DE202006006713U1 - Vacuum contactor used e.g. as motor starter, incorporates all components associated with switching point control and motor protection in front head end of unit - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Leistungsschütz, insbesondere Vakuumschütz, das zusammen mit elektronischen Sensor-, Auswertungs- und Steuerelektroniken eine kompakte Bauweise aufweist.The The invention relates to a power contactor, in particular vacuum contactor, the together with electronic sensor, evaluation and control electronics has a compact design.
Der
Stand der Technik kann folgendermaßen beschrieben werden:
Die
wichtigsten Funktionen für
Schaltgeräte
im Bereich der Motorabgänge
in elektrischen Anlagen sind:
- 1. Grundfunktion Schalten – Sichere Durchleitung hoher Energieströme für elektromotorische Verbraucher, – sehr häufiges Schalten hoher Energieströme; sehr hohe elektrische Lebensdauern, – Sicherung einer dauerhaften Zuverlässigkeit der erforderlichen Funktionen und Handlungen, – minimale Verluste bei der Durchleitung hoher Energieströme, – Sicherheit gegen Umwelteinflüsse, – Magnetantriebs- und Schaltmanagement zur optimalen Materialausnutzung. Einzelerzeugnisse für diesen Komplex sind: Leistungsschalter, Leistungs-(Motor-)schütze.
- 2. Zusatzfunktion Anlagen-Schutz – Erfassung von Betriebszuständen im Energiestrom; Sensorik, – Erfassung von nicht betriebsmäßigen (fehlerhaften) Zuständen im Energiestrom; Sensorik, – Umwandlung der physikalischen Messgrößen in nutzbare Signale, – Verarbeitung und Auswertung der Signale, – Organisation der Handlungen, Auslösung von Schalthandlungen in Leistungsgeräten zum Schutz der elektrischen Anlage, – Systemkommunikation über Fernleitung mit zentralen Kommandosteilen und zwischen den Komponenten, – Parametrierung der Signalerfassung und Signalausgabe nach Kundenwunsch.
The most important functions for switching devices in the field of motor outlets in electrical installations are:
- 1. Basic function switching - safe transmission of high energy flows for electromotive consumers, - very frequent switching of high energy flows; very high electrical lives, - ensuring lasting reliability of the required functions and actions, - minimal losses in the passage of high energy flows, - environmental protection, - magnetic drive and switch management for optimal material utilization. Individual products for this complex are: circuit breakers, power (motor) contactors.
- 2. Additional function plant protection - recording of operating states in the energy flow; Sensor technology, - detection of non-operational (faulty) states in the energy flow; Sensor technology, - conversion of the physical measured variables into usable signals, - processing and evaluation of the signals, - organization of the actions, triggering of switching operations in power devices to protect the electrical system, - system communication via remote line with central command sections and between the components, - parameterization of the signal acquisition and signal output according to customer requirements.
Einzelerzeugnisse für diesen Komplex sind: Stromsensoren, Wandler, elektro-mechanische Motorschutzrelais, Bimetallrelais, elektronische Motorschutzrelais, Motorschutzschalter, Motorstarter, Unterspannungsrelais, Phasenausfallrelais, Phasensymmetrierelais, Erdschlußrelais.Single products For this Complex are: current sensors, converters, electro-mechanical overload relays, Bimetallic relays, electronic overload relays, motor protection switches, Motor starters, undervoltage relays, phase failure relays, phase balancing relays, Earth-Fault.
Bekannt
sind die folgenden Teillösungen
aus den genannten Komplexen 1 und 2 in separater Bauweise:
Ausgehend
von der Absicht verschiedener Hersteller, mehrere Funktionen in
einer kompakten Baueinheit zu installieren, bot es sich an, diskrete
Schaltgeräte auf
Montageplatinen oder in zusätzlichen
Gehäusen zusammenzubauen.
- – Elektromechanischer Kompakt-Motor-Abgang Leistungsschalter, Schütz, Motorschutzrelais als Kombination separater Komponenten in einem Gehäuse,
- – Elektromechanischer Kompakt-Motor-Abgang Leistungsschalter, Schütz, Motorschutzrelais als integriertes Design in einem Gehäuse,
- – Elektronischer Motorschutz Separates elektronisches Motorschutzrelais kombinierbar mit Schütz; Sensorik und Elektronik kann dem Schütz beigestellt werden,
- – Schützkombinationen, Starter, Stern-Dreieck-Starter Schütz und Steuerrelais, Motorschutzrelais Kombination separater Komponenten auf einer Montageplatine oder in einem Gehäuse,
- – Elektronisches Magnetmanagement Elektronisches Steuermodul zum energiearmen, optimalen Magnetmanagement,
- – Elektronisches Schaltpunktmanagement Elektronisches Steuermodul zum optimalen Management des Schaltzeitpunktes; damit fassen sich außerordentlich hohe elektrische Lebensdauern erreichen.
