DE102006042917A1 - Wechselstromschalter-Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung oder Diagnose der Funktionsfähigkeit einer Wechselstromschalter-Vorrichtung - Google Patents

Wechselstromschalter-Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung oder Diagnose der Funktionsfähigkeit einer Wechselstromschalter-Vorrichtung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wechselstromschalter-Vorrichtung zum wahlweisen Schließen und Unterbrechen von zumindest einer elektrisch leitenden Verbindung, wobei diese Wechselstromschalter-Vorrichtung wenigstens zwei parallel geschaltete Zweige (10, 12, 14) für einen jeweiligen Stromdurchfluss aufweist und wobei mehrere Schalter (16, 18, 20) vorgesehen sind, die jeweils einem der Zweige (10, 12, 14) zugeordnet sind, wobei mittels dieser Schalter (16, 18, 20) jeweilige elektrisch leitende Verbindungen schließbar und unterbrechbar sind, die einen Stromdurchfluss durch den jeweiligen Zweig (10 bzw. 12 bzw. 14) ermöglicht, dem dieser jeweilige Schalter (16, 18, 20) zugeordnet ist, wobei eine Diagnoseeinrichtung (22) für die Ermittlung der Funktionsfähigkeit der Wechselstromschalter-Vorrichtung (1) vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wechselstromschalter-Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Überwachung oder Diagnose der Funktionsfähigkeit einer Wechselstromschalter-Vorrichtung.
  • Wechselstromschalter-Vorrichtungen als solche sind bereits bekannt. Sie werden beispielsweise eingesetzt, um elektrische Spannungsversorgungen an bzw. für Verbrauchern bzw. Lasten ein- bzw. auszuschalten. Wenn diese bekannten Wechselstromschalter-Vorrichtungen funktionsbeeinträchtigt sind bzw. die Verbindungen für elektrische Ströme nicht tatsächlich in der durch Schaltvorgänge angestrebten Art erzeugt und unterbrochen werden, können unerwünschte Spannungsversorgungen oder -abschaltungen die Folge sein. Je nach Art der Last bzw. des Verbrauchers kann dieses gegebenenfalls verheerende Folgen haben. Bislang lassen sich Fehlfunktionen von Wechselstromschalter-Vorrichtungen nur nach umfangreichen Untersuchungen ermitteln, die typischerweise durchgeführt werden, wenn im Bereich der Lasten bzw. Verbraucher unerwünschte Effekte bzw. verheerende Folgen eingetreten sind.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Wechselstromschalter-Vorrichtung zu schaffen, die zumindest eine Abschwächung der Folgen von Fehlfunktionen ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird also insbesondere eine Wechselstromschalter-Vorrichtung zum wahlweisen Schließen und Unterbrechen von zumindest einer elektrisch leitenden Verbindung vorgeschlagen, wobei diese Wechselstromschalter-Vorrichtung wenigstens zwei parallel geschaltete Zweige für einen jeweiligen Stromdurchfluss aufweist und wobei mehrere Schalter vorgesehen sind, die jeweils einem der Zweige zugeordnet sind. Mittels dieser Schalter kann jeweils (wahlweise) eine elektrisch leitende Verbindungen geschlossen und unterbrochen werden, die einen Stromdurchfluss durch den jeweiligen Zweig ermöglicht, dem dieser jeweilige Schalter zugeordnet ist. Die Wechselstromschalter-Vorrichtung weist ferner eine Diagnoseeinrichtung für die Ermittlung der Funktionsfähigkeit der Wechselstromschalter-Vorrichtung auf.
  • Vorzugsweise ist die Wechselstromschalter-Vorrichtung eine Wechselstromschalter-Vorrichtung eines Flugtriebwerks, und insbesondere eine Wechselstromschalter-Vorrichtung eines Power-Management-Moduls eines Flugtriebwerks.
  • Es sei angemerkt, dass sich die Anmelderin Schutz für ein Power-Management-Modul, insbesondere Power-Management-Modul eines Flugtriebwerks, vorbehält, das eine erfindungsgemäße Wechselstromschalter-Vorrichtung aufweist. Ferner behält sich die Anmelderin Schutz für ein Flugtriebwerk mit einer erfindungsgemäßen Wechselstromschalter-Vorrichtung bzw. für ein Flugtriebwerk mit einem Power-Management-Modul vor, das eine erfindungsgemäße Wechselstromschalter-Vorrichtung aufweist oder mit einer solchen zusammenwirkt. Die Anmelderin behält sich insbesondere auch vor, auf Gestaltungen bzw. Weiterbildungen dieser Art Ansprüche zu richten.
