DE9317278U1 - Motorschutz-Vorrichtung - Google Patents
Motorschutz-VorrichtungInfo
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Description
Patentanwalt Karl Ulbricht . #: Ban».*n Weinberg is
Diplom-Physiker Staatl. Gepr. Ü^rseJzes I I . *.. I Efc-35096 Niederweimar
EUROPEAN PATENT ATTORNEY ... .1. .1. .1. ..' ''^^ ^m) &eegr; gg ^
Telefax: (06421) 71
G 699 -Ot/JB/Kr
NOLTA GmbH Elektronik Elektrotechnik, 35091 Cölbe
Die Erfindung betrifft eine elektronische Motorschutz-Vorrichtung für Elektromotoren,
insbesondere für Drehstrommotoren, zur Überwachung ausgewählter Betriebsparameter
und Einleitung von Schaltvorgängen bei unzulässigen Meßwerten.
Es sind Wechselstrom-Motorschutzstecker bekannt, die Wechselstrommotoren vor Überlastung
durch zu hohen Betriebsstrom schützen sollen. Hierfür werden Überstromschalter verwendet, die in das Gehäuse von Netzsteckern eingebaut oder unmittelbar an das Motorgehäuse
angebaut sind. Dabei handelt es sich um Bimetallschalter, die von der Stärke des
Betriebsstromes erwärmt werden und bei Überschreitung des eingestellten Sollwertes die
Stromzuführung unterbrechen bzw. den Motor abschalten. Nach einer bestimmten Wartezeit,
die für die Abkühlung des Bimetallschalters benötigt wird, kann der Motor wieder
eingeschaltet werden. Diese einfache Art des elektromechanischen Motorschutzes hat den
Nachteil, daß der Motor nur vor Überstrom geschützt wird und andere Störarten, wie z.B.
Phasenausfall und falsches Drehfeld, nicht erkannt und nicht oder nur sehr spät schaltungstechnisch erfaßt werden können. Dadurch sind Motorschäden und bei handgeführten
Maschinen Unfälle nicht mit Sicherheit zu vermeiden.
In der DE-OS 27 46 845 ist eine Einrichtung zur Einschaltstrombegrenzung für wechselspannungsbetriebene
Verbraucher beschrieben, die dazu dient, hohe Einschaltströme zu
begrenzen. Es wird eine elektronische Triac-Steuerung verwendet, die bekanntermaßen
extrem schnell reagiert, aber auch bei der vorgeschlagenen Einrichtung nur im Falle von
Überstromstärken, was einen erheblichen Nachteil darstellt.
Es sind ferner elektronische Motorschutzrelais bekannt, die eine Vielzahl von Motor-Parametern
wie z.B. Erdschluß, Kurzschluß, Blockierung, Phasenausfall, thermische Überlastung, Drehrichtung oder Unterlastbetrieb überwachen. Es handelt sich dabei um
Schutzrelais mit einer elektronischen Schaltung auf Mikroprozessor-Basis. Montiert
werden diese Motorschutzrelais direkt an der zu überwachenden Maschine oder an einer
anderen ortsfesten Stelle, z.B. in einem Schaltschrank. Dadurch entsteht ein hoher schaltungstechnischer
Aufwand und das Motorschutzrelais ist an eine bestimmte meist ortsfeste Maschine gebunden, unabhängig von deren Funktion.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den Vorteilen elektronischer
Schaltsteuerungen eine Motorschutz-Vorrichtung zu entwickeln, die neben der Überstromstärke
beim Elektromotor auch andere Störungsursachen zuverlässig erfaßt, dabei bestimmte Schaltvorgänge gegebenenfalls erst nach einem kontrollierten Zeitverzug ausführt
und mit sämtlichen Komponenten in einem kompakten und einfach zu handhabenden Gehäuse integriert ist.
Hauptmerkmale der Erfindung sind in Anspruch 1 angegeben. Ausgestaltungen und Verwendungen
sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 15.
