DE4104159A1 - Anordnung und betaetigung mindestens eines in einem meldestromkreis angeordneten organs beim ansprechen von buerstenverschleisssensoren in elektrischen maschinen - Google Patents
Anordnung und betaetigung mindestens eines in einem meldestromkreis angeordneten organs beim ansprechen von buerstenverschleisssensoren in elektrischen maschinenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Betätigung mindestens eines in
einem Meldestromkreis angeordneten Organs beim Ansprechen eines oder mehrerer
Bürstenverschleißsensoren, die Bürsten einer elektrischen Gleichstrommaschine
überwachen, wobei der Meldestromkreis von dein die Bürstenverschleißsensoren
enthaltenden Stromkreis durch mindestens einen das Organ aufweisenden
Koppelbaustein galvanisch getrennt ist.
Es ist eine Anordnung zur Überwachung und Meldung der Abnutzung von Kohlebürsten
in Gleichstrommaschinen bekannt, bei der parallel zu den Bürsten zwei Widerstände
gelegt sind. Die gemeinsame Verbindungsstelle der beiden Widerstände und je ein
Bürstenverschleißsensor sind an Anschlüsse einer sechs Dioden aufweisenden
Brückenschaltung gelegt, deren Ausgang einen Widerstand in Reihe mit einem
lichtemittierenden Element eines Optokopplers speist, dem ein lichtzündbarer Thyristor
zugeordnet ist. Der lichtzündbare Thyristor ist in einem Stromkreis in Reihe mit einer
Batterie, einer Lampe und einem Schalter angeordnet (US-PS 43 90 870).
Bei der bekannten Anordnung sind die beiden zu den Bürsten parallel geschalteten
Widerstände im Betrieb der Gleichstrommaschine ständig vom Strom durchflossen.
Bereits bei Netzspannung müssen Widerstände für höhere Spannungen und einem
entsprechenden Leistungsverbrauch verwendet werden, um den Einfluß von
Störspannungen unschädlich zu machen. Entsprechende Widerstände haben daher große
Abmessungen.
Bei größeren Gleichstrommaschinen werden Bürsten in Bürstenbrücken eingesetzt, um
Ströme von den stationären Kohlebürsten auf die rotierenden Kommutatoren oder
Schleifringe zu übertragen. Häufig ist der Kohlebürstenverschleiß ständig zu
überwachen, wobei ein entsprechendes im Lastkreis erzeugtes Meldesignal in ein
potential getrenntes Meldesignal umgesetzt werden soll, das in einem sicheren, für
niedrigere Spannungen ausgelegten Meldekreis einen optischen bzw. akustischen Melder
betätigt.
Aus dem DE-GM 82 18 197 und dem DE-GM 83 69 702 sind Meldesysteme mit
galvanischer Ankopplung bekannt, bei denen das Meldesignal von der Bürstenbrücke
zum Klemmkasten und weiter zu einem extern von der Maschine angeordneten
Meldegerät mit dem hohen Spannungspegel des Starkstromkreises übertragen wird.
Bekannt ist aus dem DE-GM 87 09 702 auch ein mit Mikroschaltern ausgerüstetes
potentialfreies Meldesystem. Dieses Meldesystem ist aufgrund der geringen
Isolationsstärke und den Einbaubedingungen der Mikroschalter nur begrenzt einsetzbar.
Bei Mehrfachbürstenhaltern ergibt sich durch zusätzlich erforderliche mechanische
Übertragungssysteme ein hoher Aufwand.
Ein aus dem DE-GM 82 34 555 bekanntes galvanisch angekoppeltes Meldesystem ist
relativ kostengünstig, hat aber durch eine notwendige Übertragung des
Hochspannungsmeldesignals vom Elektromotor zum oft weit entfernten Meldegerät
einen hohen Unsicherheitsgrad und verstößt gegen ein Sicherheitsprinzip, nach dem in
unmittelbarer Umgebung von Melde-, Steuer- und Anzeigegeräten kein Signal mit
einem gefährlich hohen Pegel auftreten darf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen
Gattung unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Anordnungen dahingehend
weiterzuentwickeln, daß sie möglichst wenige, nur beim Ansprechen mindestens eines
Bürstenverschleißsensors von Strömen beaufschlagte Bauelemente benötigt, die für
einen geringen Leistungsverbrauch und daher raumsparend ausgelegt sein können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die an den Bürsten jeweils einer
Polarität angeordneten Bürstenverschleißsensoren gemeinsam über mindestens einen
Widerstand in Reihe mit einem primären Element eines zwei primäre Elemente
enthaltenden Koppelbausteins oder mit dem primären Element eines gesonderten
Koppelbausteins an den Pol der Betriebsspannungsquelle, der die andere Polarität hat,
gelegt sind und daß die Widerstände und der Koppelbaustein bzw. die Koppelbausteine
Teile einer für sich handhabbaren Einheit sind, die mit im Klemmkasten der
Gleichstrommaschine angeordneten Anschlüssen für Leitungen des Meldestromkreises
verbunden ist. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß nur beim Ansprechen mindestens
eines Bürstenverschleißsensors Verlustleistung in der Einheit auftritt.
