-
Motorüberlastungsschutzeinrichtung Es ist bekannt, Motoren durch auf
Überstrom ansprechende Vorrichtungen gegen Überlastung zu schützen, die, wenn sie
einen ausreichenden Schutz der Motoren gewähren sollen, schon bei geringer Überschreitung
des Nennstroms wirksam werden. Während des Anlaufvorganges müssen diese Ü:berstromrelais
abgeschaltet werden, -da beim Anlaufen auch mit Anlaßwiderstand stets größere Stromstärken
auftreten, als sie im Dauerbetrieb zulässig sind.
-
In muhen Betrieben, beispielsweise beim Antrieb mit stark wechselnder
Drehzahl und Belastung, insbesondere von Zerkleinerungseinrichtungen für stückiges
Gut (Kohle, Erz usw.) sind diese Einrichtungen unbrauchbar, da dort vorübergehend
wesentlich größere Stromstärken noch zugelassen werden müssen, als im Dauerbetrieb
erlaubt .ist. -Andererseits ist es auch erwünscht, für die Anlaufperiode einen Schutz
zu haben, da ein Stehenbleiben des Motors beim Anlauf ebenfalls zur Zerstörung ..des
Motors führen kann, wenn der Ü,berstromschutz für eine ,bestimmte, der Anlaufperiode
entsprechende Zeit -ist.
-
Zu diesem Zweck hat man .bereits vorgeschlagen,.dieMotortemperaturdirekt-zu
überwachen, und zwar entweder mittels elektrischer oder sonstiger Temperaturm@eßverfahren.
Mit,diesen Mitteln kann man jedoch aus naheli:egenden Gründen die Erwärmung des
Rotors nicht überwachen und auch nicht mit Sicherheit -die mestgefährdeten Stellen
.der Wicklungen erfassen. Da diese immer isoliert sind und die Isolation einen guten
Wärmewiderstand darstellt, wird eine beträchtliche Zeit vergehen, bis diese Meßeinrichtungen
der tatsächlichen Erwärmung des Motors folgen. Außerdem kann :nicht mit einer oder
wenigen Meßstellen, eine sichere
Überwachung des Motors erfolgen,
da aus nicht vorhergesehenen Gründen Ungleichheiten der Erwärmung an verschiedenen
Stellen auftreten können. Verwendet man viele Meßstellen an ,einem Motor, um mit
,einiger Zuverlässigkeit die mittlere Temperaturbelastung festzustellen, so wird
die Anordnung kompliziert und teuer, so daß der Preis der Schutzeinrichtung nicht
mehr in einem angemessenen Verhältnis zum Wert des Schützlings steht.
-
Erfindungsgemäß wird daher zur dauernden Überwachung eines Antriebsmotors,
.insbesondere für rauhen Betrieb, ein Ü.berlastrelais von einem elektrischen Abbild
der Motorbelastung gesteuert, gemäß dem ein Kondensator gegebenenfalls über Gleichrichten
und einem Stromspannungswandler geeigneter Charakteristik aufgeladen und über einen
hohen Widerstand entladen wird.
-
Die Abbildung der Abkühlung des Motors wird hierbei durch diesen hohen
Widerstand dargestellt, der ständig einen geringen Teil der Ladung des Kondensators
abfließen läßt.
-
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht.
Die dargestellte Einrichtung besteht aus einem Kondensator i, der über den Hauptstromwandler
a, einen Stromspannungswandler 3 mit geeigneter Charakteristik und eine Gleichrichteranördnung
4. proportional dem Motorstrom aufgeladen wird. Verwendet man Trockenplattengleichrichter,
die eine nicht über den gesamten Bereich lineare Charakteristik aufweisen, so kann
man zweckmäßig diese Eigenschaft zur Erzielung einer bestimmten Aufladekurveverwerten.
Der Wandler 3 muß in einem sehr großen Bereich eine dem Quadratdes Stromes etwa
proportionale Spannung liefern, also im Sättigungsgebiet arbeiten. Man wird hierfür
gegebenenfalls einen Wandler mit besonderer Sättigungswicklung, die zweckmäßig regelbar
ist, verwenden.
-
Auf der Gleichstromseite des Gleichrichters oder der Gleichrichteranondnung
4 wird -ein hochobmi:ger Regelwiderstand 5 vorgesehen, mit dem.die Zeitkonstante
des Kondensatorkreises für den Aufladungsvorgang zusätzlich eingestellt werden kann.
Verwendet man nicht konstante Widerstände, sondern beispielsweise in bestimmtem
Bereich'temperaturabhängige Widerstände, und zwar allein oder in Verbindung mit
konstanten Widerständen, so erhält man eine weitere Beeinflussungsmöglichkeit für
die Aufladekurve.
