DE102016116517A1 - Method and device for disconnecting an AC voltage circuit in case of undervoltage - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung (A) zum Trennen eines mit einer mehrphasigen Wechselspannung (U1...U3) versorgten, geschützten Schaltkreises (K) bei Unterspannung offenbart. Die Vorrichtung (A) umfasst einen Mikroprozessor/Mikrocontroller (μC) zur Ausführen des Verfahrens. Dabei wird ein Ist-Spannungsverlaufs für jede Phase (L1...L2), beinhaltend jeweils mehrere Messpunkte (MP) pro Periode, ermittelt. In Folge wird der Ist-Spannungsverlaufs (U1...U3) mit einem Soll-Spannungsverlauf und/oder ein vom Ist-Spannungsverlauf abgeleiteten Ist-Parameters mit einem Soll-Parameter verglichen. Überschreitet die Abweichung zwischen Ist-Spannungsverlauf (U1...U3) und Soll-Spannungsverlauf beziehungsweise die Abweichung zwischen Ist-Parameter und Soll-Parameter einen Schwellwert in Richtung Unterspannung, dann wird der geschützten Schaltkreises (K) von der Wechselspannung (U1...U3) getrennt.A method and an apparatus (A) for disconnecting a protected circuit (K) supplied with a polyphase alternating voltage (U1 ... U3) in case of undervoltage are disclosed. The device (A) comprises a microprocessor / microcontroller (μC) for carrying out the method. In this case, an actual voltage curve is determined for each phase (L1... L2), including a plurality of measuring points (MP) per period. In consequence, the actual voltage profile (U1... U3) is compared with a desired voltage profile and / or an actual parameter derived from the actual voltage profile with a desired parameter. If the deviation between the actual voltage curve (U1... U3) and the desired voltage curve or the deviation between the actual parameter and the desired parameter exceeds a threshold value in the direction of undervoltage, then the protected circuit (K) is replaced by the alternating voltage (U1). .U3) separately.
Description
TECHNISCHES GEBIET TECHNICAL AREA
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Trennen eines elektrischen, mit einer mehrphasigen Wechselspannung versorgten, geschützten Schaltkreises bei Unterspannung. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Schaltgerät mit einer Vorrichtung der genannten Art und einem von dieser Vorrichtung angesteuerten und zwischen dem geschützten Schaltkreis und der Wechselspannungsversorgung liegenden Schalter. The invention relates to a method and a device for disconnecting an electrical, supplied with a polyphase AC voltage, protected circuit in case of undervoltage. Furthermore, the invention relates to a switching device with a device of the type mentioned and a controlled by this device and lying between the protected circuit and the AC power switch.
STAND DER TECHNIK STATE OF THE ART
Die genannte Vorrichtung ist aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, insbesondere unter dem Begriff "Unterspannungsauslöser". Beispielsweise offenbart die
Die
Die
Ein Problem an den bekannten Anordnungen beziehungsweise Auslöseverfahren ist die Tatsache, dass die Bedingungen für die Auslösung nur schwer parametrier- und anpassbar sind. Zudem sind die bekannten Anordnungen und Auslöseverfahren relativ langsam. Das heißt, die Zeit zwischen dem Auftreten einer Unterspannung und dem tatsächlichen Trennen des geschützten Schaltkreises ist relativ lang. A problem with the known arrangements or tripping methods is the fact that the conditions for tripping are difficult to parameterize and adapt. In addition, the known arrangements and tripping methods are relatively slow. That is, the time between the occurrence of undervoltage and the actual disconnection of the protected circuit is relatively long.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG DISCLOSURE OF THE INVENTION
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Trennen eines elektrischen, mit einer mehrphasigen Wechselspannung versorgten, geschützten Schaltkreises bei Unterspannung anzugeben. Insbesondere soll die Anordnung beziehungsweise das Auslöseverfahren leicht parametrier- und anpassbar sein, und die Trennung des geschützten Schaltkreises soll schnell erfolgen können. An object of the invention is therefore to provide an improved method and an improved device for disconnecting an electrical, supplied with a polyphase AC voltage protected circuit in case of undervoltage. In particular, the arrangement or the triggering method should be easy to parameterize and adapt, and the separation of the protected circuit should be able to be done quickly.
Die Aufgabe der Erfindung wird mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, umfassend die Schritte:
- – Messen eines Ist-Spannungsverlaufs für jede Phase, wobei jeweils mehrere Messpunkte pro Periode ermittelt werden,
- – Vergleichen des Ist-Spannungsverlaufs mit einem Soll-Spannungsverlauf und/oder zumindest eines vom Ist-Spannungsverlauf abgeleiteten Ist-Parameters mit zumindest einem Soll-Parameter und
- – Trennen des geschützten Schaltkreises von der Wechselspannung, wenn die Abweichung zwischen Ist-Spannungsverlauf und Soll-Spannungsverlauf einen ersten vorgebbaren Schwellwert und/oder die Abweichung zwischen dem zumindest einen Ist-Parameter und dem zumindest einen Soll-Parameter einen zweiten vorgebbaren Schwellwert in Richtung Unterspannung überschreitet.
- Measuring an actual voltage profile for each phase, wherein in each case a plurality of measuring points per period are determined,
- - Comparing the actual voltage curve with a desired voltage profile and / or at least one of the actual voltage profile derived actual parameter with at least one desired parameter and
- - Disconnect the protected circuit of the AC voltage when the deviation between the actual voltage waveform and target voltage waveform a first predetermined threshold and / or the deviation between the at least one actual parameter and the at least one desired parameter, a second predetermined threshold in the direction of undervoltage exceeds.
Weiterhin wird die Aufgabe der Erfindung mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, umfassend einen Furthermore, the object of the invention with a device of the type mentioned above, comprising a
- – Mikroprozessor oder Mikrocontroller, welcher dazu ausgebildet ist, für jede Phase einen Ist-Spannungsverlauf, enthaltend jeweils mehrere Messpunkte pro Periode, zu messen oder zu erfassen, den Ist-Spannungsverlauf mit einem Soll-Spannungsverlauf und/oder zumindest einen vom Ist-Spannungsverlauf abgeleiteten Ist-Parameter mit zumindest einem Soll-Parameter zu vergleichen, und eine Trennung des geschützten Schaltkreises von der Wechselspannung auszulösen, wenn die Abweichung zwischen Ist-Spannungsverlauf und Soll-Spannungsverlauf einen ersten vorgebbaren Schwellwert und/oder die Abweichung zwischen dem zumindest einen Ist-Parameter und dem zumindest einen Soll-Parameter einen zweiten vorgebbaren Schwellwert in Richtung Unterspannung überschreitet. - Microprocessor or microcontroller, which is adapted to measure for each phase an actual voltage waveform, each containing a plurality of measurement points per period, or to capture the actual voltage waveform with a desired voltage waveform and / or at least one derived from the actual voltage waveform Actual parameter to compare with at least one desired parameter, and to trigger a separation of the protected circuit of the AC voltage when the deviation between the actual voltage waveform and target voltage waveform a first predetermined threshold and / or the deviation between the at least one actual parameter and the at least one desired parameter exceeds a second predefinable threshold in the direction of undervoltage.
Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung mit einem Schaltgerät gelöst, das eine Vorrichtung der oben genannten Art aufweist sowie einen von dieser Vorrichtung angesteuerten und zwischen dem geschützten Schaltkreis und der Wechselspannungsversorgung liegenden Schalter. Insbesondere kann die genannte Vorrichtung im Gehäuse des Schaltgeräts untergebracht sein. Das heißt, die Vorrichtung kann im Schaltgerät integriert sein. Finally, the object of the invention is achieved with a switching device which has a device of the abovementioned type and a switch driven by this device and located between the protected circuit and the alternating voltage supply. In particular, said device can be housed in the housing of the switching device. That is, the device may be integrated in the switching device.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist das Verfahren und die Vorrichtung zum Trennen eines Wechselspannungs-Schaltkreises leicht parametrierbar und an unterschiedliche Auf- und Vorgaben anpassbar. Zudem kann die Trennung des geschützten Schaltkreises vergleichsweise schnell erfolgen. Durch die digitale Verarbeitung ist das Verfahren auch robust gegenüber Temperaturschwankungen und altersbedingter Degradation. The proposed measures, the method and apparatus for separating an AC circuit can be easily parameterized and adapted to different conditions and specifications. In addition, the separation of the protected circuit can be done comparatively quickly. This is through digital processing Method also robust against temperature fluctuations and age-related degradation.
Als "Mikroprozessoren" werden Halbleiterchips bezeichnet, in denen ein Algorithmus abgearbeitet wird. Als "Mikrocontroller" werden Halbleiterchips bezeichnet, die einen Prozessor und zugleich auch Peripheriefunktionen enthalten. Zumeist befindet sich auch der Arbeits- und Programmspeicher teilweise oder komplett auf demselben Chip. Die Abgrenzung zwischen Mikroprozessor und Mikrocontroller ist schwierig beziehungsweise kaum möglich. Im Rahmen der Erfindung werden die beiden Begriffe daher synonymisch gebraucht und sind daher untereinander austauschbar. "Microprocessors" are semiconductor chips in which an algorithm is processed. "Microcontroller" semiconductor chips are referred to, which contain a processor and at the same time peripheral functions. In most cases, the work and program memory is partially or completely on the same chip. The demarcation between microprocessor and microcontroller is difficult or hardly possible. In the context of the invention, the two terms are therefore used synonymously and are therefore interchangeable.
Ein "Schaltschloss" ist eine der Sperrklinke ähnliche mechanische Vorrichtung in elektrischen Bauteilen, die das Abschalten eines Stromkreises mit einer vergleichswese geringen Kraft bei kleinem Weg ermöglicht. Ein Schaltschloss wird in der Regel in Schaltgeräten eingesetzt, beispielsweise in Fehlerstromschutzschaltern, Leitungsschutzschaltern, Motorschutzschaltern sowie auch bei Unterspannungsauslösern. Zum Ausschalten wird die Kraft einer Feder freigegeben, die beim Einschalten über einen Federmechanismus gespannt wurde, woraufhin der Schalter in seine Offen-Lage zurückschnellt. Häufig erfolgt die Auslösung über eine elektromagnetische Spule, die entweder bei entsprechender Bestromung oder auch bei Wegfall der Bestromung die Sperrklinke freigibt und damit die Trennung des geschützten Schaltkreises von einer Spannungsversorgung auslöst. A "switch lock" is a pawl-like mechanical device in electrical components, which allows the switching off of a circuit with a comparatively small force on a small path. A switch lock is usually used in switchgear, for example in residual current circuit breakers, circuit breakers, motor protection switches as well as in under-voltage releases. To turn off the force of a spring is released, which was tensioned when switching on a spring mechanism, after which the switch jumps back into its open position. Often, the triggering takes place via an electromagnetic coil, which releases the pawl either with appropriate energization or even in the absence of energization and thus triggers the separation of the protected circuit from a power supply.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich nun aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren. Further advantageous embodiments and modifications of the invention will become apparent from the dependent claims and from the description in conjunction with the figures.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn als vom Spannungsverlauf abgeleiteter Parameter ein Mitglied oder mehrere Mitglieder der Gruppe: Effektivwert des Spannungsverlaufs, Mittelwert des Spannungsverlaufs, Scheitelwert des Spannungsverlaufs und/oder Spannungssteilheit des Spannungsverlaufs herangezogen wird/werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der verwendete Parameter einstellbar ist, das heißt, dass beispielsweise ausgewählt werden kann, ob die Unterspannungsauslösung basierend auf dem Effektivwert des Spannungsverlaufs oder der Spannungssteilheit des Spannungsverlaufs erfolgen soll. Dadurch kann die Trennung des geschützten Schaltkreises träger oder weniger träg gestaltet werden. Beispielsweise sorgt die Auswertung der Spannungssteilheit des Spannungsverlaufs für ein rasches Bewertungsergebnis, wohingegen die Auswertung basierend auf dem Scheitelwert des Spannungsverlaufs zu einer relativ trägen Auslösung führt. Letzteres ist dadurch begründet, dass ein solcher Scheitelwert beispielsweise bei einem Sinusverlauf nur einmal pro Periode auftritt. It is particularly advantageous if one or more members of the group: effective value of the voltage profile, mean value of the voltage profile, peak value of the voltage profile and / or voltage gradient of the voltage profile are used as parameters derived from the voltage profile. In particular, it can be provided that the parameter used is adjustable, that is, for example, it is possible to select whether the undervoltage release should be based on the rms value of the voltage profile or the voltage gradient of the voltage profile. As a result, the separation of the protected circuit can be made slower or less sluggish. For example, the evaluation of the voltage gradient of the voltage curve ensures a rapid evaluation result, whereas the evaluation based on the peak value of the voltage curve leads to a relatively slow triggering. The latter is due to the fact that such a peak value occurs only once per period, for example in the case of a sinusoidal course.
In einer günstigen Variante des vorgestellten Verfahrens wird der geschützte Schaltkreis getrennt, wenn der erste und/oder zweite Schwellwert für zumindest eine, insbesondere für genau eine Phasenspannung überschritten wird. Diese Vorgangsweise eignet sich insbesondere für Verbraucher, die bei Ausfall bei nur einer Phasenspannung nicht mehr betriebsfähig sind. In a favorable variant of the presented method, the protected circuit is disconnected when the first and / or second threshold value is exceeded for at least one, in particular for exactly one phase voltage. This procedure is particularly suitable for consumers who are no longer operational in case of failure with only one phase voltage.
