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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft den technischen Bereich des elektrischen Schützens und insbesondere eine elektrische Vorrichtung für mechanische Anlagen.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Ein Regler ist eine Vorrichtung, die verwendet wird, um den Betrieb einer automatisierten oder mechanischen Anlage zu steuern, wie beispielsweise Bearbeiten, Messen und Transportieren. Der Betriebsablauf beinhaltet für gewöhnlich eine Reihe unterschiedlicher Programmabläufe, wie beispielsweise Drehen, Bewegen und Greifen. Ein Regler vervollständigt verschiedene Takte und Betriebsarten durch Programme oder befehlsmäßige Anordnungen.
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Während des Betriebs eines Reglers kann die Stromenergie plötzlich durch die umgebende Anlage, weiter die Anlagen umgebende Teile, das Erfassen von Stromleitungen, Blitze und Stromverbindungen beeinträchtigt werden, was zu einem transienten oder vorübergehenden Stoß führen kann. Der transiente Stoß gelangt über den Pfad der Stromquelle in den Regler und beschädigt den Regler oder die Anschlusslast. Die
CN 201 130 855 Y offenbart einen Überspannungsschutz mit einer Kommunikationsschnittstelle, die einen ersten Piezowiderstand und einen zweiten Piezowiderstand, eine Phasenleitungssicherung und eine Nullleitungssicherung umfasst; wobei der erste Piezowiderstand und der zweite Piezowiderstand zwischen die Versorgungsleitung und die Masse oder zwischen die Nullleitung und die Masse geschaltet sind, die Phasenleitungssicherung in Reihe mit dem ersten Piezowiderstand geschaltet ist. Bei Ausfall des ersten Piezowiderstands ist die Nullleitungssicherung in Reihe zwischen den zweiten Piezowiderstand und die Nullleitung geschaltet und dient zum Unterbrechen der Versorgungsleitung bei Ausfall des zweiten Piezowiderstands. Die
DE 10 2017 125 802 A1 offenbart einen Elektronikschaltkreis mit Ausgangs-Port, erstem AC-Eingangs-Port und zweitem AC-Eingangs-Port, die mit einer externen Wechselstromquelle und einer Gleichrichterschaltung verbunden sind. Die Gleichrichterschaltung hat einen ersten Eingangsanschluss, der mit dem ersten AC-Eingangs-Port verbunden ist, einen zweiten Eingangsanschluss, der mit dem zweiten AC-Eingangs-Port verbunden ist, einen ersten Ausgangsanschluss und einen zweiten Ausgangsanschluss. Eine Spannung des ersten Ausgangsanschlusses ist höher als eine Spannung des zweiten Ausgangsanschlusses. Der elektronische Schaltkreis umfasst ferner einen ersten bidirektionalen elektrostatischen Schutzkreis, der zwischen den ersten AC-Eingangs-Port und den zweiten Ausgangsanschluss der Gleichrichterschaltung geschaltet ist; einen zweiten bidirektionalen elektrostatischen Schutzkreis, der zwischen den zweiten AC-Eingangs-Port und dem zweiten Ausgangsanschluss der Gleichrichterschaltung geschaltet ist; und einen dritten bidirektionalen elektrostatischen Schutzkreis, der zwischen den Ausgangs-Port und den zweiten Ausgangsanschluss der Gleichrichterschaltung geschaltet ist.
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Gegenwärtig wird, um eine Beschädigung durch einen transienten Stoß zu verhindern, die entsprechende Schutzschaltung oder Schutzvorrichtung für gewöhnlich basierend auf der Antwort der elektronischen Bestandteile in dem Regler gestaltet. Dieses Verfahren setzt jedoch eine Kenntnis über die Antwortzustände aller elektronischen Bestandteile in dem Regler voraus. Darüber hinaus können auch elektronische Bestandteile mit derselben Spezifikation Störungen im Reaktionsvermögen aufgrund von Parameterfehlern erzeugen. Es ist daher schwierig, eine Schutzvorrichtung zu entwerfen.
