DD236711A1

DD236711A1 - Drehstromwendeschaltung

Info

Publication number: DD236711A1
Application number: DD27578185A
Authority: DD
Inventors: Thomas Burde; Juergen Klaus; Burghard Liebich; Juergen Busch
Original assignee: Werk F Signal U Sicherungstech
Priority date: 1985-04-30
Filing date: 1985-04-30
Publication date: 1986-06-18

Abstract

Die Drehstromwendeschaltung kann in elektronischen Steuereinheiten zur Umschaltung der Drehrichtung von Drehstrommotoren verwendet werden. In Verbindung mit einer Ueberwachungsschaltung ist auch die Anwendung in sicherungstechnischen Anlagen mit einer Ueberwachung der Funktionsfaehigkeit moeglich, wie z. B. in einem elektronischen Stellwerk der Eisenbahnsicherungstechnik zur Steuerung von Weichenantrieben. In zwei Phasen des Drehstromnetzes sind sowohl elektronische Schaltmittel (Nullspannungsschalter) und Umschaltkontakte von Relais in Reihe angeordnet, wobei zu den Umschaltkontakten jeweils ein Kondensator parallel liegt. Es werden so nur die Vorteile der elektronischen Schaltmittel und der Relais genutzt, wobei die Nachteile vermieden werden. Figur

Description

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Gegenüber den bisherigen reinen elektronischen Wendeschaltungen wird die Zuverlässigkeit wesentlich erhöht, da Schaitvorgänge im Netz keine Auswirkungen mehr haben. Weiterhin werden durch die Reduzierung der Anzahl der elektronischen Schalter eine Platzeinsparung und eine Kosteneinsparung erzielt, da einfache Miniaturleiterplattenrelais, an die keine besonderen Forderungen gestellt werden, verwendet werden können. Durch die Schaltung der Relais im lastfreien Zustand wird die Funkenbildung vermieden. Bei Verwendung von Nullspannungsschaltern für die elektronischen Schaltmittel werden steile Schaltflanken vermieden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der Figur ist eine Drehstromwendeschaltung für einen Drehstrommotor eines Weichenantriebes dargestellt. Der Drehstrommotor M ist über die elektronischen Schaltmittel S1,S2undS3mit den drei Phasen R, S und T verbunden. Die elektronischen Schaltmittel sind zweckmäßig als Nullspannungsschalter ausgeführt und erhalten über ihre Eingänge E1, E 2 und E 3 von einer nicht dargestellten Steuereinheit Schaltbefehle für die Ein-bzw. Abschaltung. In zwei Phasen, z.B. die Phasen R und S, liegen zwei Relais R1 undR2mit den Steuereingängen E 4 und E 5, die ebenfalls mit der Steuereinheit verbunden sind. Es werden dafür Leiterplattenrelais verwendet, die sich problemlos in ein elektronisches Schaltungskonzept einfügen. Sie erlauben eine Strombelastung bisz. B. 16 A, was für den vorgesehenen Anwendungsfall ausreichend ist. Über die Umschaltkontakte UH, U 21 und U 21, U 22 wird die Umschaltung der Phasen R und S für den Rechts-bzw. Linkslauf des Motors vorgenommen. Parallel zu diesen Umschaltkontakten jedes Relais ist je ein Kondensator C1, C 2 geschaltet. Im gesperrten Zustand stellen die Schaltmittel S1 bis S3 einen Kondensator dar und bilden somit durch die Reihenschaltung mit den Kondensatoren C1 bzw. C2 einen kapazitiven Spannungsteiler, wodurch die Schaltspannungen über den Umschaltkontakten der Relais auf zulässige Werte begrenzt werden.

Zur Umschaltung der Drehrichtung werden zuerst die elektronischen Schaltmittel S1 bis S3 gesperrt und die Relais R1 und R2 umgeschaltet. Danach kann erneutes Zünden von S1 bis S3 erfolgen. Beim Einsatz der Wendeschaltung zur Steuerung von Weichenantrieben ist es notwendig, einen Schaltmittelüberwacher SÜ einzusetzen. Der Schaltmittelüberwacher SÜ besitzt einen Ausgang A, an dem ein Signal anliegt, falls ein oder mehrere Schalter S1 bis S3 leitend sind. Durch einen geeigneten Prüfalgorithmus ist es möglich, die Schaltmittel auf ihre Funktion hin zu überprüfen. Im Grundzustand sind die Schalter S1 bis S3 gesperrt, die Relais Rl, R 2 befinden sich in Ruhelage und es kommt zu keinem Stromfluß durch den SÜ, und dessen Ausgang A ist nicht aktiv. Zur Prüfung des Schalters S1 wird dieser über seinen Steuereingang E1 aktiviert und somit ein Stromfluß über die entsprechende Motorwicklung zum Schaltmittelüberwacher SU hin ausgelöst, welcher mit Massepotential Mp verbunden ist, wobei dessen Ausgang in den aktiven Zustand übergeht. Der inaktive Zustand muß wieder erreicht werden, wenn der Schalter S1 nicht mehr angesteuert wird. Die Steuerung der Schalter und Relais und die Abfrage des SÜ ist zweckmäßigerweise durch intelligente Baugruppen zu realisieren. Nach diesem Prinzip sind alle Schalter zu prüfen. Gleichzeitig mit dieser Prüfung werden die Relais, die Kabeladern zum Motor und die Motorwicklung selbst überwacht. Durch getrenntes Umschalten der Relais und anschließendes Anschalten von S1 bzw. S 2 kann auch der Arbeitzustand der Relais überwacht werden. Ein Verschweißen der Kontakte oder eine Unterbrechung kann auf diese Art festgestellt werden. Um die dabei auftretenden unterschiedlichen Ströme auszuwerten, besitzt der Schaltmittelüberwacher SÜ mehrere Schaltschwellen. Sind sicherungstechnische Prüfungen nicht notwendig, kann anstelle der beiden Relais R1 und R 2 ein Relais mit der entsprechenden Kontaktzahl verwendet werden.