Mittels unterschiedlicher Widerstände kann die Einheit an verschiedene
Betriebsspannungen angepaßt werden. Die Betriebsspannung im Meldekreis ist geringer
als die Betriebsspannung der Gleichstrommaschine. Es reicht daher aus, wenn im
Meldestromkreis Signalleitungen zum Klemmkasten verlegt werden. Hierdurch wird die
Verkabelung der Gleichstrommaschine am Aufstellungsort erleichtert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Strombegrenzungsanordnung in Reihe
mit dem jeweiligen Widerstand und dem primären Element des jeweiligen
Koppelbausteins angeordnet. Durch die Begrenzung des Stroms kann die Anordnung bei
Gleichstrommaschinen mit unterschiedlichen Betriebsspannungen eingesetztwerden. Die
Verlustleistung in den Bauelementen wächst bei gleichbleibendem Strom nur linear mit
zunehmender Betriebsspannung. Die durch die Strombegrenzung erreichbare
Reduzierung der Verlustleistungswärme ermöglicht die Verwendung von Bauelementen
mit kleinen Abmessungen.
Die für sich handhabbare Einheit ist insbesondere als mit den Widerständen, den
Strombegrenzungsanordnungen und dem Koppelbaustein bzw. den Koppelbausteinen
bestückte Leiterplatte ausgebildet. Eine solche Einheit benötigt unter anderem wegen
der geringen Abmessungen der Bauelemente wenig Raum und kann daher in der
Gleichstrommaschine befestigt werden. Auch kann die Einheit in der Bürstenbrücke
integriert werden. Bei Bedarf kann eine Integrierung ohne Leiterplatte im Tragring
erfolgen.
Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Einheit mit einer Bürstenbrücke der
Gleichstrommaschine verbunden. Die Einheit kann gemeinsam mit der Bürstenbrücke
in der Gleichstrommaschine montiert werden. Dies ist wegen des geringen Raumbedarfs
der Einheit ohne besondere Vorkehrungen in der Gleichstrommaschine möglich.
Es ist günstig, wenn der Koppelbaustein als Reed-Relais mit einem Arbeitskontakt und
Zwei Spulen ausgebildet ist. Bei dieser Anordnung ist das Organ der Arbeitskontakt des
Relais. Die beiden Spulen sind die primären Elemente des Koppelbausteins. Es werden
nur zwei Leitungen für den Anschluß der Einheit an den Meldestromkreis benötigt. Es
ist auch möglich, zwei Koppelbausteine in Form von Reed-Relais mit je einer Spule und
einem Arbeitskontakt vorzusehen, wobei die Arbeitskontakte parallel geschaltet sind.
Auch bei dieser Anordnung sind nur zwei Signalleitungen für den Anschluß an den
Meldestromkreis notwendig.
Bei einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform sind die Koppelbausteine bipolare
Reed-Relais je mit zwei Spulen und einem Kontakt, wobei die Kontakte parallel
geschaltet sind und wobei je eine Spule eines Reed-Relais in Reihe mit einer Spule des
anderen Reed-Relais und einem Tastschalter an Betriebsspannung gelegt ist. Wenn
mindestens ein Bürstenverschleißsensor angesprochen hat, zieht das zugeordnete Reed-
Relais seinen Arbeitskontakt an, wodurch die Meldung in dem den Kontakt
enthaltenden Kreis erzeugt wird. Durch Betätigung des Tastschalters kann die Meldung
zurückgesetzt werden.
Eine andere günstige Ausführungsform besteht darin, daß der Koppelbaustein ein
Optokoppler mit zwei Lumineszenz-Dioden und parallel angeordneten Thyristoren ist.