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Ferner ist der zur Verfügung stehende Raum innerhalb einer mechanischen Anlage begrenzt und der für die Schutzschaltung verfügbare Raum somit eng bemessen. Daher stellt die Auswahl von geeigneten Schutzvorrichtungen für diesen begrenzten Raum ein Problem dar, das gelöst werden muss.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde unter den gegebenen Umständen verwirklicht. Es ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Schutzvorrichtung für mechanische Anlagen bereitzustellen, die ein Vernachlässigen der Antwort von elektronischen Komponenten in dem System der mechanischen Anlage erlaubt und die wirksam die Schäden isoliert, die durch transiente Stöße entstehen.
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Der Schutzbereich der beanspruchten Erfindung sei durch die Anspruchsfassung definiert; nachstehende Beschreibungen nicht beanspruchter Schaltungen sind anhand der entsprechenden Figuren erläutert, dienen jedoch nur der Erläuterung.
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Um die vorstehende und andere Aufgaben der vorliegenden Erfindung zu lösen, umfasst eine elektrische Schutzvorrichtung, die in einem Regler einer mechanischen Anlage verwendet wird, eine Leiterplatte, eine vorgelagerte Schutzschaltung und eine nachgelagerte Schutzschaltung. Die vorgelagerte Schutzschaltung und die nachgelagerte Schutzschaltung sind auf der Leiterplatte ausgebildet. Die vorgelagerte Schutzschaltung verbindet eine Stromquelle und eine Vorstufe des Reglers. Die vorgelagerte Schutzschaltung stellt einen elektrischen Schutzzustand bereit, so dass die vorgelagerte Schutzschaltung eine transiente Stoßenergie vom Eindringen in den Regler hindert, wenn diese transiente Stoßenergie der Stromquelle den elektrischen Schutzzustand überwindet. Die nachgelagerte Schutzschaltung verbindet die vorgelagerte Schutzschaltung und eine nachgelagerte Stufe des Reglers. Wenn die transiente Stoßenergie auftritt, ist die Ansprechgeschwindigkeit der nachgelagerten Schutzschaltung geringer als die Ansprechgeschwindigkeit der vorgelagerten Schutzschaltung. Der elektrische Schutzzustand umfasst einen ersten Schutzparameter und einen zweiten Schutzparameter. Wenn die transiente Vorwärts-Stoßenergie größer ist als der erste Schutzparameter, so ist die Impedanz der nachgelagerten Schutzschaltung größer als die Impedanz der vorgelagerten Schutzschaltung, um die Ansprechgeschwindigkeit der nachgelagerten Schutzschaltung zu verzögern. Wenn die transiente Rückwärts-Stoßenergiekleiner ist als der zweite Schutzparameter, wird ein offener Stromkreis zwischen der vorgelagerten Schutzschaltung und der nachgelagerten Schutzschaltung gebildet, um die Ansprechgeschwindigkeit der nachgelagerten Schutzschaltung zu verzögern. Die nachgelagerte Schutzschaltung umfasst eine Shuntkomponente und einen nachgelagerten Überspannungsableiter. Die Shuntkomponente verbindet die vorgelagerte Schutzschaltung und den nachgelagerten Überspannungsableiter und weist einen Impedanzwert auf. Der nachgelagerte Überspannungsableiter ist mit der nachgelagerten Stufe des Reglers verbunden ist. Die Shuntkomponente umfasst einen Schalter und einen Widerstand. Der Schalter verbindet die vorgelagerte Schutzschaltung und den Widerstand. Der Widerstand ist mit dem nachgelagerten Überspannungsableiter verbunden.
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Durch die Anordnung der vorgelagerten Schutzschaltung und der nachgelagerten Schutzschaltung wird die Antwort der nachgelagerten Schutzschaltung verzögert, wenn eine transiente Stoßenergie auftritt, daher muss für die elektrische Schutzvorrichtung der vorliegenden Erfindung die elektronischen Komponenten des Reglers oder der Last nicht in Betracht gezogen werden, die eine schnellere Antwort als die vorgelagerte Schutzschaltung aufweisen, was den Aufbau und die Gestaltung der Schutzschaltung vereinfacht und eine transiente Stoßenergie wirksam blockiert.