Nach der Erfindung ist eine Motorschutz-Vorrichtung mit einer Schaltungselektronik zur
Überlast-, Phasen-, Drehrichtungs-, Kurzschluß-, Unterspannungsüberwachung und zur
Einleitung von Schaltvorgängen bei unzulässigen Strom- und/oder Spannungswerten und
mit einer Schutzvorrichtung gegen Überhitzung des Motors als Motorschutzstecker in
einem Steckergehäuse ausgebildet. Dabei ist die gesamte Schaltungselektronik, ein
Schaltschütz und eine Anschlußklemmleiste in dem Steckergehäuse untergebracht. Dies
ermöglicht den Einsatz der Motorschutz-Vorrichtung an verschiedenen Maschinen. Insbesondere
bei handgeführten Maschinen, die über keinen eingebauten Motorschutz verfugen, ist eine nachträgliche Installation ohne großen Aufwand möglich.
Die Motorschutz-Vorrichtung läßt sich gemäß Anspruch 2 über die vorgesehenen Steckverbindungen
und Kabeleinführungen problemlos montieren. Über wenigstens eine zusätzliche Kabeleinführung können, neben dem zu überwachenden Motor, andere optische
oder akustische Signaleinrichtungen angeschlossen werden, z.B. bei Pumpen eine Niveauschaltung.
Zu Wartungszwecken kann das robuste und wasserdichte Steckergehäuse
geöffnet werden, da es aus einem Ober- und Unterteil mit zwischengelagerter Dichtung
zusammengesetzt ist. Die Bedienung erfolgt nach Anspruch 3 problemlos über Bedienelemente
und eine Anzeigeeinheit auf der Oberseite des Gehäuse-Oberteils.
Gemäß Anspruch 4 ist in dem Steckergehäuse entsprechend der Phasenzahl des Netzanschlusses
für jede Phase ein Strom- und Spannungssensor auf einer Leiterplatte angeordnet,
der mit einem Referenzelement als Sollwertgeber und mit einer Vergleichsstufe zur
Einleitung eines Schaltvorgangs in einem Schaltschütz in Verbindung steht. Diese Anordnung
ist außerordentlich einfach sowohl in der Herstellung als auch in der Montage. Der Aufbau ist kompakt und übersichtlich. Dadurch wird zugleich eine bequeme
Handhabung und hohe Sicherheit erreicht.
Es ist zweckmäßig, die Einleitung des Schaltvorgangs bei langsamen oder geringfügigen
Überschreitungen des Sollwerts dadurch zu verzögern, daß laut Anspruch 5 jeder Strom-
und Spannungssensor auf den Leiterplatten mit einem Zeitglied zur Verzögerung der
Ausgabe des Schaltsignals ausgestattet ist. Dadurch wird ein zu schnelles Fehlansprechen
der Vorrichtung und eine entsprechende Arbeitsbehinderung am Gerät vermieden.
Zur Vereinfachung der baulichen und schaltungstechnischen Ausführung der Motorschutz-Vorrichtung
ist es vorteilhaft, wenn im Einklang mit Anspruch 6 bei der Überwachung von Mehrphasenwechselstrom ein Strom- und Spannungssensor mit Zeitglied
auf einer Leiterplatte einer Phase mit einem Referenzelement als Sollwertgeber und
mit einer Vergleichsstufe zur Einleitung des Schaltvorgangs kombiniert ist.
Eine weitere Vereinfachung der Motorschutz-Vorrichtung wird gemäß Anspruch 7
dadurch erreicht, daß von einem kombinierten Strom-Spannungs-Sensor mit Zeitglied,
Referenzelement und Vergleichsstufe auf einer Leiterplatte die Drehfeldkontrolle und die
Kontrolle der Klemmspannung abgeleitet sind.
Für die Übersicht bei der Handhabung motorbetriebener Geräte ist es günstig, wenn nach
Anspruch 8 oder 9 der Strom- und Spannungssensor eine Anzeigeeinheit ansteuert, die
einer Leiterplatte mit Triac-Steuerung bzw. Relais-Steuerung zugeordnet sein kann.
Eine Anordnung der Leiterplatten laut Anspruch 10 neben- und/oder übereinander ermöglicht
eine kompakte und kostengünstige Bauweise des Motorschutzsteckers. Auch können, wie es Anspruch 11 vorsieht, sämtliche Bauelemente kostengünstig und auf kleinstem
Raum auf einer gemeinsamen Leiterplatte integriert sein.