Es ist auch möglich zwei Koppelbausteine in Form von Optokopplern vorzusehen, die
ausgangsseitig parallel geschaltet sind.
Die Arbeitskontakte der Reed-Relais sind vorzugsweise in Meldestromkreisen mit
Gleichspannungsquellen angeordnet, während die Optokoppler mit ihren lichtzündbaren
Elementen insbesondere in Meldestromkreisen mit Wechselspannungsquellen
angeordnet sind. Wenn nach dem Auswechseln der abgenutzten Bürste der
Bürstenverschleißsensor nicht mehr anspricht, erhält das Reed-Relais keine Spannung
mehr, so daß der Arbeitskontakt öffnet. Eine zusätzliche Maßnahme zur Beseitigung der
Meldung ist nicht notwendig. Bei einem Optokoppler mit einem lichtzündbaren TRIAC
oder Thyristor sperrt dieser, wenn die zugeordnete Lumineszenz-Diode kein Licht mehr
aussendet und der Strom im Wechselspannungskreis einen Nulldurchgang hat. Die
Strombegrenzungsanordnungen bestehen vorzugsweise je aus einem Feldeffekttransistor
und einem, mit einem Ende an die Source-Elektrode des Feldeffekttransistors
angeschlossenen Widerstand, dessen anderes Ende mit der Gate-Elektrode des
Feldeffekttransistors verbunden ist. Mit derartigen, einfach aufgebauten
Strombegrenzungsanordnungen kann der Strom auf den Nennstrom der Primärseite des
jeweiligen Koppelbausteins begrenzt werden.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich nicht nur aus
den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in
Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung von der Zeichnung
entnehmbaren bevorzugten Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild einer ersten Anordnung zur Betätigung eines Organs in einem
Meldestromkreis beim Ansprechen von Bürstenverschleißsensoren in
Gleichstrommaschinen,
Fig. 2 ein Schaltbild einer zweiten Anordnung zur Betätigung eines in einem
Meldestromkreis angeordneten Organs beim Ansprechen von
Bürstenverschleißsensoren in Gleichstrommaschinen,
Fig. 3 ein Schaltbild einer dritten Anordnung zur Betätigung eines Organs in einem
Meldestromkreis beim Ansprechen von Bürstenverschleißsensoren in
Gleichstrommaschinen,
Fig. 4 ein Schaltbild einer vierten Anordnung zur Betätigung eines in einem
Meldestromkreis angeordneten Organs beim Ansprechen von
Bürstenverschleißsensoren in Gleichstrommaschinen und
Fig. 5 ein Schaltbild eines Teils einer fünften Anordnung zur Betätigung eines Organs
in einem Meldestromkreis beim Ansprechen von Bürstenverschleißsensoren.
Eine nicht näher dargestellte elektrische Gleichstrommaschine enthält eine Reihe von
in Haltern angeordneten Bürsten, die paarweise für die Zuleitung der positiven bzw.
negativen Betriebsspannung vorgesehen sind. In den Fig. 1 bis 4 sind von den für das
positive Potential vorgesehenen Bürsten nur die Bürsten (10), (12), (14) und von den für
das negative Potential vorgesehenen Bürsten nur die Bürsten (16), (18), (20) bezeichnet.
Die Bürsten (10), (12), (14), (16), (18), (20) sind mit Bürstenverschleißsensoren (22),
(24), (26), (28), (30), (32) versehen, die jeweils einen elektrischen Kontakt zwischen der
Bürste und einem Ausgangsanschluß schließen, wenn die Bürste durch Abrieb auf eine
bestimmte Höhe zurückgegangen ist. Die Ausgangsanschlüsse der
Bürstenverschleißsensoren (26) bis (32) sind nicht näher bezeichnet.
Die Bürsten (10) bis (14) sind parallel an einen positiven Pol (34) einer
Betriebsspannungsquelle gelegt. Der negative Pol (36) der Betriebsspannungsquelle ist
mit den Bürsten (16) bis (20) verbunden.
