Auf Überstrom ansprechende elektronische Schalteinrichtung Es ist üblich, im Hauptstromkreis von Elektro motoren, die dem Antrieb einer Arbeitsmaschine dienen, einen überstromschalter einzubauen, der bei Überlastung der Arbeitsmaschine den Antriebsmotor abschaltet und dadurch vor Überlastungsschäden be wahrt. Es ist auch möglich, einen überstromschalter zur Abschaltung eines Antriebsmotors zu benützen, um die Arbeitsmaschine vor Überlastung zu schützen und Schaden zu bewahren, z. B. beim Klemmen, Sperren oder dergl. von Werkstücken.
In solchen Fällen muss der überstromschalter besonders emp findlich einstellbar sein und sehr rasch auf einen relativ niederen Schwellwert des Motorstromes ansprechen.
Es hat sich herausgestellt, dass thermische oder elektromagnetische Schaltmittel zur Steuerung eines Schaltschützes, auch wenn sie im Sekundärkreis eines Stromwandlers des Hauptstromkreises liegen, für den genannten Zweck zu wenig empfindlich sind und zu langsam ansprechen, und dass das Problem nur mit elektronischen Mitteln lösbar ist.
Die Erfindung betrifft eine auf Überstrom an sprechende elektronische Schalteinrichtung mit Schalt schütz und Stromwandler, die gekennzeichnet ist durch ein Schaltrelais im Emitterkreis eines durch eine Zenerdiode im Basiskreis beeinflussten Transistors im Sekundärkreis des Stromwandlers, welches Schaltrelais auf einen an einem Potentiometer einstellbaren Schwellwert einer überspannung anspricht und das Schaltschütz ausschaltet, sowie einen Kontakt eines einstellbar verzögert ansprechenden und in Verbindung mit dem Einschaltkreis des Schaltschütz stehenden Hilfsrelais im Anschaltkreis des genannten Schalt relais.
Zweckmässigerweise liegt das Potentiometer zum Einstellen des Ansprechschwellwertes an der Sekun därwicklung des Stromwandlers und der Potentio- meterabgriff an der Zenerdiode. Um Rückschaltungen zu vermeiden, kann vorteilhafterweise der Schalt- kontakt des genannten Schaltrelais im.
Anschaltstrom- kreis eines Selbsthalterelais liegen, das mit einem Ruhekontakt den Stromkreis des Schaltschützes unter bricht und beim Rückschalten des Schaltrelais unter brochen hält.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an hand eines prinzipiellen Schaltschemas, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.
Zur Schnellabschaltung eines Drehstrommotors 11 mittels eines Schaltschütz mit Schaltspule 12 und Trennmesser 13, das mittels eines Handschalters 14 einschaltbar ist, ist ein Schaltrelais A im Sekundär kreis eines Stromwandlers 15 vorgesehen, dessen Primärwicklung in einem Phasenleiter R der Motor speiseleitung RSTN liegt.
Die Spule des Relais A liegt im Emitter-Kollektor-Kreis eines Transistors 16, dessen Basis über eine Zenerdiode 17, eine Diode 26 und einem Widestand 27 am Abgriff eines Potentio- meters 18 angeschlossen ist, das an der Sekundär spannung des Stromwandlers 15 liegt. Ein Gleich richter 19 an der Sekundärspannung liefert die für die Steuerung des Transistors und die Speisung des Relais A erforderliche Gleichspannung.
Infolge der Zenerdiode liegt bei Normalbetrieb die Transistorbasis an einer Sperrspannung, die den Transistor vollständig sperrt, so dass das Relais A nicht anziehen kann. Wenn jedoch infolge der Bela stung die Sekundärspannung des Stromwandlers 15 ansteigt, so wird bei einem bestimmten Schwellwert die Zenerdiode 17 leitend. Damit wird aber auch der Transistor leitend und das Schaltrelais A zieht an. Der Ansprechschwellwert kann mittels des Potentio- meters 18 sehr exakt eingestellt werden.