Große praktische Vorteile ergeben sich nach Anspruch 12 und 13, indem die Motorschutz-Vorrichtung
direkt mit einem Stromkabel verbunden bzw. die Kragensteckverbindung mit einem Phasenwender versehen ist. Das erleichtert die Handhabung und gewährleistet
besonders hohe Arbeitssicherheit.
Eine Alternative besteht laut Anspruch 14 darin, daß die Motorschutz-Vorrichtung als
Motorschutzschalter mit einem Schaltergehäuse an der Arbeitsmaschine gegebenenfalls
abnehmbar angeordnet ist.
Anspruch 15 sieht die Verbindung mit anderen Steuerschaltungen für Elektromotoren vor,
wodurch vielfältige Kombinationen mit bewährten Schutzeinrichtungen ermöglicht werden.
Die Funktion einer elektronischen Motorschutz-Vorrichtung nach der Erfindung beruht
auf dem Prinzip der Phasenüberwachung mittels Strom- und Spannungssensoren durch
Vergleichsmessungen von Laststromstärke und Klemmenspannung mit Sollwerten eines
Referenzgebers. Überschreitet die abgetastete Stromstärke bzw. Spannung den betreffenden Sollwert nur langsam, so wird ein Zeitglied gestartet, dessen Zeit einstellbar
ist. Sinkt während der Vorgabezeit die gemessene Stromstärke unter den Sollwert wird das
Zeitglied angehalten und zurückgesetzt. Bleibt nach Ablauf der Vorgabezeit die gemessene
Stromstärke über dem Sollwert, so wird sofort ein Schaltsignal an das Referenzelement
ausgelöst und der zu schützende Elektromotor abgeschaltet. Bei netz- oder verbraucherseitigem
Phasenausfall erfolgt ebenfalls sofortige Abschaltung. Mit einer Referenzschaltung wird auch eine Drehfeldkontrolle realisiert und die Klemmenspannung
ständig gemessen. Ändert sich die Phasenlage der Stromanschlüsse gegenüber einem
Referenzsignal, so wird der Motor abgeschaltet.
Besondere Vorteile der elektronischen Motorschutz-Vorrichtung nach der Erfindung sind
stromabhängiger Überlastschutz mit einstellbarer Auslösezeit, stromabhängiger Kurzschlußschutz,
Phasenausfallschutz, Drehrichtungsüberwachung, optische Störungsanzeige zur Fehlererkennung sowie Unterspannungsschutz zur Verhinderung von Flattererscheinungen
am Lastschütz.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem
Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Erläuterung von Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnung. Darin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Motorschutzsteckers,
• ·
Fig. 2 ein schematisches Blockschaltbild einer elektronischen Motorschutz-Vorrichtung
als Motorschutzstecker,
Fig. 3 ein Diagramm der stromunabhängigen Auslösezeit des Überlastschutzes bei
einem Motorschutzstecker nach Fig. 2,
einem Motorschutzstecker nach Fig. 2,
Fig. 4 einen Anschlußplan zu dem Motorschutzstecker von Fig. 2,
Fig. 5 ein schematisches Blockschaltbild einer elektronischen Motorschutz-Vorrichtung
als Motorschutzschalter bzw. als Motorschutzrelais,
Fig. 6 ein Diagramm der stromunabhängigen Auslösezeit des Überlastschutzes bei
einem Motorschutzschalter nach Fig. 5,
einem Motorschutzschalter nach Fig. 5,
Fig. 7 ein Schaltbild zweier und
Fig. 8 ein Schaltbild einer weiteren Leiterplatte.
In dem Ausfuhrungsbeispiel von Fig. 1 ist eine Motorschutzvorrichtung als Motorschutzstecker
10 ausgebildet. Dieser besitzt ein Gehäuse-Ober- und Unterteil 11, 12 mit einer (nicht dargestellten) zwischengelagerten Gummidichtung und wird Über einen Drehstrom-Stecker
in Form eines Kragensteckverbinders 13 an ein Drehstromnetz angeschlossen. Der zu überwachende Motor M wird durch die Kabeleinführung 14 hindurch an einer Kabelklemmleiste
KLl (in Fig. 3) angeschlossen. Die zusätzliche Kabeleinführung 15 erlaubt den Anschluß von anderen optischen oder akustischen Signaleinrichtungen an die Kabelklemmleiste
KLl, z.B. ein Schwimmerschalter SW für Pumpen.
