DE2025880C - Schutzeinrichtung zum Steuern der Zufuhr von elektrischer Energie zu einer Last m Abhängigkeit von Veränderungen einer Zustandsgroße - Google Patents

Description

ds vorteilhaft erwiesen, wenn der Fühler an einem zum Einschalten schließt und dann ^wahl£ _Unterb_re-

jViderstand eines Spannungsteilers mit zwei Wider- triebes geöffnet bleibt. Um eine "¹^j' _ermögli-

itänder. angeschlossen ist, dessen erster Widerstand chung der Energiezufuhr zu der Last - ^

_mit der Gleichstrom-Steuersignalquelle und dem chen, ist außerdem ein Stoppschalter M m

Steuereingang des Leistungsschalters und dessen Ab- 5 der Wechselspannungsquelle 10 emgescn · _ht

_&riff mit dem Steuereingang des Kurzschlußschalicrs I_n dem dargestellten Ausführung^st)eisl™=^l _Steuer.

verbunden ist, da sich auf diese Weise eine weitere die Last 16 aus einerRelaisspuliVd:emiie _te„.

Verminderung der Empfindlichkeit der erfindungsge- schaltung in einem äußeren und hier men »^

mäßen Schützeinrichtung gegen Störsignale und Ein- ten Gerät für die industrielle bteueruug _b„_ste_

Schwingvorgänge ergibt. _{10 se}in kann. Die Last kann auch aus einem ac ^- ^

Ais günstig hat es sich ferner erwiesen, wenn als hen, das unmittelbar mit dem f^f* _dessen Betrieb

spannungsabhängiges Bauelement eine Zenerdiode schützenden Gerätes verbunden ist, um

verwendet wird, da sich mit einer solchen Zenerdiode wahlweise unterbrechen zu können. ^_

das angestrebte Schaltverhalten in besonders cinfa- Das die Last 16 bildende Relais weisi ^

eher Weise verwirklichen läßt, insbesondere wenn in 15 beitskontakt 34 auf, der bei ^ErIf ^g"^ng _Lei_tendwerden

R '\h£ zu der Zenerdiode eine -ntüeaengerichtete schlossen wird, wenn also durch oa , · _d

;^e geschaltet ist. ~ des Triacs 12 an das Relais Spannung angel^vvira

'-, hat sich auch bewährt, v.enr. als spannungsab- Wenn zum Einschalten der Starts^cnaue , R_ei_ais ein

VMges Bauelement eine Eiu--.\.-_;;-Siliziumschalt- geschlossen wird, bewirkt die Erregung α ^^^ ^

hän·"^:>ges bauelement eine tnn;_:•-isiüziumscnaLt- geschlossen wira, dcwum ^ ^"~S7""_{dr som}\t den di !/verwendet wird, da sich mi: einer solchen das ao Schließen des Arbeitskontaktes J4, a ^

ar.·- -ire-bte Schaltverhaltcü cbc„i,',;, .v.ii ',.oher Ge- Startschaller 38 überbrückt, so daü e η ion

t, sofern n

dungsgemäßer Schutzeinrichtung näher crläu *₅ Fehlerzustand festgeste It In der Zeichnung zeigt " mit einem äußeren Gerat zur ^f^

·■■ ·: ε. 1 ein Schaltbild eines eisten Ausführunesbei- od. dgl. verbunden ist, kann ^eine^^re&" .? _indu. «n-i'sund " entsprechende Schaltungen in dem G«at ™"^_η

'' , ..g.2 ein Schaltbild ein,, z-.vi-.cri Ausführung*- striellen Steuerung zum A^ufre™S" unterbrechung be» iels einer Schutzeinrichtung nach der Erdung. 30 normalen Betrieb veranlassen, bme ^1 ^

u, Fig. 1 ist das erste Austühiun^beispiel der Er- der Energiezufuhr zu dem Relais unU; fining dargestellt. Eine Wechselspannungsquelle 10, dingte öffnen des Arbeitskont^W 3· tornd ^ dio beispielsweise durch das normale Wechselspan- entsprechende Unterbrechung d«»ei„ ni:...snetz gebildet wird, ist über ein«,, Lcistungs- tes zur mdustnellen SteuerungJjJ?™^^ _de, sei ^:Uer 12, der einen Steuereinjzang 14 aufweist, an 35 die abhängig von dem ^'«^3η'δ _{jrd kann}

ei;..: Last 16 angeschlossen, wenn der Schalter 12 in Triacs 12 wahlweise erregt °^der enir g ^^

seinem leitenden Zustand ist. Der Leitfähigkeitszu- auch von einer anderen Art^a s aas λ ^ ^

s.;_::-,d des Schalters 12 kann an seinem Steuereingang Beispiel kann die HauptwcK ung_e ^ ^

14 gesteuert werden, der mit einer Gleichstrom- den Ldstangsanschlussen » una« _q_