Das Schaltrelais A dient zum Abschalten des Schaltschütz 12. Es ist aber nicht zweckmässig, diese Abschaltung direkt mittels eines Kontaktes des Schalt relais A, z. B. mittels eines Ruhekontaktes in Reihe mit der Spule 12 des Schaltschützes vorzunehmen, weil dies zu Pendelungen führen würde.
Um solche Pen- delungen zu vermeiden, ist ein Selbsthalterelais B vorgesehen, und das Schaltrelais A hat einen Arbeits kontakt a in dessen Anschaltstromkreis. Das Selbst halterelais B hat einen Selbsthaltekontakt b1 in Reihe mit einem in der Ruhelage geschlossenen Handschalter 20 und einen Ruhekontakt b2 in Reihe mit der Spule 12 des Schaltschützes.
Wird das Relais B durch Schlies- sen des Schaltkontaktes a erregt, so hält es sich über den Kontakt b1 selbst und unterbricht mit Kontakt b2 den Stromkreis der Spule 12 solange, bis es durch öffnen des Entriegelungsschalters 20 wieder aus geschaltet wird.
Da der Ansprechschwellwert des Schaltrelais A innerhalb des -Wertes des Anlass-Stromes des Motors 11 liegt, muss vermieden werden, dass das Schaltrelais A beim Anlassen des zu überwachenden Motors 11 entsprechen kann. Zu diesem Zweck ist ein Hilfsrelais C mit einstellbarer Anzugsverzögerung vorgesehen, das einen Kontakt cl im Anschaltstromkreis des Schalt relais A hat. Diesem Hilfsrelais C ist ein Gleichrichter 21 und ein Steuerkontakt 22 des Schaltschützes 12 vor geschaltet.
Die Verzögerung wird erreicht durch einen der Relaiswicklung parallel geschalteten Kondensator 23 und die Verzögerungsdauer ist an einem in Reihe mit dem Kondensator liegenden Widerstand 25 ein stellbar. Wenn zum Einschalten des Motors 11 der Handschalter 14 geschlossen wird, so schaltet das Schaltschütz 12 mittels Kontakt 22 das Verzögerungs relais C ein, dessen Verzögerungsdauer so eingestellt ist, dass es erst anzieht und den Kontakt Cl schliesst, wenn der Motor auf voller Drehzahl läuft.
Um ein sehr rasches Anziehen des Schaltrelais A zu erreichen, wenn der eingestellte Schwellwert erreicht ist, ist es zweckmässig, das Relais A mit einer Vor magnetisierungswicklung (Al) zu versehen, die in Reihe mit einem Kontakt (C2) des Verzögerungsrelais C ebenfalls am Gleichrichter 21 angeschlossen ist. Diese Wicklung vermag allein nicht das Relais A zum Anziehen zu bringen. Wenn aber das Relais durch diese Wicklung vormagnetisiert ist, braucht es nur wenig Energie, die über den Transistor 16 der Relais spule A zugeführt werden muss, um das Relais rasch und sicher zum Anziehen zu bringen.
Die erfindungsgemässe Schalteinrichtung kann mit Vorteil überall da angewendet werden, wo ruhig laufende und gleichmässig belastete Maschinen bei geringer Überlastung rasch abgeschaltet werden sollen. Die Verwendung der erfindungsgemässen Schaltein richtung ist aber von besonderem Vorteil in Anlagen mit langsam laufenden Maschinen und einem Unter setzungsgetriebe zwischen Motor und Maschine, wenn in solchen Fällen die Abschaltung des Motors beson ders rasch erfolgen muss.
Electronic switching device responsive to overcurrent It is common to install an overcurrent switch in the main circuit of electric motors that are used to drive a work machine, which switches off the drive motor when the work machine is overloaded and thereby protects against overload damage. It is also possible to use an overcurrent switch to switch off a drive motor in order to protect the working machine from overload and to prevent damage, e.g. B. when clamping, locking or the like. Of workpieces.
In such cases, the overcurrent switch must be adjustable to be particularly sensitive and respond very quickly to a relatively low threshold value of the motor current.