Die auf dem Gehäuse-Oberteil 11 angeordneten Bedienelemente sind Kippschalter,
Druckschalter oder dergleichen und dienen zum Steuern der Überwachungsfunktionen des
Motorschutzsteckers. Die Anzeigeeinheit 17 enthält vorzugsweise Leuchtdioden D, die den
Betriebszustand der einzelnen Phasen R, S, T und damit des Motors M anzeigen.
Der in Fig. 2 schematisch dargestellte Motorschutzstecker 10 ist für einen Drehstrom-Elektromotor
M ausgelegt und in einem Stecker-Gehäuse 11, 12 untergebracht, in dem drei Leiterplatten 21, 22, 23 nebeneinander montiert sind. Sie können zur Verringerung der
Baugröße auch übereinander angebracht werden oder sämtliche Bauteile werden auf einer
Leiterplatte zusammengefaßt. Bei der praktischen Ausführung beträgt die Größe der
Leiterplatten etwa 43 &khgr; 42 mm. Das Steckergehäuse 11, 12 erfordert demnach keine
größeren Abmessungen als herkömmliche Bimetallschutzschalter. Auf jeder der drei
Leiterplatten 21, 22, 23 befindet sich ein Strom- und Spannungssensor 31, 32, 33 mit
jeweils einem Zeitglied 34, 35, 36. Auf der Grundfläche, einer der Leiterplatten 21, 22, 23
sind etwa 45 Bauelemente unterzubringen. Für eine solche Packungsdichte eignet sich vor
allem die SMD-Technik (Surface-Mounted Devices).
Die Leiterplatten 21 und 22 sind im Aufbau und in der elektronischen Schaltung
vollkommen gleichartig (siehe Fig. 7). Sie haben die Aufgabe den Laststrom I der Phasen
R, S bzw. u, &ngr; ständig zu messen und mit den vorgegebenen Sollwerten zu vergleichen.
Die Leiterplatten 21, 22 arbeiten beide entsprechend ihrer identischen Schaltung in
derselben Weise.
Überschreitet der gemessene Stromwert den eingestellten Sollwert nur langsam
(Überstromüberwachung), so wird ein Zeitglied 34, 35, 36 gestartet, dessen Zeit im
Bereich von 1 s bis 30 s einstellbar ist (Fig. 2). Sinkt während der Vorgabezeit der
gemessene Stromwert unter den Sollwert In, wird das Zeitglied 34, 35, 36 angehalten und
zurückgesetzt. Bleibt nach Ablauf der Vorgabezeit der gemessene Strom über dem Sollwert In, wird sofort ein Schaltsignal an die Leiterplatte weitergeleitet, das über Auswerteeinheiten,
nämlich Referenzelement 40 und Vergleichsstufe 50, die Abschaltung des zu
schützenden Motors M bewirkt und gleichzeitig eine Anzeigeeinheit 17 zur entsprechenden
Fehleranzeige durch Leuchtdioden D ansteuert.
Steigt die gemessene Stromstärke I schnell etwa über den fünffachen Sollwert In an, z.B.
bei einem verbraucherseitigen Kurzschluß oder im Blockierfall des Motors M, wird dieser
sofort abgeschaltet. Bei einem netz- oder verbraucherseitigem Phasenausfall erfolgt
ebenfalls sofortige Abschaltung.
Die Leiterplatte 23 hat außer der Funktion der Überwachung des Laststroms I der Phase T
die zusätzliche Aufgabe, Fehlersignale von den Leiterplatten 21, 22 sowie ihre eigenen
auszuwerten und im Störfall den Motor M abzuschalten. Die Leiterplatte 23 ist deshalb
zusätzlich zur Schaltung entsprechend den Leiterplatten 21, 22 mit dem Referenzelement
40 als Sollwertgeber und mit der Vergleichsstufe 50 zur Einleitung des Schaltvorgangs am
Schaltschütz Kl ausgestattet. Ferner sind zur Ansteuerung der Anzeigeeinheit 17 Leuchtdioden
D vorgesehen. Auch eine (nicht dargestellte) Drehfeldkontrolle kann zur Überwachung des Drehfeldes bzw. zur Feststellung der Anlaufrichtung des Motors M
angeschlossen sein.
