DE3143840C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Schutzschaltung für einen mit wechselnder Drehzahl angetriebenen elektrischen Generator und von diesem gespeiste Elektromotoren für wechselnde Last, ins­ besondere auf einem Kühlfahrzeug, und mit einer Ein­ richtung zur Bildung einer Generatorspannungsmeß­ spannung durch Gleichrichtung der Phasenspannungen des Generators, wobei diese Meßspannung einer Ver­ gleichereinrichtung zugeführt wird, die bei Über­ spannung gegenüber einem definierten Spannungswert den Generator außer Betrieb setzt, und wobei eine Vorrichtung zum Wiedereinschalten den Generator nach einer vorbestimmten Zeit nach dem Ausschalten wieder einzuschalten sucht.

Eine derartige Schutzschaltung ist aus der DE-OS 21 30 060 zu entnehmen.

Kühl- und Klimaeinrichtungen auf Fahrzeugen arbeiten unter sehr unterschiedlichen Betriebsbedingungen.

Ihre Energieversorgung erfolgt normalerweise durch ei­ nen Generator, der vom Fahrzeugmotor mit angetrieben wird, oder durch ein separates Energieaggregat. Zusätz­ lich kann die Möglichkeit einer Energiezufuhr vom Elek­ trizitätsnetz vorgesehen sein, die bei Stillstand des Fahrzeugmotors, z. B. während Wartezeiten an Sonn- oder Feiertagen, benutzt werden kann.

Kühl- und Klimaeinrichtungen auf Fahrzeugen müssen im Winter wie im Sommer, also auch bei Frost und bei hoch­ sommerlichen Temperaturen, einwandfrei arbeiten. Es ist daher wichtig, solchen Betriebsbedingungen ange­ paßte Schutzeinrichtungen besonderer Art vorzusehen, um Ausfälle möglichst zu vermeiden.

Praktisch ist in der Regel nicht nur ein Motor als Ver­ braucher vorgesehen, sondern es werden mehrere Motoren benötigt, die vom Generator zu versorgen sind, z. B. zum Antrieb des Kompressors und von Belüftern. Man spricht dann von einem Verbundbetrieb.

Wird der Generator, vorzugsweise ein Drehstromgenerator, von dem Fahrmotor eines Kühlfahrzeugs angetrieben, so kann sich seine Drehzahl in gleicher Weise wie die Drehzahl des Fahrmotors in weiten Grenzen ändern.

Dementsprechend ändern sich auch die Ströme in den Phasenwicklungen des Generators. Dient nun z. B. ein von dem Generator gespeister Motor zum Antrieb des Kompres­ sors einer Kühlanlage, so ändert sich der von dem Motor aus dem Generator aufgenommene Strom je nach dem Bedarf des Kompressors.

Da die Änderungen der Drehzahl des Fahrmotors und damit des Generators und die Änderungen des Energiebedarfs des Kompressors und damit der Belastung des ihn antrei­ benden Motors völlig unabhängig voneinander stattfinden und sich in ihrer Auswirkung auf die Ströme in den Pha­ senwicklungen des Generators überlagern können, wäre die Anwendung bekannter Überstromschutzeinrichtungen für den Generator bzw. etwaiger weiterer vorgesehener elektrischer Maschinen nicht ausreichend. Es könnte z. B. vorkommen, daß an hochsommerlichen Tagen ein Kühl­ fahrzeug auf längerer Steigung erhöhten Kühlbedarf hat. Dann würde der Generator Belastungen aus verschiedenen Ursachen ausgesetzt sein, darunter insbesondere auch

• a) Aufheizung durch die Strahlung der Straße,
• b) Aufheizung durch die Strahlung des Motorblocks,
• c) Reduzierung des Kühlluftangebotes,
• d) erhöhter Strom als Folge der hohen Kompensions­ drücke des Kühlkompressors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutz­ schaltung der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die die Einflüsse der erwähnten Strom- und Temperatur­ belastungen unterschiedlicher Art überwacht und be­ rücksichtigt, so daß ein entsprechender Generator und der oder die Motoren, die im Verbund zusammenarbeiten, unter möglichst allen vorkommenden Betriebsbedingungen geschützt werden, wobei insbesondere auch die Tempera­ turerhöhungen, besonders des Generators, durch die Strahlung der Straße einerseits und die in der Regel weit stärkere Strahlung des Motorblocks andererseits, die zu der Stromerwärmung noch hinzukommen, berücksich­ tigt werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst durch die in dem Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale.