In einer weiteren günstigen Variante des vorgestellten Verfahrens wird der geschützte Schaltkreis getrennt, wenn der erste und/oder zweite Schwellwert für alle Phasenspannungen überschritten wird. Diese Vorgangsweise eignet sich insbesondere für Verbraucher, die bei Ausfall einer Phasenspannung oder auch bei Ausfall von zwei Phasenspannungen noch weiter betriebsfähig oder wenigstens eingeschränkt betriebsfähig sind. In a further favorable variant of the presented method, the protected circuit is disconnected when the first and / or second threshold value for all phase voltages is exceeded. This procedure is particularly suitable for consumers who are still operable or at least partially operable in case of failure of a phase voltage or even in the absence of two phase voltages.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass es einstellbar ist, ob der geschützte Schaltkreis getrennt wird, wenn der erste und/oder zweite Schwellwert für zumindest eine (insbesondere eine einzige) Phasenspannung überschritten wird oder wenn der erste und/oder zweite Schwellwert für alle Phasenspannungen überschritten wird. In particular, it can be provided that it is adjustable whether the protected circuit is disconnected when the first and / or second threshold value for at least one (in particular a single) phase voltage is exceeded or if the first and / or second threshold value for all phase voltages is exceeded ,
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn der geschützte Schaltkreis nach einer vorgebbaren, insbesondere einstellbaren, Verzögerungszeit nach dem Überschreiten des ersten und/oder zweiten Schwellwerts getrennt wird. Für bestimmte Bauarten von Verbrauchern kann dies günstiger sein als eine sofortige Trennung. It is furthermore advantageous if the protected circuit is disconnected after a specifiable, in particular adjustable, delay time after exceeding the first and / or second threshold value. For certain types of consumers, this may be cheaper than immediate disconnection.
Vorteilhaft ist es zudem in obigem Zusammenhang, wenn der geschützte Schaltkreis nur dann getrennt wird, wenn nach Ablauf der Verzögerungszeit nach wie vor eine Überschreitung des genannten ersten und/oder zweiten Schwellwertes in Richtung Unterspannung vorliegt. Auf diese Weise wird vermieden, dass der geschützte Schaltkreis nach nur einmaligen beziehungsweise kurzfristigen Ereignissen von der Wechselspannung getrennt wird. Diese Variante des vorgestellten Verfahrens ist daher vergleichsweise stabil. Moreover, it is advantageous in the above context if the protected circuit is only disconnected if, after the delay time has elapsed, there is still an exceeding of said first and / or second threshold value in the direction of undervoltage. In this way it is avoided that the protected circuit is disconnected from the AC voltage after only one or short-term events. This variant of the presented method is therefore comparatively stable.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass es einstellbar ist, ob der geschützte Schaltkreis nach Ablauf der Verzögerungszeit in jedem Fall von der Wechselspannung getrennt wird, oder nur dann, wenn nach Ablauf der Verzögerungszeit nach wie vor eine Überschreitung des genannten ersten und/oder zweiten Schwellwertes in Richtung Unterspannung vorliegt. In particular, it can be provided that it is adjustable whether the protected circuit is disconnected after the delay time in each case from the AC voltage, or only if after expiry of the delay time still exceeded the said first and / or second threshold in Direction undervoltage is present.
Günstig ist es außerdem, wenn die Messpunkte am gleichgerichteten Ist-Spannungsverlauf ermittelt werden. Gleichermaßen ist es von Vorteil, wenn die vorgestellte Vorrichtung einen Gleichrichter aufweist, welcher zwischen den Eingang des Mikroprozessors/Mikrocontrollers und den Wechselspannungseingang der Vorrichtung geschaltet ist. Dadurch ist die Messwerterfassung mit einer digitalen Schaltung, insbesondere mit einem Mikroprozessor oder Mikrocontroller in der Regel einfacher. Zur Gleichrichtung wird vorteilhaft eine Vollbrücke verwendet, da Änderungen des ersten und/oder zweiten Schwellwertes auf diese Weise rasch festgestellt werden können. Es kann aber natürlich auch eine Halbbrücke eingesetzt werden. Der Aufbau der Schaltung ist dann einfacher. It is also favorable if the measuring points are determined on the rectified actual voltage curve. Similarly, it is advantageous if the presented device has a rectifier which is connected between the input of the microprocessor / microcontroller and the AC input of the device. As a result, the measured value acquisition with a digital circuit, in particular with a microprocessor or microcontroller, is generally simpler. For rectification, a full bridge is advantageously used, since changes in the first and / or second threshold value can be detected rapidly in this way. Of course, it is also possible to use a half-bridge. The structure of the circuit is then easier.
Günstig ist es weiterhin, wenn die Messpunkte am gefilterten Ist-Spannungsverlauf ermittelt werden. Gleichermaßen ist es von Vorteil, wenn die vorgestellte Vorrichtung einen Filter aufweist, welcher zwischen den Eingang des Mikroprozessors/Mikrocontrollers und den Wechselspannungseingang der Vorrichtung geschaltet ist. Auf diese Weise wird vermieden, dass Einstreuungen und/oder hochfrequente Spannungsschwankungen einen (übermäßigen) Einfluss auf das Trennen des geschützten Schaltkreises haben. Insbesondere werden dazu Tiefpassfilter eingesetzt. Die Filter können als Digitalfilter oder als Analogfilter ausgebildet sein. Eine digitale Filterung kann insbesondere auch durch eine im Mikroprozessor/Mikrocontroller ablaufende Software realisiert sein. It is also favorable if the measuring points are determined on the filtered actual voltage curve. Similarly, it is advantageous if the presented device has a filter which is connected between the input of the microprocessor / microcontroller and the AC input of the device. In this way it is avoided that interference and / or high-frequency voltage fluctuations have an (excessive) influence on the separation of the protected circuit. In particular, low-pass filters are used for this purpose. The filters can be designed as digital filters or as analog filters. A digital filtering can in particular also be realized by a software running in the microprocessor / microcontroller.
Günstig ist es, wenn der geschützte Schaltkreis allpolig getrennt wird, insbesondere unter Einbeziehung eines allfällig vorhandenen Neutralleiters. Dadurch wird vermieden, dass der von der Wechselspannung versorgte Schaltkreis nach einer Auslöung noch (teilweise) unter Spannung steht. It is advantageous if the protected circuit is disconnected from all poles, in particular involving any existing neutral conductor. This avoids that the circuit powered by the AC voltage is still (partially) under voltage after a tripping.