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Andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch Bezug auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den anhängigen Zeichnungen besser verstanden, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Bestandteile des Aufbaus bezeichnen. Der beanspruchte Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird durch den Anspruchssatz definiert.
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Figurenliste
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- 1 ist ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen elektrischen Schutzvorrichtung für eine mechanische Anlage.
- 2-4 sind Schaltdiagramme von elektrischen Schutzvorrichtungen, die zur allgemeinen Erläuterung beigefügt sind.
- 5 ist ein Schaltdiagramm der erfindungsgemäßen elektrischen Schutzvorrichtung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die elektrische Schutzvorrichtung der vorliegenden Erfindung, bezeichnet mit 10, ist ein Regler, der an einer mechanischen Vorrichtung wie beispielsweise einem Roboter, einem elektronischen Greifer einer Gleitschiene oder ähnlichem Anwendung findet.
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Mit Verweis auf die 1 verbindet die erfindungsgemäße elektrische Schutzvorrichtung 10 einen Regler 20 und eine Stromquelle 30, um zu verhindern, dass die unmittelbar durch die Stromquelle oder die Stromleitung erzeugte Stoßenergie die elektronischen Bestandteile in dem Regler 20 oder die mechanischen Vorrichtung beschädigt. Die Last, bezeichnet mit 40, ist eine ausführende Vorrichtung der mechanischen Vorrichtung, wie beispielsweise ein elektrischer Greifer, eine Führung oder ähnliches.
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Mit Verweis auf die 2 und 1, umfasst der in 2 dargestellte, nicht erfindungsgemäße Regler 20 einen Wandler 21, einen Prozessor 23 und ein Photo-Relais 25. Der Wandler 21 verbindet die elektrische Schutzvorrichtung 10 und erhält die Stromenergie durch die elektrische Schutzvorrichtung 10. Der Prozessor 23 verbindet den Wandler 21 und das Photo-Relais 25, und wird dazu verwendet, einen Steuerbefehl der Last 40 auszugeben oder um ein Feedbacksignal von der Last 40 zu erhalten. Alternativ umfasst der Regler 20 ferner andere Module wie beispielsweise Gleichrichter, Wechselrichter usw. oder mehrere Prozessoren.
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Die elektrische Schutzvorrichtung 10 umfasst eine Leiterplatte 11, eine vorgelagerte Schutzschaltung 13 und eine nachgelagerte Schutzschaltung 15. Die vorgelagerte Schutzschaltung 13 und die nachgelagerte Schutzschaltung 15 sind auf der Leiterplatte 11 ausgebildet. Die Bindungsoberfläche der Leiterplatte 11 beträgt bevorzugt 21x50 mm, und die Leiterplatte kann eine einschichtige oder vielschichtige Leiterstruktur aufweisen. Die Bindungsoberfläche dient dem Tragen von elektronischen Komponenten. In anderen Ausführungsformen kann die Leiterplatte kleiner oder größer sein. Beispielsweise kann die Längsseite der Bindungsoberfläche auf 50-85 mm gewechselt werden, und die kurze Seite der Bindungsoberfläche auf 21-35 mm. Somit ist die Größe der Leiterplatte nicht auf die vorstehend beschriebene Größe beschränkt. Darüber hinaus können die lange und die kurze Seite auch dieselbe Länge aufweisen. Die vorgelagerte Schutzschaltung 13 verbindet die Stromquelle 30 und die Vorstufe 27 des Reglers 20. Die nachgelagerte Schutzschaltung 15 verbindet die vorgelagerte Schutzschaltung 13 und die nachgeschaltete Stufe 29 des Reglers 20. Die Vorstufe 27 und die nachgeschaltete Stufe 29 beziehen sich auf den Eingang beziehungsweise den Ausgang des Reglers 20. Die nachgeschaltete Stufe 29 des Reglers 20 bezieht sich allgemein auf das Ende der Verbindung zur Last 40, um Befehle an die Last auszugeben. Daher werden die Vorstufe 27 und die nachgeschaltete Stufe 29 des Reglers 20 auch als Eingangspol und Ausgangspol bezeichnet.