Außerdem ist der elektronische Motorschutzschalter in Verbindung mit einer (nicht
dargestellten) Spannungsüberwachungs-Elektronik einsetzbar, wodurch die Höhe der
Netzspannung überwacht wird. Sinkt diese z.B. unter 185 V, wird das Lastschütz sofort
abgeschaltet, damit keine Flattererscheinungen am Lastschütz auftreten und die Schützkontakte
nicht abbrennen können. Es besteht auch die Möglichkeit, andere Schalter anzuschließen,
beispielsweise Schwimmerschalter SW von Flüssigkeitsbehältern (Fig. 4).
Die Funktion des Zeitgliedes 34, 35, 36 der Leiterplatten 21, 22, 23 ist aus den
Diagrammen in Fig. 3 und 6 ersichtlich. Auf der Abszisse ist das Verhältnis von Laststromstärke
I zur Nennstromstärke In eingesetzt und auf der Ordinate der Einstellbereich t
in Sekunden. Die eingetragenen Kennlinien entsprechen zum einen dem unteren Grenzwert
der Schaltverzögerung von 1 s und zum anderen dem oberen Grenzwert von 30 s. Die
Auslösung des Abschaltsignals ist auf die fünffache Höhe der Nennstromstärke In
eingestellt.
Der in Fig. 5 schematisch dargestellte Motorschutzschalter 60 mit dem Schaltergehäuse 61
entspricht im schaltungstechnischen Aufbau dem des vorbeschriebenen Motorschutzsteckers, so daß für die Bauteile der Überwachungs- und Schaltungselektronik
dieselben Bezugszeichen beibehalten werden. Auch für das Zeitdiagramm von Fig. 6
werden dieselben Grenzwerte benutzt; man erkennt, daß die Abschaltflanke besonders steil
verläuft.
Der in Fig. 4 schematisch dargestellte Anschlußplan des elektronischen
Motorschutzsteckers zeigt Steckverbindungen Tl, T2, T3 an einer Anschlußklemmleiste
KLl für die Phasen R, S, T mit den Motorklemmen u, v, w und PE. Ferner sind Anschlußkontakte für einen Schwimmerschalter SW beispielsweise zur Kontrolle des
Flüssigkeitsstandes in Großtanks vorgesehen, um den Motor M zum Antrieb einer (nicht
gezeichneten) Flüssigkeitspumpe unter Einbeziehung der erfindungsgemäßen Motorschutz-Vorrichtung zu steuern.
Ein spezielles Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnungen Fig. 7 und
Fig. 8 erläutert.
Fig. 7 zeigt das Schaltbild der Leiterplatte 21 bzw. 22. Die jeweils zu überwachende Phase
(Phase R bzw. S) wird an den Anschluß A gelegt. Ein Laststrom fließt über einen Meßwiderstand RMl und verursacht einen Spannungsabfall an den Eingängen der
Komparatoren UlOlA und U102A. Mit einem Trimmpotentiometer R103 und einem Spannungsteiler RXlOl, RX102 wird dem Komparator UlOlA ein Referenzwert vorgegeben.
Steigt die positive Halbwelle des Spannungsabfalls an RMl über den Wert der Referenzspannung an UlOlA, ändert sich der Pegel am Ausgang von UlOlA. Ein RC-
Glied R104, ClOl glättet das Ausgangssignal. Ein Inverter UlOlB gibt mit dem Ausgangssignal
von UlOlA ein Zeitglied R107, R108, C103 frei, wodurch die Spannung an C103 zu steigen beginnt. Erreicht diese die Z-Spannung einer Z-Diode D104 wird über
den Transistor QlOl die Leuchtdiode eines Optokopplers OPTOl (siehe Fig. 8) angesteuert. Sinkt die Spannung an RMl während dem Spannungsanstieg an C103 unter
den Referenzwert zurück, werden der Komparator UlOlA und das Zeitglied R107, R108,
C103 in den Ausgangszustand zurückversetzt.
Mit dem Trimmpotentiometer R103, dem Spannungsteiler RXlOl, RX102 und einem
Widerstand R112 wird dem Komparator U102A eine Referenzspannung vorgegeben, die
ein Vielfaches der Referenzspannung an UlOlA beträgt. Übersteigt der Spannungsabfall
an RMl die Referenzspannung an U102A, z.B. im Falle eines Kurzschlusses, wird über
Transistoren Q104, Q102 die Leuchtdiode des Optokopplers OPTOl sofort angesteuert.