Vorteilhaft ist es auch, wenn Daten betreffend ein Trennung des geschützten Schaltkreises gespeichert werden, insbesondere in einem nichtflüchtigen Speicher und/oder wenn die Vorrichtung zum Trennen des geschützten Schaltkreises eine drahtgebundene und/oder drahtlose Schnittstelle umfasst. Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen kann eine Trennung des geschützten Schaltkreises dokumentiert beziehungsweise protokolliert werden, etwa in einem Log-File. Beispielsweise können Datum und Uhrzeit sowie die Phase, welche zu der Trennung des geschützten Schaltkreises geführt haben gespeichert werden. Die Daten können drahtgebunden (zum Beispiel über eine USB-Schnittstelle – "Universal Serial Bus"), optisch über eine Infrarotschnittstelle oder auch drahtlos über eine Funkschnittstelle (zum Beispiel über eine Bluetooth- oder Wi-Fi-Schnittstelle – „Wireless Fidelity“) ausgelesen werden. Über diese Schnittstelle(n) kann die Vorrichtung in einer vorteilhaften Ausgestaltung auch parametriert und an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden. Zum Beispiel kann dazu eine Applikation auf einem Mobiltelefon oder Tablet-Computer gestartet werden, mit deren Hilfe die Vorrichtung zum Trennen des geschützten Schaltkreises je nach Bedarf eingestellt werden kann. It is also advantageous if data concerning a separation of the protected circuit is stored, in particular in a non-volatile memory and / or if the device for disconnecting the protected circuit comprises a wired and / or wireless interface. The proposed measures a separation of the protected circuit can be documented or logged, such as in a log file. For example, the date and time as well as the phase which led to the separation of the protected circuit can be stored. The data can be wired (for example, via a USB interface - "Universal Serial Bus"), optically via an infrared interface or wirelessly via a radio interface (for example, via a Bluetooth or Wi-Fi interface - "Wireless Fidelity") read become. Via this interface (s), the device can also be parameterized in an advantageous embodiment and adapted to different requirements. For example, an application can be started on a mobile phone or tablet computer, with the aid of which the device for disconnecting the protected circuit can be set as required.
Günstig ist es, wenn der Stromfluss durch eine Spule, welche eine Verklinkung in einem Schaltschloss eines zwischen dem geschützten Schaltkreis und der Wechselspannungsversorgung liegenden Schaltgeräts bei Bestromung aufrecht erhält, für die Trennung des geschützten Schaltkreises von der Wechselspannungsversorgung unter einen Haltestrom reduziert oder unterbunden wird. Dadurch wird nach dem Trennen des geschützten Schaltkreises von der Wechselspannung an sich keine elektrische Energie benötigt, wodurch sich der Schaltzustand auch bei Totalausfall der Wechselspannung nicht mehr ändert. It is advantageous if the current flow through a coil, which maintains a latch in a switch lock of a lying between the protected circuit and the AC power supply switching device when energized, for the separation of the protected circuit from the AC power supply under a holding current is reduced or prevented. As a result, no electrical energy is required after disconnecting the protected circuit from the AC voltage per se, whereby the switching state no longer changes even with total failure of the AC voltage.
Besonders vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn die Spule zum Aufrechterhalten der Verklinkung mit einem pulsweitenmodulierten Signal angesteuert wird. Auf diese Weise kann der Haltestrom gut eingestellt werden, insbesondere auf einen Wert, der gerade noch zum Aufrechterhalten der Verklinkung nötig ist. Dadurch kann der Stromverbrauch der vorgestellten Vorrichtung gering gehalten werden und elektrische Energie eingespart werden. Für das Einschalten kann das Puls-Pausen-Verhältnis erhöht werden (insbesondere auch auf 100%) wodurch die Spule kurzfristig ein stärkeres Magnetfeld erzeugt, um einer unbeabsichtigten Trennung des geschützten Schaltkreises von der Wechselspannung bei transienten Vorgängen vorzubeugen. Moreover, it is particularly advantageous if the coil is controlled to maintain the latching with a pulse width modulated signal. In this way, the holding current can be adjusted well, in particular to a value that is just needed to maintain the latch. As a result, the power consumption of the presented device can be kept low and electrical energy can be saved. For switching on, the pulse-pause ratio can be increased (in particular to 100%) whereby the coil generates a short-term stronger magnetic field to prevent inadvertent separation of the protected circuit from the AC voltage during transient processes.
Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn eine Temperatur in einem von der Spule thermisch beeinflussten Bereich gemessen wird und ein Puls-Pausen-Verhältnis des pulsweitenmodulierten Signals bei steigender Temperatur erhöht wird. Auf diese Weise kann die Erhöhung des Spulenwiderstands bei Erwärmung kompensiert werden. It is also particularly advantageous if a temperature in a region thermally influenced by the coil is measured and a pulse-pause ratio of the pulse-width-modulated signal is increased with increasing temperature. In this way, the increase of the coil resistance can be compensated for heating.
Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn eine Temperatur im Inneren eines Gehäuses eines Schaltgeräts, in dem die Spule angeordnet ist, gemessen wird und der geschützte Schaltkreis von der Wechselspannungsversorgung getrennt wird, wenn die Temperatur einen Schwellwert überschreitet. Dadurch kann der geschützte Schaltkreis nicht nur bei Vorliegen einer Unterspannung von der Wechselspannung getrennt werden, sondern auch bei thermischer Überbelastung. In addition, it is advantageous if a temperature is measured inside a housing of a switching device in which the coil is arranged, and the protected circuit is disconnected from the AC voltage supply when the temperature exceeds a threshold value. As a result, the protected circuit can be disconnected from the AC voltage not only in the presence of an undervoltage but also under thermal overload.
Günstig ist es zudem, wenn die vorgestellte Vorrichtung ein Netzteil zur Energieversorgung der Vorrichtung aufweist, das von dem mehrphasigen Wechselspannungsnetz versorgt ist. Dadurch kann auf eine eigene Energiequelle in der Vorrichtung verzichtet werden. Ein Ausfall der Wechselspannung oder ein Abfall der Spannungshöhe ist insofern unproblematisch, als ja der geschützte Schaltkreis in der Regel getrennt wird, bevor die Spannung (komplett) zusammenbricht und die Vorrichtung zum Trennen des geschützten Schaltkreises ihre Funktion erfüllt hat, bevor sie ausfällt. It is also advantageous if the presented device has a power supply for powering the device that of the multi-phase AC power supply is supplied. This can be dispensed with a separate source of energy in the device. A failure of the AC voltage or a drop in voltage level is unproblematic in that the protected circuit is usually disconnected before the voltage (completely) collapses and the device for disconnecting the protected circuit has fulfilled its function before it fails.
Vorteilhaft ist es aber auch, wenn die offenbarte Vorrichtung einen Kondensator, eine Batterie und/oder einen Akkumulator zur Energieversorgung der Vorrichtung aufweist. Auf diese Weise kann die Vorrichtung zum Trennen des geschützten Schaltkreises autark oder zumindest kurzfristig autark betrieben werden. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz einer autonomen Energiequelle dann, wenn die Vorrichtung den geschützten Schaltkreis erst nach einer Verzögerungszeit nach Überschreitung eines ersten und/oder zweiten Schwellwerts von der Wechselspannungsversorgung trennt. However, it is also advantageous if the disclosed device has a capacitor, a battery and / or an accumulator for supplying energy to the device. In this way, the device for separating the protected circuit can be operated autonomously or at least in the short term autonomously. Particularly advantageous is the use of an autonomous energy source when the device separates the protected circuit only after a delay time after exceeding a first and / or second threshold value of the AC power supply.
