DE102016125912B4

DE102016125912B4 - Zweiphasige Überspannungsschutzanordnung für elektromotorische Antriebe

Info

Publication number: DE102016125912B4
Application number: DE102016125912.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Gottschalk; Stefan Schön; Bernd Leibig; Manuel Scharf; Martin Trunk; Mathias Straub; Rüdiger Dümig
Original assignee: Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Dehn SE and Co KG
Priority date: 2016-10-11
Filing date: 2016-12-30
Publication date: 2023-11-02
Anticipated expiration: 2036-12-31
Also published as: DE102016125912A1

Abstract

Zweiphasige Überspannungsschutzanordnung für elektromotorische Antriebe mit durchgeschleifter Antriebsversorgungsspannung, welche zwei Phasen und einen N-Leiter aufweist, sowie einer Anzeige- und/oder Meldeeinrichtung für den Betriebszustand der in der Überspannungsschutzanordnung eingesetzten Überspannungsableiter (MOV1, MOV2), wobei über die jeweilige Phase die Drehrichtung des elektromotorischen Antriebes bestimmt wird, wobei im Falle eines überlastungsbedingten Ausfalles mindestens eines der Überspannungsableiter (MOV1, MOV2) der elektromotorische Antrieb durch Unterbrechung nur einer Phase selektiv abgeschaltet und gleichzeitig ein akustischer und/oder optischer Signalgenerator (PZ1) aktiviert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine zweiphasige Überspannungsschutzanordnung für elektromotorische Antriebe mit durchgeschleifter Antriebsversorgungsspannung sowie eine Anzeige- und/oder Meldeeinrichtung für den Betriebszustand der in der Überspannungsschutzanordnung eingesetzten Überspannungsableiter, wobei über die jeweilige Phase die Drehrichtung des elektromotorischen Antriebes bestimmt wird.
Elektromotorische Antriebe für die Steuerung eines Raffstores, eines Rolladens, einer Markise, einer Jalousie oder dergleichen gehören zum Stand der Technik.
Die Druckschrift DE 30 29 453 A1 beschreibt eine Geräteanordnung zum Netzanschluss mit einem Fehlerstromschutzschalter und mit Überspannung ab Leitern, welche elektrische zwischen dem Netzleiter und der Erde oder einer Potenzialausgleichsschiene liegen.
Die Druckschrift FR 2 770 699 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Stoppen eines einphasigen Asynchronmotors mit zwei Windungen.
Die Druckschrift DE 20 2008 003 374 U1 beschreibt eine tragbare Überspannungsschutzvorrichtung zum Schutz eines Netzanschlusses. Die Vorrichtung ist in einem abgedichteten verschließbaren Gehäuse angeordnet.
Die Druckschrift DE 203 08 840 U1 beschreibt eine Steuereinrichtung eines in zwei Laufrichtungen betreibbaren Wechselstrommotors, insbesondere eines AC-Jalousienmotors.
Die Druckschrift DE 91 00 656 U1 beschreibt eine Anordnung aus einem Dachfensterrollladen mit motorischem Antrieb und einer zu- und Abschaltung eines Antriebsmotors, wobei an eine Außenfläche des Rollladen Solarzellen angebracht sind.
Über eine Änderung der Drehrichtung des jeweiligen elektromotorischen Antriebes kann ein Rolladen eine Aufwärtsbewegung bzw. eine Abwärtsbewegung ausführen.
Gleiches gilt für Antriebe, die in der Lage sind, eine Markise elektromotorisch unterstützt auszufahren und die Markise entweder einem individuellen Wunsch folgend wieder einzufahren bzw. in Verbindung mit einem Sensor zur Erfassung der Windstärke wieder automatisch einzufahren, um Schäden an der Markise oder deren Befestigungseinrichtung zu vermeiden.
Mit dem zunehmenden Einsatz von elektronischen Baugruppen einschließlich der Vernetzung unterschiedlichster Komponenten in Heim und Haus kommt dem Schutz dieser vernetzten elektronischen Bauteile und Komponenten vor Überspannungen eine gestiegene Bedeutung zu. Es ist daher wünschenswert, nicht nur im Hausanschlussbereich Überspannungsableiter einzusetzen, sondern auch dort, wo mehr oder weniger empfindliche mikroelektronische Baugruppen zur Ausführung diskreter Steuerungen oder Applikationen eingesetzt werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um elektromotorische Antriebe für einen Mischregler in Warmwasserheizungsanlagen aber auch um Antriebe der oben geschilderten Art zur Betätigung von Rolläden oder dergleichen handeln.