Claims

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Erfindungsanspruch:

1. Drehstromwendeschaltung mit elektronischen Schaltmitteln und Relaisumschaltkontakten, gekennzeichnet dadurch, daß in zwei Phasen (R, S) sowohl elektronische Schaltmittel (S 1, S 2) und Umschaltkontakte (U 11, U 12 bzw. U 21, U 22) von Relais (R 1, R 2) in Reihe angeordnet sind und daß zu den Umschaltkontakten (U 11, U 12 und U 21, U 22) jeweils ein Kondensator (C 1, C2) parallel liegt.
2. Drehstromwendeschaltung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß nach den Schaltmitteln (S3) in der dritten Phase (T) ein Überwacher (SÜ) angreift.
3. Drehstromwendeschaltung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Umschaltkontakte (U 11, U12, U 21, U 22) nur einem Relais zugeordnet sind.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung kann in elektronischen Steuerungseinheiten zur Umschaltung der Drehrichtung von Drehstrommotoren verwendet werden. In Verbindung mit einer Überwacherschaltung ist auch die Anwendung in sicherungstechnischen Anlagen mit einer Überwachung der Funktionsfähigkeit möglich, wie z. B. in einem elektronischen Stellwerk der Eisenbahnsicherungstechnik zur Steuerung von Weichenantrieben.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Umschaltung der Drehrichtung von Drehstrommotoren kann bekanntlich durch Vertauschen zweier Phasen erfolgen. Bei Verwendung von elektronischen Leistungsschaltern sind fünf Schaltmittel erforderlich. Das bedeutet einen hohen Aufwand an elektronischen Baugruppen und einen hohen Platzbedarf. Elektronische Schaltmittel, z. B. Triacs, sind sehr empfindlich gegenüber Schaltvorgängen im Netz. Bei den z.B. aus den DD-WP 159691 oder DE-AS 2038031 bekannten Drehstromwendeschaltungen liegen jeweils zwei Schaltmittel direkt in Reihe zu zwei Phasen des Drehstromnetzes. Da durch starke Spannungsanstiege im Netz die ejektronischen Schaltmittel schon leitend werden können, werden zwei Phasen kurzgeschlossen und als Folge schmelzen die Sicherungen ab. Auch können die Schaltmittel derart beschädigt oder zerstört werden, daß sie ausgetauscht werden müssen. Diese Schaltvorgänge können auch schon dann auftreten, wenn die Anlage in Betrieb genommen wird, z. B. nach Reparaturen oder bei Zuschaltung des Drehstromnetzes. Ein Schutz gegen diese Schaltvorgänge ist allein durch eine TSE-Beschaltung nicht möglich, sondern nur durch Drosselspulen, die wegen ihres großen Volumensauf einer Leiterplatte kaum unterzubringen sind. In der DE-OS 3219366 wird zwar kritisiert, daß Triacs als Schaitmittel störempfindlich sind, aber mit der vorgeschlagenen Anordnung der antiparallel geschalteten Thyristoren kann der Mangel nicht vollständig beseitigt werden.

Durch Verwendung von elektronischen Nullspannungsschaltern kann im Gegensatz zu elektromechanischen Wendeschaltungen die Entstehung von funktechnischen Störungen durch Kontaktfunken vermieden werden. Aus der EP 0052759 ist es auch bekannt, die Anschaltung und Umschaltung der Drehrichtung von Antrieben in Weichenumstelleinrichtungen mit herkömmlichen sicherungstechnischen Relais vorzunehmen und die Überwachung mit elektronischen Mitteln durchzuführen. Nachteilig dabei ist die Verwendung von sicherungstechnischen Relais, welche Sonderbauelemente sind und einen hohen Platzbedarf haben sowie teuer in der Herstellung sind. In Anlagen mit hohen Sicherheitsforderungen, wie z. B. in Stellwerken der Eisenbahnsicherungstechnik, werden häufig noch Überwachungsanordnungen vorgesehen, mit denen die Funktionsfähigkeit der Schalteinheiten geprüft werden kann. Durch Ansteuerung einzelner Schalteinheiten wird sowohl deren Schaltfähigkeit als auch der Zustand der Leitungen und der Motorwicklungen geprüft.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Drehstromwendeschaltung für den Einsatz in einer elektronischen Steuerungseinheit.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Drehstromwendeschaltung für Drehstromantriebe zu schaffen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, nur einen geringen Aufwand erfordert und leicht auf Funktionsfähigkeit zu prüfen ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in zwei Phasen sowohl elektronische Schaltmittel und Umschaltkontakte von Relais in Reihe angeordnet sind und zu den Umschaltkontakten jeweils ein Kondensator parallel liegt. Nach dem Schaltmittel in der dritten Phase greift ein Überwacher an. Anstelle von mehreren Relais können die Umschaltkontakte auch nur einem Relais zugeordnet sein.

Die vorteilhaften Wirkungen sind, daß durch erfindungsgemäße Kombination die Nachteile der elektronischen Schaitmittel als auch die Nachteile der elektromechanischen Schaltmittel vermieden werden und eine Wendeschaltung geschaffen wird, die allen Anforderungen an Zuverlässigkeit, Störsicherheit und eigener Störungsfreiheit bei geringem Aufwand genügt.