  • Die Schalter, die beispielsweise schaltbare Kontakte sind, können beispielsweise elektronisch oder elektromechanisch ausgebildet sein.
  • Anzumerken ist, dass in vorteilhafter Gestaltung die Anzahl der Windungen sowie der Wickelsinn jeweils so abgestimmt bzw. gewählt sind, dass anhand des magnetischen Flusses im Magnetkern eindeutig der Zweig identifizierbar ist, in dem eine Funktionsbeeinträchtigung gegeben ist; dieses kann bei zwei parallel geschalteten Zweigen, oder bei drei parallel geschalteten Zweigen, oder bei vier parallel geschalteten Zweigen, oder bei fünf parallel geschalteten Zweigen, oder bei mehr als fünf parallel geschalteten Zweigen gegeben sein.
  • Erfindungsgemäß wird ferner ein Verfahren zur Überwachung oder Diagnose der Funktionsfähigkeit einer Wechselstromschalter-Vorrichtung, bei dem der ein einem Magnetkern gegebene magnetische Flusses oder wenigstens ein von diesem magnetischen Flusses abhängiger Kennwert überprüft oder überwacht wird. Wenn der magnetische Fluss bzw. der von diesem magnetischen Fluss abhängige Kennwert von einem vorbestimmten Wert, z.B. "Null", abweicht, wird festgestellt, dass eine Funktionsbeeinträchtigung der Wechselstromschalter-Vorrichtung gegeben ist. Vorzugsweise wird das Verfahren zur Überwachung oder Diagnose der Funktionsfähigkeit einer Wechselstromschalter-Vorrichtung eines Flugtriebwerks, und insbesondere einer Wechselstromschalter-Vorrichtung eines Power-Management-Moduls eines Flugtriebwerks, eingesetzt.
  • Im Folgenden sollen nun Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben werden. Die Erfindung soll allerdings hier durch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt sein, so dass auch weitere Modifikationen unter die Erfindung fallen. Es zeigt:
  • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wechselstromschalter-Vorrichtung in schematischer Ansicht;
  • 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wechselstromschalter-Vorrichtung in schematischer Ansicht; und
  • 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Wechselstromschalter-Vorrichtung in schematischer Ansicht.
  • 1 bis 3 zeigen drei Beispiele einer beispielhaften erfindungsgemäßen Wechselstromschalter-Vorrichtung 1 zum wahlweisen Schließen und Unterbrechen von zumindest einer elektrisch leitenden Verbindung in schematischer Darstellung.
  • Diese Wechselstromschalter-Vorrichtung 1 weist wenigstens zwei – gemäß 1 und 2 jeweils beispielhaft drei und gemäß 3 beispielhaft zwei – parallel geschaltete Zweige 10, 12, 14 für einen jeweiligen Stromdurchfluss auf. Es sind mehrere (elektrische) Kontakte bzw. Schalter 16, 18, 20 vorgesehen, die in einem jeweiligen der Zweige 10, 12, 14 zugeordnet sind, wobei mittels dieser Schalter 16, 18, 20 die jeweilige elektrisch leitende Verbindung schließbar und unterbrechbar ist, die einen Stromdurchfluss durch den jeweiligen Zweig 10, 12, 14 ermöglicht, dem dieser jeweilige Schalter 16 bzw. 18 bzw. 20 zugeordnet ist.
  • Wie gut zu erkennen ist strömt im Betrieb bei zumindest teilweise geschlossener Wechselstromschalter-Vorrichtung 1 ein elektrischer Strom In, der sich auf die geschlossenen Zweige 10 bzw. 12 bzw. 14 aufteilt bzw. diejenigen der Zweige 10 bzw. 12 bzw. 14 aufteilt, die geschossen sind, und dann ausgangseitig wieder zusammengeführt wird. Dieser Strom In teilt sich zumindest dann reziprok zu der Anzahl der geschlossenen, im Hinblick auf eine Stromübertragung funktionsfähigen Zweige auf, sofern die Schalter 16 und/oder 18 und/oder 20 geschlossen sind.