Werden derartige Überspannungsableiter im Außenbereich eines Gebäudes oder an solchen Stellen eingesetzt, welche nicht ohne Weiteres einsehbar oder zugänglich sind, ist die Erkennung bzw. Meldung eines Fehlers, bedingt durch Überlastungen der jeweiligen Überspannungsableiter problematisch. Es ist zwar der Einsatz akustischer Fehlermeldereinrichtungen, realisiert beispielsweise durch einen Piezoakustikgenerator vorbekannt, jedoch haben auch derartige akustische Signalgeneratoren, insbesondere bei Umgebungsgeräuschen, nur eine begrenzte Reichweite und verfügen mithin nur um einen begrenzten Wirkungsbereich.
Insbesondere beim Einbauort in einem Rollokasten bzw. im Fassadenvorbau scheiden optische Anzeigen zur Fehlersignalisierung von Überspannungsableitern aus. Dies da zum einen üblicherweise die dem Rollo zugeordneten Fenster geschlossen und zum anderen die Signallautstärke des akustischen Signalgenerators gering ist.
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiter entwickelte zweiphasige bzw. mehrphasige Überspannungsschutzanordnung für elektromotorische Antriebe mit durchgeschleifter Antriebsversorgungsspannung sowie einer Anzeige- und/oder
Meldeeinrichtung für den Betriebszustand der in der Überspannungsschutzanordnung eingesetzten Überspannungsableiter anzugeben, welche zum einen sicherstellt, dass die Antriebsversorgungsspannung auch im Überlastungsfall mindestens eines der Überspannungsableiter für das Erreichen eines sicherheitsrelevanten Betriebszustandes erhalten bleibt, und wobei zum anderen erreicht wird, dass ein Fehlerzustand eines der Überspannungsableiter vom Benutzer bzw. Betreiber rechtzeitig und sicher erkannt wird, um ein unzulässiges Bestehenbleiben eines quasi ungeschützten Zustandes bezogen auf den elektromotorischen Antrieb zu vermeiden.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch die zweiphasige Überspannungsschutzanordnung für elektromotorische sowie einer Verwendung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.
Die Erfindung geht demnach von einer zweiphasigen Überspannungsschutzanordnung für elektromotorische Antriebe aus. Dabei definiert jede Phase eine bestimmte Betriebsrichtung des elektromotorischen Antriebes.
Die betreffende Überspannungsschutzanordnung ist dabei zwischen den jeweiligen Phasen und N einerseits sowie zwischen N und PE andererseits geschalten. Insofern handelt es sich um eine Schutzbeschaltung vom sogenannten Typ 2.
Die Überspannungsschutzanordnung weist weiterhin eine Anzeige- und/oder Meldeeinrichtung für den Betriebszustand der in der Überspannungsschutzanordnung eingesetzten Überspannungsableiter auf.
Erfindungsgemäß wird im Fall eines überlastungsbedingten Ausfalles mindestens eines der Überspannungsableiter, zum Beispiel eines Varistors oder eines Gasableiters, der elektromotorische Antrieb durch Unterbrechung einer Phase selektiv abgeschalten. Gleichzeitig wird ein, z.B. akustischer Signalgenerator als Meldeeinrichtung bzw. zur Anzeige des Fehlerzustandes aktiviert.
Der Benutzer wird im Fall eines Fehlerzustandes über diesen dadurch informiert, dass eine Abwärtsbewegung beispielsweise eines Rollos, welches über einen elektromotorischen Antrieb verfügt, nicht mehr möglich ist. Der Benutzer öffnet dann einbezogen auf das jeweilige Rollo zugehöriges Fenster und ist dann in der Lage, den Signalton des akustischen Signalgenerators und/oder ein optisches Signal wahrzunehmen und hierdurch den Fehler zu orten. Im Nachgang kann dann die
Überspannungsschutzanordnung erneuert und der normale Betriebszustand wieder hergestellt werden.
Es wird also insofern bei einer sicherheitsrelevanten Funktion des elektromotorischen Antriebes nur diejenige Phase selektiv abgeschalten, welche ein Risiko- oder Gefährdungspotential ausschließt oder reduziert. Dies bedeutet, dass zum Beispiel bei einer Markise oder einem Rollo auch bei defekter Überspannungsanordnung die Funktion des Hochfahrens oder Einrollens, zum Beispiel bei einer Sturmwarnung erhalten bleibt.
Bevorzugter Weise ist die gesamte Überspannungsschutzanordnung nebst akustischem Signalgenerator in ein Zwischensteckergehäuse eingesetzt. Dieses Zwischensteckergehäuse befindet sich bevorzugt an einem Gebäudeeintritt an oder in der Nähe der Gebäudefassade, wobei gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der jeweilige elektromotorische Antrieb einen Raffstore, einen Rolladen, eine Markise, eine Jalousie oder dergleichen Einrichtung betätigt.