Der Spannungsabfall an RMl gelangt Über einen Kondensator C106 auch an den Eingang
eines einstufigen Transistorverstärkers R115, R116, Q105, C102. Dieser wird im sogenannten
C-Betrieb eingesetzt, so daß nur die positive Halbwelle des Spannungsabfalls an RMl verstärkt wird. Ein Komparator U102B vergleicht das Ausgangssignal des
Transistorverstärkers mit einem von Dioden D105, D106 erzeugten Referenzsignal. Ein
RC Glied R118, C107 glättet den Ausgangspegel von U102B. Sinkt die verstärkte positive
Halbweile von RMl, z.B. durch einen Phasenausfall unter den Referenzwert, so steuert das
Ausgangssignal von U102B einen Transistor Q103 und dieser schaltet die Leuchtdiode des
Optokopplers OPTOl.
Die Stromversorgung der Leiterplatten 21, 22 erfolgt direkt über die zu überwachenden
Laststrompfade. Dabei ist Anschluß A der Lasteingang, d.h. Phase R bzw. S. Anschluß B
ist der Gegenpol und mit der Phase T verbunden. Eine Diode DlOl läßt jeweils nur die
positive Halbwelle der Netzspannung durch. Stabilisiert wird die Spannung mit einer
Thyristorschaltung Q106, C104, Rill, R121.
Eine Überstromüberwachung und ein Kurzschlußschutz ist in einem Dreiphasensystem für
Verbraucher mit freiem Stempunkt oder in einer Dreieckschaltung nur bei zwei Phasen
notwendig. Daher befindet sich auf der dritten Leiterplatte 23 in Fig. 8 nur ein Phasenausfallschutz
und eine Fehlersignalauswertung. Der Phasenausfallschutz, dargestellt im oberen Teil von Fig. 8, arbeitet wie oben bereits beschrieben; ebenso die Spannungsversorgung
der Leiterplatte 23.
Die Optokoppler OPTOl, 0PT02, 0PT03 in der Fehlersignalauswertung bestehen jeweils
aus einer Leuchtdiode und einem Phototransistor. Die Leuchtdioden werden von den
Stromsensoren in der oben beschriebenen Art und Weise angesteuert. Die
Phototransistoren sind mit Thyristoren Q308, Q309, Q310 verbunden. Diese steuern eine
ihnen zugeordnete Anzeige-Leuchtdiode LEDl, LED2, LED3 und über Dioden D309, D310, D311 und eine Z-Diode D317 ein stromlos-offenes Relais RELl. Dieses wiederum
schaltet ein Lastschütz Kl. Der in Fig. 8 dargestellte Optokoppler 0PT04 kann an eine
(nicht dargestellte) Drehfeldkontrolle angeschlossen werden. Der Schaltungsablauf verhält
sich wie vorher beschrieben.
Der Fehlerzustand wird durch die Thyristoren Q308, Q309, Q310, Q311 gespeichert und
bleibt solange erhalten, bis die Spannungsversorgung am Anschluß XIl (Fig. 8)
unterbrochen wird.
