Läufer mit Verlust von Phase1 oderPhase 2 .
-
1 a known sensor measuring circuit, -
2 A first embodiment of the circuit according to the invention, -
3 A second embodiment of the circuit according to the invention, -
4 the current vector diagram of the circuit according to2 or3 in normal operation, -
5 the current vector diagram of the circuit according to2 or3 with blocked runner with loss ofphase 3 . -
6 the current vector diagram of the circuit according to2 or3 with blocked runner with loss of phase1 orphase 2 ,
Die erfindungsgemäße Sensor-Messschaltung gemäß
Die Funktion der Sensor-Messschaltung gemäß
- i1(t), i2(t) und i3(t): der in der jeweiligen Phasenleitung in Richtung zum Drehstromverbraucher (beispielsweise Motor) fließende Versorgungsstrom,
- im(t): der durch den Stromsensor erfasste Strom,
-
I1 ,I2 undI3 : die jeweilige Amplitude von i1(t), i2(t) und i3(t), - Im: die Amplitude von im(t),
- Ioverload: die Amplitude von i1(t), i2(t) und i3(t) bei Überlastung,
- ILR1: die Amplitude von i1(t), i2(t) und i3(t) bei blockiertem Läufer ohne Phasenverlust (wobei die Phasenasymmetrie vernachlässigt ist),
- ILR2: die Amplitude von i1(t), i2(t) und i3(t) bei blockiertem Läufer mit Verlust einer Phase,
-
- i 1 (t), i 2 (t) and i 3 (t): the supply current flowing in the respective phase line in the direction of the three-phase load (for example motor),
- i m (t): the current detected by the current sensor,
-
I 1 .I 2 andI 3 : the respective amplitude of i 1 (t), i 2 (t) and i 3 (t), - I m : the amplitude of i m (t),
- I overload : the amplitude of i 1 (t), i 2 (t) and i 3 (t) in case of overload,
- I LR1 : the amplitude of i 1 (t), i 2 (t) and i 3 (t) with the rotor locked and without phase loss (the phase asymmetry being neglected),
- I LR2 : the amplitude of i 1 (t), i 2 (t) and i 3 (t) with blocked phase loss rotor,
-
In der Sensor-Messschaltung gemäß
Mittels Vektordiagramm (
Im Normalbetrieb gilt gemäß (2) und
Im Fall einer Überlastung gilt:
Bei blockiertem Läufer ohne Phasenverlust ergibt sich gemäß (2) und
Bei blockiertem Läufer mit Verlust von Phase
Bei blockiertem Läufer mit Verlust von Phase
Der Strom ILR1 und ILR2 bei blockiertem Läufer ist viel größer als der Strom
Bei dem Ausführungsbeispiel der
Im Rahmen der Erfindung bestehen verschiedene Möglichkeiten zur Realisierung der Sensor-Messschaltung. Wesentlich ist dabei, dass
- • die Frequenz des Versorgungsstroms i1(t), i2(t) und i3(t) in dem vom Stromsensor erfassbaren Bereich liegt,
- • der effektive Messbereich des Stromsensors die sich in (2) bis (6) ergebenden Stromwerte von
Im einschließt und - • das Ausgangssignal des Stromsensors eine injektive Funktion des erfassten Stroms im(t) ist, wobei die Messgenauigkeit ausreichend hoch für eine eindeutige Unterscheidung zwischen Normalbetrieb nach (3) und Gefahrbetrieben nach (4), (5), (6) und (7) sein muss.
- The frequency of the supply current i 1 (t), i 2 (t) and i 3 (t) lies in the range detectable by the current sensor,
- • the effective measuring range of the current sensor is the current values of (2) to (6)
I m includes and - The output signal of the current sensor is an injective function of the detected current i m (t), the measurement accuracy being sufficiently high for a clear distinction between normal operation according to (3) and hazard operations according to (4), (5), (6) and (7 ) have to be.
Anhand der Ausgangsgröße des Stromsensors lässt sich eindeutig feststellen, in welchem Betrieb sich der überwachte Drehstromverbraucher (z.B. Motor) befindet. Die angeschlossene Schutzvorrichtung löst dann ein entsprechendes Signal aus.The output of the current sensor clearly indicates what operation the monitored three-phase load (e.g., motor) is in. The connected protection device then triggers a corresponding signal.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102008020371.8A DE102008020371B4 (en) | 2008-04-23 | 2008-04-23 | Method and sensor measuring circuit for overcurrent protection of a three-phase load |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102008020371.8A DE102008020371B4 (en) | 2008-04-23 | 2008-04-23 | Method and sensor measuring circuit for overcurrent protection of a three-phase load |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102008020371A1 DE102008020371A1 (en) | 2009-10-29 |
DE102008020371B4 true DE102008020371B4 (en) | 2019-11-14 |
Family
ID=41111678
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE102008020371.8A Active DE102008020371B4 (en) | 2008-04-23 | 2008-04-23 | Method and sensor measuring circuit for overcurrent protection of a three-phase load |
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DE (1) | DE102008020371B4 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1817152U (en) * | 1959-01-30 | 1960-08-25 | Licentia Gmbh | TRIGGER FOR THE PROTECTION OF THREE-PHASE CURRENT CONSUMERS WITH STARTING LINKS FOR PHASE LOSS AND OVERCURRENT PROTECTION |
US4683513A (en) * | 1986-04-07 | 1987-07-28 | Westinghouse Electric Corp. | Dual current transformer current sensing method and sensor |
WO1990010940A1 (en) * | 1989-03-09 | 1990-09-20 | SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT öSTERREICH | Current transformer arrangement for three-wire three-phase systems, especially to detect the actual current for controlled dc consumers powered via current rectifiers |
-
2008
- 2008-04-23 DE DE102008020371.8A patent/DE102008020371B4/en active Active
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