Wie bereits kurz umrissen, wird im Fall des überlastungsbedingten Ausfalles eines der Überspannungsableiter nur diejenige Phase für den elektromotorischen Antrieb unterbrochen, welche das Öffnen eines Rolladens oder einer Jalousie bzw. das Zurückfahren einer Markise nicht beeinträchtigt, wobei durch das akustische und/oder optische Warnsignal des Signalgenerators der Benutzer über den Störungszustand des Überspannungsableiters informiert ist und geeignete Maßnahmen zur Beseitigung des Fehlerzustandes ergreifen kann.
Durch die Anordnung der kompletten Überspannungsschutzanordnung in einem Zwischensteckergehäuse kann mittels werkzeuglosem Austausch der erkannte Fehler mit wenig Aufwand beseitigt werden.
Die Schutzbeschaltung vom Typ 2 ist derart realisiert, dass jede Phase gegen den N-Leiter mittels mindestens einem Varistor als Überspannungsableiter und der N-Leiter gegen den PE-Leiter mit einem Gasableiter beschälten ist.
Das Zwischensteckergehäuse mit integrierter Schutzbeschaltung ist zwischen dem betreffenden elektromotorischen Antrieb und der Netzzuleitung eingesetzt.
Im konkreten Fall des Einsatzes der zweiphasigen Überspannungsschutzanordnung für den elektromotorischen Antrieb eines Sonnenschutzes ist die Phase des elektrischen Antriebes im Fehlerfall der Überspannungsschutzanordnung selektiv abgeschalten, welche eine Abwärtsbewegung des Sonnenschutzes ermöglicht. Hingegen bleibt die Phase, welche für eine Aufwärtsbewegung notwendig ist, mindestens für einen vorgebbaren Zeitraum unterbrechungsfrei.
Der Anwender oder Benutzer erkennt ein Problem hinsichtlich der Überspannungsableiter dadurch, dass sich das betreffende Rollo oder der Sonnenschutz nicht mehr herunterfahren lässt. Wird die Ansteuerung des diesbezüglichen Abwärtsbetriebes aktiviert und das zugehörige Fenster geöffnet, ist die optische oder Akustikmeldung erkennbar und es kann die defekte Anordnung lokalisiert werden.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles sowie eines Prinzipschaltbildes näher erläutert werden.
Das Prinzipschaltbild gemäß Figur zeigt ein Beispiel einer kompletten Typ- Z-Schutzbeschaltung, angeordnet in einem Zwischensteckergehäuse mit den Eingängen L-DN1, L-UP1, NI und PE1 sowie den durchgeschleiften Ausgängen L-DN2, L-UP2 und N2.
Mit L-DN ist die für die Abwärtsbewegung des nicht dargestellten elektromotorischen Antriebes verantwortliche Phase und mit L-UP diejenige Phase für den Aufwärtsbetrieb bezeichnet.
Jeweils zwischen den Phasen L-DN und L-UP gegen N ist ein Niederspannungsableiter MOV1 und MOV2 geschalten.
Zwischen N und PE befindet sich ein Gasentladungsableiter ZI.
Im Falle eines überlastungsbedingten Ausfalles eines der Überspannungsableiter M0V2 oder M0V1 wird dies über R2 und R7 erfasst. Dieses Erfassungssignal gelangt durch die Baugruppen IC2 und IC3 galvanisch getrennt auf eine Auswertungsbaugruppe IC1.
Die Auswertungsbaugruppe, ausgebildet als Microcontroller IC1 steht mit einem Transistor TI in Verbindung und schaltet diesen im Störungsfall eines der Überspannungsableiter M0V2 oder M0V1 durch. Die Folge ist, dass das Relais REL1 A anzieht und die Phase L-DN für die Abwärtsbewegung über die Relaiskontakte REL1B unterbricht. Parallel dazu wird der Signalgenerator PZ1 aktiviert.
Der Benutzer wird in einem solchen Fall zunächst indirekt über die Störung dadurch in Kenntnis gesetzt, dass eine Abwärtsbewegung zum Beispiel eines elektromotorisch angetriebenen Sonnenschutzes bzw. Rollos nicht mehr erfolgt. Aktiviert der Benutzer eine nicht dargestellte Steuerung für den Abwärtsbetrieb und öffnet ein Fenster ist er in der Lage, die akustische Meldung über PZ1 zu erkennen und den Fehlerzustand zu signalisieren. Ist kein akustischer Alarm vernehmbar, ist möglicherweise ein anderer Fehler in der Ansteuerung des Antriebes gegeben, so dass ein Servicetechniker zu rufen ist.
Aus Obigem liegt es im Sinne der Erfindung, die Überspannungsschutzanordnung nebst Signalgenerator in einem Zwischengehäuse anzuordnen und dieses für den elektromotorischen Antrieb eines Sonnenschutzes zu verwenden.

