DK147444B - Belastningsindikator til vekselstroemsmotorer - Google Patents

Description

i U7444

Opfindelsen angår en belastningsindikator til vekselstrømsmotor-er.

Der kendes indikatorer, der bestemmer belastninger} på basis af motorstrømmen, motoreffekten eller faseforskellen imellem 5 motorspændinger og motorstrøm. Hver en af disse indikatorer har ulemper såsom lav følsomhed ved visse belastninger eller spændingsafhængighed.

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en belastningsindikator, som først og fremmest bestemmer belastningen på 10 basis af den til motoren tilførte effekt, men som i væsentlig grad reducerer fejlmuligheder som følge af variationer i den tilførte effekt eller i den påtrykte spænding.

Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at belastningsindi-15 katoren er ejendommelig ved det i krav l's kendetegnende del afførte.

Denne belastningsindikator udnytter, det forhold, at irotorbelastningen i det væsentlige er proportional méd differensen imellem den til motoren tilførte effekt P og en størrelse k jl|, hvor I er motor-20 strømmen,og k er en empirisk bestemt konstant. Ved denne korrektion af effekten opnås et af på distributionsnettet normalt forekommende spændingsvariationer i det væsentlige uafhængigt mål for motorbelastningen inden for motorens normale belastningsområde. Nærmere bestemt er de nævnte mål anvendlige for spæn-25 dingsvariationer på -15% - +20% og op til 2-3 gange normal belastning.

Opfindelsen skal nærmere beskrives i det følgende under henvisningen, hvor fig. 1 viser et diagram over en belastningsovervågningsenhed 30 ifølge opfindelsen.

fig. 2A og 2B et diagram over en udførelsesform for 2 147444 belastningsovervågningsenheden, fig. 3A-3D kurveformer for signalerne i nogle punkter i kredsen i fig. 2A.

Den i fig. 1 viste belastningsovervågningsenhed omfatter spæn-5 dings- og strømgivere 1 og 2, som afgiver signaler repræsenterende en ikke vist vekselstrømmotors spænding henholdsvis strøm. Disse signaler tilføres til en multiplikationskreds 3 for frembringelse af et signal repræsenterende den til motoren tilførte effekt. En differenskreds 4 danner differensen 10 imellem det signal, der repræsenterer den tilførte effekt, og et signal, som er proportionalt med den absolutte værdi af motorstrøm-men, og som udledes ved hjælp af en ensretter 5. Differenskredsens udgangssignal udglattes i et filter. 6 og tilføres til to niveaudetektorer 7 og 8, hvis omstillingsniveau kan indstilles ved hjælp af separate indstillingskredse 9 og 10. Niveaudetektorerne 7 og 8 er sluttet til hver sin forsinkelsesenhed 11 henholdsvis 12 med en fælles indstillingskreds 13 til'indstilling af forsinkelsen. Forsinkelsesenhederne 11 og 12 er sluttet til hver sin relædriver 14 henholdsvis 15 til påvirkning af et maksimumsbelast-20 ningsrelæ, henholdsvis et minimumsbelastningsrelæ (ikke vist). Motorstrømsgiveren 2 afgiver via en strømdetektor 16 et signal til to integratorer 17 og li med forskellige integrationskonstanter, hvilke integratorers udgange er sluttet til en eksklusiv ELLER -port 19, hvis udgang er sluttet til relædriverne 14 25 og 15 til udkobling af relæerne under en tidsperiode ved motorens igangsætning.

Den foretrukne udførelsesform af den i fig. 1 viste belastningsovervågningsenhed er vist i fig. 2A-2B. Som det fremgår af denne figur udgøres spændingsgiveren 1 af et netværk af modstande, 30 hvorigennem et motorspændingen repræsenterende signal - se fig.

3A - tilføres til multiplikationskredsen 3 i form af en integreret kreds af typen ICL8013CCTC. Strømgiveren 2 udgøres af en strømtransformator, hvis sekundære vikling i fig. 2A er koblet over indgangene til en forstærker Fl parallelt med et mod- 3 147464 standsnetværk for tilpasning af indgangssignalniveauet til forstærkeren PI. Forstærkerens PI udgang er sluttet til en indgang af multiplikationskredsen 3, hvis udgang er sluttet til en indgang af en forstærker F2, hvis udgang via en af en modstand og 5 en kondensator bestående udglatningskreds 6 er koblet til en indgang af en bufferforstærker F3. Til forstærkerens PI udgang er den ene tilslutning af en ensretter 5 i form af en diode koblet. Diodens anden tilslutning er koblet til et potentiometer PI, fra hvis bevægelige udtag et med motorstrømmen proportionalt 10 signal tilføres til forstærkerens F2 indgang under hveranden halvperiode. Signalerne (der er vist i fig. 3 D) på forstærkerens F2 udgang er således under hveranden halvperiode proportionale med differensen P-K il | og ellers proportionale med P. Forstærkerens F3 udgang er sluttet til to niveaudetektorer i 15 form af operationsforstærkere, idet detektorenes omstillingsniveau kan indstilles ved hjælp af separate modstandsnetværk 9 og 10. Niveaudetektorenes 7 og 8 udgange er sluttet til indgangen af hver sin af en operationsforstærker dannet integra-tor 11 henholdsvis 12. Integratorenes 11 og 12 udgange er kob-20 lede til hver sin eksklusive ELLER-port GI og G2, hvis udgange er koblet til hver sit relæ RA henholdsvis RB med en omskifterkontakt. Den i strømtransformerens 2 sekundære vikling dannede spænding forstærkes af en kraftigt overstyret operationsforstærker F4, som derved afgiver et signal med en ud af to niveauer 25 i afhængighed af, om motoren strømforsynes eller ej. Dette signal føres via en diode Dl til en første kondensator Cl for opladning af denne. En anden kondensator C2 er i serie med en indstillelig modstand Ri koblet i parallel med den første kondensator. Spændingen over de to kondensatorer Cl og C2 påtrykkes 30 en eksklusiv ELLER-port G3, hvis udgangssignal styrer en transistor Q, hvis kollektor-emitter-strækning er koblet imellem jord og to til hver sin integrators 11 og 12's udgange sluttede dioder D2 henholdsvis D3. Den anden indgang af de eksklusive ELLER-porte GI og G2, der styrer relæerne RA og RB kan 35 alternativt påtrykkes nulspænding eller en positiv spænding ved omkobling af en strømstiller S.

