DE4112648A1 - Temp. monitor with safety switch for electric drive - interrupts signal from sensor to processor brought into operation after run-up delay to operate contactor - Google Patents

Temp. monitor with safety switch for electric drive - interrupts signal from sensor to processor brought into operation after run-up delay to operate contactor

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Abstract

The switch (2) is enclosed in the winding of the motor or magnetic vibrator (1) and wired in the connection (3) leading from e.g. a vibration amplitude detector (5) to a signal processor (4) in which a threshold value discriminator (6) is linked to a switching relay (7). When the temp. of the winding exceeds a predetermined value, the switch (2) opens and interrupts the signal to the discriminator (6), causing a contacto (8) to break the power supply. The processor (4) has a one-second delay from switching-on. ADVANTAGE - Complexity of connection of entire monitor is reduced.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Temperaturüberwachung eines elektrischen Antriebs, bei der ein temperaturabhängiger Schalter, der bei überschreiten einer vorgegebenen Temperatur öffnet und den Stromkreis für den Antrieb unterbricht, in dem Antrieb bzw. der Wicklung des Antriebs angeordnet ist.The invention relates to a device for monitoring the temperature of a electric drive, in which a temperature-dependent switch, the when a predetermined temperature is exceeded and the Circuit for the drive breaks in the drive or the winding the drive is arranged.

Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise in der Firmendruckschrift "Krixon, Motor-Wicklungsprotektoren" der Firma Texas Instruments Deutschland beschrieben. Die Temperaturüberwachung mittels eines Temperaturschalters läßt sich beispielsweise bei Einphasenmotoren anwenden, wobei der Schalter direkt im Hauptstromkreis liegt, bei Drosselspulen, Magnetventilen, Transformatoren oder Drehstrom- oder Gleichstrommotoren, bei denen der temperaturabhängige Schalter im Steuerkreis angeordnet ist.Such a device is for example in the company publication "Krixon, Motor Winding Protectors" from Texas Instruments Germany described. Temperature monitoring using a Temperature switch can be used, for example, in single-phase motors apply with the switch located directly in the main circuit Choke coils, solenoid valves, transformers or three-phase or DC motors in which the temperature-dependent switch in Control circuit is arranged.

Die Funktion der Wicklungsprotektoren beruht auf der Kombination eines temperaturabhängigen Wächters und eines stromabhängigen Schutzes. Der Protektor besitzt eine schmale Bimetallschnappscheibe, die mit Kontakten versehen ist und vom Hauptstrom des Motors durchflossen wird. Die Kontakte sind im Normalzustand geschlossen. Bei Überschreiben einer vorbestimmten Temperatur öffnet der Schalter und unterbricht den Stromkreis, um bei abfallender Temperatur dann wieder im Normalzustand zu schließen, so daß im Falle eines Motors dieser wieder in Betrieb genommen wird. The function of the winding protectors is based on the combination of one temperature-dependent monitor and a current-dependent protection. The Protector has a narrow bimetallic snap disc with contacts is provided and flows through the main current of the motor. The Contacts are closed in the normal state. When overwriting one the predetermined temperature opens the switch and interrupts the Circuit to return to normal when the temperature drops to close, so that in the case of an engine it will be in operation again is taken.  

Bei den bekannten Einrichtungen zur Temperaturüberwachung ist es notwendig, daß zusätzliche Leitungen zu dem Temperaturfühler vorgesehen werden müssen. In vielen Fällen ist zusätzlich zur Temperaturüberwachung noch ein weiterer Geber zur Erfassung eines Meßwerts des Antriebs vorgesehen, bei einem Motor beispielsweise ein Geber zur Erfassung des Drehmomentes. Für diesen Geber und seine Auswerteeinrichtungen sind wiederum getrennte Anschlußleitungen notwendig, und zwar unabhängig von der eigentlichen Stromversorgung des Antriebs selbst.It is in the known devices for temperature monitoring necessary that additional lines are provided to the temperature sensor Need to become. In many cases it is in addition to temperature monitoring yet another encoder for recording a measured value of the drive provided in a motor, for example, an encoder for detecting the Torque. For this encoder and its evaluation devices are again separate connecting lines necessary, regardless of the actual power supply of the drive itself.

