WO2005017638A1 - Protection device comprising a rotary coding switch - Google Patents
Protection device comprising a rotary coding switch Download PDFInfo
- Publication number
- WO2005017638A1 WO2005017638A1 PCT/EP2004/007803 EP2004007803W WO2005017638A1 WO 2005017638 A1 WO2005017638 A1 WO 2005017638A1 EP 2004007803 W EP2004007803 W EP 2004007803W WO 2005017638 A1 WO2005017638 A1 WO 2005017638A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- current
- rotary coding
- protection device
- coding switch
- protection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/006—Calibration or setting of parameters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H6/00—Emergency protective circuit arrangements responsive to undesired changes from normal non-electric working conditions using simulators of the apparatus being protected, e.g. using thermal images
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/08—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors
- H02H7/085—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric motors against excessive load
Definitions
- the present invention relates to a protective device for an electrical machine with a current detection device for detecting a current value with which the electrical machine can be controlled, a standardization device for normalizing the detected current value with the aid of an amplifier unit and a protection signal device for outputting a protection signal as a function of the standardized current value ,
- the current flowing in the specific case must be monitored.
- This is typically done by a so-called motor model, in which the thermal properties of the motor are simulated on the basis of the flowing current.
- To set the motor model it is necessary to know the nominal motor current.
- the current through the motor measured by the motor protection device must be standardized, so that a given motor model can be used for several different motors. This standardization is usually carried out by amplification depending on the nominal motor current.
- An operational amplifier is usually used for the amplification, in whose feedback branch a variable resistor is arranged. This variable resistance is used to set the gain or standardization, i.e. for setting the current of the protective device.
- a resistance potentiometer was used as a variable resistor on the operational amplifier.
- the counter resistance potentiometer Using a setting element consisting of a setting disc with an arrow, which is rotated on a scale with different ampere values, the counter resistance potentiometer. This resistance value is proportional to the set current.
- the current setting is very easy for the user in operation, because the user can read the current value directly on a scale.
- the resistance potentiometers are very tolerant, so that each setting mark has to be adjusted. This means that each scale of a device is individual and high manufacturing costs arise with the necessary comparison.
- the current is set using an n-stage slide switch.
- Each individual stage of the slide switch corresponds to an assigned current value.
- Such a slide switch is shown in FIG 1.
- the set current is determined by adding the current values of the connected stages.
- 1 is a 6-stage slide switch for current values from 1 to 32A.
- Each stage has its own switch.
- n-stage slide switch With an n-stage slide switch, 2 n current values can be set. The higher n is, the larger the setting range can be with given accuracy steps. A large setting range means that a correspondingly large number of electrical machines or motors with different nominal currents can be protected by a single motor protection device. A disadvantage of the n-stage slide switch, however, is that reading or setting the current values is uncomfortable since up to n values have to be added.
- Another variant of motor protection devices uses BCD rotary coding switches to set the current. These rotary coding switches have up to 16 switching levels. Like the resistance potentiometers, they have a setting element consisting of a setting disc with an arrow, which is rotated on a scale with different ampere values.
- This shim is connected to the BCD rotary coding switch.
- a fixed current value is assigned to each stage of the BCD rotary coding switch. This current value corresponds to the desired setting current.
- the BCD rotary coding switch enables easy setting and reading of the current setting value, similar to the resistance potentiometer solution. Because of peeling with very precise resistances, no adjustment is necessary here either. However, since only a maximum of 16 current setting values are possible, only a relatively small setting range can be realized. This means that a large number of motor protection devices, ie a large variety of device versions, is necessary to cover a certain nominal motor current range.
- the object of the present invention is therefore to provide protective devices for larger setting ranges, with predetermined accuracy levels being to be maintained.
- this object is achieved by a protective device for an electrical machine with a current detection device for detecting a current value with which the electrical machine can be controlled, a standardization device for normalizing the detected current value with the aid of an amplifier unit and a protection signal device for outputting a protection signal depending on the normalized current value, the amplifier unit having a rotary coding switch with at least 17 stages, with which the gain can be set within a predetermined range in the at least 17 stages.
- a protective device enables the current setting value to be set and read easily, for example by means of a scale.
- no adjustment is necessary if the rotary coding switch is connected with correspondingly precise resistors. This leads to cost savings through shorter production times and lower investments, since there is no need for a matching machine. No device-specific scales are necessary because the adjustment is not to be carried out.
- a larger setting range can be guaranteed, which reduces the device variance.
- the current detection device advantageously comprises a current transformer with a burden as a termination.
- a galvanic isolation of the current measuring system can be achieved by means of a transformer-designed current transformer.
- the current detection device can also be a standardized rectifier, e.g. a B6 circuit. This can reduce construction costs.