  • Es ist ferner eine Diagnoseeinrichtung 22 für die Ermittlung der Funktionsfähigkeit der Wechselstromschalter-Vorrichtung 1 vorgesehen ist. Diese Diagnoseeinrichtung 22 weist einen Magnetkern 24 auf, der beispielsweise als magnetischer Ringkern 24 gestaltet ist. Um diesen Magnetkern 24 sind die Zweige 10, 12, 14 bzw. elektrische Leitungen bzw. Leiter dieser Zweige 10, 12, 14 – zur Vereinfachung wird in dieser Offenbarung von Zweigen 10, 12, 14 gesprochen – gewickelt. Dieses ist so, dass jeder der Zweige 10, 12, 14 mit einer jeweiligen, diesem jeweiligen betreffenden Zweig 10 bzw. 12 bzw. 14 zugeordneten Anzahl an Windungen sowie einem jeweiligen, diesem jeweiligen betreffenden Zweig 10 bzw. 12 bzw. 14 zugeordneten Wickelsinn um diesen Magnetkern 24 gewickelt ist, so dass mittels dieses jeweiligen Zweiges 10 bzw. 12 bzw. 14 jeweils ein magnetischer Fluss im Magnetkern 24 erzeugt wird, wenn der jeweils betreffende Zweig 10 bzw. 12 bzw. 14 von einem elektrischen Strom durchflossen wird.
  • Dabei sind der jeweilige Wickelsinn die jeweilige Anzahl an Windungen der verschiedenen Zweige 10 bzw. 12 bzw. 14 derart aufeinander abgestimmt, dass der magnetische Fluss im Magnetkern 24 einen vorbestimmten Wert annimmt, wenn die Funktionsfähigkeit der Wechselstromschalter-Vorrichtung 1 gegeben ist und die Schalter 16, 18, 20 jeweils geschlossen sind und eine elektrische (Wechsel-)Spannung an der Wechselstromschalter-Vorrichtung 1 anliegt.
  • Bei der Gestaltung gemäß 1 ist der Zweig 10 mit zwei Windungen um den Magnetkern 24 gewickelt und die Zweige 12 und 14 jeweils mit einer (zur besseren Übersichtlichkeit jeweils in vereinfachter Form dargestellter) Windung; der Wickelsinn ist bei dem Zweig 10 dabei dem Wickelsinn der Zweige 12 und 14 jeweils entgegengesetzt.
  • Bei der Gestaltung gemäß 2 ist – ebenso wie bei der Gestaltung gemäß 1 – der Zweig 10 mit zwei Windungen um den Magnetkern 24 gewickelt und die Zweige 12 und 14 jeweils mit einer (zur besseren Übersichtlichkeit jeweils in vereinfachter Form dargestellter) Windung; der Wickelsinn ist bei dem Zweig 10 dabei dem Wickelsinn der Zweige 12 und 14 jeweils entgegengesetzt.
  • Bei der Gestaltung gemäß 3 sind der Zweig 10 sowie der Zweig 12 jeweils mit einer (zur besseren Übersichtlichkeit jeweils in vereinfachter Form dargestellter) Windung um den Magnetkern 24 gewickelt, wobei der Wickelsinn des Zweiges 10 dem Wickelsinn des Zweiges 12 entgegengesetzt ist.
  • Der (jeweils) gesamte magnetische Fluss im Wickelkern 24 ist in den Fig. schematisch durch den Pfeil 26 angedeutet.
  • Anzumerken ist, dass sich in den Tabellen in den 1 bis 3 die Windungszahl W1, die Stromstärke I1 sowie die der Wert n=1 auf den Zweig 10, die Windungszahl W2, die Stromstärke I2 sowie die der Wert n=2 auf den Zweig 12 und die Windungszahl W3, die Stromstärke I3 sowie die der Wert n=3 auf den Zweig 14 beziehen.
  • Ferner ist eine Steuereinrichtung 28 für die Ansteuerung bzw. zum Schalten der Kontakte bzw. Schalter 16, 18, 20 vorgesehen. Die Steuereinrichtung 28 ist insbesondere so, dass sie simultan die Kontakte bzw. Schalter 16, 18, 20 zum jeweiligen Öffnen bzw. zum jeweiligen Schließen ansteuert.