Die Ausgänge der Bürstenverschleißsensoren (22) bis (26) sind gemeinsam mit einem
Widerstand (38) in einer Einheit (40) verbunden. Zu dem Widerstand (38) ist die Drain-
Source-Strecke eine Feldeffekttransistors (42) in der Einheit (40) in Reihe gelegt. Der
Drain-Kreis des Feldeffekttransistors (42) weist einen Widerstand (44) auf, dessen einer
Anschluß an die Source-Elektrode und dessen anderer Anschluß an die Gate-Elektrode
des Feldeffekttransistors (42) gelegt ist. Der Widerstand (44) befindet sich ebenfalls in
der Einheit (40). Der Widerstand (44) und der Feldeffekttransistor (42) bilden eine
Strombegrenzungsanordnung (46). In Reihe mit der Strombegrenzungsanordnung (46)
ist die primäre Seite eines Koppelbausteins gelegt, der als Reed-Relais (48) ausgebildet
ist. Das Reed-Relais (48) enthält zwei Spulen (50), (52), zu denen nicht näher
bezeichnete Freilaufdioden parallel geschaltet sind. Die beiden Spulen (50), (52) wirken
auf einen Arbeitskontakt (54), der geschlossen wird, wenn eine oder beide Spulen an
Betriebsspannung gelegt werden. Die eine Spule (50) ist an einem Anschluß mit dem
Widerstand (44) verbunden. Der andere Anschluß der Spule (50) ist mit dem negativen
Pol (36) verbunden.
Die Bürstenverschleißsensoren (28) bis (32) sind gemeinsam an einen Anschluß der
Spule (52) gelegt, deren anderer Anschluß mit einem Widerstand (56) der Einheit (40)
verbunden ist. Der Widerstand (56) befindet sich im Source-Kreis eines
Feldeffekttransistors (58), dessen Source-Elektrode mit einem Anschluß und dessen
Gate-Elektrode mit dem anderen Anschluß des Widerstands (56) verbunden sind. Der
Widerstand (56) und der Feldeffekttransistor (58) bilden eine
Strombegrenzungsanordnung (60), zu der ein Widerstand (62) in Reihe gelegt ist. Der
zweite Anschluß des Widerstands (62) ist mit dem positiven Pol (34) verbunden. Die
Widerstände (56), (62), der Feldeffekttransistor (58) und das Reed-Relais (48) sind
ebenfalls Bestandteile der Einheit (40).
Das Reed-Relais (48) bewirkt die galvanische Trennung zwischen dem die
Bürstenverschleißsensoren (22) bis (32) enthaltenden Stromkreis und einem den
Arbeitskontakt (54) als Schaltorgan enthaltenden Meldestromkreis, von dem neben dem
Arbeitskontakt (54) zwei Leitungen (64), (66) dargestellt sind, die mit dem
Arbeitskontakt (54) verbunden sind.
Der Arbeitskontakt (54) und die Leitungen (64), (66) gehören zu dem Meldestromkreis,
der eine nicht dargestellte Betriebsspannungsquelle mit niedriger Betriebsspannung und
mindestens ein optisches und/oder akustisches Anzeigeelement enthält.
Wenn keiner der Bürstenverschleißsensoren (22) bis (32) angesprochen hat, fließt kein
Strom über die Einheit (40). Spricht z. B. der Bürstenverschleißsensor (24) in Folge
Abnutzung der Bürste (12) an, dann wird die Reihenschaltung aus dem Widerstand (38),
der Strombegrenzungsanordnung (46) und der Spule (50) an Betriebsspannung gelegt.
Die Strombegrenzungsanordnung (46) ist so ausgelegt, daß nur der für das Ansprechen
des Reed-Relais (48) erforderliche Strom in der Spule (50) fließt. Dieser Strom ist bei
Reed-Ralais relativ gering. Die Strombegrenzungsanordnung und der Widerstand (38)
sind daher relativ hochohmig. In diesen Bauteilen wird demnach relativ wenig
Verlustwärme erzeugt. Deshalb können die Bauteile geringe Abmessungen haben.
Gleiches gilt für den Widerstand (62) und die Strombegrenzungsanordnung (60). Die
Einheit (40) ist vorzugsweise als Leiterplatte mit darauf befestigten Widerständen (38),
(44), (56), (62), Feldeffekttransistoren (42), (58) und Reed-Relais (48) ausgebildet.
Wegen der relativ geringen Abmessungen der Bauelemente beansprucht die Einheit
wenig Raum. Die Einheit (40) kann deshalb mit einer Bürstenbrücke verbunden sein,
die die Bürsten (10) bis (20) trägt. Die Bürstenbrücke und die Einheit (40) sind
insbesondere vormontiert und werden komplett in die jeweilige Gleichstrommaschine
eingebaut. Die Leitungen (64), (66) sind mit Anschlußklemmen (68), (70) im
Klemmkasten (72) der Gleichstrommaschine verbunden.