St,aersignalquelle (Diode 18) verbunden ist. In den 40 Reihe gescha «.wenden so daß de^ ^ ^^

S!,uereingang 14 und die Gleichstrom-Steuersignal- tors in unmittelbarer Abn^giB* Zustands-

qudle ist ein Kurzschlußschaller 20 geschaltet, der den Fühler 24 festgestellten fehlertiatten einen Steuereingang 22 zum Steuern .eines Leitfähig- größe i^^^TsteueS^nalquelle enthält vorteilkcitszustandes aufweist und die Signale von der Die ^G «^^"X^gfSrichterdiode 18, die

Glachstrom-Steuersignalquelle von dem Steuerein- 4S hafterwe.se eine «*S;:^Gi_u ^C _sSdeten Rückstellgang 14 abzuleiten vermag, wodurch der Leitfähig- ^«^^Ä^SuniqueUe 10 verkcitszustand des Leistungsschalters 12 gesteuert wer- schalter 36 mU J™^^ Erforderliche Be-

nÄn ist ein Fühler 24 vorgesehen, der seine ^S^^J^^^^^ elektrische Eigenschaft bei Veränderungen einer Zu- 50 ein Audo«^ ^J Ste^ng g _& ^

Standsgröße verändert. Der Fühler 24 ist m.t dem 12, um dessen Le.tfahig^ke·¹™^ _{daß zur} Steue-Steuereingang 22 derart verbunden, daß Veränderun- ein wesenU.cher Vo ^_mft zugsteuerung der Zügen seiner elektrischen Eigenschaft den Leitfähig- ™ⁿ« ^^s/"!?_hii ""„Se an die Last 16 ein keitszustand des Kurzschlußschalters 20 verändern. fuhr von ^W^Jse 'romenerg, ^

Hierdurch wird die Zufuhr des Gleichstromkreis zu 55 Gleich'^™^te«™8ⁿa ^^"ichstromsteuersignali dem Steuereingang 14 des Leistungsschalters 12 und erfolgt ^« Steu^ung^l ese U,e ^ ^^

damit auch die Energiezufuhr zu der Last 16 gesteu- ^_B*^^^Knbn5ngigkeit von durch der

"Der Leistungsschauer 12 ist vorteilhaftere ein Jf^ JjJjf 3Χ££Τ

Triac, dessen Zündelektrode semen Steuereingang 14 60 goße^AufteW ^_nenergie an die Last 16 en

bildet. Der Triac 12 weist zwei I.cistungsanschlusse ^^^„^^„^ϊΞΓα" verwendet, das im wesentli

26 und 28 auf, die mit der Wechse Spannungsquelle 10 G e ^cJ^st™ⁿ^ ^ _{Einscnwingvor}gänge ist.

und der Last 16 in Reihe geschaltet sind. Zum Ε·α- ehe ^l ^"PJ'™,^ _Ausf_ührungsbeispicl bestel,

schalten der Schutzeinrichtung ist ein Startschalter 30 In ^^^S™₂o_{aus e}ine.n steuerbaren SiIi

vorgesehen, der in Reihe mit der Wechselspannung«- 65 der Kurzsc uBsctulter zu _n -

qucUe 10 angeurdnet ist. Der Startschaller 30 ,st, wie gg^X llizUungleiduichter

i i Abitktkt und vc.rte.lhafterwe.se als Sttuu. μ»η, hi Md. l s ^ ^

qucUe 10 angeurdnet ist. Der Startschaller 30 ,st, wie ggX llizUungleid ge/eiut, ein Arbeitskontakt und vc.rte.lhafterwe.se als Sttuu. μ»η, hi Md. l s

Druckkiiopfki.ntakt ausgebildet, der nur kurzzeitig eine Anode J8 und eic Kai

Steuereingang 14 des Triacs 12 verbunden sind und Schwingsignale den Betrieb der Schutzeinrichtung bezur Steuerung des Leitfähigkeitszustands des Triacs hindern, kann es wünschenswert sein, eine zusätzliche wahlweise das von der Diode 18 gelieferte Gleich- Filterung vorzusehen. Dies ist jedoch nicht unbedingt strom-Steuersignal von dem Steuereingang 14 abzu- erforderlich, da die Schutzeinrichtung, wie weiter leiten vermögen. Die Diode 18 ist mit dem Silizium- 5 oben ausgeführt, zur Steuerung des Triacs 12 ein gleichrichter 20 über einen Vorschaltwiderstand 42 Gleichstromsignal verwendet und somit im wesentli- und einen Spannungsteiler 44 verbunden, der Wider- chen unabhängig von Einschwingvorgängen ist. In stände 46 und 48 aufweist, die zwischen sich einen dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist hierfür ein Abgriff 49 bilden. Die Anode 38 des Siliziumgleich- Fiiterkondensator 62 vorgesehen, der über den Vorrichters 20 ist mit dem Spannungsteilerabgriff 49 ver- io schaltwiderstand 42 mit der Diode 18 und somit auch bunden, so daß der Siliziumgleichrichter 20 abhängig mit dem Spannungsteiler 50 verbunden ist. Der Filtervon der dort bestehenden Spannung mit Betriebsspan- kondensator 62 beseitigt vor allem die Welligkeit der nung versorgt wird. von der Halbweg-Gleichrichterdiode 18 gelieferten

Weiterhin ist mit der Halbweg-Gleichrichterdiode Gleichspannung.

