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Die
Erfindung betrifft einen Motorantrieb für einen Leistungsschalter.
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Mittels
eines Motorantriebs kann eine Betätigung einer Handhabe (z. B.
ein Kipphebel) bzw. eines Schaltschlosses des Leistungsschalters
sowohl im Local-Betrieb als auch im Remote-Betrieb ermöglicht werden.
Der Leistungsschalter weist hierbei üblicherweise die Schaltzustände On,
Off und TRIP auf.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Motorantrieb für einen
Leistungsschalter zu verbessern.
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Erfindungsgemäß wird diese
Aufgabe gelöst durch
die Vorrichtung gemäß Anspruch
1, d. h. durch einen Motorantrieb für einen Leistungsschalter,
wobei der Motorantrieb einen Mitnehmer, welcher dazu ausgebildet
ist, durch eine Änderung
seiner Position gegenüber
einer Handhabe des Leistungsschalters eine Schaltzustandesänderung
der Handhabe herbeizuführen,
einen Elektromotor, welcher dazu ausgebildet ist, eine Änderung
der Position des Mitnehmers herbeizuführen, und einen Prozessor welcher dazu
ausgebildet ist, den Motorantrieb zu steuern, aufweist.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Unteransprüchen 2 bis
11 definiert.
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Der
Motorantrieb, welcher einen Elektromotor aufweist, kann mit seinem
Mitnehmer mindestens zwei Positionen anfahren. Erfolgt eine Änderung
der Position des Mitnehmers, so wird die Schaltzustandesänderung
herbeigeführt
und die Handhabe des Leistungsschalters wird geschaltet. In Abhängigkeit der
jeweiligen Position des Mitnehmers liegt somit ein Schaltzustand
der Handhabe vor. Die Steuerung eines derartigen Elektromotors erfolgt
normalerweise mittels eines Logikgatters. Hierbei werden mechanische
Schalter, wie beispielsweise Dioden, Transistoren, Relais, etc.,
des Motorantriebs miteinander derart verschaltet, dass das erwünschte Verhalten
bzw. die erwünscht
Logik des Motorantriebs hinsichtlich vorliegender Signale erzielt
wird. Ein vorliegendes Signal kann beispielsweise der Befehl zum Öffnen oder Schließen der
Handhabe des Leistungsschalters von einem Taster oder von einem
Fernsignal sein. Diese Verschaltung mittels Logikgatter ist sehr
komplex und erfordert ein Verbauen mehrerer Bauelemente in dem Motorantrieb.
Die jeweiligen Bauelemente werden üblicherweise je nach vorhandenem
Platz in dem Motorantrieb verbaut.
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Dadurch,
dass erfindungsgemäß der Motorantrieb
den Prozessor, insbesondere einen Mikroprozessor, aufweist, wird
das aufwendige Verbauen und Verschalten des Logikgatters überflüssig. Die
Logik des Motorantriebs wird durch den Prozessor abgebildet, folglich
erfolgt die Steuerung des Motorantriebs und somit die Steuerung
des Elektromotors, welcher den Mitnehmer ansteuert mittels des Prozessors.
Der Mitnehmer betätigt
letztendlich die Handhabe des Leistungsschalters. Der Vorteil besteht
darin, dass die aufwendige Abbildung der Logik mittels eines üblicherweise
implementierten Logikgatters in dem Motorantrieb überflüssig wird,
da mit Hilfe des Prozessors die erwünschte Verschaltung bzw. die
erwünschte
Logik abgebildet werden kann.
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Dieser
Prozessor kann zudem für
die unterschiedlichen Baugrößen der
jeweiligen Motorantriebe eingesetzt werden. Eine aufwendige separate
Abbildung des Logikgatters hinsichtlich der unterschiedlichen Bauformen
entfällt.
Durch den Einsatz des Prozessors können somit Kosten eingespart
werden. Des Weiteren kann eine nachträgliche Bearbeitung der implementierten
Logik im Prozessor leicht geändert
werden. Dies ist bei den herkömmlichen
Logikgattern nur mit sehr hohem Aufwand realisierbar.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass das Verhalten des Motorantriebes
hinsichtlich unterschiedlicher Szenarien einfacher eingestellt werden kann.
Es kann beispielsweise mittels des Prozessors vorgegeben werden,
wie sich der Motorantrieb nach einem Stromausfall verhalten soll.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist der Prozessor dazu ausgebildet einen Lokal-Betrieb
und einen Remote-Betrieb des Motorantriebs zu steuern.
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Üblicherweise
kann mittels eines Funktionsschiebers des Motorantriebs der jeweilige
Betriebsmodus des Motorantriebs eingestellt werden. Hierbei weist
der Motorantrieb normalerweise einen Handbetrieb, d. h. eine rein
mechanische Betätigung
des Mitnehmers ohne Motor, einen Lokal Betrieb, d. h. einen Betrieb
des Mitnehmers durch den Elektromotor anhand erzeugter Signale durch
einen Taster am Motorantrieb, und einen Remote-Betrieb, d. h. einen
Betrieb des Mitnehmers durch den Elektromotor anhand vorliegender
Fernsignale, auf. Dadurch, dass insbesondere der Remote-Betrieb
und der Lokal-Betrieb mittels des Prozessors gesteuert werden, kann
eine einheitliche Steuerung des Motorantriebs einfach realisiert
werden und somit erfolgen.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
der Prozessor dazu ausgebildet zeitabhängige und/oder wegabhängige Ereignisse
des Leistungsschalters zu überwachen.
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Hierdurch
kann eine optimale Analyse und Überwachung
des Motorantriebs, insbesondere hinsichtlich seiner Laufzeit, seiner
Verzögerungen
und seiner Wegposition erfolgen. Eine nachträgliche Auswertung anhand gesammelter
Daten ist möglich,
was beispielsweise hinsichtlich einer Fehleranalyse von großem Nutzen
ist.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
der Prozessor dazu ausgebildet unzulässige Bedienabfolgen zu verhindern.
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Hierbei
ist es vorteilhaft, wenn der Motorantrieb je nach geschaltetem.
Betriebsmodus nur Signale bzw. Befehle des geschalteten Betriebmodus annimmt
bzw. durchführt.
Im Lokal-Betrieb ist es beispielsweise erwünscht, dass eintreffende Remote-Befehle/Fernsignale
ignoriert werden und somit nicht zu einer Änderung der Anordnung des Mitnehmers
führen.
Diese erforderliche Logik des Motorantriebs kann durch den Prozessor
einfach abgebildet und realisiert werden.
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Ferner
können
durch den Prozessor zusätzliche
Sicherheitsmechanismen eingebaut werden, wodurch beispielsweise
ein unbefugtes Schalten verhindern werden kann. Dies kann zum Beispiel
durch das Implementieren von Sicherheitscodes oder Tastenkombinationen
gelöst
werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist
der Motorantrieb mindestens ein Eingabemittel auf, wobei das Eingabemittel dazu
ausgebildet ist Signale an den Prozessor auszugeben.
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Das
Eingabemittel ist beispielsweise ein Taster. Dieser Taster erzeugt
bei seiner Betätigung
ein Tastersignal. Dieses Tastersignal kann zum Beispiel eine Auslösung des
Leistungsschalters in die Off-Stellung signalisieren. Liegt nun
ein derartiges Tastersignal dem Prozessor vor, so steuert der Prozessor
den Taster derart an, dass der Mitnehmer in die Position bewegt
wird, welche eine Schaltung der Handhabe des Leistungsschalters
in den Off-Zustand verursacht. Ebenso ist es denkbar, dass mittels des
Eingabemittels eine Parametrierung des Motorantriebs erfolgen kann.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist
der Motorantrieb eine Leiterplatte auf, wobei sich auf der Leiterplatte
der Prozessor befindet.
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Durch
das Verbauen der Leiterplatte kann eine geordnete und strukturierte
Anordnung und Verschaltung der Bauelemente des Motorantriebs erfolgen.
Dies stellt insbesondere für
die Fertigung eine enorme Erleichterung dar.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung befindet
sich auf der Leiterplatte mindestens ein Mikroschalter, wobei der
Mikroschalter dazu ausgebildet ist, die Position des Mitnehmers zu
ermitteln.
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Hierbei
wird vorzugsweise die Position des Mitnehmers über eine Wegabfrage des Elektromotors
ermittelt. Dadurch, dass der Mikroschalter die aktuelle Stellung/Position
des Mitnehmers ermitteln kann, kann dem Prozessor ”mitgeteilt” werden,
welcher Schalterzustand der Leistungsschalter gerade aufweist. Der
Leistungsschalter weist üblicherweise einen
ON, OFF und TRIP Schalterzustand auf. Der aktuelle Schaltzustand
des Leistungsschalters sollte am Motorantrieb gut sichtbar angezeigt
werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
auf der Leiterplatte ein Kommunikationsmittel angebracht, wobei
das Kommunikationsmittel dazu ausgebildet ist, einen Datenzugriff eines
externen Geräts
auf Daten des Prozessors zu ermöglichen.
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Ein
externes Gerät
kann hierbei beispielsweise ein PDA, eine dezentrale Peripherie,
ein Labtop, etc. sein. Im Remote-Betrieb erfolgt die Steuerung des
Motorantriebs mittels der externen Geräte. Sendet beispielsweise ein
Labtop einen ”Off-Befehl” an den
Motorantrieb so führt
dies zu einer Abschaltung des Leistungsschalters über den
Motorantrieb.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
auf der Leiterplatte ein Gleichrichter zur Versorgung des Prozessors
mit Gleichstrom angebracht.
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Hierdurch
wird ein geordnetes Verbauen der erforderlichen Bauteile des Motorantriebs
ermöglicht. Ebenso
ist es vorteilhaft, wenn mittels des Gleichrichters zudem der Elektromotor
mit Gleichstrom versorgt wird.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
die Leiterplatte mit einem Bauteil zur Entstörung bestückt.
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Durch
ein derartiges Bauteil wird die Eigenschaft des Motorantriebs hinsichtlich
der elektromagnetischen Verträglichkeit
(EMV) verbessert. Eine unerwünschte
Störung
anderer Geräte
sowie des Motorantriebs selbst durch elektrische oder elektromagnetische
Effekte der Komponenten des Motorantriebs kann hierdurch vermieden
werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist
ein Leistungsschalter den Motorantrieb auf.
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Im
Folgenden werden die Erfindung und Ausgestaltung der Erfindung anhand
der in den Figuren dargestellten Ausführungsformen näher beschrieben
und erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung eines Motorantriebs, welcher auf einem
Leistungsschalter montiert ist, und
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2 eine
schematische Darstellung des Motorantriebs aus 1,
wobei eine Abdeckung des Motorantriebs entfernt ist und eine bestückte Leiterplatte
sichtbar ist.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Motorantriebs 2, welcher
auf einem Leistungsschalter 1 montiert ist. Hierbei ist
der Motorantrieb 2 mittels Befestigungselemente 15 an
dem Leistungsschalter 1 befestigt. Der Leistungsschalter 1 kann drei
unterschiedliche Schaltzustände
aufweisen, nämlich
On, Off und TRIP. Der TRIP Zustand beschreibt den Zustand nach einer
Abschaltung des Leistungsschalters. Hierdurch können Endanwender erkennen,
dass eine Abschaltung des Leistungsschalters 1 erfolgte.
Auf diese Weise kann ein versehentliches Schalten des Leistungsschalters 1 verhindert
werden. Über
eine Handhabe des Leistungsschalters 1 können insbesondere
die Schaltzustände On
und Off geschalten werden.
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Der
Motorantrieb 2 weist einen Mitnehmer, ein Elektromotor
und einen Prozessor auf. Mithilfe des Mitnehmers wird eine Kraft
des Elektromotors an die Handhabe des Leistungsschalters 1 übertragen und
somit die Handhabe betätigt.
Hierbei ist darauf zu achten, dass wenn der Elektromotor mittels
des Mitnehmers an der Handhabe auf „Block” fährt, die vom Motorantrieb 2 aufgebrachte
Kraft nicht dazu führt,
dass die Handhabe abgebrochen wird. Der Motorantrieb 2 weist
zudem eine Anzeigeeinheit 11 auf. Diese Anzeigeeinheit 11 visualisiert
den aktuellen Schalterzustand des Leistungsschalters 1.
Der Motorantrieb 2 kann unterschiedliche Betriebszustände aufweisen.
Mittels eines Funktionsschiebers 13 kann der jeweilige
Betriebszustand des Motorantriebs gesetzt werden. Hierbei kann ein
Handbetrieb, ein Remote-Betrieb und ein Lokal-Betrieb gewählt werden. Im Handbetrieb
erfolgt die Betätigung
des Mitnehmers rein mechanische und somit ohne Motor. Im Remote-Betrieb
erfolgt anhand vorliegender Fernsignale die Betätigung des Mitnehmers durch
den Elektromotor. Fernsignale sind Signale, welche durch externe
Geräte
an den Motorantrieb 2 gesendet werden. Wird beispielsweise
mittels einer dezentralen Peripherie ein Abschaltsignal für den Leistungsschalter 1 an
den Motorantrieb 2 gesandt, so liegt ein Off-Fernsignal vor, welches
von dem Prozessor verarbeitet wird und letztendlich zu einer Abschaltung
des Leistungsschalters 1 führt. Im Lokal-Betrieb werden
die Steuersignale für
den Prozessor mittels eines Eingabemittels in diesem Fall mittels
eines Tasters 6 erzeugt. Mittels des Tasters wird im Lokal-Betrieb der Motorantrieb 2 gesteuert
und abhängig
von dem vorliegenden Betriebszustand des Leistungsschalters 1 wird
der Mitnehmer in die angewählte
Position gefahren. Wird zum Beispiel mittels des Tasters 6 ein Off-Signal
generiert, so wird dieses Signal dem Prozessor zur weiteren Verarbeitung
zugesandt. Durch den Funktionsschieber 13 wird somit der
aktuelle Betriebsmodus des Motorantriebs 2 eingestellt.
Hierdurch erfolgt eine Bestimmung hinsichtlich der zulässigen Signale.
Im Remote-Betrieb wird zum Beispiel das Betätigen des Tasters ignoriert,
da hierbei lediglich die Fernsignale berücksichtigt werden. Der Taster
ist somit durch den Remote-Betrieb
elektrisch verriegelt. Im Lokal-Betrieb hingegen sind die Fernsignale
nicht wirksam. Eine derartige Einstellung des Motorantriebs 2 hinsichtlich
der „Berechtigung” unterschiedlicher
Signale kann im Vergleich zu einem Logikgatter mit einem Prozessor
besser und einfacher realisiert werden.
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Liegen
nun Signale dem Prozessor vor, so werden diese mittels des Prozessors
verarbeitet und sofern erforderlich wird ein Befehl an den Elektromotor
ausgegeben. Durch den Prozessor wird somit das ansonsten erforderliche
Logikgatter, welches in einem herkömmlichen Motorantrieb insbesondere durch
Dioden, Transistoren, Relais abgebildet wird ersetzt.
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Der
Prozessor sorgt dafür,
dass der Elektromotor und somit der Mitnehmer die Position einnimmt bzw.
inne hat, welche der erwünschten
Schalterstellung der Handhabe entspricht.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung des Motorantriebs 2 aus 1,
wobei eine Abdeckung des Motorantriebs 2 entfernt ist und
eine bestückte
Leiterplatte 3 des Motorantriebs 2 sichtbar ist. Dadurch,
dass die Leiterplatte 3 mit den einzelnen Bauelementen,
wie Prozessor 4, Mikroschalter 5, Signalgeber 7 des
Tasters, Kommunikationsmittel 8, Gleichrichter 9,
Bauteil zur Entstörung 10,
Anzeigesignalgeber 12, Funktionssignalgeber 14,
bestückt
ist, kann eine strukturierte und platzsparende Verbauung der einzelnen
Bauelemente erfolgen. Das geordnete Anordnen und Platzieren der
Bauelemente auf der Leiterplatte 3 stellt eine wesentliche
Erleichterung für die
Fertigung eines Motorantriebs 2 dar.
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Durch
den Prozessor 4 kann das üblicherweise erforderliche
Logikgatter abgebildet und somit ersetzt werden. Der Vorteil besteht
insbesondere darin, dass der Prozessor 4 unabhängig der
jeweiligen Baugröße des Motorantriebs 2 verbaut
werden kann und durch den Prozessor 4 eine einfachere Steuerung
und verbesserte Überwachung
des Motorantriebes 4 erfolgen kann. Der Mikroschalter 5 ist
dazu ausgebildet die jeweilige Position des Mitnehmers zu ermitteln.
Dies erfolgt mittels einer Wegabfrage des Elektromotors. Der Signalgeber 7 sendet
bei einer Betätigung
des Tasters ein Signal an den Prozessor 4, so dass der
Prozessor 4 das vorliegende Signal weiterverarbeiten kann
und ggf. den Elektromotor ansteuert. Das Kommunikationsmittel 8 ist
dazu ausgebildet mit externen Geräten zu kommunizieren. Mithilfe
des Kommunikationsmittels 8 können Fernsignale empfangen
und an den Prozessor 4 weitergegeben werden. Das Kommunikationsmittel 8 ermöglicht somit
die Remote-Funktion des Motorantriebs 4. Der Gleichrichter 9 sorgt
für eine
Energieversorgung des Prozessors 4 sowie des Elektromotors
mit Gleichstrom. Das Bauteil zur Entstörung 10 sorgt für eine verbesserte
EMV des Motorantriebs 2. Anhand des Anzeigesignalgebers 12 wird
der jeweilige Anzeigezustand der Anzeigeinheit signalisiert. Der
jeweilige Anzeigezustand wird von dem Prozessor 4 dem Anzeigesignalgeber 12 ausgegeben.
Mithilfe des Funktionssignalgebers 14 wird der vorliegende
Betriebszustand des Motorantriebs 2 dem Prozessor 4 übermittelt.
