DE10022342C2 - Antriebselektronik und Verfahren zur elektrisch gesteuerten Einschaltung eines elektromagnetischen Schaltgeräts - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebselektronik zur elektro­ nisch gesteuerten Einschaltung eines elektromagnetischen Schaltgeräts, insbesondere eines Schützes, mit einer An­ triebsspule, mit einem zu dieser in Reihe geschalteten elekt­ ronischen Schaltelement und mit einem diesen steuernden Mik­ roprozessor.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur elektro­ nisch gesteuerten Einschaltung eines elektromagnetischen Schaltgeräts, insbesondere eines Schützes, mit einem eine An­ triebsspule aufweisenden elektromagnetischen Antrieb, der mittels Stromregelung erfolgt.

Eine gattungsgemäße Antriebselektronik und ein gattungsgemä­ ßes Verfahren sind aus der DE 30 47 488 A1 bekannt, die eine elektronische Schaltungsanordnung für ein elektromagnetisches Schaltgerät offenbart. Hier wird während eines vorgegebenen Zeitraums nach Einschaltung des elektromagnetischen Schaltge­ räts einem Zeitglied eingangsseitig eine Steuerspannung zuge­ führt, das daraufhin einen Spulenstromsollwert vorgibt, der mit einem Spulenstromistwert verglichen und danach einem Zweipunktregler zugeführt wird. Nach Anlegen der Steuerspan­ nung gibt das Zeitglied ausgangsseitig einen erhöhten Spulen­ stromsollwert vor. Nach Ablauf einer Zeitdauer wird der Spu­ lenstromsollwert auf einen niedrigeren Wert umgeschaltet. Je nach Höhe des eingangsseitig anliegenden Wertes gibt der Zweipunktregler Ein-/Aus-Befehle an einen nachfolgenden Schaltverstärker ab. Auf diese Weise wird die konstante Steu­ erspannung in eine pulsmodulierte Spulenspannung umgeformt und dem magnetischen Kreis zugeführt.

Derartige elektronisch gesteuerte Schütze mit Stromregelung sind mit dem Nachteil einer relativ langen Einschaltverzugs­ zeit behaftet. Dieser Effekt ist besonders dann relevant, wenn der Kunde für den Einsatz konventioneller Schütze seinen Steuerungsablauf auf kürzere Einschaltzeit optimiert hat.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine An­ triebselektronik und ein Verfahren der oben genannten Art da­ hingehend zu verbessern, dass eine minimale Einschaltverzugs­ zeit erreicht wird.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass mit dem Mikroprozessor ein Spannungsregler verbunden ist, der der Antriebsspule eine Versorgungsspannung zuführt, die durch den Mikroprozessor steuerbar ist, und dass im Mikroprozessor eine Einschaltdauer abgespeichert ist, durch die nach Einschaltung des Schaltge­ räts vorgegeben ist, wie lange die Versorgungsspannung einer ungeregelten Versorgungsspannung entspricht, wobei die Ein­ schaltdauer abhängig von der Höhe der zuvor zu ermittelnden Versorgungsspannung verlängert oder verkürzt wird.

Die weitere Aufgabe wird dadurch gelöst, dass nach Einschal­ tung des Schaltgeräts zunächst für eine vorgegebene Ein­ schaltdauer eine ungeregelte Versorgungsspannung an der An­ triebsspule anliegt, deren Höhe ermittelt wird, bevor sich dann eine Regelung der Versorgungsspannung anschließt, wobei die vorgegebene Einschaltdauer abhängig von der Höhe der Ver­ sorgungsspannung verlängert oder verkürzt wird.

Durch die ungeregelte Versorgungsspannung während der Ein­ schaltdauer wird die maximale Antriebsbeschleunigung mit ei­ ner hieraus folgenden geringen Einschaltverzugszeit erreicht, mit der die Anforderungen von zeitkritischen Prozessabläufen erfüllt werden können.

Vorteilhafterweise wird die Einschaltdauer von einem Mikro­ prozessor gesteuert, in dem zu verschiedenen Werten der Ver­ sorgungsspannung geeignete Werte für die Einschaltdauer abge­ speichert sind. Der Mikroprozessor gehört ohnehin zu den Kom­ ponenten eines elektromagnetischen Schaltgeräts mit elektro­ nisch gesteuerter Einschaltung, so dass diese technische Aus­ führung auf einfache Art realisiert werden kann. Es zeigen:

Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild einer Antriebs­ elektronik zum erfindungsgemäßen Verfahren zur Ein­ schaltung eines elektronisch gesteuerten Schaltgeräts und

Fig. 2 ein Diagramm mit Darstellung des Spannungs- und Stromverlaufs der Antriebsspule beim erfindungsgemä­ ßen Verfahren zur Einschaltung eines elektronisch ge­ steuerten Schaltgeräts.

