DE2704337A1

DE2704337A1 - Ueberstromschutzgeraet fuer einen wechselstrommotor

Info

Publication number: DE2704337A1
Application number: DE19772704337
Authority: DE
Inventors: Winfred Richard Lemke
Original assignee: Square D Co
Current assignee: Schneider Electric USA Inc
Priority date: 1976-02-02
Filing date: 1977-02-02
Publication date: 1977-08-04
Also published as: FR2339979A1; ZA77581B; FR2339979B1; AU2951477A; AU515384B2; IT1085308B; GB1555214A

Description

Patentanwälte Dipl.- Ing. W. Scherrmann Dr.- Ing. R. Roger

7300 Esslingen (Neckar). Webergass· ή. .PastiadvM8

2. Februar 1977 τβΐ.ίοι.

PA 4/ ruen 359619

Tele» 07256610 imru

Telegramme Patentiehuti Eullngenneeliir

Square D Company, Executive Plaza, Park Ridge» Illinois 60068, Mich./USA

uberstromschutzgerät für einen Wechselstrommotor

Die Erfindung betrifft ein Uberstromschutzgerät für einen Wechselstrommotor, mit wenigstens einem Stromwandler, dessen Eisenkern zumindest einen Teil einer den Motor mit seiner Wechselstromquelle verbindenden Anschlußleitung umschließt und dessen Sekundärwicklung eine von dem in der Anschlußleitung fließenden Strom abhängige Wechsel-Ausgangsgröße abgibt, durch welche eine ein bistabiles Schaltelement enthaltende rückstellbare Auslöseschaltung ansteuerbar ist, deren bistabiles Schaltelement beim Ansprechen der Auslöseschaltung in einen den Stromkreis des Motors unterbrechenden, ausgelösten Zustand überführbar ist. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Schaltung zur überwachung der Größe des Stromes, der aus einer mehrphasigen Wechselstromquelle über eine Anzal von Anschlußleitungen einer mehrphasigen Wechselstromlast zufließt.

Übliche Wechselstromschaltungen enthalten in der Regel eine Schaltvorrichtung, d.h. ein Schaltschütz, welches die Netzanschlußschaltung des Motors herstellt oder unterbricht. Außerdem ist ein Uberlastrelais vorgesehen, welches beim Auftreten eines dem Motor zufließenden

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Uberstromes die Unterbrechung der Netzanschlußschaltung des Motors durch die Schaltvorrichtung auslöst, um damit den Motor vor Schaden zu bewahren. Bekannte Geräte in Gestalt sogenannter Schmelzlegierungs- oder Bimetall·? Überlastrelais oder -schutzschalter wurden schon für diesen Zweck eingesetzt. In jüngerer Zeit wurden sogenannte Festkörper-Uberlastrelais verwendet, um Motoren in aufwendigeren Anlagen zu schützen. Diese Festkörper-Relais enthalten in der Regel Einrichtungen/ wie Stromwandler, deren Magnetkerne Teile der Netzanschlußleitungen des Motors umschließen, so daß die Anschlußleitungen als Primärwicklungen der Stromwandler dienen, während auf die Eisenkerne Sekundärwicklungen aufgebracht sind. Die Ausgangsgröße der Sekundärwicklungen wird normalerweise über Dioden zur Aufladung einer Strom-Fühlschaltung benutzt, wobei eine auf die Ausgangsgröße dieser Strom-Fühlschaltung ansprechende Auslöseschaltung vorgesehen ist, welche das Festkörper-Relais in dem Sinne ansteuert, daß es den Erregerstromkreis der Haltespule des Schützes unterbricht, so daß dieser den Motor vom Netz abschaltet. Da viele Anwendungen eines Motors Schaltanordnungen notwendig machen, die eine automatische Rückstellung aufweisen, sind die Festkörper-Schaltungen zusätzlich mit zeitgebenden Kondensatoren ausgerüstet, welche bewirken, daß das Relais selbsttätig den Erregerstromkreis der Haltespule des Schützes nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne nach der Auslösung des Relais wieder herstellt.

Ein Weg zur Schaltung der Ausgangsgröße der Sekundärwicklungen über die Gleichrichterdioden besteht darin, daß die Ausgangsklemmen der Sekundärwicklungen in Reihe über eine übliche 6-diodige dreiphasige Gleichrichterbrückenschaltung derart geschaltet werden, daß die Überwachungsschaltung mit dem von der Vollwellengleichrichtung der Pulse herrührenden Gleichstrom gespeist wird. Diese

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Schaltung hat den Nachteil, daß bei Verwendung des überlas trelais bei einem Dreiphasenmotor, der lediglich durch Strom in einer einzigen Anschlußleitung erregt ist, das Ausgangssignal der miteinander verbundenen Sekundärwicklungen in Gestalt eines Signales erscheint, dessen Größe halb so groß oder kleiner ist als die jenes Signales, welches auftreten würde, wenn Strom Über alle drei Phasen des Motors fließen würde. Wenn darüberhinaus der Strom in den drei Phasen des Motors unsymmetrisch ist, nähert sich das Ausgangssignal der Brückenschaltung dem Mittelwert des Dreiphasenstromes in den drei Strängen der Motorwicklung weiter an und nicht dem Strom jenes Stranges, welcher den größten Strom führt. Dieser Nachteil kann nicht dadurch behoben werden, daß die überwachungsschaltung derart ausgelegt wird, daß sie auf die Spitzenausgangsgrößen der Sekundärwicklungen anspricht , weil die von der gegenseitigen Beeinflussung der Sekundärwicklungen herrührende Mittelwert bildende Effekt vorhanden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein überstromschutzgerät zu schaffen, das von derartigen Nachteilen frei ist und das demgemäß einwandfrei sowohl bei einphasigem als auch bei unsymmetrischem Betrieb eines Dreiphasenmotors zuverlässig anspricht.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Uberstromschutzgerät durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gekennzeichnet.

Bei dem neuen Gerät sind die Ausgangsgrößen der Stromwandler parallel zueinander geschaltet, womit eine gegenseitige Beeinflussung der Wicklungen verhindert und der Mittelwert bildende Effekt von in Reihe geschalteten Wicklungen verhütet wird. Da die Ausgangsgrößen der Strorawandler-Sekunöärwicklungen ein für den Strom in der Wicklung mit dem größten Strom kennzeichnendes Signal

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abgeben, spricht das Gerät sowohl auf einphasigen als auch auf unsymmetrischen Betrieb des Motors an. Darüberhinaus sind die Ladestromkreise der Kondensatoren des Uberstromrelais derart angeordnet, daß die Kondensatoren der Fühlschaltung und der rückstellbaren Auslöseschaltung mit gleichgerichteten Halbwellenausgangsstrompulsen entgegengesetzter Polarität der Sekundärwicklungen aufgeladen werden, wobei die Impedanzen und der Energiebedarf der Ladestromkreise so ausgelegt sind, daß die Auslösekondensatoren volJgeladen sind, bevor der Fühlkondensator auf einen Wert aufgeladen ist, der eine Auslösung der Auslöseschaltung bewirkt. Dadurch wird eine sichere zuverlässige Funktion des Gerätes gewährleistet. Die Impedanzen der Schaltungen sind derart gewählt, daß der Strom in der Fühlschaltung größer ist als der Strom in der Auslöseschaltung, nachdem der Kondensator der Auslöseschaltung voll aufgeladen ist. Dadurch wird erreicht, daß die Transformatorkerne sich bei der Ladung des Kondensators der Auslöseschaltung in der einen Richtung und sich bei der bis zu einem für den Strom des Motors kennzeichnenden Wert erfolgenden Ladung des Kondensators der Fühlschaltung in der anderen Richtung sättigen.

Die Erfindung zeigt somit einen Weg, eine Schaltung für ein Festkörper-Uberlastrelais zu schalten, bei der sich die Kerne der Stromwandler in entgegengesetzten Richtungen während bestimmter Zeitspannen sättigen, während der der Ausgangsstrom der Sekundärwicklungen der Stromwandler in der Schaltung enthaltene Kondensatoren auflädt, mit dem Ergebnis, daß die Größe der Wandlerkerne auf ein Minimum reduziert werden kann, was eine entsprechende Verringerung des Kostenaufwandes und des Platzbedarfes der Wandler mit sich bringt.

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Darüberhinaus schafft die Erfindung ein Festkörper-Überlastrelais , dessen Stromwandler eine Ausgangsgröße abgeben, die für den Wechselstrom eines Wechselstrommotors kennzeichnend ist, wobei Schaltungsanordnungen vorgesehen sind, die bewirken, daß die Auslöseschaltung des überstromrelais in Betriebsbereitschaft steht, bevor die den jeweiligen Wert des Motorstroms feststellende Schaltung ihrerseits die Auslösung der rückstellbaren Auslöseschaltung bewirken kann.

Schließlich schafft die Erfindung eine Schaltungsanordnung, die Kondensatoren und Impedanzen enthält, welche die Kerne der Stromwandler bei erstmaliger Erregung der Schaltung in einer Richtung in die Sättigung treiben, während die Kerne in der entgegengesetzten Richtung in die Sättigung getrieben werden, wenn die Schaltung die Größe des Wertes des einem Wechselstrommotor zufließenden Stromes feststellt, mit dem Ergebnis, daß die Größe und die Kosten der Stromwandler auf ein Minimum reduziert und die der überwachungsschaltung in dem Relais zugeführte Energie herabgesetzt werden.

Schließlich erlaubt es die Erfindung, auf einfache Weise die Größe der Spitzenströme in jeder beliebigen Phase einer mehrphasigen Wechselstromlast festzustellen, wozu die zugehörige Schaltung eines Anzahl von Stromwandlern enthält, deren Zahl der Phasenzahl der Last entspricht, und von denen jeder eine Sekundärwicklung aufweist, die einzeln von dem Strom in einer Anschlußleitung erregt wird, welche eine in der Phasen der Last an eine Phase einer mehrphasigen Stromquelle anschließt. Dabei sind zwei Impedanzschaltungen vorgesehen, von denen wenigstens eine einen parallel zu einem Widerstand liegenden Kondensator und eine Anzahl von Dioden enthält, die derart

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geschaltet und gepolt sind, daß alle Sekundärwicklungen parallel in einer Schaltung liegen, welche ihrerseits in Reihe mit beiden Impedanzschaltungen geschaltet ist, so daß eine gegenseitige Beeinflussung der Stromwandler bei Erregung der Impedanzschaltungen durch die Ausgangsgrößen der Stromwandler ausgeschlossen ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltbild einer Festkörper-Relaisschaltung für ein Uberstromschutzgerät gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein schematisches Schaltbild einer Programmierungsschaltung für die Schaltung nach Fig. 1,

Fig. 3 ein Uberstromschutzgerät gemäß der Erfindung in perspektivischer Darstellung und

Fig. 4 das Gerät nach Fig. 3 in einer Seitenansicht, teilweise aufgeschnitten zur Veranschaulichung der Anordnung der Schaltungselemente und der Stromwandler in dem Gehäuse.

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In der Zeichnung ist ein Wechselstrommotor 10 mit seiner Wicklung über Leitungen 12, 13 und geschlossene Schaltkontakte 14, 15, 16 an die Klemmen L1, L2, L3 einer nicht dargestellten Wechselspannungsquelle angeschlossen. Die Schalterkontakte 14, 15, 16 sind dann geschlossen, wenn eine Erregerspule 17 erregt ist, während sie bei nicht erregter Erregerspule 17 entregt sind. Die Erregerspule 17 ist an die Klemmen L1, L2 über eine Serienschaltung angeschlossen, die eine Sicherung 18, einen Schaltungspunkt 19, einen Stopschalter 20 mit normalerweise geschlossenen Kontakten, einen Anlaufschalter 21 mit normalerweise geöffneten Kontakten, die Erregerspule 17, einen Schaltpunkt 22, die Hauptanschlußklemmen eines Triac 1SCR und zwei normalerweise offene Schaltkontakte 2 3 enthält, welche parallel zu den offenen Schaltkontakten des Anlaufschalters 21 liegen. Die Schaltkontakte 23 sind bei erregter Erregerspule 17 geschlossen. Parallel zwischen den Hauptanschlußklemmen des Triac 1SCR liegt eine, den Leitfähigkeitszustand des Triac 1SCR steuernde Serienschaltung. Diese Serienschaltung enthält einen Widerstand 1RES, einen Satz normalerweise geschlossener Schaltkontakte 24, einen Schaltpunkt 25, einen Satz normalerweise geschlossener Schaltkontakte 26 und einen Widerstand 2RES. Die Steuerelektrode des Triac 1SCR ist an einen zwischen den Schaltkontakten 26 und dem Widerstand 2RES liegenden Schaltpunkt 27 angeschlossen. Die Schaltkontakte 21 oder 23 und 24 sowie 26 schließen im geschlossenen Zustand eine Erregerschaltung für die Steuerelektrode des Triac 1SCR, die den Triac 1SCR in den leitfähigen Zustand überführt und die Erregerspule 17 erregt. Die Erregerspule 17 veranlaßt bei Erregung das Schließen der Schaltkontakte 14, 15, sowie 16 und 23, so daß der Motor 10 an Spannung gelegt wird. Die geschlossenen Schaltkontakte 23' schließen einen, die normalerweise offenen AnlaufSchalterkontakte 21 überbrückenden Schaltkreis, so daß der Motor nach öffnen des Anlaufschalters 21 an Span-

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nung bleibt. Das öffnen der Schalterkontakte 26 bewirkt, daß die Leitfähigkeit des Triac 1SCR beendet und die Erregerspule 17 entregt werden. Die Entregung der Erregerspule 17 bewirkt, daß die Schalterkontakte 14, 15, 16 sowie 2 3 geöffnet und der Motor 10 ebenso wie die Erregerspule 17 spannungslos werden.

Eine Schutzschaltung, die beim Auftreten von überstrombedingungen in dem Stromkreis des Motors 10 die Schaltkontakte 26 öffnet, enthält drei identische Stromwandler CT1, CT2 und CT3. Der Stromwandler CT1 weist einen ringförmigen Eisenkern T1C auf, durch dessen Öffnung die Leitung 11 verläuft. Die Leitung 11 wirkt als Primärwicklung für den Stromwandler CT1; sie bewirkt, daß eine toroidförmig auf den Ringkern T1C aufgewickelte Sekundärwicklung T1S des Stromwandlers CT1 ein Stromsignal abgibt, dessen Größe und Phase von der Größe und Phase des in der Leitung 11 fließenden Stromes abhängen. In ähnlicher Weise sind die Stromwandler CT2, CT3 mit ringförmigen Eisenkernen T2C und T3C mit durchgehenden Öffnungen ausgeführt. Die Leitungen 12, 13 verlaufen durch die Öffnungen der Ringkerne T2C bzw. T3C und wirken als Primärwicklungen, in dem Sinne, daß die toroidförmig gewickelten Sekundärwicklungen T2S und T3S der Stromwandler CT2 und CT3 Ausgangsstromsignale abgeben, deren Größe und Phase von der Größe und Phase des über die Leitungen 12 bzw. 13 fließenden Stromes abhängt. Die Sekundärwicklung T1S weist zwei Ausgangsklemmen 28, auf. In entsprechender Weise sind die Sekundärwicklungen T2S und T3S mit Ausgangsklemmen 30 und 31 bzw. 32 und 33 versehen.

Die Ausgangsklemmen 32, 30 und 2 8 sind jeweils an die Anoden von Diodengleichrichtern 1REC, 2REC und 3REC bzw. an die Kathoden von Diodengleichrichtern 4REC, 5REC und 6REC angeschlossen. Die Gleichrichter 1REC, 2REC und 3REC liegen

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mit ihren Kathoden an einer Leitung 34, während die Anoden der Gleichrichter 4REC, 5REC und 6REC an eine Leitung

35 angeschlossen sind. Die Anschlußklemmen 29, 31 sowie 33 sind mit einer Sammelschiene C verbunden.

Die Stromwandlersekundärwicklungen T1S, T2S und T3S sind derart angeordnet, daß sie eine Auslöse-Rückstellschaltung

36 und eine Fühlschaltung 37 für den Wert des Stromes versorgen, wie dies im einzelnen noch beschrieben werden wird. Die Auslöse-Rückstellschaltung 36 liegt zwischen der Leitung 34 und der Sammelschiene C; sie enthält Kondensatoren 1C, 2C, 3C, 4C und 5C, Zenerdioden 7REC, 8REC und 9REC, Dioden 1OREC, 11REC, 12REC, 13REC und 14 REC, Widerstände 3RES, 4RES, 5RES, 6RES und 7RES, einen Thyristor 2SCR, einen programmierbaren Unijunktion-Transistor 1T, einen Schalter 38 und die Spulen 39, 40 zweier einpoliger Verriegelungs-Reedrelais. Die Zenerdiode 7REC ist mit ihrer Kathode an die Leitung 34 angeschlossen, während ihre Anode an einem Schaltungspunkt 41 liegt. Der Schaltungspunkt 41 ist seinerseits mit der Kathode der Zenerdiode 8REC und cem Emitter eines Transistors 2T verbunden. Die Anode der Zenerdiode 8REC liegt an einem Schaltungspunkt 42 der Sammelschiene C, so daß die Zenerdioden 7REC, 8REC das Potential zwischen der Leitung 34 und der Sammelschiene C regeln.

Der Kondensator 1C ist zwischen die Leitung 34 und die Sammelschiene C geschaltet. Die Basis des Transistors 2T ist über zwei in Reihe geschaltete Widerstände 8RES, 9RES an die Leitung 34 angeschlossen, wobei ein Kondensator 6C parallel zu den Widerständen 8RES, 9RES liegt. Der Widerstand 8RES ist ein Meß- oder Eichwiderstand. Die Zenerdiode 9REC ist mit ihrer Kathode an einem Schaltungspunkt 43 der Leitung 34 angeschlossen, während ihre Anode an einem Schaltungspunkt 44 liegt, der seinerseits über den Widerstand 4RES mit der Sammelschiene C und über die Diode 10REC mit einer Leitung 45 verbunden ist. Die Diode 10REC ist der-

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art gepolt, daß sie Strom von dem Schaltungspunkt 44 zu der Leitung 45 fließen läßt. Die Diode 12REC ist mit ihrer Anode mit dem Schaltungspunkt 43 verbunden, während ihre Kathode über einen Schaltungspunkt 46 an eine Seite des Kondensators 4C angeschlossen ist, dessen andere Seite über einen Schaltungspunkt 47 und die Diode 14REC mit der Sammelschiene C in Verbindung steht. Die Diode 14REC ist derart gepolt, daß Strom von dem Schaltungspunkt 47 zu der Sammelschiene C fließt. Die Erregerspule 39 liegt zwischen der Leitung 45 und einer Leitung 48, die ihrerseits über den Thyristor 2SCR mit der Sammelschiene C verbunden ist. In ähnlicher Weise ist die Erregerspule 40 zwischen die Leitungen 45 und,über einen Schaltungspunkt 49 sowie die Diode 11REC,die Leitung 48 geschaltet. Die Erregerspulen39, 40 werden erregt, wenn der Thyristor 2SCR leitend wird. Der Schalter 38 liegt parallel zu der Diode 11REC zwischen dem Schaltungspunkt 49 und der Leitung 48. Der Kollektor des Transistors 2T ist über einen Widerstand 10RES an einen Schaltungspunkt 50 angeschlossen, welcher über einen Widerstand 11RES mit der Sammelschiene und der Steuerelektroden des Thyristors 2SCR verbunden ist. Ein Kondensator 7C liegt zwischen der Steuerelektrode des Thyristors 2SCR und der Sammelschiene C. Der Kondensator 2C und der Widerstand ~ 3RES liegen zwischen der Leitung 48 und der Sammelschiene C parallel zu dem Thyristor 2SCR. Der Kondensator 3C ist zwischen die Leitung 48 und einem Schaltungspunkt 51 gelegt, welcher seinerseits über den Widerstand 6RES mit dem Schaltungspunkt 47 und über den mit der Diode 13REC in Reihe liegenden Widerstand 5RES mit der Sammelschiene C verbunden ist. Die Diode 13REC ist derart gepolt, daß sie Strom von dem Schaltungspunkt 51 zu der Sammelschiene C leitet. Der programmierbare Unijunction-Transistor 1T ist mit seiner Anode an die Leitung 45 und mit seiner Kathode an den Schaltungspunkt 51 angeschlossen. Die Steuerelektrode des Translators 1T liegt an dem Schaltungspunkt 46, sowie über den Widerstand 7RES an dem Schaltungspunkt 47. Der Kondensator 5C

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ist zwischen die Anode und die Steuerelektrode des Transistors 2T geschaltet.

Die Strom-Fühlschaltung 37 liegt zwischen der Leitung 35 und der Sammelschiene C; sie enthält Kondensatoren 8C, 9C 1OC, eine Zenerdiode 15REC, Dioden 16REC, 17REC, Widerstände 12RES, 13RES, 14RES, 15RES, 16RES, 17RES und 18RES, einen Transistor 3T in Darlington-Schaltung, sowie Schalter 52, Die Zenerdiode 15REC ist mit ihrer Kathode an den Schaltpunkt 42 und mit ihrer Anode an die Leitung 35 angeschlossen. Der Schaltungspunkt 42 ist mit der Anode der Zenerdiode 8REC sowie über den Widerstand 13RES und die Diode 17REC mit einem Schaltungspunkt 54 verbunden. Die Diode 17REC ist derart gepolt, daß Strom von dem Schaltungspunkt 42 zu dem Schaltungspunkt 54 fließt. Der Schaltungspunkt 42 ist außerdem über die normalerweise geschlossenen Kontakte des Schalters 52, sowie den einstellbaren Widerstand 12RES an einen Schaltungspunkt 55 angeschlossen. Der Schaltungspunkt 55 ist seinerseits mit der Anode -der Diode 16REC verbunden, deren Kathode an die Leitung 35 angeschlossen ist. Eine Seite des Kondensators 8C ist mit dem Schaltungspunkt 54 verbunden, während die andere Seite des Kondensators an den Schaltungspunkt 55 angeschlossen ist, der seinerseits über den Widerstand 16RES mit der Leitung 35 verbunden ist. Der Widerstand 14RES liegt zwischen dem Schaltungspunkt 54 und einem Schaltungspunkt 56, welcher mit der Basis des in Darlington-Schaltung geschalteten Transistors 3T,sowie über den Kondensator 9C mit dem Schaltungspunkt 55 verbunden ist. Der Widerstand 15RES ist zwischen die Basis des Transistors 3T und den Schaltungspunkt 55 gelegt, während der Kondensator 1OC zwischen die Basis und den Emitter des in Darlington-Schaltung liegenden Transistors 3T geschaltet ist. Der Kollektor des Darlington-Transistors 3T ist mit der Basis des Transistors 2T verbunden, während der Emitter des Transistors 3T über den Widerstand 17RES an die Leitung 35 angeschlossen ist. Paralle

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zu dem Widerstand 17RES liegt der mit dem schließbare Kontakte aufweisenden Schalter 53 in Reihe geschaltete Widerstand 18RES.

Die dem Triac 1SCR zugeordnete Schaltung weist eine Schutzschaltung, eine Filterschaltung, eine Rückstellschaltung und eine eine lichtemittierende Diode enthaltende Schaltung auf, deren Diode immer dann leuchtet, wenn der Triac 1SCR nichtleitend und die Erregerspule 17 entregt sind. Die Schutzschaltung ist mit einem Stoßspannungsableiter 57 ausgeführt, der zwischen den Hauptanschlußklemmen des Triac 1SCR liegt. Die Filterschaltung verfügt über eine Reihenschaltung eines Widerstandes 19RES und eines Kondensators 11C,welche zwischen dem Schaltungspunkt 22 und der Neztklemme L2 liegt. Die Rückstellschaltung enthält einen Schalter 58 mit normalerweise offenen Kontakten, eine Erregerspule 59, eine Diode 18REC und einen Widerstand 2ORES, die in Reihe zwischen dem Schaltungspunkt 19 und dem Schaltungspunkt 25 liegen. Die Diode 18REC ist derart gepolt, daß Strom von dem Schaltungspunkt 19 zu dem Schaltungspunkt 25 fließt. Die Kontakte 24, 26 liegen in eigenen, getrennten, einpoligen Reed-Schaltern, welche sowohl in dem geöffneten als auch in dem geschlossenen Kontaktzustand magnetisch verriegelt werden können. Die Kontakte 26 sind in der geöffneten Stellung verriegelt, wenn Strom über die Erregerspule 39 von der Leitung 45 zu der Leitung 48 fließt, sie sind andererseits beim Auftreten eines von der Leitung 48 zu der Leitung 45 über die Erregerspule 39 fließenden Stromes in der geschlossen Stellung magnetisch verriegelt. Die Kontakte 24 sind ihrerseits in der offenen Stellung verriegelt, wenn ein Strom von der Leitung 45 zu der Leitung 48 über die Erregerspulen 40 fließt, während sie andererseits beim Auftreten eines von der Leitung 48 zu der Leitung 45 bei geschlossenem Schalter 38 über die Erregerspule 40 fließenden Stromes in der geschlossenen

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Stellung verriegelt sind. Außerdem sind die Kontakte 24 in der geschlossenen Stellung verriegelt, wenn die Erregerspule 49 durch Schließen des Schalters 58 in Abhängigkeit vom Auftreten eines von dem Schaltungspunkt 19 zu dem Schaltungspunkt 25 fließenden Stromes erregt wird. Die Licht-Anzeigeschaltung liegt zwischen dem Schaltungspunkt 22 und der Netzklemme L2; sie enthält eine Diode 19REC, einen Widerstand 21RES und eine lichtemittierende Diode 2OREC, alles zwischen dem Schaltungspunkt 22 und der Netzklemme L2 in Reihe liegend geschaltet. Zwischen der Anode und der Kathode der lichtemitierenden Diode 2OREC liegt ein Widerstand 22RES. Die Licht-Anzeigeschaltung wird dann erregt, wenn der Triac 1SCR nichtleitend und die Schalter 21, 58 sowie die Kontakte 23 offen sind. Die Licht-Anzeigeschaltung wird dabei durch einen Strom erregt, der über einen zwischen dem Schaltungspunkt 19 und der Anode der Diode 19REC liegenden Widerstand 23RES fließt, wobei die Kathode der Diode 19REC über den Widerstand 21RES mit der Anode der Diode 2OREC verbunden ist.

Die Schaltung befindet sich in dem zurückgestellten Zustand, wenn die Schalterkontakte 24, 26 geschlossen sind und damit ein Erregerkreis für die Steuerelektrode des Triacs 1SCR hergestellt ist. Der Erregerkreis für den Triac 1SCR liegt zwischen den Netzklemmen L1, L2 und enthält die folgenden, in Reihe geschalteten Schaltelemente: die Sicherung 18, den Schaltungspunkt 19, den Stopschalter 2O, die zu Beginn zur Erregung des Schaltkreises zu schließenden Schalterkontakte 21, die Erregerspule 17, den Schaltungspunkt 22, den Widerstand 1RES, die geschlossenen Kontakte 24, den Schaltungspunkt 25, die geschlossenen Kontakte 26, den Schältungspunkt 27 sowie die Steuerelektrode des Triacs 1SCR. Wenn Strom über die Steuerelektrode des Triacs 1SCR fließt, wird dieser in den leitfähigen Zustand umgeschaltet, womit die Erregerspule 17 erregt wird, was das Schließen der Kon-

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takte 14, 15, 16 sowie der Kontakte 2 3 zur Folge hat. Die Kontakte 2 3 ergeben einen parallel zu den Schalterkontakten 21 liegenden Haltestromkreis, so daß der Schalter 21 nach der Erregung der Erregerspule 17 losgelassen werden kann. Die geschlossenen Schalterkontakte 14, 15, 16 vervollständigen eine Netzschaltung für den Motor 10.

Die Netzschaltung für den Motor 10 bewirkt, daß die Stromwandler CT1 bis CT3 erregt werden und deren Sekundärwicklungen T1S bis T3S einen von der Größe des über die Leitungen 11 bis 13 dem Motor 10 zufließenden Stromes abhängigen Ausgangsstrom abgeben. Die Ausgangsklemmen 32, 30, 28 der Stromwandler-Sekundärwicklungen T1S bis T3S sind über Gleichrichter 1REC bis 3REC an die Leitung 34 jeweils derart angeschlossen, daß während der Halbperioden, während der die Ausgangsklemmen 32, 30, 2 8 bezüglich der Ausgangsklemmen 33, 31, 29 positiv sind, die Gleichrichter 1REC bis 3REC eine Aufladung der Kondensatoren 1C und 4C in der Richtung bewirken, daß die Leitung 34 bezüglich der Sammelschiene C positiv wird. Während der Halbperioden, während der die Ausgangsklemmen 33, 31, 29 bezüglich der Ausgangsklemmen 32, 30, 2 8 eine positive Polarität aufweisen, sind die Gleichrichter 4REC bis 6REC leitend, womit die Kondensatoren 8C, 9C in einer solchen Richtung aufgeladen werden, daß die Sammelschiene C bezüglich der Leitung 35 eine positive Polarität annimmt. Auf diese Weise wird die eigenversorgte Auslöse-Rückstellschaltung 36 während der Halbperioden erregt,während der die Ausgangsklemmen 2 8, 30, 32 eine positive Polarität aufweisen, während die Erregung der Strom-Fühlschaltung 37 während der Halbperioden erfolgt, während der die Ausgangsklemmen 29, 31» über eine positive Polarität verfügen. Bei dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel haben die Kondensatoren 1C, 4C eine Kapazität von 100 bzw. 200 yuf, während die Kapazität der Kondensatoren 8C, 9C 1 /if bzw. 120^if beträgt. Die

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Kondensatoren 1C, 4C sind unmittelbar zwischen die Leitung 34 und die Sammelschiene C geschaltet, wobei in ihren Ladestromkreisen praktisch keine Impedanz enthalten ist. Im Gegensatz dazu liegen in den Ladestromkreisen der Kondensatoren 8C, 9C die Widerstände 13RES, 14RES. Wenn der Netzanschlußkreis des Motors 10 erstmals erregt wird und die Kondensatoren entladen sind, ist die zur Ladung der in der Strom-Fühlschaltung 37 liegenden Kondensatoren 8C, 9C erforderliche Ausgangsspannung der Stromwandler CT1 bis CT3 größer als die Spannung, die erforderlich ist, um die Kondensatoren 1C, 4C der Auslöse-Rückstellschaltung 36 aufzuladen, so daß die Ringkerne T1C bis T3C während der Halbperioden bei der erstmaligen Ladung der Kondensatoren 8C, 9C in Sättigung getrieben werden, während andererseits diese Ringkerne bei der erstmaligen Ladung der Kondensatoren 1C, 4C nicht gesättigt werden. Es wird demgemäß die eigenversorgte Auslöse-Rückstellschaltung 36 während vollständiger Halbperioden-Ausgänge der Stromwandlersekundärwicklungen T1S bis T3S, sowie bei Ladung der Kondensatoren der Strom-Fühlschaltung 37 lediglich während eines Teiles der Halbperioden-Ausgänge der Sekundärwicklungen T1S bis T3S mit Strom versorgt. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Kondensatoren 1C und 4C vol]jge laden sind, bevor die Kondensatoren 8C, 9C der Strom-Fühlschaltung 37 auf einen Wert aufgeladen werden, der ein Wirksamwerden der Strom-Fühlschaltung 37 auslöst. Nachdem die Kondensatoren 1C, 4C, 8C und 9C einmal geladen sind, ist die Spannung, die notwendig ist, um die Kondensatoren 1C, 4C in der eigenversorgten Auslöse-Rückstellschaltung 36 in geladenem Zustand zu halten größer als die Spannung, die nötig ist, um die Ladung der Kondensatoren 8C, 9C in der Strom-Fühlschaltung 37 aufrechtzuhalten und zu verändern. Dies hat zur Folge, daß die Ringkerne T1C bis T3C der Stromwandler CT1 bis CT3 während des Intervalls bei der erstmaligen Erregung der Strom-Fühlschaltung 37 in einer Richtung in Sättigung getrieben werden, während sie in der entgegengesetzten Rich-

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tung in Sättigung getrieben werden, sowie die Strom-Fühlschaltung 37 einmal erregt ist. Diese Anordnung ergibt die folgenden Vorteile:

1. Da die Ringkerne der Stromwandler CT1 bis CT3 bei der Aufrechterhaltung der Ladung der Kondensatoren 1C, 4C im wesentlichen in der Richtung gesättigt sind, welche den Ausgangsstrom der Stromwandler CT1 bis CT3 verringert, müssen die Zenerdioden 7REC, 8REC weniger Energie vernichten.

2. Da die Ringkerne der Stromwandler CT1 bis CT3 bei der anfänglichen Ladung der Kondensatoren 1C, 4C im wesentlichen in einer Richtung gesättigt wurden, was bewirkt, daß der Ausgangsstrom der Wicklungen T1S-T3S dabei ein Maximum ist, während andererseits nach der Aufladung der Kondensatoren 1C, 4C die Ringkerne in einer solchen Richtung gesättigt sind, daß sich ein maximaler Ausgangsstrom für die Strom-Fühlschaltung 37 ergibt, wird die gesamte Hysteresisschleife der Ringkerne T1C-T3C maximal ausgenutzt, so daß die Größe der Ringkerne auf ein Minimum reduziert werden kann.

3. Da die Schaltungen 36, 37 während verschiedener Halbperioden erregt werden, tritt keine Addition der zur Erregung der Schaltungen notwendigen Spannungen auf, so daß die Größe der Ringkerne T1C bis T3C wiederum auf ein Minimum herabgesetzt werden kann. Die Verringerung der Größe der Ringkerne der Stromwandler CT1 bis CT3 bewirkt zusätzlich zu der Herabsetzung der Kosten und des Platzbedarfes der ganzen Anlage, eine Verkleinerung der beim Auftreten eines Kurzschlusses in dem Motor 10 der Strom-Fühlschaltung 37 zugeführten Energie.

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Die Schaltungsanordnung, die bewirkt, daß die Kondensatoren der Auslöse-Rückstellschaltung 36, sowie die der Strom-Fühlschaltung 37 während Halbperioden-Ausgangszuständen entgegengesetzter Polarität der Sekundärwicklungen T1S bis T3S geladen werden, ergibt zusätzlich Vorteile, die im einzelnen erläutert werden sollen: Um einen ordnungsgemäßen Motorschutz zu erzielen, ist es zweckmäßig, den Motorstrom dann zu unterbrechen, sowie der in einem der Anschlußleitungen des Motors fließende Strom einen Wert überschreitet, welcher dem Motor gefährlich werden könnte. Dies kann dadurch erreicht werden, daß eine eigene Überwachungsschaltung vorgesehen wird, die den in jeder Anschlußleitung des Motors fließenden Strom überwacht. Bei Verwendung dieser Schaltungsanordnung enthält jede Überwachungsschaltung einen Stromwandler, der von dem in einer der Anschlußleitungen fließenden Strom erregt wird, wobei ein Vollwellengleichrichter in Brückenschaltung die Ausgangsgröße der Sekundärwicklung gleichrichtet und einer Spannungs-Fühlschaltung Ladestrom zuleitet. Eine Schutzschaltung dieser Art für einen Dreiphasenmotor müßte demgemäß drei Stromwandler, drei Vollwellengleichrichter in Brückenschaltung, beispielsweise 12 Dioden, drei Spannungs-Fühlschaltungen, beispielsweise zumindest drei Kondensatoren und eine logische ODER-Schaltung enthalten, die durch die Ausgangsgröße der drei Spannungs-Fühlschaltungen derart gesteuert ist, daß sie ein Ausgangssignal abgibt, wenn der Strom in einer der drei Anschlußleitungen des Motors einen vorbestimmten Wert überschreitet. Diese Schaltungsanordnung ist sowohl teuer als auch unhandlich.

Eine andere im praktischen Gebrauch befindliche Schaltungsanordnung verwendet drei,den Strom überwachende Stromwandler, die von dem in den drei Anschlußleitungen des Motors fließenden Strom erregt werden. Die Sekundärwicklungen der Stromwandler sind über einen üblichen 6-Dioden-Vollwellengleichrichter in Brückenschaltung an eine einzige Spannungs-

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FUhlschaltung angeschlossen. Bei dieser Schaltungsanordnung sind zu jedem Zeitpunkt, unabhängig davon, ob die Sekundärwicklungen in Stern- oder Dreieckschaltung an die Eingangsklemmen des Gleichrichters angeschlossen sind, elektrisch zumindest zwei Sekundärwicklungen in Reihe zueinander geschaltet. Die Reihenschaltung zwischen den Sekundärwicklungen bewirkt eine gegenseitige Beeinflussung der Wicklungen der drei Stromwandler, mit dem Ergebnis, daß die Schaltung einige grundsätzlich nachteilige Eigenschaften erhält.

Beim Auftreten von bestimmten Motorfehlern ist es möglich, daß Strom lediglich in einer der drei Anschlußleitungen eines Dreiphasenmotors fließt. Dieser Zustand kann dann eintreten, wenn die Anschlußleitungen von zwei Strängen der Dreiphasenwicklung des Motors unterbrochen werden und das richtige Ende des verbleibenden Stranges über eine Erdverbindung mit der Spannungsquelle verbunden wird. Wenn z. B. dieser Zustand auftritt und der Strom in der mit dem Motor verbundenen Anschlußleitung auf das Doppelte des Nennwertes ansteigt, gibt der zugeordnete Stromwandler ein entsprechendes Ausgangssignal ab, das dem Doppelten des Nennstromsignales des Motors entspricht. Wegen der Reihenschaltung der Sekundärwicklungen wird aber durch die kombinierte Ausgangsgröße der drei Wandler der Kondensator der Spannungs-Fühlschaltung auf einen Spannungswert geladen, der der Hälfte der Ausgangssignalspannung entspricht, welche von dem den Motorstrom noch überwachenden einzigen Stromwandler abgegeben wird, so daß - soweit die überwachungsschaltung betroffen ist - die stromführende Anschlußleitung den Motor mit normalem Strom versorgt. Wenn davon abgesehen, in allen drei Anschlußleitungen des Motors ein unsymmetrischer Strom fließt, hat die gegenseitige Beeinflussung der Sekundärwicklungen zur Folge, daß die Ausgangsgrößen der den Strom überwachenden Stromwandler gemittel' werden, mit dem Ergebnis, daß die Spannungs-Fühlschaltung auf einen Wert aufgeladen wird, der der Anzeige des mittleren

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Stromwertes in allen drei Phasen des Motors entspricht und nicht dem Wert des Stromes, der in dem Strang der Motorwicklung fließt, welcher den höchsten Strom führt.

Bei der erfindungsgemäßen Schaltung, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, sind die Ausgangsklemmen 29, 31, 33 an die gemeinsame Sammelschiene C angeschlossen, die als ein gemeinsamer Verbindungspunkt für eine der Ausgangsklemmen jeder der Sekundärwicklungen T1S-T3S wirkt. Die Sammelschiene C ist mit einer Seite der Kondensatoren der Auslöse-Rückstellschaltung 36 und der Kondensatoren der Strom-Fühlschaltung 37 verbunden. Die anderen Ausgangsklemmen 32, 30, 28 sind jeweils über die Dioden 1REC-3REC sowie die. Leitung 34 an die andere Seite der Kondensatoren der Auslöse-Rückstellschaltung 36 angeschlossen, so daß die Kondensatoren der Auslöse-Rückstellschaltung 36 jeweils in einer Reihenschaltung zwischen der Leitung 34 und der Sammelschiene C liegen. Die Dioden 1REC-3REC, die zweckentsprechend gepolt zwischen den Ausgangsklemmen 32, 30, und der Leitung 34 liegen, bewirken, daß die Kondensatoren der Auslöse-Rückstellschaltung 36 durch die von den gleichgerichteten Ausgangssignalen wechselnder Polarität der Sekundärwicklungen T1S-T3S herrührenden Gleichstrompulse gemeinsamer Polarität während der Intervalle aufgeladen werden, während der die Ausgangsklemmen 32, 30, 2 8 zufolge der Polarität der Ausgangssignale wechselnder Polarität bezüglich der Sammelschiene C positiv sind. In ählicher Weise sind die Ausgangsklemmen 32, 30 28 über die Dioden 4REC-6REC und die Leitung an die andere Seite der Kondensatoren der Strom-Fühlschaltung 37 derart angeschlossen, daß die Kondensatoren der Strom-Fühlschaltung 37 jeweils in eine Reihenschaltung zwischen der Sammelschiene C und der Leitung 35 liegen. Die Dioden 4REC-6REC, die zweckentsprechend gepolt zwischen die Ausgangsklemmen 32, 3O, 28 und die Leitung 35 geschaltet haben, bewirken, daß die Kondensatoren

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Afc

der Strom-Fühlschaltung 36 durch die von den gleichgerichteten Ausgangssignalen wechselnder Polarität der Sekundärwicklungen T1S-T3S herrührenden Gleichstrompulse gemeinsamer Polarität während Intervallen geladen werden, während der die Ausgangssignale wechselnder Polarität den Ausgangsklemmen 32, 30, 28 eine negative Polarität bezüglich der Sammelschiene C geben.

Die Schaltungsanordnung, die bewirkt, daß die Kondensatoren der Auslöse-Rückstellschaltung 36 geladen werden, wenn die Ausgangsklemmen 28, 3O, 32 eine positive Polarität aufweisen, während andererseits die Ladung der Kondensatoren der Strom-Fühlschaltung 37 dann erfolgt, wenn die Ausgangsklemmen 28, 30, 32 eine negative Polarität aufweisen, wobei die Ladung über eine die Sammelschiene C enthaltende Schaltung erfolgt, gestattet es, zusätzlich zu den bereits erwähnten Vorteilen, die Sekundärwicklungen T1S-T3S parallel zu schalten. Die Parallelschaltung der Sekundärwicklungen T1S-T3S verhindert eine gegenseitige Beeinflußung der Stromwandler CT1-CT3, so daß das zwischen der Sammelschiene C und der Leitung der Strom-Fühlschaltung 37 zugeleitete Spannungssignal jeweils die Spitzenausgangsspannungen der Stromwandler CT1-CT3 wiedergibt. Wenn somit Bedingungen auftreten, unter denen ein lediglich einphasiger Strom, ein unsymmetrischer Strom oder ein Oberstrom in einer Anschlußleitung des Motors 10. vorhanden ist, gibt somit die Ausgangsgröße der Stromwandler CT1-CT3 die tatsächliche Größe des Stromes in den Wicklungen des Motors 10 wieder und nicht einen Mittelwert, wie dies bei bekannten Schaltanordnungen der Fall ist.

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Der Kondensator 3C wird während der Halbperioden, während der die Kondensatoren 1C, 4C geladen werden, auf eine durch die Zenerdioden 7REC, 8REC, 9REC einregulierte Spannung aufgeladen. Der Ladekreis für den Kondensator 3C enthält den Schaltungspunkt 43, die Zenerdiode 9REC, den Schaltungspunkt 44, die Diode 1OREC, die Erregerwicklungen 39, 40, die Leitung 48, den Kondensator 3C, den Leitungspunkt 51, den Widerstand 5RES und die Diode 13REC.

Die Erregerwicklungen 39, 40 liegen parallel in dem Ladekreis des Kondensators 3C; bei geschlossenem Schalter 38 enthält der Ladekreis auch den Schalter 38 ebenso wie die Diode 11REC. Es ist zu bemerken, daß der Ladekreis des Kondensators 3C auch den Widerstand 6RES und die Diode 14REC enthalten könnte. Der Widerstand 6RES ist jedoch derart gewählt, daß seine Impedanz beträchtlich größer ist als jene des Widerstandes 5RES. Bei der dargestellten Schaltung beträgt die Impedanz des Widerstandes 6RES 1OO κ SX , während die Impedanz des Widerstandes 5RES sich auf 6,8 K £7-. beläuft. Der Widerstand 5RES begrenzt somit den über die Diode 13REC fließenden Ladestrom, wenn der Kondensator 3C geladen ist. Die Impedanz des Widerstandes 5RES ist derart gewählt, daß der über die Erregerwicklungen 39, 40 fließende Strom auf einen Wert begrenzt wird, der kein öffnen der Kontakte 26, 2 4 bewirkt.

Wenn der Motor, ausgehend vom kalten Zustand, erstmalig eingeschaltet wird, wie dies durch das Schließen der Kontakte 14, 15, 16 geschieht, ist der Anlaufstrom des Motors 10 wesentlich höher als der normale Motornennstrom und auch größer als der an sich zulässige überstrom.

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Während dieses Intervalles steigt, wie früher erwähnt» die Ladung der Kondensatoren an, so daß die Schaltung nicht auf die normalen Motoranlaufströme anspricht. Nachdem die Kondensatoren der Schaltung geladen sind, bewirkt der dem Motor 10 zufließende Strom, daß die Stromwandler CT1-CT3 eine Ausgangsgröße abgeben, die sich mit dem dem Motor 10 zufließenden Strom ändert, während zwischen dem Schaltungspunkt 42 und der Leitung 3 5 ein Potential erscheint, das von der angepaßten Impedanz des Widerstandes 12RES abhängt. Das zwischen dem Schaltungspunkt 42 und dem Schaltungspunkt 55 liegende Potential bewirkt, daß die Kondensatoren 8C, 9C über den Widerstand 13RES, die Diode 17REC und den Widerstand 14RES aufgeladen werden. Der Widerstand 13RES hat eine verhältnismäßig niedere Impedanz, d.h. 22θΛ , während der Kondensator 8C eine verhältnismäßig niedere Kapazität aufweist. Der Kondensator 8C wird deshalb im wesentlichen auf die an dem Widerstand 12RES liegende Spitzenspannung aufgeladen. Die 220 Λ-- impedanz des Widerstandes 13RES hat zur Folge, daß der Kondensator 8C auf ein Potential aufgeladen wird, das im wesentlichen den Spitzenspannungen am Ausgang der Sekundärwicklungen T1S-T3S entspricht, wie sie an dem Widerstand 12RES auftreten. Der Kondensator 9C liegt über einen die Widerstände 17RES, 16RES enthaltenden Schaltkreis zwischen der Basis und dem Emitter des in Darlington-Schaltung liegenden Transistors 3T. Mit zunehmender Ladung des Kondensators 9C wird die Leitfähigkeit des Transistors 3T größer. Der Transistor 2T ist mit seinem Emitter an das geregelte Potential des Schaltungspunktes 41 angeschlossen, während seine Basis mit dem Kollektor des Transistors 3T verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 3T ist außerdem über die Widerstände 8RES, 9RES an die Leitung

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angeschlossen. Der Kondensator 6C liegt parallel zu den Widerständen 8RES, 9RES. Die Basis des Transistors 2T und der Kollektor des Transistors 3T liegen In einer den verstellbaren Widerstand 8RES und den Widerstand 9RES enthaltenden Spannungsteilerschaltung in dem Kollektorkreis des Transistors 3T, während der Widerstand 17RES in dem Emitterkreis des Transistors 3T sich befindet. Die Kollektorspannung des Transistors 3T und die an den Widerständen 8RES, 9RES liegende Spannung kann demgemäß bei in seinem Arbeitsbereich leitfähigem Transistor 3T durch entsprechende Verstellung des Widerstandes 8RES eingeregelt werden. Der Widerstand 8RES liegt in der einen Abgleich beim Hersteller ermöglichenden Schaltung.

Der Stellwiderstand 12RES liegt in dem Basis-Emitterkreis des Transistors 3T; er kann, wie noch erläutert werden wird, präzise so eingestellt werden, daß die an dem Kondensator 9C liegende Spannung und die Leitfähigkeit des Transistors 3T in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße der Stromwandler CT1-CT3 und damit über einen großen Bereich der dem Motor 10 zufließenden Ströme verändert werden können. Der Widerstand 17RES liegt in dem Emitterkreis des Transistors 3T. Der Widerstand 18RES ist in Reihe mit dem Schalter 53 geschaltet, derart, daß er bei geschlossenem Schalter 53 parallel zu dem Widerstand 17RES liegt. Der geschlossene Schalter 53 bewirkt eine Zunahme des Kollektorstromes des Transistors 3T in Abhängigkeit von der Ladung des Kondensators 9C.

Die Widerstände 12RES, 8RES sind derart eingestellt, daß sie die Leitfähigkeit des Transistors 3T auf einem Wert halten, der bewirkt, daß die Basis des Transistors 2T

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bezüglich des Emitters des Transistors 2T, geregelt durch die Zenerdiode 8REC positiv ist, so daß der Transistor 2T beim Auftreten normaler, in den Motor 10 fließender Ströme nichtleitend ist. Wenn der in dem Motor 10 fließende Strom über den eingestellten Normalwert ansteigt, ergibt dies eine Zunahme des an dem Kondensator 9C liegenden Potentials, während die Leitfähigkeit des Transistors 3T sich erhöht; mit dem Ergebnis, daß die Leitfähigkeit des Transistors 2T zunimmt und der dem Thyristor 2SCR zufließende Steuerkathoden-Kathodenstrom auf einen Wert ansteigt, bei dem der Thyristor 2SCR in seinen leitenden Zustand umgeschaltet wird. Der leitende Tyristor 2SCR bewirkt, daß die Erregerspulen 39, 40 durch von dem Schaltungspunkt 43 zu der Sammelschiene C fließenden Strom erregt sind, wobei dieser Strom über einen Schaltkreis fließt, welcher die Diode 9REC, den Schaltungspunkt 44, die Diode 10REC und die Leitung 45 enthält. Die Erregerspulen 39, 40 liegen parallel zwischen der Leitung 45 und der Leitung 48, wobei der über die Erregerspule 40 gehende Schaltkreis die Diode 11REC enthält. Die Erregung der Erregerspulen 39, 40 hat zur Folge, daß der zugeordnete Kontakte 26, 40 geöffnet werden und in der verriegelten geöffneten Stellung verbleiben. Das öffnen der Kontakte 26 bewirkt, daß der die Steuerelektrode des Triacs 1SCR enthaltende Schaltkreis unterbrochen und der Triacs 1SCR in den nichtleitenden Zustand überführt werden. Da der Triac 1SCR nun nichtleitend ist, wird die Erregerspule 17 entregt, während die Kontakte 14, 15, 16 ebenso wie die Kontakte 23 geöffnet werden, womit die Anschlußschaltung des Motors entregt und der über die Kontakte 23 führende Haltestromkreis der Erregerspule 17 unterbrochen werden. Bei Unterbrechung des dem Motor 10 zufließenden Stromes ver-

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schwindet die Ausgangsgröße der Stromwandler CT1-CT3, mit dem Ergebnis, daß der Kondensator 4C über den Widerstand 7RES in einem vorbestimmten zeitlichen Verlauf entladen wird. Der Kondensator 3C liegt über einem bei geschlossenem Schalter 38 die Erregerspulen 39, 40 enthaltenden Schaltkreis zwischen der Anode und der Kathode des programmierbaren Unijunction-Transistors 1T. Der Kondensator 4C liegt seinerseits über einen den Widerstand 6RES enthaltenden Schaltkreis zwischen der Steuerelektrode und der Kathode des programmierbaren Unijunction-Transistors 1T. Sowie somit die Ladung des Kondensators 4C auf einen Wert abgesunken ist, bei dem das an dem Kondensator 4C liegende Potenital geringfügig kleiner ist als das Potential an dem Kondensator 3C, wird der programmierbare Unijenctions-Transistor 1T leitend. Das Leitfähigwerden des Transistors 1T hat zur Folge, daß die Ladung des Kondensators 3C bei geschlossenem Schalter 38 über die Erregerwicklungen 39, sowie einen die Leitung 48, den geschlossenen Schalter 38, die Erregerwicklungen 39, 40, die Leitung 45, den leitenden Transistor 1T und den Schaltungspunkt 51 enthaltenden Schaltkreis abfließt. Der von dem Kondensator 3C zugeführte, die Erregerwicklungen 39, 40 durchfließende Strom fließt in der umgekehrten Richtung wie der bei leitfähigem Tyristor 2SCR fließende Strom, so daß die Erregerwicklungen 39, 40 das Schließen der Kontakte 26, 40 und damit das Rückstellen der Schaltung bewirken. Die dargestellte Schaltung ist derart programmiert, daß sie beim Schließen des Schalters 38 automatisch zurückgestellt wird, während sie bei offenem Schalter 38 von Hand zurückgestellt werden kann. Wenn der Schalter 38 geöffnet ist, verhindert die Diode 11REC, daß die Ladung des Kondensators 3C über die Erregerwicklung 40 abfließt,

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so daß die Erregerwicklung 40 bei Erregung der Erregerwicklung 39 nicht erregt wird, und die Kontakte 24 offenbleiben, nachdem die Ladung des zeitgebenden Kondensators 4c auf einen Wert abgesunken ist, der es dem Transistor 1C in der vorbeschriebenen Weise gestattet, leitend zu werden. Der Motor 10 wird deshalb beim Schließen des Startschalters 21 nicht automatisch an Spannung gelegt, weil die offenen Kontakte 24 den von dem Schaltungspunkt 22 zu der Steuerelektrode des Triac 1SCR führenden Schaltkreis unterbrechen. Nachdem die Kontakte 26 in Abhängigkeit von dem beschriebenen Leitfähigwerden des Transistors 1T geschlossen sind, kann die Schaltung durch Schließen des Schalters 58 von Hand zurückgestellt werden, weil dadurch ein von dem Schaltungspunkt 19 zu der Steuerelektrode des Triacs 1SCR führender Schaltkreis geschlossen wird. Die Hand-Rückstellschaltung enthält einen Schalter 58, eine zweite Erregerwicklung 59 des den Kontakten 24 zugeordneten Reed-Relais, die Diode 18REC, den Widerstand 20RES, den Schaltungspunkt 25, die vorher geschlossenen Schalterkontakte 26, den Schaltungspunkt 27 und den Widerstand 2RES. Die Erregung der Erregerwicklung 59 bewirkt, daß die Kontakte 24 geschlossen werden, womit die Schaltung zurückgestellt wird, daß bei einem darauffolgenden Schließen des Startschalters 21 die Erregerspule 17 in der bereits beschriebenen Weise erregt wird. Es ist zu bemerken, daß der Umstand, daß der Rückstellschalter 58 während aer Zeitspannen geschlossen ist, während der die Kontakte 26 geöffnet sind, eine Erregung der Erregerspule 59 verhütet, wodurch die auslösefreien Funktionen von Schmelzlegierungs- und Bimetallüberlastrelais übertroffen werden.

Die Schaltung enthält außerdem die lichtemittierende Diode 20REC, die dann erregt und beleuchtet wird, wenn der Triac 1SCR nichtleitend ist; sie zeigt optisch an, daß die Schal-

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tung sich in dem ausgelösten Zustand befindet. Die Diode 2OREC wird dann entregt und gelöscht, wenn der Triac 1SCR nichtleitend und die Schaltung in ihrem zurückgestellten Zustand sind. Die Diode 2OREC liegt zwischen der Schaltungsstelle 19 und der Netzklemme L2,und zwar über eine Serienschaltung, welche die Schaltstelle 19, den Widerstand 23RES, eine Schaltstelle 60, die Diode 19REC, den Widerstand 21RES und die Diode 2OREC enthält, wobei der Widerstand 22RES parallel zu der Diode 2OREC liegt. Der Schaltungspunkt 60 ist mit dem Schaltungspunkt 22 verbunden. Der leitende Triac 1SCR bildet deshalb einen Weg geringer Impedanz parallel zu dem die Diode 19REC, den Widerstand 21 RES und die Diode 2OREC enthaltenden Schaltkreis, womit eine Beleuchtung der Diode 20REC verhindert wird. Der parallel zu dem Schaltkreis der Diode 2OREC liegende Schaltkreis geringer Impedanz verschwindet, sowie der Triac 1SCR nichtleitend wird, womit die Diode 2OREC über den bereits beschriebenen Reihenschaltkreis erregt wird und den nichtleitenden Zustand des Triacs 1SCR anzeigt.

Das Leitfähigwerden des Thyristors 2SCR bewirkt,daß der Kondensator 1C gleichzeitig mit den Kondensatoren 2C, 6C sich entlädt und Energie liefert, durch die die Erregerspuler 39, 40 unter öffnung der Kontakte 24, 26 über einen Schaltkreis erregt werden, der die Leitung 34, den Schaltungspunkt 43, die Diode 9REC, die Diode 10REC, die Erregerwicklungen 39, 40, die Diode 11REC, den leitenden Thyristor 2SCR, die Sammelschiene C und den Schaltungspunkt enthält. Die Entladung des Kondensators 1C hat zur Folge, daß die KoIlektorspannung des Transistors 3T verschwindet, so daß der Transistor 3T als Diode wirkt und einen eine Zeitkonstante enthaltenden Entladungsweg zur Entladung des Kondensators 9C über einen Schaltkreis bildet, welcher den Basis-Emitterkreis des Transistors 3T,den Widerstand 17RES und den Widerstand 16RES enthält. Die Impedanz der

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Widerstände 17RES, 16RES ist derart gewählt, daß die Entladungsgeschwindigkeit des Kondensators 9C die Abkühlgeschwindigkeit von Bimetall- und Schmelzlegierungs-Uberlastrelais übertrifft. Wenn deshalb ein Versuch unternommen werden sollte, den Motor 10 unmittelbar nach dem Ansprechen der Schaltung auf einen Motorüberstrom wieder in Gang zu setzen, so ist der Kondensator 9C noch nicht vollkommen entladen, womit die Schaltung schneller auf einen Motorüberstrom anspricht, als wenn der Motor 10 kalt ist und gleich zu Beginn mit einem überstrom beaufschlagt wird.

Die nachfolgend genannten Schaltelemente, die in den ihnen jeweils zugeordneten Schaltungsteilen oder Schaltungen liegen, haben die folgenden Funktionen: Die Diode 13REC verhindert die Entladung des Kondensators 3C über den Thyristor 2SCR. Die Diode 1OREC verhindert die Entladung des Kondensators 3C über einen Schaltkreis, welcher die Erregerwicklung 39, die Diode 1OREC, die Diode 9REC und die Widerstände 7RES, 6RES enthält. Die Diode 12REC verhindert die Entladung des Kondensators 4C. Die Diode 14REC verhindert die Entladung des Kondensators 3C über den Thyristor 2SCR und den Widerstand 6RES. Der Kondensator 2C und der Widerstand 3RES, der Kondensator 7C und der Widerstand 11RES, der Kondensator 11C und der Widerstand 19RES wirken ebenso wie die Wider-stände 5C, 1OC als Filter in der Schaltung. Der Widerstand 1ORES begrenzt den Steuerelektrodenstrom des Thyristors 2SCR. Die Diode 9REC begrenzt die an die Erregerwicklungen 39, 40 angelegte Spannung; sie stellt außerdem das richtige Ladungsniveau bei dem Kondensator 3C her, so daß eine Umkehrung der Polarität der Permanentmagnete in den den Kontakten 26, 24 zugeordneten Reed-Relaisschaltern verhütet wird, die auftreten könnte, wenn eine überspannung an die

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Erregerspulen 39, 40 angelegt würde. Der Widerstand 4RES 1st dazu vorgesehen, die Diode 9REC derart in einem geregelten Zustand zu halten, daß der Kondensator 3C nicht durch einen Leckstrom aufgeladen werden kann, der sonst über die Diode 9REC fließen würde, wenn der Widerstand 4RES nicht in der Schaltung vorgesehen wäre. Die Dioden 16REC, 17REC sind derart geschaltet, daß sie jeweils Temperaturänderungen kompensieren und den Entladestrom der Kondensatoren 8C, 9C über die zugeordneten Schaltkreise blockieren. Die Diode 7REC ist derart gewählt, daß sie eine positive Temperaturkoeffizienten-Charakteristik aufweist und damit die negative Temperaturkoeffizienten-Charakteristik der Transistoren 2T, 3T kompensiert. Die Diode 7REC wirkt in dem Sinne, daß die ' zwischen der Basis und dem Emitter des Transistors 2T liegende Spannung mit sich erhöhender Temperatur zunimmt. Die Diode 15REC dient zur Begrenzung der dem den Transistor 3T enthaltenden Schaltkreis zugeführten Energie sowie dazu, in der Schaltung etwa auftretende vorübergehende Schwingungen (Transiente Spannungen) abzuleiten. Die Diode 15REC begrenzt ebenfalls die Energie, die der Schaltung zugeführt wird, so daß die Schaltung auf Motorüberströme langsamer anspricht als übliche Uberlastrelais mit thermischer Auslösung, d.h. auf überströme, die 8- bis 10mal größer sind als der Nennstrom des Motors 10. Durch Begrenzung der der Schaltung zugeführten Energie schützt die Diode 15REC auch den die Kontakte 14, 15, 16 und die Erregerspule 17 enthaltenden Schaltschütz, wenn an dem Motor 10 ein Kurzschlußzustand auftritt, der den Schaltschütz zwingt, seine Nennstromstärke übersteigende Ströme abzuschalten. Beim Auftreten solcher Bedingungen leitet die Diode 15REC kurzzeitig erhöhte Ausgangsströme der Stromwandler CT1-CT3, womit die Geschwindigkeit begrenzt wird, mit der der Kondensator 9C geladen wird, wodurch andererseits die Ansprechzeit

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der Schaltung und das öffnen der Kontakte 14 bis 16 verzögert werden. Während des Verzögerungsintervalles bewirkt die Größe des auftretenden Kurzschlußstromes/ daß die Sicherungen F1, F2 und F3 durchbrennen und damit die Netzanschlußschaltung unterbrechen, bevor die Kontakte 14 bis 16 sich öffnen. Die Sicherungen F1 bis F3 liegen in der Netzanschlußschaltung zwischen den Netzklemmen L1 bis L3 und den Kontakten 14 bis 16 des Schaltschützes; wenn sie in an sich bekannter Weise ordnungsgemäß bemessen und aufeinander abgestimmt sind, unterbrechen sie die Netzanschlußschaltung unter normalen Kurzschlußbedingungen, bevor der Schaltschütz seinerseits die Netzanschlußschaltung unterbrechen kann.

Die Schaltung enthält außerdem einen Schalter 52, der dazu benutzt werden kann, die Betriebsbereitschaft der ganzen Schaltung zu überprüfen, indem die Funktion der Schaltung für den Fall nachgeahmt wird, daß der Rotor des Motors 10 blockiert ist. Im Normalbetrieb ist der Schalter 52 geschlossen, so daß das an dem Kondensator 9C liegende Potential durch die Impedanz des einstellbaren Widerstandes 12RES bestimmt ist. Wenn der Schalter 52 zur Nachahmung des dem festgebremsten Rotor des Motors 10 entsprechenden Betriebszustandes geöffnet wird, wird zwischen den Emitter und die Basis des Transistors 3T das volle an dem Gleichrichter 15REC liegende Potential gelegt, womit der Transistor 3T in den voll leitfähigen Zustand umgeschaltet wird, was seinerseits zur Folge hat, daß der Transistor 2T leitend wird. Der leitende Transistor 2T bewirkt, daß der Tyristor 2SCR in den leitenden Zustand übergeht und die Erregerspulen 39, in der bereits beschriebenen Weise erregt werden. Die Erregung der Erregerspulen 39, 40 hat zur Folge, daß die Kontakte 26, 24 geöffnet werden, somit der Triac 1SCR daran gehindert wird, den leitenden Zustand einzunehmen, während andererseits die lichtemittierende Diode 20REC erregt wird und damit anzeigt, daß sich die Schaltung

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In dem ausgelösten Zustand befindet. Nach Verstreichen eines vorbestimmten Zeitintervalles wird, wie bereits beschrieben, der programmierbare Unijunction -Transistor 1T leitend, womit die Erregerspulen 39, 40 in einer Richtung erregt werden, in der die Kontakte 26, 24 geschlossen und damit die Schaltung in den zurückgestellten Zustand überführt werden. Die geschlossenen Kontakte 26, 24 vervollständigen einen parallel zu der die Diode 20REC und den Widerstand 21 RES enthaltenden Schaltkreis liegenden Schaltkreis geringer Impedanz, so daß die Diode 20REC gelöscht wird. Das öffnen des Schalters 52 hat somit zur Folge, daß die einzelnen Schaltelemente; einschließlich der Transistoren 2T, 3T wie auch der Tyristor 2SCR und der programmierbare Unijunction-Transistor 1T in ihren jeweiligen leitfähigen Zustand überführt werden, während der Triacs 1SCR in den nichtleitenden Zustand übergeht, womit die Betriebsbereitschaft aller Schaltelemente der Schaltung überprüft werden kann.

Die Motoren sind normalerweise derart ausgelegt, daß sie einen Nennüberlastfaktor von 1,0 bis 1,15 aufweisen, was bedeutet, daß ein Motor mit einem Nennüberlastfaktor von 1,15 in der Lage ist, mit einem höheren Nennstrom zu arbeiten als ein Motor mit einem Nennüberlastfaktor von 1,0. Der in der Schaltung vorgesehene Schalter 53 dient dazu, die Schaltung derart zu programmieren, daß sie mit beiden Arten von Motoren arbeiten können. Bei geschlossenem Schalter 53 ist die Schaltung für einen Motor mit einem Nennüberlastfaktor von 1,0 programmiert, während bei geöffnetem Schalter 53 die Schaltung mit einem Motor mit einem Nennüberlastfaktor von 1,15 zusammenarbeiten und diesen schützen kann.

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Der Schalter 53 liegt in Reihe zu dem Widerstand 18RES. Der Widerstand 18RES und der Schalter 53 sind ihrerseits parallel zu dem Widerstand 17RES in dem Emitterkreis des Transistors 3T geschaltet. Bei geschlossenem Schalter 53 ist die Gesamtimpedanz des Emitterkreises des Transistors 3T kleiner als die Impedanz in dem Emitterkreis des Transistors 3T bei geöffnetem Schalter 53. Durch Schließen des Schalters 53 wird deshalb der Transistor 3T in den leitenden Zustand überführt, weil in dem Kondensator 9C eine kleinere Ladung auftritt als bei geöffnetem Schalter 53. Die Schaltung spricht deshalb bei geschlossenem Schalter 53 auf niedrigere Motorströme an.

In dem Falle, daß der Motor einphasig oder unter Belastungsverhältnissen betrieben wird, bei denen lediglich ein oder zwei Stränge seiner Dreiphasen-Wicklung erregt sind, kann der über die erregte Anschlußleitung bzw. die erregten Anschlußleitungen 11, 12 oder 13 fließende Strom bis auf einen abnormalen Wert ansteigen. Dieser den Normalstrom übersteigende Strom in den Anschlußleitungen 11 bis 13 hat zur Folge, daß die Ausgangsspannung der zugeordneten, erregten Sekundärwicklungen CT1-CT3 die Ladung des Kondensators 9C auf einen Wert anhebt, der die Entregung der Erregerspule 17 bewirkt, womit die Netzanschlußschaltung des Motors 10 in der gleichen Weise unterbrochen wird, als wenn der Motor 10 in bereits beschriebener Weise normalen Uberlastbedingungen ausgesetzt würde.

Fig. 2 veranschaulicht eine Schalteranordnung, welche in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung den einstellbaren Widerstand 12RES und den Schalter 52 ersetzt und die zwischen den Schaltpunkten 42 und 55 liegt, um eine einfache praktische und präzise Methode zur Abgleichung der zwischen den Schaltungspunkten 42 und 55 liegenden

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Impedanz zu ergeben. Die Schaltungspunkte 42, 55 sind in Fig. 2 gleich bezeichnet und an zwei parallele Leitungen 61, 62 angeschlossen. Zwischen den Leitungen 61, 62 liegen jeweils parallel eine Anzahl Reihenschaltkreise, von denen jeder einen Schalter und einen Präzisionswiderstand vorbestimmter Impedanz enthält. Außerdem liegt zwischen den Leitungen 61, 62 ein Präzisionswiderstand 24RES mit einer vorbestimmten Impedanz von 95, 3-Ω-, der bewirkt, daß die Schaltung für einen Motor mit einem Nennstrom von 20 Amp. ausgelegt ist. Die Widerstände in den einzelnen Reihenschaltkreisen sind mit RA, RB, RC, RD, RE, RF, RG und RH bezeichnet; sie liegen jeweils in Reihe zu den Schaltern 63 bis 70. Die Widerstände RA bis RH weisen jeweils eine Impedanz von 3570, 1780, 909, 357, 178, 90,9 und 71,5Λ auf, womit sie, wenn sie durch Schließen des jeweils zugeordneten Schalters 63 bis 7O in dem Schaltkreis zwischen den Leitungen 61, 62 liegen, die zwischen den Leitungen 61, 62 vorhandene Impedanz εο programmieren, daß die Schaltung auf inkrementale Motorströme von 0,51, 2, 2,15, 20 und 25 Amp. anspricht. Wegen der speziellen Wahl der Impedanzen der Widerstände RA bis RH kann die in Fig. 1 dargestellte Schaltung derart programmiert werden, daß sie auf einen Minimumstrom von 20 Amp. und einen Maximumstrom von 85,5 Amp. sowie jeden beliebigen, zwischen dem Minimum- und dem Maximumwert liegenden Inkrementwert von 0,5 Amp. anspricht, wenn die Primärwicklung der Stromwandler CT1 bis CT3 jeweils ihrerseits mit einer Windung ausgebildet ist, wie dies durch die Leitungen 11, 12 und 13 gegeben ist. Wie im einzelnen noch be-

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schrieben werden wird, sind die Anschlußleitungen 11, 12, 13 jeweils einzeln durch öffnungen oder Fenster in dem Gehäuse des Uberlastrelais geführt, auf das sich die Erfindung bezieht. Die in Fig. 1 dargestellte Schaltung kann dadurch so programmiert werden, daß sie auf Motorströme von weniger als 20 Amp. anspricht, daß alle Anschlußleitungen 10, 11, 12 mit jeweils gleicher Anzahl zusätzlicher Windungen durch ihr jeweils zugeordnetes Fenster durchgeschleift werden, wobei jede so gebildete Windung ein Ansprechen der Schaltung auf niedrigere Motorströme bewirkt, wie dies bei Stromwandlern an sich bekannt ist. Wenn demgemäß die Anschlußleitungen 11, 12, 13 einmal durch das ihnen jeweils zugeordnete Fenster durchgeschleift werden, derart, daß durch jedes Fenster zwei Leiter verlaufen, so ist die Schaltung derart programmiert, daß sie auf einen Minimumstrom von 10 Amp. anspricht anstatt auf einen Minimumstrom von 20 Amn., wie es dann gegeben ist, wenn die Anschlußleitungen 11, 12, 13 durch ihr ihnen jeweils zugeordnetes Fenster lediglich einfach hindurchgeführt sind.

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Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen, wie die in Fig. 1 dargestellten Schaltelemente vorzugsweise vereinigt werden können, um damit ein Gerät zu schaffen, das Festkörperschalte lemente enthält und auch unter industriellen Einsatzbedingungen in Motorschutzschaltungen Verwendung finden kann. Das Festkörper-Relaisgerät 100, das in Fig.3 dargestellt ist, weist ein Gehäuse 112 auf, das als ein rechteckiger geformter Isolierteil mit einer Rückwand 114 einem durch einen Deckel 118 abgeschlossenen vorderen Ende 116, zwei im Abstand angeordneten Seitenwänden 120, und zwei zwischen der Rückwand 114 und dem vorderen Ende 116 sich erstreckenden Seitenwänden 124, 126 ausgebildet ist. Das Gehäuse 112 v/eist einen geschlossenen Innenraum auf, in dem praktisch alle Schaltelemente na.ch den Fig. 1 und 2/ nach der Befestigung des Deckels 118 auf dem vorderen Ende 116;abgekapselt untergebracht sind. Die Anschlußleitungen 11, 12, 13, die Kontakte 14, 15, 16, die Erregerspule 17, die Schmelzsicherungen 18 und die Schalter 20, 21 sowie die Kontakte 23, wie sie in Fig. 1 veranschaulicht sind, sind nicht in dem Inneraum 128 des Gehäuses 112 untergebracht. Das Gehäuse 112 weist drei im Abstand angeordnete Bohrungen oder Fenster 130, 132, auf, die zwischen den Seitenwänden 120, 122 verlaufen.

Die Bohrungen 130, 132, 134 sind mit Vorzug durch Rohre 135 gebildet, die zwischen entsprechenden öffnungen in den Seitenwänden 120, 122 sich erstrecken und die durch die kreisförmig öffnungen der Ringkerne der Stromwandler CT1, CT3, wie sie bereits beschrieben worden sind, verlaufen. Die die Bohrungen 130 bis 134 bildenden Rohre dienen dazu, die Ringkerne und die Sekundärwicklungen der Stromwandler im Innenraum 128 des Gehäuses 112 lagerichtig orstfest zu halten, bevor die Vergußmasse in das Gehäuse 112 eingebracht wird.

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Das Gehäuse 112 ist auf zwei L-förmigen Trägern 136, gehaltert, die zweckentsprechend angeordnet an den Seitenwänden 124, 126 verlaufen. Jeder der Träger 136, 138 weist einen vorragenden Vorsprung 140 auf, der in eine nach hinten weisende öffnung eingreift, welche in einen nach außen ragenden leistenartigen Flansch 142 ausgebildet: ist, der sich von der Vorderseite 116 aus an der Hinterseite des Deckels 118 erstreckt. An der Rückwand 114 sind mittels geeigneter, in zugeordnete Gewindeeinsätze in der Rückwand 114 eingeschraubter Schrauben 146 mit Löchern versehene Ansätze 144 befestigt, die den Trägern 136, zugeordnet sind. Die Träger 136, 138 sind mit nach außen gebogenen Flanschen 148, 150 ausgebildet, welche an den im Abstand hinter der Rückwand 114 vorragenden, hinteren Enden der Träger vorgesehen sind. Die Flansche 148, 15O sind mit öffnungen 152 und Schlitzen 154 versehen, die dazu dienen, das Gerät 100 auf einer allgemein mit 158 bezeichneten Unterlage zu befestigen. Bei auf der Unterlage 158 befestigten» Gerät 100 steht die Rückwand 114 im Abstand zu der Unterlage 158.

Die Bohrungen 130, 132, 134 verlaufen derart durch das Gehäuse 112, daß die Anschlußleitungen 11, 12, 13 durch diese Bohrungen hindurchgeführt werden und damit als Primärwicklungen der Stromwandler CT1 bis CT3 wirken können. Wie bereits früher beschrieben, spricht die Schaltung des Gerätes 100 auf einen· Motornennstrombereich von 2O-85,5 Amp. an, wenn die Anschlußleitungen 11, 12, 13 derart durch die Bohrungen 130, 132, 134 hindurchgeführt sind, daß jede Bohrung lediglich einen einzigen durchgehenden Leiter enthält. Falls es nötig ist, das Gerät 100 auf Motornennströme von weniger als 20 Amp. ansprechen zu lassen, werden die Anschlußleitungen 11, 12, 13 durch die Bohrungen 130, 132, 134 derart durchgeschleift, daß jede der Bohrungen mehr als einen durchgehenden Leiter enthält, womit die Stromwandler CT1-CT3 mehr als eine Primär-

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windung erhalten. Jede Schleife der Anschlußleiter ergibt dabei eine zusätzlich Primärwindung der Stromwandler CT1-CT3. Der Abstand 156 der Rückwand 114 von der Unterlage 158, wie er sich bei auf der Unterlage 158 befestigten Flanschen 148, 150 ergibt und in Fig. 4 dargestellt ist, erzeugt genügend Platz, um die Teile der Anschlußleiter 11, 12, 13 aufzunehmen, die außerhalb der Bohrungen 130, 132, 134 liegen, falls die Anschlußleiter zur Erzeugung zusätzlicher Primärwindungen der Stromwandler CT1-CT3 in beschriebener Weise mehrfach durchgeschleift sind.

An der Hinterseite des Deckels 118 ist in dem Innenraum des Gehäuses 112 ein Stapel im Abstand angeordnete^ gedruckter Leiterkarten 160, 162 untergebracht, wobei zwischen den Leiterkarten 160, 162 eine durch Abstandsstücke 166 gehalteneimagnetische Abschirmung 164 vorgesehen ist. Die Leiterkarte 160 ist an der Rückseite des Deckels 118 angeordnet; sie haltert den Erregerspulen 39, 40 zugeordnete Relais 168, 170 in der Weise, daß die Relais durch die Abschirmung 164 gegenüber den von den Stromwandlern CT1, CT2, CT3 hervorgerufenen magnetischen Feldern abgeschirmt sind. Die in der in Fig. 1 dargestellten Schaltung enthaltenen Schaltelemente können auf den Leiterkarten 160, 162 in jeder zweckmäßigen Anordnung untergebracht sein, mit der Ausnahme jedoch, daß die im nachfolgenden beschriebenen Schaltelemente wegen der unten geschilderten Umstände auf der Leiterkarte 160 angeordnet sind.

Zusätzlich zu den Relais 168, 17O ist ein dreiteiliger Anschlußblock 172 an der Vorderseite der Leiterkarte 160 derart angeordnet, daß er durch eine öffnung des Deckels 118 ragt. Der Anschlußblock 172 weist drei Anschlußschrauben und Leitungsklemmteile auf, die durch Kreise L1, 01 und L2 bezeichnet und ihrerseits mit den in Fig. 1 entsprechend bezeichneten Punkten verbunden sind, so daß

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sich eine zweckmäßige Anordnung zum Anschluß des Uberlastrelais-Gerätes 100 an die zugeordnete äußere Kraftquelle sowie die Steuerschaltungen ergibt. Ein mit "Rückstellung" bezeichneter Druckknopf, der dem Schalter 58 in Fig. 1 entspricht, ist mit seinem Kontaktteil an der Rückseite des Deckels 118 angeordnet, während sein Betätigungsstößel durch eine öffnung des Deckels 118 ragt und an der Vorderseite des Deckels 118 ein Betätigungsknopf 174 angeordnet ist, der beim Niederdrücken den Schalter 58 schließt und damit die Schaltung in der beschriebenen Weise zurückstellt. Außerdem ragt durch eine öffnung in dem Deckel 118 der beleuchtete Teil 176 der auf der Leiterkarde 160 angeordneten lichtemittierenden Diode 20REC, der bei Beleuchtung optisch außen an dem Gerät 100 anzeigt, daß sich das Relais im ausgelösten Zustand befindet. Durch eine öffnung 178 des Deckels 118 sind Betätigungsglieder für die Schalter 63-70 der Fig. 2 sowie für die Schalter 53, 38, 52 der Fig. 1 geführt. Die Schalter 63-70, 53, 38 und 52 sind in einem handelsüblichen miniaturisierten Schalterpack 180 untergebracht, der auf der Leiterkarte 160 derart angeordnet ist, daß die Schalterbetätigungsglieder von der Vorderseite des Deckels 118 aus einfach zugängig sind. Ein typischer Schalterpack 180, der hierbei Verwendung finden kann, ist AMP-2poliger Netzschalter. Der AMP-2polige Neztschalterpack enthält eine Mehrzahl handbetätigter, jeweils über eine Schaltwippe angetriebener 1-poliger Umschalter, die derart zusammengelegt sind, daß sie normgerecht in die zugeordneten Befestigungslöcher der Leiterkarde eingefügt werden können. Die Betätigungsglieder der Schalter 63-70 sind mit 0,5, 1, 2 2,5, 10, 20 und 25 in Fig.3 bezeichnet, wobei einer der Schalter die Bezeichnung 2OA trägt, und einem Schalter in Fig. 2 entspricht, welcher dauernd in der geschlossenen Stellung gehalten ist. Der Schalter 53, welcher die Nennüberlastfaktorfunktion des Motors in Fig. 1 programmiert, ist

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mit SF1,15 bezeichnet auf der linken Seite der Öffnung und mit der Bezeichnung SF1_fO auf der rechten Seite der Öffnung 178 in Fig. 3 veranschaulicht. In ähnlicher Weise ist der Schalter 38, der dazu dient, die Schaltung nach Fig. 1 für Hand- oder Automatikrückstellung zu programmieren, mit "MANUAL" und "AUTO" bezeichnet, auf der linken bzw. rechten Seite der Öffnung 178 veranschaulicht. Der Schalter 52, welcher die Testfunktion bei der Schaltung nach Fig. 1 übernimmt, ist mit "TEST" und "NORMAL" auf der linken und rechten Seite der Öffnung 178 angezeigt. Der Deckel 118 trägt außerdem Betriebsanleitungen zur Programmierung der Schalter und zur Prüfung der Betriebsbereitschaft des Gerätes 100.

Die Betriebsbedingungen 182, die auf der linken Seite der Öffnung 178 aufgedruckt sind, haben vorzugsweise folgenden Wortlaut:

1. Stelle die Schalter "EIN", deren Werte sodann die gesamte Nennstromstärke des Motors in der Summe ergeben. Nehme dabei den 20 Α-Schalter dazu, der dauernd auf "EIN" steht.

2. Wähle den jeweiligen MotorUberlastfaktor.

3. Wähle "MANUAL" oder "AUTO"-Rückstellung* Warnung: die "AUTO"-Rückstellung darf nicht verwendet werden, wenn der Anlasser durch ein selbsteinschaltendes Gerät gesteuert ist und ein Unerwartetes Wiederanlaufen des Motors gefährlich sein könnte.

Die Prüfanleitung 184 auf der rechten Seite der Öffnung 178 hat zweckmäßigerweise folgenden Wortlaut:

1. Last abschalten

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2. "MANUAL-AUTO"-Schalter auf "MANUAL" einstellen.

3. "TESTNORMAL"-Schalter auf "TEST" einstellen.

4. Last zuschalten. Die Anzeige "AUSGELÖST" muß innerhalb 15 Sekunden aufleuchten.

5. Schalter wieder in die Ausgangsstellung zurückstellen.

6. Falls die Rückstellung auf "MANUAL" steht, drei Minuten warten und dann "RÜCKSTELLEN" drücken.

Bei richtiger Anordnung der Schalter kann das Gerät 100 demgemäß in einfacher Weise derart programmiert werden, daß es wunschgemäß Motoren schützt, die einen weiten MotorStrombereich aufweisen, wobei das Gerät einfach geprüft und zurückgestellt werden kann, während es seinerseits seine Betriebsbereitschaft anzeigt.

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Claims

L it. I,

Patentansprüche

/ 1.Jüberstromschutzgerät für einen Wechselstrommotor, ^—' mit wenigstens einem Stromwandler, dessen Eisenkern zumindest einen Teil einer den Motor mit seiner Wechselstromquelle verbindenden Anschlußleitung umschließt und dessen Sekundärwicklung eine von dem in der Anschlußleitung fließenden Strom abhängige Wechsel-Ausgangsgröße abgibt, durch welche eine ein bistabiles Schaltelement enthaltende rückstellbare Auslöseschaltung ansteuerbar ist, deren bistabiles Schaltelement beim Ansprechen der Auslöseschaltung in einen den Stromkreis des Motors unterbrechenden, ausgelösten Zustand überführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseschaltung (36) einer wenigstens einen Kondensator (8C, 9C) und eine mit ihrem Eingang an dem Kondensator (8C, 9C) liegende Schalteinrichtung (3T) enthaltenden Strom-Fühlschaltung (37) zugeordnet ist, die bei einen vorbestimmten Wert übersteigender Ladung des Kondensators (8C, 9C) eine die Umschaltung des bistabilen Schaltelementes (26) der Auslöseschaltung (36) in den ausgelösten Zustand bewirkende Ausgangsgröße abgibt, daß das bistabile Schaltelement (26) durch die von einer einen Kondensator (3C) enthaltenden Schaltungsanordnung (1T, 38, 48, 45, 51) gelieferte Energie nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne nach seiner überführung in den ausgelösten Zustand wieder in den rückgestellten Ausgangszustand rückführbar ist, daß an die Sekundärwicklung (T1S-T3S) des Stromwandlers (CT1-CT3) eine jeweils einen Ladestromkreis für den Kondensator (8C, 9C) der Strom-Fühlschaltung (37) und einen Ladestromkreis für einen Kondensator (1C, 4C) der Auslöseschaltung (36) bildende Schaltanordnung angeschlossen ist,deren Ladestrom-

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kreise derart gepolte Dioden (1REC-OREC; 4REC-6REC) enthalten, daß der Kondensator (8C, 9C; 1C, 4C) der Strom-Fühlschaltung (37) und der Auslöseschaltung (36) durch gleichgerichtete Halbwellen-Ausgangspulse entgegengesetzter Polarität der Sekundärwicklung (T1S-T3S) aufladbar sind und daß in dem LadeStromkreis der Strom-Fühlschaltung (37) eine die Ladung des zugeordneten Kondensators (8C, 9C) verzögernde Impedanz (13RES, 14RES) liegt, die so bemessen ist, daß der Kondensator (1C, 4C) der Auslöseschaltung (36) voll geladen ist, bevor der Kondensator (8C, 9C) der Strom-Fühlschaltung (37) den vorbestimmten Wert erreicht.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslöseschaltung (36) einen in einem Entladungsstromkreis liegenden, zeitgebenden Kondensator (4C) enthält, durch den die Länge des vorbestimmten Zeitintervalls gegeben ist und dem ein Ladestromkreis augeordnet ist, durch den der Kondensator (1C, 4C) der Auslöseschaltung (36) und der zeitgebende Kondensator (4C) durch die gleichen Halbwellenpulse während des gleichen Zeitintervalls voll aufladbar sind.
3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Eisenkern (T1C-T3C) des Stromwandlers (CT1-CT3), die Kondensatoren (1C, 4C, 8C, 9C) und deren zugeordnete Ladestromkreise derart ausgelegt sind, daß der Eisenkern (T1C-T3C) des Stromwandlers (CT1-CT3) bei der Aufladung des Kondensators (1C, 4C) der Auslöseschaltung (36) in einer Richtung und bei der Aufladung des Kondensators (8C, 9C) der Strom-Fühlschaltung (37) in der entgegengesetzten Richtung in seiner Hysteresisschleife in die Sättigung geführt wird.

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Λ'
4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennnzeichnet, daß die rückstellbare Auslöseschaltung (36) ein zweites bistabiles Element (26) enthält, das in Abhängigkeit von einer Ausgangsgröße der Strom-Fühlschaltung (37) unter Unterbrechung der Stromzufuhr des Motors (10) in einen ausgelösten Zustand überführbar ist und daß eine programmierbare Schalteinrichtung (38) vorgesehen ist, durch die das zweite bistabile Schaltelement derart ansteuerbar ist, daß bei einprogrammierter selbsttätiger Rückstellung das zweite bistabile Schaltelement durch die Kondensatorenergie in den rückgestellten Zustand zurückführbar ist und bei einprogrammierter Handrückstellung die Kondensatorenergie an der Rückführung des zweiten bistabilen Schaltelementes gehindert ist.
5. Gerät nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anwendung auf einen Dreiphasenmotor (10) drei Stromwandler (CT1-CT3) vorgesehen sind, deren Eisenkerne jeweils einzeln eine Anschlußleitung (11,12,13) des Motors (10) umschließen.
6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungen in den Ladestromkreisen der Kondensatoren (IC, 4C; 8C, 9C) parallel geschaltet sind.
7. tlberstromschutzgerät für einen Wechselstrommotor

mit einem Stromwandler, dessen Eisenkern in induktiver Zuordnung zu wenigstens einem Teil einer den Motor mit seiner Wechselstromquelle verbindenden Anschlußleitung steht und dessen Sekundärwicklung über den Eisenkern mit dem entsprechenden Teil der Anschlußleitung magnetisch gekuppelt ist und eine von dem in der Anschlußleitung fließenden Strom abhängige Wechsel-Ausgangsgröße abgibt, durch welche die Ab-

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schaltung des Motors beim Auftreten einer überstrombedingung ansteuerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß es eine erste,einen in einer an die Ausgangsklemmen der Sekundärwicklung (T1S-T3S) angeschlossenen Ladestromkreis liegenden Kondensator (1C-4C) enthaltende Schaltung (36) und eine zweite einen in einem an die Ausgangsklemmen der Sekundärwicklung (T1S-T3S) liegenden Kondensator (8C, 9C) enthaltende zweite Schaltung (37) aufweist und beide Schaltungen (36, 37) Dioden (1REC-SREC; 4REC-6REC) enthalten, die derart gepolt sind, daß die Kondensatoren (1C, 4C; 8C, 9C) der ersten und der zweiten Schaltung (36, 37) durch gleichgerichtete Halbwellenausgangspulse entgegengesetzter Polarität der Sekundärwicklung aufladbar sind, daß in der ersten und der zweiten Schaltung (36, 37) liegende Impedanzen (14RES, 13RES) derart bemessen sind, daß der Kondensator in der ersten Schaltung (36) volllgeladen ist, bevor die Ladung des Kondensators (8C, 9C) der zweiten Schaltung (37) einen vorbestimmten Wert erreicht und der Strom in der ersten Schaltung (36) bei der Ladung des Kondensators der ersten Schaltung (36) größer ist als der Strom in der zweiten Schaltung (37) und nach der vollen Ladung des Kondensators der ersten Schaltung (36) kleiner ist als der Strom in der zweiten Schaltung (37) und daß der Eisenkern des Stromwandlers bei der Ladung des Kondensators in der ersten Schaltung (36) in einer Richtung seiner Hysteresisschleife gesättigt und bei der vollen Ladung des Kondensators in der ersten Schaltung (36) in der entgegengesetzten Richtung der Hysteresisschleife gesättigt wird.
8. Schaltung zur überwachung der Größe des Stromes der einer mittels einer Anzahl Anschlußleitungen an eine mehrphasige Wechselstromquelle angeschlossenen mehr-

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phasigen Wechselstromlast zufließt, mit einer Anzahl von Stromwandlern, deren Sekundärwicklung ein für den in den einzelnen Anschlußleitungen fließenden Strom jeweils kennzeichnendes Ausgangssignal wechselnder Polarität abgibt, dessen Größe für die Größe des der Last zwischen zwei Ausgangsklemmen zufließenden Stromes kennzeichnend ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausgangsklemme (29, 31, 33) der Sekundärwicklungen (T1S-T3S) an einen gemeinsamen Verbindungspunkt (C) angeschlossen ist und zwischen diesem Verbindungspunkt (C) und den zweiten Ausgangsklemmen (28, 30, 32) der Sekundärwicklungen (T1S-T3S) eine in einem Reihenschaltkreis liegende Impedanz einer ersten Schaltung und eine in einem Reihenschaltkreis liegende Impedanz einer zweiten Schaltung (36 bzw. 37) geschaltet sind und daß die beiden Schaltungen (36, 37) jeweils über Dioden (1PEC-3REC) und (4REC-6REC) an die zweiten Ausgangsklemmen der einzelnen Sekundärwicklungen (T1S-T3S) angeschlossen sind, derart, daß die erste Schaltung (36) mit gleichgerichteten Strompulsen gemeinsamer Polarität gespeist wird, welche von den Ausgangssignalen wechselnder Polarität während Intervallen abgeleitet werden, in denen die Polarität der Signale die zweiten Ausgangsklemmen (28, 30, 32) eine bestimmte Polarität haben läßt, während die zweite Schaltung (37) mit gleichgerichteten Strompulsen gemeinsamer Polarität versorgt ist, die von den Ausgangssignalen wechselnder Polarität während der Intervalle abgeleitet sind, während derer die Polarität der Signale die zweiten Ausgangsklemmen (28, 30, 32) eine entgegengesetzte Polarität annehmen läßt.

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9. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanz in der zweiten Schaltung (36) durch einen Widerstand (13RES, 14RES) gegeben ist und daß die zweite Schaltung einen in Reihe mit dem Widerstand liegenden Kondensator aufweist.
10. Schaltung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzen der ersten und der zweiten Schaltung ebenso wie die Kapazitäten in der ersten und der zweiten Schaltung ungleich sind.

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