  • Die angesprochenen, parallel geschalteten Zweige, also im Falle der Gestaltungen gemäß den 1 und 2 die Zweige 10, 12, 14 und im Falle der Gestaltung gemäß 3 die Zweige 10, 12 sind hinsichtlich ihres bezüglich des Magnetkerns 24 gegebenen Wickelsinns sowie der diesbezüglichen Anzahl an Windungen derart aufeinander abgestimmt, dass der magnetische Fluss im Magnetkern 24 einen bzw. genau einen vorbestimmten Wert annimmt, wenn die Funktionsfähigkeit der Wechselstromschalter-Vorrichtung 1 gegeben ist und die Schalter 16, 18, 20 jeweils geschlossen sind.
  • Prinzipiell kann dieses so sein, dass dieser Wert ein vorbestimmter, von "Null" abweichender Wert ist. In den drei Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. ist diese Abstimmung allerdings so, dass dieser vorbestimmte Wert für die magnetischen Fluss "Null" ist. Nur im fehlerfreien Fall (und bei anliegender elektrischer (Wechsel)Spannung und geschlossener bzw. entsprechend angesteuerter Wechselstromschalter-Vorrichtung 1) stellt sich also dieser magnetische Fluss von "Null" im Magnetkern 24 ein, so dass dann, wenn ein von "Null" abweichender Wert des magnetischen Flusses im Magnetkern 24 detektiert wird, darauf geschlossen werden kann, dass eine Funktionsbeeinträchtigung vorliegt.
  • Beispielhaft sind in den Tabellen der 1 bis 3 für die jeweils dortige Wechselstromschalter-Vorrichtung 1 der fehlerfreie Fall sowie einige beispielhafte Fälle mit Funktionsbeeinträchtigung dargestellt.
  • In der ersten Spalte ist unterhalb von "n" jeweils die "Zweignummer" dargestellt; in der zweiten Spalte ist (unterhalb von "On/Off") angezeigt, ob die Schalter 16, 18, 20 so angesteuert sind, dass sie geschlossen sind bzw. sein sollten (=on), oder so, dass sie offen sind bzw. offen sein sollen. In der dritten Spalte ist unterhalb von "Contact" bzw. unterhalb von "Qn" angezeigt, ob der entsprechende Zweig 10, 12, 14 bzw. der entsprechende Schalter 16, 18, 20 tatsächlich offen oder kurzgeschlossen ist; der Fall "tatsächlich geschlossen" ist nicht dargestellt, da diese Bereiche der Tabellen nur Fehlerfälle darstellen (vgl. auch jeweils letzte Spalte der Tabellen). Der bzw. die Zweige 10, 12, 14, die dabei in der ersten Spalte nicht angezeigt sind (bzw. die zugehörigen Schalter 16, 18, 20), sollen dabei voll funktionsfähig und in dem in der zweiten Spalte angezeigten Sollzustand sein. In der vierten Spalte ist der Anteil des elektrischen Stromes In (also der Anteils des in die Wechselstromschalter-Vorrichtung 1 hinein und aus dieser heraus fließenden elektrischen Stroms) angezeigt, der jeweils durch die stromdurchflossenen Zweige 10 bzw. 12 bzw. 14 fließt (und zwar bzgl. In normiert). In den 1 und 2 in der fünften bis siebenten Spalte der dortigen Tabelle und in 3 in der fünften bis sechsten Spalte der dortigen Tabelle sind die jeweils durch den betreffenden Zweig 10, 12, 14 im Magnetkern 24 bewirkten magnetischen Spannungen aus dem den betreffenden Zweig 10, 12, (14) durchströmenden elektrischen Strom I1, I2, I3 mit der Anzahl der Windungen W1, W2, W3 dargestellt, wobei der Index 1 sich auf den Zweig 10 bezieht, der Index 2 sich auf den Zweig 12 bezieht und der Index 3 sich auf den Zweig 14 bezieht (letztere Zuordnung gilt auch für die Zweignummern in der ersten Spalte). In der zweiten Spalte von rechts ist in den Fig. der gesamte magnetische Fluss im Magnetkern 24 bzw. die Summe der durch die einzelnen Zweige 10, 12, 14 bewirkten magnetischen Flüsse im Magnetkern 24 aufgelistet, und in der rechten Spalte ist der Status angezeigt bzw., ob Funktionsfähigkeit gegeben ist (= OK) oder nicht (= Fail). Dem kann auch entnommen werden, dass dann, wenn der gesamte magnetische Fluss (ΣΦ) bzw. die Summe (ΣΦ) der einzelnen magnetischen Flüsse gleich "Null" ist, die Funktionsfähigkeit der Wechselstromschalter-Vorrichtung 1 gegeben ist bzw. als gegeben bewertet wird, und dann, wenn der gesamte magnetische Fluss (ΣΦ) bzw. die Summe (ΣΦ) der einzelnen magnetischen Flüsse ungleich "Null" ist, die Funktionsfähigkeit der Wechselstromschalter-Vorrichtung 1 nicht gegeben ist bzw. als nicht gegeben bewertet wird.