Vorteilhaft ist es schließlich, wenn die Vorrichtung zum Trennen des geschützten Schaltkreises einen Temperaturfühler zur Ermittlung einer Temperatur eines Auslösemechanismus zum Trennen des geschützten Schaltkreises aufweist. Auf diese Weise können Temperatureinflüsse auf das Auslöseverhalten festgestellt, beziehungsweise in Folge auch kompensiert werden. Der Temperaturfühler kann beispielsweise Teil des Mikroprozessors/Mikrocontrollers sein oder auch als diskretes Bauteil auf einer Leiterplatte der Vorrichtung angeordnet sein. Finally, it is advantageous if the device for separating the protected circuit has a temperature sensor for determining a temperature of a triggering mechanism for disconnecting the protected circuit. In this way, the influence of temperature on the tripping behavior can be determined, or subsequently compensated. The temperature sensor may for example be part of the microprocessor / microcontroller or be arranged as a discrete component on a circuit board of the device.
An dieser Stelle wird angemerkt, dass sich die zum vorgestellten Verfahren offenbarten Varianten und die daraus resultierende Vorteile gleichermaßen auf das vorgestellte Verfahren beziehen und umgekehrt. It should be noted at this point that the variants disclosed for the presented method and the resulting advantages relate equally to the presented method and vice versa.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei: The present invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawing. It shows:
DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Die Vorrichtung A umfasst weiterhin einen mit dem Wechselspannungseingang L1...L3 verbundenen Gleichrichter G, drei ausgangsseitig mit dem Gleichrichter G verbundene Filter F1...F3, drei mit den Filtern F1...F3 verbundene Messschaltungen M1...M3, einen ausgangsseitig mit den Messschaltungen M1...M3 verbundenen Mikrocontroller μC, einen mit dem Mikrocontroller μC verbundenen (nicht-flüchtigen) Speicher RAM, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle HMI, eine drahtlose Schnittstelle WI mit Antenne, einen an den Mikrocontroller μC angeschlossenen Temperatursensor TS, eine Versorgungsschaltung PS, welche über Dioden D2...D4 an den Gleichrichter G angeschlossen ist sowie einen Energiespeicher C. The device A further comprises a rectifier G connected to the AC voltage input L1... L3, three filters F1... F3 connected on the output side to the rectifier G, three measuring circuits M1... M3 connected to the filters F1 On the output side connected to the measuring circuits M1 ... M3 microcontroller μC, one connected to the microcontroller μC (non-volatile) memory RAM, a man-machine interface HMI, a wireless interface WI with antenna, a connected to the microcontroller μC temperature sensor TS , a supply circuit PS, which is connected via diodes D2 ... D4 to the rectifier G and an energy storage C.
Der geschützte Schaltkreis K, der bei Unterspannung von der Wechselspannung getrennt wird, ist im rechten Bereich der
Die im linken Teil der
Die Funktion der in der
Mit Hilfe der Filter F1...F3 können insbesondere hochfrequente Anteile der Wechselspannung U1...U3 ausgefiltert werden. In Folge wird die gefilterte Spannung den Messschaltungen M1...M3 zugeführt welche die eigentliche Spannungsmessung durchführen oder die gefilterte Spannung wenigstens für die Messung aufbereiten. Die Messschaltungen M1...M3 können zu diesem Zweck beispielsweise Spannungsteiler, Verstärkerschaltungen sowie Analog-Digital-Wandler (ADCs) aufweisen. Im Mikrocontroller μC wird die gemessene Spannung weiterverarbeitet. With the aid of the filters F1... F3, in particular high-frequency components of the alternating voltage U1... U3 can be filtered out. As a result, the filtered voltage is fed to the measuring circuits M1... M3 which perform the actual voltage measurement or process the filtered voltage at least for the measurement. The measuring circuits M1... M3 can, for example, have voltage dividers, amplifier circuits and analog-to-digital converters (ADCs) for this purpose. In the microcontroller μC the measured voltage is further processed.
Konkret erfolgt im Mikrocontroller μC das
- – Vergleichen des Ist-Spannungsverlaufs U1...U3 mit einem Soll-Spannungsverlauf und/oder zumindest eines vom Ist-Spannungsverlauf U1...U3 abgeleiteten Ist-Parameters mit zumindest einem Soll-Parameter und das
- – Trennen des geschützten Schaltkreises K vom Wechselspannungseingang L1...L3, wenn die Abweichung zwischen dem Ist-Spannungsverlauf U1...U3 und dem Soll-Spannungsverlauf einen ersten vorgebbaren Schwellwert und/oder die Abweichung zwischen dem zumindest einen Ist-Parameter und dem zumindest einen Soll-Parameter einen zweiten vorgebbaren Schwellwert in Richtung Unterspannung überschreitet.
- - Comparing the actual voltage waveform U1 ... U3 with a desired voltage waveform and / or at least one of the actual voltage waveform U1 ... U3 derived actual parameter with at least one desired parameter and the
- - Disconnecting the protected circuit K from the AC voltage input L1 ... L3, if the deviation between the actual voltage curve U1 ... U3 and the desired voltage waveform a first predetermined threshold and / or the deviation between the at least one actual parameter and the at least one desired parameter exceeds a second predefinable threshold in the direction of undervoltage.
Generell können aber auch die Messschaltungen M1...M3 und auch die Filter F1...F3 Teil des Mikrocontrollers μC sein, wodurch auch das In general, however, the measuring circuits M1... M3 and also the filters F1... F3 can be part of the microcontroller .mu.C, as a result of which
- – Messen eines Ist-Spannungsverlaufs U1...U3 für jede Phase L1...L3, beinhaltend jeweils mehrere Messpunkte MP pro Periode, im Mikrocontroller μC erfolgt. - Measuring an actual voltage waveform U1 ... U3 for each phase L1 ... L3, including in each case a plurality of measuring points MP per period, in the microcontroller μC done.
Die Filter F1...F3 können insbesondere auch durch eine im Mikrocontroller μC ablaufende Software realisiert sein. The filters F1... F3 can in particular also be realized by a software running in the microcontroller .mu.C.