Wenn über die Spule (50) der Nennstrom fließt, zieht der Arbeitskontakt (54) an,
wodurch im Meldestromkreis mit den Leitungen (64), (66) eine Meldung erzeugt wird,
indem ein Strom über den Arbeitskontakt (54) fließt. Dieser Strom bewirkt z. B. einen
optischen und/oder akustischen Alarm an einem von der Gleichstrommaschine
entfernten Überwachungsort.
Die Einheit (40) kann auch im Klemmkasten (72) oder einem gesonderten, an der
Gleichstrommaschine befestigten Gehäuse angeordnet sein.
Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung unterscheidet sich von der Anordnung gemäß Fig.
1 durch die Art des Koppelbausteins. Statt eines Koppelbausteins mit zwei primären
Seiten sind gemäß Fig. 2 zwei Koppelbausteine in Form von zwei Reed-Relais (74), (76)
vorgesehen, die je aus einer Spule (78) bzw. (80) und einem Arbeitskontakt (82) bzw.
(84) bestehen. Die übrigen Teile der in Fig. 2 dargestellten Anordnung stimmen mit der
Anordnung gemäß Fig. 1 überein und sind daher mit den gleichen Bezugszeichen
versehen. Die Reed-Relais (74) bzw. (76) sind jeweils mit ihren Spulen (78), (80) an
einem Anschluß an die Strombegrenzungsanordnungen (46) bzw. (60) angeschlossen.
Die anderen Anschlüsse der Spulen (78), (80) sind je an den Pol (36) und an die
Bürstenverschleißsensoren (28) bis (32) gelegt. Die Arbeitskontakte (82), (84) der Reed-
Relais (74), (76) sind parallel an die Leitungen (64), (66) angeschlossen.
Wenn ein Bürstenverschleißsensor, z. B. der Bürstenverschleißsensor (32) anspricht, wird
der den Widerstand (62), die Strombegrenzungsanordnung (60) und das Reed-Relais
(76) enthaltende Kreis an Betriebsspannung gelegt. Der über den Stromkreis fließende
Strom bringt das Reed-Relais (80) zum anziehen, wodurch der Arbeitskontakt (84)
geschlossen wird. Dies bewirkt einen Stromfluß in dem den Arbeitskontakt (84)
enthaltenden Meldestromkreis.
Der Strom betätigt ein nicht dargestelltes Meldeorgan, das z. B. nur eine niedrige
Steuerspannung benötigt. Da der Stromkreis mit den Arbeitskontakten (82), (84) nur für
niedrige Spannungen ausgelegt sein muß, können die Leitungen (66), (64) als
Signalleitungen mit niedrigen Leiterquerschnitten ausgebildet sein. Ebenso werden
Signalleitungen an die Klemmen (68), (70) angeschlossen.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist anstelle eines elektromagnetischen
Koppelbausteins ein optoelektrischer Koppelbaustein in der Einheit (40) vorgesehen.
Die übrigen Bauelemente entsprechen denjenigen in Fig. 1 und sind deshalb mit den
gleichen Bezugszeichen versehen. Der optoelektrische Koppelbaustein ist als
Optokoppler (88) mit zwei Lumineszenzdioden (90), (92) ausgebildet. Die
Lumineszenzdiode (90) ist zwischen der Spannungsbegrenzungsanordnung (46) und dem
Pol (36) angeordnet. Die Lumineszenzdiode (92) befindet sich zwischen der
Spannungsbegrenzungsanordnung (60) und den Bürstenverschleißsensoren (28) bis (32).
Der Optokoppler (88) enthält zwei lichtzündbare Thyristoren (94), (96) in
Gegenparallelschaltung, die jeweils von der Lumineszenzdiode (90) bzw. (92) betätigt
werden. Die Gate-Elektroden der Thyristoren (94), (96) sind über nicht bezeichnete
Widerstände jeweils mit den Kathoden verbunden. An die Anoden und Kathoden der
Thyristoren (94), (96) sind die Leitungen (64), (66) angeschlossen.