Der Erfindung Liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Temperaturüberwachung eines elektrischen Antriebs verfügbar zu machen, mit welcher der Anschlußaufwand der gesamten Antriebsüberwachung reduzeirt wird.The invention has for its object a device for To make temperature monitoring of an electric drive available, with which the connection effort of the entire drive monitoring is reduced.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs definierten Art dadurch gelöst, daß der Antrieb einen Geber für ein Messsignal verbunden ist, daß der temperaturunabhängige Schalter in der Verbindungsleitung zu der Auswerteeinrichtung liegt und beim Öffnen den Signalfluß unterbricht, daß in der Auswerteeinrichtung überprüft wird, ob das Meßsignal vorhanden ist und daß beim Nichtvorhandensein des Meßsignals von der Auswerteeinrichtung eine Verriegelung zum Abschalten veranlaßt wird.This task is carried out in a facility of the type defined at the outset solved in that the drive an encoder for a measurement signal is connected that the temperature-independent switch in the Connection line to the evaluation device and when opening the Signal flow interrupts that is checked in the evaluation device, whether the measurement signal is present and that if the Measurement signal from the evaluation device a lock for switching off is initiated.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Temperaturüberwachung ist nur bei Antrieben realisierbar, die zusätzlich zu dem temperaturabhängigen Schalter einen Geber bzw. Detektor zur Erfassung eines Meßwertes des Antriebs aufweisen. Da der temperaturabhängige Schalter in der Verbindungsleitung des Gebers zu einer Auswerteeinrichtung für das von dem Geber abgegebene Signal liegt, sind die sonst notwendigen elektrischen Anschlüsse zu dem temperaturabhängigen Schalter entbehrlich. Sobald die Temperatur in der Wicklung einen vorbestimmten Wert überschreitet, öffnet der temperaturabhängige Schalter und unterbindet damit den Signalfluß von dem Geber zu der Auswerteeinrichtung. Eine Überwachungseinrichtung stellt dann das Ausbleiben des Meßsignals fest und veranlaßt daraufhin die Verriegelung des Antriebs, d. h. die Energiezufuhr zu dem Antrieb wird unterbrochen. The device for temperature monitoring according to the invention is only in Actuators that can be implemented in addition to the temperature-dependent Switch an encoder or detector for detecting a measured value of the Have drive. Since the temperature-dependent switch in the Connection line of the encoder to an evaluation device for the the signal given to the encoder is the otherwise necessary electrical connections to the temperature-dependent switch dispensable. Once the temperature in the winding is a predetermined Value exceeds, the temperature-dependent switch and opens prevents the signal flow from the encoder to the Evaluation device. A monitoring device then provides this Absence of the measurement signal firmly and then causes the Lock the drive, d. H. the energy supply to the drive becomes interrupted.  

Da beim normalen Anlauf des Antriebs in der Regel das Meßsignal des Gebers nicht vorhanden ist, muß in der Auswerteeinrichtung eine Anlaufüberbrückung zum Starten des Antriebs vorgesehen werden.Since the measurement signal of the Is not available, a must in the evaluation device Start-up bypass can be provided to start the drive.

Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Das Wesen der Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.Further developments of the invention can be found in the subclaims. The essence of the invention is based on one shown in the drawing Embodiment will be explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung der Temperaturüberwachungseinrichtung.The drawing shows a schematic representation of the Temperature monitoring device.

Als Antrieb ist ein Motor oder ein Magnetvibrator 1 vorgesehen, in dessen Wicklung ein temperaturabhängiger Schalter 2 angeordnet ist. Ferner ist ein Geber für einen zu überwachenden Meßwert des Antriebs vorgesehen. Bei einem Motor kann es sich hier um einen Drehmomentgeber handeln. Der temperaturabhängige Schalter 2 liegt in der Verbindungsleitung 3 des Gebers zu der zugeordneten Auswerteeinrichtung 4.A motor or a magnetic vibrator 1 is provided as the drive, in whose winding a temperature-dependent switch 2 is arranged. Furthermore, an encoder is provided for a measured value of the drive to be monitored. A motor can be a torque sensor. The temperature-dependent switch 2 is located in the connecting line 3 of the transmitter to the assigned evaluation device 4 .

In der Auswerteeinrichtung 4 für das Meßsignal ist eine Überwachungseinrichtung vorgesehen, mit der das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Meßsignals ständig überprüft wird. Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass bei dieser Einrichtung zur Temperaturüberwachung die sonst notwendigen Anschlußleitungen für den temperaturabhängigen Schalter 2 entfallen.A monitoring device is provided in the evaluation device 4 for the measurement signal, with which the presence or absence of the measurement signal is continuously checked. It is readily apparent that the otherwise necessary connection lines for the temperature-dependent switch 2 are omitted in this device for temperature monitoring.