18 der Steuereingang 14 des Triacs 12 verbunden, und 15 In ähnlicher Weise ist dem Zweig des Spannungsteizwar über die Widerstände 42, 46 und 48. Dabei die- lers 50, der den Widerstand 54 und den Fühler 24 entnen die Widerstände 46 und 48 zur Begrenzung des hält, ein Filterkondensator 64 parallel geschaltet, um dem Steuereingang 14 zugeführten Stromes. Der steu- diejenigen Einschwingvorgänge zu unterdrücken, die erbare Siliziumgleichrichter 20 ist somit mit seinen unter bestimmten Umständen an den Zuleitungen des Anoden- und Kathodenanschlüssen dem Steuerein- »o Fühlers 24 auftreten. Ein weiterer Filterkondensator gang 14 des Triacs 12 parallel geschaltet, so daß er 66 ist mit der Steuerelektrode 22 des Siliziumgleichden Steuereingang 14 wahlweise kurzschließt, wenn er richters 20 verbunden, um auch dort Einschwingvorin leitendem Zustand ist. gänge zu unterdrücken. Zur Stabilisierung der Steuer-

Der Leitfähigkeitszustand des Siliziumgleichrich- kennlinie des Siliziumgleichrichters 20 ist dessen ters 20 wird durch den Fühler 24 bestimmt. Der Füh- »5 Steuereingang em Widerstand 68 parallel geschaltet, ler 24 ist in einem Zweig eines Spannungsteilers 50 an- Der Fühler 24 kann abhängig von der gewünschten

geordnet, welcher den Anoden- und Kathodenan- Verwendung der Schutzeinrichtung aus einer Reihe Schlüssen des Siliziumgleichrichters 20 parallel ge- von Abfühlelementen bestehen. In dem dargestellten schaltet ist. Der Spannungsteiler 50 enthält einen er- Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Fühler 24 sten Widerstand 52 und einen zweiten Widerstand 54, 30 ein Thermistor, dessen Widerstand sich mit der Temwelche zwischen sich einen Abgriff 56 bilden. Der peratur verändert. Vorzugsweise weist der Thermistor Widerstand 52 ist mit dem Abgriff 49 des Spannungs- 24 einen positiven Temperaturkoeffizienten auf, so teuere 44 und somit mit der Anode 38 des Silizium- daß sich sein Widerstand relativ plötzlich bei einer gleichrichters 20 verbunden. Der Fühler 24 ist an vorbestimmten Temperaturerhöhung vergrößert,
einen der Widerstände des Spannungsteilers 50 ange- 35 Der Thermistor 24 befindet sich in gutem thermischlossen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel schem Kontakt mit dem zu schützenden Gerät, z. B. ist er dem Widerstand 54 in Reihe geschaltet, so daß mit einem Motor, um diesen vor Übertemperaturen zu er über den Widerstand 54 mit dem Abgriff 56 ver- bewahren, oder mit einer Heizvorrichtung, in dessen bunden ist. Weiterhin ist der Fühler 24 mit der Ka- Netzzuleitung, um den Motor gegen Überströme zu thode 40 des Siliziumgleichrichters 20 verbunden. Der ♦< > schützen. Wenn solche Überströme oder Übertempe-Abgriff 56 des Spannungsteilers 5β ist an die Steuer- raturen festgestellt werden, wird der Triac 12, wie elektrode 22 des Siliziumgleichrichters 20 angeschlos- nachstehend beschrieben, nichtleitend, so daß er die sen, so daß die Spannung an dem Abgriff SS diejenige Energiezufuhr zu der Last unterbricht, welche dann an der Steuerelektrode 22 bestimmt und damit den ihrerseits die Energiezufuhr zu dem Motor oder zu Leitfähigkeitszustand des Siliziumgleichrichters 20 45 einem anderen zu schützenden Gerät steuert,
steuert. Um ein ordnungsgemäßes Schalten des Silizi- Der Thermistor 24 kann auch einen negativen Tem-