Die Fehlersignalauswertung bezieht ihre Versorgungsspannung aus einem Gleichrichter
D312, D313, D314, D315 mit einem kapazitiven Vorwiderstand C314. Eine Z-Diode D316 stabilisiert, ein Kondensator C303 glättet die Versorgungsspannung.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt; vielmehr
kann sie in vielfältiger Weise in Verbindung mit anderen Schaltelementen und auch für
andere Zwecke angewendet werden. Man erkennt jedoch, daß eine Motorschutz-Vorrichtung
für Elektromotore M, insbesondere für Drehstrommotore als Motorschutzstecker 10
mit einer Schaltungselektronik 20 zur Überlast-, Phasen-, Drehrichtungs-, Kurzschluß-,
Unterspannungsüberwachung und zur Einleitung von Schaltvorgängen bei unzulässigen
Strom- und/oder Spannungswerten und einer Schutzvorrichtung gegen Überhitzung des
Motors ausgebildet ist, wobei die gesamte Schaltungselektronik 20, ein Schaltschütz Kl
und eine Anschlußklemmleiste KLl in einem Steckergehäuse, bestehend aus einem Gehäuse-Ober-
und Unterteil 11, 12 mit einer mehrpoligen Kragensteckverbindung 13, einer Kabeleinführung 14 als Motoranschluß, wenigstens einer zusätzlichen Kabeleinführung 15
sowie Bedienelementen 16 und wenigstens einer Anzeigeeinheit 17, untergebracht ist. Auf
Leiterplatten 21, 22, 23 befinden sich entsprechend der Phasenzahl des Netzanschlusses für
jede Phase R, S, T ein mit einem Zeitglied 34, 35, 36 versehener Strom- und Spannungssensor 31, 32, 33; diese können neben- und/oder übereinander angeordnet oder auf einer
gemeinsamen Leiterplatte integriert sein. Die Sensoren 31, 32, 33 und die Zeitglieder 34,
35 36 stehen elektrisch mit einem Referenzelement 40 als Sollwertgeber und mit einer
Vergleichsstufe 50 zur Einleitung eines Schaltvorgangs in einem Schaltschütz Kl in
Verbindung; das Schaltsignal des Strom- und Spannungssensors 33 kann Leuchtdioden D
einer Anzeigeeinheit 17 ansteuern.
♦ ·
Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden
Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen
erfindungswesentlich sein.
*: &Iacgr; is·: ·: :'V"*S
| 10 | Motorschutzstecker |
| 11 | Steckergehäuse-Oberteil |
| 12 | Steckergehäuse-Unterteil |
| 13 | Kragensteckverbindung |
| 14 | Motoranschluß |
| 15 | Kabeleinführung |
| 16 | Bedienelemente |
| 17 | Anzeigeeinheit |
| 20 | Schaltungselektronik |
| 21, 22, 23 | Leiterplatten |
| 31, 32, 33 | Strom- und Spannungssensor |
| 34, 35, 36 | Zeitglied |
| 40 | Referenzelement |
| 50 | Vergleichsstufe |
| 60 | Motorschutzschalter |
| 61 | Schaltergehäuse |
| M | Elektromotor |
| Kl | Schaltschütz |
| KLl | Anschlußklemmleiste |
| R, S, T | Phasen (Eingang) |
| U, V, W | Phasen (Motor M) |
| I | Laststromstärke |
| In | Sollwert von I |
| Tl, T2, T3, PE | Steckerverbindungen |
| D | Leuchtdioden |
| SW | Schwimmerschalter |
Claims (15)
1. Elektronische Motorschutz-Vorrichtung für Elektromotore (M), insbesondere für
Drehstrommotore, mit einer Schaltungselektronik zur Überlast-, Phasen-,
Drehrichrungs-, Kurzschluß-, Unterspannungsüberwachung und zur Einleitung von Schaltvorgängen bei unzulässigen Strom- und/oder Spannungswerten und einer
Schutzvorrichtung gegen Überhitzung des Motors , dadurch gekennzeichnet, daß die Motorschutz-Vorrichtung als Motorschutzstecker
(10) in einem Steckergehäuse (11, 12) ausgebildet und die gesamte Schaltungselektronik (20), ein Schaltschütz (Kl) und eine Anschlußklemmleiste
(KLl) in dem Steckergehäuse (11,12) untergebracht ist.
2. Motorschutz-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Motorschutzstecker (10) aus einem Gehäuse-Ober- und Unterteil (11, 12) mit einer zwischengelagerten Dichtung besteht und über eine mehrpolige, insbesondere
5-polige, Kragensteckverbindung (13), eine Kabeleinführung (14) als
Motoranschluß und wenigstens einer zusätzlichen Kabeleinführung (15) verfügt.
3. Motorschutz-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Bedienelemente (16) und wenigstens eine
Anzeigeeinheit (17) für die Überwachungsfunktionen am Steckergehäuse-Oberteil
(11) angebracht sind.
4. Motorschutz-Vorrichtung nach einer der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß in dem Steckergehäuse (11, 12) entsprechend der
Phasenzahl des Netzanschlusses für jede Phase (R, S, T) ein Strom- und Spannungssensor (31, 32, 33) auf einer Leiterplatte (21, 22, 23) angeordnet ist, der
elektrisch mit einem Referenzelement (40) als Sollwertgeber und mit einer Vergleichsstufe (50) zur Einleitung des Schaltvorgangs in einem Schaltschütz (Kl)
in Verbindung steht.