- the amplifier unit can have an operational amplifier, in the feedback branch of which the rotary coding switch is arranged.
- the rotary coding switch could also be arranged in an input branch of the operational amplifier.
- the rotary coding switch is 64-stage. With a spread between the upper adjustment mark and the lower adjustment mark of 1: 5, an accuracy of approximately 5% can be achieved.
- the rotary coding switch can have an intermediate position between each switching stage. for generating a predetermined intermediate code, in particular the 0 code. This enables the so-called function ⁇ breaking before making "to be implemented. This function is necessary in order to prevent Intermediate positions of the rotary coding switch result in incorrect current setting values.
- the structures of the rotary coding switch must be designed accordingly.
- the protection signal device can have an RC element as a low pass and the voltage on the capacitor of the RC element can be used to generate the protection signal.
- the protective signal device can comprise a comparator, which compares the voltage across the capacitor with a reference voltage and triggers the protective signal if the reference voltage is exceeded. This creates an inexpensive monitoring device.
- FIG. 1 shows a slide switch according to the prior art
- 2 shows an adjusting element of a rotary coding switch according to the invention
- FIG. 3 shows a circuit diagram of a motor protection device according to the invention.
- a motor protection device has a 17- to n-stage rotary coding switch, as described in the patent application ????? is described.
- This at least 17-stage rotary coding switch has an adjustment element that combines all the advantages of previous solutions without having their disadvantages. In particular, easy setting and reading of the current setting value is guaranteed. Beyond that Due to the very precise individual resistances of the coding switch, no adjustment is necessary, so that no adjustment time and no automatic adjustment are necessary. Furthermore, an increased spread between the upper setting mark and the lower setting mark is also possible.
- FIG. 2 shows the scale of such a rotary coding switch.
- the setting range of the rotary coding switch is between 1.0 A and 2.0 A. This results in a spread of 1: 2. With a 64-step rotary coding switch, this would result in an adjustment accuracy of about 1.5%.
- the electronic Mot 'orschutz is, as already mentioned, usually via a motor model by which the thermal behavior of the motor is simulated realized.
- An electrical voltage is usually generated in the motor model, which represents a measure of an integral over the current flowing in the motor.
- the motor model is fed with a variable proportional to the motor current. If this voltage generated by the motor model exceeds a certain threshold, the motor protection device is triggered, ie the motor is switched off.
- FIG. 3 shows a circuit diagram of a motor protection device according to the invention with the motor model described above.
- This motor model essentially consists of a capacitor C M , which is charged via a resistor R M. With an operational amplifier N2 as a comparator, the voltage across the capacitor C M is compared with a reference voltage
- a voltage U a is present at the RC element, which must be standardized. This is necessary because the motor model should always trigger at a predefined multiple of the nominal motor current after a predefined time regardless of the actual value of the nominal motor current.
- the voltage U a is proportional to the primary current II, 12 and 13, which is measured by the motor protection device. This voltage U a is integrated by means of the RC element acting as a filter, as long as the condition for the frequency of the voltage U a applies:
- the voltage U a which is proportional to the motor current , is usually generated as in the example of FIG. 3 via a current converter W, a rectifier G and a current normalization N.
- the motor current is first conducted through the current transformer W.
- the three secondary currents are rectified via the rectifier G, for example a standardized B6 circuit.
- the rectifier G is terminated with a burden.
- the voltage drop Us ⁇ rde at the burden R B ⁇ rde is proportional to the motor current. As indicated above, this voltage drop U B is led to the motor model M via a current normalization N.
- the current normalization is carried out essentially by an inverting operational amplifier Nl.
- the gain of the operational amplifier Nl is via a rotary coding switch D, which has at least 17 and in particular 64 stages owns, set.
- the input of the operational amplifier N1 is connected to an input resistor R E , via which the input voltage U E drops.
- R ges means a parallel connection of individual resistors R 0 to R n , which are switched on depending on the setting of the rotary coding switch D.
- the total resistance R tot results in
- R tot ⁇ (x 0 / R ⁇ + x 1 / R 1 + x 2 / R 2 + x perennial/ R n ).
- variable x 0 to x n have the values 0 or 1 depending on the position of the rotary coding switch D.
- the gain is large when the nominal motor current is set low and the gain is small when the nominal motor current is set to be large. This means that, if for the set current I el , the
- M 2 M ⁇ / ⁇ .