umgleichrichters 20 zu gewährleisten, ist zwischen peraturkoeffizienten aufweisen. In diesem Falle müßte dem Abgriff 56 und der Steuerelektrode 22 ein span- er dann zwischen dem Widerstand 52 und dem Spannungsabhängiges Bauelement 58 eingeschaltet, das als nungsteilerabgriff 56 eingeschaltet werden.
Schwellwertglied dient Das spannungsabhängige 5° Der Fühler 24 kann auch aus einem lichtempfindli-Bauelement 58 ist vorteilhafterweise eine Zenerdiode, chen Widerstand, einem Zähler oder einem durch welche die Spannung an dem Abgriff 56 so lange von Licht betätigbaren Schalter bestehen, so daß die der Steuerelektrode 22 fern hält, bis an dem Abgriff Schutzeinrichtung beispielsweise auch als Einbruchs-56 eine vorgegebene SchweUwertspannung erreicht sicherung verwendet werden kann,
wird, wodurch die Zenerdiode 58 leitend wird und an 55 Wenn erforderlich, kann der Fühler durch eine Andie Steuerelektrode 22 ein Signal anlegt, das ausreicht, zahl hintereinandergeschalteter Thermistoren ersetzt um den Siliziumgleichrichter 20 plötzlich leitend zu werden, welche die Temperatur an verschiedenen machen. Stellen des zu schützenden Gerätes abfühlen, da die

Um zu verhindern, daß der Siliziumgleichrichter 20 Schaltungsanordnung so ausgelegt werden kann, daß durch Störimpulse zurückgestellt wird, ist zwischen 60 eine vorbestimmte Veränderung des Widerstandes dem Abgriff 56 und der Zenerdiode 58 eine entgegen- eines der hintereinandergeschalteten Thermistoren gerichtete Diode 60 vorgesehen. Die Diode 60 verhin- eine Aussteuerung des Siliziumgleichrichters 20 und dert, daß an die Steuerelektrode 22 negative Ein- damit diejenige des Triacs 12 bewirkt. In ähnlicher schwingsignale gelangen, die unter bestimmten Um- Weise kann auch eine Anzahl parallelgeschalteter ständen die Steuerelektrode 22 negativ werden lassen 65 Thermistoren zum Abfühlen von Temperaturverän- und den Siliziumgleichrichter 20 in seinen nichtleiten- derungen an mehreren verschiedenen Stellen verwenden Zustand überführen. det werden, wenn entsprechende Entkoppeldioden Da es besonders wichtig ist zu verhindern, daß Ein- vorgesehen werden.

Beim Betrieb der Schutzeinrichtung nach Fig. 1 wird die Zufuhr von Wechselstromenergie zu dem Relais 16 gesteuert, das, wie vorstehend beschrieben, den Betrieb eines äußeren Gerätes zur industriellen Steuerung od. dgl. zu unterbrechen vermag. Hierzu wird zur Steuerung des Leitfähigkeitszustandes des Triacs 12 in Abhängigkeit von den von dem Thermistor 24 abgeführten Veränderungen der Umgebungstemperatur ein Gleichstromsignal verwendet, das im wesentlichen unabhängig von Einschwingvorgängen ist.

Bei Normaltemperatur hat der Thermistor 24 einen relativ niedrigen Widerstand und hält damit den Siliziumgleichrichter 20 im nichtleitenden Zustand. An den Steuereingang 14 des Triacs 12 wird somit ein Gleichstrom angelegt, der den Triac 12 in den leitenden Zustand überführt. Bei kurzzeitigem Schließen des Startschalters 30 wird daher im Relais 16 Wechselstromenergie zugeführt, so daß dessen Arbeitskontakt 34 schließt und den Startschalter 30 überbrückt. Hierdurch ist der Stromkreis von der Wechselspannungsquelle 10 über den Arbeitskontakt 34, den als Ruhekontakt ausgebildeten Stoppschalter 32, das Relais 16 und die Leistungsanschlüsse 26 und 28 des Triacs 12

geschlossen.

Das dem Steuereingang 14 in Auslöserichtung zugeführte Gleichstromsignal liegt ebenfalls an dem Spannungsteiler SO und dem steuerbaren Siliziumgleichrichter 20. Solange jedoch der Thermistor 24 in seinem Zustand niedrigen Widerstandes verbleibt, entsteht an dem Abgriff 56 nur eine vorbestimmte erste Spannung, die nicht ausreicht, um die Zenerdiode 58 in den leitenden Zustand zu bringen. Deshalb bleibt der Siliziumgleichrichter 20 nichtleitend und hat somit keinen Einfluß auf den Betrieb des

Triacs 12.

Wenn der Thermistor 24 mit seinem positiven Temperaturkoeffizienten eine Temperaturerhöhung feststellt, steigt sein Widerstand an und erreicht bei einer vorgegebenen Temperaturerhöhung einen relativ großen Widerstandswert. Die Spannung an dem Abgriff 56 steigt in dem gleichen Maße und erreicht schließlich eine zweite vorbestimmte Spannung, die ausreicht, um die Zenerdiode 58 in den leitenden Zustand zu bringen. Hierdurch wird an die Steuerelektrode des Siliziumgleichrichters 20 plötzlich eine Spannung angelegt, welche diesen in den leitenden Zustand überführt. Der Siliziumgleichrichter 20 schließt jetzt das dem Steuereingang 14 zugeführte Gleichstromsignal kurz, so daß der Triac 12 beim nächsten Null-Durchgang des Wechselstromes nichtleitend werden

kann.