Claims

Zweiphasige Überspannungsschutzanordnung für elektromotorische Antriebe mit durchgeschleifter Antriebsversorgungsspannung, welche zwei Phasen und einen N-Leiter aufweist, sowie einer Anzeige- und/oder Meldeeinrichtung für den Betriebszustand der in der Überspannungsschutzanordnung eingesetzten Überspannungsableiter (MOV1, MOV2), wobei über die jeweilige Phase die Drehrichtung des elektromotorischen Antriebes bestimmt wird, wobei im Falle eines überlastungsbedingten Ausfalles mindestens eines der Überspannungsableiter (MOV1, MOV2) der elektromotorische Antrieb durch Unterbrechung nur einer Phase selektiv abgeschaltet und gleichzeitig ein akustischer und/oder optischer Signalgenerator (PZ1) aktiviert wird.
Zweiphasige Überspannungsschutzanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese in einem Zwischensteckergehäuse eingesetzt bzw. integriert ist.
Zweiphasige Überspannungsschutzanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese sich an einem Gebäudeeintritt an oder in der Nähe der Gebäudefassade befindet.
Zweiphasige Überspannungsschutzanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige elektromotorische Antrieb einen Raffstore, einen Rolladen, eine Markise, eine Jalousie oder dergleichen Einrichtung betätigt.
Zweiphasige Überspannungsschutzanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle des überlastungsbedingten Ausfalles eines der Überspannungsableiter (MOV1, MOV2) nur diejenige Phase für den elektromotorischen Antrieb unterbrochen wird, welche das Öffnen eines Rolladens oder einer Jalousie bzw. das Zurückfahren einer Markise nicht beeinträchtigt, wobei durch das Warnsignal des Signalgenerators (PZ1) der Benutzer über den Störungszustand des Überspannungsableiters (MOV1, MOV2) informiert ist.
Zweiphasige Überspannungsschutzanordnung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzbeschaltung vom Typ 2 ausgeführt ist und jede Phase gegen den N-Leiter mittels mindestens einem Varistor als Überspannungsableiter (MOV1, MOV2) und der N-Leiter gegen einen PE-Leiter mit einem Gasableiter (Z1) beschalten ist.
Zweiphasige Überspannungsschutzanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischensteckergehäuse mit integrierter Schutzbeschaltung zwischen dem elektromotorischen Antrieb und einer Netzzuleitung eingesetzt ist.
Zweiphasige Überspannungsschutzanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Zwischensteckergehäuse an einem Gebäudeeintritt an oder in Fassadennähe oder in einem Rolladenkasten oder einem diesbezüglichen Fassadenvorbau befindet.
Zweiphasige Überspannungsschutzanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Phase des elektromotorischen Antriebes selektiv abgeschalten wird, welche eine Abwärtsbewegung eines Rolladens oder einer Jalousie ermöglicht, hingegen die Phase für eine Aufwärtsbewegung mindestens für einen vorgebbaren Zeitraum unterbrechungsfrei gehalten ist.
Verwendung einer zweiphasigen Überspannungsschutzanordnung nach den Ansprüchen 2, 4, 5, 7, 8 oder 9 zum Schutz des elektromotorischen Antriebes eines Sonnenschutzes.