5. Motorschutz-Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
jeder Strom- und Spannungssensor (31, 32, 33) auf den Leiterplatten (21, 22, 23)
mit einem Zeitglied (34, 35, 36) zur Verzögerung der Ausgabe des Schaltsignals ausgestattet ist.
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6. Motorschutz-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, daß bei der Überwachung von Mehrphasenwechselstrom
ein Strom- und Spannungssensor (33) mit Zeitglied (36) auf einer Leiterplatte (23)
einer Phase (T) mit einem Referenzelement (40) als Sollwertgeber und mit einer Vergleichsstufe (50) zur Einleitung des Schaltvorgangs an einem Schaltschütz (Kl)
kombiniert ist.
7. Motorschutz-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
von einem kombinierten Strom-Spannungs-Sensor (33) mit Zeitglied (36), Referenzelement (40) und Vergleichsstufc (50) auf einer Leiterplatte (23) eine
Drehfeldkontrolle und die Kontrolle der Klemmspannung der Phasen (u, v, w) am Elektromotor (M) abgeleitet sind.
8. Motorschutz-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Strom- und Spannungssensor (33) eine Anzeigeeinheit (17) ansteuert, die vorzugsweise einer Leiterplatte (23) mit Triac-Steuerung
zugeordnet ist.
9. Motorschutz-Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
der Strom- und Spannungssensor (33) eine Anzeigeeinheit (17) ansteuert, die vorzugsweise einer Leiterplatte (23) mit Relais-Steuerung zugeordnet ist.
Motorschutz-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatten (21, 22, 23) neben-
und/oder übereinander angeordnet sind.
11. Motorschutz-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Strom- und Spannungssensoren (31, 32,
33), die Zeitglieder (34, 34, 36), das Referenzelement (40) und die Vergleichsstufe
(50) auf einer gemeinsamen Leiterplatte integriert sind.
12. Motorschutz-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorschutz-Vorrichtung in dem
Steckergehäuse (11, 12) direkt mit einem Stromkabel verbunden ist.
13. Motorschutz-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Krägensteckverbindung (13) einen
Phasenwender aufweist.
14. Motorschutz-Vorrichtung nach Art der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Motorschutzschalter (60) mit einem
Schaltergehäuse (61) an einer Arbeitsmaschine gegebenenfalls abnehmbar angeordnet ist.
15. Verwendung der Motorschutz-Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 in
Verbindung mit anderen Steuerschaltungen für Elektromotore (M).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9317278U DE9317278U1 (de) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | Motorschutz-Vorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9317278U DE9317278U1 (de) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | Motorschutz-Vorrichtung |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9317278U1 true DE9317278U1 (de) | 1994-03-31 |
Family
ID=6900595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9317278U Expired - Lifetime DE9317278U1 (de) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | Motorschutz-Vorrichtung |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9317278U1 (de) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0805537A2 (de) * | 1996-05-02 | 1997-11-05 | Siemens Electric Limited | Stillstands- oder Niedergeschwindigkeitsschutzschaltung für Elektromotor |
| WO2005008877A1 (de) * | 2003-07-10 | 2005-01-27 | Robert Bosch Gmbh | Überwachungselektronik für einen elektromotor und verfahren zur überwachung eines elektromotors |
| DE10306113B4 (de) * | 2003-02-14 | 2008-08-21 | Nolta Gmbh | System mit einem Motorschutzstecker mit integrierter Vorrichtung zum Erfassen und drahtlosen Übermitteln von Fehlerzuständen |
| EP3010122A1 (de) * | 2014-10-13 | 2016-04-20 | Multi-Holding AG | Steckverbinder |
| EP3323550A3 (de) * | 2016-11-22 | 2018-06-20 | Kessler Energy GmbH | Verbindungsvorrichtung für eine motorisch angetriebene werkzeugmaschineneinheit |
-
1993
- 1993-11-11 DE DE9317278U patent/DE9317278U1/de not_active Expired - Lifetime
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| EP0805537A3 (de) * | 1996-05-02 | 1998-05-27 | Siemens Canada Limited | Stillstands- oder Niedergeschwindigkeitsschutzschaltung für Elektromotor |
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