Bei einer solchen Schutzschaltung werden vor allem im Generator thermische Belastungen mit berücksichtigt, die sich allein durch die üblicherweise vorgesehene Überwachung auf elektrischem Wege, d. h. durch Überwa­ chung von Strom und Spannung bzw. Leistung, nicht si­ cher beherrschen lassen.

Die Wärmefühler können über eine einstellbare Zeitver­ zögerung oder eine Zeitstufe ansprechen und die Schal­ ter des Generators und der Motoren zum Abschalten der elektrischen Maschinen einzeln oder gemeinsam bringen.

Durch die nach der Erfindung vorgenommene Kombination von Strom- und Spannungs- bzw. Leistungsüberwachung, ergänzt durch die zusätzliche thermische Überwachung, wird ein allen in der Praxis auftretenen Erfordernis­ sen genügender Schutz des auf einem Kühlfahrzeug ange­ ordneten Generators und der dazugehörigen Motoren unter den bei solchen Fahrzeugen auftretenden außergewöhnli­ chen Bedingungen erreicht.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel wiedergibt, näher er­ läutert. Es zeigt die

Fig. ein Blockschaltbild einer Schutzschaltung ge­ mäß der Erfindung.

In der Fig. ist 1 der Generator, der von dem Fahrzeugmotor direkt angetrieben wird und der über seine Ausgangsleitungen R, S, T die Motoren zum Antrieb des Kom­ pressors des Kühlfahrzeuges sowie von Gebläsemotoren oder sonstigen Verbrauchern speist. Von den Leitungen R, S, T aus erfolgt die in dem Block 2 angedeutete Spannungsmessung sowie die in dem Block 3 angedeutete Strommessung sowie die in dem Block 3 angedeutete Strommessung mit nachgeschalteter Signalverarbeitung 4 mit einer Vergleicher-Einrichtung. Die Vergleicher-Ein­ richtung 4 steuert über eine Zeitstufe 5 die Schalt- Endstufe 6, die zur Beeinflussung von Steuerschützen 7 dient, welche die Leistungsschütze der elektrischen Ma­ schinen steuern. In dem Blockschaltbild ist beispiels­ weise das Leistungschütz 8 für den Generator 1 darge­ stellt, das von dem Steuerschütz 7 ausgelöst wird.

Ferner zeigt das Blockschaltbild eine Zählstufe 9, die an die Zeitstufe 5 angeschlossen ist und dazu dient, nach einer vorbestimmten Zahl von Störungen die Ab­ schaltung endgültig zu machen, indem sie ein Dauersig­ nal über die Zeitstufe 5 an die Schalt-Endstufe 6 gibt und eine Wiedereinschaltung sperrt. Die Mittel zur Wie­ dereinschaltung sind, da allgemein bekannt, nicht mit dargestellt. Die Funktionen der bisher beschriebenen Teile des Blockschaltbildes werden ergänzt durch eine Temperaturüberwachung 10, die von in den Maschinen­ wicklungen als Wärmefühlern eingebauten Halbleitern ge­ steuert wird und ihrerseits über die Zeitstufe 5 auf die Schalt-Endstufe 6 bei Temperaturüberschreitungen einwirkt.

Eine Drehzahlminimumüberwachung 11 spricht an, wenn die Drehzahl des Generators 1 zu gering wird, was zur Folge hätte, daß der Kompressormotor das erforderliche Dreh­ moment zum Antrieb des Kompressors nicht mehr auf­ bringt. Diese Überwachung wirkt gleichfalls über die Zeitstufe und Schalt-Endstufe.

Wenn im Falle einer Längeren Wartezeit der Generator abgeschaltet wird und stattdessen die Verbraucher über ein Schütz 12 und eine Steckvorrichtung 13 von einem ortsfesten Netz gespeist werden, kann es wichtig sein, eine Sicherheit dafür zu schaffen, daß das Drehfeld richtig gepolt ist. Hierzu dient die Drehfeldkontrolle 14, die mit einer Anzeigelampe 15 versehen ist. Die Spannungsversorgung 16 wird von der Fahrzeugbatterie gespeist und stellt die zur Speisung der übrigen Be­ standteile des Blockschaltbildes erforderlichen Span­ nungen U1, U2, U3, U4 zur Verfügung.