Wenn beispielsweise der Bürstenverschleißsensor (26) anspricht, fließt in dem den
Widerstand (38) die Strombegrenzungsanordnung (46) und die Lumineszenzdiode (90)
enthaltenden Kreis ein Strom, der die Lumineszenzdiode (90) zum Aussenden von Licht
anregt. Dieses Licht zündet den Thyristor (96) wodurch ein Stromfluß in dem die
Thyristoren (94), (96) enthaltenden Kreis und damit eine Meldung möglich ist. Dieser
Kreis enthält eine Steuerspannungsquelle, die eine Wechselspannung erzeugt, und ein
Meldeorgan. Wird die Bürste (14) ausgetauscht, dann wird der Strom in der
Lumineszenzdiode (90) unterbrochen. Diese sendet kein Licht mehr aus. Der Thyristor
(96) bleibt jedoch noch so lange leitend, bis der Wechselstrom einen Nulldurchgang hat.
Dann erlischt der Strom und damit auch die Meldung.
In Fig. 4 ist eine Anordnung dargestellt, die sich von der der Anordnung gemäß Fig. 3
dadurch unterscheidet, daß anstelle eines Koppelbausteins mit zwei primären
Bauelementen zwei getrennte Koppelbausteine vorgesehen sind. Die übrigen
Bauelemente entsprechend demjenigen von Fig. 3 und sind deshalb mit den gleichen
Bezugszeichen versehen. Die beiden, also Optokoppler (98), (100) ausgebildeten
Bauelemente enthalten jeweils Lumineszenzdioden (102), (104). Die Lumineszenzdioden
(102) bzw. (104) sind jeweils an die Strombegrenzungsanordnungen (46) bzw. (60)
angeschlossen. Die Lumineszenzdiode (102) ist weiterhin mit dem Pol (36) verbunden,
während die Lumineszenzdiode (104) an die Bürstenverschleißsensoren (28) bis (32)
angeschlossen ist.
Die Optokoppler (98), (100) weisen jeweils TRIACS (106), (108) auf, die parallel an
Steckelemente (110), (112) angeschlossen sind. An die Steckelemente (110), (112) sind
die Enden der Leitungen (64), (66) angeschlossen, deren andere Enden mit einer
Anordnung (114) verbunden sind, die eine Wechselspannungsquelle (116) in Reihe mit
einer Lampe (118) bzw. anderen Meldeorganen enthält. Spricht z. B. der
Bürstenverschleißsensor (28) wegen Abnutzung der Bürste (16) an, dann fließt ein Strom
vom Pol (34) über den Widerstand (62), die Spannungsbegrenzungsanordnung (60), die
Lumineszenzdiode (104) und den Bürstenverschleißsensor (28) zum Pol (36). Die
Lumineszenzdiode (104) sendet Licht aus und zündet den TRIAC (108). Damit fließt
ein Strom im Meldekreis, der die TRIACs (106), (108), die Leitungen (64), (66), die
Wechselspannungsquelle (116) und die Lampe (118) enthält. Die Lampe (118) leuchtet
auf und meldet die Bürstenabnutzung. Nach dem Auswechseln der Bürste (16) wird der
Stromfluß über die Lumineszenzdiode (104) unterbrochen. Mit dem nächsten
Nulldurchgang des Stroms im Meldestromkreis nach dem Erlöschen der
Lichtaussendung erlischt auch der Strom im Meldestromkreis.
Die Fig. 5 zeigt einen Teil einer Anordnung zur Erzeugung einer Meldung beim
Ansprechen von Bürstenverschleißsensoren. Es ist in Fig. 5 im wesentlichen die Einheit
(40) dargestellt, die zwei bipolare Reed-Relais (120), (122) enthält. Die Reed-Relais
(120), (122) weisen jeweils Kontakte (124), (126) auf, die parallel geschaltet und mit
nicht dargestellten Leitungen verbunden sind, die zum Klemmkasten der
Gleichstrommaschine verlaufen. Das Reed-Relais (120) enthält eine erste Spule (128),
zu der eine Freilaufdiode parallel gelegt ist, und eine zweite Spule (130). Das Reed-
Relais (122) weist eine erste Spule (131) mit parallel geschalteter Freilaufdiode und eine
zweite Spule (132) auf.