  • In der dritten bis letzten Spalte der zweiten Zeile der Tabellen in den 1 bis 3 ist jeweils der Fall dargestellt, dass die Wechselstromschalter-Vorrichtung 1 nicht funktionsbeeinträchtigt ist bzw. bei anliegender elektrischer (Wechsel-)Spannung und über alle Zweige 10, 12, 14 ein elektrischer Strom fließt.
  • Beispielhaft seien die Zeilen 2 und 3 der Tabelle aus 1 näher erläutert:
    Da im Fall der Zeile 2 die Funktionsfähigkeit gegeben ist, wie sich dann auch aus der letzten Spalte dieser Zeile ergibt, fließt durch jeden der drei Zweige 10, 12, 14 ein elektrischer Strom, und zwar jeweils 1/3 des Gesamtstroms In(t). Damit ergibt sich unter Anwendung des Ampèreschen-Gesetzes unter der Berücksichtigung des Wickelsinns der magnetischen Quellen w1·I1(t), w2·I2(t), w3·I3(t), wS·IS(t) in der Erfassungseinrichtung 30 für die Erfassung des im Magnetkern 24 fließenden magnetischen Flusses 26 w1·I1(t) – w2·I2(t) – w3·I3(t) + wS·IS(t) = Rm·Φ(t)
  • Mit der Reluktanz
    Figure 00070001
    des Magnetkerns, wobei
    Im = mittlere magnetische Wegflänge
    μ = (μ0·μr) Permeabilität
    Aeff = effektiver Kernquerschnitt
    und mit IS(t) = 0 (Windung offen) nachfolgender Zusammenhang
    Figure 00070002
  • Die an der Sekundärwicklung 34 auftretende Spannung der Signaleinrichtung 32 ist dann gemäß dem Faradayschen-Gesetz
    Figure 00070003
    ebenfalls 0.
  • Anzumerken ist, dass in den entsprechenden Spalten in Zeile 1 jeweils vereinfacht die Größen w1, w2 und w3 angegeben sind. Für den resultierenden magnetischen Fluss Φ(t) im Magnetkern 24 ergibt sich somit ein Wert von 0, wie in der vorletzten Spalte der Zeile 2 angegeben. Da hier für den Zustand ohne Funktionsbeeinträchtigung gerade das Kriterium Φ(t)=0 gilt, ist in der letzten Spalte der Zeile 2 gerade dieses festgehalten.
  • Weil der Zweig 10 unterbrochen ist, ist der elektrische Strom I1(t)=0 und für den resultierenden magnetischen Fluss 26 ergibt sich
    Figure 00080001
  • Die an der Sekundärwindung 34 auftretende Spannung der Signaleinrichtung 32 ist nun gemäß dem Faradayschen-Gesetz
    Figure 00080002
    d.h. von null verschieden. Folglich wird hier ein Fehler angezeigt.
  • Anzumerken ist, dass bezogen auf den Kurzschluss der Wert von 1/π auf den Einweggleichrichtereffekt (MOSFET inhärente Diode, des nicht-kurzgeschlossenen MOSFETs des betrachteten Zweiges) zurückzuführen ist.
  • Die Diagnoseeinrichtung 22 weist ferner eine Erfassungseinrichtung 30 für die Erfassung des in dem Kern 24 fließenden magnetischen Flusses auf, sowie eine Signaleinrichtung 32 für das Anzeigen von Funktionsbeeinträchtigungen und/oder des Zustands, dass keine Funktionsbeeinträchtigung gegeben ist. Gemäß den in den Fig. gezeigten Gestaltungen ist eine Sekundärwindung 34, die um den Magnetkern 24 gewickelt ist, sowohl Bestandteil der Erfassungseinrichtung 30 als auch Bestandteil der Signaleinrichtung 32.
  • Bei der Gestaltung gemäß 1 werden die Schalter 10, 12, 16 von MOSFETs (= Metalloxid Semiconductor Field Effect Transistor) gebildet. Eine solche Gestaltung mit MOSFETs ist in 1 beispielhaft mit drei parallel geschalteten Zweigen 10, 12, 14 gezeigt.