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Die vorgelagerte Schutzschaltung 13 hindert die transiente Stoßenergie daran, in den Regler 20 einzudringen, wenn die Stoßenergie an dem Eingang der Stromquelle 30 auf den elektrischen Schutzzustand trifft. Der elektrische Schutzzustand dieser Ausführungsform beträgt ±1 Kilovolt (KV). Anders gesagt, wenn die transiente Stoßenergie ±1 kV übersteigt, löst die vorgelagerte Schutzschaltung 13 aus. In anderen Ausführungsformen können die Parameter des elektrischen Schutzzustands geringer oder größer sein. Die transiente Stoßenergie kann in eine nach vorne gerichtete transiente Stoßenergie und eine nach hinten gerichtete transiente Stoßenergie unterschieden werden. Die nach vorne gerichtete Richtung bezieht sich auf einen Energiefluss von einem hohen Potenzial zu einem niedrigen Potenzial, und die nach hinten gerichtete Richtung bezieht sich auf einen Energiefluss von einem niedrigen Potenzial zu einem hohen Potenzial. Der Stoß ist ein transienter oder kurzzeitiger Stoß von Energie, der dazu führt, dass das System nicht laden kann. Elektrische Schutzzustände beinhalten nach vorne gerichtete Schutzparameter und nach hinten gerichtete Schutzparameter, wobei Energie und Parameter Stromstärke, Spannung, Strom oder digitale Parameter sein können, die durch Betriebsarten umgewandelt werden.
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In Übereinstimmung mit den elektrischen Schutzzuständen ist die transiente Stoßenergie größer als der nach vorne gerichtete Schutzparameter und geringer als der nach hinten gerichtete Schutzparameter. Wenn die transiente Stoßenergie größer als der nach vorne gerichtete Schutzparameter ist, dirigiert die vorgelagerte Schutzschaltung 13 die transiente Stoßenergie zum Erdungskontakt in Kurzschlussweise, um zu verhindern, dass transiente Stoßenergie in den Regler 20 eindringt. Wenn die transiente Stoßenergie geringer als der nach hinten gerichtete Schutzparameter ist, blockiert die vorgelagerte Schutzschaltung 13 die transiente Stoßenergie außerhalb des Reglers 20 in Trennweise, um zu verhindern, dass transiente Stoßenergie in den Regler 20 eindringt.
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Die vorgelagerte Schutzschaltung 13 umfasst einen vorgelagerten Überspannungsableiter 131 und eine Hochspannungsdiode 133. Der vorgelagerte Überspannungsableiter 131 und die Stromquelle 30 sind parallel miteinander verbunden. Die positive Elektrode der Hochspannungsdiode 133 ist mit der positiven Elektrode des vorgelagerten Überspannungsableiters 131 verbunden. Die negative Elektrode der Hochspannungsdiode 133 ist mit der nachgelagerten Schutzschaltung 15 und der Vorstufe 27 des Reglers 20 verbunden. Der nach vorne gerichtete Schutzparameter weist eine große Abhängigkeit von dem vorgelagerten Überspannungsableiter 131 auf. In dieser Ausführungsform ist der vorgelagerte Überspannungsableiter 131 eine Suppressordiode (Transient Voltage Suppression Diode, TVS). Die Suppressordiode ist vorzugsweise eine bidirektionale 24 Volt Diode und kann 300 Ampere (A)/3 kW (KW) widerstehen. Die Hochspannungsdiode wird am besten mit einer Spannungsfestigkeit von 1 kV (KV) gewählt, aber andere Ausführungsformen sind nicht auf diese ausgewählten Parameter beschränkt. Der vorgelagerte Überspannungsableiter 131 kann in anderen Ausführungsformen ein Metalloxid-Varistor (MOV) oder andere elektronische Komponente oder Kombination sein, die fähig ist, einer transienten Stoßenergie zu widerstehen.