Landscapes
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
Description
Beschreibungdescription
Schutzgerät mit DrehcodierschalterProtection device with rotary coding switch
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schutzgerät für eine elektrische Maschine mit einer Stromerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Stromwerts, mit dem die elektrische Maschine ansteuerbar ist, einer Normierungseinrichtung zum Normieren des erfassten Stromwerts mit Hilfe einer Verstärkereinheit und einer SchutzSignaleinrichtung zum Ausgeben eines Schutzsignals in Abhängigkeit von dem normierten Stromwert.The present invention relates to a protective device for an electrical machine with a current detection device for detecting a current value with which the electrical machine can be controlled, a standardization device for normalizing the detected current value with the aid of an amplifier unit and a protection signal device for outputting a protection signal as a function of the standardized current value ,
Um eine elektrische Maschine, insbesondere einen Motor, wirksam vor Überlast schützen zu können, muss der im konkreten Fall fließende Strom überwacht werden. Dies erfolgt typischerweise durch ein sogenanntes Motormodell, in dem die thermischen Eigenschaften des Motors auf der Basis des fließenden Stroms simuliert werden. Zur Einstellung des Motormodells ist es notwendig, den Motornennstrom zu kennen. Der vom Motorschutzgerät gemessene Strom durch den Motor muss nämlich normiert werden, so dass ein vorgegebenes Motormodell für mehrere verschiedene Motoren einsetzbar ist. Diese Normierung erfolgt gängigerweise durch eine Verstärkung in Abhängigkeit des Motornennstroms.In order to be able to effectively protect an electrical machine, in particular a motor, against overload, the current flowing in the specific case must be monitored. This is typically done by a so-called motor model, in which the thermal properties of the motor are simulated on the basis of the flowing current. To set the motor model, it is necessary to know the nominal motor current. The current through the motor measured by the motor protection device must be standardized, so that a given motor model can be used for several different motors. This standardization is usually carried out by amplification depending on the nominal motor current.
Für die Verstärkung wird üblicherweise ein Operationsverstärker eingesetzt, in dessen Rückkopplungszweig ein variabler Widerstand angeordnet ist. Dieser variable Widerstand dient zur Einstellung der Verstärkung bzw. Normierung, d.h. zur Stromeinstellung des Schutzgeräts.An operational amplifier is usually used for the amplification, in whose feedback branch a variable resistor is arranged. This variable resistance is used to set the gain or standardization, i.e. for setting the current of the protective device.
Die Stromeinstellung wurde bislang auf verschiedene Arten realisiert. Bei einer ersten Variante wurde als veränderlicher Widerstand an dem Operationsverstärker ein Widerstandspoten- tiometer eingesetzt. Über ein Einstellelement bestehend aus einer Einstellscheibe mit Pfeil, welche in einer Skala mit verschiedenen Ampere-Werten gedreht wird, kann der Wider- standswert des Widerstandspotentiometers eingestellt werden. Dieser Widerstandswert ist proportional zum eingestellten Strom. Die Stromeinstellung ist für den Anwender im Betrieb sehr einfach, denn der Anwender kann den Stromwert direkt an einer Skala ablesen. Die Widerstandspotentiometer sind jedoch stark toleranzbehaftet, so dass jede Einstellmarke abgeglichen werden muss. Dies bedeutet, dass jede Skala eines Geräts individuell ist und mit dem notwendigen Abgleich hohe Fertigungskosten entstehen.Up to now, the current setting has been implemented in different ways. In a first variant, a resistance potentiometer was used as a variable resistor on the operational amplifier. Using a setting element consisting of a setting disc with an arrow, which is rotated on a scale with different ampere values, the counter resistance potentiometer. This resistance value is proportional to the set current. The current setting is very easy for the user in operation, because the user can read the current value directly on a scale. However, the resistance potentiometers are very tolerant, so that each setting mark has to be adjusted. This means that each scale of a device is individual and high manufacturing costs arise with the necessary comparison.