Wenn der Triac 12 nichtleitend ist, wird der in Serie zu den Leistungsanschlüssen 26 und 28 angeschlossenen Relaisspule 16 keine Energie mehr zugeführt, und ihr zugehöriger Arbeitskontakt 34 öffnet sich. Wenn dieser die Spule 16 mit entsprechenden Schaltungen in einem äußeren Gerät zur industriellen Steuerung od. dgl. verbunden ist, kann dort eine ähnliche Unterbrechung der Energiezufuhr bewirkt werden. . Da ein mit Gleichstrom arbeitender, steuerbarer Siliziumgleichrichter normalerweise auch ohne Eingangssignal in seinem leitenden Zustand verbleibt, sobald er einmal leitend geworden ist, wird das Relais 16 so lange nicht mehr erregt, bis der steuerbare Siliziumgleichrichter 20 abgeschaltet wird. Auch wenn also die abgefühlte Temperatur wieder auf einen Wert absinkt, bei welchem der Thermistor 24 wieder seinen niedrigen Widerstand aufweist, verbleibt also die Schutzeinrichtung in einem Zustand, in welchem dem als Last wirkenden Relais 16 keine Energie zugeführt wird, und zwar so lange, bis der dem Anoden-Kathoden-Kreis des steuerbaren Siliziumgleichrichters 20 zugeführte Gleichstrom unterbrochen wird, so daß der Siliziumgleichrichter in seinen nichtleitenden Zustand zurückkehren kann.

Zu diesem Zweck ist der Rückstellschalter 36 vorgesehen, der kurzzeitig geöffnet werden kann, um den ίο Gleichstrom zum Anoden-Kathoden-Kreis des steuerbaren Siliziumgleichrichters 20 zu unterbrechen. Hierdurch wird der Siliziumgleichrichter 20 nichtleitend und bereitet dadurch die Schutzeinrichtung für einen neuen Arbeitsgang vor, der, wie vorstehend beschrieben, durch kurzzeitiges Betätigen des Startschaiters 30 eingeleitet werden kann.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Polarität der verschiedenen Bauelemente auch umgedreht und zum Auslösen des Triacs ein negatives Gleichstromao signal verwendet werden kann, da verschiedene Triacs in einer solchen Betriebsweise leistungsfähiger sind.

Wenn eine automatische Rückstellung und Vorbereitung der Schutzeinrichtung auf den nächsten Arbeitstakt gewünscht wird, kann das in F i g. 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden. Dort ist wieder eine normale Wechselspannungsquelle 10 gezeigt, die mit einer wahlweise erregbaren Last 16, beispielsweise einer Relaisspule, über einen Leistungsschalter 12 verbunden ist, der vorzugsweise aus einem Triac besteht, der einen Steuereingang oder eine Zündelektrode 14 und zwei Leislungsanschlüsse 28 und 26 aufweist. An den Steuereingang 14 des Triacs 12 ist eine Gleichstrom-Steuersignalquelle 18 angeschlossen, welche ein Gleichstromsignal in Zündrichtung liefert, um den Triac in den leitenden Zustand zu überführen.

Mit der Gleichstrom-Steuersignalquelle 18 und dem Steuereingang 14 des Triacs ist ein wahlweise erregbarer und Kurzschlußschalter 20 parallel geschaltet, mit dem das Gleichstromsignal kurzgeschlossen wird, wenn dieser durch abgefühlte Veränderungen einer Zustandsgröße in den leitenden Zustand gelangt, so daß der Triac 12 nichtleitend wird.

Das in F i g. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel ähnelt demjenigen nach F i g. 1. Es wird jedoch selbsttätig elektronisch zurückgestellt und für einen neuen Arbeitstakt vorbereitet, wenn die Energiezufuhr zu dem die Last 16 bildenden Relais unterbrochen worden ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Relais 50 mit einem Arbeitskontakt 34 dargestellt, der mit zwe Ausgangsklemmen 88 verbunden ist, um eine Steuerung der Energiezufuhr zu dem zu schützenden Gera zu ermöglichen. Wenn der Triac 12 in den leitendei Zustand überführt und damit das Relais erregt wird 55 schließt der Kontakt 34, und es kann dem angeschlos senen Gerät Energie zugeführt werden. Wenn dam die Zufuhr von Wechselstromenergie an das Relai unterbrochen wird, öffnet der Arbeitskontakt 34 um bewirkt damit eine entsprechende Unterbrechung de 60 Betriebes des zu schützenden Gerätes.

Die Gleichspannungsquelle enthält vorteilhafter weise eine Halbweg-Gleichrichterdiode 18, die übe einen Vorschaltwiderstand 42 und zwei Widerstand 46 und 48, die zur Strombegrenzung dienen und eine 65 Spannungsteiler 44 mit einem Abgriff 49 bilden, m dem Steuereingang 14 des Triacs 12 verbunden is Der wahlweise erregbare Kurzschlußschalter 20 i: vorteilhafterweise ein Transistor, und zwar in dei

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dargestellten Ausführungsbeispiel ein npn-Transistor mit einer dem Steuereingang 22 des Kurzschlußschalters 20 in F i g. I entsprechenden Basis 100, einem Kollektor 102 und einem Emitter 104. Der Kollektor ist mit dem Spannungsteilerabgriff 49 verbunden 5 und wird somit entsprechend der dort durch die Gleichrichterdiode 18 erzeugten Spannung vorgeführt Dessen Arbeitskontakt 34 ist geschlossen, und die Schutzeinrichtung beeinflußt den Betneb des zu schützenden Gerätes nicht. ,

Unter diesen Umständen ist der Transistor zu nichtleitend. Bei Abwesenheit einer Widerstandsernohung des Thermistors 24 infolge einer Temperaturerhöhung besteht an dem Abgriff 56 eine vorbestimmte

einen Abgriff 56 bilden. Transistors 20

Die Steuerung der Le.tfah.gke, des Tutors ^u wird durch einen Fühler 24 ^^ir^^D^Hf «

ratur, wie vorstehend im Zusammenhang mit F i g. 1 beschrieben, verändert. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Fühler 24 mit dem Widerstand 54 verbunden. Die Basis 100 des Transistors 20 ist an den Spannungsteilerabgriff 56 angeschlossen, und zwar vorzugsweise über ein spannungsabhängiges Baueleuent 58, das die sich mit dem Widerstand des Fühlers 24 verändernde Spannung an dem Abgriff 56 abfühlt, um die an die Basis 100 angelegte Spannung und damit den Leitfähigkeitszustand des Transistors Widerstand des Thermistors 20, und die Spannung an dem Abgriff 56 steigt bis auf eine vorbestimmle zweite Spannung an. Diese an die Basis 100 des Transistors weitergeleitete Spannung ist ausreichend, um den Transistor 20 leitend zu machen, so daß dieser das Gleichspannungssignal in Auslöserichtung über seinen Kollektor-Emitter-Kreis von dem Steuereingang ao 14 des Triacs 12 ableitet.

Um ein gleichförmiges und schnelles Schauen des Transistors 20 zu bewirken, ist zwischen dem Abgntt und der Basis 100 das spannungsabhängig Bauelement 58 vorgesehen, das vorzugsweise au* ^cirie™ *5 Siliziumschalter, der als Diode mit Zündchaia; onstik wirkt, besteht und die Übertragung von Signa',·, η zwischen dem Abgriff 56 und ^r R^U in« des 's ransi-

Abfühlelemente bestehen,
positivem oder mit

30

öd

sein.

Temperaturkoeffizienten, so daß sein widerstand bei einer abgefühlten Erhöhung der Umgebungstemperatur ansteigt. Die Schutzeinrichtung nach Fig.2 ist somit besonders zum Abfühlen von Übertemperaturen oder Überströmen geeignet, wie bereits im Zusammenhang mit F i g. 1 erläutert.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß, obwohl dem als Last 16 dienenden Relais Wechselstromenergie zugeführt wird, die Steuerung und die wahlweise Unterbrechung der Wechselstromenergie durch ein von der Halbweg-Gleichrichterdiode 18 geliefertes Gleichstrom-Steuersignal bewirkt wird, so daß der Betrieb der dargestellten Schutzeinrichtung im wesentlichen von Einstellvorgängen unabhängig

Dennoch können Filtereinrichtungen vorgesehen werden, die einen zusätzlichen Schute gegen Einschwingvorgänge bieten. Hierfür ist ein Filterkondensator 62 dem Spannungsteiler 50 und den Kollektor-Emitter-Anschlüssen des Transistors 20 parallel geschaltet, um ein im wesentlichen welligkeitsfreies Steuersignal zu erhalten. Ähnlich ist den Basis-Emitter-Anschlüssen des Transistors 20 und dem Zweig des Spannungsteilers 50, welcher den Widerstand 54 und den Thermistor 24 enthält, ein Kondensator 64 parallel geschaltet, um Einschwingvorgänge zu unterdrücken, die an den Zuleitungen des Thermistors 24 auftreten, und um somit ein unbeabsichtigtes Einschalten des Transistors 20 zu verhindern.

Beim Betrieb des Ausführungsbeispieles nach F i g. 2 wird an den Triac 12 Wechselstromenergie sowie an dessen Steuereingang 14 von der Diode 18 ein Gleichstromsignal in Zündrichtung angelegt. Wenn von dem Thermistor 24 keine erhöhte Temperatur abgeführt wird, ist der Triac 12 im leitenden Zustand, und es wird dem Relais 16 Wechselstromenergie zügeder Siliziumschalter 58 augenblicklich leitend und der Basis 100 des Transistors 20 ein Signal ausreu hender Stärke zugeleitet wird, um den Transistor 20 augenblicklich in die Sättigung zu treiben.

Der Siliziumschalter 58 dient weiterhin dazu, an der Basis 100 ein solches Signal aufrechtzuerhalten, während an dem Abgriff 56 die vorbestimmte zweite Spannung besteht, um ein unbeabsichtigtes Abschalten zu verhindern und um die Stabilität des Betriebs des Transistors 20 zu vergrößern.

Wenn der Transistor 20 leitend wird, schließ; er das von der Diode 18 gelieferte Gleichstromsignal über seinen Kollektor-Emitter-Kreis kurz und entzieht somit dem Triac 12 sein Steuersignal. Dadurch wird der Triac 12 beim nächsten Nulldurchgang des Wechselstroms nichtleitend, und an das als Last dienende Relais 16 wird kein Wechselstromsignal mehr angelegt, wodurch der Kontakt 34 öffnet und der an die Klemmen 88 angeschlossene Stromkreis stromlos wird.

Ein wichtiger Vorteil dieses Ausführungsbeispiel« ist es, daß dem Relais 16 keine Wechselstromenerg« zugeführt wird, während der Thermistor 24 der erhonten Temperatur ausgesetzt ist, da der Triac 12 nicht leitend bleibt. Wenn jedoch die abgefühlte Tempera tür abnimmt, erniedrigt sich auch die Spannung ai dem Thermistor 24, bis die Spannung an dem Abgru 56 nicht mehr ausreicht, um den Siliziumschalter 51 leitend zu halten, worauf dieser nichtleitend wird uni die Übertragung von Aussteuersignalen von dem Ad griff 56 an die Basis 100 des Transistors 20 unterbiti det.

In diesem Ausführungsbeispiel ist ein SiHz«^uir schalter verwendet worden, der bei einer niedrigere Spannung nichtleitend wird als bei derjenigen, die ei forderlich ist, um ihn leitend zu machen. Der Siliziun schalter wird somit nicht sofort nichtleitend, wenn d abgefühlte Temperatur abnimmt, sondern erst, wen von dem Thermistor 24 eine wesentliche Temperati rabnahme festgestellt wird.

enn der Siliziumschalter 58 nichtleitend wird, :hwindet die Vorspannung in dem Basis-Emitters des Transistors 20, und dieser wird ebenfalls tleitend. Der Transistor 20 schließt somit das chstromsignal nicht mehr kurz, so daß es wieder len Steuereingang 14 des Triacs 20 gelangt, wo-

durch dieser erneut zündet und leitend wird, so daß an das Relais 16 Wechselstromenergie angelegt wird und dessen Arbeitskontakt 34 schließt. In diesem Ausführungsbeispiel wird somit automatisch ohne manuelle Rückstellung ein Wiederaulegen von Wechselstromenergie bewirkt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

zu einer Last in Abhängigkeit von Veränderungen Patentansprüche: einer Zustandsgröße, mit einem in Reihe zu der Last an eine Wechselspannungsquelle angeschlossenen

1. Schutzeinrichtung zum Steuern der Zufuhr Leistungsschalter, dessen Leitfähigkeitszustand durch

von elektrischer Energie zu einer Last in Abhän- 5 einen Kurzschlußschalter, der einen Teil eines mit

gigkeit von Veränderungen einer Zustandsgröße, dem Steuereingang eines Leistungsschalters verbun-

mit einem in Reihe zu der Last an eine Wechsel- denen Auslösekreises kurzzuschließen vermag, steu-

spannungsquelle angeschlossenen Leistungsschal- erbar ist, und mit einem Fühler für die ZustandsgTöße,

ter, dessen Leitfähigkeitszustand durch einen durch den infolge der Veränderung einer seiner elek-

Kurzschlußschalter, der einen Teil eines mit dem io trischen Eigenschaften in Abhängigkeit von Verände-

Steuereingang eines Leistungsschalters verbünde- rungen der Zustandsgröße der Leitfähigkeitszustand

nen Auslösekreises kurzzuschließen vermag, steu- des Kurzschlußschalters steuerbar ist.

erbar ist, und mit einem Fühler für die Zustands- Eine solche Schaltungsanordnung ist bekannt

größe, durch den infolge der Veränderung einer (»Funkschau«, 40. Jahrgang (1968), Heft 19, S. 589).

seiner elektrischen Eigenschaften in Abhängigkeit 15 Bei der bekannten Schaltungsanordnung, welche als

von Veränderungen der Zustandsgröße der Leit- Regelungsschaltung dient, wird durch einen NTC-

fähigkeitszustand des Kurzschlußschalters Steuer- Thermistor der Leitfähigkeitszustand von zwei paral-

bar ist, dadurch gekennzeichnet, daß lelgeschalteten Transistoren gesteuert, welche Auslö-

der Steuereingang (14) des Leistungsschalters (12) sesignale von Dioden durch Kurzschließen ableiten,

an eine Gleichstrom-Steuersignalquelle (18) ange- ao um ein Leitendwerden eines als Leistungsschalter die-

schlossen ist, durch welche der Leistungsschalter nenden Triacs zu verhindern. Bei der bekannten

(12) in den leitenden Zustand schaltbar ist, daß Schaltungsanordnung leiten die Transistoren jedoch

der Kurzschlußschalter (20) mit der Gleichstrom- nur von der Wechselspannungsquelle gelieferte Wech

Steuersignalquelle (18) und dem Steuereingang selstromsignale ab. Dies hat den Nachteil, daß die An-

(14) des Leistungsschalters (12) derart verbunden 25 Ordnung sehr empfindlich gegen Einschwingvorgängu

ist, daß im leitenden Zustand des Kurzschluß- ist, so daß in ihr selbst oder in anderen mit ihr verbun

schalters (20) die Signale der Gleichstrom-Steuer- denen Systemen entstehende Einschwingvorgänge ein

signalquelle (18) von dem Steuereingang (14) des unbeabsichtigtes Auslösen der Schutzeinrichtung be

Leistungsschalters (12) ableitbar sind, und daß wirken können.

zwischen dem Fühler (24) für die Zustandsgröße 30 Die Aufgabe der Erfindung besteht bei einer

und dem Steuereingang (22) des Kurzschlußschal- Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art darin,

ters (20) ein spannungsabhängiges Bauelement eine schnell und unverzögernd ansprechende un^

(58) derart angeordnet ist, daß unterhalb eines außerordentlich betriebssichere Schutzeinrichtung

vorgegebenen Spannungswertes die Steuerung des von hoher Lebensdauer zu schaffen, welche im we

Kurzschlußschalters (20) in den leitenden Zustand 35 sentlichen unempfindlich gegen Störsignale und Ein

verhinderbar ist und daß erst beim Vorliegen von Schwingvorgänge ist.

Gleichstromsignalen oberhalb dieses vorgegebe- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gc

nen Spannungswertes infolge einer vorbestimmten löst, daß der Steuereingang des Leistangsschalters an

Veränderung einer der elektrischen Eigenschaften eine Gleichstrom-Steuersignalquelle angeschlossen

des Fühlers (24) der Kurzschlußschalter (20) so- 40 ist, durch welche der Leistungsschalter in den leiten-

fort in den leitenden Zustand und damit der Lei- den Zustand schaltbar ist, daß der Kurzschlußschalte 1

stungsschalter (12) in den gesperrten Zustand mit der Gleichstrom-Steuersignalquelle und dein

schaltbar sind. Steuereingang des Leistungsschalters derart verbun-

2. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch den ist, daß im leitenden Zustand des Kurzschluß gekennzeichnet, daß der Fühler (24) an einem 45 schalters die Signale der Gleichstrom-Steuersignal Widerstand (54) eines Spannungsteilers (50) mit quelle von dem Steuereingang des Leistungsschalten zwei Widerständen (52, 54) angeschlossen ist, des- ableitbar sind, und daß zwischen dem Fühler für dit sen erster Widerstand (52) mit der Gleichstrom- Zustandsgröße und dem Steuereingang des Kurz Steuersignalquelle (18) und dem Steuereingang schlußschalters ein spannungsabhängiges Baueiemen (14) des Leistungsschalters (12) und dessen Ab- 50 derart angeordnet ist, daß unterhalb eines vorgegebe griff (56) mit dem Steuereingang (22) des Kurz- nen Spannungswertes die Steuerung des Kurzschluß schlußschalters (20) verbunden ist. schalters in den leitenden Zustand verhinderbar is

3. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, und daß erst bei Vorliegen von Gleichstromsignalei dadurch gekennzeichnet, daß das spannungsab- oberhalb dieses vorgegebenen Spannungswertes in hängige Bauelement (58) eine Zenerdiode ist. 55 folge einer vorbestimmten Veränderung einer de;

4. Schutzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch elektrischen Eigenschaften des Fühlers der Kurz gekennzeichnet, daß in Reihe zu der Zenerdiode schlußschalter sofort in den leitenden Zustand unc eine entgegengerichtete Diode (60) geschaltet ist. damit der Leistungsschalter in den gesperrten Zustanc

5. Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, schaltbar sind.

dadurch gekennzeichnet, daß das spannungsab- 60 Dies hat den Vorteil, daß der Kurzschlußschalte hängige Bauelement (58) eine Einweg-Silizium- mit Signalen arbeitet, die relativ unempfindlich geget schaltdiode ist. Störsignale und Einschwingvorgange sind, und daß et

waige dennoch auftretende Störungen mit geringen

Aufwand unwirksam gemacht werden, so daß dii

65 Schutzeinrichtung trotz hoher Empfindlichkeit eim erhebliche Sicherheit gegen unbeabsichtigte Auslö Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzeinrich- sungen bictet. lung zum Steuern der Zufuhr von elektrischer Energie In Weiterbildung der Erfindung hat es sich ferne