Als Antrieb ist insbesondere ein Magnetvibrator 1 vorgesehen, wie er beispielsweise zum Betrieb von Förderrinnen eingesetzt wird. In der Wicklung des Magnetvibrators 1 liegt der temperaturabhängige Schalter 2. Bei dem Einsatz von Magnetvibratoren wird zur Steuerung bzw. Regelung üblicherweise die Schwingbreite, d. h. die Amplitude des Magnetvibrators mittels eines Schwingbreitenaufnehmers 5 überwacht. Der Magnetvibrator 1 wird über ein Thyristoranschlußgerät betrieben, das auf der Leistungsseite im wesentlichen aus antiparallel geschalteten Thyristoren besteht, die bezüglich ihrer Leistungsabgabe durch das bekannte Phasenanschnittsverfahren gesteuert werden. Das Signal des Schwingbreitenaufnehmers 5 dient als Istwert für einen nicht näher dargestellten Regelkreis für den Magnetvibrator. In particular, a magnetic vibrator 1 is provided as the drive, such as is used, for example, to operate conveyor troughs. The temperature-dependent switch 2 is located in the winding of the magnetic vibrator 1 . When using magnetic vibrators, the vibration range, ie the amplitude of the magnetic vibrator, is usually monitored by means of a vibration width sensor 5 for control purposes. The magnetic vibrator 1 is operated via a thyristor connection device which on the power side consists essentially of anti-parallel thyristors which are controlled in terms of their power output by the known phase control method. The signal of the vibration width transducer 5 serves as the actual value for a control circuit for the magnetic vibrator, not shown in detail.

Die Weiterverarbeitung des Meßsignals für die Regelung braucht nicht näher erläutert zu werden. Das Meßsignal wird parallel dazu der Auswerteeinrichtung 4 zugeführt, die das Vorhandensein des Meßsignals überprüft und im Falle des Ausbleibens des Meßsignals, nämlich bedingt durch das Öffnen des temperaturabhängigen Schalters beim Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur, in die Steuerung des Thyristoranschlußgerätes eingreift und eine Abschaltung dieses Gerätes veranlaßt.The further processing of the measurement signal for the control need not be explained in more detail. The measurement signal is fed in parallel to the evaluation device 4 , which checks the presence of the measurement signal and, in the event of the absence of the measurement signal, namely due to the opening of the temperature-dependent switch when a predetermined temperature is exceeded, intervenes in the control of the thyristor connection device and causes this device to be switched off .

Mit der Temperaturüberwachungseinrichtung kann gleichzeitig auch noch ein Leitungsbruch oder eine andere Störung in der Meßleitung erfaßt werden, da auch in diesem Fall das Ausbleiben eines Meßsignals in der Auswerteeinrichtung registriert wird.The temperature monitoring device can also be used at the same time a line break or other fault is detected in the measuring line be, since in this case, too, the absence of a measurement signal in the Evaluation device is registered.

Bei Gebern, wie Drehzahlgebern, wird nur ein Signal erzeugt, wenn der Antrieb läuft. Das heißt im Ausgangszustand bzw. in Ruhelage steht am Auswertegerät kein Signal an. Da der Antrieb beim Einschalten steht, könnte dieser Zustand ohne besondere Vorkehrungen von der Auswerteeinrichtung als Fehler, also als Leitungsunterbrechung bzw. Übertemperaturabschaltung des Temperaturschalters interpretiert werden. Das hätte zur Folge, daß der Antrieb im Moment des Anlaufs gleich wieder abgeschaltet würde und der Antrieb im Moment des Anlaufs gleich wieder abgeschaltet würde und der Antrieb gar nicht anlaufen könnte. Eine Anlaufüberbrückung sorgt dafür, daß für eine bestimmte Zeit, z. B. eine Sekunde ab dem Einschaltmoment, die Auswerteeinrichtung außer Kraft gesetzt wird und sie den Antrieb nicht abschalten kann. Nach dieser Zeit nimmt die Auswerteeinrichtung ihren Betrieb auf.With encoders such as speed encoders, only a signal is generated when the Drive runs. That means in the initial state or in the rest position is on Evaluation device no signal on. Since the drive stops when switched on, could this condition without special precautions from the Evaluation device as an error, i.e. as a line break or Overtemperature shutdown of the temperature switch can be interpreted. This would have the consequence that the drive immediately at the start would be switched off again and the drive immediately at startup would be switched off again and the drive could not start at all. A start-up delay ensures that for a certain time, e.g. B. one second from the switch-on moment, the evaluation device except Force is set and it can not switch off the drive. To during this time the evaluation device starts operating.