  • Bei den Gestaltungen gemäß den 2 und 3 werden die Schalter 10, 12, 16 von Relays gebildet. Eine solche Gestaltung mit Relays ist in 2 beispielhaft mit drei parallel geschalteten Zweigen 10, 12, 14 und in 3 beispielhaft mit zwei parallel geschalteten Zweigen 10, 12, 14 gezeigt.
  • Wie anhand der 1 bis 3 gezeigt wurde, wird ein Gesamtzustand eines statisch angesteuerten "Wechselstromschalters" geschaffen, der n parallel geschaltete Kontakte bzw.
  • Zweige aufweist bzw. der aus n parallel geschalteten Kontakten bzw. Zweigen besteht, wobei n eine natürliche Zahl ist.
  • Der magnetische Fluss in dem Magnetkern 24 wird gemäß den Ausführungsbeispielen bei gegebener Funktionsfähigkeit durch geschickte Wahl des Wickelsinns sowie der Windungszahl der beteiligten parallel liegenden Stromzweige kompensiert. Im nicht-kompensierten Fall wird an der Sekundärwindung ein "Fehlersignal" erzeugt. In alternativer Gestaltung kann auch vorgesehen sein, dass das System nicht auf den kompensierten Fall bzw. den Fall, in dem der magnetische Fluss gleich Null ist, abgestimmt ist, sondern auf einen magnetischen Fluss, der ungleich Null ist.
  • Wie insbesondere die Ausführungsbeispiele verdeutlichen, legt die Erfindung die Basis für eine Vielzahl an Vorteilen.
  • So wird eine sehr einfache, robuste und kostengünstige Möglichkeit der potentialfreien Fehlererkennung ermöglicht. Ferner wird eine Erhöhung der Betriebssicherheit sowie der Zuverlässigkeit und durch eine Schadenabwendung bzw. Schadenverringerung – insbesondere bei kritischen Anwendungen – ermöglicht. Ferner wird ermöglicht, dass Fehler eingegrenzt bzw. in komplexeren Systemen lokalisiert werden, was wiederum zu kundenfreundlicheren Systemen führen kann. Überdies wird ermöglicht, dass ein Fehlalarm bei externen Versorgungsspannungsunterbrechungen vermieden wird. Bei Einsatz von mechanisch betätigten. Schaltern bzw. Kontakten, wie z.B. Relais oder Schütz, kann Verschleiß dieser Schalter bzw. Kontakte bzw. eine hierdurch bewirkte Funktionsbeeinträchtigung ermittelt werden.
  • Gemäß einer erfindungsgemäßen Weiterbildung wird der magnetische Fluss in dem bzw. in einem Magnetkern durch geschickte Wahl des Wickelsinns sowie der Windungszahl der beteiligten parallel liegenden Stromzweige kompensiert. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein "Fehlersignal" an der Sekundärwindung im nicht-kompensierten Fall erzeugt wird.
  • 1
    Wechselstromschalter-Vorrichtung
    10
    Zweig
    12
    Zweig
    14
    Zweig
    16
    Kontakt bzw. Schalter
    18
    Kontakt bzw. Schalter
    20
    Kontakt bzw. Schalter
    22
    Diagnoseeinrichtung
    24
    Magnetkern
    26
    Pfeil (magnetischer Gesamtfluss)
    28
    Steuereinrichtung für Ansteuerung 16, 18, 20
    30
    Erfassungseinrichtung für die Erfassung des in 24 fließenden magnetischen Flusses
    32
    Signaleinrichtung für das Anzeigen von Funktionsbeeinträchtigungen und/oder des Zu
    stands, dass keine Funktionsbeeinträchtigung gegeben ist
    34
    Sekundärwindung

Claims (10)

  1. Wechselstromschalter-Vorrichtung zum wahlweisen Schließen und Unterbrechen von zumindest einer elektrisch leitenden Verbindung, wobei diese Wechselstromschalter-Vorrichtung wenigstens zwei parallel geschaltete Zweige (10, 12, 14) für einen jeweiligen Stromdurchfluss aufweist und wobei mehrere Schalter (16, 18, 20) vorgesehen sind, die jeweils einem der Zweige (10, 12, 14) zugeordnet sind, wobei mittels dieser Schalter (16, 18, 20) jeweilige elektrisch leitende Verbindungen schließbar und unterbrechbar sind, die einen Stromdurchfluss durch den jeweiligen Zweig (10 bzw. 12 bzw. 14) ermöglichen, dem dieser jeweilige Schalter (16, 18, 20) zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Diagnoseeinrichtung (22) für die Ermittlung der Funktionsfähigkeit der Wechselstromschalter-Vorrichtung (1) vorgesehen ist.
