168490. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés villamos motorok túlmelegedés elleni védelmére
5 168490 6 fel olymódon, hogy az egyik hőfokérzékeny tranzisztoros alapegység a környezeti hőmérséklet, a másik hőfokérzékeny tranzisztoros alapegység a motor hűtőrendszerében áramló levegő hőmérsékletének érzékelésére szolgál olyan kapcsolásban, hogy az N! pontjuk közös, N2 pontjuk pedig egy VAGY-kapun (pl. szembekapcsolt diódákon) keresztül az N3 ponthoz csatlakozik. így a II termikus korrektor egység kimenetén előálló, a hőmérsékletre jellemző feszültségjel a motor legmelegebb pontjának azon túlhőmérsékletével lesz arányos, amely az adott üzemi és környezeti feltételek mellett, állandósult üzemben kialakulna. A II termikus korrektor egységhez csatlakozó III karakterisztika formáó egység a II termikus korrektor egységből bejövő jelet az idő függvényében az M motor melegponti hőmérséklete időbeli változásának megfelelő módon, kiegléítő pontossággal késlelteti. Ezt a késleltetést az ismert egytárolós és péládul ugrásszerű terhelésváltozás esetén tiszta exponenciális késleltetést biztosító analóg kapcsolással megoldani nem lehet, mivel a motor termikus karakterisztikája a tiszta exponenciálisnál kezdetben meredekebb, később ellaposodó jellegű, tehát a motor egytömegű termikus modellel nem helyettesíthető. Ezt a késleltetést a találmány szerinti kapcsolási elrendezésnél legalább két RC tag segítségével érjük el: az ábra szerinti példaképpeni kivitelnél ezek a P2C 2 és P 3 C 3 tagok. A motor kikapcsolásakor az É3 érintkező nyit, beiktatja a P4 potenciómétert, ezzel a kisülési időállandó (P2 + P4 ).C 2 -re nő. A C 2 és C 3 kondenzátorok kapacitásai fix értékek, aP2 ,P 3 ,P 4 potenciométerek változtatható ellenállások. Tekintve, hogy a motor termikus karakterisztikája motoronként változik, a III karakterisztika formáló egység a P2, P 3 , P 4 potenciométerek elemeivel az éppen védendő motor karakterisztikájára hangolható. Ezáltal a védelem a III karakterisztika formáló egység segítségével nemcsak ugrásszerű, hanem tetszés szerinti terhelésváltozás esetén is izimulálni tudja a motor legmelegebb pontjának hőnérsékletváltozását. A III karakterisztika formáló jgység kimenetén ilymódon a motor legmelegebb tecercspontjának pillanatnyi hőmérsékletével arányos lel alakul ki. Az R4 ellenálláson keresztül csatlakozó önmagában ismert IV komparátor egyésg a jel kritikus értékénél a T2 tranzisztorból, Ri 2 ellenállásból és D4 diódából álló erősítőkörön jeresztül a V relé segítségével az MK mágneskapcsoló J behúzó tekercsének áramkörét megszakítja; ennek következtében MK mágneskapcsoló behúzó rendszere elenged, az Ei írintkezők bontanak és a motort a hálózatról elváasztják; ugyanakkor az E2 érintkező is bont, aminek következtében ismételt bekapcsolás csak a BG nyomógomb benyomásával történhet. A IV komparátor egység önmagában ismert; ennél lényeges, hogy nszonykg nagy bemenő ellenállású legyen, hogy a III karakterisztika formáló egységét ne terhelje, emellett nagy erősítésű, hogy a mindenkori kikapcsolási tolerancián belül éles és határozott jellel működtesse az V relét. A rajzon példaként bemutatott komparátor integrált áramkörként kialakított IC műveleti erősí:őt, perifériás és illesztő Rg ...Ny ! ellenállásokat és beállító P5 potenciómétert tartalmaz. A IV komparátor egység tápfeszültségét az Umax p ontról R 5 elleníllásból és Z Zener-diódából álló stabilizáló tagról biztosítjuk. Természetesen más komparátor is alkalmazíató, de a bemenő