Die Auswerteeinrichtung enthält insbesondere einen Schwellwertdiskriminator 6, der über einen Kontakt des temperaturabhängigen Schalters 2 mit dem Schwingbreitenaufnehmer 5 verbunden ist. Dem Schwellwertdiskriminator 6 ist ein Einschaltüberbrückungsglied 7 nachgeschaltet. Dieses kann zweckmäßigerweise ein Einschaltwischrelais sein, das zum Zeitpunkt der Einschaltung des Magnetvibrators 1, zu dem der Schwingbreitenaufnehmer 5 kein Signal erzeugt, während seiner Ansprechzeit einer nachgeschalteten Verriegelungseinheit 8 einen fehlerfreien Betrieb vortäuscht, bis der Schwingbreitenaufnehmer 5 ein Signal erzeugt.The evaluation device contains, in particular, a threshold discriminator 6 , which is connected to the vibration width sensor 5 via a contact of the temperature-dependent switch 2 . A switch-on bridging element 7 is connected downstream of the threshold discriminator 6 . This may conveniently be an Interval ON, that at the time of connection of solenoid vibrator 1 on which the Schwingbreitenaufnehmer 5 produces no signal, while its response time to a downstream latch unit 8 simulates a fault-free operation until the Schwingbreitenaufnehmer 5 produces a signal.

Claims (6)

1. Einrichtung zur Temperaturüberwachung eines elektrischen Antriebs, bei der ein temperaturabhängiger Schalter, der bei Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur öffnet und den Stromkreis für den Antrieb unterbricht, in dem Antrieb bzw. in der Wicklung des Antriebs angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb einen Geber für ein Meßsignal aufweist, der mit einer Auswerteeinrichtung (4) für das Meßsignal verbunden ist, daß der temperaturabhängige Schalter (2) in der Verbindungsleitung (3) zu der Auswerteeinrichtung liegt und beim Öffnen den Signalfluß unterbricht, daß in der Auswerteeinrichtung (4) überprüft wird, ob das Meßsignal vorhanden ist und daß beim Nichtvorhandensein des Meßsignals von der Auswerteeinrichtung (4) eine Verriegelung zum Abschalten des Antriebs veranlaßt wird.1. Device for temperature monitoring of an electric drive, in which a temperature-dependent switch that opens when a predetermined temperature is exceeded and interrupts the circuit for the drive, is arranged in the drive or in the winding of the drive, characterized in that the drive a Has transmitter for a measurement signal, which is connected to an evaluation device ( 4 ) for the measurement signal, that the temperature-dependent switch ( 2 ) is in the connecting line ( 3 ) to the evaluation device and interrupts the signal flow when opened, that in the evaluation device ( 4 ) it is checked whether the measurement signal is present and that, in the absence of the measurement signal, the evaluation device ( 4 ) initiates a lock to switch off the drive. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung (4) eine Anlaufüberbrückung zum Starten des Antriebs aufweist. 2. Device according to claim 1, characterized in that the evaluation circuit ( 4 ) has a start-up bypass for starting the drive. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Auswerteschaltung (4) zur Anlaufüberbrückung einen Schwellwertdiskriminator (6) mit einem nachgeschalteten Einschaltüberbrückungsglied (7) aufweist.3. Device according to claim 2, characterized in that the evaluation circuit ( 4 ) for bridging a threshold discriminator ( 6 ) with a subsequent switch-on bridging element ( 7 ). 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb ein Elektromotor und der Geber ein Drehzahlgeber ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized, that the drive is an electric motor and the encoder is a speed sensor is. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb ein Magnetvibrator (1) und der Geber ein Schwingbreitenaufnehmer (5) ist.5. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the drive is a magnetic vibrator ( 1 ) and the encoder is a vibration width sensor ( 5 ). 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetvibrator (1) mittels einer phasenanschnittgesteuerten Thyristoranordnung betrieben wird, die in einem Regelkreis liegt, deren Istwert die von dem Schwingbreitenaufnehmer erfaßte Amplitude des Magnetvibrators ist, und daß in der Steuerschaltung für die Thyristoranordnung eine Überwachungseinrichtung für das Meßsignal integriert ist.6. Device according to claim 5, characterized in that the magnetic vibrator ( 1 ) is operated by means of a phase-controlled thyristor arrangement, which is in a control loop, the actual value of which is the amplitude of the magnetic vibrator detected by the vibration width sensor, and that in the control circuit for the thyristor arrangement Monitoring device for the measurement signal is integrated.
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