Bei einer zweiten Variante von Motorschutzgeräten erfolgt die Stromeinstellung über einen n-stufigen Schiebeschalter. Dabei entspricht jede einzelne Stufe des Schiebeschalters einem zugeordneten Stromwert. Ein derartiger Schiebeschalter ist in FIG 1 dargestellt. Um einen bestimmten Strom einzustellen, müssen die entsprechenden Stufen des Schalters zu- oder abgeschaltet sein. Durch Addieren der Stromwerte der zugeschalteten Stufen wird der Einstellstrom ermittelt. In dem Beispiel von FIG 1 handelt es sich um einen 6-stufigen Schiebeschalter für Stromwerte von 1 bis 32A. Jede Stufe besitzt ihren eigenen Schalter. Im vorliegenden Fall sind die Schalter der Stufen 1A, 4A, 8A und 32 A zugeschaltet (jeweils Schaltstellung "1") . Damit ergibt sich ein Einstellstrom Ie = 45A. Da die Schiebeschalter mit sehr genauen Widerständen, die beispiels- weise eine Toleranz von 1% aufweisen, beschaltet werden, kann auf einen Abgleich verzichtet werden. Bei einem n-stufigen Schiebeschalter können 2n Stromwerte eingestellt werden. Je höher n ist, desto größer kann der Einstellbereich bei vorgegebenen Genauigkeitsschritten sein. Ein großer Einstellbe- reich bedeutet, dass eine entsprechend hohe Vielzahl an e- lektrischen Maschinen bzw. Motoren mit verschiedenen Nennströmen durch ein einziges Motorschutzgerät geschützt werden kann. Nachteilig an dem n-stufigen Schiebeschalter ist jedoch, dass das Lesen oder Einstellen der Stromwerte unkomfor- tabel ist, da bis zu n Werte addiert werden müssen. Bei einer weiteren Variante von Motorschutzgeräten sind zur Stromeinstellung BCD-Drehcodierschalter verwendet. Diese Drehcodierschalter weisen bis zu 16 Schaltstufen auf. Sie verfügen wie die Widerstandspotentiometer über ein Einstell- element bestehend aus einer Einstellscheibe mit Pfeil, welche in einer Skala mit verschiedenen Ampere-Werten gedreht wird. Diese Einstellscheibe ist mit dem BCD-Drehcodierschalter verbunden. Jeder Stufe des BCD-Drehcodierschalters ist ein fester Stromwert zugeordnet. Dieser Stromwert entspricht dem ge- wünschten Einstellstrom. Der BCD-Drehcodierschalter ermöglicht ein leichtes Einstellen und Lesen des Stromeinstellwerts, ähnlich der Widerstandspotentiometerlösung. Durch Beschälten mit sehr genauen Widerständen ist auch hier kein Abgleich notwendig. Da jedoch maximal nur 16 Stromeinstellwerte möglich sind, kann nur ein verhältnismäßig kleiner Einstellbereich realisiert werden. Dies bedeutet, dass zur Abdeckung eines bestimmten Motornennstrombereichs eine Vielzahl an Motorschutzgeräten, d.h. eine große Varianz an Geräteausführungen, notwendig ist.In a second variant of motor protection devices, the current is set using an n-stage slide switch. Each individual stage of the slide switch corresponds to an assigned current value. Such a slide switch is shown in FIG 1. To set a certain current, the corresponding stages of the switch must be switched on or off. The set current is determined by adding the current values of the connected stages. 1 is a 6-stage slide switch for current values from 1 to 32A. Each stage has its own switch. In the present case, the switches of stages 1A, 4A, 8A and 32 A are switched on (switch position "1"). This results in a set current Ie = 45A. Since the slide switches are connected with very precise resistances, for example with a tolerance of 1%, adjustment is not necessary. With an n-stage slide switch, 2 n current values can be set. The higher n is, the larger the setting range can be with given accuracy steps. A large setting range means that a correspondingly large number of electrical machines or motors with different nominal currents can be protected by a single motor protection device. A disadvantage of the n-stage slide switch, however, is that reading or setting the current values is uncomfortable since up to n values have to be added. Another variant of motor protection devices uses BCD rotary coding switches to set the current. These rotary coding switches have up to 16 switching levels. Like the resistance potentiometers, they have a setting element consisting of a setting disc with an arrow, which is rotated on a scale with different ampere values. This shim is connected to the BCD rotary coding switch. A fixed current value is assigned to each stage of the BCD rotary coding switch. This current value corresponds to the desired setting current. The BCD rotary coding switch enables easy setting and reading of the current setting value, similar to the resistance potentiometer solution. Because of peeling with very precise resistances, no adjustment is necessary here either. However, since only a maximum of 16 current setting values are possible, only a relatively small setting range can be realized. This means that a large number of motor protection devices, ie a large variety of device versions, is necessary to cover a certain nominal motor current range.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, Schutzgeräte für größere Einstellbereiche bereitzustellen, wobei vorgegebene Genauigkeitsstufen eingehalten werden sollen.The object of the present invention is therefore to provide protective devices for larger setting ranges, with predetermined accuracy levels being to be maintained.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Schutzgerät für eine elektrische Maschine mit einer Stromerfassungseinrichtung zum Erfassen eines Stromwerts, mit dem die elektrische Maschine ansteuerbar ist, einer Normierungseinrichtung zum Normieren des erfassten Stromwerts mit Hilfe einer Verstärkereinheit und einer Schutzsignaleinrichtung zum Ausgeben eines Schutzsignals in Abhängigkeit von dem normierten Stromwert, wobei die Verstärkereinheit einen Drehcodierschalter mit mindestens 17 Stufen aufweist, mit dem die Verstärkung innerhalb eines vorgegebenen Bereichs in den mindestens 17 Stufen einstellbar ist. Ein derartiges Schutzgerät ermöglicht ein leichtes Einstellen und Lesen des Stromeinstellwerts, beispielsweise mittels einer Skala. Darüber hinaus ist kein Abgleich notwendig, wenn der Drehcodierschalter mit entsprechend genauen Widerständen beschaltet ist. Dies führt zu Kosteneinsparung durch geringere Fertigungszeit und zu geringeren Investitionen, da auf einen Abgleichautomaten verzichtet werden kann. Wegen des nicht durchzuführenden Abgleichs sind auch keine gerätespezifischen Skalen notwendig. Darüber hinaus kann ein größerer Einstell- bereich gewährleistet werden, wodurch die Gerätevarianz verringert wird.According to the invention, this object is achieved by a protective device for an electrical machine with a current detection device for detecting a current value with which the electrical machine can be controlled, a standardization device for normalizing the detected current value with the aid of an amplifier unit and a protection signal device for outputting a protection signal depending on the normalized current value, the amplifier unit having a rotary coding switch with at least 17 stages, with which the gain can be set within a predetermined range in the at least 17 stages. Such a protective device enables the current setting value to be set and read easily, for example by means of a scale. In addition, no adjustment is necessary if the rotary coding switch is connected with correspondingly precise resistors. This leads to cost savings through shorter production times and lower investments, since there is no need for a matching machine. No device-specific scales are necessary because the adjustment is not to be carried out. In addition, a larger setting range can be guaranteed, which reduces the device variance.