és kimenő feltételeket a hibátlan működés érdekében biztosítani kell. A IV komparátor egység megszólalási feszültségszintje, amely az N4 pontban jelenik meg, rögzített érték (pl. 7 V), a motorok megengedett hőmérsékletszintje pedig kivitelüktől (pl. szigetelési osztályuktól) függ. Azt, hogy a megszólalási szint milyen kritikus 5 hőmérsékletnek feleljen meg, a jelszintállító Pi potenciométer állása szabja meg. A Pi-P4 potenciométerek helyzetét a védendő motor jellemzőinek megfelelően a felszereléskor kell beállítani. A jélszintállító Pi potenciométer beállítását a találmány szerinti béren-10 dezés ábrája szerinti példaképpeni kivitelnél úgy végezzük, hogy a motor megengedett hőmérsékletét okozó motoráramnál (általában a névleges motoráram 1,05-szörösénél) az állandósult állapotban, a III karakterisztika formáló egység kimenetén a komparálási 15 feszültség lépjen fel és az I jelformáló egységből jövő jelet négyzetesítse. A példaképpen ismertetett kivitel és beállítási mód a tartósan bekapcsolt üzemű motorokra ajánlható. Ez a beállítási mód azt eredményezi, hogy amikor a motoráram zérushoz tart, a 20 szimulált hőmérsékletjel tart a tiszta vasveszteség által okozott maximális tekercshőmérséklethez. A kis bekapcsolási idejű változó terhelésű motorok esetén a Pi potenciométer beállítását olyan hatványkitevőre végzezzük, hogy amennyiben a mótoráram 25 zérushoz tart, a motor hőmérsékletének megfelelő szimulált jel az üresjárási tekercshőmérsékleténél kisebb értéknek, célszerűen a környezeti hőmérsékletnek feleljen meg. Ezzel a beállítással a motor kikapcsolásakor megszűnő vasveszteség hatását köze-30 lítően szimuláljuk. Amennyiben a motor üzeme nar gyobb pontosságú szimulációt igényel a találmány másik, példaképpeni kivitelét alkalmazzuk, amelynél a III karakterisztika formáó egységet úgy alakítjuk át, hogy az N5 pont feszültsége üzemi állapotban a 35 tiszta vasveszteség által a legmelegebb tekercspontban okozott állandósult felmelegedésnek megfelelő értékkel emelkedjék a O-feszültségű ponthoz képest és a motor kikapcsolásakor ez a feszültség szűnjön meg. Ennek biztosítására az Ns és a 0 feszültségű pont kö-40 zé az Umax pojtról táplált Zener-diódás stabilizáló egységet iktatunk, amely a motor áramától független, állandó feszültséget ad. A villamos motorok termikus karakterisztikái a hőterjedés mechanizmusának meg^ felelően, amint az kísérletekkel is alátámasztható, 45 kezdetben meredekebb (kis időállandójú), majd laposabb (növekvő időállandójú) görbével jellemezhetők. Az átlagos időállandó, továbbá az ettől való eltérés jellege a terhelésnövekedés és a leállás tranziens folyamataiban eltérő, ezért a P2 potenciométer 5° segítségével az átlagos iődállandót, a P3 potenciométer segítségével a kezdeti meredekséget aP4 potenciométer segítségével pedig, - amelyét kikapcsoláskor a mágneskapcsoló segédérintkezője iktat be — a leállási karakterisztika időállandóját állítjuk be. A beálítási értékeket számítással vagy méréssel ismert módon lehet meghatározni, és a szerelők számára táblázatosan — motortípusonként — meg lehet adni. 60 A találmány szerinti védelmi rendszer fáziskimaradás esetén is, a működő fázisvezetőkben folyó áram alapján, teljes értékű védelmet nyújt, tekintettel arra, hogy az Ai, A2 és A 3 áramváltók és Di, D 2 és D 3 diódák közös pontjaira csatlkozó R13 , Ri 4 és R] 5 _,. ellenállások közösített végeire Ds diódán át a Qi csomópont feszültsége a tőle R16 ellenállással és a vele párhuzamosan kötött C4 kondenzátorral elválasz-3