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Die Ansprechgeschwindigkeit der nachgelagerten Schutzschaltung 15 ist geringer als die der vorgelagerten Schutzschaltung 13, wenn eine transiente Stoßenergie auftritt. Die nachgelagerte Schutzschaltung 15 wird auch dazu verwendet, externe statische Elektrizität nicht in den Regler 20 eindringen zu lassen. Die Impedanz der nachgelagerten Schutzschaltung 15 ist größer als die der vorgelagerten Schutzschaltung 13, um die Antwort der nachgelagerten Schutzschaltung 15 zu verzögern, wenn die transiente Stoßenergie größer ist als der nach vorne gerichtete Schutzparameter. Wenn die transiente Stoßenergie geringer ist als der nach hinten gerichtete Schutzparameter, wird zwischen der vorgelagerten Schutzschaltung 13 und der nachgelagerten Schutzschaltung 15 ein offener Stromkreis gebildet, um die Antwort der nachgelagerten Schutzschaltung 15 zu verzögern.
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In dieser Ausführungsform umfasst die nachgelagerte Schutzschaltung 15 eine Shuntkomponente 151 und einen nachgelagerten Überspannungsableiter 153. Die Shuntkomponente 151 ist der Hauptgrund für die langsame Antwort der nachgelagerten Schutzschaltung 15, wenn transiente Stoßenergie auftritt. Nehmen wir einen Widerstand als Beispiel. Die gegenständigen Enden des Widerstands sind mit der negativen Elektrode der Hochspannungsdiode 133 der vorgelagerten Schutzschaltung 13 und des nachgelagerten Überspannungsableiters 153 verbunden. Der nachgelagerte Überspannungsableiter 153 ist mit der nachgelagerten Stufe 29 des Reglers 20 verbunden und erzeugt so eine parallele Beziehung.
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Die Shuntkomponente 151 ist daran angepasst, die Ansprechzeit des nachgelagerten Überspannungsableiters 153 zu verzögern, um den nachgelagerten Überspannungsableiter 153 und das Photo-Relais 25 zu schützen, wenn eine transiente Stoßenergie auftritt. Wenn ein transienter Stoß auftritt, reagiert zuerst die vorgelagerte Schutzschaltung 13. Insbesondere bildet der vorgelagerte Überspannungsableiter 131, wenn eine nach vorne gerichtete transiente Stoßenergie auftritt, einen offenen Stromkreis. Daher ist die Impedanz des vorgelagerten Überspannungsableiters 131 viel kleiner als die der Shuntkomponente. Somit durchfährt die meiste transiente Stoßenergie den kurzgeschlossenen vorgelagerten Überspannungsableiter 131 und gelangt nicht in den Regler 20 oder die nachgelagerte Schutzschaltung.
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Die Komponenten, die in dem nachgelagerten Überspannungsableiter 153 verwendet werden, sind dieselben, die auch im vorgelagerten Überspannungsableiter 131 vorkommen, jedoch können die Parameter der Komponenten wie beispielsweise die Spannungsfestigkeit und die Ansprechzeit unterschiedlich sein.
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Da die in dieser Ausführungsform ausgewählte Leiterplatte 10 klein ist, betragen die Abmessungen der Suppressordiode 8x5,9x2,6 mm oder 2,6x1,3x1,1 mm, und die Abmessungen der Hochspannungsdiode 5x2,7x2,2 mm, allerdings können die Abmessungen der Komponenten größer oder kleiner sein, solange sie auf die Leiterplatte 10 passen. Der Widerstand des Widerstands liegt zwischen 20-60 Ohm (Ω). So können die Bestandteile der elektrischen Schutzvorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung vollständig auf der Leiterplatte 11 angeordnet werden, um in die mechanische Anlage aufgenommen zu werden.