Demzufolge ist der Mikrocontroller μC dazu ausgebildet, für jede Phase L1...L3 einen Ist-Spannungsverlauf U1...U3, enthaltend jeweils mehrere Messpunkte MP pro Periode, zu messen oder zu erfassen, den Ist-Spannungsverlauf U1...U3 mit einem Soll-Spannungsverlauf und/oder zumindest einen vom Ist-Spannungsverlauf U1...U3 abgeleiteten Ist-Parameter mit zumindest einem Soll-Parameter zu vergleichen, und eine Trennung des geschützten Schaltkreises K vom Wechselspannungseingang L1...L3 auszulösen, wenn die Abweichung zwischen dem Ist-Spannungsverlauf U1...U3 und dem Soll-Spannungsverlauf einen ersten vorgebbaren Schwellwert und/oder die Abweichung zwischen dem zumindest einen Ist-Parameter und dem zumindest einen Soll-Parameter einen zweiten vorgebbaren Schwellwert in Richtung Unterspannung überschreitet. Accordingly, the microcontroller .mu.C is designed to measure or record an actual voltage profile U1... U3, containing in each case a plurality of measuring points MP per period, for each phase L1... L3, the actual voltage profile U1 a target voltage profile and / or at least one of the actual voltage curve U1 ... U3 derived actual parameter to compare with at least one desired parameter, and to trigger a separation of the protected circuit K from the AC voltage input L1 ... L3, if the deviation between the actual voltage curve U1... U3 and the desired voltage curve, a first predefinable threshold value and / or the deviation between the at least one actual parameter and the at least one desired parameter exceeds a second predefinable threshold value in the direction of undervoltage.
Generell kann direkt der Ist-Spannungsverlauf U1...U3 mit einem Soll-Spannungsverlauf verglichen werden, um festzustellen, ob der geschützte Schaltkreis K von der Wechselspannung U1...U3 getrennt werden muss oder nicht. Eine eventuelle Abweichung des Ist-Spannungsverlaufs U1...U3 vom Soll-Spannungsverlauf kann dabei rasch festgestellt werden. Beispielsweise kann festgelegt werden, dass schon die Abweichung eines Messpunkts MP von einem Sollpunkt über einen Schwellwert hinaus ausreichend für eine Trennung des geschützten Schaltkreises K vom Wechselspannungsnetz L1...L3 ausreicht. Denkbar ist natürlich auch, dass eine solche Abweichung für mehrere Messpunkte MP vorliegen muss, bevor der geschützte Schaltkreis K vom Wechselspannungsnetz L1...L3 getrennt wird. In general, the actual voltage curve U1... U3 can be directly compared with a desired voltage curve in order to determine whether the protected circuit K must be disconnected from the alternating voltage U1... U3 or not. A possible deviation of the actual voltage curve U1... U3 from the desired voltage curve can be detected quickly. For example, it can be determined that even the deviation of a measuring point MP from a setpoint point beyond a threshold value is sufficient enough for a separation of the protected circuit K from the alternating voltage network L1... L3. Of course, it is also conceivable that such a deviation must be present for a plurality of measuring points MP before the protected circuit K is disconnected from the alternating voltage network L1... L3.
Eine weitere Möglichkeit ist, einen vom Ist-Spannungsverlauf U1...U3 abgeleiteten Ist-Parameter mit einem Soll-Parameter zu vergleichen. Beispielsweise kann dazu der Effektivwert des Spannungsverlaufs U1...U3, der Mittelwert des Spannungsverlaufs U1...U3, der Scheitelwert des Spannungsverlaufs U1...U3, die Spannungssteilheit des Spannungsverlaufs U1...U3 oder eine beliebige Kombination der genannten Parameter herangezogen werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der verwendete Parameter einstellbar ist, das heißt, dass beispielsweise ausgewählt werden kann, ob die Unterspannungsauslösung basierend auf dem Effektivwert des Spannungsverlaufs U1...U3 oder der Spannungssteilheit des Spannungsverlaufs U1...U3 erfolgen soll. Dadurch kann die Trennung des geschützten Schaltkreises K träger oder weniger träg gestaltet werden. Beispielsweise sorgt die Auswertung der Spannungssteilheit des Spannungsverlaufs U1...U3 für ein rasches Bewertungsergebnis, wohingegen die Auswertung basierend auf dem Scheitelwert des Spannungsverlaufs U1...U3 zu einer relativ trägen Auslösung führt. Letzteres ist dadurch begründet, dass ein solcher Scheitelwert beispielsweise bei einem Sinusverlauf nur einmal pro Periode auftritt. Another possibility is to compare an actual parameter derived from the actual voltage profile U1... U3 with a desired parameter. For example, the rms value of the voltage profile U1... U3, the peak value of the voltage profile U1... U3, the voltage gradient of the voltage profile U1... U3 or any combination of the parameters mentioned can be used for this purpose become. In particular, it can be provided that the parameter used is adjustable, that is, for example, it is possible to select whether the undervoltage triggering should be based on the rms value of the voltage profile U1... U3 or the voltage gradient of the voltage profile U1. As a result, the separation of the protected circuit K carrier can be made less sluggish or less. For example, the evaluation of the voltage gradient of the voltage curve U1... U3 ensures a rapid evaluation result, whereas the evaluation based on the peak value of the voltage profile U1... U3 leads to a relatively slow triggering. The latter is due to the fact that such a peak value occurs only once per period, for example in the case of a sinusoidal course.
Weiterhin ist denkbar, dass der geschützte Schaltkreis K vom Wechselspannungseingang L1...L3 getrennt wird, wenn der erste und/oder zweite Schwellwert für zumindest eine, insbesondere eine einzige, Phasenspannung U1...U3 überschritten wird, oder wenn der erste und/oder zweite Schwellwert für alle Phasenspannungen U1...U3 überschritten wird. Der erste Fall eignet sich insbesondere für Verbraucher R, die bei Ausfall bei nur einer Phasenspannung U1...U3 nicht mehr betriebsfähig sind, der zweite für Verbraucher R, die bei Ausfall einer Phasenspannung U1...U3 oder auch bei Ausfall von zwei Phasenspannungen U1...U3 noch weiter betriebsfähig oder wenigstens eingeschränkt betriebsfähig sind. Insbesondere kann eine Einstellmöglichkeit dafür vorgesehen sein, auf welche der beiden Arten der geschützte Schaltkreis K vom Wechselspannungseingang L1...L3 getrennt wird. Furthermore, it is conceivable that the protected circuit K is disconnected from the AC voltage input L1 ... L3 when the first and / or second threshold value for at least one, in particular a single, phase voltage U1 ... U3 is exceeded, or if the first and / or or second threshold for all phase voltages U1 ... U3 is exceeded. The first case is particularly suitable for consumers R, which are no longer operable in case of failure with only one phase voltage U1 ... U3, the second for consumer R, in case of failure of a phase voltage U1 ... U3 or even in the absence of two phase voltages U1 ... U3 are still operational or are at least partially operational. In particular, an adjustment possibility can be provided for which of the two types of protected circuit K is disconnected from the AC voltage input L1... L3.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass der geschützte Schaltkreis K nach einer vorgebbaren, insbesondere einstellbaren, Verzögerungszeit nach dem Überschreiten des ersten und/oder zweiten Schwellwerts getrennt wird. Vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang insbesondere, wenn der geschützte Schaltkreis K nur dann getrennt wird, wenn nach Ablauf der Verzögerungszeit nach wie vor eine Überschreitung des genannten ersten und/oder zweiten Schwellwertes in Richtung Unterspannung vorliegt. Auf diese Weise wird vermieden, dass der geschützte Schaltkreis K nach nur einmaligen beziehungsweise kurzfristigen Ereignissen vom Wechselspannungseingang L1...L3 getrennt wird. Diese Variante des vorgestellten Verfahrens ist daher vergleichsweise stabil. Auch hier kann eine Einstellmöglichkeit dafür vorgesehen sein, auf welche der beiden Arten der geschützte Schaltkreis K vom Wechselspannungseingang L1...L3 getrennt wird, beziehungsweise nach welcher Verzögerungszeit die Trennung erfolgt. Another possibility is that the protected circuit K is separated after a predetermined, in particular adjustable, delay time after exceeding the first and / or second threshold. It is advantageous in this context, in particular, if the protected circuit K is only disconnected if, after the delay time has elapsed, the said first and / or second threshold value is still exceeded in the direction of undervoltage. In this way it is avoided that the protected circuit K is disconnected after only one or short-term events from the AC voltage input L1 ... L3. This variant of the presented method is therefore comparatively stable. Again, an adjustment can be provided for which of the two types of protected circuit K is disconnected from the AC voltage input L1 ... L3, or after which delay time the separation takes place.