-
Bekanntlich hat ein Gleichrichter ein bestimmtes Verhältnis von Vorwärts-
und Rückwärtswi:derstand, das die Güte der Gleichrichtung bestimmt. Schaltet man
nun mit einem solchen Gleichrichter einen höhen Widerstand in Reihe, so ergibt sich
.die Schwierigkeit, daß das Verhältnis zwischen Vorwärts- und Rückwärtswiderstand
des Gleichrichters schlechter wird. Dies kann man .dadurch umgehen, daß man parallel
zu dein Gleichrichter 4 einen Kondensator 6 schaltet, der für den Verzögerungskondensator
eine praktisch konstante Spannungsquelle ,darstellt, .da er auch in der Sperrphase
des Gleichrichters seine Ladung -ungeändert beibehält.
-
Unmittelbar parallel zum Kondensator r wird weiterhin ein hochohrniger
Ableitwiderstand 7 geschaltet, mit dem die Zeitkonstante des Entladungsvorganges
des Kondensators bestimmt werden kann. Dieser Ableitwiderstand hat natürlich bei
der Eichung des Relais auch Einfluß auf die Zeitkonstante beim Aufladungsvorgang,
was bei der Eichung berücksichtigt werden muß. Zweckmäßig sind alle Widerstände
einstellbar, so daß man ein Relais an verschiedene Motorgrößen nachträglich anpassen
kann.
-
Parallel zum Kondensator i ist das eigentliche Ansprechorgan 8 für
den Überlastscbutz geschaltet, .das beim Überschreiten einer bestimmten Kondensatorspannungdie
Auslösung des Schutzes und/oder eine Signalisierung des Fehlers bewirkt. Hierfür
kann jedes beliebige Spannungsrelais, Glimmröhre o. dgl. verwendet werden, wenn
es zulässig ist, daß nach der Abschaltung des Motors das -elektrische Abbild nicht
mehr ,voll .den Temperaturverhältnissen am Motor entspricht, insbesondere also,
wenn der Motor abgeschaltet bleibt. Die Zerstörung des elektrischen Abbildes wird
hierbei durch den Leistungsverbrauch des Ansprechörgans bedingt.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel nach der Abb. i schaltet beim Ansprechen
der Schutzeinrichtung in an sich bekannter Weise ein hochempfindliches Wischerrelais
9 ein Hilfsrelais io ein, das seinerseits :den Stromkreis der Auslösespule i i des
Motorschalters steuert.
-
Um eine praktisch leistungslose Steuerung des Ansprechorgans zu .erzielen,
kann auch ein statisches Voltmeter oder eine gittergesteuerte Entladungsröhre verwendet
- werden, wobei das Abbild .erhalten bleibt und somit eine sofortige Wiederinbetriebnahme
unter Aufrechterhaltung .des Schutzes ermöglicht. Die Verwendung eines Kontaktmeßwerkes
bietet den zusätzlichen Vorteil, daß an dessen Zeigerstellung gleichzeitig der jeweilige
Erwärmungszustand des Motors abgelesen werden kann.
-
Abb. z zeigt den Verlauf der Erwärmungskurve 1z und der Abkühlungskurve
13 des Motors. Um nun ein noch sicheres Ansprechen des Schutzes auf Überlastungen
zu erreichen und schleichende Kontaktgabe des Ansprechorgans soweit wie möglich
zu verhindern,
kann es zweckmäßig - sein, für den Bereich großer
Ströme eine solche Aufladekurve zu wählen, die nicht mehr streng den Erwärmungsverhältnissen
des Motors entspricht, sondern dem Schutz eine stärkere Erwärmung, als tatsächlich
vorhanden ist, vortäuscht. In der Abb.2 ist 1q. eine derartige Aufladekurve. 15
ist die Entladungskurve dieses Kondensators. Durch geeignete Abstimmung und Anpassung
kann auch in diesem Fallre ein zu- frühes Ansprechen verhindert werden, während
im Gefahrfalle der Vorteil einer sehr sicheren Kontaktgabe erzielt wird und zusätzlich
eine bestimmte Ladungsmenge des Kondensators für die Steuerung des Ansprechorgans
zur Verfügung steht. a ist der Ladeverlust, der durch das Ansprechen der Glimmlampe
hervorgerufen wird Durch diesen Ladeverlust wird zweckmäßig die absichtlich gewählte
Steilheit der Relaiskurve im Auslösegebietgerade wieder ausgeglichen.
-
Wählt man verhältnismäßig große Kondensatoren, so kann man unter Umständen
auch hiermit ,eine Glimmröhre oder ein Drehspulmeßwerk steuern, ohne daß das elektrische
Abbild zerstört wird, so daß eine Wiederinbetriebnahme nach erfolgtem Ansprechen
auch bei Verwendung wattverbrauchender ' Ansprechorgane möglich ist.
-
Bei Verwendung einer Glimmröhre kann man auch in Abhängigkeit von
der Kondensatorspannung lediglich die Entladung einleiten, während die Entladung
selbst von einer getrennten Energiequelle bis zum Abschalten des Motors: aufrechterhalten
wird. Gibt man dieser Glimmröhre einen einstellbaren Vorwiderstand, so kann hierdurch
auch der Ansprechwert des Motorschutzes selbst geregelt werden.