  2. Wechselstromschalter-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinrichtung (22) einen Magnetkern (24) aufweist und jeder der Zweige (10, 12, 14) mit einer jeweiligen, diesem jeweiligen betreffenden Zweig (10 bzw. 12 bzw. 14) zugeordneten Anzahl an Windungen sowie einem jeweiligen, diesem jeweiligen betreffenden Zweig (10 bzw. 12 bzw. 14) zugeordneten Wickelsinn um diesem Magnetkern (24) gewickelt sind, so dass mittels dieses jeweiligen Zweiges (10 bzw. 12 bzw. 14) jeweils ein magnetischer Fluss im Magnetkern (24) erzeugt wird, wenn der jeweils betreffende Zweig (10 bzw. 12 bzw. 14) von einem elektrischen Strom durchflossen wird, wobei die Diagnoseeinrichtung (22) ferner eine Erfassungseinrichtung (30) für die Erfassung des in dem Kern (24) fließenden magnetischen Flusses aufweist oder mit einer solchen Erfassungseinrichtung (30) zusammenwirkt.
  3. Wechselstromschalter-Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Wickelsinn und die Anzahl an Windungen der verschiedenen Zweige (10 bzw. 12 bzw. 14) derart aufeinander abgestimmt sind, dass der magnetische Fluss im Magnetkern (24) einen vorbestimmten Wert annimmt, wenn die Funktionsfähigkeit der Wechselstromschalter-Vorrichtung (1) gegeben ist und die Schalter (16, 18, 20) jeweils geschlossen sind.
  4. Wechselstromschalter-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieser vorbestimmte Wert von der durch die Wechselstromschalter-Vorrichtung (1) aktuell fließenden Stromstärke abhängt.
  5. Wechselstromschalter-Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieser vorbestimmte Wert stets "Null" ist, und zwar insbesondere unabhängig von der durch die Wechselstromschalter-Vorrichtung (1) aktuell fließenden Stromstärke.
  6. Wechselstromschalter-Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Diagnoseeinrichtung (22) für Erzeugung eines Fehlersignals bei detektierter Funktionsbeeinträchtigung der Wechselstromschalter-Vorrichtung (1) eine Signaleinrichtung (32) aufweist oder mit einer solchen Signaleinrichtung (32) zusammenwirkt.
  7. Wechselstromschalter-Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese Signaleinrichtung (32) eine um den Magnetkern (24) gewickelte Sekundärwindung (34) aufweist.
  8. Wechselstromschalter-Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Windungen sowie der Wickelsinn der verschiedenen Zweige (10, 12, 14) derart abgestimmt sind, dass zumindest bei bekannter, durch die Wechselstromschalter-Vorrichtung (1) fließender Stromstärke anhand des magnetischen Flusses im Magnetkern (24) eindeutig bestimmbar ist, ob und in welchem der Zweige (10, 12, 14) mit dem diesem zugeordneten Schalter (16, 18, 20) eine Funktionsbeeinträchtigung gegeben ist.
  9. Verfahren zur Überwachung oder Diagnose der Funktionsfähigkeit einer, insbesondere entsprechend einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildeten, Wechselstromschalter-Vorrichtung (1) mit den Schritten: – Überprüfen oder Überwachen des im Magnetkern (24) gegebenen magnetischen Flusses, oder eines von diesem magnetischen Flusses abhängigen Kennwertes; – Feststellen, dass eine Funktionsbeeinträchtigung der Wechselstromschalter-Vorrichtung (1) gegeben ist, wenn der magnetische Fluss bzw. der von diesem magnetischen Kennwert abhängige Kennwert von einem vorbestimmten Wert abweicht.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Wert so ist, dass er eine Kompensation der im Magnetkern (24) gegebenen, mittels der Zweige (10, 12, 14) bewirkten magnetischen Flüsse anzeigt.
DE200610042917 2006-09-13 2006-09-13 Wechselstromschalter-Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung oder Diagnose der Funktionsfähigkeit einer Wechselstromschalter-Vorrichtung Withdrawn DE102006042917A1 (de)

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