Based on the intention of several manufacturers to install several functions in a compact unit, it was possible to assemble discrete switching devices on mounting boards or in additional housings.
- - Electromechanical compact motor output circuit breaker, contactor, motor protection relay as a combination of separate components in a housing,
- - Electromechanical compact motor output circuit breaker, contactor, motor protection relay as integrated design in a housing,
- - Electronic motor protection Separate electronic motor protection relay combinable with contactor; Sensors and electronics can be provided to the contactor,
- - contactor combinations, starters, star-delta starters contactor and control relays, motor protection relay combination of separate components on a mounting board or in a housing,
- - Electronic magnetic management Electronic control module for low-energy, optimal magnetic management,
- - Electronic switching point management Electronic control module for optimal management of the switching time; This means that extraordinarily high electrical lives can be achieved.
Diese Lösungen waren der erste Versuch, dem Kunden eine fertige Schaltgerätekombination zu geben, die mit geringem Aufwand in der Anlage installiert werden kann.These solutions were the first attempt, the customer a finished switchgear assembly to be installed with little effort in the system can.
Als
Beispiel:
Kompakt-Motorstarter, System MSE, 4kW, von Klöckner-Moeller,
1990:
Elektromechanischer Kompakt-Motor-Abgang (Starter) als
Kombination separater Komponenten auf einer Montageplatte oder in
einem Kastengehäuse: Leistungsschalter,
Schütz,
Motorschutzrelais.As an an example:
Compact motor starter, MSE system, 4kW, by Klöckner-Moeller, 1990:
Electromechanical compact motor output (starter) as a combination of separate components on a mounting plate or in a box housing: circuit breaker, contactor, motor protection relay.
Der nächste Schritt war die Vereinigung mehrerer Funktionen in einem dafür extra konstruierten Gehäuseaufbau.Of the next Step was the union of several functions in one extra constructed housing construction.
Als
Beispiel:
Self-Protected Starter, System PKZ 2, 42 A, von Klöckner-Moeller,
1990:
Elektromechanischer Kompakt-Motor-Abgang (Starter) als
integriertes Design in einem Gehäuse:
Trenner, Leistungsschalter, Schütz,
Motorschutzrelais.As an an example:
Self-Protected Starter, System PKZ 2, 42 A, by Klöckner-Moeller, 1990:
Electromechanical compact motor output (starter) as integrated design in one housing: Disconnector, circuit breaker, contactor, motor protection relay.
Der nächste Schritt war die Entwicklung von elektronischen Komponenten zur Erfassung und zur Signalisierung von Fehlern im elektrischen Netz. In der Kombination mit modernen Sensorbausteinen ergaben sich damit außerordentlich vielfältige Lösungen für die Erfassung von Fehlern und die Auslösung von Sicherheitsreaktionen (Schalthandlungen) in weiterhin erforderlichen Hochleistungsschaltgeräten.Of the next Step was the development of electronic components for capture and for signaling faults in the electrical network. In the Combination with modern sensor components was thus extraordinarily diverse solutions for the Detection of errors and triggering of safety reactions (Switching operations) in further required high-performance switching devices.
Die elektronischen Systeme und die Schaltgeräte sind körperlich noch getrennt aufgebaut. Auch sind diese Schaltgeräte in ihrer Lebensdauer begrenzt. Es besteht eine Diskrepanz in der Lebensdauer zwischen dem elektronischen Schutzrelais und den Sensoren auf der einen Seite und dem Schütz auf der anderen Seite.The electronic systems and the switching devices are physically still separated. Also, these switching devices are limited in their life. There is a discrepancy in the life between the electronic protection relay and the sensors on one side and the contactor on the other side.
Als
Beispiel:
Elektronisches Motorschutzsystem ZEV, 620 A, von Moeller,
1999:
Elektronischer Motorschutz als separates elektronisches
Motorschutzrelais:
kombinierbar mit Schütz. Sensorik und Elektronik kann
dem Schütz
beigestellt werden.As an an example:
Electronic motor protection system ZEV, 620 A, by Moeller, 1999:
Electronic motor protection as a separate electronic motor protection relay:
combinable with contactor. Sensors and electronics can be provided to the contactor.
Als neueste Entwicklung gilt die intelligente, elektronische Steuerung des Schützantriebes, so dass die Schalthandlungen immer im optimal günstigsten Zeitpunkt erfolgen.When The latest development is intelligent, electronic control the contactor drive, so that the switching operations always take place in the best possible time.
Als
Beispiel:
EVSi (2), 320 A, von EAW-Relaistechnik GmbH, 2006:
Schütz mit elektronischem
Schaltpunkt-Management-Modul:
Schaltpunktsteuerung zur langzeitstabilen
Schaltung betriebsmäßiger Ströme.As an an example:
EVSi (2), 320 A, by EAW-Relaistechnik GmbH, 2006:
Contactor with electronic switching point management module:
Switch point control for long-term stable switching of operational currents.