Vorteilhafterweise umfasst die Stromerfassungseinrichtung einen Strpmwandler mit einer Bürde als Abschluss. Durch einen transformatorisch ausgelegten Stromwandler kann eine galvanische Trennung des Strommesssystems erreicht werden .The current detection device advantageously comprises a current transformer with a burden as a termination. A galvanic isolation of the current measuring system can be achieved by means of a transformer-designed current transformer.
Die Stromerfassungseinrichtung kann ferner einen standardisierten Gleichrichter, wie z.B. eine B6-Schaltung, aufweisen. Damit lassen sich die Baukosten reduzieren.The current detection device can also be a standardized rectifier, e.g. a B6 circuit. This can reduce construction costs.
Die Verstärkereinheit kann einen Operationsverstärker aufweisen, in dessen Rückkopplungszweig der Drehcodierschalter angeordnet ist. Prinzipiell könnte der Drehcodierschalter aber auch in einem Eingangszweig des Operationsverstärkers angeordnet sein.The amplifier unit can have an operational amplifier, in the feedback branch of which the rotary coding switch is arranged. In principle, however, the rotary coding switch could also be arranged in an input branch of the operational amplifier.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Drehcodierschalter 64-stufig. Damit kann bei einer Spreizung zwischen oberer Einstellmarke und unterer Einstellmarke von 1:5 eine Genauigkeit von etwa 5% erzielt werden.In a preferred embodiment, the rotary coding switch is 64-stage. With a spread between the upper adjustment mark and the lower adjustment mark of 1: 5, an accuracy of approximately 5% can be achieved.
Der Drehcodierschalter kann zwischen jeder Schaltstufe eine Zwischenstellung. zum Erzeugen eines vorgegebenen Zwischenco- des, insbesondere des 0-Codes, aufweisen. Dadurch kann die sogenannte Funktion Λλ breaking before making" realisiert werden. Diese Funktion ist notwendig, um zu verhindern, dass bei Zwischenstellungen des Drehcodierschalters falsche Stromeinstellwerte entstehen. Die Strukturen des Drehcodierschalters sind entsprechend fein zu gestalten.The rotary coding switch can have an intermediate position between each switching stage. for generating a predetermined intermediate code, in particular the 0 code. This enables the so-called function Λλ breaking before making "to be implemented. This function is necessary in order to prevent Intermediate positions of the rotary coding switch result in incorrect current setting values. The structures of the rotary coding switch must be designed accordingly.
Des Weiteren kann die Schutzsignaleinrichtung ein RC-Glied als Tiefpass aufweisen und die Spannung an dem Kondensator des RC-Glieds zur Erzeugung des Schutzsignals herangezogen werden. Dadurch lässt sich auf einfache Art und Weise ein thermisches Motormodell realisieren, wobei zur Simulation der Motortemperatur der Spannungspegel an dem Kondensator herangezogen wird. Zur Auswertung kann die Schutzsignaleinrichtung einen Vergleicher umfassen, der die Spannung an dem Kondensator mit einer Referenzspannung vergleicht und im Falle des Überschreitens der Referenzspannung das Schutzsignal auslöst. Damit ist eine kostengünstige Überwachungseinrichtung geschaffen.Furthermore, the protection signal device can have an RC element as a low pass and the voltage on the capacitor of the RC element can be used to generate the protection signal. This allows a thermal motor model to be implemented in a simple manner, the voltage level at the capacitor being used to simulate the motor temperature. For evaluation, the protective signal device can comprise a comparator, which compares the voltage across the capacitor with a reference voltage and triggers the protective signal if the reference voltage is exceeded. This creates an inexpensive monitoring device.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen: VThe present invention is explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:
FIG 1 einen Schiebeschalter gemäß dem Stand der Technik; FIG 2 ein Einstellelement eines erfindungsgemäßen Drehcodierschalters und FIG 3 ein Schaltungsdiagramm eines erfindungsgemäßen Mo- torschutzgeräts.1 shows a slide switch according to the prior art; 2 shows an adjusting element of a rotary coding switch according to the invention, and FIG. 3 shows a circuit diagram of a motor protection device according to the invention.
Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.The exemplary embodiments described in more detail below represent preferred embodiments of the present invention.
Ein erfindungsgemäßes Motorschutzgerät besitzt einen 17- bis n-stufigen Drehcodierschalter, wie er in der Patentanmeldung ????? beschrieben ist. Durch diesen mindestens 17-stufigen Drehcodierschalter besitzt man ein Einstellelement, das alle Vorteile bisheriger Lösungen vereint, ohne deren Nachteile aufzuweisen. Insbesondere ist ein leichtes Einstellen und Lesen des Stromeinstellwerts gewährleistet. Darüber hinaus ist auf Grund der sehr genauen Einzelwiderstände des Codierschalters kein Abgleich notwendig, so dass keine Abgleichzeit und kein Abgleichautomat notwendig sind. Des Weiteren ist aber auch eine erhöhte Spreizung zwischen oberer Einstellmarke und unterer Einstellmarke möglich. • A motor protection device according to the invention has a 17- to n-stage rotary coding switch, as described in the patent application ????? is described. This at least 17-stage rotary coding switch has an adjustment element that combines all the advantages of previous solutions without having their disadvantages. In particular, easy setting and reading of the current setting value is guaranteed. Beyond that Due to the very precise individual resistances of the coding switch, no adjustment is necessary, so that no adjustment time and no automatic adjustment are necessary. Furthermore, an increased spread between the upper setting mark and the lower setting mark is also possible. •
In FIG 2 ist die Skala eines derartigen Drehcodierschalters wiedergegeben. Der Einstellbereich des Drehcodierschalters liegt zwischen 1,0 A und 2,0 A. Somit ergibt sich eine Sprei- zung von 1:2. Bei einem 64-stufigen Drehcodierschalter ergäbe sich in diesem Beispiel eine Einstellgenauigkeit von etwa 1,5%.2 shows the scale of such a rotary coding switch. The setting range of the rotary coding switch is between 1.0 A and 2.0 A. This results in a spread of 1: 2. With a 64-step rotary coding switch, this would result in an adjustment accuracy of about 1.5%.
Der elektronische Mot'orschutz wird, wie bereits erwähnt, in der Regel über ein Motormodell, mit dem das thermische Verhalten des Motors simuliert wird, realisiert. In dem Motormodell wird üblicherweise eine elektrische Spannung erzeugt, die ein Maß für ein Integral über den im Motor fließenden Strom darstellt. Hierfür wird das Motormodell mit einer dem Motorstrom proportionalen Größe gespeist. Überschreitet diese vom Motormodell erzeugte Spannung eine bestimmte Schwelle, so kommt es zur Auslösung des Motorschutzgeräts, d.h. der Motor wird abgeschaltet.The electronic Mot 'orschutz is, as already mentioned, usually via a motor model by which the thermal behavior of the motor is simulated realized. An electrical voltage is usually generated in the motor model, which represents a measure of an integral over the current flowing in the motor. For this purpose, the motor model is fed with a variable proportional to the motor current. If this voltage generated by the motor model exceeds a certain threshold, the motor protection device is triggered, ie the motor is switched off.