Das in Fig. 1 dargestellte vereinfachte Blockschaltbild einer Antriebselektronik 1 eines elektronisch gesteuerten Schaltge­ räts, insbesondere eines Schützes, weist an seiner Eingangs­ seite Klemmen 2 und 3 auf, die mit einer Gleichrichterbrücke 4 verbunden sind. Diese dient zur Gleichrichtung einer an den Klemmen 2 und 3 anstehenden, zur Stromversorgung des Schalt­ geräts dienen Netzspannung U_N in eine Gleichspannung U_V an der Ausgangsseite des Gleichrichters 4. Ein an dieser Gleich­ spannung U_V liegender Spannungsteiler 5 ist mit einem Mikro­ prozessor 6 verbunden. Andererseits ist die Antriebsspule 7 über einen Spannungsregler 8 und einen elektronischen Schal­ ter 9 an die Versorgungsspannung U_V angeschlossen. Der Mikro­ prozessor 6 steuert den Spannungsregler 8 nach dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren zur Einschaltung des Schaltgeräts in folgender Weise an. Nach Einschaltung des Schaltgeräts, d. h. Anlegen der Netzspannung U_N, wird das elektronische Schalt­ element 9 durch den Mikroprozessor 6 geschlossen und darauf­ hin zunächst für eine vorgegebene Einschaltdauer Δt die vol­ le Versorgungsspannung U_V ungeregelt an die Antriebsspule 7 angelegt (siehe Fig. 2). Nach Ablauf der Einschaltdauer Δt erfolgt die Regelung des Antriebsspulenstroms I, indem der Mikroprozessor 6 ein Signal zur Reduzierung der Versorgungs­ spannung U_V an den Spannungsregler 8 gibt, an dessen Ausgang nun die geregelte Versorgungsspannung U_V' für die Antriebs­ spule 7 anliegt. Abhängig von der Höhe der Versorgungsspan­ nung U_V wird durch den Mikroprozessor 6 die Einschaltdauer Δt verändert. Zur Steuerung der Einschaltdauer Δt durch den Mikroprozessor 6 sind in diesem zu verschiedenen Werten der Versorgungsspannung U_V, geeignete Werte für die Einschaltdauer Δt abgespeichert.

Durch Anlegen der ungeregelten vollen Versorgungsspannung U_V an die Antriebsspule 7 während der Einschaltdauer Δt kann die Einschaltverzugszeit des Schaltgeräts minimiert werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur elektronisch gesteuerten Einschaltung eines elektromagnetischen Schaltgeräts, insbesondere eines Schüt­ zes, mit einem eine Antriebsspule aufweisenden elektromagne­ tischen Antrieb, der mittels Stromregelung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass nach Einschaltung des Schaltgeräts zunächst für eine vorgegebene Einschaltdauer (Δt) eine ungeregelte Versorgungsspannung (U_V) an der An­ triebsspule (7) anliegt, deren Höhe ermittelt wird, bevor sich dann eine Regelung des Antriebsspulenstroms (I) der Ver­ sorgungsspannung (U_V) anschließt, wobei die Einschaltdauer (Δt) abhängig von der Höhe der Versorgungsspannung (U_V) ver­ längert oder verkürzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass die Versorgungsspannung (U_V) durch Gleichrich­ tung der an das Schaltgerät angeschlossenen Netzspannung (U_N) erzeugt wird.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschaltdauer (Δt) von einem Mikroprozessor (6) gesteuert wird, in dem zu verschiedenen Werten der Versorgungsspannung (U_V) geeignete Werte für die Einschaltdauer (Δt) abgespeichert sind.

4. Antriebselektronik (1) zur elektronisch gesteuerten Ein­ schaltung eines elektromagnetischen Schaltgeräts, insbesonde­ re eines Schützes, gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, mit einer Antriebsspule (7), mit einem zu dieser in Reihe ge­ schalteten elektronischen Schaltelement (9) und mit einem dieses steuernden Mikroprozessor (6), dadurch ge­ kennzeichnet, dass mit dem Mikroprozessor (6) ein Spannungsregler (8) verbunden ist, der der Antriebsspule (7) eine Versorgungsspannung (U_V') zuführt, die durch den Mikro­ prozessor (6) steuerbar ist, und dass im Mikroprozessor (6) eine Einschaltdauer (Δt) abgespeichert ist, durch die nach Einschaltung des Schaltgeräts vorgegeben ist, wie lange die Versorgungsspannung (U_V') einer ungeregelten Versorgungsspan­ nung (U_V) entspricht, wobei die Einschaltdauer (Δt) abhängig von der Höhe der zunächst zu ermittelnden Versorgungsspannung (U_V) verlängert oder verkürzt wird.

5. Antriebselektronik nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, dass im Mikroprozessor (6) zu verschie­ denen Werten für die ungeregelte Versorgungsspannung (U_V) ge­ eignete Werte für die Einschaltdauer (Δt) abgespeichert sind.