Alle mit der strichpunktierten Umrandung 17 umschlos­ senen Teile des Blockschaltbildes können auf einer als Steckkarte ausgebildeten Einheit zusammengefaßt und an­ geordnet sein, die auf einem gemeinsamen Grundrahmen aufgebaut sein kann und ein leichtes Austauschen im Be­ darfsfall ermöglicht.

Die Möglichkeiten zur Ausführung und Anwendung der Er­ findung beschränken sich nicht auf die hier im einzel­ nen dargestellten Beispiele. So ist es grundsätzlich auch möglich, die Schutzschaltung in etwas abgewandel­ ter Form statt für Kühlfahrzeuge für Klimafahrzeuge allgemein anzuwenden. Die Erfindung ist auch nicht al­ lein für Straßenfahrzeuge, sondern auch für Schienen­ fahrzeuge oder Schiffe anwendbar.

Claims (4)

1. Schutzschaltung für einen mit wechselnder Drehzahl angetriebenen elektrischen Generator und von diesem gespeiste Elektromotoren für wechselnde Last, ins­ besondere auf einem Kühlfahrzeug, und mit einer Ein­ richtung zur Bildung einer Generatorspannungsmeß­ spannung durch Gleichrichtung der Phasenspannungen des Generators, wobei diese Meßspannung einer Ver­ gleichereinrichtung zugeführt wird, die bei Über­ spannung gegenüber einem definierten Spannungswert den Generator außer Betrieb setzt, und wobei eine Vorrichtung zum Wiedereinschalten den Generator nach einer vorbestimmten Zeit nach dem Ausschalten wieder einzuschalten sucht, dadurch gekennzeichnet, daß der Generator (1) mit einer Einrichtung (3) zur ge­ trennten Messung der Phasenströme und Bildung dreier diesen entsprechenden Strommeßspannungen (I) verbun­ den ist, die der Vergleicher-Einrichtung (4) zuge­ führt werden, und daß die Vergleicher-Einrichtung (4) über eine Zeitstufe (5) eine Schalt-Endstufe (6) steuert, wobei eine Zählstufe (9) dazu dient, nach einer vorbestimmten Zahl von Störungen die Abschal­ tung endgültig zu machen, indem sie über die Zeit­ stufe (5) ein Dauersignal an die Schalt-Endstufe (6) gibt und eine Widereinschaltung sperrt, und daß eine Einrichtung (2) anspricht und die Schalt-Endstufe (6) mit einer einstellbaren Verzögerung zum Abschal­ ten bringt, wenn die Generatorspannungsmeßspannung (U) einen vorherbestimmten Mindestwert unterschrei­ tet, und daß eine Temperaturüberwachung (10) durch in den Wicklungen des Generators (1) und den Motoren eingebaute Wärmeüberwachungsfühler gesteuert wird, die bei Temperaturüberschreitungen über die Zeit­ stufe (5) auf die Schalt-Endstufe (6) einwirkt.

2. Schutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Drehzahlminimumüberwachung (11) anspricht und auf die Zeitstufe (5) und die Schalt- Endstufe (6) einwirkt, wenn die Drehzahl des Genera­ tors (1) zu gering wird.

3. Schutzschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sie mit einer Drehfeldüberwa­ chungsanzeige (Drehfeldkontrolle 15) versehen ist, die bei Umschaltung von dem Generator (1) auf eine Fremdspannung oder bei Repa­ raturarbeiten eine Kontrolle der Richtigkeit der Drehfeldrichtung ermöglicht indem sie bei richtiger Drehfeldrichtung ein Dauersignal anzeigt und bei falscher Drehrichtung des Drehfeldes ein akustisches oder optisches Alarmsignal, beispielsweise ein Blinksignal (Anzeigelampe 15), abgibt.

4. Schutzschaltung nach einem der vorliegenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß ihre wesentli­ chen Bestandteile zu einer gemeinsam austauschbaren Einheit, insbesondere in Form einer mit einem Grund­ rahmen lösbar verbundenen Steckkarte, zusammengefaßt sind.