Den ovenfor beskrevne belastningsovervågningsenhed virker på 147444 4 følgende måde. Strømtransformerens to sekundære viklinger tilfører multiplikationskredsen 3 et signal - se fig. 3B - som repræsenterer motorstrømmen. Det af modstandenedannede netværk 1 tilfører multiplikationskredsen 3 et signal - se fig. 3A - som re-5 præsenterer motorspændingen. Multiplikationskredsen 3 afgiver til forstærkeren F2 et signal - se fig. 3C - som repræsenterer den til motoren tilførte effekt og forstærkeren F2 afgiver på sin udgang et signal - se fig. 3D - som repræsenterer differensen imellem den til motoren tilførte effekt og en størrelse, 10 som er nul under hveranden halvperiode af motorstrømmen og ellers 'er proportional med motorstrømmens absolutte værdi. Ved hjælp af det udglattende filter 6 imellem forstærkerene F2 og F3 opnås et jævnstrømssignal på forstærkerens F3 udgang. Dette signals niveau er i det væsentlige proportionalt med motorbe-15 lastningens størrelse og sammenlignes af niveaudetektorerne 7 og 8 med forudindstillede maksimum- og minimumsværdier for mo-torbelastninges størrelse. Så længe signalniveauet på forstærkerens F3 udgang ligger mellem indstillede maksimums- og minimumsværdier ligger spændingen på integratorernes 11 og 12 ud-20 gange på -15V, og der sker ikke nogen ændring af relæernes RA og RB tilstand. Når signalniveauet på forstærkerens F3 udgang overstiger det indstillede maksimale belastningsniveau,skifter den øvre niveaudetektors 7 udgang fra et positiv til et negativt potential, hvorved den efterfølgende integrator 11 påbe-25 gynder en integration, og potentialet på integratorens udgang vokser fra -15V til +7,5V, hvilket sidste potentiale er den efterfølgende eksklusive ELLER-portsGI omslagpunkt. Et modsvarende forløb indtræder, når udgangssignalniveauet fra forstærkeren F3 overstiger et forudindstillet minimal belastnings-30 niveau. Ved hjælp af et for begge integratorerne 11 og 12 fælles potentiometer P2, hvis bevægelige udtag via modstanden R2 og R3 er sluttet til integratorernes 11, 12 respektive indgange, kan integrationstidskonstanten påvirkes eksempelvis i området fra 50 msek. op til 4 sek. 1 ved hjælp af de til forstærkerens F4 udgang tilsluttede tidstagerkredse, som jo har forskellige tidskonstanter hindres belastningsovervågningsenheden i at virke under en kort tidsperiode

Claims (4)

1. 5 Flere modifikationer af den i fig. 2A og 2B viste udførelsesform er mulige inden for opfindelsens rammer. Eksempelvis kan en helbølgeensretter anvendes i stedet for den halvbølgeensret-tende diode 5. I forhold til udførelsesformen i fig. 2A og 2B bliver værdien af k halvt så stor i dette tilfælde, efter-10 som de signaler, der repræsenterer strømmens værdi, nu ikke er nul i hveranden halvperiode. Ifølge opfindelsen er der således tilvejebragt en belastningsovervågningsenhed for vekselstrømsmotorer, i form af en belastningsindikator, som i det væsentlige er helt uafhængig af 15 variationer i motorspændingen, når blot proportionalitetskonstanten vælges på passende måde. Bestemmelsen af ovennævnte konstant k foretages empirisk. Konstanten, som sædvanligvis ligger i intervallet 0-5, er primært afhængig af motorens størrelse og sekundært afhængigt af motortypen.
2. 20 Belastningsovervågningsindikatoren ifølge opfindelsen kan anvendes til styring eller påvirkning af forløb i al almindelighed i afhængighed af en vekselstrømsmotors belastning. Således kan de af filteret 6 tilvejebragte signaler omsættes til et analogt udgangssignal; eksempelvis området 0-20 mA.
3. 25 Generelt omfatter opfindelsen de funktioner, som afstedkommes af blokkene 1 - 6 i fig. 1 og som modsvares af kredse i fig. 2. Patent k. rav.
4. 1. Belastningsindikator til vekselstrømsmotorer omfattende en 30 giver (2) til udledning af et motorstrøm repræsenterende sig-