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Erzeugt die Stromenergie bei der Anwendung eine transiente Stoßenergie, wird diese in eine nach vorne gerichtete und eine nach hinten gerichtete Stoßenergie unterteilt. Die nach vorne gerichtete Stoßenergie löst den vorgelagerten Überspannungsableiter 131 der vorgelagerten Schutzschaltung 13 aus, wobei der vorgelagerte Überspannungsableiter 131 verbunden wird, um eine Kurzschlussverbindung herzustellen. Somit wird die transiente Stoßenergie durch den kurzgeschlossenen vorgelagerten Überspannungsableiter 131 zur Erde geleitet, ohne in den Regler 20 einzudringen. Wenn eine nach hinten gerichtete transiente Stoßenergie durch die Stromquelle 30 oder die Stromleitungen der elektrischen Schutzvorrichtung 10 fließt, wird die nach hinten gerichtete transiente Stoßenergie durch den vorgelagerten Überspannungsableiter 131 geführt, und da sich die Hochspannungsdiode 133 in einem offenen Stromkreis befindet, kann die nach hinten gerichtete transiente Stoßenergie nicht in den Regler eindringen. Somit kann die vorgelagerte Schutzschaltung 13 den Regler 20 wirksam schützen, was verhindert, dass der Regler 20 durch die nach vorne oder die nach hinten gerichtete transiente Stoßenergie beschädigt wird.
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Ferner gilt, da der vorgelagerte Überspannungsableiter 131 und der nachgelagerte Überspannungsableiter 153 vom schnell ansprechenden Typ sind, kann, um zu verhindern, dass der nachgelagerte Überspannungsableiter 153 früher anspricht als der der vorgelagerte Überspannungsableiter 131, die Funktion der Shuntkomponente 151 der nachgelagerten Schutzschaltung 15 das Ansprechen des nachgelagerten Überspannungsableiters 153 wirksam verhindern, was den Regler 20 oder den nachgelagerten Überspannungsableiter 153 vor Beschädigungen schützt.
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Ferner kann der nachgelagerte Überspannungsableiter 153 die durch die Last 40 erzeugte statische Spannung wirksam blockieren, um das Photo-Relais 25 des Reglers 20 zu schützen.
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Durch die Anordnung der vorgelagerten Schutzschaltung 13 und der nachgelagerten Schutzschaltung 15 brauchen in der elektrischen Schutzvorrichtung der vorliegenden Erfindung die elektronischen Komponenten des Reglers 20, der Last 40 oder von anderen Systemen, die schneller reagieren als der vorgelagerte Überspannungsableiter 131, nicht berücksichtigt werden, was die Gestaltung der Schutzschaltung vereinfacht und eine transiente Stoßenergie wirksam blockiert.
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Wie in 3 gezeigt, zeigt die Figur eine weitere nicht erfindungsgemäße elektrische Schutzvorrichtung zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Die Linien aus schwarzen Punkten in der Figur deuten darauf hin, dass die Anzahl der Leitungen oder Elemente größer sein kann. In der Zeichnung bezeichnen helle Bezugszeichen die gleichen Komponenten. Der vorgelagerte Überspannungsableiter 531 ist ein Metalloxid-Varistor (MOV). Dieser wird verwendet, um den Regler 20 vor Beschädigungen durch eine transiente Stoßenergie zu schützen. Der Metalloxid-Varistor kann große Ströme bewältigen, Stoßenergie absorbieren und schnell ansprechen, um den Regler 20 zu schützen. Der vorgelagerte Überspannungsableiter 531 kann auch andere elektronische Komponenten nutzen, die fähig sind, einer transienten Stoßenergie zu widerstehen oder sie zu absorbieren, die hier nicht näher bezeichnet werden.