Ausgehend vom bekannten Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, verschiedene Funktionen, die bisher außerhalb eines Schützes lagen, mit in Leistungsschütze, insbesondere Vakuumschütze, als kompakte Bauweise zu integrieren.outgoing The prior art was based on the object of the invention various functions that were previously outside a contactor, with in contactors, especially vacuum contactors, to integrate as a compact design.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1.The solution the task is carried out according to the features of claim 1.
Die Unteransprüche geben zweckmäßige Maßnahmen zur Vervollständigung der erfinderischen Lösung an.The under claims give appropriate measures to completion the inventive solution at.
Dem Bestreben nach kompakterer Bauweise kommt die letzte Entwicklung der Zusammenführung von Funktionen entgegen. Zum Beispiel kann in der Gerätereihe EVSi (3) von EAW-Relaistechnik GmbH eine Zusammenführung der Funktionen elektronisches Schaltpunkt-Management und elektronisches Motorschutzmanagement in einem Schütz unter der Voraussetzung erfolgen, dass die Signalerfassung und -auswertung für beide oben genannten Funktionen ähnliche Algorithmen und eine ähnliche Hardware nutzen.the Aim for more compact construction comes the last development the merger of Functions contrary. For example, in the device series EVSi (3) of EAW-Relaistechnik GmbH a merger of the Functions electronic switch point management and electronic engine protection management in a contactor provided that the signal acquisition and evaluation for both similar to the above functions Algorithms and a similar one Use hardware.
Gemäß vorliegender Erfindung sind die Bauelemente für die elektronische Steuerung des Schützes, d.h. für die Funktionen elektronisches Schaltpunkt-Management für eine sehr lange Lebensdauer und elektronische Motorschutzmanagement, innerhalb des Gehäusebereiches des Schützes zusammengefasst und installiert.According to the present Invention are the components for the electronic control of the contactor, i. for the functions electronic switching point management for a very long life and electronic motor protection management, within the housing area of the contactor summarized and installed.
In zweckmäßiger Weise ist die elektronische Steuerung des Schützes im vorderen Kopfteil des Schützes integriert und sind die Bedien- und Anschlusselemente des Schützes im vorderen Kopfteil des Schützes angeordnet.In expedient manner The electronic control of the contactor is integrated in the front head section of the contactor and are the operating and connection elements of the contactor in the front head part of the contactor arranged.
Das in der Abbildung dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft den von der Fa. EAW-Relaistechnik GmbH entwickelten Vakuumschütz EVSi (3) von 100 A bis 300 A, bei dem innerhalb der Gehäuseabmessungen eine umfangreiche Sensor- und Steuerelektronik integriert ist.The in the figure illustrated embodiment relates to the developed by the company EAW-Relaistechnik GmbH vacuum contactor EVSi (3) from 100A to 300A, within the housing dimensions an extensive sensor and control electronics is integrated.
Die Messwerte der Sensoren werden in drei Kanälen des Eingangsteiles des elektronischen Moduls empfangen und in der nachfolgenden Verarbeitungs- und Auswerteeinheit analysiert. Der Vergleich mit vorgegeben Sollwerten (Parametrierwerte) führt zu einer Bewertung.The Measurements of the sensors are made in three channels of the input part of the electronic module and used in the subsequent processing and evaluation unit analyzed. The comparison with specified setpoints (Parameter values) leads to a rating.
Von großer Bedeutung ist die Realisierung einer hohen Signalqualität. Störende Einflüsse von Fremdfeldern müssen vermieden und eliminiert werden. Bei den beengten Einbauverhältnissen am Schütz sind besondere Anstrengungen bei der Konstruktion erforderlich.From greater Importance is the realization of a high signal quality. Disturbing influences from external fields have to be avoided and eliminated. In the cramped installation conditions at the contactor special efforts are required in the design.
Im Warnungsfall erfolgt eine visuelle Fehleranzeige.in the Warning case is a visual error message.
Im Gefahrenfall wird das Ausschaltsignal zum Magnetantrieb weitergeleitet. Dazu wird in der Ausführung des „High end" MOT-Modules auch noch eine Synchronisierung der Schalthandlung der Referenzphase zum Phasenwinkel des Netzes durchgeführt. Der Magnet schaltet intelligent so gesteuert ab, dass die auftretende Lichtbogenenergie ihren Minimalwert hat.in the In case of danger, the switch-off signal is forwarded to the magnetic drive. This is in the execution of the "high end "MOT-Modules also a synchronization of the switching action of the reference phase performed to the phase angle of the network. The magnet switches intelligently controlled so that the occurring arc energy their minimum value Has.
Mit Hilfe der 3-phasigen Sensorik können aber auch außerhalb der Schutzfunktionen andere stromabhängige Prozesse aktiv gesteuert werden.With But help of the 3-phase sensors can also outside the protection functions are actively controlled by other current-dependent processes become.
Claims (4)
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