It has been found that thermal or electromagnetic switching means for controlling a contactor, even if they are in the secondary circuit of a current transformer of the main circuit, are too insensitive for the stated purpose and respond too slowly, and that the problem can only be solved with electronic means.
The invention relates to an overcurrent speaking electronic switching device with contactor and current transformer, which is characterized by a switching relay in the emitter circuit of a transistor influenced by a Zener diode in the base circuit in the secondary circuit of the current transformer, which switching relay responds to an overvoltage threshold that can be set on a potentiometer and the contactor switches off, as well as a contact of an adjustable delayed response and connected to the switch-on circuit of the contactor auxiliary relay in the connection circuit of said switching relay.
The potentiometer for setting the response threshold value is expediently located on the secondary winding of the current transformer and the potentiometer tap on the Zener diode. In order to avoid downshifts, the switching contact of the switching relay mentioned in the.
The connection circuit of a self-retaining relay is located, which interrupts the circuit of the contactor with a normally closed contact and keeps it interrupted when the switching relay is switched back.
An embodiment of the invention is explained in more detail using a basic circuit diagram that is shown in the drawing.
A switching relay A is provided in the secondary circuit of a current transformer 15, the primary winding of which is in a phase conductor R of the motor feed line RSTN.
The coil of the relay A is located in the emitter-collector circuit of a transistor 16, the base of which is connected via a Zener diode 17, a diode 26 and a resistor 27 to the tap of a potentiometer 18 which is connected to the secondary voltage of the current transformer 15. A rectifier 19 on the secondary voltage provides the DC voltage required to control the transistor and power the relay A.
As a result of the Zener diode, the transistor base is at a reverse voltage during normal operation, which completely blocks the transistor so that the relay A cannot pick up. However, if the secondary voltage of the current transformer 15 rises as a result of the load, the Zener diode 17 becomes conductive at a certain threshold value. However, this also makes the transistor conductive and the switching relay A picks up. The response threshold value can be set very precisely by means of the potentiometer 18.
The switching relay A is used to switch off the contactor 12. However, it is not expedient to switch off this directly by means of a contact of the switching relay A, for. B. by means of a break contact in series with the coil 12 of the contactor, because this would lead to oscillations.
In order to avoid such oscillations, a self-holding relay B is provided, and the switching relay A has a working contact a in its connection circuit. The self-holding relay B has a self-holding contact b1 in series with a manual switch 20 closed in the rest position and a break contact b2 in series with the coil 12 of the contactor.
If the relay B is excited by closing the switching contact a, it holds itself via the contact b1 and interrupts the circuit of the coil 12 with contact b2 until it is switched off again by opening the unlocking switch 20.
Since the response threshold of the switching relay A lies within the value of the starting current of the motor 11, it must be avoided that the switching relay A can correspond when the motor 11 to be monitored is started. For this purpose, an auxiliary relay C with an adjustable pick-up delay is provided, which has a contact cl in the connection circuit of the switching relay A. This auxiliary relay C is a rectifier 21 and a control contact 22 of the contactor 12 connected before.
The delay is achieved by a capacitor 23 connected in parallel to the relay winding and the delay duration is adjustable on a resistor 25 in series with the capacitor. If the manual switch 14 is closed to switch on the motor 11, the contactor 12 switches on the delay relay C via contact 22, the delay duration of which is set so that it only picks up and the contact Cl closes when the motor is running at full speed.
In order to achieve a very quick tightening of the switching relay A when the set threshold value is reached, it is advisable to provide the relay A with a pre-magnetization winding (Al), which is in series with a contact (C2) of the delay relay C also on the rectifier 21 is connected. This winding alone is not able to attract the relay A. But if the relay is biased by this winding, it needs little energy that must be fed through the transistor 16 of the relay coil A to bring the relay quickly and safely to attract.
The switching device according to the invention can advantageously be used wherever smoothly running and evenly loaded machines are to be switched off quickly with low overload. However, the use of the switching device according to the invention is of particular advantage in systems with slow-running machines and a reduction gear between the motor and machine, if in such cases the motor must be switched off particularly quickly.