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Ferner weist der Regler 20 mehrere Ausgänge auf, die zu mehreren Photo-Relais 25a passen. Die nachgelagerte Schutzschaltung 55 umfasst nur eine einzelne Shuntkomponente (d.h. Widerstand) 551, dennoch umfasst sie mehrere nachgelagerte Überspannungsableiter 553. Die nachgelagerten Überspannungsableiter 553 verbinden die Photo-Relais 25a parallel in eins-zu-eins Weise und ebenso mehrere Lasten 40a.
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So kann die elektrische Schutzvorrichtung die Auslösung der mehreren nachgelagerten Überspannungsableiter 553 mittels einer einzigen Shuntkomponente 551 verzögern.
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4 zeigt eine weitere nicht erfindungsgemäße elektrische Schutzvorrichtung zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten bezeichnen. Darin sind die Widerstände der Shuntkomponenten 651 der nachgelagerten Schutzschaltung 65 mit der vorgelagerten Schutzschaltung 63 verbunden. Die Anzahl der Widerstände ist proportional zu der Anzahl der nachgelagerten Überspannungsableiter 653 in einem eins-zu-eins Verhältnis. Diese Widerstände können so konfiguriert werden, dass sie denselben oder unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen, abhängig von der tatsächlichen Gestaltung des Schaltkreises. Somit kann auch die Ansprechzeit der nachgelagerten Überspannungsableiter 653 identisch oder unterschiedlich sein.
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5 zeigt eine Ausführungsform der elektrischen Schutzvorrichtung der vorliegenden Erfindung, in der gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten bezeichnen. In dieser Ausführungsform beinhaltet die Shuntkomponente 751 der nachgelagerten Schutzschaltung 75 einen Widerstand 7511 und einen Schalter 7513. Der Schalter 7513 verbindet die vorgelagerte Schutzschaltung 73, den Erdungskontakt und den Widerstand 7511, wobei die Verbindung des Widerstands 7511 dieselbe ist, wie vorstehend zur Erläuterung jeweils beschrieben.
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Der Schalter 7513 kann ein mechanischer Schalter oder ein elektrischer Schalter sein. Ein mechanischer Schalter kann beispielsweise ein Relais sein. Ein elektrischer Schalter kann beispielsweise ein Schalterstromkreis sein, der aus einem Transistor besteht, oder ein Transistor. Der Schalter 7513 kann wahlweise die Verbindung zwischen dem nachgelagerten Überspannungsableiter und der Hochspannungsdiode trennen, so dass der Weg offen oder direkt mit der Erde verbunden ist.
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Wenn der Schalter zwischen dem nachgelagerten Überspannungsableiter und der Hochspannungsdiode schaltet, wird der der Last zur Verfügung gestellte Strom von der Stromquelle bereitgestellt. Dieser Zustand wird auch als Quellenmodus bezeichnet. Wenn der Schalter die Verbindung zwischen dem nachgelagerten Überspannungsableiter und der Erde des Schalters schaltet, dann wird der nachgelagerte Überspannungsableiter zur Erde kurzgeschlossen (0V). Zu diesem Zeitpunkt wird der der Last zur Verfügung gestellte Strom von der Last bereitgestellt und dieser fließt durch den nachgelagerten Überspannungsableiter zur Erde. Dieser Zustand wird als absinkender Modus bezeichnet.
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Somit kann die elektrische Schutzvorrichtung der vorliegenden Erfindung die durch Stromquellen oder Stromleitungen erzeugte transiente Stoßenergie wirksam isolieren oder absorbieren und dabei verhindern, dass die transiente Stoßenergie die elektronischen Komponenten innerhalb der mechanischen Anlage beschädigt. Ferner muss für die elektrische Schutzvorrichtung keine Rücksicht auf die elektrischen Eigenschaften der elektronischen Komponenten in der mechanischen Anlage genommen werden. Durch die vorgelagerte Schutzschaltung kann die elektrische Schutzvorrichtung die meiste transiente Stoßenergie daran hindern, in den Regler oder in andere Komponententeile der mechanischen Anlage zu gelangen.