In FIG 3 ist ein Schaltbild eines erfindungsgemäßen Motorschutzgeräts mit dem oben beschriebenen Motormodell dargestellt. Dieses Motormodell besteht im Wesentlichen aus einem Kondensator CM, der über einen Widerstand RM geladen wird. Mit einem Operationsverstärker N2 als Komparator wird die am Kondensator CM anliegende Spannung mit einer Referenzspannung3 shows a circuit diagram of a motor protection device according to the invention with the motor model described above. This motor model essentially consists of a capacitor C M , which is charged via a resistor R M. With an operational amplifier N2 as a comparator, the voltage across the capacitor C M is compared with a reference voltage
Uref verglichen. Übersteigt die Spannung am Kondensator CM die Spannung Uref, so wird ein entsprechendes Schutzsignal ausgegeben und der Motor abgeschaltet. An dem RC-Glied liegt eine Spannung Ua an, die normiert sein muss. Dies ist notwendig, da das Motormodell stets bei einem vorgegebenen Mehrfachen des Motornennstroms nach einer vorgegebenen Zeit unabhängig vom tatsächlichen Wert des Motornennstrom auslösen soll. Die Spannung Ua ist proportional dem Primärstrom II, 12 und 13, der vom Motorschutzgerät gemessen wird. Diese Spannung Ua wird mittels des als Filter wirkenden RC-Glieds aufinteg- riert, solange für die Frequenz der Spannung Ua die Bedingung gilt:U ref compared. If the voltage across the capacitor C M exceeds the voltage U re f, a corresponding protection signal is output and the motor is switched off. A voltage U a is present at the RC element, which must be standardized. This is necessary because the motor model should always trigger at a predefined multiple of the nominal motor current after a predefined time regardless of the actual value of the nominal motor current. The voltage U a is proportional to the primary current II, 12 and 13, which is measured by the motor protection device. This voltage U a is integrated by means of the RC element acting as a filter, as long as the condition for the frequency of the voltage U a applies:
f(Ua) » l/(RM * CM).f (Ua) »l / (R M * C M ).
Die dem Motorstrom proportionale Spannung Ua wird üblicherweise wie in dem Beispiel von FIG 3 über einen Stromwandler W, einen Gleichrichter G und eine Stromnormierung N erzeugt. Der Motorstrom wird zunächst über den Stromwandler W geführt. Bei dem 3-phasigen System gemäß FIG 3 bedeutet dies, dass die drei Motorströme II, 12 und 13 über drei Stromwandler, die eine galvanische Trennung gewährleisten, mit festem Übersetzungsverhältnis n in die drei Sekundärströme Isecι, ISec2 und Isec3 gewandelt werden. D.h. :The voltage U a , which is proportional to the motor current , is usually generated as in the example of FIG. 3 via a current converter W, a rectifier G and a current normalization N. The motor current is first conducted through the current transformer W. In the 3-phase system according to FIG. 3, this means that the three motor currents II, 12 and 13 are converted into the three secondary currents I sec ι, I S ec2 and Isec3 via three current transformers, which ensure electrical isolation, with a fixed transmission ratio n , Ie:
Iseal = I\ln , Is∞2 = I2ln und 7sec3 = 73/« .I seal = I \ ln, I s∞2 = I2ln and 7 sec3 = 73 / «.
Die drei Sekundärströme werden über den Gleichrichter G z.B. eine standardisierte B6-Schaltung, gleichgerichtet. Für den gleichgerichteten Strom IB6 gilt:The three secondary currents are rectified via the rectifier G, for example a standardized B6 circuit. The following applies to rectified current I B 6:
Wenn 7, = 72 = 73 => 7seol = /sec2 = /seo3 = 7sec , dann ist
Der Gleichrichter G ist mit einer Bürde Rßürde abgeschlossen. Der Spannungsabfall Usαrde an der Bürde RBαrde ist proportional dem Motorstrom. Dieser Spannungsabfall UBürde ist, wie oben angedeutet, über eine Stromnormierung N zum Motormodell M geführt. Die Stromnormierung wird im Wesentlichen durch einen invertierenden Operationsverstärker Nl vollzogen. Die Verstärkung des Operationsverstärkers Nl wird über einen Drehcodierschalter D, der mindestens 17 und insbesondere 64 Stufen besitzt, eingestellt. Der Eingang des Operationsverstärkers Nl ist mit einem Eingangswiderstand RE, über den die Eingangspannung UE abfällt, beschaltet. Die EingangsSpannung UE, die dem Spannungsabfall Usürde entspricht, wird über den Operati- onsverstärker Nl auf die Spannung Ua gemäß folgender Gleichung verstärkt: a = ~U Bürde *Rge Re • The rectifier G is terminated with a burden. The voltage drop Usαrde at the burden R B αrde is proportional to the motor current. As indicated above, this voltage drop U B is led to the motor model M via a current normalization N. The current normalization is carried out essentially by an inverting operational amplifier Nl. The gain of the operational amplifier Nl is via a rotary coding switch D, which has at least 17 and in particular 64 stages owns, set. The input of the operational amplifier N1 is connected to an input resistor R E , via which the input voltage U E drops. The input voltage U E , which corresponds to the voltage drop Usurd, is amplified to the voltage U a via the operational amplifier NI according to the following equation: a = ~ U burden * R ge R e •
Dabei bedeutet Rges eine Parallelschaltung einzelner Widerstände R0 bis Rn, die je nach Einstellung des Drehcodierschalters D zugeschaltet sind. Der Gesamtwiderstand Rges ergibt sich zuR ges means a parallel connection of individual resistors R 0 to R n , which are switched on depending on the setting of the rotary coding switch D. The total resistance R tot results in
Rges = υ(x0 /Rϋ +x1 /R1 +x2 /R2 + x„ /Rn) .R tot = υ (x 0 / R ϋ + x 1 / R 1 + x 2 / R 2 + x „/ R n ).