Die erste Spule (128) ist einerseits über einen Widerstand (134) an den positiven Pol
der Betriebsspannungsquelle der Gleichstrommaschine angeschlossen und andererseits
mit Bürstenverschleißsensoren verbunden, von denen in Fig. 5 nur der
Bürstenverschleißsensor (32) dargestellt ist. In entsprechender Weise ist die erste Spule
(130) einerseits mit dem negativen Pol der Betriebsspannungsquelle und andererseits
über einen Widerstand (136) mit Bürstenverschleißsensoren verbunden, von denen in
Fig. 5 nur ein Bürstenverschleißsensor (26) dargestellt ist. Die zweite Spule (131) des
Relais (120) ist mit dem Widerstand (134) und einem Tastschalter (138) verbunden, an
den auch die zweite Spule (132) des Relais (122) angeschlossen ist. Die Spule (132)
steht weiterhin mit dem negativen Pol in Verbindung.
Wenn einer der Bürstenverschleißsensoren (32), (26) anspricht, fließt Strom über die
Spule (128) oder (131), wodurch der Kontakt (124) oder (126) anzieht. Hierdurch
entsteht eine Meldung in dem die Kontakte (124) und (126) enthaltenden
Meldestromkreis, der insbesondere ein Gleichstromkreis mit einer Spannungsquelle ist,
die eine niedrige Gleichspannung ausgibt. Nach dem Auswechseln der abgenutzten
Bürste fließt über die Spule (128) oder (131) kein Strom mehr. Der Kontakt (124) oder
(126) bleibt aber in seiner Stellung liegen. Wenn der Tastschalter (138) von Hand
betätigt wird, erhalten die Spulen (130), (132) Spannung und veranlassen die Öffnung
der Kontakte (124) bzw. (126). Hierdurch wird die Meldung beendet. Die Einheit (40)
kann im Klemmkasten oder einem gesonderten Gehäuse an der Gleichstrommaschine
angeordnet sein, wobei der Tastschalter (138) von außen betätigbar ist.
Nach dem Auswechseln der abgenutzten Bürste in der Gleichstrommaschine kann der
Tastschalter (138) zur Beendigung der Meldung betätigt werden.
Die oben beschriebene Anordnung weist einfach aufgebaute Stromkreise auf. Die
Bürstenverschleißsensoren an gleichpoligen Bürsten sind jeweils über die Bauelemente
auf die Einheit an denjenigen Pol der Betriebsspannungsquelle angeschlossen, der
umgekehrte Polarität hat. Der Meldestromkreis enthält ein oder zwei Schaltorgane, die
über eine Zweidrahtleitung mit einem Meldegerät verbunden sind. Mit der Erfindung
lassen sich insbesondere folgende Vorteile erzielen:
- a. Das Meldesignal wird mit einfachen Mitteln erzeugt.
- b. Der Ausgangsschaltkreis ist von der hohen Betriebsspannung der Gleichstrommaschine getrennt.
- c. Der Signalgeberkreis kann mit einem Gleichstrom oder einem Wechselstrom mit niedriger Spannung und geringer Leistung gespeist werden.
- d. Vom Klemmkasten bzw. vom Motorgehäuse müssen keine Hochspannungsleitungen zu der Anzeigeeinheit verlegt werden.
- e. Die Verkabelung des Meldestromkreises ist sehr einfach.
Claims (15)
1. Anordnung zur Betätigung mindestens eines in einem Meldestromkreis
angeordneten Organs beim Ansprechen eines oder mehrerer
Bürstenverschleißsensoren, die Bürsten einer elektrischen Gleichstrommaschine
überwachen, wobei der Meldestromkreis von dem die Bürstenverschleißsensoren
enthaltenden Stromkreis durch mindestens einen das Organ enthaltenden
Koppelbaustein galvanisch getrennt ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die an den Bürsten (10, 12, 14; 16, 18, 20) jeweils einer Polarität
angeordneten Bürstenverschleißsensoren (22, 24, 26; 28, 30, 32) gemeinsam über
mindestens einen Widerstand (38; 62) in Reihe mit einem primären Element
eines zwei primäre Elemente enthaltenden Koppelbausteins oder mit dem
primären Element eines gesonderten Koppelbausteins an den Pol (36; 34) der
Betriebsspannungsquelle, der die andere Polarität hat, gelegt sind und daß die
Widerstände (38, 62) und der Koppelbaustein bzw. die Koppelbausteine Teile
einer für sich handhabbaren Einheit (40) sind, die mit im Klemmkasten (72) der
Gleichstrommaschine angeordneten Anschlüssen für Leitungen (64, 66) des
Meldestromkreises verbunden ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Strombegrenzungsanordnung (46, 60) in Reihe mit dem jeweiligen
Widerstand (38, 62) und dem primären Element des jeweiligen Koppelbausteins
angeordnet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einheit (40) als mit den Widerständen (38, 62), den
Strombegrenzungsanordnungen (46, 60) und dem Koppelbaustein bzw. den
Koppelbausteinen bestückte Leiterplatte ausgebildet ist.
4. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einheit (40) in oder an der Gleichstrommaschine angeordnet ist.
5. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Einheit (40) mit einer Bürstenbrücke der Gleichstrommaschine
verbunden oder in dieser integriert ist.
6. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Koppelbaustein als Reed-Relais (50) mit einem Arbeitskontakt (54) und
zwei Spulen (50, 52) ausgebildet ist.
7. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Koppelbausteine Reed-Relais (74, 76) mit je einer Spule (78, 80) und
einem Arbeitskontakt (82, 84) sind und daß die Arbeitskontakte (82,84) parallel
geschaltet sind.
8. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Koppelbausteine bipolare Reed-Relais (120, 122) je mit zwei Spulen
(128, 131; 130, 132) und einem Kontakt (124, 126) sind, daß die Kontakte (124,
126) parallel geschaltet sind und daß je eine Spule (131) eines Reed-Relais (120)
in Reihe mit einer Spule (132) des anderen Reed-Relais (122) und einem
Tastschalter (138) an Betriebsspannung gelegt ist.
9. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Koppelbaustein ein Optokoppler (88) mit zwei Lumineszenzdioden (90,
92) und parallel angeordneten Thyristoren (94, 96) ist.
10. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Koppelbausteine Optokoppler (98, 100) sind, die ausgangsseitig parallel
geschaltet sind.
11. Anordnung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Optokoppler lichtzündbare TRIACs enthalten.
12. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Meldestromkreis eine Gleichspannungsquelle angeordnet ist.
13. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Meldestromkreis eine Wechselspannungsquelle (116) angeordnet ist.
14. Anordnung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Strombegrenzungsanordnungen (46, 60) je aus einem Feldeffekttransistor
(42, 58) und einem mit einem Ende an die Source-Elektrode des
Feldeffekttransistors angeschlossenen Widerstand (44, 56) bestehen, dessen
anderes Ende mit der Gate-Elektrode des Feldeffekttransistors (42, 58)
verbunden ist.
15. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder primäre Meldekreis eine Strombegrenzungsanordnung (40, 60) enthält.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914104159 DE4104159A1 (de) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | Anordnung und betaetigung mindestens eines in einem meldestromkreis angeordneten organs beim ansprechen von buerstenverschleisssensoren in elektrischen maschinen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914104159 DE4104159A1 (de) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | Anordnung und betaetigung mindestens eines in einem meldestromkreis angeordneten organs beim ansprechen von buerstenverschleisssensoren in elektrischen maschinen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4104159A1 true DE4104159A1 (de) | 1992-08-13 |
Family
ID=6424844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914104159 Withdrawn DE4104159A1 (de) | 1991-02-12 | 1991-02-12 | Anordnung und betaetigung mindestens eines in einem meldestromkreis angeordneten organs beim ansprechen von buerstenverschleisssensoren in elektrischen maschinen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4104159A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19743080A1 (de) * | 1997-09-30 | 1999-04-08 | Bayerische Motoren Werke Ag | Fahrzeugkraftstoffpumpe mit einem Elektromotor |
US7358640B2 (en) * | 2002-10-07 | 2008-04-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Automotive rotary electric machine |
-
1991
- 1991-02-12 DE DE19914104159 patent/DE4104159A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19743080A1 (de) * | 1997-09-30 | 1999-04-08 | Bayerische Motoren Werke Ag | Fahrzeugkraftstoffpumpe mit einem Elektromotor |
DE19743080B4 (de) * | 1997-09-30 | 2004-07-08 | Bayerische Motoren Werke Ag | Überwachen des Verschleißzustands der Kommutatorbürste des Elektromotors einer Fahrzeugkraftstoffpumpe |
DE19743080B9 (de) * | 1997-09-30 | 2004-10-21 | Bayerische Motoren Werke Ag | Überwachen des Verschleißzustands der Kommutatorbürste des Elektromotors einer Fahrzeugkraftstoffpumpe |
US7358640B2 (en) * | 2002-10-07 | 2008-04-15 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Automotive rotary electric machine |
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