Mit Hilfe des Kondensators C kann die Vorrichtung A zum Trennen des geschützten Schaltkreises K autark oder zumindest kurzfristig autark betrieben werden, sodass auch eine lange Verzögerungszeit überbrückt werden kann. Anstelle eines Kondensators C kann zum Beispiel auch eine Batterie und/oder ein Akkumulator vorgesehen sein, mit deren Hilfe die gezeigte Vorrichtung A praktisch unabhängig von der Wechselspannung U1...U3 betrieben werden kann. Grundsätzlich ist der Einsatz eines Energiespeichers C respektive einer Energiequelle jedoch optional. Letztere sind nur dann notwendig, wenn die Vorrichtung A nicht über ein an die Wechselspannung U1...U3 (oder auch an ein anderes Spannungsnetz) angeschlossene Energieversorgung PS verfügt. With the aid of the capacitor C, the device A for the separation of the protected circuit K can be operated autonomously or at least in the short term independently, so that a long delay time can be bridged. Instead of a capacitor C, for example, a battery and / or an accumulator may be provided, with the help of which the device A shown can be operated practically independent of the AC voltage U1 ... U3. In principle, however, the use of an energy store C or an energy source is optional. The latter are only necessary if the device A does not have a power supply PS connected to the AC voltage U1... U3 (or else to another voltage network).
In dem vorliegenden Beispiel erfolgt die Auswertung an der mit dem Vollbrückengleichrichter G gleichgerichteten Wechselspannung U1...U3 wodurch die Auswertung im Mikrocontroller μC auf vergleichsweise einfach Weise erfolgen kann. Denkbar ist alternativ auch der Einsatz einer Halbbrücke oder auch die Auswertung direkt der Wechselspannung U1...U3. In the present example, the evaluation takes place at the rectified with the full-bridge rectifier G AC voltage U1 ... U3, whereby the evaluation in the microcontroller μC can be done in a relatively simple manner. Alternatively, the use of a half-bridge or the evaluation directly of the AC voltage U1 ... U3 is conceivable.
Bei der vorgestellten Vorrichtung A sind die Filter F1...F3 zwischen den Eingang des Mikrocontrollers μC und den Ausgang des Gleichrichters G geschaltet, wodurch die Messpunkte MP am gefilterten Ist-Spannungsverlauf U1...U3 ermittelt werden. Dies ist zwar vorteilhaft, jedoch nicht zwingend. Denkbar ist vielmehr auch, dass die Messpunkte MP am ungefilterten Ist-Spannungsverlauf U1...U3 ermittelt werden und die Filter L1...L3 demnach fehlen. Die Filter F1...F3 können selbstverständlich auch vor dem Gleichrichter G angeordnet sein. In the presented device A, the filters F1 ... F3 are connected between the input of the microcontroller μC and the output of the rectifier G, whereby the measuring points MP are determined at the filtered actual voltage curve U1 ... U3. This is advantageous, but not mandatory. Rather, it is also conceivable that the measuring points MP are determined at the unfiltered actual voltage curve U1... U3 and that the filters L1... L3 are therefore missing. The filters F1 ... F3 can of course also be arranged in front of the rectifier G.
In dem optionalen Speicher RAM können Daten betreffend ein Trennung des geschützten Schaltkreises K gespeichert werden. Beispielsweise können Datum und Uhrzeit sowie die Phase L1...L3, welche zu der Trennung des geschützten Schaltkreises K geführt haben, gespeichert werden. In the optional memory RAM, data concerning a separation of the protected circuit K can be stored. For example, the date and time as well as the phase L1... L3, which led to the separation of the protected circuit K, can be stored.
Über die optionale drahtlose Schnittstelle WI und/oder über die (hier drahtgebundene) Mensch-Maschine-Schnittstelle HMI können diese Daten ausgelesen werden. Zudem kann die Vorrichtung A über diese Schnittstelle(n) in einer vorteilhaften Ausgestaltung auch parametriert und an unterschiedliche Anforderungen angepasst werden. Zum Beispiel kann dazu eine Applikation auf einem Mobiltelefon oder Tablet-Computer gestartet werden, mit deren Hilfe die Arbeitsweise der Vorrichtung A zum Trennen des geschützten Schaltkreises K je nach Bedarf eingestellt werden kann. Im Speziellen kann eingestellt werden, ob der Ist-Spannungsverlauf U1...U3 direkt mit einem Soll-Spannungsverlauf verglichen werden soll, oder ob die Auswertung auf dem Effektivwert des Spannungsverlaufs U1...U3, dem Mittelwert des Spannungsverlaufs U1...U3, dem Scheitelwert des Spannungsverlaufs U1...U3 und/oder der Spannungssteilheit des Spannungsverlaufs U1...U3 erfolgen soll. Zudem kann eine Verzögerungszeit eingestellt werden und auch, ob nach Ablauf der Verzögerungszeit überprüft werden soll, ob nach wie vor eine Überschreitung des genannten ersten und/oder zweiten Schwellwertes vorliegt. This data can be read out via the optional wireless interface WI and / or via the (here wired) human-machine interface HMI. In addition, the device A can also be parameterized via this interface (s) in an advantageous embodiment and adapted to different requirements. For example, to an application can be started on a mobile phone or tablet computer, with the aid of which the operation of the device A for disconnecting the protected circuit K can be adjusted as needed. Specifically, it can be set whether the actual voltage profile U1... U3 is to be compared directly with a desired voltage profile, or whether the evaluation is based on the effective value of the voltage profile U1... U3, the mean value of the voltage profile U1 , the peak value of the voltage curve U1 ... U3 and / or the voltage gradient of the voltage curve U1 ... U3 should occur. In addition, a delay time can be set and also whether it is to be checked after expiry of the delay time whether there is still an exceeding of said first and / or second threshold value.
In dem in
In der
In einer weiteren optionalen Ausführungsform wird die Temperatur mit Hilfe des Temperaturfühlers TS in einem von der Spule L thermisch beeinflussten Bereich gemessen. In Folge kann ein Puls-Pausen-Verhältnis des pulsweitenmodulierten Signals bei steigender Temperatur erhöht werden. Auf diese Weise kann die Erhöhung des Spulenwiderstands bei Erwärmung kompensiert werden. In a further optional embodiment, the temperature is measured with the aid of the temperature sensor TS in a region thermally influenced by the coil L. As a result, a pulse-pause ratio of the pulse width modulated signal can be increased with increasing temperature. In this way, the increase of the coil resistance can be compensated for heating.
Denkbar ist aber auch, dass mit Hilfe des Temperaturfühlers TS eine Temperatur im Inneren eines Gehäuses eines Schaltgeräts, in dem die Spule L angeordnet ist, gemessen wird und der geschützte Schaltkreis K vom Wechselspannungseingang L1...L3 getrennt wird, wenn die Temperatur einen Schwellwert überschreitet. Dadurch kann der geschützte Schaltkreis K nicht nur bei Vorliegen einer Unterspannung vom Wechselspannungseingang L1...L3 getrennt werden, sondern auch bei thermischer Überbelastung. It is also conceivable that with the aid of the temperature sensor TS, a temperature inside a housing of a switching device, in which the coil L is arranged, is measured and the protected circuit K is disconnected from the AC voltage input L1 ... L3 when the temperature is a threshold value exceeds. As a result, the protected circuit K can be disconnected not only in the presence of an undervoltage from the AC input L1 ... L3, but also in thermal overload.
Der optionale Temperaturfühler TS kann beispielsweise Teil des Mikrocontrollers μC sein oder auch als diskretes Bauteil auf einer Leiterplatte der Vorrichtung A angeordnet sein. The optional temperature sensor TS can be part of the microcontroller μC, for example, or can also be arranged as a discrete component on a printed circuit board of the device A.
Zum Zeitpunkt t1 wird ein Abfall der zweiten Phasenspannung U2 festgestellt. In Folge wird ein Triggersignal TS erzeugt, das einerseits intern in der Vorrichtung A weiter ausgewertet und/oder auch über eine Schnittstelle beziehungsweise einen Schaltausgang der Vorrichtung A (nicht dargestellt) weitergeleitet werden kann. At time t1, a drop of the second phase voltage U2 is detected. As a result, a trigger signal TS is generated, which on the one hand further evaluated internally in the device A and / or can also be forwarded via an interface or a switching output of the device A (not shown).
Zu einem Zeitpunkt t2 weist das Schaltsignal SS eine negative Flanke auf. Demzufolge wird die Bestromung der Spule L eingestellt (oder verringert), wodurch der geschützte Schaltkreis K vom Wechselspannungseingang L1...L3 getrennt wird. Zwischen dem ersten Zeitpunkt t1 und dem zweiten Zeitpunkt t2 liegt die (insbesondere einstellbare) Verzögerungszeit. At a time t2, the switching signal SS has a negative edge. As a result, the energization of the coil L is set (or decreased), thereby disconnecting the protected circuit K from the AC input L1 ... L3. Between the first time t1 and the second time t2 is the (in particular adjustable) delay time.
An dieser Stelle wird angemerkt, dass die an der vertikalen Achse angegebene Spannungsskala für das Triggersignal TS und das Schaltsignal SS nicht gilt, sondern die Amplitude der genannten Signale deutlich geringer ausfällt. Weiterhin wird angemerkt, dass das Schaltsignal SS durchgehend dargestellt ist, auch wenn der erste Schalter S1 pulsweiten moduliert angesteuert wird. Das Schaltsignal zeigt daher nur den digitalen Zustand des geschützten Schaltkreise K "nicht getrennt"/"getrennt" an. It should be noted at this point that the voltage scale indicated on the vertical axis for the trigger signal TS and the switching signal SS does not apply, but the amplitude of the signals mentioned is significantly lower. Furthermore, it is noted that the switching signal SS is shown continuously, even if the first switch S1 is controlled pulse width modulated. The switching signal therefore indicates only the digital state of the protected circuit K "not disconnected" / "disconnected".
In der
Aus der Anordnung der Messpunkte MP ist auch ersichtlich, dass diese nicht zwingend synchronisiert mit der Phasenspannung U2 erfasst werden müssen, obwohl dies natürlich vorgesehen sein kann. Zudem ist auch erkennbar, dass der Scheitelwert der Phasenspannung U2 in diesem Beispiel nicht explizit gemessen wird. Dennoch kann dieser aus den anderen Messpunkten MP errechnet werden. Denkbar ist aber auch, dass der Scheitelwert explizit gemessen wird. It can also be seen from the arrangement of the measuring points MP that they do not necessarily have to be detected synchronized with the phase voltage U2, although this can, of course, be provided. In addition, it can also be seen that the peak value of the phase voltage U2 is not explicitly measured in this example. Nevertheless, this can be calculated from the other measuring points MP. It is conceivable but also that the peak value is measured explicitly.
Anzumerken ist auch, dass in der
Die
Die
Im Schritt
Generell kann der geschützte Schaltkreis K einpolig oder – wie in der
Abschließend wird weiterhin angemerkt, dass die in den Figuren offenbarte Vorrichtung A respektive deren Bauteile rein schematisch dargestellt sind. Weiterhin kann die Vorrichtung A auch mehr oder weniger Bauteile als dargestellt umfassen. Lageangaben (z.B. „oben“, „unten“, „links“, „rechts“, etc.) sind auf die jeweils beschriebene Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung der Vorrichtung A sinngemäß an die neue Lage anzupassen. Schließlich wird angemerkt, dass sich die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung auf beliebige Art und Weise kombinieren lassen. Finally, it is further noted that the disclosed in the figures device A and their components are shown purely schematically. Furthermore, the device A may also comprise more or fewer components than shown. Location information (for example, "top", "bottom", "left", "right", etc.) are based on the respective figure described in each case and are adapted in a change in position of the device A mutatis mutandis to the new situation. Finally, it is noted that the above refinements and developments of the invention can be combined in any desired manner.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 29924660 U1 [0002] DE 29924660 U1 [0002]
- CN 102013660 A [0003] CN 102013660 A [0003]
- CN 203826924 U [0004] CN 203826924 U [0004]
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