Dabei besitzen die variablen x0 bis xn die Werte 0 oder 1 entsprechend der Stellung des Drehcodierschalters D.The variable x 0 to x n have the values 0 or 1 depending on the position of the rotary coding switch D.
Für die Stromnormierung gilt somit, dass bei einem klein eingestellten Motornennstrom die Verstärkung groß und bei einem groß eingestellten Motornennstrom die Verstärkung klein ist. Dies bedeutet, dass, falls für den Einstellstrom Iel, der dieFor current normalization, the gain is large when the nominal motor current is set low and the gain is small when the nominal motor current is set to be large. This means that, if for the set current I el , the
Motorströme II, 12 und 13 repräsentiert, die Verstärkung Mi festgelegt und Ie2 = υ *IΛ ist, für eine Verstärkung M2 eines weiteren Einstellstroms Ie2 gilt:Represents motor currents II, 12 and 13, the gain Mi is fixed and I e2 = υ * I Λ , the following applies to a gain M 2 of a further set current I e2 :
M2 =Mλ /υ . M 2 = M λ / υ.
Claims
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10336573.7 | 2003-08-08 | ||
| DE10336573 | 2003-08-08 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2005017638A1 true WO2005017638A1 (en) | 2005-02-24 |
Family
ID=34177395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/EP2004/007803 Ceased WO2005017638A1 (en) | 2003-08-08 | 2004-07-14 | Protection device comprising a rotary coding switch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2005017638A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102354248A (en) * | 2011-08-11 | 2012-02-15 | 乔双庆 | Current controller |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19830016A1 (en) * | 1998-06-26 | 1999-12-30 | Siemens Ag | Electronic over-current release operating method for power switch |
| WO2001097240A1 (en) * | 2000-06-15 | 2001-12-20 | Hartmann Codier Gmbh & Co. Kg | Switch, especially a coding switch |
-
2004
- 2004-07-14 WO PCT/EP2004/007803 patent/WO2005017638A1/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19830016A1 (en) * | 1998-06-26 | 1999-12-30 | Siemens Ag | Electronic over-current release operating method for power switch |
| WO2001097240A1 (en) * | 2000-06-15 | 2001-12-20 | Hartmann Codier Gmbh & Co. Kg | Switch, especially a coding switch |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102354248A (en) * | 2011-08-11 | 2012-02-15 | 乔双庆 | Current controller |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102007058314B4 (en) | Device for measuring a load current | |
| EP2017867A2 (en) | Measuring device for measuring a periodic analogue signal | |
| EP2418748B1 (en) | Energy supply device | |
| DE102016202500A1 (en) | Battery sensor, method for calibrating a measuring resistor and use | |
| DE2139999A1 (en) | Status sensor circuit in bridge arrangement | |
| EP2559127B1 (en) | Residual current device | |
| EP0986039B1 (en) | Device for supplying power to a current loop transmitter | |
| DE102006011713A1 (en) | Electric trip unit for a motor protection switch of an electric motor | |
| DE102014202634A1 (en) | Current detection device and method for detecting an electric current | |
| WO2016083345A1 (en) | Piezoelectric positioning device and positioning method by means of such a piezoelectric positioning device | |
| EP3057190B1 (en) | Fault current protection device and method for calibrating the same | |
| EP0890217A1 (en) | System for detecting abutment and blocking in a stepped motor | |
| WO2005017638A1 (en) | Protection device comprising a rotary coding switch | |
| WO2016139263A1 (en) | Method and device for determining a load current | |
| EP3489696A1 (en) | Current measuring device, series of current measuring devices and method for measuring an electric current | |
| CH660267A5 (en) | CHARGE AMPLIFIER CIRCUIT. | |
| DE4013490C2 (en) | Tester with a direct current source | |
| DE19537354B4 (en) | Method and device for determining a current value of a digitally regulated power unit | |
| DE102015212412A1 (en) | Electronically adjustable inductive proximity switch | |
| EP3070436B1 (en) | Position measuring system with calibration means | |
| EP2458702A1 (en) | Intrinsically safe d.c. converter | |
| DE102013109237A1 (en) | Current output circuit, test arrangement with a current output circuit and transmitter | |
| DE19828055B4 (en) | Circuit for controlling at least one inductive sensor | |
| DE3016775C2 (en) | Temperature detection circuit | |
| EP2880452A1 (en) | Method for ascertaining a current flowing through an electrical conductor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| AK | Designated states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW |
|
| AL | Designated countries for regional patents |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG |
|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |