DE102009050806A1 - Stromabhängige Auslöseschaltung - Google Patents

Abstract

Es wird eine stromabhängige Auslöseschaltung vorgeschlagen, die ein bestmögliches Linearitätsverhalten bei Minimierung von Energieverlusten und Hardwareaufwand aufweist. Im Detail weist die stromabhängige Auslöseschaltung eine Stromabnehmerkomponente auf, die ein ohmscher Stromdetektor (D) ist. Dem ohmschen Stromdetektor (D) ist eine Gleichrichterkomponente nachgeschaltet, die ein aktiver Gleichrichter (AG) ist. Dem aktiven Gleichrichter (AG) wiederum ist eine Auswertekomponente nachgeschaltet, die eine Auswerteelektronik (AE) ist. Schließlich ist der Auswerteelektronik (AE) eine Auslösekomponente nachgeschaltet, die ein Auslöseaktuator (AA) ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine stromabhängige Auslöseschaltung gemäß dem Oberbegriff des einzigen Anspruchs.
• Die Anforderungen an die elektromagnetischen Eigenschaften von Stromwandlern sind sehr hoch, wenn sie nicht rein ohmsch belastet werden.
• Allgemein bekannt ist, dass elektronische Motorschutzgeräte, allgemein als eine elektronische Auslöseschaltung angesehen, mit einem Strommesswiderstand, einem so genannten Shunt, oder einem Stromwandler arbeiten. Bei einem elektronischen Überlastrelais als ein Beispiel für ein solches elektronisches Motorschutzgerät wird die Auswertekomponente beispielsweise über integrierte Stromwandler mit der benötigten Energie versorgt. Dazu wird ein Brückengleichrichter verwendet, dessen jeweilige positive Halbwelle für die eigentliche Spannungsversorgung und dessen jeweilige negative Halbwelle für die Signaldetektion herangezogen wird. Die jeweilige negative Halbwelle wird dann von einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung, einem so genannten ASIC (Application Specific Integrated Circuit), mit sehr geringem Stromverbrauch verarbeitet, wobei das ASIC auf dieses Signal normiert ist. Das Auswertesignal ist dabei sehr klein. Es beträgt nur einige mV Spannung. Die Gleichrichtung muss daher im Strompfad der Sekundärwicklung des Stromwandlers erfolgen, um Spannungsverluste zu vermeiden.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von einer Auslöseschaltung der eingangs genannten Art diese in der Weise technisch zu realisieren, dass ein bestmögliches Linearitätsverhalten bei Minimierung von Energieverlusten und Hardwareaufwand erzielt ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine stromabhängige Auslöseschaltung gelöst, die die im Kennzeichen des einzigen Anspruchs angegebenen Merkmale aufweist.
• Danach weist die stromabhängige Auslöseschaltung als Stromabnehmerkomponente einen ohmschen Stromdetektor, als Gleichrichterkomponente einen aktiven Gleichrichter, als Auswertekomponente eine Auswerteelektronik und als Auslösekomponente einen Auslöseaktuator auf.
• Damit ist bezüglich des Messsignals eine ohmsche Beschaltung der Stromwandler realisiert mit nachgeschalteter aktiver Gleichrichtung.
• In fremdversorgten stromabhängigen Auslöseschaltungen wird die positive Halbwelle für eine Spannungsversorgung nicht benötigt. Die Stromwandler können somit ohmsch angekoppelt werden und weisen damit eine deutlich verbesserte Linearität auf. Das Messsignal wird aktiv gleichgerichtet. Durch die aktive Gleichrichtung treten keine erhöhten Energieverluste auf, so wie dies bei Brückengleichrichtern der Fall ist. Damit kann das aktiv gleichgerichtete Messsignal im gleichen vorhandenen ASIC-Baustein ausgewertet werden, was zu einer Hardwareminimierung führt.
• Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.
• Darin zeigt die einzige Figur eine stromabhängige Auslöseschaltung, die eine Stromabnehmerkomponente aufweist, die ein ohmscher Stromdetektor D ist. Weiter weist die stromabhängige Auslöseschaltung dem ohmschen Stromdetektor D nachgeschaltet eine Gleichrichterkomponente auf, die ein aktiver Gleichrichter AG ist. Die stromabhängige Auslöseschaltung weist ferner dem aktiven Gleichrichter AG nachgeschaltet eine das vom aktiven Gleichrichter AG erhaltene Signal auswertende Auswertekomponente auf, die eine entsprechende Auswerteelektronik AE ist. Schließlich weist die stromabhängige Auslöseschaltung der Auswerteelektronik AE nachgeschaltet eine Auslösekomponente auf, die ein nach einer vorgegebenen Funktion arbeitender Auslöseaktuator AA ist.
• Die gemäß der einzigen Figur gezeigte stromabhängige Auslöseschaltung ist an einen Strompfad SPF angekoppelt, über den ein Storm I fließt, in dessen Abhängigkeit die vorliegende Auslöseschaltung arbeitet. Dabei detektiert der ohmsche Stromdetektor D der Auslöseschaltung den Strom I vom Strompfad SPF und erzeugt ein Signal, das in der Figur am Ausgang des Stromdetektors D qualitativ angezeigt ist. Aus diesem Signal erzeugt der aktive Gleichrichter AG weiter ein Signal, das in der Figur am Ausgang des aktiven Gleichrichters AG qualitativ angezeigt ist. Das von dem aktiven Gleichrichter AG erzeugte Signal wird von der Auswerteelektronik AE dann nach vorgegebenen Kriterien ausgewertet. Entsprechend dem Ergebnis dieser Auswertung erzeugt die Auswerteelektronik AE zur entsprechenden Steuerung des Auslöseaktuators AA ein entsprechendes Signal. Im gegebenen Fall schaltet beispielsweise infolge des entsprechenden Signals der Auswerteelektronik AE der Auslöseaktuator AA ein Motorschutzrelais ab, um auf diese Weise beispielsweise einen Elektromotor vor einer elektrischen Überlast zu schützen.

Claims (1)

1. Stromabhängige Auslöseschaltung, aufweisend eine Stromabnehmerkomponente, eine der Stromabnehmerkomponente nachgeschaltete Gleichrichterkomponente, eine der Gleichrichterkomponente nachgeschaltete Auswertekomponente und eine der Auswertekomponente nachgeschaltete Auslösekomponente, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromabnehmerkomponente ein ohmscher Stromdetektor (D) ist, dass die Gleichrichterkomponente ein aktiver Gleichrichter (AG) ist, dass die Auswertekomponente eine Auswerteelektronik (AE) ist und dass die Auslösekomponente ein Auslöseaktuator (AA) ist.